JP3655481B2

JP3655481B2 - 震動ドライバドリル

Info

Publication number: JP3655481B2
Application number: JP03592299A
Authority: JP
Inventors: 道男奥村; 岳文古田; 貴勇畔柳; 栄紀伊藤
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2019-02-15
Also published as: JP2000233306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の動作モードを切替可能とした震動ドライバドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
震動ドライバドリルの動作モードを切り替える構造は、特開平６−３３９８６８号公報に開示の如く、スピンドルに固着され、軸方向にラチェット歯を設けた回転ラチェットと、スピンドルに遊挿され、回転ラチェットに対向する面に同じくラチェット歯を形成して回り止めされる固定ラチェットとからなるカム手段を、リング体やレバー等の第一切替部材で制御する構造が知られている。即ち、第一切替部材の第一の切替位置では、固定ラチェットが回転ラチェット側へ移動してラチェット歯同士が干渉し、スピンドルには回転に加えて軸方向への震動動作が付与され（震動モード）、第二の切替位置では、固定ラチェットが回転ラチェットから離反してスピンドルには回転のみが付与される（ドリルモード）ものである。
又、ここには、スピンドル前段に配置される遊星歯車減速機構において、遊星歯車の周囲で噛合するインターナルギヤの１つをハウジング内で回転自在とすると共に、そのインターナルギヤを、スチールボールとワッシャー及びコイルバネとからなる押圧手段で押圧固定し、スピンドルへの負荷が増大するとインターナルギヤを空転させてスピンドルの回転伝達を遮断するトルク調整機構も採用されている。このトルクの設定は、ハウジングに螺合されてコイルバネの前端を支持するリング体等の第二切替部材の回転操作により、コイルバネの押圧力を変更することで可能となっている。
一方、ここには、一つの切替部材でカム手段の切替とコイルバネの押圧力の変更も可能とした構成も記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、震動モードやドリルモードで使用する際には、負荷によってインターナルギヤが簡単に空転しないように、第一切替部材による動作モードの切替操作に加え、第二切替部材を操作してトルクを最大にする必要がある。逆に、震動又はドリルモードからネジ締め等に使用する際には、トルク調整が働くように、第一切替部材によるドリルモードへの切替操作に加え、最大トルクから所望のトルクへ改めて第二切替部材を操作し直す必要がある。このように震動及びドリルモードとトルク調整との間の切替使用にあっては常に２つの切替部材の操作が必要となるため、取り扱いが面倒となって使い勝手が良くなかった。
一方、一つの切替部材で動作モードの切替とトルク調整とを行う場合においても、孔開けとネジ締めとの交互使用では切替部材（ここでは切替リング）を左右に最大量で交互に回転させて使うことがあるため、やはり使い勝手が良くなかった。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、このように動作モードの選択に２つの切替部材を用いるもので、震動及びドリルモードの場合には第二切替部材の操作を不要として、動作モードの選択に伴う操作性を良好とし、使い勝手に優れた震動ドライバドリルを提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前記インターナルギヤを固定可能な規制部材を、前記インターナルギヤの固定位置とその固定の解除位置との間で移動可能に設ける一方、前記第一切替部材に、前記スピンドルに回転のみ行わせる第三の切替位置を設定して、前記第一切替部材の操作によって、前記第一の切替位置と第二の切替位置とでは前記規制部材を前記固定位置に、前記第三の切替位置では前記規制部材を前記解除位置に夫々移動制御することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
《形態１》
図１は震動ドライバドリルの先端部分の一部断面説明図で、震動ドライバドリル１は、一対の半割ハウジングからなる本体ハウジング２内にモータ３を収容し、そのモータ３のモータ軸４から、本体ハウジング２に前方（図１の右側）から組み付けられるギヤアッセンブリ７を介して、ギヤアッセンブリ７から前方へ突出するスピンドル５へ回転伝達するもので、スピンドル５の先端にはドリルチャック６が設けられている。又、ギヤアッセンブリ７において、第一ギヤケース８内には、複数の遊星ギヤ１１，１１・・とそれらの遊星ギヤ１１，１１・・を支持するキャリア１２，１２・・と、遊星ギヤ１１，１１・・の外周で噛合するインターナルギヤ１３，１３・・とを三段配置してなる周知の遊星歯車減速機構１０が収容され、モータ軸４の回転が減速される。スピンドル５は、その後端が三段目のキャリア１２と一体化した手締め用のロックカム１４にスプライン結合されると共に、第一ギヤケース８の前方に固着される第二ギヤケース９にボールベアリング１５，１６によって軸支されている。
【０００７】
又、図２にも示す如く、第二ギヤケース９の筒状部９ａ内でボールベアリング１５，１６間には、前方から第一カム１７、第二カム１８、第三カム１９が夫々スピンドル５に貫通され同軸で配置されている。第一カム１７は、スピンドル５と一体回転し、後面には円形に連続する複数の第一カム歯２０，２０・・が形成されるリング体であり、第二カム１８は、その第一カム歯２０と対向する前面に同じ形状の第二カム歯２１，２１・・を形成してスピンドル５に遊挿されるリング体である。更に第二カム１８は、上下二カ所にガイド部２２，２２が突設され、これらが第二ギヤケース９の内面で軸方向へ形成された一対のリブ２３，２３及び２４，２４の間に挿入されることで、軸方向にのみ移動可能となっており、ボールベアリング１６後面のフラットワッシャー２５との間に配置されたコイルスプリング２６により、後方へ付勢されている。又、第二カム１８の後面には、周方向の片面（第三カム１９に向かって左回り側）を傾斜面とした突起２７，２７・・を３カ所均等に突設している。
【０００８】
第三カム１９も、筒状部９ａの底面にあってスピンドル５に遊挿されるリング体で、その左右側面から前方へは、筒状部９ａの内面に沿って連結腕２８，２８が突設されている。又、第三カム１９の後面には、筒状部９ａ底面におけるスピンドル５の貫通孔に連設された扇状の切欠き２９に挿入する位置決め用の規制片３０が突設されて、規制片３０が周方向に移動できる範囲内で第三カム１９が回転可能となっている。更に、第三カム１９の前面には、第二カム１８の突起２７と反対側の周方向に傾斜面を備えた第二突起３１，３１・・を３カ所均等に突設している。ここでは、第三カム１９を第二突起３１の傾斜面方向に回転させると、傾斜面同士の案内により、第二カム１８の各突起２７が各第二突起３１に夫々乗り上げる格好となり、第二カム１８はコイルスプリング２６の付勢に抗して前方へ移動する。この乗り上げ状態で、第二カム１８前面の第二カム歯２１が第一カム１７後面の第一カム歯２０と当接することになる。
【０００９】
一方、第三カム１９の回転は、筒状部９ａの前端に回動自在に外嵌される第一切替部材としての第一チェンジリング３２により行われる。即ち、スピンドル５と筒状部９ａとの間には、ボールベアリング１６を保持する筒状のベアリングボックス３３が回動可能に配置されて、その後端の切欠き３４，３４に、第三カム１９の連結腕２８，２８が係合しており、このベアリングボックス３３の側面に突設された一対の連結片３５，３５が筒状部９ａを貫通して第一チェンジリング３２後面の把持部３６，３６に夫々把持されることで、第一チェンジリング３２の回転操作によってベアリングボックス３３を回転させ、第三カム１９を同調させるようにしたものである。尚、第一チェンジリング３２の前方側への移動は、筒状部９ａに装着されるフラットワッシャー３７及びサークリップ３８により、後方側への移動は、同じく筒状部９ａに回動自在に外嵌される第二切替部材としての第二チェンジリング３９によって夫々規制される。
【００１０】
又、図３にも示す如く、第一チェンジリング３２と第二チェンジリング３９との間には、２つのワッシャー４０，４１が配置される。これらのワッシャー４０，４１は、筒状部９ａの側面へ軸方向に突設された複数の突条４２，４２間に納まる突起４３，４３・・を有して筒状部９ａに回り止め状態で外嵌されるもので、前方のワッシャー４０には、筒状部９ａの外面に沿った帯状の自由端を前方へ弾性変形させてなる左右一対のスプリング片４４，４４と、上方中央で同じく筒状部９ａの外面に沿った帯状の自由端の中央を前方へ弾性変形させてなるクリック片４５とが夫々形成され、後方のワッシャー４１には、第二チェンジリング３９に向かって左側に、筒状部９ａに沿った帯状の自由端の中央を後方へ弾性変形させてなるクリック片４６が形成されている。
【００１１】
４７，４７は、筒状部９ａの左右の側面形状に沿って湾曲し、筒状部９ａの突条４２，４２間で前後にスライド可能に配置された規制部材としての一対のストッパで、各ストッパ４７の前端は、２つのワッシャー４０，４１を貫通して第一チェンジリング３２の後面で軸方向と直交状に立ち上がる当接片４８となっており、この当接片４８，４８に、ワッシャー４０のスプリング片４４，４４が当接してストッパ４７，４７を前方へ付勢し、第一チェンジリング３２の後面に当接させている。一方、第一チェンジリング３２の後面には、周方向の片面（後方へ向かって右回り側）を傾斜面とした突起４９，４９が点対称に突設されて、第一チェンジリング３２の回動操作に伴い、ストッパ４７，４７を突起４９，４９に乗り上げ又は離反させることで、ストッパ４７，４７の軸方向の位置を調整可能となっている。尚、ストッパ４７，４７の後方側で筒状部９ａの根元には、筒状部９ａの左右で突条４２，４２間に納まる押圧片５１，５１を延設したフラットワッシャー５０が軸方向に移動可能に設けられて、第一チェンジリング３２の回動に伴いストッパ４７，４７が突起４９，４９に乗り上げた状態では、ストッパ４７，４７の後端がフラットワッシャー５０に当接するものとなる。
【００１２】
一方、第二チェンジリング３９の内周には雌ネジ部５２が形成され、その雌ネジ部５２に、突条４２，４２間に納まる突起５４，５４・・によって筒状部９ａに軸方向にのみ移動自在に外嵌され、外周に雄ネジ部５５を形成したスプリングホルダ５３が螺合して、第二チェンジリング３９の回動操作によって、スプリングホルダ５３を軸方向へネジ送りし、フラットワッシャー５０との間に配置されたコイルスプリング５６の軸方向の長さ、即ちフラットワッシャー５０への押圧力を変更可能としている。又、フラットワッシャー５０の後方には、第二ギヤケース９を貫通して遊星歯車減速機構１０の三段目のインターナルギヤ１３の前面に当接する複数のピン５７，５７・・が配置されると共に、当該インターナルギヤ１３は第一ギヤケース８内で回動自在に設けられており、フラットワッシャー５０からピン５７，５７・・を介して伝達されるコイルスプリング５６の押圧力により、インターナルギヤ１３が固定されるようになっている。
【００１３】
更に、第二チェンジリング３９の前面には、ワッシャー４１のクリック片４６が嵌合可能な凹部５８，５８・・が周方向で複数配列されて、コイルスプリング５６による押圧力を最小〜最大とする第二チェンジリング３９の回動範囲においてクリック片４６が凹部５８の何れかに嵌合し、第二チェンジリング３９を位置決めするクリック作用を得ている。同様に、第一チェンジリング３２の後面にはワッシャー４０のクリック片４５が嵌合する凹部５９が３０°間隔で３カ所形成されて、各位置でクリック作用が得られるようになっているが、ここでは、前方側から震動ドライバドリル１を見て第一チェンジリング３２の左端の凹部５９でクリック片４５が嵌合する第一の切替位置（図４（Ａ））では、ベアリングボックス３３と第三カム１９とが右回転して第二突起３１と突起２７とが軸方向で重なり合い、第二カム１８を前方へ押し上げる。よって、第二カム１８と第一カム１７とが第一，第二カム歯２０，２１同士で当接する震動モードとなり、スピンドル５が回転すると、カム歯同士の干渉によってスピンドル５が軸方向へ僅かに前後移動する震動動作が付与されることになる。尚、図１及び４に表れる６０は、ボールベアリング１６とスピンドル５の大径部との間でスピンドル５に外装されるウェーブワッシャーで、震動モード時のスピンドル５を、後端に装着したサークリップ６１がボールベアリング１５へ当接する最前方位置へ復帰させる弾性を得ている。
【００１４】
次に、第一チェンジリング３２を震動モードから３０°左回転させる第二の切替位置では（図４（Ｂ））、同時に左回転した第三カム１９の第二突起３１と第二カム１８の突起２７とが周方向に離反し、第二カム１８が後退するため、第一カム１７とのカム歯同士の干渉が解除されるドリルモードとなる。よってここでは、スピンドル５は回転のみの動作となる。
又、このドリルモードと先の震動モードとの場合は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、突起４９，４９がストッパ４７，４７の前方にあって当接片４８，４８を後方へ押圧し、各ストッパ４７の後端をフラットワッシャー５０に当接させる。よって、これらの動作モードでは、第二チェンジリング３９の回動によるコイルスプリング５６の押圧力に関係なくピン５７及びフラットワッシャー５０の前方への移動は阻止されるため、三段目のインターナルギヤ１３は強固に固定される。
【００１５】
そして、ドリルモードから第一チェンジリング３２を３０°左回転させる第三の切替位置では（図４（Ｃ））、第三カム１９の第二突起３１と第二カム１８の突起２７とは離反のままで、第一チェンジリング３２の突起４９，４９がストッパ４７，４７の当接片４８，４８から離反し、スプリング片４４，４４の付勢によりストッパ４７，４７が前進してフラットワッシャー５０の押圧を解除するクラッチモードとなる。このクラッチモードでは、インターナルギヤ１３は、フラットワッシャー５０及びピン５７を介してコイルスプリング５６の押圧力のみによって固定されるため、ネジの締め終わり等でスピンドル５への負荷が増大してコイルスプリング５６によるインターナルギヤ１３の押圧力を超えると、ピン５７及びフラットワッシャー５０を押し上げてインターナルギヤ１３が空転し、スピンドル５への回転伝達を遮断することになる。よって、このようなクラッチが働くトルクの調整を行う場合は、第二チェンジリング３９を所望の位置へ回転させて（第二チェンジリング３９の側面にはトルクの強さを表す番号が段階的に表記され、第二ギヤケース９の側面には番号を合わせる矢印６２が突設されている）、コイルスプリング５６の押圧力を変更すれば良い。
【００１６】
このように上記形態１によれば、トルク調整用のコイルスプリング５６とは別に、フラットワッシャー５０に直接当接してインターナルギヤ１３を固定するストッパ４７，４７を設ける一方、第一チェンジリング３２にクラッチモード（第三の切替位置）を設定し、第一チェンジリング３２の回転操作によって震動又はドリルモードとクラッチモードとの間でストッパ４７，４７を制御させる構成としたことで、震動モードとドリルモードとの場合に必要なクラッチの解除を、第二チェンジリング３９によるトルク調整位置に関係なく行うことができると共に、震動モードとドリルモードの時にクラッチが働いてしまうことも生じない。よって、震動モード、ドリルモード、クラッチモード（トルク調整）の３つの動作モードを第一チェンジリング３２の操作のみで簡単且つ確実に切り替えることができ、使い勝手に優れたものとなる。
【００１７】
《形態２》
次に、震動ドライバドリルの他の形態を説明する。尚、上記形態１と同じ符号は同じ部品を示すため、説明は省略する。
図５，６において、筒状部９ａ内のスピンドル５には、ボールベアリング１５，１６の間でリング状の第一カム６３が一体回転可能に固着され、第一カム６３の後面には第一カム歯６４，６４・・が形成される。又、第一カム６３の後方で筒状部９ａを閉塞するロックリング６５の前方には、スピンドル５に遊貫され、前面に、第一カム歯６４に噛合する第二カム歯６７，６７・・と、その第二カム歯６７の外周に形成される係合歯６８とを形成した第二カム６６が配置されている。６９，６９・・は第二カム６６とスピンドル５との間に設けられたスチールボール、７０は、スピンドル５の大径部とボールベアリング１６との間にあってスピンドル５を最前方位置へ付勢するコイルスプリング、７１，７１は、筒状部９ａを直交状に貫通してボールベアリング１６を固定するピンである。
【００１８】
一方、筒状部９ａの前端には、上下一対の切り込み７２，７２が軸方向に形成され、各切り込み７２には、切替レバー７３が夫々移動可能に収容される。切替レバー７３，７３は、筒状部９ａの内周に沿って伸長する後端に、第二カム６６の係合歯６８と係合可能な爪７４を、中間部に、切り込み７２を通して筒状部９ａの半径方向に突出する連結片７５を夫々形成している。ここでは第一チェンジリング３２とワッシャー４０との間にカムリング７６が設けられ、連結片７５，７５はカムリング７６と第一チェンジリング３２との間に挿入されている。このカムリング７６は、外周の３カ所の突起７７，７７・・と第一チェンジリング３２側の３カ所の凹部７８，７８・・との嵌合によって第一チェンジリング３２に一体化されるリング体で、その前面には、点対称に位置する２つの円弧部分７９，７９が低くなる段差が形成され、円弧部分７９，７９において点対称に位置する片側の段差は傾斜面８０，８０となっている。更に、第一チェンジリング３２の後面には、ストッパ４７を後退させる突起４９，４９の他、円弧部分７９の内周側に位置し、連結片７５が通過可能な間隔を有して傾斜面８０と平行となる傾斜面８２を夫々備えた一対の突起８１，８１が形成されて、第一チェンジリング３２を回転させることで、連結片７５，７５が傾斜面８０，８２間に案内され、突起８１への乗り上げ位置と突起８１からの離反位置とに相対移動して切替レバー７３，７３の軸方向の位置を変化させ、爪７４，７４を第二カム６６の係合歯６８と係脱可能としている。
【００１９】
よって、本形態２においては、前方側から震動ドライバドリル１を見て第一チェンジリング３２の右端の凹部５９にクリック片４５が嵌合する第一の切替位置（図７（Ａ））では、連結片７５，７５が傾斜面８０，８２に案内されて突起８１，８１に乗り上げ、切替レバー７３，７３が後退する。すると、後端の爪７４，７４が第二カム６６の係合歯６８に係合して第二カム６６の回転を規制するため、スピンドル５と一体回転する第一カム６３の第一カム歯６４が第二カム６６の第二カム歯６７と干渉し、スピンドル５が回転と共に前後移動する震動モードとなる。又、そこから第一チェンジリングを３０°右回転させる第二の切替位置では（図７（Ｂ））、連結片７５，７５の前方から突起８１，８１が移動すると共に、傾斜面８０，８２間の案内で連結片７５，７５が前方へ移動し、切替レバー７３，７３を前進させる。よって、爪７４，７４によるロックが解除された第二カム６６は回転フリーとなり、スピンドル５は回転のみ行うドリルモードとなる。尚、震動モードとドリルモードとの場合は、突起４９，４９がストッパ４７，４７を後方へ押圧してフラットワッシャー５０に当接させているため、第二チェンジリング３９によるトルク設定に拘わらず三段目のインターナルギヤ１３は強固に固定される。
そして、ドリルモードから第一チェンジリング３２を３０°右回転させる第三の切替位置では（図７（Ｃ））、切替レバー７３，７３の位置はそのままで、第一チェンジリング３２の突起４９，４９がストッパ４７，４７から離反してフラットワッシャー５０の前方への移動を許容するため、第二チェンジリング３９の操作によるコイルスプリング５６の押圧力の変化でスピンドル５のトルクが調整されるクラッチモードとなる。
【００２０】
このように形態２においても、形態１と同様に、トルク調整用のコイルスプリ３を固定するストッパ４７，４７を第一チェンジリング３２の回転操作によって制御させる構成であるから、震動モードとドリルモードとの場合に必要なクラッチの解除を、第二チェンジリング３９によるトルク調整位置に関係なく行うことができると共に、震動モードとドリルモードの時にクラッチが働いてしまうようなことも生じない。よって、震動モード、ドリルモード、クラッチモードの３つの動作モードを第一チェンジリング３２の操作のみで簡単且つ確実に切り替えることができ、使い勝手に優れるのである。
【００２１】
尚、規制部材としてのストッパ４７の数や形状、これに対応する突起４９の数や形状は上記形態１，２に限定するものでなく、４カ所配置したり、規制部材をプレート状でなく棒状としたりする等、第一チェンジリング３２の第一、第二の切替位置と第三の切替位置との間で軸方向に前後移動してインターナルギヤ１３の回転を規制及び解除できるものであれば、適宜変更可能である。又、トルク調整に係る構造も、ピン５７に代えてスチールボールを１つ或いは軸方向に複数重ねたものとしたり、傾斜面を有した爪同士の噛み合いによるものとしたりする等、形態１，２の内容に限らない。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、トルク調整用の押圧手段とは別に、インターナルギヤを固定可能な規制部材を設ける一方、第一切替部材に、スピンドルに回転のみ行わせる第三の切替位置を設定して、第一切替部材の操作によって規制部材を移動制御する構成としたことで、第一、第二の切替位置で選択される震動モードとドリルモードとの場合に必要なトルク調整機能の解除を、第二切替部材によるトルク調整位置に関係なく行うことができると共に、震動モードとドリルモードの時にトルク調整が働いてしまうことも生じない。よって、震動モード、ドリルモード、トルク調整の３つの動作モードを第一切替部材の操作のみで簡単且つ確実に切り替えることができ、使い勝手に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】形態１における震動ドライバドリルの一部断面説明図である。
【図２】形態１における動作モードの切替に係る構造を示す分解説明図である。
【図３】形態１におけるトルク調整に係る構造を示す分解説明図である。
【図４】（Ａ）形態１における震動モードを示す説明図である。
（Ｂ）形態１におけるドリルモードを示す説明図である。
（Ｃ）形態１におけるクラッチモードを示す説明図である。
【図５】形態２における震動ドライバドリルの一部断面説明図である。
【図６】形態２における動作モードの切替に係る構造を示す分解説明図である。
【図７】（Ａ）形態２における震動モードを示す説明図である。
（Ｂ）形態２におけるドリルモードを示す説明図である。
（Ｃ）形態２におけるクラッチモードを示す説明図である。
【符号の説明】
１・・震動ドライバドリル、２・・本体ハウジング、３・・モータ、５・・スピンドル、７・・ギヤアッセンブリ、８・・第一ギヤケース、９・・第二ギヤケース、９ａ・・筒状部、１０・・遊星歯車減速機構、１３・・インターナルギヤ、１７，６３・・第一カム、１８，６６・・第二カム、１９・・第三カム、２０，６４・・第一カム歯、２１，６７・・第二カム歯、３２・・第一チェンジリング、３９・・第二チェンジリング、４０，４１・・ワッシャー、５３・・スプリングホルダ。

Claims

スピンドルに連係して軸方向への震動動作を付加可能なカム手段と、そのカム手段の前記スピンドルへの連係状態を切り替える第一切替部材とを設けて、前記第一切替部材の第一の切替位置では前記スピンドルに回転と震動とを、第二の切替位置では前記スピンドルに回転のみを夫々付与可能とする一方、前記スピンドル前段の遊星歯車減速機構で回動自在に設けられたインターナルギヤと、そのインターナルギヤを押圧する押圧手段と、その押圧手段の押圧力を調整可能な第二切替部材とを設けて、前記第二切替部材の操作により、前記インターナルギヤが空転して前記スピンドルへの回転伝達を遮断するトルク調整を可能とした震動ドライバドリルであって、
前記インターナルギヤを固定可能な規制部材を、前記インターナルギヤの固定位置とその固定の解除位置との間で移動可能に設ける一方、前記第一切替部材に、前記スピンドルに回転のみ行わせる第三の切替位置を設定して、前記第一切替部材の操作によって、前記第一の切替位置と第二の切替位置とでは前記規制部材を前記固定位置に、前記第三の切替位置では前記規制部材を前記解除位置に夫々移動制御することを特徴とする震動ドライバドリル。