JP2005254374A - インパクトドライバ - Google Patents

Abstract

【課題】インパクトドライバにおいて、設計の自由度が高く、修理等も容易に行えるドリルモードを実現する。
【解決手段】ハンマーケース５内で、スピンドル６のキャリア部６ａの後方に、出力軸４と噛合する第２の遊星歯車２５，２５・・が軸着された第２のキャリア２６を並設すると共に、第２のキャリア２６の外周に歯３０を形成し、アンビル８に、歯３１ａを備えた第２ギヤ３１を形成する。また、ハンマーケース５内に、歯３０，３１ａと噛合する小ギヤ３３，３３を備えた中間軸３２を設けて、第２のキャリア２６の回転をスピンドル６及びハンマー７を迂回してアンビル８へ伝達可能とした。一方、キャリア部６ａの遊星歯車１５が公転するインターナルギヤ２７を、操作部２８によって前後移動可能として、前進位置では、遊星歯車１５と噛合してインパクトモードを、後退位置では、第２の遊星歯車２５と噛合してドリルモードを夫々得るようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジングの前方へ突出させたアンビルに回転と間歇的な打撃作動とを付与可能としたインパクトドライバに関する。

インパクトドライバには、モータにより回転するスピンドルに、カム溝とボールとを介してハンマーを連結し、そのハンマーの前方に、回転方向で係止するアンビルを軸支して、スピンドルの回転をハンマーを介してアンビルへ伝達する構造が知られている。これは、アンビルへの負荷が一定値を超えると、ハンマーがカム溝に沿って後退してアンビルから一旦離脱し、前方へ付勢するコイルバネによってハンマーが再びカム溝に沿って前進しながらアンビルに係止するという作用を繰り返すことで、アンビルにその回転方向へ間歇的に打撃作動を付与可能としたものである。

このようなインパクトドライバは、専らネジやボルト等による締着作業に使用されるが、例えば被加工材に下孔を穿設してネジ等の締付作業を行うような場合には、作業者は、電動ドリルとインパクトドライバとの２つの工具を使い分けることとなるため、工具交換の手間が生じて作業性が良くない。
そこで、特許文献１には、ハウジング内の駆動軸（スピンドル）の軸心に、軸方向へ移動可能な連結部材を設けると共に、スピンドルとアンビルとに、連結部材の所定の位置で係合する係合部を設けて、ハウジング外部から連結部材を操作することで、スピンドルとアンビルとが直結されるドリルモードを得るようにした発明が記載されている。

特開２０００−３１７８５４号公報

しかし、特許文献１の発明では、スピンドルの軸心に連結部材を、スピンドルとアンビルとの軸心に係合部と被係合部とを夫々設ける構造であるから、連結部材や係脱機構のスペースに制限を受けやすく、設計の自由度が低くなってトルクの変更等に対応しにくい。また、連結部材の交換や修理の際には、ハンマーやスピンドル等の打撃作動部を全て取り外す必要があり、取扱いに不便となっている。

そこで、請求項１に記載の発明は、ドリルモードの選択が可能であるのは勿論、設計変更や修理等も容易に行えるインパクトドライバを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ハウジング内に、モータの回転をスピンドル及びハンマーを迂回してアンビルへ伝達する回転伝達手段を設けると共に、その回転伝達手段によるアンビルへの回転伝達をハウジング外部から任意に遮断可能な切替手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、回転伝達手段を最小限の構成部で簡単に形成するために、回転伝達手段を、モータの駆動で回転する第１ギヤと、アンビルと同軸で一体の第２ギヤと、第１ギヤと第２ギヤとの間で軸支され、第１ギヤの回転を第２ギヤに伝達する中間軸とからなる構成としたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２の目的に加えて、モータとスピンドルとの間に、モータの出力軸と噛合してインターナルギヤ内で公転する遊星歯車が軸着され、スピンドルへ回転伝達するキャリアを設けたものにおいて、この遊星歯車減速機構を利用して切替手段を簡単に形成するために、キャリアの後方に、出力軸と噛合する第２の遊星歯車が軸着された第２のキャリアを並設し、その第２のキャリアの外周に歯を形成して第１ギヤとする一方、切替手段を、前側の遊星歯車のみと噛合する前進位置と、後側の第２の遊星歯車のみと噛合する後退位置とにインターナルギヤを移動操作する構成としたものである。

請求項１に記載の発明によれば、穿孔作業とネジ等の締付作業とがインパクトドライバ一台で可能となり、作業性の向上が期待できる。特に、ドリルモードを、スピンドルやハンマーを迂回する回転伝達手段で得ているので、具体的に使用するギヤの数やギヤ比の設定等の設計の自由度が増し、任意のドリルモードが選択可能となる。また、回転伝達手段における部品の交換や修理も容易に行え、取扱いに至便となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、回転伝達手段が最小限の構成部で簡単に形成可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、既存の遊星歯車減速機構を利用して切替手段が簡単に形成可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、インパクトドライバの一例を示す一部縦断面図で、インパクトドライバ１は、モータ３を収容した本体ハウジング２の前方に、スピンドル６やハンマー７等を内蔵した前側のハウジングとなるハンマーケース５を組み付け、ハンマーケース５の前方にアンビル８を突出してなる。９はスイッチ、１０はトリガーである。本体ハウジング２とハンマーケース５との間には、ギヤハウジング１１が介在され、このギヤハウジング１１が、モータ３の出力軸４をボールベアリング１２を介して軸支してハンマーケース５内に突出させている。出力軸４は、先端にピニオン１３を嵌着すると共に、スピンドル６の後端に形成された中空部１４へ同軸で遊挿し、スピンドル６後方に延設されたキャリア部６ａに軸着される複数の遊星歯車１５，１５・・と噛合して、出力軸４の回転を減速してスピンドル６へ伝達可能となっている。

アンビル８は、ハンマーケース５の前端で軸受１６によって回転可能に軸支されており、スピンドル６は、前端の小径部１７がアンビル８の後面へ同軸で遊挿し、その小径部１７の後方でハンマー７を外装している。ハンマー７は、スピンドル６の外周面で傾斜状に形成された一対のカム溝１８，１８と、ハンマー７の内周面で軸方向に形成された一対の連結溝１９，１９とに夫々跨って嵌挿される２つのスチールボール２０，２０とによってスピンドル６へ一体回転可能に連結されると共に、その後方でスピンドル６に外装されたコイルバネ２１によって前方へ付勢されている。ハンマー７の前面には、アンビル８後端へ放射方向に延設された一対のアーム２２，２２に係合可能な一対の係合爪２３，２３が形成されて、図１に示すハンマー７の前進位置では、係合爪２３，２３がアーム２２，２２と係合してハンマー７とアンビル８とを回転方向で一体化させる。２４は、アンビル８の先端に外装され、アンビル８へ挿入されたドライバビット等をロックするチャックスリーブである。

そして、ハンマーケース５内には、モータ３の回転をスピンドル６及びハンマー７を迂回してアンビル８へ伝達する回転伝達手段と、その回転伝達手段によるアンビル８への回転伝達をハンマーケース５の外部から任意に遮断可能な切替手段が設けられている。以下、回転伝達手段及び切替手段について説明する。
まず、ギヤハウジング１１とスピンドル６との間には、遊星歯車１５と同形状の第２の遊星歯車２５，２５・・を軸着した第２のキャリア２６が、出力軸４に貫通されてスピンドル６のキャリア部６ａの後方で同軸で配されており、出力軸４のピニオン１３は、軸方向に長く形成されて、第２の遊星歯車２５，２５・・とも噛合している。２７はハンマーケース５内で軸方向へ移動可能に設けられたインターナルギヤで、上端には、ハンマーケース５の上部へ前後方向に形成されたガイド溝２９に嵌合する操作部２８が突設されて、この操作部２８とガイド溝２９との嵌合でインターナルギヤ２７の回転が規制される一方、操作部２８を利用して、ハンマーケース５の外部から、インターナルギヤ２７を、前側の遊星歯車１５と噛合する前進位置と、後側の第２の遊星歯車２５と噛合する後退位置とに夫々移動操作可能となっている。

また、第２のキャリア２６の外周には、複数の歯３０，３０・・が周設されて、本発明の第１ギヤを形成している。一方、アンビル８におけるアーム２２，２２の前方には、外周に複数の歯３１ａ，３１ａ・・を備えた第２ギヤ３１が同軸で一体に形成されている。ハンマーケース５の下方には、スピンドル６と平行な中間軸３２が軸支されて、その中間軸３２の前後に夫々嵌着された小ギヤ３３，３３が、第２のキャリア２６の歯３０と第２ギヤ３１の歯３１ａとに夫々噛合している。よって、ここには、第２のキャリア２６の回転が、中間軸３２を介してアンビル８へ伝達される回転伝達手段が形成されることになるが、切替手段となるインターナルギヤ２７の前後位置によって、中間軸３２への回転伝達は任意に遮断可能となる。

すなわち、操作部２８を前進させてインターナルギヤ２７を図１の前進位置へスライドさせると、前側の遊星歯車１５がインターナルギヤ２７内で公転可能となり、後側の第２の遊星歯車２５はフリーとなる。よって、出力軸４の回転は、遊星歯車１５を介してスピンドル６のみへ伝わり、第２のキャリア２６を回転させない状態となる（インパクトモード）。一方、操作部２８を後退させてインターナルギヤ２７を図２の後退位置へスライドさせると、後側の第２の遊星歯車２５がインターナルギヤ２７内で公転可能となり、前側の遊星歯車１５はフリーとなる。よって、出力軸４の回転は、第２の遊星歯車２５を介して第２のキャリア２６のみへ伝わり、スピンドル６を回転させない状態となる（ドリルモード）。

以上の如く構成されたインパクトドライバ１においては、操作部２８を前進させて図１のインパクトモードを選択した場合、トリガー１０の押し込み操作でスイッチ９をＯＮさせ、モータ３を駆動させると、出力軸４の回転が、遊星歯車１５側の減速機構によって減速されてスピンドル６へ伝わり、ハンマー７を介してアンビル８を回転させる。よって、アンビル８の先端に挿着したドライバビット等によってネジ締めが行える。このとき、アンビル８の回転によって中間軸３２が回転し、これと噛合する第２のキャリア２６を回転させることになるが、後側の第２の遊星歯車２５は回転フリー状態であるため、出力軸４及びアンビル８の回転には影響を与えない。

ネジ締めが進んでアンビル８への負荷が高まると、スチールボール２０，２０をスピンドル６のカム溝１８，１８に沿って後方へ転動させながら、コイルバネ２１の付勢に抗してハンマー７が後退し、アンビル８から外れる。しかし、アンビル８から外れた瞬間、コイルバネ２１の付勢によって再びスピンドル６と共に回転しながら前進し、係合爪２３，２３をアンビル８のアーム２２，２２へ再係合させる。このハンマー７のアンビル８に対する離脱と係合との繰り返しにより、アンビル８へは回転方向へ間歇的に打撃作動（インパクト）が発生し、増し締めが可能となる。

一方、操作部２８を後退させて図２のドリルモードを選択した場合、インターナルギヤ２７は後側の第２の遊星歯車２５のみを公転させるため、出力軸４の回転は、第２の遊星歯車２５側の減速機構によって減速されて、第２のキャリア２６から中間軸３２を介してアンビル８へ伝わる。よって、アンビル８への負荷にかかわらず、アンビル８の等速回転は変わらず、アンビル８にインパクトは発生しない。なお、このアンビル８の回転にハンマー７が追従し、スピンドル６も回転することになるが、今度は遊星歯車１５が回転フリー状態となるため、出力軸４及びアンビル８の回転に影響を与えることはない。

このように上記形態のインパクトドライバ１によれば、モータ３の回転をスピンドル６及びハンマー７を迂回してアンビル８へ伝達する回転伝達手段を設けると共に、その回転伝達手段によるアンビル８への回転伝達をハンマーケース５の外部から任意に遮断可能な切替手段を設けたことで、穿孔作業とネジ等の締付作業とがインパクトドライバ一台で可能となり、作業性の向上が期待できる。特に、ドリルモードを、スピンドル６やハンマー７を迂回する回転伝達手段を利用して得ているので、具体的に使用するギヤの数やギヤ比の設定等の設計の自由度が増し、任意のドリルモードが選択可能となる。また、回転伝達手段における部品の交換や修理も容易に行え、取扱いに至便となる。

また、回転伝達手段を、モータ３の駆動で回転する第２のキャリア２６と、アンビル８と同軸で一体の第２ギヤ３１と、第２のキャリア２６と第２ギヤ３１との間で軸支され、第２のキャリア２６の回転を第２ギヤ３１に伝達する中間軸３２とから形成したことで、回転伝達手段を最小限の構成部で簡単に形成可能となっている。
さらに、スピンドル６のキャリア部６ａの後方に、出力軸４と噛合する第２の遊星歯車２５が軸着された第２のキャリア２６を並設し、その第２のキャリア２６の外周に歯３０を形成して第１ギヤとする一方、切替手段を、前側の遊星歯車１５のみと噛合する前進位置と、後側の第２の遊星歯車２５のみと噛合する後退位置とにインターナルギヤ２７を移動操作する構成としたことで、既存の遊星歯車減速機構を利用して切替手段が簡単に形成可能となっている。

なお、上記形態では、第１ギヤとして、第２の遊星歯車が軸着された第２のキャリアを利用しているが、出力軸に噛合する単体のギヤ、或いは出力軸のピニオンと一体に延設されるギヤ等を利用しても良く、キャリアと兼用する形態に限定するものではない。
また、切替手段も、インターナルギヤの利用に限らず、中間軸の前後の小ギヤの一方を軸方向へ移動可能に設けて、ハウジング外部から小ギヤを噛合位置と非噛合位置とに移動操作することで切替を可能としたり、中間軸自体を軸方向へ移動可能として、ハウジング外部から中間軸を噛合位置と非噛合位置とに移動操作することで切替を可能としたりする構造が考えられる。

さらに、第２ギヤは、上記形態のようにアンビルにおけるアームの前方へ一体に形成する構造に限らず、アームの外周に第２ギヤとなるギヤを同軸で嵌着して中間軸と噛合させることもできるし、アームと第２ギヤとを軸方向で距離をおいて形成することもできる。
その他、中間軸は、小ギヤを設けた構造に限らず、スプライン軸としても良いし、回転伝達手段も、単一の中間軸を使用する以外に、複数の中間軸やギヤを組み合わせる構造も採用可能である。このようにすれば、第１ギヤと第２ギヤとの間に直線的なスペースがない場合にも容易に両ギヤ間の回転伝達が可能となる。

インパクトドライバの一部縦断面図である（インパクトモード）。 インパクトドライバの一部縦断面図である（ドリルモード）。

符号の説明

１‥インパクトドライバ、２‥本体ハウジング、３‥モータ、４‥出力軸、５‥ハンマーケース、６‥スピンドル、７‥ハンマー、８‥アンビル、１５‥遊星歯車、２５‥第２の遊星歯車、２６‥第２のキャリア、２７‥インターナルギヤ、２８‥操作部、３０‥歯、３１‥第２ギヤ、３２‥中間軸。

Claims (3)

1. ハウジング内に、モータの駆動で回転するスピンドルを設け、そのスピンドルに、前記ハウジングに軸支されて前方へ突出するアンビルと係合し、前記スピンドルの回転を前記アンビルへ伝達するハンマーを設け、前記アンビルへの負荷に応じて、前記ハンマーが前記アンビルと係脱動作して前記アンビルへ回転方向への打撃作動を付与するインパクトドライバであって、
   前記ハウジング内に、前記モータの回転を前記スピンドル及びハンマーを迂回して前記アンビルへ伝達する回転伝達手段を設けると共に、その回転伝達手段による前記アンビルへの回転伝達を前記ハウジング外部から任意に遮断可能な切替手段を設けたことを特徴とするインパクトドライバ。
2. 回転伝達手段が、モータの駆動で回転する第１ギヤと、アンビルと同軸で一体の第２ギヤと、前記第１ギヤと第２ギヤとの間で軸支され、前記第１ギヤの回転を前記第２ギヤに伝達する中間軸とからなる請求項１に記載のインパクトドライバ。
3. モータとスピンドルとの間に、前記モータの出力軸と噛合してインターナルギヤ内で公転する遊星歯車が軸着されて前記スピンドルへ回転伝達するキャリアを設けたものにあっては、前記キャリアの後方に、前記出力軸と噛合する第２の遊星歯車が軸着された第２のキャリアを並設し、その第２のキャリアの外周に歯を形成して第１ギヤとする一方、切替手段を、前記前側の遊星歯車のみと噛合する前進位置と、前記後側の第２の遊星歯車のみと噛合する後退位置とに前記インターナルギヤを移動操作する構成としたものである請求項２に記載のインパクトドライバ。
   

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