JP2021109275A - インパクト工具 - Google Patents
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Abstract
Description
モータにより回転する太陽歯車と、
太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、
遊星歯車と噛み合う内歯歯車と、
遊星歯車を保持するスピンドルと、
スピンドルの径方向外側に保持されるハンマと、
ハンマにより回転方向に打撃されて前方へ突出するアンビルと、
遊星歯車、内歯歯車、スピンドル、ハンマを収容するハンマケースと、
ハンマケースの後部に配置されるベアリングボックスと、
ハンマケースとベアリングボックスとの間に前後方向で挟まれるリング状の弾性部材と、を含んでなることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、弾性部材は、内歯歯車に当接して内歯歯車の前後方向の移動を弾性的に規制していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、弾性部材は、内歯歯車に当接して内歯歯車の径方向の移動を弾性的に規制していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ハンマケースとベアリングボックスとは、ハンマケースとベアリングボックスとの何れか一方に設けた内壁部を、他方に設けた外壁部に差し込むことで結合されて、内壁部の内側に内歯歯車が保持され、
弾性部材は、内壁部の前後何れかの端面と、内歯歯車の外周面と、外壁部の内周面とにそれぞれ当接していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、内歯歯車の外周面における弾性部材の当接部分は、内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、外壁部の内周面における弾性部材の当接部分は、内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ハンマケースの後端に外壁部が、径方向外側への張り出し状態で設けられ、ベアリングボックスの前端に内壁部が設けられて、内壁部の差し込み方向前方でハンマケースの内面に、外壁部の張り出しに伴う段部が形成されて、弾性部材は、段部の後端面にも当接していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、段部は、内歯歯車の前方に位置していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ハンマケースの後端に外壁部が、径方向外側への張り出し状態で設けられ、ベアリングボックスの前端に内壁部が設けられて、内壁部の差し込み方向前方でハンマケースの内面に、外壁部の張り出しに伴う段部が形成され、段部の後側にワッシャが設けられて、弾性部材は、ワッシャの後端面にも当接していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ワッシャは、内歯歯車の前方に位置していることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、弾性部材の外径は、内壁部の外径よりも小さいことを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ハンマケースの後端に内壁部が設けられ、ベアリングボックスの前端に外壁部が設けられて、内歯歯車の外周面における弾性部材の当接部分は、内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、外壁部の内周面における弾性部材の当接部分は、内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、内壁部と外壁部との重合部分は、外側からハウジングによって覆われることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ハウジングには、重合部分の前端と後端とに係止するストッパがそれぞれ設けられていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、弾性部材は、Oリングであることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、ベアリングボックスは、中央部が後方へ突出する段差形状を有する円盤状であることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、中央部は、中心を貫通するモータの回転軸を第1の軸受を介して支持し、中央部の前側で第2の軸受を介してスピンドルを支持することを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、第2の軸受は、第1の軸受よりも大径で、第1の軸受と径方向にオーバーラップしていることを特徴とする。
図1は、インパクト工具の一例である充電式のインパクトドライバの斜視図である。図2は、インパクトドライバの中央縦断面図である。図3は、図2のA−A線拡大断面図である。
インパクトドライバ1は、本体部2とグリップ部3とを有する。本体部2は、中心軸を前後方向として形成されている。グリップ部3は、本体部2から下方へ突出する。インパクトドライバ1は、ハウジングとして、本体ハウジング4と、リヤハウジング5と、ハンマケース6とを備えている。本体ハウジング4は、モータハウジング7と、グリップハウジング8と、バッテリー装着部9とを含んでいる。モータハウジング7は、筒状に形成されて本体部2の後側を形成する。グリップハウジング8は、グリップ部3を形成する。バッテリー装着部9には、電源となるバッテリーパック10が装着される。
ハンマケース6は、金属製で、モータハウジング7の前部に組み付けられて本体部2の前側を形成する。
グリップ部3の上部には、スイッチ20が収容されている。スイッチ20は、トリガ21を前方へ突出させている。
ハンマケース6とスイッチ20との間には、ブラシレスモータ15の正逆切替レバー22が左右へスライド可能に設けられている。正逆切替レバー22の前方には、切替スイッチ23が設けられている。切替スイッチ23は、ボタン部24を前面に露出させた前向き姿勢で保持されている。ボタン部24の押し操作の繰り返しにより、打撃力が4段階及び登録した打撃モードに切り替わるようになっている。
前インシュレータ33には、複数のヒュージング端子36,36・・と、センサ回路基板37とが設けられている。ヒュージング端子36は、コイル35から引き出されるワイヤを一端に挟んでヒュージングする。各ヒュージング端子36の他端は、前インシュレータ33の下端にネジ止めされる端子ユニット38へ電気的に接続されている。端子ユニット38には、制御回路基板27から配線される三相の電源線39が接続されている。
センサ回路基板37は、ロータ31の後述するセンサ用永久磁石43の位置を検出して回転検出信号を出力する3つの回転検出素子(図示略)を搭載している。センサ回路基板37の下端には、回転検出信号を出力する信号線(図示略)が接続されている。信号線は、電源線39と共にスイッチ20の後方でグリップ部3内を通って制御回路基板27に接続されている。
リヤハウジング5の後側内面の中央部には、軸受44が保持されている。軸受44は、回転軸40の後端を軸支している。軸受44の前方で回転軸40には、モータ冷却用のファン45が取り付けられている。ファン45の外側でリヤハウジング5の周面には、複数の排気口46,46・・が形成されている。排気口46の前方でモータハウジング7の左右の側面には、複数の吸気口47,47・・が形成されている。
中央部51は、中心に回転軸40の前端を貫通させて、後側で保持した軸受54で回転軸40を支持している。回転軸40の前端には、太陽歯車となるピニオン55が取り付けられている。
ベアリングボックス50の外周には、前方へ延びるリング状の内壁部56が形成されている。内壁部56内に、減速機構16のインターナルギヤ57が保持されている。インターナルギヤ57は、図4に示すように、内壁部56の内周面に設けた複数の凸部58,58・・と、インターナルギヤ57の外周面に設けた複数の凹部59,59との係合によって回転規制されている。
図4は、内壁部56と外壁部61との重合部分の拡大図である。外壁部61は、径方向外側へ張り出し形成されて、内周面にリング状の段部62を形成している。段部62の後端面62aは、内壁部56の前端面56aよりも前方に位置している。段部62の内周面62bは、凸部58を除く内壁部56の内周面56bよりも径方向内側に位置している。インターナルギヤ57の前端面57aは、内壁部56の前端面56aよりも前方に位置し、段部62の後端面62aよりも後方に位置している。
よって、内壁部56の前方には、内壁部56と外壁部61と段部62とインターナルギヤ57とに囲まれるリング状の空間Sが形成される。この空間S内に、Oリング63が収容されている。Oリング63の外径は、内壁部56の外径よりも小さくなっている。
同様に、空間Sを形成する外壁部61の前端内周面も、内壁部56の前端面56aよりやや前方位置から前方へ行くに従って小径となる外側テーパ面67となっている。
Oリング63は、内壁部56の前端面56aと、インターナルギヤ57の内側テーパ面65及び等径面66と、外壁部61の外側テーパ面67と、段部62の後端面62aとにそれぞれ当接している。これにより、ハンマケース6の内部と、内壁部56と外壁部61との間で空間Sがシールされる。
モータハウジング7の前端には、外壁部61の前方で径方向内側へ突出するリング状の前ストッパ68が形成されている。外壁部61は、後ストッパ52と前ストッパ68との間で前後方向の移動が規制される。内壁部56は、後端が後ストッパ52に当接し、前端面56aが圧縮されたOリング63に当接することで前後方向の移動が規制される。Oリング63によってインターナルギヤ57の緩衝効果が得られる。また、圧縮されたOリング63が外側テーパ面67と内側テーパ面65とに当接することで、インターナルギヤ57の径方向の移動も規制される。
まず、ベアリングボックス50の内壁部56にインターナルギヤ57を保持させる。
次に、インターナルギヤ57の内側テーパ面65と等径面66とに跨がってOリング63を外装する。このとき、内側テーパ面65によってOリング63の組み付けは容易に行える。
次に、ベアリングボックス50の内壁部56をハンマケース6の外壁部61に差し込む。このとき、Oリング63の外径は内壁部56の外径よりも小さくなっているので、Oリング63が外壁部61に接触して摩擦抵抗を生じさせることがない。これによりハンマケース6の後端がベアリングボックス50により閉塞される。
次に、ベアリングボックス50とハンマケース6とを、後ストッパ52と前ストッパ68との間に内壁部56と外壁部61との重合部分を位置させた状態で、半割ハウジング4a,4bで挟み込んで組み付ける。
組み付け後は、Oリング63が、内壁部56の前端面56aと、インターナルギヤ57の内側テーパ面65及び等径面66と、外壁部61の外側テーパ面67と、段部62の後端面62aとにそれぞれ当接した状態で圧縮変形する。よって、空間Sが閉塞される。また、インターナルギヤ57の前後方向及び径方向への移動も規制されてがたつきが抑えられる。
スピンドル17は、軸心に貫通孔83を有する。貫通孔83の後部に、回転軸40のピニオン55が突出している。
減速機構16は、インターナルギヤ57の他、インターナルギヤ57の内歯に噛み合う3つのプラネタリーギヤ84,84・・を備える。プラネタリーギヤ84は、ピン85によってキャリア部80内で回転可能に支持されている。各プラネタリーギヤ84は、回転軸40のピニオン55と噛合している。
そこで、ここでのハンマケース6では、前筒部60の後側が、図2,3に示すように、縦断面が直線的に先細りとなるテーパ形状となっている。これに合わせてハンマ90の外径も、縦断面が直線的に先細りとなるテーパ形状となっている。このテーパ形状により、ハンマケース6の前側部分は、上下左右共にスリムとなる。よって、ハンマケース6の左右にライト71,71を設けても、ハンマケースカバー70を除いてライト71,71を含む左右幅は、後方のモータハウジング7の左右幅よりも小さくなっている。ハンマケースカバー70を含めた左右幅は、リヤハウジング5の左右幅よりも小さくなっている。
このように、ハンマケースカバー70を含めた前部の左右幅が小さくなっているので、狭い場所にも入り込みやすくなって支障なくネジ締めが行え、使い勝手がよくなる。なお、この前部の左右幅に係る構成は、インパクト工具に限らず、ドライバドリルや震動ドライバドリル等にも採用可能である。
前筒部60の後面内周側には、リング状の保持部98が同軸で形成されている。保持部98の外側には、樹脂製の外ワッシャ99が嵌合している。外ワッシャ99は、後面が保持部98よりも後方位置となる厚みを有してアーム97,97を受ける。
アンビル19の後面軸心には、嵌合凹部100が形成されている。嵌合凹部100には、スピンドル17の前端軸心に設けた嵌合凸部101が嵌合する。スピンドル17の貫通孔83は、嵌合凹部100に連通して、グリスを嵌合凹部100へ供給する。
アンビル19の軸心には、挿入孔102が前端から開口形成されている。挿入孔102は、ビットを前方から挿入可能な横断面六角形状となっている。アンビル19の前端には、挿入孔102にビットを挿脱するための操作スリーブ103が外装されている。
ネジ締めが進んでアンビル19のトルクが高まると、ハンマ90が、ボール94,94をスピンドル17のカム溝93,93に沿って転動させながらコイルバネ91の付勢に抗して後退する。そして、爪92,92がアーム97,97から離れると、コイルバネ91の付勢とカム溝93の案内とにより、ハンマ90は前進しながら回転して爪92,92を再びアーム97,97に係合させる。よって、アンビル19に回転打撃力(インパクト)が発生する。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。ベアリングボックス50とハンマケース6との間はOリング63でシールされているので、ハンマケース6内に封入されたグリスが使用中に漏れることはない。
表示パネル28に設けたライトスイッチをONし、トリガ21を押し込んでスイッチ20をONさせる。すると、左右のライト71,71が点灯してビットの前方を照射する。よって、暗い場所でも支障なく作業が行える。
この構成により、1つのOリング63でハンマケース6とベアリングボックス50との間をシールできる。また、Oリング63は前後方向でハンマケース6とベアリングボックス50との間に挟まれるので、本体部2が径方向に大きくならない。よって、部品点数が少ないコンパクトな構成でグリス漏れを防止することができる。
また、ハンマケース6とベアリングボックス50とは、ベアリングボックス50に設けた内壁部56を、ハンマケース6に設けた外壁部61に差し込むことで結合されて、内壁部56の内側にインターナルギヤ57が保持される。そして、Oリング63は、内壁部56の前端面56aと、インターナルギヤ57の外周面と、外壁部61の内周面とにそれぞれ当接している。
よって、Oリング63が、ベアリングボックス50、ハンマケース6、インターナルギヤ57の間で当該3部品と同時に接触し、グリス漏れの防止を効果的に実現できる。
また、外壁部61の内周面におけるOリング63の当接部分は、内壁部56の差し込み方向前方へ行くに従って小径となる外側テーパ面67となっている。よって、内側テーパ面65と対向してOリング63を無理なく変形させることができる。
また、ハンマケース6の後端に外壁部61が、径方向外側への張り出し状態で設けられ、ベアリングボックス50の前端に内壁部56が設けられている。そして、内壁部56の差し込み方向前方でハンマケース6の内面に、外壁部61の張り出しに伴う段部62が形成されて、Oリング63は、段部62の後端面62aにも当接している。よって、段部62によりOリング63を介してインターナルギヤ57の抜け止めが行える。
また、段部62は、インターナルギヤ57の前方に位置している。よって、段部62によりインターナルギヤ57の抜け止めも行える。
また、内壁部56と外壁部61との重合部分は、外側からモータハウジング7(ハウジング)によって覆われる。よって、モータハウジング7により重合部分の保護及び位置決めが行える。
また、モータハウジング7には、重合部分の前端と後端とに係止する後ストッパ52と前ストッパ68とがそれぞれ設けられている。よって、差し込み構造としても重合状態が確実に維持される。
また、弾性部材をOリング63としているので、弾性部材が簡単に得られる。
一方、上記形態では、ベアリングボックス50に内壁部56を、ハンマケース6に外壁部61をそれぞれ設けているが、逆にしてもよい。図6にその一例を示す。図6では、ハンマケース6の後端に内壁部56を設け、ベアリングボックス50の外周に外壁部61を設けて重合させている。インターナルギヤ57は、内壁部56に設けた凸部58とインターナルギヤ57に設けた凹部59との係合によりハンマケース6側に保持される。空間Sは、内壁部56の後方に形成されており、インターナルギヤ57の後端外周面に内側テーパ面65と等径面66とが形成される。外側テーパ面67は、ベアリングボックス50における外壁部61の後端内周面に形成される。
各形態において、インターナルギヤの外周には、内側テーパ面と等径部とを設けているが、内側テーパ面のみとしてもよい。また、テーパ面に代えて、Oリング等の弾性部材が嵌合するリング溝としてもよい。外壁部では外側テーパ面を省略できる。
その他、本発明は、インパクトドライバに限らず、アングルインパクトドライバ、インパクトレンチ等の他のインパクト工具においても適用可能である。充電式に限らず、バッテリーパックを電源としないAC機にも本発明は採用可能である。
Claims (19)
- モータと、
前記モータにより回転する太陽歯車と、
前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、
前記遊星歯車と噛み合う内歯歯車と、
前記遊星歯車を保持するスピンドルと、
前記スピンドルの径方向外側に保持されるハンマと、
前記ハンマにより回転方向に打撃されて前方へ突出するアンビルと、
前記遊星歯車、前記内歯歯車、前記スピンドル、前記ハンマを収容するハンマケースと、
前記ハンマケースの後部に配置されるベアリングボックスと、
前記ハンマケースと前記ベアリングボックスとの間に前後方向で挟まれるリング状の弾性部材と、を含んでなるインパクト工具。 - 前記弾性部材は、前記内歯歯車に当接して前記内歯歯車の前後方向の移動を弾性的に規制していることを特徴とする請求項1に記載のインパクト工具。
- 前記弾性部材は、前記内歯歯車に当接して前記内歯歯車の径方向の移動を弾性的に規制していることを特徴とする請求項1又は2に記載のインパクト工具。
- 前記ハンマケースと前記ベアリングボックスとは、前記ハンマケースと前記ベアリングボックスとの何れか一方に設けた内壁部を、他方に設けた外壁部に差し込むことで結合されて、前記内壁部の内側に前記内歯歯車が保持され、
前記弾性部材は、前記内壁部の前後何れかの端面と、前記内歯歯車の外周面と、前記外壁部の内周面とにそれぞれ当接していることを特徴とする請求項2又は3に記載のインパクト工具。 - 前記内歯歯車の外周面における前記弾性部材の当接部分は、前記内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする請求項4に記載のインパクト工具。
- 前記外壁部の内周面における前記弾性部材の当接部分は、前記内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする請求項4又は5に記載のインパクト工具。
- 前記ハンマケースの後端に前記外壁部が、径方向外側への張り出し状態で設けられ、前記ベアリングボックスの前端に前記内壁部が設けられて、前記内壁部の差し込み方向前方で前記ハンマケースの内面に、前記外壁部の張り出しに伴う段部が形成されて、前記弾性部材は、前記段部の後端面にも当接していることを特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載のインパクト工具。
- 前記段部は、前記内歯歯車の前方に位置していることを特徴とする請求項7に記載のインパクト工具。
- 前記ハンマケースの後端に前記外壁部が、径方向外側への張り出し状態で設けられ、前記ベアリングボックスの前端に前記内壁部が設けられて、前記内壁部の差し込み方向前方で前記ハンマケースの内面に、前記外壁部の張り出しに伴う段部が形成され、前記段部の後側にワッシャが設けられて、前記弾性部材は、前記ワッシャの後端面にも当接していることを特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載のインパクト工具。
- 前記ワッシャは、前記内歯歯車の前方に位置していることを特徴とする請求項9に記載のインパクト工具。
- 前記弾性部材の外径は、前記内壁部の外径よりも小さいことを特徴とする請求項4乃至10の何れかに記載のインパクト工具。
- 前記ハンマケースの後端に前記内壁部が設けられ、前記ベアリングボックスの前端に前記外壁部が設けられて、前記内歯歯車の外周面における前記弾性部材の当接部分は、前記内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする請求項4に記載のインパクト工具。
- 前記外壁部の内周面における前記弾性部材の当接部分は、前記内壁部の差し込み方向前方へ行くに従って小径となるテーパ面となっていることを特徴とする請求項12に記載のインパクト工具。
- 前記内壁部と前記外壁部との重合部分は、外側からハウジングによって覆われることを特徴とする請求項4乃至13の何れかに記載のインパクト工具。
- 前記ハウジングには、前記重合部分の前端と後端とに係止するストッパがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項14に記載のインパクト工具。
- 前記弾性部材は、Oリングであることを特徴とする請求項1乃至15の何れかに記載のインパクト工具。
- 前記ベアリングボックスは、中央部が後方へ突出する段差形状を有する円盤状であることを特徴とする請求項1乃至16の何れかに記載のインパクト工具。
- 前記中央部は、中心を貫通する前記モータの回転軸を第1の軸受を介して支持し、前記中央部の前側で第2の軸受を介して前記スピンドルを支持することを特徴とする請求項17に記載のインパクト工具。
- 前記第2の軸受は、前記第1の軸受よりも大径で、前記第1の軸受と径方向にオーバーラップしていることを特徴とする請求項18に記載のインパクト工具。
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