JP2013208679A - インパクト工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 先端工具の使用寿命を向上させたインパクト工具を提供すること。
【解決手段】 アンビルの軸穴を、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲と、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲とで異なった形状もしくは寸法とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転打撃力を発生してネジ締め、緩め等の作業を行うためのインパクト工具において、先端工具の破損を防止する構造に関するものである。

インパクト工具は、モータを駆動源として回転打撃力を発生して先端工具を回転させつつ、これに打撃力を間欠的に与えてネジ締め、緩め等の作業を行うものであるが、反動が小さく締付け能力が高い等の特徴を有しているため、現在広く使われている。

ここで、図６〜９に従来から使用されている一般的なインパクト工具のうち、一例としてコードレスのインパクト工具を示す。

図６は従来のインパクト工具の側断面図であり、図７は図６の先端工具保持部拡大図，図８は図６のＡＡ断面図、図９は図６のＢＢ断面図である。

図示のインパクト工具は、繰り返し充放電可能なバッテリ１を電源とし、モータ２を駆動源として回転打撃機構を駆動し、アンビル３に回転と打撃を間欠的に与える。
ここで、アンビル３には、先端工具２１の断面形状である正六角形よりも僅かに大きな正六角形穴から成る先端工具保持部３ａが設けられており、該先端工具保持部３ａに先端工具２１が挿入、保持される構造となっている。該先端工具２１は先端工具くびれ部２１ａを有しており、該先端工具保持部３ａと該先端工具くびれ部に係合するボール１０２で該先端工具保持部３ａに保持されている。（図７〜９参照）
前述の通り、回転打撃機構からアンビル３に伝達された回転打撃力は、前記先端工具保持部３ａと先端工具２１の六角形軸部が回転方向に係合することにより、ネジ２９に回転打撃力を伝達してネジ締め、緩め等の作業を行うものである。

上記モータ２は、ハウジング４の胴体部４ａ内に収容されており、ハウジング４の胴体部４ａから下方に一体に伸びるハンドル部４ｂの上部には、前記バッテリ１からモータ２への給電をＯＮ／ＯＦＦしてモータ２を起動／停止させるとともに、前記モータの回転方向をネジ２９の締付け方向、緩め方向に選択可能とする制御機能を備えたスイッチ５が設けられている。

ハンマケース６に内蔵された回転打撃機構においては、モータ２の出力軸２ａの回転は遊星ギヤ機構７を経て減速されてスピンドル８に伝達され、該スピンドル８が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル８とハンマ９とはカム機構によって連結されており、このカム機構は、スピンドル８の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝８ａ及びハンマ９の内周面に形成されたＶ字状のハンマカム溝９ａ及びこれらのカム溝８ａ，９ａに係合するボール１０で構成されている。

又、ハンマ９は、スプリング１１によって常に先端方向（図６の右方）に付勢されており、制止時にはボール１０とカム溝８ａ，９ａとの係合によってアンビル３の端面とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ９とアンビル３の相対向する回転平面上の２箇所には不図示の凸部がそれぞれ対称的に形成されている。

前述のようにスピンドル８が回転駆動されると、その回転は前記カム機構を介してハンマ９に伝達され、ハンマ９が半回転しないうちに、該ハンマ９の凸部がアンビル３の凸部に係合してアンビル３を回転させるが、そのときの係合反力によってスピンドル８とハンマ９との間に相対回転が生ずると、ハンマ９はカム機構のスピンドルカム溝８ａに沿ってスプリング１１を圧縮しながらモータ２側へと後退を始める。

そして、ハンマ９の後退動によって該ハンマ９の凸部がアンビル３の凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ９は、スピンドル８の回転力に加え、スプリング１１に蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリング１１の付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビル３の凸部に再び係合して一体に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビル３に加えられるため、該アンビル３に装着された先端工具２１を介してネジ２９に回転打撃力が伝達される。
以後、同様の動作が繰り返されて先端工具２１からネジ２９に回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、該ネジ２９が木材等の被締結材３００にねじ込まれる。
ネジ２９を緩める場合は、回転方向が反対になるだけであり、動作は上述の通りであるため再度の説明は省略する。

ところで、上述のインパクト工具を用いた作業においては、先端工具２１に回転打撃力を与える際に、前記先端工具２１の六角形軸とアンビル３に設けられた先端工具保持部３ａの正六角形穴が相対的に回転し、六角形の頂点付近で接触、該接触部に大きな接触荷重を生ずる。このとき前記接触荷重により、アンビル３には先端１００から後端１０１にかけて回転方向にねじり荷重が生じる。前記ねじり荷重により、アンビル３は回転方向に変形することが一般的に知られており、同様の荷重が先端工具２１にも加わることとなる。

特開２００９−８３０４７号公報

従来のインパクト工具の問題点を図６〜９を用いて説明する。

上述のように、アンビル３は回転方向に変形するが、このときの変形量はアンビル３の先端１００から後端１０１にかけて変化することが実験的に判明している。またアンビル３に発生するねじり荷重が先端工具２１にも加わっている。このとき、アンビル３と同様に先端工具２１にもねじり荷重による変形が生じているが、従来のインパクト工具では、アンビル３内の六角形軸部は六角形状が形成されている範囲全て同寸法で製作されているため（図８、９参照）、アンビル３内に挿入された先端工具２１の変形量もアンビル３と同様に先端工具２１の各位置によって変化していた。

通常、軸形状にくびれなどの切欠き部が存在して両端に荷重を加えた場合、加えられた荷重により発生する応力は切欠き部に集中し、その部分で破損することは周知の事実である。
ねじり荷重が加わっている前記先端工具２１も先端工具くびれ部２１ａを有しており、くびれ部の両側においてねじれ荷重による変形量の差が生じるため、前記先端工具２１が前記アンビル３の先端工具保持部３ａ内で先端工具くびれ部２１ａから折損するという現象が発生しているが、前記先端工具２１が先端工具くびれ部２１ａで折損すると、折損した先端工具２１の一部が前記アンビル３内に留まり、除去するために手間を要するという問題が生じていた。

このため、インパクト工具で使用する先端工具２１の、先端工具くびれ部２１ａからの折損を防ぐ構造を有するインパクト工具を提供することは重要な課題である。

上記目的を達成するために請求項1の発明では、モータによって回転駆動されるスピンドルに回転打撃機構を装着し、該回転打撃機構によって発生する回転打撃力をハンマからアンビルを経て先端工具に間欠的に伝達することによって該先端工具に回転打撃力を与えるインパクト工具であって、工具に保持されるためにボール等でアンビルと係合されるくびれ部を有する先端工具を使用するインパクト工具において、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲と、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲で、前記アンビルの軸穴形状を変えたことを特徴としている。
請求項２の発明では、モータによって回転駆動されるスピンドルに回転打撃機構を装着し、該回転打撃機構によって発生する回転打撃力をハンマからアンビルを経て先端工具に間欠的に伝達することによって該先端工具に回転打撃力を与えるインパクト工具であって、工具に保持されるためにボール等でアンビルと係合されるくびれ部を有する先端工具を使用するインパクト工具において、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲と、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲で、前記アンビルの六角形軸穴寸法を変えたことを特徴としている。
請求項３の発明では、モータによって回転駆動されるスピンドルに回転打撃機構を装着し、該回転打撃機構によって発生する回転打撃力をハンマからアンビルを経て先端工具に間欠的に伝達することによって該先端工具に回転打撃力を与えるインパクト工具であって、工具に保持されるためにボール等でアンビルと係合されるくびれ部を有する先端工具を使用するインパクト工具において、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲で、前記先端工具と前記アンビルの隙間部に前記先端工具を押圧するように、リング状の弾性体を前記アンビル内に配置したことを特徴としている。

請求項１、２の発明によれば、インパクト工具に装着される先端工具のアンビル内での折損を防止することができる。
請求項３の発明によれば、インパクト工具に装着される先端工具のアンビル内での折損を防止し、先端工具のふれ精度を向上させることができる。

本発明の実施例に係るアンビル内ＡＡ断面図である。 本発明の実施例に係るアンビル内ＢＢ断面図である。 本発明の別の実施例に係るアンビル内ＡＡ断面図である。 本発明の別の実施例に係るアンビル内ＢＢ断面図である。 本発明の別の実施例に係るアンビル内ＢＢ断面図である。 従来技術の実施例に係る電動工具の全体構造を示す断面図である。 従来技術の実施例に係る電動工具の先端工具保持部の拡大図である。 従来技術の実施例に係るアンビル内ＡＡ断面図である。 従来技術の実施例に係るアンビル内ＢＢ断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１、２は本発明に係るインパクト工具のネジ締め時におけるアンビルと先端工具の係合状態を示す断面図である。

本実施の形態に係るインパクト工具は、バッテリ１を電源とし、モータ２を駆動源とするコードレスの手持ち式工具であって、その構成は一部を除き図６に示した従来のインパクト工具のそれと同じである。従って、以下の説明では図６に示したものと同一要素には同一の符号を付し、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態に係るインパクト工具においては、図１、２に示すように、アンビル３の六角形軸部寸法を、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲２１ｂと、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲２１ｃとで、異なった形状とした。

上述のアンビル３では、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲２１ｂで従来と同じ六角形状・寸法とし、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲２１ｃで先端工具２１の六角形状の頂点を通る円周寸法よりも大きな寸法とした円形状を設けていることを特徴としている。

上記構造とすることで、ネジ締め時に、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲２１ｃで、ねじれ荷重を受けなくなるため、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲２１ｂのみにねじれ荷重が加わり、くびれ部２１ａに応力が生じなくなる。このため、先端工具２１のくびれ部２１ａからの破損を防止することができる。

先端工具２１がくびれ部２１ａから破損しなくなることで、先端工具２１の使用寿命を伸ばすことができ、またアンビル３内に先端工具２１の破片が残らなくなることで、破片を除去するなどの作業者の手間も省くことができる。

別の実施例として図３、４に示すように、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲２１ｃに位置するアンビル３の六角形軸部寸法を、六角形状のままで六角面寸法を大きくすることで、先端工具２１のくびれ部２１ａの両側に発生する変形量差の影響を受けなくし、先端工具２１のくびれ部２１ａからの破損を防ぐことが可能である。

また別の実施例として図５に示すように、アンビル３の六角形軸部寸法を、先端工具２１のくびれ部２１ａからアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲２１ｃで円形状として、先端工具２１とアンビル３の隙間に押圧される寸法で形成されたリング状の弾性体３０を挿入することで、先端工具２１のくびれ部２１ａでの破損防止と、回転時における先端工具２１のふれ精度向上の効果も期待できる。

なお、本実施の形態では、バッテリを電源としたコードレスのインパクト工具について記載したが、商用交流電源により駆動するインパクト工具および圧縮空気により駆動するインパクト工具にも本発明は適用可能である。

１：バッテリ ２：モータ ２ａ：モータ出力軸 ３：アンビル
３ａ：先端工具保持部 ４：ハウジング ４ａ：ハウジングの胴体部
４ｂ：ハンドル部 ５：スイッチ ６：ハンマケース
７：遊星ギヤ機構 ８：スピンドル ８ａ：スピンドルカム溝
９：ハンマ ９ａ：ハンマカム溝 １０：ボール
１１：スプリング ２１：先端工具 ２１ａ：先端工具くびれ部
２１ｂ：先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲
２１ｃ：先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲
２９：ネジ ３０：リング状弾性体
１００：アンビルの先端 １０１：アンビルの後端 １０２：ボール

Claims (3)

1. モータによって回転駆動されるスピンドルに回転打撃機構を装着し、該回転打撃機構によって発生する回転打撃力をハンマからアンビルを経て先端工具に間欠的に伝達することによって該先端工具に回転打撃力を与えるインパクト工具であって、工具に保持されるためにボール等でアンビルと係合されるくびれ部を有する先端工具を使用するインパクト工具において、
   先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲と、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲で、前記アンビルの軸穴形状を変えたことを特徴とするインパクト工具。
2. モータによって回転駆動されるスピンドルに回転打撃機構を装着し、該回転打撃機構によって発生する回転打撃力をハンマからアンビルを経て先端工具に間欠的に伝達することによって該先端工具に回転打撃力を与えるインパクト工具であって、工具に保持されるためにボール等でアンビルと係合されるくびれ部を有する先端工具を使用するインパクト工具において、
   先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴のねじ方向に伸びる範囲と、先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲で、前記アンビルの六角形軸穴寸法を変えたことを特徴とするインパクト工具。
3. モータによって回転駆動されるスピンドルに回転打撃機構を装着し、該回転打撃機構によって発生する回転打撃力をハンマからアンビルを経て先端工具に間欠的に伝達することによって該先端工具に回転打撃力を与えるインパクト工具であって、工具に保持されるためにボール等でアンビルと係合されるくびれ部を有する先端工具を使用するインパクト工具において、
   先端工具のくびれ部からアンビル六角形軸穴の奥方向に伸びる範囲で、前記先端工具と前記アンビルの隙間部に前記先端工具を押圧するように、リング状の弾性体を前記アンビル内に配置したことを特徴とするインパクト工具。