(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業工具本体に回転自在に配置された駆動側回転部材と、
前記作業工具本体に配置されるとともに前記駆動回転部材と同軸にて回転可能とされた被動側回転部材と、
前記被動側回転部材に径方向に突出状に設けられた動力受部と、
前記駆動側回転部材とともに回転し、前記動力受部に当接して当該駆動側回転部材の回転力を前記被動側回転部材に伝達する動力伝達部と、
前記被動側回転部材を介して回転駆動されることで所定の加工作業を遂行する先端工具と、
前記作業工具本体に設けられ、前記駆動側回転部材が回転駆動され、これに伴い当該駆動側回転部材と前記被動側回転部材が前記動力伝達部と前記動力受部との当接状態を介して一体回転するときには、当該被動側回転部材の回転を許容して前記先端工具に所定の加工作業を行わせ、前記先端工具を交換するべく前記被駆動側回転部材に手動操作による回転力が入力され、これにより前記被動側回転部材が前記駆動側回転部材に対して相対回転したときには、当該被動側回転部材の回転をロックするロック部材と、
前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材との間に介在されるとともに、前記駆動側回転部材の径方向における外方側位置と内方側位置との間で移動する作動部材と、を有し、
前記作動部材は、
前記駆動側回転部材の回転駆動時には、前記駆動側回転部材とともに回転する際の遠心力で前記外方側位置に置かれ、これによって前記動力伝達部と前記動力受部との当接状態を介しての前記駆動側回転部材と前記被動側回転部材との一体回転状態を維持し、
前記先端工具の交換時においては、前記外方側位置から前記内方側位置へと移動し、前記被動側回転部材に対して前記動力伝達部と前記動力受部との当接状態を解除する方向の手動操作による回転力が入力されることに基づいて前記被動側回転部材が前記駆動側回転部材に対して前記動力伝達部と前記動力受部との当接状態が解除される方向に相対回転することを許容し、これにより前記ロック部材が前記被動側回転部材の回転をロックする構成としたことを特徴とする作業工具。
【請求項２】
請求項１に記載の作業工具であって、
互いに対向状に配置される、前記駆動側回転部材の軸方向端面と前記被動側回転部材の軸方向端面とのいずれか一方には、径方向に延びる第１のガイド溝が設けられ、いずれか他方には、前記第１のガイド溝に交差した状態で径方向に延びる第２のガイド溝が設けられ、
前記作動部材は、球体によって構成されるとともに、前記第１のガイド溝および第２のガイド溝に嵌合した状態でそれら第１のガイド溝および第２のガイド溝における径方向の外方側端部と内方側端部との間で移動可能とされており、
前記第１のガイド溝および第２のガイド溝は、前記駆動側回転部材と前記被動側回転部材が前記動力伝達部と前記動力受部との当接状態を介して一体回転するときには、前記球体が前記第１のガイド溝および第２のガイド溝の外方側端部に置かれるとともに、それら第１のガイド溝および第２のガイド溝の径方向の壁面と係合し、これにより前記駆動側回転部材と前記被動側回転部材の相対回転を規制するように設定され、一方、前記被動側回転部材が前記駆動側回転部材に対して前記動力伝達部から前記動力受部を離す方向に手動操作によって相対回転されたときには、前記第１のガイド溝あるいは前記第２のガイド溝の径方向の壁面によって前記球体を押すことによって、当該球体を前記第１のガイド溝および第２のガイド溝の内方側へと移動させるように構成したことを特徴とする作業工具。
【請求項３】
請求項２に記載の作業工具であって、
前記第１および第２のガイド溝のうち、少なくとも前記先端工具に遠い方の一方のガイド溝は、外方側端部から内方側端部にかけて前記先端工具から離れる方向に傾斜され、前記駆動側回転部材の停止状態において、前記先端工具が上向きとなるように前記作業工具本体の方向を反対向きにしたときに、前記球体が自重で前記一方のガイド溝の傾斜面に沿って外方側から内方側へと移動する構成としたことを特徴とする作業工具。
【請求項４】
請求項３に記載の作業工具であって、
前記第１および第２のガイド溝の外方側端部には、前記駆動側回転部材の回転軸線を通る径方向の直線と平行な平行領域が設定され、これにより前記駆動側回転部材と前記被動側回転部材が前記動力伝達部と前記動力受部との当接状態を介して一体回転している状態において、前記第１あるいは第２のガイド溝の径方向の壁面が前記球体に対して概ね直角に当接する構成としたことを特徴とする作業工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディスクグラインダのように、先端工具の回転運動を利用して加工作業を行う作業工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１１−７２１２２号公報（特許文献１）には、工具交換を容易にするためのスピンドルロック機構を備えた手持ち式の電動ネジ締め工具が開示されている。このネジ締め工具では、駆動側回転部材としての駆動軸と被動側回転部材としてのスピンドルが軸継手を介して連接されている。軸継手は、駆動軸側から回転力が入力された場合には、駆動側軸継手の爪部が被動側軸継手の爪部に周方向において当接し、これによって駆動軸の回転力をスピンドルに伝達するが、スピンドル側から回転力（外力）が入力された場合には、被動側軸継手とハウジングに固定されたロックリングとの間にロック部材が噛み付き、これによって被動軸の回転が固定される構成である。このような構成のスピンドルロック機構を備えた電動ネジ締め工具によれば、工具を交換する際にスピンドルの回転をわざわざロックする必要がなく、工具交換を容易に行うことができる。
上記形式のスピンドルロック機構の場合、駆動側軸継手の爪部と被動側軸継手の爪部が互いに当接する位置と、ロック部材が被動側軸継手とロックリング間に噛み付く位置との間には、周方向に所定の遊びが必要となる。このため、スピンドルの回転駆動中において、被動側の回転負荷の変化（増減）によってスピンドルの回転が駆動軸の回転よりも速くなったり遅くなったりする。すなわち、上記の遊びに伴いスピンドルと駆動軸との間に相対回転が生じ、その結果、駆動側軸継手の爪部と被動側軸継手の爪部との間で離間動作と当接動作が繰り返されて振動あるいは異音が発生することになる。このことに鑑み、特許文献１では、駆動側軸継手と被動側軸継手との間に、両軸継手の相対回転（被動側回転部材の先行回転）を抑えて両軸継手の一体回転を維持する摩擦部材を設けている。
【０００３】
特許文献１の場合、両軸継手の一体回転は、両軸継手間に介在される摩擦部材によって維持する構成であり、両軸継手間に摩擦部材による摩擦力を超える外力が作用したときには、一体回転の維持が解除されてしまう。つまり動作にバラツキが出るという点で、なお改良の余地がある。
【特許文献１】特開平１１−７２１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回転式の先端工具を備えた作業工具において、駆動側回転部材と被動側回転部材との径方向に延びる当接面を介しての一体回転を確実に維持することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、作業工具本体に配置された駆動側回転部材と、作業工具本体に配置されるとともに駆動回転部材と同軸にて回転可能とされた被動側回転部材と、当該被動側回転部材に径方向に突出状に設けられた動力受部と、駆動側回転部材とともに回転し、動力受部に当接して当該駆動側回転部材の回転力を被動側回転部材に伝達する動力伝達部と、被動側回転部材を介して回転駆動されることで所定の加工作業を遂行する先端工具と、を有する作業工具が構成される。本発明における「作業工具」は、典型的には、先端工具としての砥石の回転動作によって被加工材に研削作業や研磨作業を遂行するディスクグラインダがこれに該当するが、ディスクグラインダに限らず、回転動作を行う先端工具によって被加工材に対し所定の加工作業を遂行する作業工具であれば、広く適用することが可能である。
本発明の作業工具は、ロック部材を有する。ロック部材は、作業工具本体に設けられ、駆動側回転部材が回転駆動され、これに伴い被動側回転部材が動力伝達部と動力受部との当接状態を介して駆動側回転部材と一体回転するときには、当該被動側回転部材の回転を許容して先端工具に所定の加工作業を行わせ、先端工具を交換するべく被動側回転部材に手動操作による回転力が入力され、これにより被動側回転部材が駆動側回転部材に対して相対回転したときには、当該被動側回転部材の回転をロックする構成とされる。すなわち、ロック部材は、先端工具の交換作業時において、被動側回転部材に対して駆動側回転部材に対する相対回転方向の外力を作用させたときに、当該被動側回転部材の回転をロックし、これによって先端工具の取り付け、取り外し作業を行うことを可能とする。
【０００６】
本発明に係る作業工具は、特徴的構成として、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との間に介在されるとともに、駆動側回転部材の径方向における外方側位置と内方側位置との間で移動する作動部材を有する。なお本発明における「作動部材」は、典型的には、球体がこれに該当するが、円柱体、紡錘形等の適用を妨げない。作動部材は、駆動側回転部材の回転駆動時には、駆動側回転部材とともに回転する際の遠心力で外方側位置に置かれ、これによって動力伝達部と動力受部との当接状態を介しての駆動側回転部材と被動側回転部材との一体回転状態を維持する構成とされる。このため、被動側回転部材の回転負荷の変化（増減）によって被動側回転部材が駆動側回転部材よりも速く回転（被動側回転部材の駆動側回転部材に対する先行回転）することを確実に防止し、これにより、動力伝達部と動力受部との間で離間動作と当接動作が繰り返されることによる振動あるいは異音の発生を確実に防止することができる。
また作動部材は、先端工具の交換時においては、外方側位置から内方側位置へと移動し、被動側回転部材に対して動力伝達部と動力受部との当接状態を解除する方向の手動操作による回転力が入力されることに基づいて被動側回転部材が駆動側回転部材に対して動力伝達部と動力受部との当接状態が解除される方向に相対回転することを許容し、これによりロック部材が被動側回転部材の回転をロックする構成とされる。すなわち、作動部材が内方位置に置かれた状態では、ロック部材によって被駆動側回転部材の回転がロックされ、先端工具の取り付け、取り外し作業を楽に行うことができる。
【０００７】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作業工具において、互いに対向状に配置される、駆動側回転部材の軸方向端面と被動側回転部材の軸方向端面とのいずれか一方には、径方向に延びる第１のガイド溝が設けられ、いずれか他方には、第１のガイド溝に交差した状態で径方向に延びる第２のガイド溝が設けられている。また作動部材は、球体によって構成されるとともに、第１のガイド溝および第２のガイド溝に嵌合した状態でそれら第１のガイド溝および第２のガイド溝における径方向の外方側端部と内方側端部との間で移動可能とされている。そして第１のガイド溝および第２のガイド溝は、駆動側回転部材と被動側回転部材が動力伝達部と動力受部との当接状態を介して一体回転するときに、球体が前記第１のガイド溝および第２のガイド溝の外方側端部に置かれるとともに、それら第１のガイド溝および第２のガイド溝の径方向の壁面と係合し、これにより駆動側回転部材と被動側回転部材の相対回転を規制するように設定される。また第１のガイド溝および第２のガイド溝は、被動側回転部材が駆動側回転部材に対して動力伝達部から動力受部を離す方向に手動操作によって相対回転されたときに、第１のガイド溝あるいは第２のガイド溝の径方向の壁面によって球体を押すことによって、当該球体を第１のガイド溝および第２のガイド溝の内方側へと移動させる構成とされる。なお本発明における「交差した状態で径方向に延びる」とは、駆動側回転部材の回転軸線を通る径方向の直線に対して、いずれか一方のガイド溝が平行に形成され、他方のガイド溝が傾斜状に形成されることによって両ガイド溝が互いに交差する態様、あるいは両方のガイド溝が共に傾斜状に形成されることによって互いに交差する態様のいずれも好適に包含する。
本発明によれば、交差状に配置される第１および第２のガイド溝に球体を嵌め込み、当該球体をガイド溝の外方側端部に保持することによって動力伝達部と動力受部との当接状態を介しての駆動側回転部材と被動側回転部材との一体回転を維持し、また球体の径方向の移動を利用して駆動側回転部材と被動側回転部材との相対回転を許容する構成である。これにより、動作上の安定性、確実性が得られる。
【０００８】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の作業工具において、第１および第２のガイド溝のうち、少なくとも先端工具に遠い方のガイド溝は、外方側端部から内方側端部にかけて先端工具から離れる方向に傾斜され、駆動側回転部材の停止状態において、先端工具が上向きとなるように作業工具本体の方向を反対向きにしたときに、球体が自重で遠い方のガイド溝の傾斜面に沿って外方側から内方側へと移動する構成とした。例えば、作業工具が研削作業や研磨作業に用いられるディスクグラインダの場合であれば、先端工具である砥石の交換は、砥石の研削面が上を向くようにディスクグラインダを反転した状態で行う。したがって、本発明のように作業工具本体を反転した状態では、内方側に向う下り傾斜面に沿って球体が自重で移動し易くなり、被動側回転部材に手動操作による回転力を加えたとき、作動部材が内方側へと容易に移動し、被駆動側回転部材のロック部材による回転ロックを楽に得ることが可能となった。
【０００９】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の作業工具において、第１および第２のガイド溝の外方側端部には、駆動側回転部材の回転軸線を通る径方向の直線と平行な平行領域が設定され、これにより駆動側回転部材と被動側回転部材が動力伝達部と動力受部との当接状態を介して一体回転している状態において、第１あるいは第２のガイド溝の径方向の壁面が前記球体に対して概ね直角に当接する構成とした。
本発明によれば、第１および第２のガイド溝は、外方側端部に駆動側回転部材の回転軸線を通る径方向の直線と平行な平行領域を有する構成とされる。例えば、ガイド溝につきその全体を径方向に傾斜状に設定した場合、駆動側回転部材の回転駆動時において、球体に対して第１あるいは第２のガイド溝の径方向の壁面（傾斜面）を介して当該球体を内方側へ移動させる向きの力が働く可能性がある。この力は作動部材に作用する遠心力に対抗する向きの力であり、好ましくない。本発明によれば、駆動側回転部材と被動側回転部材が動力伝達部と動力受部との当接状態を介して一体回転している状態では、球体はガイド溝の平行領域に置かれ、そしてガイド溝の径方向の壁面が前記球体に対して概ね直角に当接する構成とした。これにより第１あるいは第２のガイド溝の径方向の壁面から球体に働く力が当該球体の中心に向う。すなわち、球体を内方側へ移動させようとする力が作用し難くなり、これにより球体を第１および第２のガイド溝の外方側端部、すなわち駆動側回転部材と被動側回転部材との一体回転状態を維持する外方側位置に保持する効果をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転式の先端工具を備えた作業工具において、駆動側回転部材と被動側回転部材との径方向に延びる当接面を介しての一体回転を確実に維持することができる技術が提供されることとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態につき、図１〜図１４を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態では、作業工具の一例として、金属、コンクリート、石材等の各種被加工材の研削作業あるいは研磨作業に用いられる手持ち式の電動ディスクグラインダを用いて説明する。図１には電動ディスクグラインダ１０１の全体構成が縦断面図によって示されている。なお便宜上、図１ではディスクグラインダ１０１の後側（図示右側）の一部を省略している。図２は動力伝達機構部を示す縦断面図である。図３は動力伝達機構部の断面構造を示す図であり、図２の断面指示線（Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線）に基づく断面構造が上段と下段にそれぞれ示され、また左側から右側に向って各断面構造部分の作動態様が順次示されており、（Ｉ）は加工作業時、（II）は砥石の取り外し時、（III）は砥石の取り付け時を示す。また図４〜図１４はそれぞれ動力伝達機構部の各構成部品を示す部品図であり、図４〜図６はギアを示し、図７および図８はスピンドルを示し、図９および図１０はロックカムを示し、図１１および図１２はロックリングを示し、図１３および図１４はリテーナを示している。
【００１２】
図１に示すように、電動ディスクグラインダ１０１は、長軸方向を前後方向（図示左右方向）とするものであって、モータハウジング１０５およびギアハウジング１０７からなる本体部１０３によって外郭が構成されている。本体部１０３は本発明における「作業工具本体」に対応する。モータハウジング１０５は、概ね円筒形状に形成され、当該モータハウジング１０５内には、駆動モータ１１１が収容されている。駆動モータ１１１は、その回転子１１３の回転軸線方向が電動ディスクグラインダ１０１の長軸方向となるように配置されている。駆動モータ１１１のモータ軸１１５の前端部側（図示左側）には、小ベベルギア１１７が取り付けられるとともに、冷却ファン１１９が当該モータ軸１１５と一体回転するように取り付けられている。なお本実施の形態においては、駆動モータ１１１の回転方向は、一方向に定められている。
【００１３】
モータハウジング１０５の前端部に連接されるギアハウジング１０７内には、駆動モータ１１１の回転出力を砥石１４１に伝達する動力伝達機構部１０９が収容されている。砥石１４１は、本発明における「先端工具」に対応する。図２に示すように、動力伝達機構部１０９は、小ベベルギア１１７（図１参照）、ギア１２１、スピンドル１２３、ロックカム１５１を主体として構成される。ギア１２１は、本発明における「駆動側回転部材」に対応し、スピンドル１２３は、本発明における「被動側回転部材」に対応する。なお駆動モータ１１１によって駆動されるギア１２１は、図３に示す矢印方向（右回転）に回転されるものとする。
【００１４】
ギア１２１は、外周領域に小ベベルギア１１７（図１参照）と常時に噛み合い係合する歯を有し、その軸方向が駆動モータ１１１の回転軸線に直交する方向、すなわち上下方向となるように配置される。スピンドル１２３は、ギア１２１の軸孔を貫通して同心状に配置されるとともに、当該ギア１２１に相対回転可能に嵌合されている。スピンドル１２３は、上下に延在されるとともに、その上下部においてそれぞれ軸受１２５，１２６（図１参照）を介してギアハウジング１０７に回転自在に支持された両持ちによる支持構造とされる。
【００１５】
図１に示すように、スピンドル１２３の先端（下端）は、ギアハウジング１０７の下面から突出され、その突出端部には二面幅とネジ部を有する砥石装着部１３１が形成されている。そして砥石装着部１３１には、砥石１４１が内側（砥石上面側）と外側（砥石下面側）の取付フランジ１３３，１３５を介して上下方向から挟み込むようにして着脱自在に装着される。砥石１４１の上面側に位置する内側の取付フランジ１３３は、砥石装着部１３１に二面幅を介して相対回転不能に取り付けられ、下面側に位置する外側の取付フランジ１３５をネジ部にねじ込むことで砥石１４１を取り付ける構造である。外側の取付フランジ１３５は、ネジ孔を有する部材であり、スピンドル１２３の回転方向と逆方向が締まり方向となるように設定される。つまり砥石１４１の回転駆動時に締まり勝手となるように設定されている。なお砥石１４１の後ろ半分は、カバー１４３によって覆われている。
【００１６】
ロックカム１５１は、図９および図１０に示すように、スプライン孔１５１ａを有する概ね円筒形に形成され、ギア１２１の軸方向の一端部である下面側に、当該ギア１２１と同心状に配置されている。ロックカム１５１はスピンドル１２３に形成されたスプライン軸部１２３ａとスプライン嵌合により連結され、これによりスピンドル１２３と一体に回転する構成とされる。なおギア１２１およびロックカム１５１は、図２に示すように、下部側の軸受１２６と、スピンドル１２３にサークリップ１５７を介して取り付けられたワッシャ１５９とによってスピンドル１２３に対する軸方向の移動が規制されている。ロックカム１５１は、その外周面において、互いに周方向に１８０度の位相差を有する２個の爪部１５３と、この爪部１５３に対して周方向にそれぞれ９０度の位相差を有する（したがって互いには１８０度の位相差を有する）断面円弧状の２個の凹面カム部１５５を備えている。爪部１５３は、径方向に所定長さで突出する態様で設けられ、２個の凹面カム部１５５は、互いに平行に形成されている。なおロックカム１５１の爪部１５３は、ギア１２１に設けられる動力伝達用としての２つの爪部１２１ａ（図５および図６参照）から回転力を受けてスピンドル１２３に伝達するべく設けられており、この回転力の伝達構成については、後述する。
【００１７】
図１、図２および図３に示すように、ギア１２１と下部の軸受１２６との間であって、かつロックカム１５１の外周には円形のロックリング１６１が配置されている。ロックリング１６１は、図１１および図１２に示すように、外周に径方向に突出する複数の突起１６１ａを有し、この突起１６１ａがギアハウジング１０７の内壁面に当該突起１６１ａに対応して形成された凹部１０７ａ（図１参照）と係合されることによって周方向の動きが規制されている。ロックリング１６１はロックカム１５１の爪部１５３を含む領域の外径よりもやや大きい内径の内周面を有する。ロックリング１６１の内周面は、全周にわたって断面円弧状の凹面を有する凹状内周面１６１ｂとされ、ロックカム１５１の外周面との間、および凹面カム部１５５との間にそれぞれ所定の隙間１５６が形成されている（図３参照）。
【００１８】
ロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂとロックカム１５１の凹面カム部１５５との間の隙間１５６には、図３に示すように、第１スチールボール（鋼球）１６５が配置されている。第１スチールボール１６５は、本発明における「ロック部材」に対応する。ロックカム１５１の凹面カム部１５５とロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂとによって形成される隙間１５６の径方向間隔は、凹面カム部１５５の周方向中央部において最大となり、端部において最小となる。第１スチールボール１６５の外径は、隙間１５６の最大間隔よりも小さく、最小間隔部よりも大きく設定されている。このため、第１スチールボール１６５は、隙間１５６の最大間隔部に位置した状態（図３の（I）に示す状態）では、スピンドル１２３の回転を許容するが、最大間隔部から遊びの領域（可動領域）を経て移動した状態（図３の（II）および（III）に示す状態）では、ロックカム１５１の凹面カム部１５５とロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂ間に噛み付き、これによって当該ロックカム１５１とロックリング１６１間がロック状態となり、スピンドル１２３の回転がロックされる。すなわち、上記のロックカム１５１、ロックリング１６１および第１スチールボール１６５によって、スピンドルロック機構が構成されている。
【００１９】
前記ギア１２１の下面側には、当該ギア１２１の軸線回りに互いに９０度の位相差を有する４個の爪部１２１ａ，１２１ｂ（図５参照）が設けられている。各爪部１２１ａ，１２１ｂはギア１２１の軸方向および周方向にそれぞれ所定長さで延在する断面弧状に形成されており、図３に示すように、ロックカム１５１の爪部１５３と凹面カム部１５５との間にそれぞれ位置するように、ロックカム１５１の外周面とロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂ間の隙間に挿入した状態で配置される。ギア１２１側の４個の爪部１２１ａ，１２１ｂのうち、軸線を挟んで対向する２個の爪部１２１ａの周方向の一端部（回転方向の前面側）が、ロックカム１５１の爪部１５３の周方向の一端部に当接して当該ロックカム１５１に矢印方向（右回り）の回転力を与え、スピンドル１２３を同方向に回転させる。すなわち、ギア１２１の爪部１２１ａとロックカム１５１の爪部１５３とによって、ギア１２１の回転力をスピンドル１２３に伝達する回転力伝達機構が構成されている。ギア１２１の爪部１２１ａ，１２１ｂのうち、ロックカム１５１の爪部１５３に当接する２個の爪部１２１ａは、本発明における「動力伝達部」に対応し、ロックカム１５１および爪部１５３は、本発明における「動力受部」に対応する。
【００２０】
上記のように、ギア１２１とスピンドル１２３がギア１２１側の爪部１２１ａとロックカム１５１側の爪部１５３との当接状態を介して回転する一体回転状態では、ギア１２１側の他の２個の爪部１２１ｂは、周方向の一端が第１スチールボール１６５に当接し、当該第１スチールボール１６５を隙間１５６の最大間隔部に保持してロックカム１５１とロックリング１６１間への噛み付きを回避する。すなわち、スピンドル１２３のギア１２１との一体回転を許容する。
【００２１】
図３に示すように、ロックカム１５１の爪部１５３は、当該爪部１５３を挟んで位置するギア１２１の爪部１２１ａ，１２１ｂに対して周方向に所定の隙間（以下、遊びという）を有する。すなわち、ロックカム１５１は、ギア１２１に対し遊びの範囲内での周方向の相対回転が許容されている。このため、スピンドル１２３の回転動作中において、当該スピンドル側（被動側）の回転負荷が変化（増減）し、それに伴いスピンドル１２３の回転がギア１２１の回転に対して先行あるいは遅れたときは、ギア１２１側の爪部１２１ａ，１２１ｂとロックカム１５１側の爪部１５３との間で、離間動作と当接動作が繰り返され、それに伴い振動あるいは異音が発生することになる。かかる現象を回避してスピンドル１２３とギア１２１の一体回転を維持するべく、ギア１２１とスピンドル１２３との相対回転を防止する一体回転維持機構１８１が設けられている。
【００２２】
一体回転維持機構１８１は、リテーナ１８３と、第２スチールボール（鋼球）１８５とを主体にして構成されている。第２スチールボール１８５は、本発明における「作動部材」に対応する。リテーナ１８３は、中央部にスプライン孔１８３ａ（図１３および図１４参照）が形成された板状部材であり、ギア１２１の上面に相対回転可能に配置されるとともに、スピンドル１２３のスプライン軸部１２３ａとスプライン嵌合によって連結（図１および図２参照）されている。またリテーナ１８３は、図１および図２に示すように、スピンドル１２３にサークリップ１５７を介して取り付けられたワッシャ１５９により軸方向の移動が規制されている。
【００２３】
第２スチールボール１８５は、ギア１２１の上面側に周方向に１８０度の位相差で形成された２個のスチールボール溝１８７と、リテーナ１８３の下面側に周方向に１８０度の位相差で形成された２個のスチールボール溝１８８との間にそれぞれ介在するように配置される。スチールボール溝１８７，１８８は、本発明における「ガイド溝」に対応する。ギア１２１のスチールボール溝１８７は、図３に示すように、ギア１２１の軸線と直交する径方向の直線に対して傾斜状に形成されるとともに、径方向における外方側（軸線から離間する側）には、軸線と直交する径方向の直線と平行をなす平行部１８７ａが形成されている。平行部１８７ａは、本発明における「平行領域」に対応する。なおギア１２１のスチールボール溝１８７の傾斜方向は、ギア１２１の回転方向に対し、内方側が前側、外方側が後側となるように傾斜されている。一方、リテーナ１８３のスチールボール溝１８８は、図１４に示すように、ギア１２１の軸線と直交する径方向の直線に平行に形成されている。なおスチールボール溝１７８，１８８の溝幅は、第２スチールボール１８５の径と等しいか又は僅かに大きく設定され、当該第２スチールボール１８５の円滑な転動を可能としている。
【００２４】
第２スチールボール１８５は、図１および図２に示すように、ギア１２１側の傾斜状のスチールボール溝１８７と、リテーナ１８３側の平行状のスチールボール溝１８８との両方に嵌り込んだ状態で、当該スチールボール溝１８７，１８８の径方向における外方側端部と内方側端部との間で移動可能とされる。すなわち、第２スチールボール１８５がスチールボール溝１８７，１８８の外方側端部と内方側端部間で移動することによってギア１２１とリテーナ１８３の相対移動が許容される構成とされる。換言すれば、第２スチールボール１８５が移動しない限り、ギア１２１とリテーナ１８３の相対移動が不能とされる。そしてギア１２１のスチールボール溝１８７と、リテーナ１８３のスチールボール溝１８８は、前述したギア１２１の爪部１２１ａがロックカム１５１の爪部１５３に当接したときに、第２スチールボール１８５が径方向の外方側端部に置かれるように設定され、第２スチールボール１８５が径方向の外方側端部から内方側に向って移動されることでギア１２１の爪部１２１ａがロックカム１５１の爪部１５３から離れることが許容される。スチールボール溝１８７，１８８の外方側端部は、本発明における「外方側位置」に対応し、内方側端部は、本発明における「内方側位置」に対応する。
【００２５】
またリテーナ１８３のスチールボール溝１８８の上面は、図１および図２に示すように、外方側から内方側に向って上り傾斜面とされている。すなわち、スチールボール溝１８８は、外方側から内方側にかけて内方側が砥石１４１から離れる側に傾斜している。
【００２６】
本実施の形態に係る電動ディスクグラインダ１０１は、上記のように構成されている。次にその作用および使用方法を説明する。駆動モータ１１１の通電駆動により、モータ軸１１５、小ベベルギア１１７、ギア１２１が回転されると、図３の（I）の下段側に示すように、ギア１２１の２つの爪部１２１ａがロックカム１５１の爪部１５３に当接し、当該ロックカム１５１に右方向の回転力を与え、スピンドル１２３を右回転させる。またギア１２１の他の２つの爪部１２１ｂが第１スチールボール１６５に同時に当接し、当該第１スチールボール１６５をロックカム１５１の凹面カム部１５５とロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂ間における隙間１５６の最大間隔部に保持して一体に回転させる。このため、第１スチールボール１６５のロックカム１５１とロックリング１６１間に対する噛み付きは生じない。
【００２７】
前述したように、ギア１２１のスチールボール溝１７８とリテーナ１８３のスチールボール溝１８８は、ギア１２１の爪部１２１ａがロックカム１５１の爪部１５３に当接したときに、第２スチールボール１８５が径方向の外方側端部に置かれるように設定されている。このため、ギア１２１が回転駆動されている状態では、図３の（I）の上段側に示すように、第２スチールボール１８５がスチールボール溝１８７，１８８の外方側端部に置かれる。そしてギア１２１とともに回転する第２スチールボール１８５には、遠心力が働くため、この遠心力によって第２スチールボール１８５が外方側端部に保持される。すなわち、第２スチールボール１８は、ギア１２１のスチールボール溝１８７の径方向の側壁とリテーナ１８３のスチールボール溝１８８の径方向の側壁にそれぞれ係合し、ギア１２１とリテーナ１８３の周方向の相対移動を規制する。これにより、ギア１２１の爪部１２１ａとロックカム１５１の爪部１５３との当接状態が保持される。このため、被動側の回転負荷の変化に基づくスピンドル１２３のギア１２１に対する先行回転が防止され、スピンドル１２３とギア１２１との一体回転が維持される。その結果、ギア１２１の爪部１２１ａ，１２１ｂとロックカム１５１の爪部１５３との間で離間動作と当接動作が繰り返されるといった現象の発生が回避される。
【００２８】
次に砥石１４１をスピンドル１２３から取り外す場合につき説明する。なお砥石１４１の交換作業は、図１５に示すように、砥石１４１が上向きとなるように本体部１０３の方向を反対にする、すなわち反転した状態で行うのが一般的である。このように反転したとき、リテーナ１８３のスチールボール溝１８８の上面（反転に伴い底面となる）は、外方側端部から内方側端部に向って下り傾斜面となる。また砥石１４１の回転停止状態では、第２スチールボール１８５には遠心力も作用していない。このため、第２スチールボール１８５はスチールボール溝１８７，１８８内において、自重によって外方側端部から内方側端部に向って移動し易い状況に置かれる。この状態で砥石１４１を手で掴み断続的に回転させると、当該砥石１４１とスピンドル１２３およびスプラインを介して周方向に連結されているリテーナ１８３によって第２スチールボール１８５が押され、これにより第２スチールボール１８５は、リテーナ１８３のスチールボール溝１８８の傾斜面に沿って自重により内方側へと移動する（図３の（II）の上段参照）。
【００２９】
この第２スチールボール１８５の内方側への移動は、第２スチールボール１８５によるギア１２１とリテーナ１８３の相対移動規制を解除することになり、リテーナ１８３のギア１２１に対する相対回転が許容される。この状態でリテーナ１８３とともにスピンドル１２３が回転すると、当該スピンドル１２３とスプラインを介して連結されているロックカム１５１が回転し、ロックカム１５１の爪部１５３がギア１２１の爪部１２１ａから離れる。すなわち、ロックカム１５１がギア１２１に対して右回りに相対回転する。この相対回転により、第１スチールボール１６５がギア１２１の爪部１２１ｂから離れ、可動領域を移動することに伴いロックカム１５１の凹面カム部１５５とロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂとの間に対して第１スチールボール１６５の噛み付きが発生し、スピンドル１２３の回転がロックされる（図３の（II）の下段参照）。その後は、回転ロック状態のスピンドル１２３に対して取付フランジ１３５を右回りに回転することによって当該取付フランジ１３５をスピンドル１２３の砥石装着部１３１から取り外すとともに、砥石１４１を取り外すことができる。
【００３０】
次に砥石１４１をスピンドル１２３に取付ける場合につき説明する。砥石１４１の取付けは、当該砥石１４１を砥石装着部１３１に嵌め込むとともに取付フランジ１３５を左回りに回転して締め付けることで行う。この左回りの回転時には、図３の（III）の下段に示すように、ロックカム１５１がスピンドル１２３とともに回転されるとき、その回転に追従してギア１２１が同方向に回転されたとしても、第１スチールボール１６５が押されない。このため、第１スチールボール１６５が凹面カム部１５５とロックリング１６１の凹状内周面１６１ｂとの間に噛み付く。すなわち、スピンドル１２３の左回りの回転は、ギア１２１とスピンドル１２３がどのような位置関係にあっても第１スチールボール１６５によるスピンドル１２３の回転ロックが働くことになる。その結果、砥石１４１の締付作業が可能となり、砥石１４１をスピンドル１２３に取付けることができる。
【００３１】
上述したように、本実施の形態によれば、砥石１４１をスピンドル１２３から取り外す場合、あるいは取付ける場合において、スピンドル１２３側から回転力（外力）が入力されると、ロックカム１５１、ロックリング１６１および第１スチールボール１６５によって構成されるスピンドルロック機構が作動する。すなわち、スピンドル１２３を外部から固定操作することなく、当該スピンドル１２３の回転を固定できる。このため、砥石１４１の着脱の操作性を向上できる。
【００３２】
また本実施の形態に係るギア１２１とスピンドル１２３との一体回転を維持するための一体回転維持機構１８１は、砥石１４１の回転駆動時において、ギア１２１とスピンドル１２３がギア１２１の爪部１２１ａとロックカム１５１の爪部１５３との当接状態を介して一体回転しているとき、ギア１２１のスチールボール溝１８７とリテーナ１８３のスチールボール溝１８８間に配置された第２スチールボール１８５が、当該スチールボール溝１８７，１８８の外方側端部に置かれる構成とし、そして第２スチールボール１８５に作用する遠心力によって当該第２スチールボール１８５を外方側端部に保持する構成としている。このため、被動側の回転負荷の変動にかかわらず、ギア１２１に対するスピンドル１２３の先行回転を確実に防止することが可能となる。その結果、ギア１２１の爪部１２１ａ，１２１ｂとロックカム１５１の爪部１５３との間での、当接と離間の繰り返しによる振動あるいは異音の発生を未然に防止することができる。
【００３３】
また本実施の形態においては、ギア１２１のスチールボール溝１８７は、外方側端部に平行部１８７ａを有する。そしてギア１２１とスピンドル１２３がギア１２１の爪部１２１ａとロックカム１５１の爪部１５３との当接状態を介して一体回転している状態では、第２スチールボール１８５がギア１２１のスチールボール溝１８７の平行部１８７ａに置かれる。またリテーナ１８３にスチールボール溝１８８は、径方向に平行な溝である。このため、スチールボール溝１８７，１８８の径方向の壁面を介して第２スチールボール１８５に働く力は、概ね第２スチールボール１８５の中心に向う。すなわち、第２スチールボール１８５には当該第２スチールボール１８５を内方側へ移動させる向きには力が作用し難い。これにより第２スチールボール１８５をスチールボール溝１８７，１８８の外方側端部に確実に保持でき、その結果としてギア１２１とスピンドル１２３一体回転維持効果をより確実なものとすることができる。
【００３４】
また本実施の形態によれば、スピンドル１２３がギア１２１を貫通するとともに、当該スピンドル１２３の両端部を軸受１２５，１２６によって支持する、いわゆる両持ちによる支持構造である。このため、ギア１２１とスピンドル１２３間での回転力の伝達を安定した状態で行うことができる。またスピンドル１２３がギア１２１を貫通した状態で当該ギア１２１を相対回転可能に支持する構成である。このため、スピンドル１２３とギア１２１との嵌め合いによって当該スピンドル１２３とギア１２１相互の、いわゆる芯だしが行われることになり、その結果、スピンドル１２３をギアハウジング１０７に組み付けるに当っては芯だしを考える必要がない。このため、組付け性が向上する。
また、スピンドル１２３の両端部を支持する構成とすることによって、回転力の伝達が安定化し、ギア１２１およびスピンドル１２３にかかる力が均等になるため、ギア１２１の爪部１２１ａ、ロックカム１５１の爪部１５３、あるいは第１スチールボール１６５等の回転力の伝達に関わる構成部材の寿命を向上できる。
【００３５】
更には、スピンドル１２３がギア１２１を貫通する構成としたことにより、ギア１２１とスピンドル１２３との間に一体回転維持機構１８１を設定するに際し、当該一体回転維持機構１８１の設定位置をスピンドル１２３の軸方向における任意の位置に設定できる。すなわち、本実施の形態によれば、一体回転維持機構１８１を、ギア１２１の回転力をスピンドル１２３に伝達する機構およびスピンドル１２３の回転をロックするロック機構が設定されるギア下面側領域とは異なるギア上面側の領域を利用して配置することができる。これにより、限られたスペースに複数種類の機構を組付ける必要がなくなり、全体としての組付け性の向上に有効とされる。また本実施の形態では、電動ディスクグラインダ１０１において、元々デッドスペースとして存在しているギア上面側の空き領域を有効に利用して一体回転維持機構１８１を配置する構成であり、製品を大型化することなく、一体回転維持機構１８１を設定することができる。
【００３６】
また本実施の形態に係る一体回転維持機構１８１は、ギア１２１およびリテーナ１８３に設けた径方向に延びるスチールボール溝１８７，１８８に第２スチールボール１８５を嵌め込み、スチールボール溝１８７，１８８の径方向の壁面と第２スチールボール１８５との係合によってギア１２１とスピンドル１２３の一体回転を維持する構成である。すなわち、ギア１２１の軸線方向と直交する方向を係合面とする構成のため、ギア１２１の軸線方向を係合面とする構成に比べて、一体回転維持機構１８１の軸方向長さの短縮化を図る上で有効となる。
【００３７】
なお本実施の形態では、一体回転維持機構１８１につき、ギア１２１の上面側に配置する構成としたが、ギア１２１の下面側に配置する構成、すなわちギア１２１の回転力をスピンドル１２３に伝達する機構およびスピンドル１２３の回転をロックするロック機構が配置される領域に一体回転維持機構１８１を配置する構成に変更してもよい。また第１スチールボール１６５は、円柱形状のもの（コロ）であってもよい。
また本実施の形態は、作業工具の一例として研削作業あるいは研磨作業に用いられる電動ディスクグラインダ１０１の場合で説明したが、これに限られるものではなく、例えばネジ締め工具のように、先端工具の回転動作によって所定の加工作業を行う作業工具であれば、適用することが可能である。
【００３８】
上記発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することが可能とされる。
（態様１）
「請求項１〜４のいずれかに記載の作業工具であって、
前記被動側回転部材は、前記駆動側回転部材の回転軸線を貫通した状態で配置されていることを特徴とする作業工具。」
【００３９】
態様１に記載の発明によれば、被動側回転部材が駆動側回転部材を貫通する構成としているため、駆動側回転部材と被動側回転部材との間に作動部材を設けるに際し、当該作動部材の配置位置が駆動側回転部材と被動側回転部材の軸方向における任意の位置に設定することが可能とされる。すなわち、本発明によれば、作動部材の配置位置に関して自由度を得ることができる。また被動側回転部材が駆動側回転部材を貫通する構成のため、両回転部材の嵌め合いによって軸相互の芯だしが可能となる。その結果、ハウジングへの組み付けに当っては、芯だしが不要となって組付け性が向上する。更には被動側回転部材が駆動側回転部材を貫通する構成としたことにより、被動側回転部材を軸方向の両側において軸受によって支持する、いわゆる両持ちによる支持構造とすることが可能となる。そして両持ちによる支持構造とすれば、駆動側回転部材と被動側回転部材間の回転力伝達を軸受間で安定した状態で行うことができる。
【００４０】
（態様２）
「態様１に記載の作業工具であって、
前記駆動側回転部材の軸方向の一端側に前記動力伝達部と前記動力受部が配置され、前記駆動側回転部材の軸方向の他端側に前記作動部材が配置されていることを特徴とする作業工具。」
【００４１】
態様２に記載の発明によれば、駆動側回転部材の回転力を被動側回転部材に伝達する機構の配置領域と、動力伝達部と動力受部との当接状態を介しての駆動側回転部材と被動側回転部材との一体回転を維持する作動部材の配置領域を、駆動側回転部材の軸方向の異なる端部を利用して設定できるため、それぞれにつき広いスペースを用いて組付けることが可能となって組付け性の向上に有効とされる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る電動ディスクグラインダの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】動力伝達機構部の拡大断面図である。
【図３】図２の断面指示線（Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線）に基づく回転力伝達部、ロック機構部、一体回転維持機構の断面図であり、（Ｉ）は加工作業時、（II）は砥石の取り外し時、（III）は砥石の取り付け時を示す。なおリテーナは二点鎖線で示す。
【図４】ギアの平面図である。
【図５】ギアの底面図である。
【図６】ギアの断面図である。
【図７】スピンドルの正面図である。
【図８】スピンドルの半断平面図である。
【図９】ロックカムの平面図である。
【図１０】ロックカムの断面図である。
【図１１】ロックリングの平面図である。
【図１２】ロックリングの断面図である。
【図１３】リテーナの断面図である。
【図１４】リテーナの平面図である。
【図１５】砥石交換に際し、砥石が上向きとなるように電動ディスクグラインダを反転した状態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０１  電動ディスクグラインダ（作業工具）
１０３  本体部（作業工具本体）
１０５  モータハウジング
１０７  ギアハウジング
１０７ａ  凹部
１０９  動力伝達機構部
１１１  駆動モータ
１１３  回転子
１１５  モータ軸
１１７  小ベベルギア
１１９  冷却ファン
１２１  ギア（駆動側回転部材）
１２１ａ  爪部
１２１ｂ  爪部
１２１ｃ  ボール取付凹部
１２３  スピンドル（被動側回転部材）
１２３ａ  スプライン軸部
１２５  軸受
１２６  軸受
１３１  砥石装着部
１３３  内側の取付フランジ
１３５  外側の取付フランジ
１４１  砥石（先端工具）
１４３  カバー
１５１  ロックカム
１５１ａ  スプライン孔
１５３  爪部
１５５  凹面カム部
１５７  サークリップ
１５９  ワッシャ
１６１  ロックリング
１６１ａ  突起
１６１ｂ  凹状内周面
１６５  第１スチールボール（ロック部材）
１８１  一体回転維持機構
１８３  リテーナ
１８３ａ  スプライン孔
１８５  第２スチールボール（作動部材）
１８７  スチールボール溝（ガイド溝）
１８８  スチールボール溝（ガイド溝）
【図１】
0004746958.tif 000002
【図２】
0004746958.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004746958.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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