带振动机构的电动工具的制作方法

本发明涉及振动电动钻等的、能够选择对最终输出轴赋予轴向的振动的振动模式的带振动机构的电动工具。

背景技术：

作为带振动机构的电动工具，例如在专利文献1中公开了从马达经由齿轮组件朝最终输出轴亦即主轴进行扭矩传递，并且设置振动机构，能够选择对主轴赋予轴向的振动的振动模式的振动电动钻。该振动机构在设置于齿轮组件的前侧的齿轮箱内设置外装于主轴的2个凸轮，将第1凸轮与主轴固定为一体，将第2凸轮设置成与主轴分开旋转且能够沿轴向移动，并使该第2凸轮与收纳于在齿轮箱的前端设置的狭缝内的振动切换杆卡合，利用外装于齿轮箱的模式切换环(change ring)使该振动切换杆前后移动，由此在使第2凸轮与第1凸轮卡合的位置与不卡合的位置之间进行切换，从而能够进行振动模式的选择。

【专利文献1】日本特开2005－193361号公报

在上述振动电动钻中，仅是将防止模式切换环等脱离的平板状的止动板从前方螺钉紧固于齿轮箱的前端，因此，当使振动电动钻下落等时，来自外部的冲击直接传递至齿轮箱，存在齿轮箱从狭缝部分龟裂等而产生破损的顾虑。也考虑在齿轮箱的前端设置破损防止用的加强部件，不过这会导致部件个数增加而使成本上升，轴向的全长变长而阻碍紧凑化。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种无需使用破损防止用的其他部件，能够以简单且紧凑的结构有效地防止齿轮箱的破损的带振动机构的电动工具。

为了实现上述目的，技术方案1所记载的发明提供一种带振动机构的电动工具，其特征在于，

该带振动机构的电动工具构成为包括：壳体；马达，收纳在壳体内；减速机构，马达的旋转传递至该减速机构，该减速机构收纳于齿轮箱；最终输出轴，从减速机构朝该最终输出轴传递旋转，该最终输出轴经由轴承保持在设置于齿轮箱的前端的筒状部内且朝前方突出；振动机构，设置在筒状部内，能够对最终输出轴赋予轴向的振动；振动切换部件，收纳于朝筒状部的前端沿着轴向形成的狭缝，通过来自外部的操作在狭缝内前后移动，由此切换振动机构的工作的有无；以及止动部件，安装于筒状部的前端，堵塞狭缝，

在止动部件设置有张开防止部，该张开防止部与形成狭缝的筒状部的前端外周抵接，从而防止筒状部的前端的张开。

技术方案2所记载的发明，其特征在于，在技术方案1的结构中，张开防止部是从外侧与筒状部的前端嵌合的环状的突条。

技术方案3所记载的发明，其特征在于，在技术方案1或2的结构中，筒状部由后侧的大径部、以及相比该大径部为小径且在前端形成狭缝的前侧的小径部构成，在小径部外装有被形成为圆盘状的止动部件实施防脱的旋转操作部件，在旋转操作部件设置有伴随着旋转操作部件的旋转操作而与设置于止动部件的多个卡合凹部弹性地卡合的咔嗒感赋予用的板簧，板簧通过将沿着旋转操作部件的前面形成的爪部插入止动部件与旋转操作部件之间而以防脱的状态安装。

技术方案4所记载的发明，其特征在于，在技术方案3的结构中，卡合凹部设置于止动部件的外周。

技术方案5所记载的发明，其特征在于，在技术方案1至4的任一技术方案的结构中，止动部件在朝筒状部安装的安装状态下限制轴承朝前方的移动。

技术方案6所记载的发明，其特征在于，在技术方案3或4的结构中，旋转操作部件用于最终输出轴的扭矩调整。

根据技术方案1所记载的发明，通过在安装于筒状部的止动部件设置张开防止部，无需破损防止用的其他部件，能够以简单且紧凑的结构有效地防止齿轮箱的破损。

根据技术方案2所记载的发明，除了技术方案1的效果之外，通过将张开防止部设为从外侧与筒状部的前端嵌合的环状的突条，能够不改变止动部件相对于筒状部的安装位置地实现突条对筒状部的张开防止。因此，即便设置张开防止部也不会阻碍紧凑化。

根据技术方案3所记载的发明，除了技术方案1或2的效果之外，通过将与旋转操作部件的前面平行地形成的爪部插入止动部件与旋转操作部件之间而使旋转操作部件的咔嗒感赋予用的板簧以防脱的状态安装，由此即便设置板簧也不会阻碍紧凑化。

根据技术方案4所记载的发明，除了技术方案3的效果之外，由于将卡合凹部设置于止动部件的外周，因此能够在维持咔嗒音的产生功能的状态下缩短轴向的长度。

根据技术方案5所记载的发明，除了技术方案1至4的任一技术方案的效果之外，止动部件在朝筒状部安装的安装状态下限制轴承朝前方的移动，因此将止动部件形成为兼具轴承的定位用的合理的结构，轴承的组装变得容易，也不需要轴承的防脱部件。

根据技术方案6所记载的发明，除了技术方案3或4的效果之外，通过将旋转操作部件用于扭矩调整，能够当进行扭矩调整时产生咔嗒音，使用感变得良好。

附图说明

图1是振动电动钻的纵剖视图。

图2是主体部的放大图。

图3是主体部的主视图。

图4是齿轮组件中的第2齿轮箱部分的分解立体图。

图5是齿轮组件的立体图。

图6是齿轮组件的主视图。

图7是图6的A－A线剖视图。

图8是图7的B部放大图。

其中，附图标记说明如下：

1：振动电动钻；2：主体部；3：无刷马达；4：齿轮组件；5：主轴；27：旋转轴；36：第1齿轮箱；37：第2齿轮箱；38：大径部；39：小径部；40：减速机构；48；49：轴承；54：振动机构；55：第1凸轮；56：第2凸轮；64：狭缝；66：振动切换杆；69：保持器；71：嵌合孔；72：突条；76：中间环；77：限制突起；78：嵌合突起；82：模式切换环；86：切换环；92：平垫圈；104：螺旋弹簧；106：内凸缘；107：片簧；108：弹簧主体；109：山形部；110：爪部。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是作为带振动机构的电动工具的一例的振动电动钻的纵剖视图，图2是主体部的放大图。该振动电动钻1在沿着前后方向延伸的主体部2内的后方收纳无刷马达3，从无刷马达3经由组装于前方的齿轮组件4朝从齿轮组件4朝前方突出的作为最终输出轴的主轴5进行扭矩传递，在主轴5的前端设置有能够在头端把持钻头的钻头夹盘6。

在主体部2的下方朝下形成有手柄7，在手柄7内的上侧设置有使扳机9朝前方突出的开关8，在手柄7内的下端形成有装配作为电源的电池组11的电池装配部10。在电池装配部10内设置有与电池组11电连接的端子板12，并且在该端子板12的上方设置有控制器13。14是设置于开关8的上方的马达的正反转切换杆，15是设置于扳机9的上方且照射钻头夹盘6的前方的LED。

振动电动钻1的壳体由收纳无刷马达3的筒状的马达壳体16、形成手柄7且与马达壳体16一体的手柄壳体17、以及堵塞马达壳体16的后方的后侧罩18构成，马达壳体16与手柄壳体17通过利用螺钉19、19……组装一体形成的左右一对对开壳体而形成。如图3所示，齿轮组件4的后述的第2齿轮箱37通过4根螺钉20、20……从前方固定于马达壳体16的前端。

无刷马达3是具有筒状的定子21以及贯通定子21的转子22的内转子型，定子21具有定子铁心23、设置于定子铁心23的前后的前绝缘部件24以及后绝缘部件25、经由前绝缘部件24以及后绝缘部件25卷绕于在定子铁心23设置的齿的多个线圈26、26……。

转子22具有位于轴心的旋转轴27、配置于旋转轴27的周围的筒状的转子铁心28、以及插入到转子铁心28中的多个永久磁铁29、29……，在旋转轴27的前端安装有小齿轮30。在旋转轴27的后端安装有离心风扇31，该后端由保持于后侧罩18的轴承32支承。在后侧罩18的侧面形成有多个排气口33、33……，在其前方且在马达壳体16的侧面形成有未图示的进气口。34是安装于前绝缘部件24的前端的传感器电路基板，搭载对永久磁铁29的位置进行检测并输出旋转检测信号的3个旋转检测元件。在旋转轴27的转子铁心28的前后固定有用于取得平衡的平衡板35、35。

齿轮组件4具备：第1齿轮箱36；以及第2齿轮箱37，安装于该第1齿轮箱36的前方，也如图4所示，具有大径部38与作为筒状部的小径部39的二段筒形状。在第1齿轮箱36与大径部38的内部收纳有减速机构40，该减速机构40通过分三段配置多个行星齿轮41A～41C、支承行星齿轮41A～41C的行星架42A～42C、与行星齿轮41A～41C的外周啮合的内齿轮43A～43C而构成。在堵塞第1齿轮箱36的后端的盖44设置有轴支承旋转轴27的轴承45，在齿轮组件4的组装状态下，旋转轴27的小齿轮30朝第1齿轮箱36内突出而与第一段的行星齿轮41A啮合。

此处，第二段的内齿轮43B能够在与第二段的行星齿轮41B啮合而在第1齿轮箱36内被旋转限制的前进位置、和同第二段的行星齿轮41B与第一段的行星架42A同时啮合且可自由旋转的后退位置之间前后移动，并且经由与内齿轮43B的外周卡合且朝第1齿轮箱36的上方突出的联动部件46，与设置于马达壳体16的上表面的操作按钮47连结。因此，如果通过操作按钮47的滑动操作使内齿轮43B朝前进位置移动，则成为第二段的减速发挥功能的低速模式，如果使之朝后退位置移动，则成为第一段的行星架42A与第二段的行星齿轮41B以及行星架42B一体旋转而取消第二段的减速的高速模式。

主轴5的后端同与第三段的行星架42C形成为一体的锁定凸轮47花键结合，并且，在第2齿轮箱37的小径部39内由前后的轴承48、49保持为能够沿轴向前后移动且能够旋转。其中，主轴5常态下被在形成于靠其前方的凸缘50和与前侧的轴承48的前面抵接的垫圈51之间外装的螺旋弹簧52朝设置于轴承48的后方的夹箍53抵接于轴承48的前进位置施力。

此外，也如图4所示，在主轴5的轴承48、49间从前方分别同轴地外装环状的第1凸轮55、第2凸轮56而形成振动机构54。第1凸轮55在其后面具有由多个凸轮齿构成的第1凸轮面57，并且在轴承48的后方且在保持于小径部39内的间隔件58内与主轴5一体地固定。第2凸轮56在前面具有由多个凸轮齿构成的第2凸轮面59，在后面具有沿周方向等间隔地配置的多个爪60、60……，能够松动插入主轴5并旋转。另一方面，第2凸轮56的前后移动在间隔件58与由突出设置于小径部39的内周的止挡部61限制且保持多个钢珠63、63……的一对垫圈62、62之间被限制。

进而，在小径部39从前端呈点对称地形成有一对沿着轴向的狭缝64、64，在各狭缝64内收纳有螺旋弹簧65以及作为振动切换部件的振动切换杆66。各振动切换杆66能够在狭缝64内前后移动，不过被螺旋弹簧65朝前方施力。在各振动切换杆66的后端内面侧突出设置有内侧突起67，该内侧突起67朝小径部39的内周侧突出，能够在振动切换杆66的后述的前进位置处与第2凸轮56的爪60卡合。此外，在各振动切换杆66的前端外面侧突出设置有外侧突起68，该外侧突起68朝小径部39的外周侧突出。

作为止动部件的保持器69通过4根螺钉70、70从前方呈正交状固定于小径部39的前端。该保持器69在中央具有供后述的中间环76嵌合的嵌合孔71而形成为相比小径部39大径的圆盘状，在后面突出设置有作为张开防止部的环状的突条72。该突条72具有与形成于小径部39的前端外周的切口阶梯部73嵌合的内径形状，在小径部39的前端外嵌突条72的状态下，保持器69朝后方的移动被切口阶梯部73限制，并且，旋转也因突条72的嵌合而被限制。在保持器69的外周局部连续地形成有多个卡合凹部74、74……，在卡合凹部74的非形成部分形成有突起75。

76是在保持器69的内侧插入小径部39的前端的短筒状的中间环，在外面后部形成有插入小径部39的狭缝64、64的一对限制突起77、77、以及具有与限制突起77、77不同的相位且相比限制突起77前后较长的一对嵌合突起78、78，在各嵌合突起78的两侧分别形成有切口79、79。

该中间环76当将位于后侧的限制突起77、77对准狭缝64、64朝小径部39的前端插入时，在抵接于轴承48的位置处被限制后退。如果在该状态下组装保持器69，则如图5、6所示，中间环76与嵌合孔71嵌合并朝前方突出，抵接于限制突起77、77。因此，轴承48经由中间环76被保持器69朝后方按压而防脱。此外，在嵌合孔71形成有供中间环76的嵌合突起78、78嵌合的嵌合凹部80、80，并且，设置有与切口79、79卡合的突出部81、81，因此，保持器69也由在小径部39内被旋转限制的中间环76限制旋转。

另一方面，在小径部39以能够在大径部38与保持器69之间旋转的方式外装有模式切换环82，该模式切换环82由形成为与马达壳体16大致同径的操作环83、相比操作环83小径且位于该操作环83的前方的凸轮环84、以及从凸轮环84的外周沿轴向延伸设置、在周方向等间隔地配置且连结两环83、84的3个连结板85、85……构成。振动切换杆66、66的外侧突起68、68抵接于该模式切换环82的凸轮环84的后端缘，能够限制被螺旋弹簧65、65朝前方施力的振动切换杆66、66的前进。在凸轮环84的后端缘的点对称位置凹陷设置有一对未图示的凸轮凹部，在凸轮凹部位于外侧突起68、68的前方的模式切换环82的旋转位置处，振动切换杆66、66移动至前进位置，使内侧突起67、67与第2凸轮56的爪60、60卡合。在外侧突起68、68的前方不存在凸轮凹部的模式切换环82的旋转位置处，振动切换杆66、66移动至后退位置，使内侧突起67、67从第2凸轮56的爪60、60脱离。

86是在操作环83的前方与保持器69之间能够朝小径部39旋转地外装的作为旋转操作部件的筒状的切换环，在内周形成有内螺纹部87。使外螺纹板89、89……从模式切换环82的连结板85、85……之间突出的弹簧架88以在使内径的突起90、90与设置于小径部39的外周的轴向的槽91、91卡合的状态下能够沿轴向移动的方式外装于小径部39，使外螺纹板89螺合于切换环86的内螺纹部87。因此，当旋转操作切换环86时，被旋转限制的弹簧架88沿轴向螺旋进给。

另一方面，在小径部39的根部外装在外周缘沿周方向突出设置多个外突起93、93……且在内周缘突出设置多个内突起94、94……的平垫圈92，并且，在平垫圈92外装连结环95。该连结环95在内周具备供平垫圈92的外突起93嵌合的凹槽96、96……，能够在允许平垫圈92的前后移动的状态下一体旋转。此外，连结环95与形成于操作环83的后端内周的阶梯部97嵌合，通过使在前方突出设置的卡止爪98、98卡止于在操作环83的内周突出设置的卡止突起99、99，从而被连结为能够同平垫圈92一起与操作环83一体旋转。在连结环95的后面形成有多个圆形凹部100、100……，在与圆形凹部100的同心圆上3个滚珠101、101……以被螺旋弹簧102朝前方施力的状态设置于大径部38，且抵接于连结环95的后面。

在小径部39的外周，在相比从大径部38的前面分离大致平垫圈92的厚度的位置靠前方侧沿着轴向突出设置有突条103、103……，上述突条103、103……与平垫圈92的内周形状一致，在该一致位置以外在轴向上与内突起94、94……重叠。因此，平垫圈92能够在不存在突条103的小径部39的根部旋转，进一步朝前方侧的移动仅能在内突起94与突条103在轴向上不干涉的一致位置进行。

在该平垫圈92与弹簧架88之间，在小径部39外装螺旋弹簧104，将平垫圈92朝大径部38侧按压。在平垫圈92的后方，在大径部38内在周方向等间隔地保持6根按压销105、105……，上述按压销105、105……抵接于在减速机构40的第三段被设置为能够旋转的内齿轮43C的前面，且能够在周方向上与在内齿轮43C的前面沿周方向等间隔地突出设置的未图示的离合器凸轮卡合。

这样，螺旋弹簧104的作用力经由按压销105以及平垫圈92直接传递至内齿轮43C，因此，内齿轮43C因螺旋弹簧104的作用力而被限制旋转，通过伴随着切换环86的旋转操作的弹簧架88的螺纹进给使螺旋弹簧104的轴向长度变化，由此能够变更对内齿轮43C的作用力。在切换环86的中间部内周设置有内凸缘106，该内凸缘106在保持器69的后方位于凸轮环84的前端外侧。在该内凸缘106的前面，在保持器69的外侧设置有作为板簧的片簧107，该片簧107伴随着切换环86的旋转而一体旋转，与保持器69的卡合凹部74卡合而产生咔嗒感赋予作用。

也如图6所示，该片簧107通过在带状的弹簧主体108的中央形成朝保持器69侧突出的山形部109，在弹簧主体108的长度方向的两侧形成朝保持器69侧呈与弹簧主体108正交状折弯的一对爪部110、110而形成。在内凸缘106的前面沿着切换环86的内周突出设置有限制阶梯部111，通过使从内凸缘106的前面立起设置的弹簧主体108与在限制阶梯部111以相同形状切口而成的定位凹部112嵌合，片簧107在与保持器69的切线方向上被支承。此时，如图7、8所示，爪部110、110成为与内凸缘106的前面平行的朝向并进入保持器69与内凸缘106之间，防止片簧107从前方脱离。另外，在限制阶梯部111的周方向的两侧形成有伴随着切换环86的旋转而与突出设置于保持器69的突起75抵接的止挡件113、113，该止挡件113、113在山形部109与卡合凹部74卡合的范围内限制切换环86的旋转。

在如以上那样构成的振动电动钻1中，如以下说明的那样，通过模式切换环82的旋转位置和与此相伴的振动切换杆66的前后移动以及平垫圈92的旋转，能够选择3个动作模式。

首先，在平垫圈92的内突起94在轴向上与小径部39的突条103干涉的位置亦即模式切换环82的第1旋转位置处，凸轮环84的凸轮凹部位于从振动切换杆66的前方分离的位置，因此，振动切换杆66、66如图1、2所示那样位于后退位置，内侧突起67与第2凸轮56不卡合。因此，成为第2凸轮56处于自由旋转状态，平垫圈92朝前方的移动被突条103限制的钻孔模式。

当在该钻孔模式下驱动无刷马达3而使主轴5旋转，则不论对主轴5的负载如何，被平垫圈92限制朝前方的移动的按压销105都不会越过内齿轮43C的离合器凸轮，因此，内齿轮43C的固定状态不发生改变，继续主轴5的旋转。另外，当将钻头等按压于被加工材料而主轴5后退时，第1凸轮55的第1凸轮面57与第2凸轮56的第2凸轮面59啮合，第2凸轮56成为旋转自由状态，因此，与第1凸轮55一起旋转，不会在主轴5产生振动。

接着，在从钻孔模式使模式切换环82从前方观察朝左旋转规定角度的第2旋转位置处，凸轮环84的凸轮凹部尚未到达振动切换杆66的前方，振动切换杆66仍位于后退位置，不过平垫圈92旋转而使内突起94从小径部39的突条103的后方移动。因此，成为允许平垫圈92朝前方的移动的离合器模式。

在该离合器模式下使主轴5旋转而进行螺纹紧固，当对主轴5的负载超过固定内齿轮43C的螺旋弹簧104的按压力时，内齿轮43C的离合器凸轮朝前方推出按压销105以及平垫圈92而使内齿轮43C空转，结束螺纹紧固(离合器工作)。此时，第2凸轮56的旋转自由状态也不发生改变，因此，不会在主轴5产生振动。

然后，在从离合器模式使模式切换环82朝左进一步旋转规定角度的第3的旋转位置处，凸轮环84的凸轮凹部位于振动切换杆66的前方，允许振动切换杆66的前进，使内侧突起67与第2凸轮56的爪60卡合。另一方面，平垫圈92的内突起94再次朝小径部39的突条103的后方移动。因此，成为第2凸轮56的旋转被限制的振动模式。

当在该振动模式下使主轴5旋转的情况下，如果主轴5后退，则与主轴5一体旋转的第1凸轮55的第1凸轮面57与被振动切换杆66限制旋转的第2凸轮56的第2凸轮面59啮合，因此，在主轴5产生轴向的振动。另外，突条103对平垫圈92的固定状态不发生改变，因此，不论对主轴5的负载如何主轴5都继续旋转。

另一方面，即便使振动电动钻1下落等而从外部对第2齿轮箱37的小径部39施加冲击，由于保持器69在使突条72外嵌于切口阶梯部73的状态下与小径部39的前端连结，所以即便存在狭缝64也能够抑制小径部39的前端的张开，难以在狭缝64、64的位置产生龟裂等的破损。尤其地，通过在保持器69设置突条72，无需设置破损防止用的额外的部件，能够抑制部件个数、成本的增加。此外，主体部2的全长也不会变长。

这样，根据上述方式的振动电动钻1，通过在保持器69设置与形成狭缝64、64的小径部39的前端外周抵接来防止小径部39的前端的张开的张开防止部(突条72)，从而无需破损防止用的其他部件，能够以简单且紧凑的结构有效地防止第2齿轮箱37的破损。

尤其是此处，将张开防止部设为从外侧与小径部39的前端嵌合的环状的突条72，由此能够不改变保持器69相对于小径部39的安装位置便实现突条72对小径部39的张开防止。因此，即便设置张开防止部也不会阻碍主体部2的紧凑化。

此外，切换环86的咔嗒感赋予用的片簧107通过在保持器69与切换环86之间插入沿着切换环86的前面平行地形成的爪部110而以防脱的状态安装，因此，即便设置片簧107也不会阻碍主体部2的紧凑化。

进而，通过将卡合凹部74设置于保持器69的外周，能够在维持咔嗒音的产生功能的状态下缩短轴向的长度。

并且，保持器69在朝小径部39的安装状态下经由中间环76限制轴承48朝前方的移动，因此，将保持器69形成为兼具轴承48的定位用的合理的结构，轴承48的组装变得容易，也不需要轴承48的防脱部件。而且，通过将切换环86用于主轴5的扭矩调整，当进行扭矩调整时能够产生咔嗒音，使用感变得良好。

另外，作为张开防止部并不限定于环状的突条，也可以设为以仅与狭缝的外周侧局部地抵接的方式朝保持器在同心圆上间断地立起设置的肋条。此外，除了突条、肋条之外，还可以在保持器的背面设置供小径部的前端嵌合的环状的槽而形成张开防止部。

进而，在上述方式中，形成为保持器经由中间环间接地限制前侧的轴承的移动的构造，不过也可以将中间环一体地设置于保持器而直接限制轴承的移动。

此外，作为马达并不限定于内转子型的无刷马达，也能够采用外转子型，本发明也可以不采用无刷马达而采用换向器马达。此外，并不限定于振动电动钻，只要能够利用振动切换部件切换振动机构的工作的有无，本发明便也可以应用于振动钻孔等的其他机种。当然也可以不是DC工具而是AC工具。进而，板簧所涉及的发明并不限定于振动电动钻，只要具备使用旋转操作部件获得夹持作用的构造，便也能够应用于电动钻、螺丝起子、电锤钻、圆盘锯、线锯、打磨器等的其他的工具。