JP2015085508A

JP2015085508A - 気動工具のインパクト機構

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Publication number: JP2015085508A
Application number: JP2014189964A
Authority: JP
Inventors: 全政何; Chuan-Cheng Ho
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: EP2875901A1; US9636808B2; JP5846615B2; EP2875901B1; US20150114674A1; TWI461261B; TW201406501A

Abstract

【課題】トルクを十分に出力できるだけでなく、使用寿命が比較的長い気動工具のインパクト機構を提供する。【解決手段】第一インパクトピン５１Ａ、５２Ｂは伝動軸３０の軸線Ｌに平行し、かつ状況に応じて第一凹状円弧面に当接する。第一環状スリーブ６１は筒状衝撃部４０および二つの第一インパクトピンに被さり、内側に伝動軸の軸線に平行する第一狭溝６１２および第一広溝６１４を有する。第一狭溝は一つの線状突起部４４を格納する。第一広溝は別の一つの線状突起部を可動させるように格納する。上述した構造により、インパクト機構はトルクを出力し、使用寿命を確保することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、エアインパクトレンチなどの電動工具に関し、詳しくは電動工具のインパクト機構に関するものである。

エアインパクトレンチは、空気圧モーター、回転軸およびスリーブを備える。回転軸は空気圧モーターの駆動力によって回転する。スリーブはナットまたはボルトのヘッド部に被さるように回転軸の一端に装着され、かつ回転軸に伴って回転することによってナットまたはボルトを締め付けまたは緩める。

一部のエアインパクトレンチは、上述した付属品のほかにインパクト機構を備える。ナットまたはボルトが締め付けられると空気圧モーターから出力されたトルクは回転軸を持続的に回転させることができなくなる。このときインパクト機構は回転軸に衝撃を与え、瞬間にトルクを増大させる。回転軸は衝撃を受けた瞬間、回転すると同時にスリーブによって既に締め付けられたボルトまたはナットをそれ以上締め付けるか、緩める。

図１および図２に示すように、周知の気動工具のインパクト機構１０は回転軸１１と、筒状衝撃部１３と、スリーブ１５および二つのインパクトピン１６を備える。筒状衝撃部１３は回転軸１１に被さり、二つの装着溝１２を有する。スリーブ１５は筒状衝撃部１３に被さり、二つの陥没溝１４を有する。インパクトピン１６はそれぞれ装着溝１２に配置され、陥没溝１４に向かって移動する。筒状衝撃部１３は空気圧モーター（図中未表示）の駆動力によってインパクト機構１０全体を回転させる。回転軸１１が筒状衝撃部１３に伴って回転することができなくなると、二つのインパクトピン１６は筒状衝撃部１３およびスリーブ１５の駆動力によって回転軸１１の陥没面１７に衝撃を間歇的に与える。このとき回転軸１１は衝撃を受けた瞬間、回転する。

インパクト機構１０は作動の際、筒状衝撃部１３、スリーブ１５および回転軸１１を同心円の状態に維持し、二つのインパクトピン１６によって陥没溝１４を進退し、そのうちの一つのインパクトピン１６を筒状衝撃部１３とスリーブ１５との間に一時的に引っ掛けるため、引っ掛かったインパクトピン１６は回転軸１１に衝撃を間歇的に与えることができる。しかしながら、上述したインパクト機構１０はトルクを十分に出力できるが、付属品の間の摩擦が頻繁に起こり、衝撃力が大きいため、使用寿命が比較的短い。

本発明は、上述した欠点に鑑み、トルクを十分に出力できるだけでなく使用寿命が比較的長い気動工具のインパクト機構を提供することを主な目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明による気動工具のインパクト機構は、伝動軸、筒状衝撃部、二つの第一インパクトピンおよび第一環状スリーブを備える。伝動軸は打撃部位、拡張部位、第一突起部および二つの第一凹状円弧面を有する。拡張部位は伝動軸の軸線に沿って打撃部位から伸びて形成される。第一突起部は伝動軸の第一径方向に沿って打撃部位から伸びて形成される。二つの第一凹状円弧面は第一突起部の両側に位置付けられる。筒状衝撃部は内部が伝動軸の打撃部位を格納する通路となり、かつ外側から伸びて形成された二つの線状突起部と、向かい合う両側に形成された二つの第一径方向穿孔とを有する。二つの線状突起部は筒状衝撃部の向かい合う両側に位置し、かつ伝動軸の軸線に平行する。二つの線状突起部および二つの第一径方向穿孔は筒状衝撃部の円周方向に沿って交差するように配列される。二つの第一インパクトピンは円柱状を呈し、二つの第一径方向穿孔に別々に格納され、伝動軸の軸線に平行する。二つの第一インパクトピンは状況に応じて伝動軸の二つの第一凹状円弧面に当接する。第一環状スリーブは筒状衝撃部および二つの第一インパクトピンに被さり、内側に伝動軸の軸線に平行する第一狭溝および第一広溝を有する。第一広溝の幅が第一狭溝の幅より大きい。第一狭溝は筒状衝撃部の一つの線状突起部を格納する。第一広溝は筒状衝撃部の別の一つの線状突起部を可動させるように格納する。

上述した技術手段により、一つの第一インパクトピンおよび伝動軸の第一突起部が相互に当接しても伝動軸を旋転させることができない際、筒状衝撃部は一つの線状突起部が第一環状スリーブおよび第一狭溝に制限され、別の一つの線状突起部が第一広溝を移動するため、第一環状スリーブは筒状衝撃部および伝動軸に向かってスウィングできる。第一突起部に当接する第一インパクトピンはスライドし、第一突起部を通過できる。筒状衝撃部、第一環状スリーブおよび二つの第一インパクトピンは持続的に回転できると同時に、一つの第一インパクトピンは第一環状スリーブによって伝動軸の方向へ押し付けられ、第一突起部に衝撃を与える。

言い換えれば、本発明による気動工具のインパクト機構において、第一環状スリーブはスウィングによって筒状衝撃部および伝動軸と同じ中心を持つ状態から、中心から離れる状態に変わるため、第一インパクトピンは伝動軸に衝撃を間歇的に与えることができる。つまり、上述した設計は伝動軸にトルクを十分に出力させ、付属品の磨耗度を従来のものより小さくすることができるため、本発明による気動工具のインパクト機構は使用寿命が比較的長い。

従来の気動工具のインパクト機構を示す斜視図である。図１中の２−２線に沿った断面図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構および空気圧モーターを示す斜視分解図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構を示す斜視分解図である。図３中の５−５線に沿った断面図である。図３中の６−６線に沿った断面図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構に衝撃動作を生じさせるプロセスを示す模式図である。本発明の第２実施形態による気動工具のインパクト機構および空気圧モーターを示す斜視分解図である。本発明の第２実施形態による気動工具のインパクト機構を示す斜視分解図である。図１５中の１７−１７線に沿った断面図である。

以下、本発明による気動工具のインパクト機構を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図３から図６に示すように、本発明の第１実施形態による気動工具のインパクト機構２０は、伝動軸３０、筒状衝撃部４０、二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂ、二つの第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂ、第一環状スリーブ６１、第二環状スリーブ６２および二つのストッパー機構７０を備える。

伝動軸３０は、打撃部位３１および拡張部位３２を有する。拡張部位３２は伝動軸３０の軸線Ｌに沿って打撃部位３１から伸びて形成され、かつ方形柱状の接続部３２２を有する。接続部３２２は形がボルトまたはナット（図中未表示）に対応するスリーブ（図中未表示）との接続に用いられるため、スリーブは伝動軸３０の駆動力によってボルトまたはナットを回転させることができる。

伝動軸３０は、さらに第一突起部３３および二つの第一凹状円弧面３４Ａ、３４Ｂ、第二突起部３５および二つの第二凹状円弧面３６Ａ、３６Ｂを有する。第一突起部３３は伝動軸３０の第一径方向Ｄ１に沿って打撃部位３１から伸びて形成される。二つの第一凹状円弧面３４Ａ、３４Ｂは第一突起部３３の両側に位置付けられる。第二突起部３５は伝動軸３０の第二径方向Ｄ２に沿って打撃部位３１から伸びて形成される。二つの第二凹状円弧面３６Ａ、３６Ｂは第二突起部３５の両側に位置付けられる。第一径方向Ｄ１および第二径方向Ｄ２は方向が反対である。

筒状衝撃部４０は、中空の内部が伝動軸３０の打撃部位３１を格納する通路４１となり、かつ外側から伸びて形成された二つの線状突起部４３、４４を有する。通路４１は一端に歯部４２を有する。歯部４２は空気圧モーター８０の出力軸８２と噛み合うため、筒状衝撃部４０は空気圧モーター８０の駆動力によって軸線Ｌを中心に旋転できる。二つの線状突起部４３、４４は筒状衝撃部４０の向かい合う両側（即ち図４から図６の下側および上側）に位置し、かつ伝動軸３０の軸線Ｌに平行する。

筒状衝撃部４０は、さらに向かい合う両側（即ち図４から図６の左側および右側）に形成された二つの第一径方向穿孔４５及び二つの第二径方向穿孔４６を有する。図５に示すように、二つの線状突起部４３、４４および二つの第一径方向穿孔４５は筒状衝撃部４０の円周方向に沿って交差するように配列される。図６に示すように、二つの線状突起部４３、４４および二つの第二径方向穿孔４６は筒状衝撃部４０の円周方向に沿って交差するように配列される。筒状衝撃部４０はさらに外側に形成された二つの溝部４７を有する。線状突起部４３、４４、第一径方向穿孔４５および第二径方向穿孔４６は二つの溝部４７の間に配置される。

二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂは、二つの第一径方向穿孔４５に別々に格納される。第一環状スリーブ６１は筒状衝撃部４０および二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂに被さるため、二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂを二つの第一径方向穿孔４５から逸脱させることが発生しない。二つの第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂは、二つの第二径方向穿孔４６に別々に格納される。第二環状スリーブ６２および第一環状リング６１は並列し、筒状衝撃部４０および二つの第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂに被さるため、二つの第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂを二つの第二径方向穿孔４６から逸脱させることが発生しない。第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂおよび第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂは円柱状を呈し、伝動軸３０の軸線Ｌに平行する。

第一環状スリーブ６１は、内側に伝動軸３０の軸線Ｌに平行する第一狭溝６１２および第一広溝６１４を有する。第一広溝６１４の幅が第一狭溝６１２の幅より大きい。第二環状スリーブ６２は、内側に伝動軸３０の軸線Ｌに平行する第二狭溝６２２および第二広溝６２４を有する。第二広溝６２４の幅が第二狭溝６２２の幅より大きい。本実施形態において、第一環状リング６１および第二環状リング６２は形が同じであり、筒状衝撃部４０に装着される際、位相差が１８０度である。つまり、図５および図６に示すように、第一広溝６１４および第二狭溝６２２は位置が相互に対応し、筒状衝撃部４０の上側に据えられる。第一狭溝６１２および第二広溝６２４は位置が相互に対応し、筒状衝撃部４０の下側に据えられる。第一狭溝６１２および第二狭溝６２２は二つの線状突起部４３、４４を別々に固定する。第二広溝６２４および第一広溝６１４は二つの線状突起部４３、４４を可動させるように別々に格納する。

ストッパー機構７０は、それぞれ環状ストッパー７２および固定リング７４を有する。二つの環状ストッパー７２は筒状衝撃部４０の外側に被さる。第一環状スリーブ６１および第二環状スリーブ６２は二つの環状ストッパー７２の間に位置付けられる。二つの固定リング７４は二つの溝部７４に嵌め込まれるため、環状ストッパー７２、第一環状スリーブ６１および第二環状スリーブ６２は筒状衝撃部４０と分離することなく、二つの固定リング７４の間に固定される。

以下、空気圧モーター８０の駆動力によって筒状衝撃部４０を逆時計回りに回転させる状態下でのインパクト機構２０の作動を図７から図１４の図面に基づいて説明する。図７から図１４は筒状衝撃部４０の駆動力によって作動する二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂおよび第一環状スリーブ６１の位置変化を説明するものである。第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂおよび第二環状スリーブ６２は位置変化が第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂおよび第一環状スリーブ６１とほぼ同じであるため、説明が省略される。第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂおよび第二環状スリーブ６２と、第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂおよび第一環状スリーブ６１とは位相差が１８０度である。

図７および図８に示すように、筒状衝撃部４０が回転すると線状突起部４３によって第一環状スリーブ６１を回転させ、同時に伝動軸３０を中心に二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂを回転させる。このとき第一インパクトピン５１Ａは第一突起部３３に当接し、回転軸３０の回転を促す。図９に示すように、第一インパクトピン５１Ａが回転軸３０の回転を促すことができない際、第一環状スリーブ６１は筒状衝撃部４０および伝動軸３０に向かって左に偏って移動するのに対し、筒状衝撃部４０の線状突起部４４は第一広溝６１４内の右側へ移動する。このとき第二環状リング６２は筒状衝撃部４０および伝動軸３０に向かって右に偏って移動する。第一インパクトピン５１Ｂは第一環状スリーブ６１によって伝動軸３０の方向へ押し付けられるため、第一インパクトピン５１Ａは回転軸３０から離れる方向へ移動し、図１０に示すように第一突起部３３を囲んで円周運動が持続する。

第一インパクトピン５１Ｂを図１１に示した位置まで強制的に回転させると、第一インパクトピン５１Ｂは回転軸３０の第一凹状円弧面３４Ａに衝撃を与え、筒状衝撃部４０および第一環状スリーブ６１の回転に伴って生じた動力を伝動軸３０に伝送するのに対し、第一環状スリーブ６１は図１２に示すように筒状衝撃部４０および伝動軸３０に向かって左に偏って移動する。このとき第二環状スリーブ６２は筒状衝撃部４０および伝動軸３０に向かって右に偏って移動する。第一インパクトピン５１Ａは第一環状スリーブ６１によって伝動軸３０の方向へ押し付けられるため、第一インパクトピン５１Ｂは回転軸３０から離れる方向へ移動し、図１３に示すように第一突起部３３を囲んで円周運動が持続する。

第一インパクトピン５１Ａを図１４に示した位置まで強制的に回転させると、第一インパクトピン５１Ａは回転軸３０の第一凹状円弧面３４Ａに衝撃を与え、筒状衝撃部４０および第一環状スリーブ６１の回転に伴って生じた動力を伝動軸３０に伝送するのに対し、第一環状スリーブ６１は筒状衝撃部４０および伝動軸３０に向かって左に偏って移動する。第二環状スリーブ６２は筒状衝撃部４０および伝動軸３０に向かって右に偏って移動する。このときインパクト機構２０は図９に示した状態に戻る。その流れを循環させ、空気圧モーター８０の駆動力によって筒状衝撃部４０を持続的に回転させれば、インパクト機構２０は上述した動作を繰り返す。つまり、二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂは一回転ごとに伝動軸３０の第一凹状円弧面３４Ａに衝撃を与える。第一インパクトピン５１Ｂが第一凹状円弧面３４Ａに衝撃を与える際、第二インパクトピン５２Ａは伝動軸３０の第二凹状円弧面３６Ｂに衝撃を与える。第一インパクトピン５１Ａが第一凹状円弧面３４Ａに衝撃を与える際、第二インパクトピン５２Ｂは伝動軸３０の第二凹状円弧面３６Ｂに衝撃を与える。上述した動作は伝動軸３０が衝撃を受けた瞬間、回転し、ボルトまたはナットを緩めることができるまで繰り返される。一方、第一環状スリーブ６１が左に偏り、第二環状スリーブ６２が右に偏る際、力が相殺するため、伝動軸３０および筒状衝撃部４０は径方向応力によって振動することがない。

上述したプロセスは時計回りに進行することができる。つまり、二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂは伝動軸３０の第一凹状円弧面３４Ｂに衝撃を交代で与える。二つの第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂは伝動軸３０の第二凹状円弧面３６Ａに衝撃を交代で与える。

上述した実施形態において、筒状衝撃部４０は外側にさらに二つの第一径方向穿孔４５の横に位置する二つの突起部４８と、二つの第二径方向穿孔４６の横に位置する二つの突起部４９とを有する。突起部４８および突起部４９は筒状衝撃部４０の構造強度を高め、使用寿命を伸びることができる。一方、筒状衝撃部４０は上述した構造に限らず、突起部４８、４９が配置されなくてもよい。

一方、別の一実施形態、即ち本発明の第２実施形態において、伝動軸３０は上述した構造に限らず、第二突起部３５が配置されなくてもよい。筒状衝撃部４０は上述した構造に限らず、二つの第二径方向穿孔４６、二つの第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂおよび第二環状スリーブ６２が配置されなくてもよい。第２実施形態は第１実施形態のように二つの環状スリーブが反対方向に偏って生じた外力を伝動軸３０に伝送し、かつ作業の際に環状スリーブが偏って移動し、生じた振動を抑制することができる。

（第２実施形態）
図１５から図１７に示すように、本発明の第２実施形態による気動工具のインパクト機構９０は、伝動軸３０'、筒状衝撃部４０'、二つの第一インパクトピン５１Ａ、５１Ｂおよび第一環状スリーブ６１'を備える。インパクト機構９０は第二突起部３５、第二径方向穿孔４６、第二インパクトピン５２Ａ、５２Ｂおよび第二環状スリーブ６２が配置されないが、全体構造は上述したインパクト機構２０に類似した。インパクト機構９０は第一環状スリーブ６１'が空気圧モーター８０の駆動力によってインパクト機構９０の全体を回転させるため、図７から図１４に示すように作動することができる。

（先行技術）
１０：気動工具のインパクト機構、
１１：回転軸、
１２：装着溝、
１３：筒状衝撃部、
１４：陥没溝、
１５：スリーブ、
１６：インパクトピン、
１７：陥没面、
（本発明の実施形態）
２０：気動工具のインパクト機構、
３０、３０'：伝動軸、
３１：打撃部位、
３２：拡張部位、
３２２：接続部、
３３：第一突起部、
３４Ａ、３４Ｂ：第一凹状円弧面、
３５：第二突起部、
３６Ａ、３６Ｂ：第二凹状円弧面、
４０、４０'：筒状衝撃部、
４１：通路、
４２：歯部、
４３、４４：線状突起部、
４５：第一径方向穿孔、
４６：第二径方向穿孔、
４７：溝部、
４８、４９：突起部、
５１Ａ、５２Ｂ：第一インパクトピン、
５２Ａ、５２Ｂ：第二インパクトピン、
６１、６１'：第一環状スリーブ、
６１２：第一狭溝、
６１４：第一広溝、
６２：第二環状スリーブ、
６２２：第二狭溝、
６２４：第二広溝、
７０：ストッパー機構、
７２：環状ストッパー、
７４：固定リング、
８０：空気圧モーター、
８２：出力軸、
９０：気動工具のインパクト機構、
Ｌ：軸線、
Ｄ１：第一径方向、
Ｄ２：第二径方向

Claims

伝動軸、筒状衝撃部、二つの第一インパクトピンおよび第一環状スリーブを備え、
前記伝動軸は、打撃部位と、前記伝動軸の軸線に沿って前記打撃部位から伸びて形成された拡張部位と、前記伝動軸の第一径方向に沿って前記打撃部位から伸びて形成された第一突起部と、前記第一突起部の両側に位置する二つの第一凹状円弧面とを有し、
前記筒状衝撃部は、内部が前記伝動軸の前記打撃部位を格納する通路となり、かつ外側から伸びて形成された二つの線状突起部と、向かい合う両側に形成された二つの第一径方向穿孔とを有し、二つの前記線状突起部は前記筒状衝撃部の向かい合う両側に位置し、かつ前記伝動軸の前記軸線に平行し、二つの前記線状突起部および二つの前記第一径方向穿孔は前記筒状衝撃部の円周方向に沿って交差するように配列され、
二つの前記第一インパクトピンは、円柱状を呈し、二つの前記第一径方向穿孔に別々に格納され、前記伝動軸の前記軸線に平行し、かつ状況に応じて前記伝動軸の二つの前記第一凹状円弧面に当接し、
前記第一環状スリーブは、前記筒状衝撃部および二つの前記第一インパクトピンに被さり、内側に前記伝動軸の前記軸線に平行する第一狭溝および第一広溝を有し、前記第一広溝の幅が前記第一狭溝の幅より大く、前記第一狭溝は前記筒状衝撃部の一つの前記線状突起部を格納し、前記第一広溝は前記筒状衝撃部の別の一つの前記線状突起部を可動させるように格納することを特徴とする気動工具のインパクト機構。
前記伝動軸は、さらに前記伝動軸の第二径方向に沿って前記打撃部位から伸びて形成された第二突起部と、前記第二突起部の両側に位置する二つの第二凹状円弧面とを有し、前記第二径方向と前記第一径方向とは方向が反対であり、前記筒状衝撃部は、さらに向かい合う両側に形成された二つの第二径方向穿孔を有し、二つの前記線状突起部および二つの前記第二径方向穿孔は前記筒状衝撃部の円周方向に沿って交差するように配列され、
前記インパクト機構は、さらに二つの第二インパクトピンおよび第二環状スリーブを備え、
二つの前記第二インパクトピンは、円柱状を呈し、前記伝動軸の前記軸線に平行し、かつ状況に応じて前記伝動軸の二つの前記第二凹状円弧面に当接し、
前記第二環状スリーブは、前記第一環状スリーブと並列するように前記筒状衝撃部および二つの前記第二インパクトピンに被さり、内側に前記伝動軸の前記軸線に平行する第二狭溝および第二広溝を有し、前記第二広溝の幅が前記第二狭溝の幅より大く、前記第二狭溝は前記第一広溝の位置に対応し、前記筒状衝撃部の一つの前記線状突起部を格納し、前記第二広溝は前記第一狭溝の位置に対応し、前記筒状衝撃部の別の一つの前記線状突起部を可動させるように格納することを特徴とする請求項１に記載の気動工具のインパクト機構。
前記筒状衝撃部は、空気圧モーターの駆動力によって回転することを特徴とする請求項１に記載の気動工具のインパクト機構。
前記第一環状スリーブは、空気圧モーターの駆動力によって回転することを特徴とする請求項１に記載の気動工具のインパクト機構。
前記筒状衝撃部は、外側にさらに二つの前記第一径方向穿孔の横に位置する二つの突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の気動工具のインパクト機構。