JP2006205268A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸の溝から止め輪が外れることを防止する出力軸取り付け構造を有する電動工具を提供する。
【解決手段】 電動工具１は、モータと、モータの回転トルクが伝達される出力軸４と、出力軸４を軸方向に移動可能に支持するための軸受け６１と、モータからの回転トルクを出力軸４に伝達するためのキャリア３４ｃと、出力軸４上に出力軸４と同心上に形成された溝部４３と、合口部と環状部とを有し、合口部の間隔を変化させることにより環状部の内径を変化させて溝部４３に嵌合し、軸受け６１と当接することにより出力軸４が軸受け６１から離脱するのを防止するための止め輪４４と、止め輪４４が溝部４３に嵌合した状態において環状部の内径が拡張するのを防止するための規制手段４５ａとを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は電動工具、特に出力軸の溝から止め輪が外れることを防止する出力軸取り付け構造を有する電動工具に関する。

従来より、ネジ締めや穴あけ等の作業には、電動工具が用いられている。図６は、従来の電動工具１００の構造の一例を示す断面図である。電動工具１００は、モータ（図示せず）と、モータ軸２００と、減速部３００と、出力軸４００と、工具保持部５００とを備えている。この電動工具１００では、モータからモータ軸２００に伝達された回転が、減速部３００によって減速されて出力軸４００に出力される。そして、出力軸４００の先端部に設けられた工具保持部５００に所望の工具を取り付けることにより、所望の作業を行うことができる。

出力軸４００は、溝部４０１を有しており、溝部４０１には、合口部を有する円周状の止め輪４０２が嵌合されている。また、出力軸４００は、軸受け４０３及びベアリング４０４によって軸支されている。止め輪４０２と軸受け４０３の間には、止め輪４０２と軸受け４０３とが直接接触して互いに傷付け合うのを防ぐためにワッシャ４０５が配置されている。また、出力軸４００が軸受け４０３と強く接触して、出力軸４００の回転を妨げるような抵抗が生ずることがないよう、軸方向にわずかに移動可能となるような遊びが設けられている。

通常、木材に穴を空けるような場合には、工具保持部５００に取り付けた工具（この場合は木工錐等）を木材に押し付けて作業するため、出力軸４００には工具保持部５００から押圧力が加わる。しかし、電動工具１００は、ベアリング４０４によって、この押圧力を受ける構造となっているため、止め輪４０２にはスラスト荷重はかからない（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−５９１１２号公報

しかし、特許文献１の電動工具１００では、穴あけ作業後に貫通した木工錐を木材から引き抜く場合等には、錐が木材に引っ掛かり、出力軸４００に工具保持部５００を介して錐からの引張力が加わることとなる。この時、溝部４０１の加工が不十分でＲ形状となっている場合、溝部４０１の段差が小さい場合、製造過程で止め輪４０２の角がダレてしまっている場合等には、止め輪４０２が拡がって溝部４０１から外れてしまい、出力軸４００が軸受け４０３から抜けてしまう場合があった。

そこで、本発明は、出力軸の溝から止め輪が外れることを防止する出力軸取り付け構造を有する電動工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の電動工具は、モータと、前記モータの回転トルクが伝達される出力軸と、前記出力軸を軸方向に移動可能に支持するための軸受けと、前記モータからの回転トルクを前記出力軸に伝達するためのキャリアと、前記出力軸上に前記出力軸と同心状に形成された溝部と、合口部と環状部とを有し、前記合口部の間隔を変化させることにより前記環状部の内径を変化させて前記溝部に嵌合し、前記軸受けと当接することにより前記出力軸が前記軸受けから離脱するのを防止するための止め輪と、を備えた電動工具において、前記止め輪が前記溝部に嵌合した状態において前記環状部の内径が拡張するのを防止するための規制手段を備えていることを特徴としている。

また、請求項２に記載の電動工具は、前記規制手段は前記出力軸の軸方向に延設されており、前記環状部が半径方向に移動して前記環状部の外周面が当接することにより前記環状部の内径が拡張するのを防止することを特徴としている。

また、請求項３に記載の電動工具は、前記規制手段は略円筒形状を有し、前記環状部が半径方向に移動して前記環状部の外周面が前記円筒の内径部分と当接することにより前記環状部の内径が拡張するのを防止することを特徴としている。

また、請求項４に記載の電動工具は、前記略円筒形状を有する前記規制手段の内径は、前記出力軸の半径と前記環状部の半径方向の幅とを合わせた長さより小さく、前記出力軸の前記溝部部分の半径と前記環状部の半径方向の幅を合わせた長さより大きいことを特徴としている。

また、請求項５に記載の電動工具は、前記止め輪と前記軸受けとの緩衝を防止するために前記止め輪と前記軸受けとの間に配置されたワッシャを更に備え、前記規制手段は、前記ワッシャと一体的に形成されていることを特徴としている。

また、請求項６に記載の電動工具は、前記規制手段は、前記キャリアに形成されていることを特徴としている。

また、請求項７に記載の電動工具は、前記規制手段の前記出力軸の軸方向に延びた長さは、前記環状部の軸方向の厚みの半分以上の長さであることを特徴としている。

請求項１に記載の電動工具によれば、規制手段が、止め輪が溝部に嵌合した状態において環状部の内径が拡がるのを防止するため、止め輪の内径が溝部の深さより大きくなって溝止め輪が溝部から外れることがない。従って、出力軸が出力側に引っ張られた場合でも、止め輪は、確実に軸受け及び溝部と当接するため、出力軸が軸受けから抜けるのを確実に防止することができる。

請求項２に記載の電動工具によれば、規制手段が、環状部の外周と環状部の半径方向において当接するという簡単な構成により、環状部の内径が拡がるのを防止することができる。

請求項３に記載の電動工具によれば、規制手段は略円筒形状を有し、円筒の内径部分が環状部の外周と環状部の半径方向において当接することにより環状部の内径が拡がるのを防止するため、より簡単な構成により環状部の内径が拡がるのを防止することができる。

請求項４に記載の電動工具によれば、略円筒形状を有する規制手段の内径は、出力軸の半径と環状部の半径方向の幅とを合わせた長さより小さいため、止め輪は、溝部を外れる内径にまで拡がることはない。また、略円筒形状を有する規制手段の内径は、出力軸の溝部部分の半径と環状部の半径方向の幅を合わせた長さより大きいため、止め輪の外周に亘って規制手段を配置することができる。

請求項５に記載の電動工具によれば、規制手段は、止め輪と軸受けとの緩衝を防止するために止め輪と軸受けとの間に通常配置されているワッシャに形成されているため、部品点数を少なくすることができる。

請求項６に記載の電動工具によれば、規制手段は、キャリアと一体的に形成されているため、部品点数を少なくすることができる。

請求項７に記載の電動工具によれば、規制手段の出力軸の軸方向に延びた長さは、環状部の軸方向の厚みの半分以上の長さであるため、規制手段が環状部の外周と環状部の半径方向において確実に当接することができる。

本発明の第１の実施の形態について図１から図３を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態による電動工具１の構造を示す断面図である。電動工具１は、モータ（図示せず）と、モータ軸２と、減速部３と、出力軸４と、工具保持部５と、ギアケース６とを備えている。

モータ軸２は、モータからの動力を回転トルクとして減速部３に伝える。減速部３は、モータ軸２によって伝達された回転を減速して出力軸４に出力する。工具保持部５は、出力軸４の先端部に取り付けられており、所望の工具を着脱可能である。ギアケース６には、減速部３と出力軸４とが収納されている。詳術すると、ギアケース６内には、軸受け６１及びベアリング６２が配設されており、軸受け６１及びベアリング６２は、出力軸４を軸支している。なお、以下の説明では、電動工具１のモータ軸２側を後方、工具保持部５側を前方と称す。

減速部３は、三段の遊星ギア機構によって構成されている。一段目の遊星ギア機構は、太陽ギア３１ａと、複数個の遊星ギア３２ａと、インターナルギア３３ａと、キャリア３４ａとを備えている。太陽ギア３１ａは、円筒形状を有しており、その外周上に外歯が形成されている。遊星ギア３２ａは、円筒形状を有しており、その外周上に外歯が形成されている。インターナルギア３３ａは、円筒形上を有しており、その内周上に内歯が形成されている。キャリア３４ａは、円盤形状を有しており、その一面からは遊星ギア３２ａの個数分の支持軸３５ａが等間隔に突出しており、その他面には、二段目の太陽ギア３１ｂが固定されている。

太陽ギア３１ａは、その円筒の内周がモータ軸２に固定されている。太陽ギア３１ａの外歯は、複数の遊星ギア３２ａの外歯と噛合している。各遊星ギア３２ａは、キャリア３４ａから突出した各支持軸３５ａによって貫通され、各遊星ギア３２ａ間の位置関係が保持されている。また、各遊星ギア３２ａの外歯は、インターナルギア３３ａの内歯と噛合している。インターナルギア３３ａは、ギアケース６の内面に固定されている。従って、モータ軸２の軸方向から見ると、太陽ギア３１ａの周りに各遊星ギア３２ａが等間隔に配置され、各遊星ギア３２ａを囲むようにしてインターナルギア３３ａ及びギアケース６が配置されていることとなる。

このような構成により、まず、モータ軸２からの回転トルクにより太陽ギア３１ａが回転する。太陽ギア３１ａの回転により、太陽ギア３１ａと噛合している複数の遊星ギア３２ａも各支持軸３５ａを中心に自転する。ここで、遊星ギア３２ａが回転しても、インターナルギア３３ａは、ギアケース６に固定されているため回転することができない。従って、各遊星ギア３２ａは、各支持軸３５ａを中心に自転すると共に、キャリア３４ａの軸を中心に公転もする。このようにして、最初にモータ軸２から与えられた回転は減速される。

また、二段目の遊星ギア機構も同様に、太陽ギア３１ｂと、複数個の遊星ギア３２ｂと、インターナルギア３３ｂと、キャリア３４ｂとを備えており、三段目の遊星ギア機構も同様に、太陽ギア３１ｃと、複数個の遊星ギア３２ｃと、インターナルギア３３ｃと、キャリア３４ｃとを備えている。

一方、キャリア３４ａの支持軸３５ａと反対の面には太陽ギア３１ｂが固定されているため、一段目の遊星ギア機構によって減速されて太陽ギア３１ｂから出力された回転は、今度は二段目の遊星ギア機構によって減速される。同様に、二段目の遊星ギア機構によって減速されて太陽ギア３１ｃから出力された回転も、三段目の遊星ギア機構で減速される。これにより、所望の回転速度の出力を得ることができる。

三段目の遊星ギア機構のキャリア３４ｃは、出力軸４の一端と嵌合しており、出力軸４の他端には、先端工具を着脱可能な工具保持部１０５がモータ軸１０１とほぼ同軸上に配設されている。

図２は、出力軸４の拡大断面図である。出力軸４は、嵌合部４１と、出力部４２とを備えている。嵌合部４１は、三段目の遊星ギア機構のキャリア３４ｃと嵌合している。嵌合部４１と出力部４２とは一体的に形成されているため、キャリア３４ｃから嵌合部４１に伝えられた回転トルクは、そのまま出力部４２に伝えられる。

出力部４２は、円柱形状を有し、円柱の一底面が嵌合部４１と一体的に形成され、他の底面が工具保持部５と接続されている。出力部４２は、軸受け６１及びベアリング６２によって支持されている。また、出力部４２の後方部分には、出力部４２と同軸状に溝部４３が形成されている。溝部４３には、出力軸４が軸受け６１から離脱するのを防止するために、環状の止め輪４４が嵌められている。止め輪４４は、環状部材の一部を切り欠いてなる略Ｃ字状に形成されており、切り欠いた部分を合口と呼び、それ以外の環状の部分を環状部と呼ぶ。止め輪４４は、弾性的に変形可能である。そのため、合口の幅を変化させることで、止め輪４４の直径を一定の幅で変化させることができる。

止め輪４４を溝部４３に嵌める際には、減速部３を出力軸４に嵌合させていない状態で、円錐形状の補助具を嵌合部４１の後方から被せる。円錐の底辺の直径は、出力部４２の直径と等しい。そのため、円錐の頂点に止め輪４４を通し、そのまま前方に押すことにより、止め輪４４は、その直径が拡がって出力部４２の末端に乗り、さらに前方に押すことで、溝部４３に嵌合される。

また、軸受け６１と止め輪４４との間には、ワッシャ４５が配置されている。図３は、ワッシャ４５の斜視図である。ワッシャ４５は、環状であり、その外周に沿って出力軸４の軸方向に突出した円筒状の規制手段４５ａを備えている。規制手段４５ａの内径は、止め輪４４が溝部４３から外れることのないように、止め輪４４が溝部４３から外れて出力部４２の外周にずれて嵌っている状態における止め輪４４の外径よりも小さく、止め輪４４が規制手段４５ａの内径に収まるように、止め輪４４が溝部４３に嵌っている状態における止め輪４４の外形よりも大きい。また、規制手段４５ａは、止め輪４４の厚みの半分程度まで軸方向に延びている。通常、止め輪４４の厚みは１ｍｍ程度なので、止め輪４４と当接したワッシャ４５から延設された規制手段４５ａは、約０．５ｍｍ程度である。

次に、このような構成による電動工具１によって、木材に穴を空ける場合を考える。穴を空けるために、工具保持部５には、木工錐が取り付けられる。木材に穴を空ける際には、工具保持部５に取り付けた木工錐を木材に押し付けて作業するため、出力軸４には工具保持部５から押圧力が加わる。しかし、電動工具１は、ベアリング６２によって、この押圧力を受ける構造となっているため、このような場合には、止め輪４４にスラスト荷重はかからない。

一方、穴あけ作業後に貫通した木工錐を木材から引き抜く際には、錐が木材に引っ掛かり、出力軸４には、工具保持部５を介して錐からの引張力が加わる。この時、溝部４３の加工が不十分でＲ形状となっている場合、溝部４３の段差が小さい場合、製造過程で止め輪４４の角がダレてしまっている場合等には、この引張力が、止め輪４４を拡張させようとする力へと変化する。

しかし、本実施の形態による電動工具１によれば、出力軸４に前方からの引張力が加わった場合でも、ワッシャ４５の規制手段４５ａにより、止め輪４４が弾性変形してその内径が拡張することはない。これにより、止め輪４４が溝部４３から外れるのを防止することができる。従って、出力軸４が軸受け６１から離脱するのを防止することができる。

なお、止め輪４４は、出力軸４を後方に移動させた状態で溝部４３に嵌合させる。この状態では、溝部４３も後方に移動しているため、半径方向から見て規制手段４５ａと溝部４３との重なっている部分は少ない。従って、規制手段４５ａが邪魔になることもなく、止め輪４４を溝部４３に嵌めることができる。一方、出力軸４に前方からの引張力が加わった場合には、出力軸４は、前方に引っ張られることとなる。この場合には、溝部４３も前方に引っ張られて止め輪４４とワッシャ４５とが当接することとなるため、止め輪４４は規制手段４５ａに保持されていることとなる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、第２の実施の形態による電動工具１０の出力軸４の拡大断面図である。電動工具１０は、第１の実施の形態による電動工具１とは、規制手段の位置及び形成される部材が異なる。第１の実施の形態による電動工具１では、溝部４３は、出力部４２の後方に設けられていたが、電動工具１０では、嵌合部４１の後方に設けられている。また、規制手段４５ａ’は、ワッシャ４５に設けられているのではなく、減速部３の三段目のキャリア３４ｃの後端に円筒状の溝として形成されている。

このような構造であっても第１の実施の形態と同様に、キャリア３４ｃの規制手段４５ａ’が、止め輪４４の拡張を阻止するので、止め輪４４が溝部４３から外れるのを防止することができる。従って、出力軸４が軸受け６１から離脱するのを防止することができる。また、規制手段４５ａ’が円筒ではなく、円筒状の溝であるため、止め輪４４をより大きな力で規制することができる。

尚、本発明の電動工具は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

第１の実施の形態では、ワッシャ４５は、環状であり、その外周面から止め輪４４方向に突出した円筒状の規制手段４５ａを備えていたが、規制手段４５は、円筒状でなくても、止め輪４４の拡がりを規制することができる他の構造であれば良い。例えば、図５に示すように、止め輪４４の円周上の等間隔の３箇所から止め輪４４方向に突出した規制手段４５ｂを備えても良い。また、規制手段４５ｂは、３箇所に限らず、もっと多くの箇所から突出しても良い。

また、第１の実施の形態では、規制手段４５ａは、止め輪４４の厚みの半分程度まで延びていたが、必ずしも半分に限定されるものではない。止め輪４４が規制されるならば、止め輪４４の厚みの半分以下の距離であっても良い。また、止め輪４４を溝部４３に嵌合させることができるのであれば、半分以上の長さであっても良い。

は、第１の実施の形態による電動工具の構造を示す断面図である。 は、出力軸の拡大断面図である。 は、ワッシャの一例の斜視図である。 は、第２の実施の形態による電動工具の出力軸の拡大断面図である。 は、ワッシャの他の例の斜視図である。 は、従来の電動工具の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 電動工具、２ モータ軸、３ 減速部、４ 出力軸、５ 工具保持部、６ ギアケース、４１ 嵌合部、４２ 出力部、４３ 溝部、４４ 止め輪、４５ ワッシャ、４５ａ 規制手段

Claims (7)

1. モータと、
   前記モータの回転トルクが伝達される出力軸と、
   前記出力軸を軸方向に移動可能に支持するための軸受けと、
   前記モータからの回転トルクを前記出力軸に伝達するためのキャリアと、
   前記出力軸上に前記出力軸と同心状に形成された溝部と、
   合口部と環状部とを有し、前記合口部の間隔を変化させることにより前記環状部の内径を変化させて前記溝部に嵌合し、前記軸受けと当接することにより前記出力軸が前記軸受けから離脱するのを防止するための止め輪と、
   を備えた電動工具において、
   前記止め輪が前記溝部に嵌合した状態において前記環状部の内径が拡張するのを防止するための規制手段を備えていることを特徴とする電動工具。
2. 前記規制手段は前記出力軸の軸方向に延設されており、前記環状部が半径方向に移動して前記環状部の外周面が当接することにより前記環状部の内径が拡張するのを防止することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記規制手段は略円筒形状を有し、前記環状部が半径方向に移動して前記環状部の外周面が前記円筒の内径部分と当接することにより前記環状部の内径が拡張するのを防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記略円筒形状を有する前記規制手段の内径は、前記出力軸の半径と前記環状部の半径方向の幅とを合わせた長さより小さく、前記出力軸の前記溝部部分の半径と前記環状部の半径方向の幅を合わせた長さより大きいことを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
5. 前記止め輪と前記軸受けとの緩衝を防止するために前記止め輪と前記軸受けとの間に配置されたワッシャを更に備え、前記規制手段は、前記ワッシャと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動工具。
6. 前記規制手段は、前記キャリアに形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動工具。
7. 前記規制手段の前記出力軸の軸方向に延びた長さは、前記環状部の軸方向の厚みの半分以上の長さであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。

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