JP7364249B2

JP7364249B2 - 動力工具機械

Info

Publication number: JP7364249B2
Application number: JP2021112911A
Authority: JP
Inventors: 呉逸民
Original assignee: 瞬豐實業股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-07-07
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2041-07-07
Also published as: JP2023009535A

Description

本発明は、動力工具に関し、特に動力工具機械に関する。

例えば、電動ドライバや電動インパクトレンチ等の従来の動力工具の主要な構造は、ハウジング、動力装置（例えば電池又は圧縮空気）、伝動機構、及び制御要素等を含む。そのうち、動力装置は、ハウジング内に固定され、その回転軸が伝動機構に連結され、制御要素は、動力装置に電気的に接続される。これにより、制御要素によって動力装置の運転を制御し、伝動機構及び伝動機構に取り付けられた工具ヘッドを駆動することで、十分なトルクを提供して工具ヘッドを回転させる。

しかし、既存の動力工具の多くは可変トルクであり、動力装置は常に所定のトルクを超えても回転し続け、動力装置等の部品の損傷と寿命の低下を招くため、改善する必要がある。

また、既存の動力工具は、トルクを検出し、所定のトルクに達したときに信号を制御要素に伝達して、動力装置の運転を停止するように制御するトルクセンサを備えている。さらに、一般的な動力工具のトルクセンサは、伝動機構に配置されており、伝動機構の運転に伴って長時間回転状態になり、電線の破断、接触不良等の問題を引き起こし、電気的に接続に影響を与え、動力工具の損傷を引き起こす。さらに、動力工具の動作時に、工具ヘッドに連結された伝動機構に振動や変形等の状態が発生し、それに配置されたトルクセンサが検出したトルク値に影響を与え、トルクセンサの精度を低下させる。

上記事情を鑑みて、本発明者等は上記従来技術に対して鋭意研究を行い、学理の応用に合わせて、上記問題点の解決に尽力することは、本発明者等の改良の目標となっている。

本発明の１つの目的は、所定のトルクを超えた後に反転状態になるように、動力本体が軸受群の配置を通じてハウジングに対して回動可能であり、トルクセンサが制御基板に信号を伝達して動力本体の運転を直ちに停止させるので、動力装置の破損や寿命低下を招くことがない動力工具機械を提供することである。

本発明の他の目的は、トルクセンサを動力本体の後側に配置することにより、外部工具の振動によってトルク検出に影響を与えず、正確なトルク値を得ることができる動力工具機械を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る動力工具機械は、収容空間と前記収容空間の前方に位置し開口を有する作業端とを含むハウジングと、前記収容空間に配置される制御基板と、前記制御基板に電気的に接続される動力本体と、前記動力本体により駆動される駆動軸と、前記動力本体を嵌合するケーシングとを備え、前記収容空間に配置される動力装置と、前記ケーシングと前記ハウジングとの間に配置され、前記動力本体が前記ハウジングに対して回動することを可能にする軸受群と、前記収容空間内に配置され、前記動力装置の前側に位置しており、前記駆動軸とともに回動して前記ハウジングの開口から突出して工具を回転駆動する作動部を備える伝動機構と、前記収容空間内に配置され、前記伝動機構に対して前記動力装置の後側に位置し、前記動力装置に連結され、前記動力装置とともに回動するトーションシャフトと、を含む。

上記の他の目的を達成するために、本発明に係る動力工具機械は、前記ハウジング内に配置され、前記動力装置の後側に位置しているトルクセンサをさらに含む。

従来に比べて、本発明に係る動力工具機械は、動力本体とハウジングとの間に軸受群を配置し、所定のトルクを超えた後に、動力本体がハウジングに対して回動して反転状態となり、その際にトルクセンサが制御基板に信号を送信して動力本体の運転を直ちに停止させ、動力装置が破損したり、寿命が低下したりしないようにする。また、本発明は、トルクセンサを動力本体の後側に配置することにより、外部工具の振動や変形を受けてトルクセンサによるトルク検出に影響を与えず、正確なトルク値を得ることができる動力工具機械を提供する。さらに、トルクセンサを動力工具機械のハウジング後端部に配置することにより、ハウジング先端部の空間を小さくすることができ、動力出力に影響を与えることを回避することができる。その結果、動力をより作業端に直接伝達することができ、使用上の実用性を高めることができる。

本発明に係る動力工具機械を示す概略断面図である。本発明に係る伝動部分の外観を示す概略立体図である。本発明に係る伝動部分の一方側方向から見た概略立体分解図である。本発明に係る伝動部分の他方側方向から見た概略立体分解図である。

本発明の詳細な説明及び技術的内容については、図面を参照して以下に説明するが、図面は、参考及び説明のためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明に係る動力工具機械を示す概略断面図である。同図を参照すると、本発明に係る動力工具機械１は、ハウジング１０と、ハウジング１０内に配置された制御基板２０と、動力装置３０と、軸受群４０と、伝動機構５０と、トーションシャフト６０とを含む。動力装置３０は、軸受群４０を介してハウジング１０内に配置され、伝動機構５０の伝達によりトルクを工具（図示せず）に伝達する。トーションシャフト６０は、動力装置３０の後側に連結され、動力装置３０とともに回動して動力工具機械１を構成する。動力工具機械１の構造は、以下のように詳細に説明する。

ハウジング１０は、収容空間１００と、収容空間１００前方に位置する作業端１０１とを含み、作業端１０１は外部に連通する開口１０２を有する。制御基板２０は、動力装置３０と電気的に接続され、動力工具機械１の動作を制御する。

動力装置３０は、収容空間１００に配置されている。動力装置３０は、制御基板２０に電気的に接続される動力本体３１と、動力本体３１に駆動される駆動軸３２と、動力本体３１を嵌合するケーシング３３と、駆動軸３２に結合される主動ギア３２１とを備える。主動ギア３２１は伝動機構５０に連結される。

本実施形態では、動力本体３１は、電池を動力源として、駆動軸３２を回転駆動する電動モータである。ただし、実際に実施する場合には、動力本体３１は、圧縮空気を動力源とし、高圧ガスを用いて駆動軸３２を回転駆動するエアモータとしてもよい。

また、軸受群４０は、ケーシング３３とハウジング１０との間に配置されて、動力本体３１を（ケーシング３３とともに）ハウジング１０に対して回動可能にする。

さらに、伝動機構５０は、収容空間１００内に配置され、動力装置３０の前側に位置している。伝動機構５０は作動部５２を備える。作動部５２は、駆動軸３２とともに回動してハウジングの開口１０２から突出して工具（図示せず）を回転駆動させる。また、トーションシャフト６０は、収容空間１００内に配置され、伝動機構５０よりも動力装置３０の後側に位置している。また、トーションシャフト６０は、動力装置３０を連結し、動力装置３０とともに回動する。

本実施形態において、動力本体３１は電動モータである。また、伝動機構５０は、駆動軸３２に連結されるギアボックス５１を備える。作動部５２は、ギアボックス５１に連結されて回動出力する。

また、ハウジング１０は、本体部１１と、本体部１１に連結されるハンドル部１２とを含む。動力装置３０及び伝動機構５０は、本体部１１に設けられている。ハンドル部１２には、ハウジングから外部に露出するボタン１２１が設けられている。さらに、本実施形態では、動力工具機械１は、電池８０をさらに含む。電池８０は、ハンドル部１２に設けられ、制御基板２０と電気的に接続され、動力工具機械１の動作に必要な電力を供給する。

なお、実際には、トーションシャフト６０は、動力装置３０の後側辺、例えば、動力本体３１の後端に位置し、電池８０又はボタン１２１の一側辺に隣接して配置されてもよい。

また、本発明は、前述の動力工具機械１とトルクセンサ２とを含む動力工具機械を提供する。トルクセンサ２は、収容空間１００内に配置され、動力装置３０の後側に位置する歪みゲージとして配置されてもよい。本実施形態では、トルクセンサ２は、動力工具機械１のトルクを検出するために、トーションシャフト６０に設けられている。実際には、トルクセンサ２は、後述するスリーブ３４２又は後受台７０等に配置されてもよい。

なお、本発明に係る動力工具機械１は、ディスプレイ３をさらに含む。ディスプレイ３は、ハウジング１０から露出し、制御基板２０と電気的に接続し、動力工具機械１のトルク値を表示するものである。

図２～図４は、本発明に係る伝動部分の外観を示す概略立体図、及び異なる両方側方向から見た概略立体分解図である。図に示すように、本発明の一実施形態において、動力装置３０は、ケーシング３３とトーションシャフト６０との間に位置する連動カバー３４をさらに含む。すなわち、連動カバー３４の両側は、ケーシング３３とトーションシャフト６０とをそれぞれ連結する。

より詳細には、図３及び図４に示すように、ケーシング３３は、対向する前側部３３１及び後側部３３２を有する。前側部３３１には、複数の第１の爪部３３１１が形成され、後側部３３２に、複数の第２の爪部３３２１が形成される。連動カバー３４は、ケーシング３３に面した側にこれらの第２の爪部３３２１と突き合わせて連結する複数の第３の爪部３４０が形成される。また、連動カバー３４は、カバー３４１と、カバー３４１に連結されるスリーブ３４２とを含む。カバー３４１は、動力本体３１の後側部を嵌合し、これらの第３の爪部３４０を有している。スリーブ３４２は、トーションシャフト６０の前端部を嵌合する。本実施形態において、スリーブ３４２には六角穴３４２０が形成され（図４参照）、トーションシャフト６０の前端には六角柱６１が形成され、トーションシャフト６０は、六角柱６１を介して六角穴３４２０を貫設し、スリーブ３４２内に結合される。

本実施形態では、動力工具機械１は、後受台７０をさらに含む。後受台７０は、ハウジング１０内に固定され（図１参照）、トーションシャフト６０の後端部を受ける。具体的に言えば、トーションシャフト６０の外縁面には、間隔を置いて設けられた２つの凸リング６２が形成される。２つの凸リング６２は、それぞれスリーブ３４２と後受台７０とに当接する。これにより、トーションシャフト６０は、連動カバー３４と後受台７０との間で支持される。

さらに、本発明の一実施形態において、伝動機構５０は、連結リング５３をさらに備える。連結リング５３には、間隔を置いて設けられた複数の凸部５３１が形成される。これらの凸部５３１は、複数の第１の爪部３３１１に係合する。

なお、ケーシング３３とハウジング１０との間に設けられた軸受群４０は、間隔を置いて設けられた前軸受４１と後軸受４２とを含む。ケーシング３３の外周縁面には、第１リングリブ３３３が形成される。前軸受４１及び後軸受４２は、それぞれ第１リングリブ３３３の両側に当接して、リング溝３３０を形成する（図２参照）。また、ハウジング１０の内壁面には、第２リングリブ１３が形成される（図１参照）。ケーシング３３は、第２リングリブ１３が第１リングリブ３３３に当接することで、ハウジング１０内に位置決めされる。

これにより、使用者は、ボタン１２１を押して制御基板２０をトリガして動作を開始する。制御基板２０は、動力本体３１の運転を開始させる。また、動力本体３１は、駆動軸３２を介して伝動機構５０を駆動して回動を発生させ、動力本体３１が所定のトルクに達すると、伝動機構５０の作動部５２が外部工具を回転させることができる。その後、所定のトルクを超えると、動力本体３１は、軸受群４０の配置により、ハウジング１０に対して回動する。このとき、連動カバー３４及びトーションシャフト６０は、動力本体３１とともに回動する。また、動力本体３１の後側に設けられたトルクセンサ２は、受けたトルクを検出することができ、このトルク信号は、制御基板２０により伝達されて、ディスプレイ３に表示される。

なお、本発明に係る動力本体３１は、所定のトルクを超えると反転状態となり、トルクをトーションシャフト６０に伝達する。このとき、トルクセンサ２は、制御基板に信号を伝達して動力本体３１の運転を直ちに停止させる。また、本発明に係るトルクセンサ２は、動力本体３１の後側に配置されているので、外部工具の振動によってトルク検出に影響を与えることがなく、正確なトルク値を得ることができる。さらに、動力工具機械１のハウジング１０の後端にトルクセンサ２を配置することにより、ハウジング１０の先端部の空間を小さくすることができ、動力出力への影響を回避することができる。その結果、動力をより作業端１０１に直接伝達することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

１…動力工具機械
２…トルクセンサ
３…ディスプレイ
１０…ハウジング
１００…収容空間
１０１…作業端
１０２…開口
１１…本体部
１２…ハンドル部
１２１…ボタン
１３…第２リングリブ
２０…制御基板
３０…動力装置
３１…動力本体
３２…駆動軸
３２１…主動ギア
３３…ケーシング
３３０…リング溝
３３１…前側部
３３１１…第１の爪部
３３２…後側部
３３２１…第２の爪部
３３３…第１リングリブ
３４…連動カバー
３４０…第３の爪部
３４１…カバー
３４２…スリーブ
３４２０…六角穴
４０…軸受群
４１…前軸受
４２…後軸受
５０…伝動機構
５１…ギアボックス
５２…作動部
５３…連結リング
５３１…凸部
６０…トーションシャフト
６１…六角柱
６２…凸リング
７０…後受台
８０…電池

Claims

動力工具機械であって、
収容空間と、前記収容空間の前方に位置し開口を有する作業端とを含むハウジングと、
前記収容空間に配置される制御基板と、
前記制御基板に電気的に接続される動力本体と、前記動力本体により駆動される駆動軸と、前記動力本体を嵌合するケーシングとを備え、前記収容空間に配置される動力装置と、
前記ケーシングと前記ハウジングとの間に配置され、前記動力本体が前記ハウジングに対して回動することを可能にする軸受群と、
前記収容空間内に配置され、前記動力装置の前側に位置しており、前記駆動軸とともに回動して前記ハウジングの開口から突出して工具を回転駆動する作動部を備える伝動機構と、
前記収容空間内に配置され、前記伝動機構に対して前記動力装置の後側に位置し、前記動力装置に連結され、前記動力装置とともに回動するトーションシャフトと、
前記ハウジング内に固定され、前記トーションシャフトの後端部を受ける後受台、
前記動力装置の後側に配置され、前記動力工具機械のトルクを検出するためのトルクセンサと、を含み、
前記動力装置は、前記ケーシングと前記トーションシャフトとの間に位置し、前記ケーシングと前記トーションシャフトとにそれぞれ連結される両側を有する連動カバーをさらに含み、
前記ケーシングは、対向する前側部及び後側部を有し、前記前側部には複数の第１の爪部が形成され、前記後側部には複数の第２の爪部が形成され、前記連動カバーは、前記ケーシングに面した側に前記複数の第２の爪部と突き合わせて連結する複数の第３の爪部が形成され、
前記軸受群は、間隔を置いて設けられた前軸受及び後軸受を含み、前記ケーシングの外周縁面には、第１リングリブが形成され、前記前軸受及び前記後軸受は、リング溝を形成するように、それぞれ前記第１リングリブの両側に当接し、前記ハウジングの内壁面には、第２リングリブが形成され、前記ケーシングは、前記第２リングリブが前記第１リングリブに当接することにより、前記ハウジング内に位置決めされ、
前記動力本体は、所定のトルクを超えると、前記ハウジングに対して回動して反転状態となり、前記トーションシャフトに伝達し、前記トルクセンサが信号を前記制御基板に伝達して、前記動力本体の運転を停止する、
動力工具機械。
前記連動カバーは、カバーと、前記カバーに連結されるスリーブとを含み、
前記カバーは、前記動力本体の後側部を嵌合し、前記複数の第３の爪部を有し、
前記スリーブは、前記トーションシャフトの前端部を嵌合する、
請求項１に記載の動力工具機械。
前記トーションシャフトの外縁面には、間隔を置いて設けられた２つの凸リングが形成され、
前記２つの凸リングは、それぞれ前記スリーブと前記後受台とに当接する、
請求項２に記載の動力工具機械。
前記伝動機構は、間隔を置いて配置された複数の凸部が形成される連結リングをさらに備え、
前記複数の凸部は、前記複数の第１の爪部に係合する、
請求項１に記載の動力工具機械。
前記トルクセンサは歪みゲージである、
請求項１に記載の動力工具機械。
前記トルクセンサは、前記トーションシャフトに配置されている、
請求項１に記載の動力工具機械。