JPH0650714U - 振動ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクト化したハウジング内で、スピード
コントロール回路のスイッチング素子を効率良く冷却す
る。 【構成】 軸方向へ移動自在に支持されたスピンドル４
の後端に、そのスピンドル４と一体的に回転及び進退可
能に可動カムプレート２４を取り付け、ハウジング１の
略中央部に、前記可動カムプレート２４と対になる固定
カムプレート２５を固定し、その固定カムプレート２５
の表側上部外周面に、放熱用のフイン２５ｂを設けると
共に、スピードコントロール回路のスイッチング素子３
７を取り付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ドリル機能を備えた電動工具に、スピードコントロール回路と往復 振動（インパクト）機構を内蔵した振動ドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

電動ドリル（電動ドライバとの兼用タイプを含む）の回転電動工具にあっては 、その作業性を高めるために、トリガーレバーの引き代に応じて回転速度を可変 としたり、負荷に抗して回転速度を一定に維持させるスピードコントロール機能 を具備したものが多数見受けられる。スピードコントロール機能を持たせるには 、モータへの通電量を制御するスピードコントロール回路の組込みが必要である が、蓄電池を電源とする直流タイプでは負荷電流が大きく、それに伴ってスイッ チング素子（発熱素子）の発熱量も大きくなってしまうから、放熱性が悪いとス イッチング素子が熱破壊を起こしてしまう。従来、その対策としては、モータの 近傍に放熱板を配置し、発熱部であるスイッチング素子をその放熱板に取り付け て過熱を防いでいた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

この種の電動工具は、ハウジングが合成樹脂製の密閉構造であるため放熱性が 悪く、放熱効率を高めるには大きな放熱板が必要となる。しかし放熱板を大きく すればハウジングが大型化してしまうので携帯用としては不利となる。又モータ 冷却用フアンによる強制空冷手段の利用も考えられるが、放熱板を空気流路に配 置しなくてはならないので、狭いハウジング内で空気流路と放熱板を組み込むス ペースを確保するのが難かしい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、スピンドルの回転速度を制御するスピードコントロール回路を装備 した振動ドリルにおいて、軸方向へ移動自在に支持されたスピンドルの後端にそ のスピンドルと一体的に回転及び進退可能に設けられた可動カムプレートと、ハ ウジングの略中央部に固定され、前記可動カムプレートと対になる固定カムプレ ートとを含む振動発生機構を設け、その振動機構の固定カムプレートに前記スピ ードコントロール回路のスイッチング素子を取り付け、又前記スピンドルに、軸 方向へ移動自在且つスピンドルと一体回転可能なスライドクラッチカムと、その 後方位置に遊転自在な定置クラッチカムとを互いにカム面を対抗させて取り付け ると共に、前記スライドクラッチカムの前方に、スピンドルの軸方向へ移動自在 なスライダを配置し、又ハウジングの先端に、スピンドルの軸方向へ移動調整可 能に設けられたトルク調整リングを設け、前記スライダをそのトルク調整リング と一体的に移動可能と成し、更にそのトルク調整リングと前記スライドクラッチ カムとの間にコイルスプリングを介在せしめ、トルク調整リングの移動調整によ ってスライドクラッチカムの定置カムに対する押し付け力を変化させることによ り、負荷に応じてスライドクラッチカムと定置クラッチカムとの噛み合いを解除 する過負荷防止機構を設けたことにある。

【０００５】

【作用】

往復振動機構を作動させた場合、カム面の摩擦熱により両カムプレートが発熱 しても、夫々のカムプレートから放熱されてしまう。往復振動機構を作動させな い場合はカムでの発熱はないが、その状態ではスピードコントロール機能を頻繁 に利用することが多いので、スピードコントロール機能の作動でスイッチング素 子が発熱する。しかしその熱は固定カムプレートに伝達され、熱容量の大きいカ ムプレートに効率良く吸収、放散されるので、いずれの場合にも過熱の虞れはな い。又過負荷防止機構により、負荷に応じてスライドクラッチカムと定置クラッ チカムとの噛み合いを解除できるから、過負荷によるモータ等の損傷を防止でき 、又締め付けトルクを規制するトルクリミッタとしても利用できるから至便であ る。

【０００６】

【実施例】

本考案に係る振動ドリルの実施例を図面に基いて説明する。 １はピストル型のハウジングであり、このハウジング１は内部空洞で、左右（ 図１においては手前側と向こう側）対称形に二分割される。ハウジング１内には 、握り部に電池２が着脱自在に収容され、駆動系が握りに対して略直交状に配置 される。

【０００７】 前記駆動系は、モータ３を最後尾に、先端部にはスピンドル４を、そして中央 下部には伝達軸５が夫々配置され、モータ３の回転は、遊星歯車による減速機構 ６を介し、モータ回転軸３ａと同軸上において回転自在に支持された回転駆動軸 ７に伝達される。回転駆動軸７は、大径部と小径部との二段に形成され、夫々外 周に歯形を有した歯車を構成する。伝達軸５は前記回転駆動軸７と並行且つ回転 自在に支持され、回転駆動軸７における小径部と大径部の各歯形と噛合する伝達 歯車８．９が遊嵌されていると共に、先端部は外周に歯形が形成された歯車とな っている。

【０００８】 前記伝達歯車８．９相互間は、それら伝達歯車８．９が互いに密着する方向へ 夫々コイルバネ１０．１１により両側から付勢されると共に、両者間に介在され たスペーサ１２により一定間隔に保たれ、伝達歯車８．９には、対面側に夫々リ ング体１３、１４が一体的に突設せられ、それらリング体１３、１４には向かい 合わせに係合凹部１３ａ、１４ａが切り欠き形成されている。又伝達軸５にはピ ン１５が貫挿され、速度切り換えスイッチ１６のスライド操作により、作動ピン １６ａを介して前記伝達歯車８．９を軸方向へ移動させれば、ピン１５がいずれ かの係合凹部１３ａ、１４ａに係合し、回転駆動軸７の回転が、一方の伝達歯車 ８又は９を介して伝達軸５へ伝達され、他方の伝達歯車は遊転するようになって いる（図５参照）。

【０００９】 スピンドル４は、先端がハウジング１の前方へ突出した状態で軸方向へ往復移 動及び回転自在に支持されており、突出先端部にチャック１７を備える。そして そのスピンドル４の定位置には、定置クラッチカム１８が遊嵌され、その定置ク ラッチカム１８の外周には、前記伝達軸の先端歯車部と噛合する歯形が形成され ていて、前記モータ３、減速機構６及び伝達軸５で構成される駆動機構により、 定置クラッチカム１８に回転が付与される。又スピンドル４には、定置クラッチ カム１８遊嵌際から前方に向かって、長孔状のボールスプライン溝１９が三本形 成されている。ボールスプライン溝１９が形成された部位には、前記定置クラッ チカム１８と対になるスライドクラッチカム２０が嵌合され、このスライドクラ ッチカム２０は、スピンドル４との嵌合面に、前記ボールスプライン溝１９に対 応するよう形成されたボール溝２１と、前記ボールスプライン溝１９とに跨って 介在されたスチールボール２２を介し、スピンドル４と一体的に回転可能に結合 され、又軸方向への移動が可能で、押圧手段であるコイルスプリング２３により 常時定置クラッチカム１８側へ付勢されている。このような動力伝達機構によっ て伝達軸５の回転は、スピンドル４に伝達される（図６参照）。

【００１０】 スピンドル４の後部には、そのスピンドル４に軸方向へ往復振動を付与する振 動発生機構が組み込まれている。振動発生機構は、スピンドル４の周囲へフラン ジ状に設けられた可動カムプレート２４と、中心にスピンドル挿通孔２５ａを有 し、カム面を前記可動カムプレート２４と向かい合わせにしてハウジングに固定 支持された固定カムプレート２５とを備え、その固定カムプレート２５のカム面 と、回転する可動カムプレート２４のカム面とが互いに円周に沿って波状に形成 され、それらカム面の接触によりスピンドル４に軸方向へ往復振動を付与する構 造となっている。尚固定カムプレート２５の表側上部外周面には、放熱用のフイ ン２５ｂが設けられ、可動カムプレート２４との接触により発生する摩擦熱の放 熱効果を高めている。スピンドル４の後端部は前記スピンドル挿通孔２５ａに挿 入され、その挿入部の後端面には球面形の凹部２６が形成され、その凹部２６内 には鋼球２７が一部頭出し状態で収容されている。又固定カムプレート２５の裏 側には板状の突出部２５ｃが一体形成されていると共に、前記スピンドル４の後 端面に密着して軸と直交方向へスライド可能なシフタプレート２８が設けられて おり、シフタプレート２８には、前記鋼球２７の凹部２６から頭出しした部分を 没入させる凹部２９が形成されている。鋼球２７が凹部２９へ没入した状態で可 動カムプレート２４と固定カムプレート２５が接触し、スピンドル４には往復振 動が付与される。そしてシフタプレート２８の左右に突設された押圧ボタン２８ ａの操作によりシフタプレート２８を左右に移動させて鋼球２７の凹部２６から 頭出しした部分を凹部２９から押し出せば、スピンドル４はその分前進して可動 カムプレート２４と固定カムプレート２５相互間の接触が絶たれる。シフタプレ ート２８の側縁には半円状の切り欠き３０が設けられ、その切り欠きにクリック 作動用の板バネ３１が係合し、鋼球２７と凹部２９との位置関係が一致、或はず れるように位置決めし、往復振動機構を働かせるインパクトモードと、往復振動 機構を働かせないドリルモードとを確実に切り換え操作できるようになっている （図７及び図８参照）。尚、図１及び図２は往復振動機構が作動するよう切り換 えられている状態を例示したものである。

【００１１】 ハウジング１の先端部にはトルク調整リング３２が回動可能に設けられ、その トルク調整リング３２の中央を貫通したスピンドル４の先端が突出せられ、トル ク調整リング３２の内面には、スピンドル４を中心とした円周に沿って階段状の 調整溝３３が形成されている。そしてその調整溝３３には、スピンドル４に遊嵌 されたスライダ３４の当接部３４ａが接触しており、そのスライダ３４は、同じ くスピンドル４に遊嵌されたスライドプレート３５を介し、前記スライドクラッ チカム２０に付勢力を付与しているコイルスプリング２３の反力を受けて前記当 接部３４ａが調整溝３３へ押し当てられるようになっている。よってトルク調整 リング３２を回動すると、当接部３４ａが階段状の調整溝３３へ段階的に接触し 、スライダ３４の位置が移動する。それによってコイルスプリング２３によるス ライドクラッチカム２０の押し付け力を変化させることによって、負荷の大きさ に応じてスピンドル４とスライドクラッチカム２０との一体的な回転を解除する 過負荷防止機構として機能する。図１及び図３は押し付け力を最小として小さな 負荷で過負荷防止機構が作動する状態を、又図２及び図４は押し付け力を最大と して過負荷防止機構が作動しない状態を例示したものである。この過負荷防止機 構が作動するようにしておけば、モータに所定以上の負荷が加わらないのでモー タを保護できるばかりでなく、ねじの締め付け力を制限するトルクリミッタとな る。

【００１２】 ハウジング１の外表面には、操作しやすい部位に、伝達歯車８．９を軸方向へ 移動させる速度切り換えスイッチ１６、インパクトモード切り換え用の押圧ボタ ン２８ａ及びモータのＯＮ、ＯＦＦを行なう電源スイッチ３６とが操作可能に露 出しており、ハウジング１の内部において、電源スイッチ３６と前記電池２及び モータ３、更に引き代に応じてモータの回転を制御するスピードコントロール回 路がトリガーレバーと電気的に接続されている。前記スピードコントロールのス イッチング素子３７は、固定カムの後方に突き出した突出部２５ａに取り付けら れている。前記スピードコントロール回路は周知であるので、ここではその詳細 についての説明を省略する。

【００１３】 このように形成された回転電動工具は、速度切り換えスイッチの操作で希望の 回転速度を選択し、電源スイッチをＯＮにすると、モータが回転してその回転が 減速機構、伝導歯車、伝導軸を介して固定クラッチカムへと伝達される。インパ クトモードが選択されていない場合、スピンドルは可動カムプレートが固定カム プレートから離れるように前方へ押し出され、スチールボールがボールスプライ ン溝の後方端部に接触してスライドクラッチカムに連結し、定置クラッチカムの 回転がスピンドルへ伝達される。

【００１４】 往復振動機構を作動させた場合、鋼球が凹部内に没入することによりスピンド ルが後方へ移動してカムプレート同士が接触する。従ってスピンドルが回転する と、そのスピンドルは回転しながら往復振動もする。往復振動によりそのスピン ドルとスライドクラッチカムとが相対的に移動しても、スチールボールの介在に より摩擦抵抗は極めて低く保たれ、回転むらを起こすこともない。而もインパク ト機構が中央部に配置されているので振動時の安定性が良いのである。更に振動 機構の作動時にはクラッチプレート自体が発熱し、スピードコントロール機能を 作動させた場合はスイッチング素子が発熱するが、スピードコントロール機能を 作動させるときに往復振動機構を作動させることは皆無であるから、スイッチン グ素子での発熱は、熱容量の大きい固定クラッチプレートに伝達され、効率良く 発散される。

【００１５】

【考案の効果】

本考案の振動ドリルは、スピードコントロール機能を有し、ワンタッチでドリ ルモードとインパクトモードとの選択が可能である。そして往復振動機構を作動 させない場合には、固定カムプレートと可動カムプレートとが摺接せず、カムプ レートでの発熱はないが、スピードコントロール機能を利用した場合はスイッチ ング素子が発熱し、その熱は固定カムを介して放散される。又往復振動機構を作 動させた場合、通常の使い方ではスピードコントロール機能を併用することは考 えられないので、発熱素子での発熱はなく、固定カムプレートと可動カムプレー トとの摺接による発熱は、各カムプレートからの放熱作用で充分対応できる。つ まり、固定カムプレートを、カムプレート自体の発熱とスイッチング素子の発熱 に対して共用させているのである。而もスイッチング素子を、従来の放熱板に比 べて熱容量の大きい固定クラッチプレートに取り付けたから、放熱効率に優れ、 熱破壊の虞れはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る回転電動工具の内部構造を、往復
振動機構と過負荷防止機構の両機構を作動させた状態に
て示した説明図である。

【図２】往復振動機構を作動させ、過負荷防止機構は作
動しないようにした状態を示す説明図である。

【図３】往復振動機構を作動させず、過負荷防止機構が
作動するようにした状態を示す説明図である。

【図４】往復振動機構と過負荷防止機構の両機構とも作
動しないようにした状態を示す説明図である。

【図５】ＸーＸ線切断断面にて示した速度切り換え機構
の説明図である。

【図６】ＹーＹ線切断断面にて示した伝達機構の説明図
である。

【図７】Ａ、ＢはＺーＺ線切断断面にて示した往復振動
機構のモード切り換え説明図である。

【符号の説明】

１・・ハウジング、２・・電池、３・・モータ、３ａ・
・モータ回転軸、４・・スピンドル、５・・伝達軸、６
・・減速機構、７・・回転駆動軸、８．９・・伝達歯
車、１０．１１・・コイルバネ、１２・・スペーサ、１
３．１４・・リング体、１３ａ．１４ａ・・係合凹部、
１５・・ピン、１６・・速度切り換えスイッチ、１６ａ
・・作動ピン、１７・・チャック、１８・・定置クラッ
チカム、１９・・ボールスプライン溝、２０・・スライ
ドクラッチカム、２１・・ボール溝、２２・・スチール
ボール、２３・・コイルスプリング、２４・・可動カム
プレート、２４ａ・・スピンドル挿通孔、２５・・固定
カムプレート、２５ａ・・スピンドル挿通孔、２５ｂ・
・フィン、２５ｃ・・突出部、２６・・凹部、２７・・
鋼球、２８・・シフタプレート、２８ａ・・押圧ボタ
ン、２９・・凹部、３０・・切り欠き、３１・・板バ
ネ、３２・・トルク調整リング、３３・・調整溝、３４
・・スライダ、３４ａ・・当接部、３５・・スライドプ
レート、３６・・電源スイッチ、３７・・スイッチング
素子。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンドルの回転速度を制御するスピー
   ドコントロール回路を装備した振動ドリルにおいて、軸
   方向へ移動自在に支持されたスピンドルの後端にそのス
   ピンドルと一体的に回転及び進退可能に設けられた可動
   カムプレートと、ハウジングの略中央部に固定され、前
   記可動カムプレートと対になる固定カムプレートとを含
   む振動発生機構を設け、その振動機構の固定カムプレー
   トに前記スピードコントロール回路のスイッチング素子
   を取り付けて成る振動ドリル。
2. 【請求項２】 前記スピンドルに、軸方向へ移動自在且
   つスピンドルと一体回転可能なスライドクラッチカム
   と、その後方位置に遊転自在な定置クラッチカムとを互
   いにカム面を対抗させて取り付けると共に、前記スライ
   ドクラッチカムの前方に、スピンドルの軸方向へ移動自
   在なスライダを配置し、又ハウジングの先端に、スピン
   ドルの軸方向へ移動調整可能に設けられたトルク調整リ
   ングを設けてそのトルク調整リングと前記スライダとを
   一体的に移動可能と成し、更にそのトルク調整リングと
   前記スライドクラッチカムとの間にコイルスプリングを
   介在せしめ、トルク調整リングの移動調整によってスラ
   イドクラッチカムの定置カムに対する押し付け力を変化
   させることにより、負荷に応じてスライドクラッチカム
   と定置クラッチカムとの噛み合いを解除する過負荷防止
   機構を設けた振動ドリル。