電動工具
【課題】 トルク伝達装置を有する電動工具において、耐久性の向上に資する技術を提供する。
【解決手段】 トルク伝達装置１５１を有する電動工具であって、トルク伝達装置１５１は、第１回転部材１５３と第２回転部材１５５の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部１７１と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、突部１７１を受容する凹部１６１と、突部１７１に形成された突部側係合面１７５ａと、凹部１６１に形成された凹部側係合面１６５ａと、を有し、突部側と凹部側の係合面１７５ａ，１６５ａが互いに係合されることでトルクの伝達を行い、係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされ、突部側と凹部側の係合面１７５ａ，１６５ａは、第１及び第２の回転部材１５３，１５５の法線Ｐに対して所定の角度βだけ傾斜させて形成した。
【解決手段】 トルク伝達装置１５１を有する電動工具であって、トルク伝達装置１５１は、第１回転部材１５３と第２回転部材１５５の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部１７１と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、突部１７１を受容する凹部１６１と、突部１７１に形成された突部側係合面１７５ａと、凹部１６１に形成された凹部側係合面１６５ａと、を有し、突部側と凹部側の係合面１７５ａ，１６５ａが互いに係合されることでトルクの伝達を行い、係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされ、突部側と凹部側の係合面１７５ａ，１６５ａは、第１及び第２の回転部材１５３，１５５の法線Ｐに対して所定の角度βだけ傾斜させて形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸と出力軸との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置、特に突部と凹部の噛み合い係合によりトルク伝達を行なう機械式のトルク伝達装置を有する電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクの伝達中において、何らかの原因によって生じた過大トルクから機械を保護するトルクリミッタ（過負荷保護装置）として備えられるトルク伝達装置、特に突部と凹部の噛み合い係合によってトルク伝達を行なう機械式のトルク伝達装置は、例えば特開昭５１−１１１５５０号公報（特許文献１）に記載されている。
上記公報に記載のトルク伝達装置は、同一軸線上に配置される駆動側クラッチ円板と被動側クラッチ円板の一方のクラッチ面（係合面）に設けた突部と、他方のクラッチ面に設けた凹部が互いに噛み合い係合することでトルクを伝達し、噛み合い係合を解除することでトルク伝達を遮断する構成である。そして、突部と凹部にトルク伝達面として形成される突部側係合面及び凹部側係合面は、回転軸方向においては所定の角度で傾斜するとともに、径方向においてはクラッチ円板の法線上を直線状に延びている。
【０００３】
トルクリミッタの突部と凹部は、最大伝達力を規定するバネ力で互いに噛み合い係合しており、過大トルクが生じたときには、突部側係合面と凹部側係合面（回転軸方向の傾斜面）間に作用する軸方向の力で突部と凹部がバネ力に抗して軸方向に相対的にすべり動作し、噛み合い係合を解除する構成である。特に、トルクリミッタとして用いられる場合、係合面の噛み合い係合の解除動作が大きな負荷を受けつつ行われるため、摩耗し易いものであり、この点でなお改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−１１１５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑み、トルク伝達装置を有する電動工具において、耐久性の向上に資する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明に係る電動工具の好ましい形態は、同軸上に対向して配置される第１回転部材と第２回転部材との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置を有する。トルク伝達装置は、第１回転部材と第２回転部材の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、突部を受容する凹部と、突部のトルク伝達方向側面に形成された突部側係合面と、凹部のトルク伝達方向側面に形成された凹部側係合面と、を有し、第１回転部材と第２回転部材との互いに接近する方向への相対移動により突部側と凹部側の係合面が互いに係合されることでトルクの伝達を行い、第１回転部材と第２回転部材との互いに離間する方向への相対移動により前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされる。そして突部側と凹部側の係合面は、第１および第２の回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させて形成されている。なお、本発明における「係合面を傾斜させる」態様としては、突部が回転部材の回転軸側から外径側へと延びている構成において、係合面が、突部の延在方向の外径側、すなわち先端にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜する態様、及びそれとは逆に先端にいくほどトルク伝達方向後方に向かうように傾斜する態様の、いずれも好適に包含する。
【０００７】
本発明の好ましい形態によれば、突部側と凹部側の係合面が互いに係合することでトルク伝達を行い、前記係合が解除されることでトルク伝達を遮断する機械式のトルク伝達装置において、突部側と凹部側の係合面を、回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させた構成としている。換言すれば、突部の内径側端部と外径側端部とを結ぶ稜線（直線）を回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させた構成としている。このように構成したことにより、当該係合面が法線上を直線状に延在している従来に比して、突部側と凹部側の係合面相互の接触面積を増大することができる。このため、係合面の単位面圧を軽減し、耐久性を向上できる。
【０００８】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、凹部側をトルク伝達側とした場合、突部側と凹部側の係合面は、先端にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜されている。ここで「先端」とは、外径側をいう。本発明によれば、回転部材の軸方向視において、突部及び凹部が、径方向の延在方向において先端側（外径側）にいくほど細くなる形状に形成されるため、型を用いて成形する場合の型抜きが容易となり、製作し易い。
【０００９】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、突部側の係合面は、回転部材に近接する側（基部側）の稜線または離間した側（頂面側）の稜線を基準とするリード面として形成されている。本発明によれば、突部側係合面と凹部側係合面が係合状態から係合を解除するまでの間、係合面同士の面接触状態を常時に維持することができる。
【００１０】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、トルク伝達装置は、第２回転部材に規定値を超えるトルクが作用したときに、第１回転部材から第２回転部材へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタとして備えられている。トルクリミッタは、加工作業中に生ずる過大トルクから電動工具を保護する過負荷保護装置として備えられ、係合面の係合の解除動作は、大きな負荷を受けつつ行われる。従って、本発明によれば、このような過酷な状態で使用されるトルクリミッタに適用することによって、より有効性を向上できる。
【００１１】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、凹部を有する回転部材がトルクを伝達する駆動側部材として設定され、突部を有する回転部材がトルクを受ける被動側部材として設定されている。そして駆動側部材は外周にギアを一体に有する。本発明によれば、外周にギアを一体に備えた回転部材を駆動側部材として設定し、これに凹部を設ける構成のため、当該駆動側部材に突部を設ける構成と比べて、ギア部を製作する際に突部が邪魔にならず、作り易い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トルク伝達装置を有する電動工具において、トルク伝達装置の耐久性の向上に資する技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す側断面図である。
【図２】ハンマドリルの要部拡大図である。
【図３】トルクリミッタの駆動側フランジを示す斜視図である。
【図４】トルクリミッタの駆動側フランジを示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】トルクリミッタの被動側フランジを示す斜視図である。
【図８】トルクリミッタの被動側フランジを示す平面図である。
【図９】トルクリミッタの被動側フランジを示す底面図である。
【図１０】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】駆動側フランジと被動側フランジ間のトルク伝達状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき、図１〜図１２を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。本実施形態のハンマドリル１０１は、図１に示すように、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３、当該本体部１０３のうちハンマドリル１０１の長軸方向に関する一端部（図１中左側）にツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられた長尺状のハンマビット１１９と、本体部１０３の長軸方向の他端部（ハンマビット１１９の反対側）に連接された作業者が握るハンドグリップ１０９とを主体として構成される。本体部１０３は工具本体を構成する部材として備えられる。工具ビットとしてのハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７に対し、その長軸方向（本体部１０３の長軸方向）への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される部材として構成される。
【００１５】
本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、運動変換部１１３、動力伝達部１１７及び打撃要素１１５を収容したギアハウジング１０７とを主体として構成される。駆動モータ１１１は、ハンドグリップ１０９に配置された操作部材としてのトリガ１０９ａを作業者が引き操作することによって通電駆動される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前あるいは工具前端側といい、ハンドグリップ１０９側を後あるいは工具後端側という。
【００１６】
図２に運動変換部１１３、打撃要素１１５及び動力伝達部１１７が拡大断面図として示される。駆動モータ１１１の回転出力は、運動変換機構１１３によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１１５に伝達され、当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。また駆動モータ１１１の回転出力は、動力伝達部１１７によって適宜減速された上でハンマビット１１９に回転力として伝達され、当該ハンマビット１１９が周方向に回転動作される。
【００１７】
運動変換機構１１３は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在する駆動モータ１１１のモータ出力軸１１２に設けられて鉛直面内にて回転駆動される駆動ギア１２１、当該駆動ギア１２１に噛み合い係合する被動ギア１２３、当該被動ギア１２３と中間軸１２５を介して一体回転する回転体１２７、回転体１２７の回転によってハンマビット１１９の軸方向に揺動される揺動リング１２９、揺動リング１２９の揺動によってシリンダ１４１内を直線状に往復移動する有底筒状の筒状ピストン１３０を主体として構成される。
【００１８】
中間軸１２５はハンマビット１１９の軸方向に平行（水平）に配置され、当該中間軸１２５に取り付けられた回転体１２７の外周面が中間軸１２５の軸線に対し所定の傾斜角度で傾斜状に形成されている。揺動リング１２９は、回転体１２７の傾斜外周面に軸受１２６を介して相対回転可能に取り付けられ、当該回転体１２７の回転動作に伴ってハンマビット１１９の長軸方向に揺動される揺動部材として構成される。揺動リング１２９は、ハンマビット１１９の長軸方向と交差する方向の上方（放射方向）に一体に突設された揺動ロッド１２８を有し、当該揺動ロッド１２８が駆動子としての筒状ピストン１３０と筒状体１２４を介して相対回動自在に連結されている。上記の回転体１２７、揺動リング１２９、筒状ピストン１３０によって揺動機構が構成されている。
【００１９】
動力伝達部１１７は、中間軸１２５の長軸方向他端部（前端部）に形成された第１伝達ギア１３１、当該第１伝達ギア１３１に噛み合い係合してハンマビット１１９の長軸線周りを回転される第２伝達ギア１３３、当該第２伝達ギア１３３とトルクリミッタ１５１を介して接続されるシリンダ１４１、及び当該シリンダ１４１と共にハンマビット１１９の長軸線周りを回転されるツールホルダ１３７を主体として構成される。シリンダ１４１及びツールホルダ１３７は互いに同心状に配置されるとともに、動力伝達部１１７の最終軸を構成する。トルクリミッタ１５１は、動力伝達部１１７の最終軸に作用するトルク値が予め設定された設定値を越えたときにトルク伝達を遮断する過負荷保護装置として備えられ、本発明における「トルク伝達装置」に対応する。トルクリミッタ１５１については後述する。
【００２０】
打撃要素１１５は、筒状ピストン１３０のボア内壁に摺動自在に配置されたストライカ１４３と、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ１４３の運動エネルギをハンマビット１１９に伝達するインパクトボルト１４５とを主体として構成されている。
【００２１】
上記のように構成されるハンマドリル１０１は、使用者によるトリガ１０９ａの引き操作によって駆動モータ１１１が通電駆動され、中間軸１２５が回転駆動されると、揺動機構を主体に構成される運動変換機構１１３を介して筒状ピストン１３０がシリンダ１４１内を直線状に摺動動作され、それに伴う当該筒状ピストン１３０の空気室１３０ａ内の空気の圧力変化、すなわち空気バネの作用により、ストライカ１４３は筒状ピストン１３０内を直線運動する。ストライカ１４３は、インパクトボルト１４５に衝突することで、その運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する。
【００２２】
一方、中間軸１２５とともに第１伝達ギア１３１が回転されると、第１伝達ギア１３１に噛み合い係合される第２伝達ギア１３３及びトルクリミッタ１５１を介してシリンダ１４１が鉛直面内にて回転され、更にシリンダ１４１とともにツールホルダ１３７及び当該ツールホルダ１３７にて保持されるハンマビット１１９が一体状に回転される。かくして、ハンマビット１１９が軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、被加工材（コンクリート）に穴開け作業を遂行する。
【００２３】
なお本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、上述したハンマビット１１９にハンマ動作と周方向のドリル動作とを行わせる、ハンマドリルモードでの作業態様のほか、ハンマビット１１９にドリル動作のみを行わせるドリルモードでの作業態様に切り換えることが可能とされているが、このモードの切換機構については、本発明に直接関係しないため、その説明については省略する。
【００２４】
次に動力伝達部１１７に組み込まれるトルクリミッタ１５１につき、図２〜図９を参照しつつ説明する。図２にはトルクリミッタ１５１の全体構成が示される。トルクリミッタ１５１は、シリンダ１４１の外側に同心状に配置されている。トルクリミッタ１５１は、軸方向において、互いに対向状に配置される駆動側フランジ１５３と被動側フランジ１５５、及び両フランジ１５３，１５５を互いに接近する方向に付勢する付勢バネ１５７（圧縮コイルスプリング）を主体として構成されている。駆動側フランジ１５３と被動側フランジ１５５は、本発明における「第１回転部材」と「第２回転部材」に対応する。駆動側フランジ１５３の外周には、第１伝達ギア１３１と噛み合い係合する第２伝達ギア１３３が形成されている。すなわち、本実施の形態に係る駆動側フランジ１５３は、外周に第２伝達ギア１３３を一体に備えたフランジ部材として構成されている。
【００２５】
駆動側フランジ１５３は、シリンダ１４１の外側に遊嵌状に嵌合され、当該シリンダ１４１に対し相対回転が可能で、かつ軸方向に相対移動可能とされている。一方、駆動側フランジ１５３の前方においてシリンダ１４１の外側に嵌合された被動側フランジ１５５は、フランジ内面に形成された径方向に凹む複数の球面状凹部１５５ａと、当該球面状凹部１５５ａに対応してシリンダ１４１の外面に形成された複数の球面状凹部１４１ａとの間に介在された複数のボール（鋼球）１５９によってシリンダ１４１と一体回転するように組み付けられている。なお、球面状凹部１５１ａ，１４１ａ及びボール１５９は、本実施の形態においては、周方向に等間隔（９０度間隔）で各４個設けられる（被動側フランジ１５５の球面状凹部１５１ａを示す図９参照）。
【００２６】
駆動側フランジ１５３と被動側フランジ１５５は、互いに対向する軸方向端面に形成された対応する凹部１６１と突部１７１が互いに係合することで駆動側フランジ１５３から被動側フランジ１５５へとトルクを伝達し、当該係合が解除する（凹部１６１から突部１７１が抜け出る）ことでトルク伝達を遮断する。本実施の形態では、駆動側フランジ１５３の軸方向端面に凹部１６１が設けられ、被動側フランジ１５５の軸方向端面に突部１７１が設けられている。付勢バネ１５７は、駆動側フランジ１５３の後方において、シリンダ１４１の外側に配置されるとともに、当該シリンダ１４１に固定状に止着されたバネ受リング１５８と駆動側フランジ１５３との間に介在され、当該駆動側フランジ１５３を被動側フランジ１５５に近接する方向、すなわち凹部１６１と突部１７１が係合する方向に押圧付勢している。
【００２７】
図３〜図６に駆動側フランジ１５３の構成が示され、図７〜図１１に被動側フランジ１５５の構成が示される。本実施の形態は、凹部１６１と突部１７１の形状に関する。凹部１６１は、図３及び図４に示すように、駆動側フランジ１５３の被動側フランジ１５５との対向面である軸方向端面１６３（以下、フランジ端面という）に、周方向に等角度間隔α（１２０度間隔）で３個形成されている。同様に、突部１７１は、図７及び図８に示すように、被動側フランジ１５５の駆動側フランジ１５３との対向面である軸方向端面１７３（以下、フランジ端面という）に、周方向に等間隔α（１２０度間隔）で３個形成されている。
【００２８】
各凹部１６１は、図５及び図６に示すように、駆動側フランジ１５３のフランジ端面１６３から回転軸方向に所定深さで凹むとともに、底部にいくほど周方向の幅が細くなっている。すなわち、フランジ周方向と交差する２つの側面１６５ａ、１６５ｂが、底部にいくほど互いに近づく（狭まる）傾斜面として設定されている。なお、凹部１６１は、図４に示すように、内径方向端部がフランジ内面に開放され、外径方向端部がフランジ外面に対し塞がれている。また凹部１６１の底面１６７は、図６に示すように、フランジ端面１６３と平行な平面として設定されている。
【００２９】
各突部１７１は、図１０及び図１１に示すように、フランジ端面１７３から被動側フランジ１５５の回転軸方向に所定高さで突出するとともに、突出方向の頂部にいくほど周方向の幅が細くなっている。すなわち、フランジ周方向と交差する２つの側面１７５ａ、１７５ｂは、頂部にいくほど互いに近づく（狭まる）傾斜面として設定されている。なお、本実施の形態においては、突部１７１の頂面１７７は、図１１に示すように、フランジ端面１７３に対し平行な平面として設定されている。従って、各突部１７１は、断面が台形状（本実施の形態では、底辺でない左右の２辺１７５ａ，１７５ｂの長さが等しい等脚台形）に形成されている。
【００３０】
駆動側フランジ１５３から被動側フランジ１５５へのトルク伝達は、図１２に示すように、例えば駆動側フランジ１５３が矢印方向（右側）に回転するとすれば、凹部１６１の一方（左側）の側面１６５ａが突部１７１の一方（左側）の側面１７５ａに対して係合する。以下の説明では、説明の便宜上、側面１６５ａ，１６５ｂ，１７５ａ，１７５ｂをそれぞれ係合面という。凹部１６１の一方の係合面１６５ａが本発明における「凹部側係合面」に対応し、突部１７１の一方の係合面１７５ａが本発明における「突部側係合面」に対応する。
【００３１】
また、凹部１６１は、図４に示すように、径方向の延在方向につき、径方向先端側（フランジ外面側）が細くなる（縮小する）ように形成されている。すなわち、凹部１６１の２つの係合面１６５ａ，１６５ｂは、駆動側フランジ１５３の法線Ｐに対し、当該駆動側フランジ１５３の回転中心から径方向先端（フランジ外面側）にいくほど互いに近づく（対向間隔が狭まる）方向に所定の角度βだけ傾斜させて形成されている。
【００３２】
同様に、突部１７１は、図８に示すように、径方向の延在方向につき、径方向先端側（フランジ外面側）が細くなる（縮小する）ように形成されている。すなわち、突部１７１の２つの係合面１７５ａ，１７５ｂは、被動側フランジ１５５の法線Ｐに対し、当該被動側フランジ１５３の回転中心から径方向の先端（フランジ外面側）にいくほど互いに近づく（対向間隔が狭まる）方向に所定の角度βだけ傾斜させて形成されている。このため、トルク伝達時において、互いに係合する凹部１６１の一方の係合面１６５ａと、突部１７１の一方の係合面１７５ａは、それぞれ先端（フランジ外面側）にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜された傾斜面とされる。なお、上記の角度βにつき、本実施の形態では３０度に設定している。
【００３３】
また、凹部１６１の２つの係合面１６５ａ，１６５ｂは、駆動側フランジ１５３のフランジ端面１６３に近接する側の稜線１６１ａまたは離間した側の稜線１６１ｂを基準とするリード面として形成されている。同様に、突部１７１の２つの係合面１７５ａ，１７５ｂは、被動側フランジ１５５のフランジ端面１７３に近接する側の稜線１７１ａまたは離間した側の稜線１７１ｂを基準とするリード面として形成されている。
【００３４】
本実施の形態に係るハンマドリル１０１のトルクリミッタ１５１は、上記のように構成されている。従って、ハンマビット１１９による穴開け作業中において、動力伝達部１１７に付勢バネ１５７のバネ力で規定される設定値を超える過大なトルクが作用した場合、凹部１６１と突部１７１の互いに係合する係合面１６５ａ，１７５ａに作用する軸方向成分の力により駆動側フランジ１５３が付勢バネ１５７のバネ力に抗して被動側フランジ１５５から離間する後方へと移動する。この移動により突部１７１が凹部１６１から抜け出し、当該突部１７１の頂面１７７が駆動側フランジ１５３のフランジ端面１６３に乗り上がる。これによりトルク伝達を遮断して、動力伝達部１１７及び駆動モータ１１１を過負荷から保護することができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、凹部１６１の係合面１６５ａ，１６５ｂと突部１７１の係合面１７５ａ，１７５ｂとを、被動側フランジ１５５及び駆動側フランジ１５３の法線Ｐに対して所定の角度βだけ傾斜させた傾斜面としている。このように構成したことにより、突部と凹部の係合面につき、法線Ｐ上を直線状に延在する傾斜面で形成している従来のものに比して、凹部１６１の係合面１６５ａと突部１７１の係合面１７５ａ相互の接触面積を増大することが可能となる。本実施の形態においては、上記の傾斜角度βを３０度に設定したことにより、約１５％増大することができた。その結果、トルク伝達面としての係合面の単位面圧を軽減し、耐摩耗性を向上できる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、凹部１６１及び突部１７１につき、周方向の幅が径方向の先端（フランジ外面側）にいくほど細くなるように形成している。このため、駆動側フランジ１５３及び被動側フランジ１５５を、型を用いて成形する場合の型抜きが容易となり、製作性が向上する。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、凹部１６１及び突部１７１の係合面１６５ａ，１６５ｂ，１７５ａ，１７５ｂを、フランジ端面１６３，１７３に近接する側の稜線１６１ａ，１７１ａまたは離間した側の稜線１６１ｂ，１７１ｂを基準とするリード面として形成している。このため、凹部側の係合面１６５ａ，１６５ｂと突部側の係合面１７５ａ，１７５ｂが係合状態から係合を解除するまでの間、係合面同士の面接触状態を常時に維持することができる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、第２伝達ギア１３３が一体に備えられた駆動側フランジ１５３に凹部１６１を設ける構成のため、当該駆動側フランジ１５３に突部１７１を設ける構成と比べて、ギア部を製作する際に突部が邪魔にならず、作り易い。
【００３９】
なお、本実施の形態では、駆動側フランジ１５３に凹部１６１を設け、被動側フランジ１５５に突部１７１を設けたが、駆動側フランジ１５３に突部１７１を設け、被動側フランジ１５５に凹部１６１を設けてもよい。また本実施の形態では、凹部１６１及び突部１７１の形状につき、径方向先端にいくほど細くなる（縮小する）設定としたが、径方向先端にいくほど拡張するように設定してもよい。また、係合面の法線Ｐに対する傾斜角度βについては、３０度に設定したが、これに限られない。また、凹部１６１及び突部１７１につき、回転中心から凹部１６１及び突部１７１の中心を通って延在する直線（法線）に関して線対称に形成したが、線対称である必要はない。
【００４０】
また本実施の形態は、電動工具の一例として、ハンマドリル１０１を例にとって説明したが、これに限らず、先端工具が回転運動することによって所定の加工作業を行う電動工具であれば、適用可能である。
【００４１】
なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することができる。
（態様１）
「同軸上に対向して配置された第１回転部材と第２回転部材との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置を有する電動工具であって、
前記トルク伝達装置は、
前記第１回転部材と第２回転部材の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、前記突部を受容する凹部と、前記突部のトルク伝達方向側面に形成された突部側係合面と、前記凹部のトルク伝達方向側面に形成された凹部側係合面と、を有し、
前記第１回転部材と第２回転部材との互いに接近する方向への相対移動により前記突部側と凹部側の係合面が互いに係合されることでトルクの伝達を行い、前記第１回転部材と第２回転部材の互いに離間する方向への相対移動により前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされ、
前記突部側と凹部側の係合面は、前記第１及び第２の回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させて形成されており、これにより前記係合面相互の接触面積の増大領域が設定され、前記係合面の単位面圧の低減領域が設定され、前記係合面の耐摩耗性が高められていることを特徴とする電動工具。」
【符号の説明】
【００４２】
１０１ ハンマドリル（電動工具）
１０３ 本体部
１０５ モータハウジング
１０７ ギアハウジング
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ トリガ
１１１ 駆動モータ
１１２ モータ出力軸
１１３ 運動変換機構
１１５ 打撃要素
１１７ 動力伝達部
１１９ ハンマビット
１２１ 駆動ギア
１２３ 被動ギア
１２４ 筒状体
１２５ 中間軸
１２６ 軸受
１２７ 回転体
１２８ 揺動ロッド
１２９ 揺動リング
１３０ 筒状ピストン
１３０ａ 空気室
１３１ 第１伝達ギア
１３３ 第２伝達ギア
１３７ ツールホルダ
１４１ シリンダ
１４１ａ 球面状凹部
１４３ ストライカ
１４５ インパクトボルト
１５１ トルクリミッタ
１５３ 駆動側フランジ（第１回転部材）
１５５ 被動側フランジ（第２回転部材）
１５５ａ 球面状凹部
１５７ 付勢バネ
１５８ バネ受リング
１５９ ボール
１６１ 凹部
１６１ａ，１６１ｂ 稜線
１６３ フランジ端面
１６５ａ，１６５ｂ 側面（係合面）
１６７ 底面
１７１ 突部
１７１ａ，１７１ｂ 稜線
１７３ フランジ端面
１７５ａ，１７５ｂ 側面（係合面）
１７７ 頂面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸と出力軸との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置、特に突部と凹部の噛み合い係合によりトルク伝達を行なう機械式のトルク伝達装置を有する電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクの伝達中において、何らかの原因によって生じた過大トルクから機械を保護するトルクリミッタ（過負荷保護装置）として備えられるトルク伝達装置、特に突部と凹部の噛み合い係合によってトルク伝達を行なう機械式のトルク伝達装置は、例えば特開昭５１−１１１５５０号公報（特許文献１）に記載されている。
上記公報に記載のトルク伝達装置は、同一軸線上に配置される駆動側クラッチ円板と被動側クラッチ円板の一方のクラッチ面（係合面）に設けた突部と、他方のクラッチ面に設けた凹部が互いに噛み合い係合することでトルクを伝達し、噛み合い係合を解除することでトルク伝達を遮断する構成である。そして、突部と凹部にトルク伝達面として形成される突部側係合面及び凹部側係合面は、回転軸方向においては所定の角度で傾斜するとともに、径方向においてはクラッチ円板の法線上を直線状に延びている。
【０００３】
トルクリミッタの突部と凹部は、最大伝達力を規定するバネ力で互いに噛み合い係合しており、過大トルクが生じたときには、突部側係合面と凹部側係合面（回転軸方向の傾斜面）間に作用する軸方向の力で突部と凹部がバネ力に抗して軸方向に相対的にすべり動作し、噛み合い係合を解除する構成である。特に、トルクリミッタとして用いられる場合、係合面の噛み合い係合の解除動作が大きな負荷を受けつつ行われるため、摩耗し易いものであり、この点でなお改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−１１１５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑み、トルク伝達装置を有する電動工具において、耐久性の向上に資する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明に係る電動工具の好ましい形態は、同軸上に対向して配置される第１回転部材と第２回転部材との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置を有する。トルク伝達装置は、第１回転部材と第２回転部材の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、突部を受容する凹部と、突部のトルク伝達方向側面に形成された突部側係合面と、凹部のトルク伝達方向側面に形成された凹部側係合面と、を有し、第１回転部材と第２回転部材との互いに接近する方向への相対移動により突部側と凹部側の係合面が互いに係合されることでトルクの伝達を行い、第１回転部材と第２回転部材との互いに離間する方向への相対移動により前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされる。そして突部側と凹部側の係合面は、第１および第２の回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させて形成されている。なお、本発明における「係合面を傾斜させる」態様としては、突部が回転部材の回転軸側から外径側へと延びている構成において、係合面が、突部の延在方向の外径側、すなわち先端にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜する態様、及びそれとは逆に先端にいくほどトルク伝達方向後方に向かうように傾斜する態様の、いずれも好適に包含する。
【０００７】
本発明の好ましい形態によれば、突部側と凹部側の係合面が互いに係合することでトルク伝達を行い、前記係合が解除されることでトルク伝達を遮断する機械式のトルク伝達装置において、突部側と凹部側の係合面を、回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させた構成としている。換言すれば、突部の内径側端部と外径側端部とを結ぶ稜線（直線）を回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させた構成としている。このように構成したことにより、当該係合面が法線上を直線状に延在している従来に比して、突部側と凹部側の係合面相互の接触面積を増大することができる。このため、係合面の単位面圧を軽減し、耐久性を向上できる。
【０００８】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、凹部側をトルク伝達側とした場合、突部側と凹部側の係合面は、先端にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜されている。ここで「先端」とは、外径側をいう。本発明によれば、回転部材の軸方向視において、突部及び凹部が、径方向の延在方向において先端側（外径側）にいくほど細くなる形状に形成されるため、型を用いて成形する場合の型抜きが容易となり、製作し易い。
【０００９】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、突部側の係合面は、回転部材に近接する側（基部側）の稜線または離間した側（頂面側）の稜線を基準とするリード面として形成されている。本発明によれば、突部側係合面と凹部側係合面が係合状態から係合を解除するまでの間、係合面同士の面接触状態を常時に維持することができる。
【００１０】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、トルク伝達装置は、第２回転部材に規定値を超えるトルクが作用したときに、第１回転部材から第２回転部材へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタとして備えられている。トルクリミッタは、加工作業中に生ずる過大トルクから電動工具を保護する過負荷保護装置として備えられ、係合面の係合の解除動作は、大きな負荷を受けつつ行われる。従って、本発明によれば、このような過酷な状態で使用されるトルクリミッタに適用することによって、より有効性を向上できる。
【００１１】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、凹部を有する回転部材がトルクを伝達する駆動側部材として設定され、突部を有する回転部材がトルクを受ける被動側部材として設定されている。そして駆動側部材は外周にギアを一体に有する。本発明によれば、外周にギアを一体に備えた回転部材を駆動側部材として設定し、これに凹部を設ける構成のため、当該駆動側部材に突部を設ける構成と比べて、ギア部を製作する際に突部が邪魔にならず、作り易い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トルク伝達装置を有する電動工具において、トルク伝達装置の耐久性の向上に資する技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す側断面図である。
【図２】ハンマドリルの要部拡大図である。
【図３】トルクリミッタの駆動側フランジを示す斜視図である。
【図４】トルクリミッタの駆動側フランジを示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】トルクリミッタの被動側フランジを示す斜視図である。
【図８】トルクリミッタの被動側フランジを示す平面図である。
【図９】トルクリミッタの被動側フランジを示す底面図である。
【図１０】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】駆動側フランジと被動側フランジ間のトルク伝達状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき、図１〜図１２を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。本実施形態のハンマドリル１０１は、図１に示すように、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３、当該本体部１０３のうちハンマドリル１０１の長軸方向に関する一端部（図１中左側）にツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられた長尺状のハンマビット１１９と、本体部１０３の長軸方向の他端部（ハンマビット１１９の反対側）に連接された作業者が握るハンドグリップ１０９とを主体として構成される。本体部１０３は工具本体を構成する部材として備えられる。工具ビットとしてのハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７に対し、その長軸方向（本体部１０３の長軸方向）への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される部材として構成される。
【００１５】
本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、運動変換部１１３、動力伝達部１１７及び打撃要素１１５を収容したギアハウジング１０７とを主体として構成される。駆動モータ１１１は、ハンドグリップ１０９に配置された操作部材としてのトリガ１０９ａを作業者が引き操作することによって通電駆動される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前あるいは工具前端側といい、ハンドグリップ１０９側を後あるいは工具後端側という。
【００１６】
図２に運動変換部１１３、打撃要素１１５及び動力伝達部１１７が拡大断面図として示される。駆動モータ１１１の回転出力は、運動変換機構１１３によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１１５に伝達され、当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。また駆動モータ１１１の回転出力は、動力伝達部１１７によって適宜減速された上でハンマビット１１９に回転力として伝達され、当該ハンマビット１１９が周方向に回転動作される。
【００１７】
運動変換機構１１３は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在する駆動モータ１１１のモータ出力軸１１２に設けられて鉛直面内にて回転駆動される駆動ギア１２１、当該駆動ギア１２１に噛み合い係合する被動ギア１２３、当該被動ギア１２３と中間軸１２５を介して一体回転する回転体１２７、回転体１２７の回転によってハンマビット１１９の軸方向に揺動される揺動リング１２９、揺動リング１２９の揺動によってシリンダ１４１内を直線状に往復移動する有底筒状の筒状ピストン１３０を主体として構成される。
【００１８】
中間軸１２５はハンマビット１１９の軸方向に平行（水平）に配置され、当該中間軸１２５に取り付けられた回転体１２７の外周面が中間軸１２５の軸線に対し所定の傾斜角度で傾斜状に形成されている。揺動リング１２９は、回転体１２７の傾斜外周面に軸受１２６を介して相対回転可能に取り付けられ、当該回転体１２７の回転動作に伴ってハンマビット１１９の長軸方向に揺動される揺動部材として構成される。揺動リング１２９は、ハンマビット１１９の長軸方向と交差する方向の上方（放射方向）に一体に突設された揺動ロッド１２８を有し、当該揺動ロッド１２８が駆動子としての筒状ピストン１３０と筒状体１２４を介して相対回動自在に連結されている。上記の回転体１２７、揺動リング１２９、筒状ピストン１３０によって揺動機構が構成されている。
【００１９】
動力伝達部１１７は、中間軸１２５の長軸方向他端部（前端部）に形成された第１伝達ギア１３１、当該第１伝達ギア１３１に噛み合い係合してハンマビット１１９の長軸線周りを回転される第２伝達ギア１３３、当該第２伝達ギア１３３とトルクリミッタ１５１を介して接続されるシリンダ１４１、及び当該シリンダ１４１と共にハンマビット１１９の長軸線周りを回転されるツールホルダ１３７を主体として構成される。シリンダ１４１及びツールホルダ１３７は互いに同心状に配置されるとともに、動力伝達部１１７の最終軸を構成する。トルクリミッタ１５１は、動力伝達部１１７の最終軸に作用するトルク値が予め設定された設定値を越えたときにトルク伝達を遮断する過負荷保護装置として備えられ、本発明における「トルク伝達装置」に対応する。トルクリミッタ１５１については後述する。
【００２０】
打撃要素１１５は、筒状ピストン１３０のボア内壁に摺動自在に配置されたストライカ１４３と、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ１４３の運動エネルギをハンマビット１１９に伝達するインパクトボルト１４５とを主体として構成されている。
【００２１】
上記のように構成されるハンマドリル１０１は、使用者によるトリガ１０９ａの引き操作によって駆動モータ１１１が通電駆動され、中間軸１２５が回転駆動されると、揺動機構を主体に構成される運動変換機構１１３を介して筒状ピストン１３０がシリンダ１４１内を直線状に摺動動作され、それに伴う当該筒状ピストン１３０の空気室１３０ａ内の空気の圧力変化、すなわち空気バネの作用により、ストライカ１４３は筒状ピストン１３０内を直線運動する。ストライカ１４３は、インパクトボルト１４５に衝突することで、その運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する。
【００２２】
一方、中間軸１２５とともに第１伝達ギア１３１が回転されると、第１伝達ギア１３１に噛み合い係合される第２伝達ギア１３３及びトルクリミッタ１５１を介してシリンダ１４１が鉛直面内にて回転され、更にシリンダ１４１とともにツールホルダ１３７及び当該ツールホルダ１３７にて保持されるハンマビット１１９が一体状に回転される。かくして、ハンマビット１１９が軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、被加工材（コンクリート）に穴開け作業を遂行する。
【００２３】
なお本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、上述したハンマビット１１９にハンマ動作と周方向のドリル動作とを行わせる、ハンマドリルモードでの作業態様のほか、ハンマビット１１９にドリル動作のみを行わせるドリルモードでの作業態様に切り換えることが可能とされているが、このモードの切換機構については、本発明に直接関係しないため、その説明については省略する。
【００２４】
次に動力伝達部１１７に組み込まれるトルクリミッタ１５１につき、図２〜図９を参照しつつ説明する。図２にはトルクリミッタ１５１の全体構成が示される。トルクリミッタ１５１は、シリンダ１４１の外側に同心状に配置されている。トルクリミッタ１５１は、軸方向において、互いに対向状に配置される駆動側フランジ１５３と被動側フランジ１５５、及び両フランジ１５３，１５５を互いに接近する方向に付勢する付勢バネ１５７（圧縮コイルスプリング）を主体として構成されている。駆動側フランジ１５３と被動側フランジ１５５は、本発明における「第１回転部材」と「第２回転部材」に対応する。駆動側フランジ１５３の外周には、第１伝達ギア１３１と噛み合い係合する第２伝達ギア１３３が形成されている。すなわち、本実施の形態に係る駆動側フランジ１５３は、外周に第２伝達ギア１３３を一体に備えたフランジ部材として構成されている。
【００２５】
駆動側フランジ１５３は、シリンダ１４１の外側に遊嵌状に嵌合され、当該シリンダ１４１に対し相対回転が可能で、かつ軸方向に相対移動可能とされている。一方、駆動側フランジ１５３の前方においてシリンダ１４１の外側に嵌合された被動側フランジ１５５は、フランジ内面に形成された径方向に凹む複数の球面状凹部１５５ａと、当該球面状凹部１５５ａに対応してシリンダ１４１の外面に形成された複数の球面状凹部１４１ａとの間に介在された複数のボール（鋼球）１５９によってシリンダ１４１と一体回転するように組み付けられている。なお、球面状凹部１５１ａ，１４１ａ及びボール１５９は、本実施の形態においては、周方向に等間隔（９０度間隔）で各４個設けられる（被動側フランジ１５５の球面状凹部１５１ａを示す図９参照）。
【００２６】
駆動側フランジ１５３と被動側フランジ１５５は、互いに対向する軸方向端面に形成された対応する凹部１６１と突部１７１が互いに係合することで駆動側フランジ１５３から被動側フランジ１５５へとトルクを伝達し、当該係合が解除する（凹部１６１から突部１７１が抜け出る）ことでトルク伝達を遮断する。本実施の形態では、駆動側フランジ１５３の軸方向端面に凹部１６１が設けられ、被動側フランジ１５５の軸方向端面に突部１７１が設けられている。付勢バネ１５７は、駆動側フランジ１５３の後方において、シリンダ１４１の外側に配置されるとともに、当該シリンダ１４１に固定状に止着されたバネ受リング１５８と駆動側フランジ１５３との間に介在され、当該駆動側フランジ１５３を被動側フランジ１５５に近接する方向、すなわち凹部１６１と突部１７１が係合する方向に押圧付勢している。
【００２７】
図３〜図６に駆動側フランジ１５３の構成が示され、図７〜図１１に被動側フランジ１５５の構成が示される。本実施の形態は、凹部１６１と突部１７１の形状に関する。凹部１６１は、図３及び図４に示すように、駆動側フランジ１５３の被動側フランジ１５５との対向面である軸方向端面１６３（以下、フランジ端面という）に、周方向に等角度間隔α（１２０度間隔）で３個形成されている。同様に、突部１７１は、図７及び図８に示すように、被動側フランジ１５５の駆動側フランジ１５３との対向面である軸方向端面１７３（以下、フランジ端面という）に、周方向に等間隔α（１２０度間隔）で３個形成されている。
【００２８】
各凹部１６１は、図５及び図６に示すように、駆動側フランジ１５３のフランジ端面１６３から回転軸方向に所定深さで凹むとともに、底部にいくほど周方向の幅が細くなっている。すなわち、フランジ周方向と交差する２つの側面１６５ａ、１６５ｂが、底部にいくほど互いに近づく（狭まる）傾斜面として設定されている。なお、凹部１６１は、図４に示すように、内径方向端部がフランジ内面に開放され、外径方向端部がフランジ外面に対し塞がれている。また凹部１６１の底面１６７は、図６に示すように、フランジ端面１６３と平行な平面として設定されている。
【００２９】
各突部１７１は、図１０及び図１１に示すように、フランジ端面１７３から被動側フランジ１５５の回転軸方向に所定高さで突出するとともに、突出方向の頂部にいくほど周方向の幅が細くなっている。すなわち、フランジ周方向と交差する２つの側面１７５ａ、１７５ｂは、頂部にいくほど互いに近づく（狭まる）傾斜面として設定されている。なお、本実施の形態においては、突部１７１の頂面１７７は、図１１に示すように、フランジ端面１７３に対し平行な平面として設定されている。従って、各突部１７１は、断面が台形状（本実施の形態では、底辺でない左右の２辺１７５ａ，１７５ｂの長さが等しい等脚台形）に形成されている。
【００３０】
駆動側フランジ１５３から被動側フランジ１５５へのトルク伝達は、図１２に示すように、例えば駆動側フランジ１５３が矢印方向（右側）に回転するとすれば、凹部１６１の一方（左側）の側面１６５ａが突部１７１の一方（左側）の側面１７５ａに対して係合する。以下の説明では、説明の便宜上、側面１６５ａ，１６５ｂ，１７５ａ，１７５ｂをそれぞれ係合面という。凹部１６１の一方の係合面１６５ａが本発明における「凹部側係合面」に対応し、突部１７１の一方の係合面１７５ａが本発明における「突部側係合面」に対応する。
【００３１】
また、凹部１６１は、図４に示すように、径方向の延在方向につき、径方向先端側（フランジ外面側）が細くなる（縮小する）ように形成されている。すなわち、凹部１６１の２つの係合面１６５ａ，１６５ｂは、駆動側フランジ１５３の法線Ｐに対し、当該駆動側フランジ１５３の回転中心から径方向先端（フランジ外面側）にいくほど互いに近づく（対向間隔が狭まる）方向に所定の角度βだけ傾斜させて形成されている。
【００３２】
同様に、突部１７１は、図８に示すように、径方向の延在方向につき、径方向先端側（フランジ外面側）が細くなる（縮小する）ように形成されている。すなわち、突部１７１の２つの係合面１７５ａ，１７５ｂは、被動側フランジ１５５の法線Ｐに対し、当該被動側フランジ１５３の回転中心から径方向の先端（フランジ外面側）にいくほど互いに近づく（対向間隔が狭まる）方向に所定の角度βだけ傾斜させて形成されている。このため、トルク伝達時において、互いに係合する凹部１６１の一方の係合面１６５ａと、突部１７１の一方の係合面１７５ａは、それぞれ先端（フランジ外面側）にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜された傾斜面とされる。なお、上記の角度βにつき、本実施の形態では３０度に設定している。
【００３３】
また、凹部１６１の２つの係合面１６５ａ，１６５ｂは、駆動側フランジ１５３のフランジ端面１６３に近接する側の稜線１６１ａまたは離間した側の稜線１６１ｂを基準とするリード面として形成されている。同様に、突部１７１の２つの係合面１７５ａ，１７５ｂは、被動側フランジ１５５のフランジ端面１７３に近接する側の稜線１７１ａまたは離間した側の稜線１７１ｂを基準とするリード面として形成されている。
【００３４】
本実施の形態に係るハンマドリル１０１のトルクリミッタ１５１は、上記のように構成されている。従って、ハンマビット１１９による穴開け作業中において、動力伝達部１１７に付勢バネ１５７のバネ力で規定される設定値を超える過大なトルクが作用した場合、凹部１６１と突部１７１の互いに係合する係合面１６５ａ，１７５ａに作用する軸方向成分の力により駆動側フランジ１５３が付勢バネ１５７のバネ力に抗して被動側フランジ１５５から離間する後方へと移動する。この移動により突部１７１が凹部１６１から抜け出し、当該突部１７１の頂面１７７が駆動側フランジ１５３のフランジ端面１６３に乗り上がる。これによりトルク伝達を遮断して、動力伝達部１１７及び駆動モータ１１１を過負荷から保護することができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、凹部１６１の係合面１６５ａ，１６５ｂと突部１７１の係合面１７５ａ，１７５ｂとを、被動側フランジ１５５及び駆動側フランジ１５３の法線Ｐに対して所定の角度βだけ傾斜させた傾斜面としている。このように構成したことにより、突部と凹部の係合面につき、法線Ｐ上を直線状に延在する傾斜面で形成している従来のものに比して、凹部１６１の係合面１６５ａと突部１７１の係合面１７５ａ相互の接触面積を増大することが可能となる。本実施の形態においては、上記の傾斜角度βを３０度に設定したことにより、約１５％増大することができた。その結果、トルク伝達面としての係合面の単位面圧を軽減し、耐摩耗性を向上できる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、凹部１６１及び突部１７１につき、周方向の幅が径方向の先端（フランジ外面側）にいくほど細くなるように形成している。このため、駆動側フランジ１５３及び被動側フランジ１５５を、型を用いて成形する場合の型抜きが容易となり、製作性が向上する。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、凹部１６１及び突部１７１の係合面１６５ａ，１６５ｂ，１７５ａ，１７５ｂを、フランジ端面１６３，１７３に近接する側の稜線１６１ａ，１７１ａまたは離間した側の稜線１６１ｂ，１７１ｂを基準とするリード面として形成している。このため、凹部側の係合面１６５ａ，１６５ｂと突部側の係合面１７５ａ，１７５ｂが係合状態から係合を解除するまでの間、係合面同士の面接触状態を常時に維持することができる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、第２伝達ギア１３３が一体に備えられた駆動側フランジ１５３に凹部１６１を設ける構成のため、当該駆動側フランジ１５３に突部１７１を設ける構成と比べて、ギア部を製作する際に突部が邪魔にならず、作り易い。
【００３９】
なお、本実施の形態では、駆動側フランジ１５３に凹部１６１を設け、被動側フランジ１５５に突部１７１を設けたが、駆動側フランジ１５３に突部１７１を設け、被動側フランジ１５５に凹部１６１を設けてもよい。また本実施の形態では、凹部１６１及び突部１７１の形状につき、径方向先端にいくほど細くなる（縮小する）設定としたが、径方向先端にいくほど拡張するように設定してもよい。また、係合面の法線Ｐに対する傾斜角度βについては、３０度に設定したが、これに限られない。また、凹部１６１及び突部１７１につき、回転中心から凹部１６１及び突部１７１の中心を通って延在する直線（法線）に関して線対称に形成したが、線対称である必要はない。
【００４０】
また本実施の形態は、電動工具の一例として、ハンマドリル１０１を例にとって説明したが、これに限らず、先端工具が回転運動することによって所定の加工作業を行う電動工具であれば、適用可能である。
【００４１】
なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することができる。
（態様１）
「同軸上に対向して配置された第１回転部材と第２回転部材との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置を有する電動工具であって、
前記トルク伝達装置は、
前記第１回転部材と第２回転部材の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、前記突部を受容する凹部と、前記突部のトルク伝達方向側面に形成された突部側係合面と、前記凹部のトルク伝達方向側面に形成された凹部側係合面と、を有し、
前記第１回転部材と第２回転部材との互いに接近する方向への相対移動により前記突部側と凹部側の係合面が互いに係合されることでトルクの伝達を行い、前記第１回転部材と第２回転部材の互いに離間する方向への相対移動により前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされ、
前記突部側と凹部側の係合面は、前記第１及び第２の回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させて形成されており、これにより前記係合面相互の接触面積の増大領域が設定され、前記係合面の単位面圧の低減領域が設定され、前記係合面の耐摩耗性が高められていることを特徴とする電動工具。」
【符号の説明】
【００４２】
１０１ ハンマドリル（電動工具）
１０３ 本体部
１０５ モータハウジング
１０７ ギアハウジング
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ トリガ
１１１ 駆動モータ
１１２ モータ出力軸
１１３ 運動変換機構
１１５ 打撃要素
１１７ 動力伝達部
１１９ ハンマビット
１２１ 駆動ギア
１２３ 被動ギア
１２４ 筒状体
１２５ 中間軸
１２６ 軸受
１２７ 回転体
１２８ 揺動ロッド
１２９ 揺動リング
１３０ 筒状ピストン
１３０ａ 空気室
１３１ 第１伝達ギア
１３３ 第２伝達ギア
１３７ ツールホルダ
１４１ シリンダ
１４１ａ 球面状凹部
１４３ ストライカ
１４５ インパクトボルト
１５１ トルクリミッタ
１５３ 駆動側フランジ（第１回転部材）
１５５ 被動側フランジ（第２回転部材）
１５５ａ 球面状凹部
１５７ 付勢バネ
１５８ バネ受リング
１５９ ボール
１６１ 凹部
１６１ａ，１６１ｂ 稜線
１６３ フランジ端面
１６５ａ，１６５ｂ 側面（係合面）
１６７ 底面
１７１ 突部
１７１ａ，１７１ｂ 稜線
１７３ フランジ端面
１７５ａ，１７５ｂ 側面（係合面）
１７７ 頂面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に対向して配置された第１回転部材と第２回転部材との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置を有する電動工具であって、
前記トルク伝達装置は、
前記第１回転部材と第２回転部材の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、前記突部を受容する凹部と、前記突部のトルク伝達方向側面に形成された突部側係合面と、前記凹部のトルク伝達方向側面に形成された凹部側係合面と、を有し、
前記第１回転部材と第２回転部材との互いに接近する方向への相対移動により前記突部側と凹部側の係合面が互いに係合されることでトルクの伝達を行い、前記第１回転部材と第２回転部材の互いに離間する方向への相対移動により前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされ、
前記突部側と凹部側の係合面は、前記第１及び第２の回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させて形成したことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
請求項１に記載の電動工具であって、
前記凹部側を駆動側とした場合、前記突部側と凹部側の係合面は、先端にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜されていることを特徴とする電動工具。
【請求項３】
前記突部側の係合面は、前記回転部材に近接する側の稜線または離間した側の稜線を基準とするリード面として形成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電動工具であって、
前記トルク伝達装置は、前記第２回転部材に規定値を超えるトルクが作用したときに前記第１回転部材から第２回転部材へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタとして備えられていることを特徴とする電動工具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の電動工具であって、
前記凹部を有する回転部材がトルクを伝達する駆動側部材として設定され、前記突部を有する回転部材がトルクを受ける被動側部材として設定され、前記駆動側部材は外周にギアを一体に有することを特徴とする電動工具。
【請求項１】
同軸上に対向して配置された第１回転部材と第２回転部材との間でトルクの伝達及び遮断を行うトルク伝達装置を有する電動工具であって、
前記トルク伝達装置は、
前記第１回転部材と第２回転部材の対向面の一方において回転軸方向に突出状に形成された突部と、他方において回転軸方向に凹状に形成され、前記突部を受容する凹部と、前記突部のトルク伝達方向側面に形成された突部側係合面と、前記凹部のトルク伝達方向側面に形成された凹部側係合面と、を有し、
前記第１回転部材と第２回転部材との互いに接近する方向への相対移動により前記突部側と凹部側の係合面が互いに係合されることでトルクの伝達を行い、前記第１回転部材と第２回転部材の互いに離間する方向への相対移動により前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断する構成とされ、
前記突部側と凹部側の係合面は、前記第１及び第２の回転部材の法線に対して所定の角度だけ傾斜させて形成したことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
請求項１に記載の電動工具であって、
前記凹部側を駆動側とした場合、前記突部側と凹部側の係合面は、先端にいくほどトルク伝達方向前方に向かうように傾斜されていることを特徴とする電動工具。
【請求項３】
前記突部側の係合面は、前記回転部材に近接する側の稜線または離間した側の稜線を基準とするリード面として形成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電動工具であって、
前記トルク伝達装置は、前記第２回転部材に規定値を超えるトルクが作用したときに前記第１回転部材から第２回転部材へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタとして備えられていることを特徴とする電動工具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の電動工具であって、
前記凹部を有する回転部材がトルクを伝達する駆動側部材として設定され、前記突部を有する回転部材がトルクを受ける被動側部材として設定され、前記駆動側部材は外周にギアを一体に有することを特徴とする電動工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２３０２０３（Ｐ２０１１−２３０２０３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００３６２（Ｐ２０１０−１００３６２）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
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