JP2005288682A - インパクトドライバ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で確実にドリルモードの選択を可能とする。
【解決手段】 ハンマーケース５内に、ハンマー７外周の第１係合歯２７のみと係合して一体回転する後退位置と、ハンマー７の第１係合歯２７とアンビル８の第２係合歯２８とに同時に係合して両者と一体回転する前進位置との間をスライド可能な連結スリーブ２５を設ける一方、ハンマーケース５に、ハンマーケース５に形成された案内溝３４を貫通して連結スリーブ２５の凹溝３０に挿入し、案内溝３４内の移動によって連結スリーブ２５を前後位置へスライド操作可能な操作ボルト３３を設けて、連結スリーブ２５によるハンマー７とアンビル８との連結により、ドリルモードを実現可能とした。
【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、ハンマーの外周に凹溝を形成する一方、ハウジングに、凹溝に係合する係合ピンを軸方向へ移動させる操作ハンドルを設けて、操作ハンドルの回転操作により、係合ピンでハンマーの後退を規制させることで、打撃作動の発生をなくしてドリルモードを得るようにした発明が記載されている。また、特許文献２には、アンビルを軸方向へ移動可能に設け、ハンマーの先端部と、その先端部が遊挿するアンビルの嵌合孔との間に係合部と被係合部とを形成して、アンビルの前進位置でハンマーの爪と離脱させると共に、係合部と被係合部同士を係合させることで、ハンマーとアンビルとを連結してドリルモードを得る発明が記載されている。

特許第２８２８６４０号公報 特許第３３７２３４５号公報

特許文献１の発明では、ハンマーの後退を係合ピンで強制的に規制する構造であるから、係合ピンや操作ハンドルへの負担が大きく、アンビルへの負荷によってはハンマーが後退して打撃が発生したり、係合ピンが破損したりするおそれがあり、信頼性に欠ける。
一方、特許文献２の発明では、アンビルの移動ストロークを確保するためにハウジングが軸方向に長くなるのに加え、構造も複雑化するため、コンパクト化が阻害されて操作性を低下させたり、コストアップを招いたりしてしまう。

そこで、本発明は、より簡単な構造で確実にドリルモードの選択が可能となり、操作性も良好な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、ハンマー又はアンビルの一方のみと係合して一体回転する第１スライド位置と、ハンマーとアンビルとの双方に係合して両者と一体回転する第２スライド位置とに移動可能な連結部材を設ける一方、ハウジングに、連結部材をハウジング外部から２つのスライド位置へ夫々移動操作可能な操作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、連結部材と操作手段とを簡単に形成するために、連結部材を、アンビル及びハンマーの外周に形成された係合歯に噛合可能な連結歯を内周に形成したスリーブ体とし、操作手段を、ハウジングに形成された案内溝を貫通してスリーブ体の外周に凹設された凹溝に挿入され、案内溝内での移動によってスリーブ体をスライド位置へ案内する軸部材としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、アンビルとの係脱がスムーズになされる連結部材を簡単に形成するために、連結部材を、ハンマーと一体回転可能且つ軸方向へ移動可能に外装され、ハンマーに設けられたアンビルとの係合部と連続状の第二係合部を備えたリング体とし、第１スライド位置ではアンビルから離れてハンマーのみと一体回転し、第２スライド位置では第二係合部をアンビルに係合させてハンマーとアンビルとを一体回転させ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、連結部材でハンマーとアンビルとの連結を切り替えるというシンプルな構造であるから、ドリルモードを確実に得ることができると共に、ハウジングの大型化を招くこともなく、低コストでドリルモードの付与が実現可能となる。なお、インパクトモードとなる第１スライド位置で連結部材がハンマーと係合する場合、連結部材が加わった格好でハンマーがアンビルに対して係合するため、連結部材を利用する分、前後移動するハンマー自体の質量を小さく設定できる。よって、インパクトモードでの振動が少なくなり、良好な操作性を維持できる。
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、連結部材とその操作手段とが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１の効果に加えて、連結部材が簡単に形成可能となると共に、アンビルへの係脱もスムーズになされて動作性が良好となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
《形態１》
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を軸支してハンマーケース５内に突出させると共に、スピンドル６の後端をボールベアリング１２を介して軸支している。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の後方外周に軸着された複数の遊星歯車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、ハンマー７及びアンビル８に外装される格好で、連結部材としての連結スリーブ２５が、軸方向へ移動可能且つ回転可能に収容されている。この連結スリーブ２５は、内周に軸方向の連結歯２６，２６・・を周方向へ等間隔に形成しており、ハンマー７の外周とアンビル８のアーム２２，２２の外周とに夫々形成された第１係合歯２７，２７・・及び第２係合歯２８，２８・・と夫々噛合可能となっている。２９は連結スリーブ２５の後方に配置されたコイルバネで、連結スリーブ２５を、ハンマー７及びアンビル８と同時に噛合する前方位置へ付勢している。

但し、連結スリーブ２５の外周には、周方向に凹溝３０が形成されており、この凹溝３０に、スリーブ３１，３２を外装してハンマーケース５を貫通した操作手段としての操作ボルト３３の先端が挿入している。よって、連結スリーブ２５は、操作ボルト３３によって前進位置が規制されることになるが、ハンマーケース５における操作ボルト３３の貫通部分には、図２に示すように、ハンマーケース５の周方向の第１溝３５と、その第１溝３５の端部と連続する前後方向の第２溝３６とからなるＬ字状の案内溝３４が形成されているため、連結スリーブ２５と共にコイルバネ２９で前方へ付勢される操作ボルト３３は、案内溝３４内での位置により、連結スリーブ２５と共に前後方向への位置を変更することになる。なお、３７は、図３にも示す如く、操作ボルト３３の頭部とハンマーケース５との間に位置して操作ボルト３３の基端が螺合される円弧状のスライド板で、操作ボルト３３と一体にハンマーケース５の外周を摺動し、案内溝３４の外側を閉塞してハンマーケース５内への塵埃の侵入を防止する。

よって、操作ボルト３３を、案内溝３４における第１溝３５の先端に移動させ、図２（Ａ）に示すように、第１溝３５の先端に形成された係止凹部３８に係止させると、操作ボルト３３が連結スリーブ２５と共に後退位置（第１スライド位置）で固定される。この後退位置では、図１の如く、連結スリーブ２５の連結歯２６はハンマー７の第１係合歯２７とのみ噛合し、連結スリーブ２５はハンマー７と一体回転する（インパクトモード）。一方、操作ボルト３３を、図２（Ｂ）に示すように、第２溝３６の前端に移動させると、連結スリーブ２５と共に前進位置（第２スライド位置）で固定される。この前進位置では、図４に示すように、連結スリーブ２５の連結歯２６はハンマー７の第１係合歯２７とアンビル８の第２係合歯２８とに同時に噛合し、ハンマー７とアンビル８とを連結スリーブ２５を介して一体回転可能に連結する（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、まず操作ボルト３３を第１溝３５の係止凹部３８に係止させて図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の回転が減速してスピンドル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、ハンマー７と共に連結スリーブ２５もスピンドル６と一体に回転するが、操作ボルト３３は凹溝３０内を相対的に摺動するため、連結スリーブ２５及びハンマー７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。なお、このようにハンマー７が前後移動しても、連結スリーブ２５の連結歯２６との噛合状態は変わらず、連結スリーブ２５は常にハンマー７と一体回転する。

一方、操作ボルト３３を第２溝３６の先端に移動させてドリルモードを選択した場合、図４のように、連結スリーブ２５が前進してハンマー７とアンビル８とを一体に連結するため、スピンドル６のトルクはハンマー７から連結スリーブ２５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、たとえハンマー７がアンビル８から外れることがあってもアンビル８にインパクトは発生しない。

このように上記形態１のインパクトドライバ１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、連結スリーブ２５でハンマー７とアンビル８との連結を切り替えるというシンプルな構造であるから、ドリルモードを確実に得ることができると共に、ハンマーケース５の大型化を招くこともなく、低コストでドリルモードの付与が実現可能となる。また、インパクトモードでは、連結スリーブ２５が加わった格好でハンマー７がアンビル８に対して係合するため、連結スリーブ２５を利用する分、前後移動するハンマー７自体の質量を小さく設定できる。よって、インパクトモードでの振動が少なくなり、良好な操作性を維持できる。

また、連結部材を、ハンマー７及びアンビル８の外周の第１、第２係合歯２７，２８に噛合可能な連結歯２６を内周に形成した連結スリーブ２５とし、操作手段を、ハンマーケース５に形成された案内溝３４を貫通して連結スリーブ２５の外周に凹設された凹溝３０に挿入され、案内溝３４内での移動によって連結スリーブ２５を前後位置へ案内する操作ボルト３３としたことで、連結部材とその操作手段とが簡単に得られるようになっている。

なお、上記形態１では、連結スリーブを後方から付勢しているが、コイルバネを連結スリーブの前方に設けて前方から付勢しても良いし、コイルバネ以外に板バネ等の他の弾性体も利用できる。また、案内溝の形状や別途のストッパ手段等により、操作ボルトを所定のスライド位置で固定可能であれば、このような付勢手段の省略も可能である。
また、軸部材としては、操作ボルト以外にピンも採用可能で、軸部材自体を操作する形態に限らず、連結スリーブの凹溝に挿入する偏心ピンを突設した回転レバーをハンマーケースへ装着し、回転レバーの回転操作によって偏心ピンの軸方向への移動量を得る構造等の他の構造も採用しても差し支えない。
さらに、連結部材は、連結スリーブは軸方向にもっと短くしても良いし、ハンマーのみと係合するスライド位置から前進する構造に限らず、アンビルのみと係合するスライド位置から後退してハンマーとアンビルとに同時に係合する構造も採用可能である。また、ハンマーとアンビルとの何れにも係合しない位置から、これらの一方と両方とに係合する位置へ夫々スライド可能とすることも考えられる。

《形態２》
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
図５に示すインパクトドライバ１は、左右一対の半割ハウジングからなる本体ハウジング２の後方部にモータ３を収容し、そのモータ３の前方に、クラッチ機構を備えた遊星歯車減速機構５、打撃機構６、震動機構７を夫々内設して、モータ３のモータ軸４と同軸上のアンビル８を前方に突出させている。９はモータ３の駆動回路のスイッチ、１０は、押し込み操作でスイッチ９をＯＮさせるトリガーである。
遊星歯車減速機構５は、図６，７にも示すように、本体ハウジング２内に固着されてモータ軸４を軸支する円筒状のモータブラケット１１と、そのモータブラケット１１の前方に連結される一回り大きい円筒状のギヤケース１２との内部に収容されている。すなわち、モータ軸４に嵌着したピニオンに噛合し、第一インターナルギヤ１３内で回転可能な３つの遊星ギヤ１４，１４・・と、その遊星ギヤ１４を支持するキャリア１５と、そのキャリア１５の前方の出力軸部に噛合し、第二インターナルギヤ１６内で回転可能な次段の３つの遊星ギヤ１７，１７・・と、その遊星ギヤ１７を支持するキャリア部１９を有し、アンビル８の後面に同軸で遊挿するスピンドル１８とから形成されるもので、モータ軸４の回転を二段階に減速してスピンドル１８へ伝達可能としたものである。

ここで、第一インターナルギヤ１３は、モータブラケット１１内でボールベアリング２０によって回転可能に軸支されており、そのボールベアリング２０を保持する速度切替リング２１が、図９（Ｂ）にも示すように、その外面に軸方向へ突設された３つの突条２２，２２・・と、モータブラケット１１内に対応して凹設された２つの案内溝２３，２３及び１つのスリット２４との嵌合によって、回転を規制された状態で軸方向へ前後移動可能となっている。速度切替リング２１の３つの突条２２の内、スリット２４に嵌合する突条２２には、連結片２５が放射方向へ突設されて、モータブラケット１１の外部に設けられた矩形状のフレーム２６内に遊挿している。このフレーム２６は、モータブラケット１１に外装され、ギヤケース１２の後端に当接する前進位置と、本体ハウジング２の内面に設けた段部に当接する後退位置との間で前後移動可能に設けられたリング状の速度切替レバー２７へ直交状に連結されるもので、速度切替レバー２７の外周には、フレーム２６部分を除いて凹溝２８が周方向に凹設されている。また、フレーム２６内においては、連結片２５を挟む格好で前後にコイルバネ２９，２９が内挿されている。

一方、ギヤケース１２の外周には、上面に切替ボタン３０を突設した円弧状の切替プレート３１が設けられる。この切替プレート３１は、図８にも示すように、本体ハウジング２の上面へ左右方向に穿設された横長矩形状の窓３２を介して切替ボタン３０を外部へ露出させるもので、切替ボタン３０が窓３２内で移動を規制される範囲でギヤケース１２の周方向に移動可能となっている。但し、窓３２の左端には、切替ボタン３０が後退可能な後退部３３が連設されていることから、切替ボタン３０を左端で後退部３３内へスライドさせれば、切替プレート３１を後方へ移動させることができる。また、切替プレート３１の上面には、切替ボタン３０のみを露出させる矩形状で薄板の保護プレート３４がセットされて、切替ボタン３０の前後左右のスライド位置にかかわらず、常に窓３２の全面を覆って粉塵等の侵入防止を図るようにしている。

切替プレート３１の内面には、速度切替レバー２７の凹溝２８に挿入される結合突起３５が突設されて、切替プレート３１の前後方向への移動に速度切替レバー２７が追従可能となっている。同様に、本体ハウジング２と保護プレート３４との間には、後端左右で下方に形成した折り曲げ片３７，３７が、速度切替レバー２７の上端後面に形成された平面Ｌ字状の一対のストッパ片３８，３８の夫々外側で係止する平面コ字状の表示プレート３６がセットされて、切替ボタン３０が窓３２の左端位置で嵌合可能となっている。この表示プレート３６は、速度切替レバー２７と切替プレート３１との連結に寄与すると共に、切替ボタン３０の前後に位置する表示片３９，３９が、切替ボタン３０の前後位置に応じて窓３２内に交互に露出して、表面に表示された数字を視認可能としている。

よって、窓３２の左端位置で切替ボタン３０を操作して切替プレート３１を前後移動させると、速度切替レバー２７を介して、速度切替リング２１と第一インターナルギヤ１３とが追従して前後移動することになる。ここでは、速度切替リング２１及び第一インターナルギヤ１３の前進位置では、一段目の遊星ギヤ１４とキャリア１５とに同時に噛合して両者を結合させ、後退位置では、遊星ギヤ１４のみと噛合してキャリア１５との結合を解除させる。第一インターナルギヤ１３の後端外周には、噛み合い歯４０，４０・・が周方向に等間隔で突設されて、第一インターナルギヤ１３の後退位置で、モータブラケット１１の底面に突設された噛み合い歯４１，４１・・と係合して、第一インターナルギヤ１３の回転を規制するようになっている。従って、第一インターナルギヤ１３の後退位置では、モータ３のモータ軸４の回転が、第一インターナルギヤ１３内で公転する遊星ギヤ１４によってキャリア１５へ減速して伝わり、遊星歯車減速機構５によって二段階に減速される低速モードとなり、第一インターナルギヤ１３の前進位置では、モータ軸４の回転がキャリア１５へダイレクトに伝わる高速モードとなる。

このとき表示プレート３６は、切替ボタン３０の前進位置では、後方の表示片３９を窓３２の後退部３３内に露出させて、高速モードであることを示す数字「２」を表示させ、切替ボタン３０の後退位置では、前方の表示片３９を窓３２内に露出させて、低速モードであることを示す数字「１」を表示させる。また、第一インターナルギヤ１３がスライドしてキャリア１５や噛み合い歯４１と噛合する際、互いの歯の位置が合わないようなことがあっても、速度切替レバー２７がコイルバネ２９，２９の弾性変形によって適正位置へ移動できるため、切替操作自体は常にスムーズに行える。そのままコイルバネ２９，２９による付勢は続いているため、モータ軸４が回転した際の適正な噛み合い位置で第一インターナルギヤ１３及び速度切替リング２１が適正な前後位置へスライドすることになる。

また、第二インターナルギヤ１６も、スピンドル１８のキャリア部１９を軸支するボールベアリング４２を保持してギヤケース１２内で回転可能に設けられ、その前面に、周方向の前後面が傾斜面となる係合突起４３，４３・・が、周方向へ等間隔で突設されている。第二インターナルギヤ１６の前方には、押圧リング４４が、その外面に形成した軸方向の突条４５，４５・・と、ギヤケース１２内面に凹設した図示しない凹溝との嵌合によって、回転を規制された状態で軸方向へ移動可能に収容されて、第二インターナルギヤ１６と対向する後面に、係合突起４３，４３・・と係合可能な同形状の係合突起４６，４６・・が、周方向へ等間隔で突設されている。一方、押圧リング４４の前方には、一対のプッシャ４７，４７によって前端が受けられるコイルバネ５０が配されて、押圧リング４４を後方へ付勢可能となっている。このプッシャ４７，４７は、ギヤケース１２の外側面へ軸心を中心に点対称に設けられて、内面に突設したストッパ片４８，４８を、ギヤケース１２に形成された開口５１，５１を通してギヤケース１２内に突出させる板状体で、このストッパ片４８，４８がワッシャ５２を介してコイルバネ５０の前端を受けることになる。プッシャ４７，４７の外面には、雄ネジ部４９が夫々形成されている。

よって、第二インターナルギヤ１６は、コイルバネ５０及び押圧リング４４によって押圧固定され、回転を規制されることになる。本体ハウジング２の前方でギヤケース１２には、内周に雌ネジ部を形成した筒状のチェンジリング５３が回転可能に外装されて、プッシャ４７，４７の雄ネジ部４９と螺合していることから、チェンジリング５３の回転操作によってプッシャ４７，４７を軸方向へネジ送り移動させると、コイルバネ５０を軸方向に伸縮させて押圧リング４４への付勢力を変更することができる。ギヤケース１２の前端外周には、リーフスプリング５４が嵌着されて、チェンジリング５３の前端内周に形成された歯５５，５５・・と係合して、チェンジリング５３の回転操作時にクリック作用が得られるようになっている。５６は、チェンジリング５３の前方でギヤケース１２へネジ止め固定され、アンビル８を軸支するハンマーケースで、ハンマーケース５３の前方部分には、リング状でゴム製のバンパー１１４が嵌着されて、ネジの目かくしと共に、インパクトドライバ１の前方部の当接による被加工材の損傷防止を図っている。

一方、第二インターナルギヤ１６の外周には、図１０（Ａ）にも示すように、外周に軸方向へ突設した突条５８，５８・・と、ギヤケース１２の後端内面に凹設した凹溝５９，５９・・との嵌合によって、回転を規制されたリング状のクラッチ切替レバー５７が軸方向へ前後移動可能に外装され、クラッチ切替レバー５７の前進位置で、その内周に設けた係合歯６０，６０・・と、第二インターナルギヤ１６の後方外周に設けた係合歯６１，６１・・とが係合して、コイルバネ５０による付勢力にかかわらず、第二インターナルギヤ１６の回転を規制可能となっている。クラッチ切替レバー５７の外面には、連結体となる一対の連結突起６２，６２が放射方向に点対称位置で突設されて、ギヤケース１２へ軸方向に形成された規制溝としてのスリット６３，６３を貫通してギヤケース１２の外部へ突出している。

ギヤケース１２の外周には、ギヤケース１２より一回り大きい半筒状の切替ケース６４が回転可能に外装されている。この切替ケース６４は、後端の切欠部分に切替プレート３１が嵌合して、切替プレート３１の周方向のスライドに追従して一体に回転するもので、切替ケース６４の後端部分には、点対称位置で一対のクラッチ切替溝６５，６５が形成され、そのクラッチ切替溝６５，６５に、クラッチ切替レバー５７の連結突起６２が夫々挿入している。各クラッチ切替溝６５は、図９（Ａ）に示すように、切替ケース６４の周方向に沿った第一溝６６と、その第一溝６６から所定距離後方に位置する同じく周方向の第二溝６７と、第一溝６６と第二溝６７とを接続する傾斜溝６８とから形成されて、切替ケース６４の回転に伴い、スリット６３で周方向への移動を規制される連結突起６２をクラッチ切替溝６５内で相対的に移動させることで、連結突起６２を介してクラッチ切替レバー５７を外部から前後移動させることができる。ここでは、連結突起６２が第一溝６６に位置する状態でクラッチ切替レバー５７の前進位置、第二溝６７に位置する状態でクラッチ切替レバー５７の後退位置となる。

打撃機構６は、ギヤケース１２の前端に設けた小筒部１２ａ及びハンマーケース５６にボールベアリング６９，６９を介して軸支されるアンビル８と、そのアンビル８の後面へ同軸で遊挿されるスピンドル１８と、スピンドル１８に外装されるハンマー７０と、スピンドル１８に装着されたカップワッシャ７１によって後端を受けられてハンマー７０を前方へ付勢するコイルバネ７２とを備える。ハンマー７０は、図１０（Ｂ）にも示すように、スピンドル１８の外周面でＶ字状に形成された一対のカム溝７３，７３と、ハンマー７０の内周面で軸方向に形成された連結溝７４，７４とに跨って嵌挿される２つのスチールボール７５，７５とによってスピンドル１８へ連結されると共に、コイルバネ７２により、スチールボール７５がカム溝７３の前端（Ｖ字の先端）及び連結溝７４の後端に位置する前進位置に付勢されている。ハンマー７０の前面には、アンビル８の後端へ放射状に延設された一対のアーム７６，７６に係合可能な前方から見て扇状の一対の係合爪（係合部）７７，７７が突設されて、図５に示すハンマー７０の前進位置では、係合爪７７，７７がアーム７６，７６と係合してハンマー７０とアンビル８とを一体回転させる。

ハンマー７０には、二面幅の嵌合によって、本発明のリング体となる補助リング７８が、ハンマー７０と一体回転且つ軸方向へは単独で移動可能に外装されている。この補助リング７８の前面には、ハンマー７０の係合爪７７，７７の外周へ連続状に連なる第二係合部としての円弧状の補助爪７９，７９が突設されて、前進位置では、ハンマー７０の係合爪７７，７７と共にアーム７６，７６へ係合する。また、補助リング７８の外周には、周方向に凹溝８０が凹設されている。一方、切替ケース６４には、軸方向へ形成された一対のスリット８１，８１内で、中央に筒体８２ａを嵌着した四角形状のガイド体８２，８２が前後移動可能に収容され、各ガイド体８２の筒体８２ａに嵌入された段付ピン８３が、図９（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、ギヤケース１２に形成された一対のインパクト切替溝８４，８４を貫通して、補助リング７８の凹溝８０に先端を遊挿させている。

このインパクト切替溝８４は、ギヤケース１２の周方向に形成された第一溝８５と、第一溝８５の途中で後方へＶ字状に折曲する第二溝８６とから形成されて、切替ケース６４の回転に伴い、スリット８１内で周方向への移動を規制されるガイド体８２，８２と共に段付ピン８３，８３をインパクト切替溝８４、８４内で移動させることで、段付ピン８３を介して補助リング７８を外部から前後移動させることができる。すなわち、切替ボタン３０及び切替プレート３１、切替ケース６４、スリット８１、段付ピン８３、インパクト切替溝８４が補助リング７８の操作手段となる。ここでは、段付ピン８３が第一溝８５内に位置するガイド体８２の前進位置で補助リング７８の前進位置（第２スライド位置）、第二溝８６のＶ字の先端に位置するガイド体８２の後退位置で補助リング７８の後退位置（第１スライド位置）が得られる。なお、インパクト切替溝８４内では、段付ピン８３に外装される格好のガイド体８２の筒体８２ａが摺動することになる。このような筒体８２ａと段付ピン８３とによる二重構造にしたのは、段付ピン８３の強度を確保して段付ピン８３によるインパクト切替溝８４内での摺動と補助リング７８の移動とを確実に行うためである。

震動機構７は、ハンマーケース５６に内設されている。震動機構７は、ボールベアリング６９，６９の間でアンビル８へ一体に嵌着される第一カム８７と、その後方でアンビル８へ別体に外装され、ボール８８，８８・・及びフラットワッシャ８９によって後方への移動を規制される第二カム９０と、第二カム９０の後方でギヤケース１２の小筒部１２ａ内にあって、第二カム９０の外周に形成された係止歯９１，９１・・と噛合可能な係止歯９２，９２・・を前端に有するリング状の震動切替レバー９３とを有し、第一カム８７と第二カム９０との互いの対向面には、当接状態で互いに噛み合うカム歯９４，９５・・が夫々形成されている。この第二カム９０と震動切替レバー９３とが震動機構７の解除手段となる。

震動切替レバー９３は、図１０（Ｃ）にも示すように、外周に突設した突起９６，９６・・と、小筒部１２ａの内面に設けた凹部９７，９７・・との嵌合によって回転を規制された状態で小筒部１２ａ内で前後移動可能に保持され、突起９６，９６間で同じく外周へ放射状に突設した一対の連結突起９８，９８を、小筒部１２ａに設けたスリット９９，９９を貫通させて、切替ケース６４の前端に突設した一対の円弧状のガイド板１００，１００に遊挿させている。各ガイド板１００における連結突起９８の遊挿部分には、図１１にも示すように、切替ケース６４の周方向に沿った第一溝１０２と、その第一溝１０２の途中で前方へ台形状に折曲する第二溝１０３とからなる震動切替溝１０１が形成されて、切替ケース６４の回転に伴い、スリット９９内で周方向への移動を規制される連結突起９８，９８を震動切替溝１０１，１０１内で相対的に移動させることで、連結突起９８を介して震動切替レバー９３を外部から前後移動させることができる。ここでは、連結突起９８が第一溝１０２に位置する状態で震動切替レバー９３の後退位置、第二溝１０３の台形の前端に位置する状態で震動切替レバー９３の前進位置が得られる。
なお、ここでは切替ケース６４が合成樹脂製であることから、ガイド板１００における第二溝１０３の後縁を含む部分をスチール製のプレート１０４，１０４で夫々別体に形成して震動切替溝１０１の強度を確保している。

次に、切替ボタン３０の操作に伴う切替ケース６４の回転位置と、それに伴って得られる動作モードとを説明する。
まず、図１１に示すように、切替ボタン３０が窓３２の左端（図８の上側。アンビル８側を前として説明する。以下同じ）の第一位置となる切替ケース６４の第一回転位置では、クラッチ切替溝６５においては、クラッチ切替レバー５７の連結突起６２を第一溝６６の右端に位置させる。よって、クラッチ切替レバー５７は前進位置にあって第二インターナルギヤ１６の回転を規制する。また、インパクト切替溝８４においては、段付ピン８３を第一溝８５の左端に位置させる。よって、補助リング７８は前進位置にあってアーム７６と係合している。さらに、震動切替溝１０１においては、連結突起９８を第一溝１０２の右端に位置させる。よって、震動切替レバー９３は後退位置にあって第二カム９０から離れている。
従って、ここでは、第二インターナルギヤ１６はクラッチ切替レバー５７によって直接空転を阻止され、アンビル８は補助リング７８を介してスピンドル１８と一体回転するドリルモードとなる。このとき、第二カム９０は回転フリーとなるため、第一カム８７と当接しても震動は発生しない。

次に、図１２に示すように、切替ボタン３０が第一位置から、窓３２の左右寸法の約３分の１だけ右側に移動する切替ケース６４の第二回転位置では、クラッチ切替溝６５と震動切替溝１０１とにおいては、連結突起６２，９８は夫々変わらず第一溝６６，１０２内にあるため、クラッチ切替レバー５７の前進位置、震動切替レバー９３の後退位置は変わらない。しかし、インパクト切替溝８４においては、段付ピン８３が第二溝８６内に進入してＶ字の先端に移動する。よって、補助リング７８は後退してアーム７６から離れる。
従って、この切替ボタン３０の第二位置では、第二インターナルギヤ１６はアンビル８への負荷にかかわらず空転を阻止され、第二カム９０も回転フリーで震動は発生しないが、スピンドル１８とアンビル８とはハンマー７０を介して連結されるインパクトモードとなる。

次に、図１３に示すように、切替ボタン３０が第二位置から、同様に窓３２の左右寸法の約３分の１だけ右側に移動する切替ケース６４の第三回転位置では、クラッチ切替溝６５においては連結突起６２は変わらず第一溝６６内にある。しかし、インパクト切替溝８４においては、段付ピン８３が再び第一溝８５内に進入して、補助リング７８を前進位置に移動させる。また、震動切替溝１０１においては、連結突起９８が第二溝１０３内に進入して台形の前端に移動する。よって、震動切替レバー９３は前進して第二カム９０の回転を規制する。
従って、この切替ボタン３０の第三位置では、第二インターナルギヤ１６はアンビル８への負荷にかかわらず空転を阻止され、アンビル８はスピンドル１８と一体回転する。アンビル８は、アンビル８に外装されてギヤケース１２の小筒部１２ａに保持されるナイロンワッシャ１０５にアーム７６，７６の前面が当接する前進位置と、スピンドル１８前端の段部にアーム７６，７６の後面が当接する後退位置との間で前後方向へ微動可能に収容されていることから、アンビル８の後退位置では、アンビル８と共に回転する第一カム８７が、震動切替レバー９３により回転規制される第二カム９０と当接する震動ドリルモードとなる。

そして、図１４に示すように、切替ボタン３０が窓３２の右端に位置する切替ケース６４の第四回転位置では、クラッチ切替溝６５においては、連結突起６２は傾斜溝６８の案内によって第二溝６７内に移動して、クラッチ切替レバー５７を後退させる。また、インパクト切替溝８４においては、段付ピン８３は第一溝８５の右端にあるため、補助リング７８の前進位置は変わらない。しかし、震動切替溝１０１においては、連結突起９８は第二溝１０３から再び後退して第一溝１０２の左端に移動する。よって、震動切替レバー９３は後退して第二カム９０から離れる。
従って、この切替ボタン３０の第四位置では、アンビル８はスピンドル１８と一体回転して打撃が発生せず、第二カム９０も回転フリー状態で震動も発生しないが、クラッチ切替レバー５７の後退によって第二インターナルギヤ１６はコイルバネ５０の付勢力によってのみ固定されるクラッチモードとなる。

なお、切替ボタン３０内には、図７及び図１０（Ａ）に示すように、スチールボール１０６が、コイルバネ１０７と共に収容されて、スチールボール１０６を切替プレート３１の裏面へ向けて突出付勢している。ギヤケース１２の外周面には、上記切替ボタン３０の４つの位置に対応した凹部１０８，１０８・・が前後に二列凹設されていることから、切替ボタン３０のスライド操作時には、各動作モード位置及び速度切替位置に対応したクリック作用が得られる。

一方、アンビル８の先端外周には、チャックスリーブ１０９が軸方向へ前後移動可能に外装され、その前方でアンビル８に外装されたコイルバネ１１０によって、前方のボールベアリング６９の内輪に当接する後退位置に付勢されている。この後退位置で、チャックスリーブ１０９の内周に突設した突条１１１が、アンビル８内で放射方向へ前後移動可能に内挿されたボール１１２，１１２を軸心側へ押圧し、アンビル８の軸心に設けられた断面六角形の挿着孔１１３内へ突出させて、挿着孔１１３へ挿入された図示しないビットを抜け止め固定する。チャックスリーブ１０９をコイルバネ１１０の付勢に抗して前方へスライドさせると、突条１１１によるボール１１２の押圧が解除されるため、挿着孔１１３へのビットの挿脱が可能となる。
特にここでは、後方へ付勢されるチャックスリーブ１０９がボールベアリング６９に当接することで、常態ではアンビル８はコイルバネ１１０の付勢によって前進位置にあって、第一カム８７と第二カム９０とを非接触状態に維持している。アンビル８に装着したビットをネジ頭部等へ押し当ててアンビル８を後退させると、第一カム８７と第二カム９０とのカム歯９４，９５同士が当接する。

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、まず、切替ボタン３０を第一位置に操作して図１１のドリルモードを選択し、この状態でトリガー１０を押し込み操作してスイッチ９をＯＮさせると、モータ３が駆動してモータ軸４が回転する。すると、モータ軸４の回転は、遊星歯車減速機構５で減速され、スピンドル１８へ伝達される。スピンドル１８は、ハンマー７０に加えて、前進位置の補助リング７８によってもアンビル８に連結されているため、アンビル８は常にスピンドル１８と一体的に回転し、打撃機構６においてインパクトは発生しない。また、震動機構７においても、震動切替レバー９３がフリーであることから、アンビル８が後退しても震動は発生しない。よって、アンビル８に装着したドリルビット等による穿孔作業が可能となる。このとき、前述のように第二インターナルギヤ１６はクラッチ切替レバー５７で回転を規制されているため、クラッチ機構は働かず、アンビル８への負荷にかかわらずアンビル８の回転は継続する。

次に、切替ボタン３０を第二位置に操作して図１２のインパクトモードを選択し、スイッチ９をＯＮさせると、スピンドル１８の回転はハンマー７０を介してアンビル８へ伝わる。よって、アンビル８に挿着したドライバビットによってねじ締めを行う際、アンビル８への負荷が高まると、スチールボール７５，７５をスピンドル１８のカム溝７３，７３に沿って後方へ転動させながら、コイルバネ７２の付勢に抗してハンマー７０が後退し、アンビル８のアーム７６，７６から離れる。しかし、アーム７６，７６から係合爪７７，７７が離れた瞬間、コイルバネ７２の付勢によって再びスピンドル１８と共に回転しながら前進し、係合爪７７，７７をアーム７６，７６へ再係合させる。このハンマー７０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へは回転方向へ間欠的に打撃（インパクト）が発生し、増し締めが行われる。このときも震動機構７において震動は発生せず、第二インターナルギヤ１６の固定によってクラッチ機構も働かない。

次に、切替ボタン３０を第三位置に操作して図１３の震動ドリルモードを選択し、スイッチ９をＯＮさせると、ハンマー７０とアンビル８とが補助リング７８によって連結されるため、打撃機構６においてインパクトは発生せず、第二インターナルギヤ１６の固定によってクラッチ機構も働かない。しかし、震動機構７においては、第二カム９０が震動切替レバー９３によって回転規制されるため、ドリルビット等を押し当ててアンビル８を後退させると、アンビル８と一体回転する第一カム８７が第二カム９０に当接し、カム歯９４，９５同士の干渉によってアンビル８には軸方向へ震動が発生する。

そして、切替ボタン３０を第四位置に操作して図１４のクラッチモードを選択し、スイッチ９をＯＮさせると、ハンマー７０とアンビル８との補助リング７８による連結状態は変わらず、打撃機構６においてインパクトは発生しない。また、第二カム９０もフリーとなるため、アンビル８が後退しても震動機構７において震動は発生しない。しかし、遊星歯車減速機構５においては、クラッチ切替レバー５７による第二インターナルギヤ１６の回転規制が解除されるため、ねじ締めが進んでアンビル８及びスピンドル１８への負荷が、コイルバネ５０による押圧力を超えると、第二インターナルギヤ１６の係合突起４３が押圧リング４４を前方へ押し出して係合突起４６を乗り越えさせることで第二インターナルギヤ１６が空転し、ねじ締めを終了させる。このクラッチ作動トルクは、チェンジリング５３の回転操作によってコイルバネ５０の圧縮量を変更することで調整可能である。

なお、上記各動作モードでは、前述のように、通常は窓３２による切替ボタン３０の案内によって、切替プレート３１は前方位置で左右にスライドするため、速度切替リング２１と共に第一インターナルギヤ１３は回転フリー状態で前進位置にあって、遊星ギヤ１４とキャリア１５とを結合させる高速モードでアンビル８は回転する。
一方、ドリルモードの第一位置でのみ切替ボタン３０を後退させれば、速度切替リング２１と共に第一インターナルギヤ１３が後退して回転を規制され、遊星ギヤ１４のみと噛合する。よって、低速モードでアンビル８は回転する。すなわち、ドリルモードの場合でのみアンビル８の高速／低速の切り替えが可能となっている。

このように、上記形態２のインパクトドライバ１においても、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、補助リング７８でハンマー７０とアンビル８との連結を切り替えるというシンプルな構造であるから、ドリルモードを確実に得ることができると共に、ハンマーケース５６の大型化を招くこともなく、低コストでドリルモードの付与が実現可能となる。また、インパクトモードでは、補助リング７８が加わった格好でハンマー７０がアンビル８に対して係合するため、補助リング７８を利用する分、前後移動するハンマー７０自体の質量を小さく設定できる。よって、インパクトモードでの振動が少なくなり、良好な操作性を維持できる。

また、連結部材を、ハンマー７０と一体回転可能且つ軸方向へ移動可能に外装され、ハンマー７０に設けられた係合爪７７，７７と連続状の補助爪７９，７９を備えた補助リング７８として、第１スライド位置ではアンビル８から離れてハンマー７０のみと一体回転し、第２スライド位置では補助爪７９，７９をアンビル８のアーム７６，７６に係合させてハンマー７０とアンビル８とを一体回転させる構成としたことで、連結部材が簡単に形成可能となると共に、アンビル８への係脱もスムーズになされて動作性が良好となる。

なお、ハンマーとリング体との係合は、上記形態２のような二面幅の嵌合によるものに限らず、スプライン結合やキー結合を採用することもできる。また、リング体自体の形状も、軸方向に長くしたり、ハンマーの係合部の数や形状に合わせて第二係合部の数や形状を変更したりする設計変更が可能である。
さらに、リング体の操作手段も、上記形態に限らず、震動ドリルモードやクラッチモード等がないインパクトドライバであれば、形態１で説明したような案内溝と軸部材による構成としても良い。
そして、上記形態２では、ドリルモード、インパクトモード、震動ドリルモード、クラッチモードとの４つの動作モードを選択できるインパクトドライバで説明しているが、この４つの動作モードは必須ではなく、少なくともインパクトモードとドリルモードとを選択できるインパクトドライバであれば、震動機構やクラッチ機構は省略しても差し支えない。

形態１の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）。 案内溝の説明図で、（Ａ）がインパクトモードでの操作ボルトの位置を、（Ｂ）がドリルモードでの操作ボルトの位置を夫々示す。 操作ボルト部分でのハンマーケースの一部横断面図である。 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）。 形態２のインパクトドライバの縦断面図である。 内部機構の分解斜視図である。 内部機構の分解斜視図である。 インパクトドライバの平面図である。 （Ａ）はギヤケース部分の側面図、（Ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。 （Ａ）はＢ−Ｂ線断面図、（Ｂ）はＣ−Ｃ線断面図、（Ｃ）はＤ−Ｄ線断面図である。 上はドリルモードでのギヤケース部分の側面図、下はその縦断面図（但しチェンジリング及びハンマーケースは図示）である。 上はインパクトモードでのギヤケース部分の側面図、下はその縦断面図（但しチェンジリング及びハンマーケースは図示）である。 上は震動ドリルモードでのギヤケース部分の側面図、下はその縦断面図（但しチェンジリング及びハンマーケースは図示）である。 上はクラッチモードでのギヤケース部分の側面図、下はその縦断面図（但しチェンジリング及びハンマーケースは図示）である。

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、５，５６・・ハンマーケース、６，１８・・スピンドル、７，７０・・ハンマー、８・・アンビル、２５・・連結スリーブ、２６・・連結歯、２７・・第１係合歯、２８・・第２係合歯、３３・・操作ボルト、３４・・案内溝、３５・・第１溝、３６・・第２溝、７７・・係合爪、７８・・補助リング、７９・・補助爪。

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、前記ハンマー又はアンビルの一方のみと係合して一体回転する第１スライド位置と、前記ハンマーとアンビルとの双方に係合して両者と一体回転する第２スライド位置とに移動可能な連結部材を設ける一方、前記ハウジングに、前記連結部材を前記ハウジング外部から前記２つのスライド位置へ夫々移動操作可能な操作手段を設けたことを特徴とするインパクトドライバ。
2. 連結部材が、アンビル及びハンマーの外周に形成された係合歯に噛合可能な連結歯を内周に形成したスリーブ体であり、操作手段が、ハウジングに形成された案内溝を貫通して前記スリーブ体の外周に凹設された凹溝に挿入され、前記案内溝内での移動によって前記スリーブ体をスライド位置へ案内する軸部材である請求項１に記載のインパクトドライバ。
3. 連結部材が、ハンマーと一体回転可能且つ軸方向へ移動可能に外装され、前記ハンマーに設けられたアンビルとの係合部と連続状の第二係合部を備えたリング体であり、第１スライド位置では前記アンビルから離れて前記ハンマーのみと一体回転し、第２スライド位置では前記第二係合部を前記アンビルに係合させて前記ハンマーとアンビルとを一体回転させる請求項１に記載のインパクトドライバ。
   

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