CN101403425A - 电动工具的减速机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动工具的二级减速机构，其中减速机构用于将电动机的输出转速减速后输出到主轴，在该二级减速机构中，由于通过斜齿轮的啮合，轴向推力作用于中间轴，使得该中间轴沿轴向振动，导致噪音的产生。本发明的目的在于，对具有采用了斜齿轮的二级减速机构的便携式圆锯，抑制其中间轴的振动及噪音。二级减速机构具有如下的结构：中间轴(31)以可沿轴向移动的方式被支承，支承该中间轴(31)的两个斜齿轮(34、35)的齿向相同，从而在该中间轴(31)上作用有向前的轴向推力，此轴向推力被配置在中间轴(31)前侧的缓冲部件(40)承受从而吸收振动。

Description

电动工具的减速机构

技术领域

本发明涉及一种用于例如便携式圆锯等电动工具中的减速机构，该减速机构将作为驱动源的电动机的输出转速减速后传递给主轴。

背景技术

例如，在下述的专利文献1中公开了一种关于上述的便携式圆锯中的减速机构的技术。该现有技术中的减速机构的结构如下：作为驱动源的电动机的输出轴和安装有锯片的主轴之间设有中间轴，该中间轴上设有两个作为中间齿轮的斜齿轮(螺旋齿轮)，由此对电动机的输出转速进行二级减速，其中，一个中间齿轮与电动机输出轴的驱动齿轮啮合，另一个中间齿轮与主轴侧的输出齿轮啮合，通过将该减速机构中的两个中间齿轮的齿向设定成同向(右旋齿或左旋齿)，可使由上述的两组齿轮的啮合分别产生的轴向推力的作用方向彼此相反，由此可使从两个不同方向作用于中间轴的轴向推力相互抵消，这样，可以减少作用于旋转支承该中间轴的轴承的轴向推力，从而提高轴承的耐用性。

另外，下述专利文献1中记述了如下的技术，即，在上述结构的基础上，通过将两个中间齿轮设定为彼此不同的螺旋角，将作用于中间轴的轴向推力固定在一个方向上，由一侧的轴承切实地承受。

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2007-210063号

【专利文献2】日本发明专利公开公报特开平11-333762号

【专利文献3】日本实用新型专利公开公报实开昭55-74252号

但是，对上述现有技术的减速机构有必要进行进一步改良。原因在于现有技术中存在如下的问题：作为将圆形的锯片切入待加工材料以进行切割加工的圆锯所特有的现象，即，锯片的各齿(chip)间断地受到待加工材料的切割阻力，导致相互啮合的驱动侧的斜齿轮和从动侧的斜齿轮在旋转方向上的齿隙范围内窜动(抖动)，导致噪音(齿轮音)的产生。

在现有技术的一级减速机构中，电动机的驱动齿轮(斜齿轮)与主轴的输出齿轮(斜齿轮)直接啮合，其结构如下，电动机的转子以只可沿轴向少量位移的方式被支承，转子轴(电动机输出轴)的一端与弹性体抵接，由该弹性体吸收转子轴因上述切割阻力等而产生的沿轴向的振动，上述技术在例如上述专利文献1、2中公开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用了斜齿轮的二级减速机构，采用本发明，可减弱电动工具锯片切割加工时二级减速机构处的振动或噪音。基于这一目的，本发明采用以下各技术方案中所记述结构的减速机构。

本发明的技术方案1中提供一种减速机构，其用于以电动机为驱动源的电动工具中，所述减速机构将上述电动机产生的旋转减速后，传递给可安装加工头的主轴，其特征在于，所述减速机构具有如下的结构，具有设置在上述电动机的输出轴和上述主轴之间的中间轴，上述电动机的输出轴和上述中间轴之间，及上述中间轴和上述主轴之间，分别用斜齿轮通过其啮合将上述电动机产生的旋转经二级减速传递给上述主轴，上述中间轴以可在其轴向上移动的方式被支承，至少其一端安装有缓冲部件，所述缓冲部件用来吸收由于上述的斜齿轮的啮合而产生的轴向推力。

就技术方案1中记述的减速机构而言，电动机产生的旋转经过二级的斜齿轮的啮合被减速传递给主轴。由于是将电动机产生的旋转经二级减速后输出的结构，所以主轴上的斜齿轮的直径可以设置得小于只采用一级减速的结构中斜齿轮的直径，由此可以将例如便携式圆锯中的主轴轴心相对于底座的高度设定得较小，从而可以扩大锯片切入深度的调整范围。

在该二级减速机构中，电动机的驱动齿轮和中间轴上的一个中间齿轮啮合，同时，另一个中间轴上的中间齿轮和主轴的输出齿轮啮合，通过上述啮合，切割阻力的沿轴向的分力分别作为轴向推力作用于中间轴，该轴向推力导致该中间轴沿其轴向振动。但是，采用技术方案1记述的结构，可以利用缓冲部件吸收该振动，并抑制现有技术中那样的噪音产生。

本发明技术方案2的减速机构中，除了上述的中间轴上以外，在上述电动机的转子轴上也装有用来吸收上述轴向推力的缓冲部件。

就技术方案2记述的减速机构而言，不仅可以吸收中间轴的振动，还可以吸收电动机输出轴的振动，这样，可以进一步有效抑制该电动工具的振动及由此产生的噪音。

本发明技术方案3的减速机构中，上述中间轴通过轴承支承在齿轮箱上，可相对该齿轮箱旋转，且上述中间轴可通过轴承相对上述齿轮箱的轴向移动，而在轴向上移动，上述缓冲部件装在上述轴承和上述齿轮箱之间。

就技术方案3记述的减速机构而言，可以吸收因轴向推力作用在中间轴及旋转支承该中间轴的轴承上而产生的振动，由此来抑制噪音及提高该轴承的耐用性。

本发明技术方案4的减速机构中，在上述中间轴的沿轴向的两端中，对安装有上述加工头的那一侧的顶端进行支承的轴承和上述齿轮箱之间装有所述缓冲部件。

就技术方案4记述的减速机构而言，中间轴的向轴向顶端一侧(加工头侧)的振动可以被缓冲部件吸收，而且，只需在单侧放入缓冲部件就可以抑制振动。

本发明技术方案5的减速机构中，上述中间轴上支承有第2齿轮和第3齿轮，其中，第2齿轮与上述电动机的输出轴的第1齿轮啮合，第3齿轮与上述主轴的第4齿轮啮合，该第2齿轮和该第3齿轮的齿向相同。

就技术方案5记述的减速机构而言，由于被中间轴支承的第2齿轮和第3齿轮的齿向相同，所以因第1齿轮和第2齿轮，第3齿轮和第4齿轮的啮合而各自产生的轴向推力沿相反(抵消)的方向作用在该中间轴上，故作用在该中间轴上的轴向推力部分相互抵消，所以，可以减少作用于该中间轴的轴向推力。另外，此时，如使两个方向的轴向推力大小不同，通过将其中一个方向的轴向推力设定的较大(轴向推力的大小相异)，可以在中间轴上只有一个方向的轴向推力作用，从而可以将缓冲部件只配置在该中间轴上有轴向推力作用的一侧，有效地吸收该振动。

在技术方案5记述的减速机构中，电动机输出轴的驱动齿轮相当于第1齿轮，主轴的输出齿轮相当于第4齿轮。第2齿轮和第3齿轮同轴设定在中间轴上，并可一体旋转。

本发明技术方案6的减速机构中，上述第2齿轮的螺旋角比上述第3齿轮的螺旋角大，由此对上述中间轴产生向上述顶端侧的轴向力，该轴向力被装在上述中间轴的上述顶端侧的缓冲部件吸收。

就技术方案6记述的减速机构而言，通过将第2齿轮的螺旋角设定得大于第3齿轮的螺旋角，可以只对中间轴作用朝向其轴向顶端侧(加工头一侧)的轴向推力，因此，通过在中间轴的顶端部配置缓冲部件，可以有效地吸收该中间轴上产生的向前的振动，进而可以有效地减弱作为其反作用的振动。

附图说明

图1是具有本发明实施方式中的减速机构的便携式圆锯俯视图。

图2是沿图1中(2)-(2)线剖切的表示减速机构的纵剖面图。

图3是从图2中箭头(3)方向看去，表示本发明的实施方式中的减速机构的大致结构的图。

[符号说明]

1：便携式圆锯(切割机)，10：底座，11：主轴，13：支承轴，20：切割机主体，21：锯片，22：锯片护罩，23：齿轮箱，23a、23b：支承孔，24：电动机罩，25：电动机，25a：输出轴(转子轴)，26：轴承，27：第1齿轮(驱动齿轮)，28：固定螺母，30：减速机构，31：中间轴，32、33：轴承，34：第2齿轮(中间齿轮)，35：第3齿轮(中间齿轮)，36：第4齿轮(输出齿轮)，37、38：轴承、39：定距轴套(distance collar)，40：缓冲部件(橡胶圈)

具体实施方式

接下来参照图1～图3对本发明的实施方式加以说明。图1表示完整的切割机1，在切割机1中使用有作为本发明实施方式的减速机构。在本实施方式中，以便携式圆锯作为切割机的一个例子进行说明。该切割机1具有如下的结构，切割机主体20以可向上、下方向摆动的方式被支承轴13支承在平板状的底座10的上表面侧(图1中的朝向纸面外的一侧)，工作时，底座10被置于待加工材料上。

切割机主体20具有覆盖圆形的锯片21大致上半部分范围的锯片护罩22。该锯片护罩22的沿切割方向的前端部被上述支轴13支承，该锯片护罩22可在上下方向摆动。该锯片护罩22的背面(图1中的上侧)安装有齿轮箱23。该齿轮箱23的内部装有作为本实施方式的减速机构30。该齿轮箱23与内装有电动机25的电动机罩24相固定。电动机25产生的旋转经下面将要说明的作为本实施方式的减速机构30被传递给主轴11。该主轴11的顶端安装有锯片21。锯片21的下侧从底座10的下表面向外突出，该突出部分将切入待加工材料，对该待加工材料进行切割。通过使切割机主体20以支承轴3为中心上下摆动，可改变上述锯片21从底座10的下表面突出的尺寸，由此来调整在待加工材料上的切深。

组装到上述齿轮箱23中的作为本实施方式的减速机构30的具体结构如图2所示。电动机25的输出轴25a以可旋转的方式被轴承26支承在齿轮箱23上。该输出轴25a的旋转轴线在图2和图3中用标号C1表示。该输出轴25a的顶端部上形成有斜齿轮27。该斜齿轮27为驱动齿轮，以下称为第1齿轮27。该第1齿轮27突出到齿轮箱23内。

中间轴31以可绕其轴线旋转的方式被轴承32、33支承在齿轮箱23内。中间轴31的旋转轴线在图2及图3中用标号C2表示。如图2所示，顶端侧(图2中的左侧)的轴承32采用滚珠轴承，后端侧(图2中的右侧)的轴承33采用滚针轴承。另外，在本说明书中，在轴向上锯片21侧(加工头一侧)称为顶端侧或前侧，其相反端侧称为后端侧或后侧。

中间轴31上安装有两个斜齿轮34、35。两斜齿轮34、35被固定在中间轴31上，与该中间轴31一体可同轴(旋转轴线C2)地旋转。中间轴31上的两个斜齿轮34、35中，后侧的斜齿轮34与第1齿轮27啮合，前侧的斜齿轮35与固定在主轴11上的斜齿轮36啮合。下面，将斜齿轮34、35、36依次称为第2齿轮34、第3齿轮35、第4齿轮36。该第2齿轮34及第3齿轮35相当于权利要求书中记述的中间齿轮。这样，通过第1齿轮27与第2齿轮34的啮合，第3齿轮35与第4齿轮36的啮合，电动机25产生的旋转被二级减速后传递给主轴11。

由于减速机构是如上述的将电动机25产生的旋转经二级减速后传递给主轴11的结构，所以可将第4齿轮36的齿轮直径设置得较小，这样，既可以确保足够的减速比，又可以减小主轴11与底座10的下表面(与待加工材料的抵接面)之间的距离(轴线C3的芯径高度)，从而可以扩大锯片21的切入深度的调整范围。

支承第2齿轮34和第3齿轮35的中间轴31的支承状态为在轴向上仅有很小量程(约1mm)可移动。本实施方式中，前侧的轴承32以可在齿轮箱23上设置的支承孔23a内沿轴向移动的方式被支承，该中间轴31以可沿轴向移动的方式被支承。支承孔23a的底部和轴承32之间夹有缓冲部件40。该缓冲部件40采用厚度约为3mm的环形橡胶圈。利用该缓冲部件40吸收作用于轴承32及中间轴31的轴向推力。另外，对于该缓冲部件40的材料的弹性系数(弹性能力)的设定为：可以确保对设定的轴向推力(沿轴向的位移)具有足够的冲击吸收能力(不会被压碎撕裂)，以及可以确保该缓冲部件40的耐用性。

由于中间轴31的后侧被滚针轴承(轴承33)支承，所以相对该轴承33，中间轴31仅可在轴向上些许移动。

主轴11通过轴承37、38以可绕其轴线旋转的方式被支承在齿轮箱23内。主轴11的旋转轴线在图2及图3中用标号C3表示。在如图所示的本实施方式中，与中间轴31相同，前侧的轴承37采用滚珠轴承，后侧的轴承38采用滚针轴承。主轴11的顶端部从齿轮箱23向锯片护罩22内突出，该突出部分上安装有锯片21。

前侧的轴承37被收纳在齿轮箱23的支承孔23b内，并由固定螺母28以在轴向上不能移动的方式固定。该主轴11以不能沿轴向移动的方式被该轴承37支承。在该主轴11上的第4齿轮36和前侧的轴承37之间装有定距轴套39。第4齿轮36被夹在设置在主轴11上的凸缘11a和该定距轴套39之间，以不能在轴向上移动的方式被固定。

如上所述的本实施方式中的减速机构30的结构为：通过第1齿轮27与第2齿轮34的啮合，第3齿轮35与第4齿轮36的啮合，将电动机25产生的旋转经两级减速后传递给主轴11。第1～第4齿轮27、34、35、36全部采用斜齿轮(螺旋齿轮helical gear)。

四个斜齿轮27、34、35、36的齿向及螺旋角是经过设计的。在本实施方式中，中间轴31上的第2齿轮34和第3齿轮35的齿向被设定成彼此相同。因此，由于第1齿轮27和第2齿轮34的啮合而被作用到中间轴31上的轴向推力的作用方向，与由于第3齿轮35和第4齿轮36的啮合而被作用到中间轴31上的轴向推力的作用方向彼此相反。在本实施方式中将前者设定为朝前(图2中向左)，后者设定为朝后(图3中向右)。因此，前者的轴向推力与后者的轴向推力部分相抵消。

并且，在本实施方式中，对于两个中间齿轮，设定驱动侧的第2齿轮34的螺旋角大于第3齿轮35的螺旋角。因此，由第1齿轮27与第2齿轮34的啮合产生的朝前的轴向推力大于由第3齿轮35与第4齿轮36的啮合产生的朝后的轴向推力，这样，两个方向的轴向推力部分相抵消后，中间轴31上仍作用有朝前的轴向推力。由于圆锯21的旋转方向(电动机25的旋转方向)是固定的，所以作用在该中间轴31上的轴向推力的作用方向始终朝前。上述的作用在中间轴31上的朝前的轴向推力，作为锯片21的各刀刃所间断地(非连续性)受到的来自待加工材料的切割阻力而产生并作用于中间轴31，这轴向推力被上述的缓冲部件40吸收。

另外，由于在中间轴31上作用有朝前的轴向推力，所以在经第1齿轮27与第2齿轮34的啮合传递之后，在电动机25的输出轴25a上也作用有向后的轴向推力。作用于该电动机输出轴25a(转子轴)的向后的轴向推力被装在该输出轴25a的后部侧的缓冲部件所吸收，其中装在输出轴25a的后部侧的缓冲部件与现有技术相同，在图示中省略。

采用如上述结构的本实施方式中的减速机构30，即对将电动机25产生的旋转进行二级减速的机构，即使锯片21受到的待加工材料的切割阻力作为轴向推力(振动)间断地作用在中间轴31上，也由于该中间轴31的振动(轴向推力)被缓冲部件40承受，所以可以吸收该主轴11的沿轴向的振动，并由此可以减弱类似装置中的噪音。

这样，对于采用了圆形锯片21的切割机，特别是通过斜齿轮的啮合将电动机25产生的旋转二级减速后输出到主轴11的切割机而言，其所特有的振动及因之而起的噪音可以通过利用缓冲部件40而得到较大程度的降低，另外也可以减弱噪音。

对于本实施方式的情况，由于锯片21的旋转方向始终恒定，因此对中间轴31施以朝前的轴向推力，从而可以采用仅在前侧(加工头21一侧)配置缓冲部件40来承受轴向推力的结构，这样，较之前侧后侧均同样配置缓冲部件的结构简单，且可以取得与之相同的作用效果。

可以对上述的实施方式施加各种变形。例如，虽然以仅在中间轴31的前侧插有缓冲部件40的结构为例进行说明，也可以采用在前侧、后侧均插有缓冲件的结构。

另外，虽然在示例中两个中间齿轮(第2齿轮35、第3齿轮36)的齿向相同，从而使作用于中间轴31的轴向推力的作用方向彼此相反，但也可以采用两中间齿轮的齿向彼此相反，对中间轴31分别施加朝前的轴向推力，并由缓冲部件40吸收该轴向推力的结构。

另外，虽然在示例中为(缓冲部件40)经由轴承32来承受作用于中间轴31上的轴向推力的结构，但也可以是缓冲部件直接与中间轴的前端部抵接，来吸收中间轴的轴向推力(振动)的结构。因此，也可以是轴承32上采用滚针轴承，或者后侧的轴承33采用滚珠轴承的结构。

另外，虽然以橡胶圈作为缓冲部件为例进行说明，但也可以采用工业用海绵作为缓冲部件，另外，也可以采用压缩螺旋弹簧或板簧等弹簧，或者空气阻尼器等。

另外，也可以省略电动机的输出轴25a侧的缓冲部件(承受对电动机的输出轴25a的朝后的冲击负荷的缓冲部件)。

另外，虽然实施例中以便携式圆锯作为电动工具的例子进行说明，但也可以对台锯等其他的切割机采用本发明，或者不仅限于切割机，开孔钻或拧螺钉机等其他的作业用电动工具也可以采用与本发明同样的结构，可取得同等的作用效果。

Claims (6)

1.一种减速机构，其用于以电动机为驱动源的电动工具中，所述减速机构将上述电动机产生的旋转减速后，传递给可安装加工头的主轴，其特征在于，所述减速机构具有如下的结构，

具有设置在上述电动机的输出轴和上述主轴之间的中间轴，上述电动机的输出轴和上述中间轴之间，及上述中间轴和上述主轴之间，分别用斜齿轮通过其啮合将上述电动机产生的旋转经二级减速传递给上述主轴，

上述中间轴以可在其轴向上移动的方式被支承，至少其一端安装有缓冲部件，所述缓冲部件用来吸收由于上述的斜齿轮的啮合而产生的轴向推力。

2.如权利要求1所述的减速机构，其特征在于，除了上述的中间轴上以外，在上述电动机的转子轴上也装有用来吸收上述轴向推力的缓冲部件。

3.如权利要求1或2所述的减速机构，其特征在于，上述中间轴通过轴承支承在齿轮箱上，可相对该齿轮箱旋转，且上述中间轴可通过轴承相对上述齿轮箱的轴向移动，而在轴向上移动，上述缓冲部件装在上述轴承和上述齿轮箱之间。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的减速机构，其特征在于，在上述中间轴的沿轴向的两端中，对可安装上述加工头那一侧的顶端进行支承的轴承和上述齿轮箱之间装有所述缓冲部件。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的减速机构，其特征在于，上述中间轴上支承有第2齿轮和第3齿轮，其中，第2齿轮与上述电动机的输出轴的第1齿轮啮合，第3齿轮与上述主轴的第4齿轮啮合，该第2齿轮和该第3齿轮的齿向相同。

6.如权利要求5中记述的减速机构，其特征在于，上述第2齿轮的螺旋角比上述第3齿轮的螺旋角大，由此对上述中间轴产生向上述顶端侧的轴向力，该轴向力被装在上述中间轴的上述顶端侧的缓冲部件吸收。

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