JP4011318B2 - 回転工具のビット取付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばスクリュードライバやインパクトドライバ等の回転工具において、先端工具としてのドライバビットやソケットタイプのビットを取り付けるためのビット取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の回転工具は、モータにより回転するスピンドルと、このスピンドルの先端にビットを取り付けるためのビット取付装置とを備えている。ビット取付装置は、スピンドルの先端部に軸方向に移動可能に支持した操作スリーブを備えており、この操作スリーブを軸方向に後退させたときは、スピンドルの先端面に設けた断面六角形のビット装着孔に対して、ビットが抜き差し可能な状態となる。そして、ビットの六角軸部をビット装着孔に差し込んだ状態で、操作スリーブを軸方向に前進（バネ力で自動復帰）させると、ビット装着孔に装着したドライバビットが抜け止め状態に取り付けられる。
【０００３】
上記のようなビット取付装置においては、ビット装着孔に対するビットの軸回りのガタツキ（振れ）を防止するために、ビット装着孔の内周側にゴムリングを装着し、このゴムリングの内周側を押し広げつつビットを挿入する構成とすることによって、ゴムリングの弾性力でビットの振れを抑制する振れ止め構造を採用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ゴムリングを用いたビットの振れ止め構造は、ゴムが有する弾性を利用する方式のため、弾性を強く設定したときは、ビットの抜き差しに対するゴムリングの摩擦抵抗が大きくなり、ビットの着脱操作性が悪くなるという問題があり、他方弾性を弱めたときは、保持力が低下し、十分な振れ止め効果が確保できないといった問題がる。
【０００５】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転工具のビット取付装置において、ビットの着脱操作性の向上を図るとともに、ビットの振れ止め効果を高める上で有効なビットの振れ止め技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係る回転工具のビット取付装置は、特許請求の範囲の請求項１に記載の通りの構成を備えた。
請求項１に記載された回転工具のビット取付装置においては、ビット装着孔の奥側に、軸方向に付勢されたビットホルダを取り付けている。このビットホルダは、ビット装着孔に差し込まれたビットの軸方向に外周端部に係合することで該ビットを抜止部材側に向かって押圧しつつ径方向の動きを規制する構成としている。このような構成によれば、ビットはビットホルダによって径方向の動きを規制されて振れ止めされる。そして、ビットの径方向の動きを規制するための保持力は、該ビットに付与する軸方向の付勢力を調整することで任意に得ることができる。また、ビットホルダはビットのビット装着孔に対する抜き差し操作に対する摩擦抵抗とならない。このため、ビットの着脱操作性が向上する。
【０００７】
また、特許請求の範囲に含まれない構成であるが、下記の関連技術によっても同様の作用効果を得ることができる。
例えば第１の関連技術として、「回転軸のビット装着孔にビットを差し込んで前記回転軸に前記ビットを取り付ける回転工具のビット取付装置であって、前記回転軸の外周に形成されたバネ取付溝に径を収縮する方向に付勢力が付与された状態でバネ部材が取り付けられ、そのバネ部材は、前記バネ取付溝と前記ビット装着孔とを周方向において点在的に連通するように形成された複数の開口部を通して前記回転軸のビット装着孔に差し込まれた前記ビットに対して外周側から係合することで該ビットの径方向の動きを規制することを特徴とする回転工具のビット取付装置」とすることができる。
係る第１の関連技術によれば、ビット装着孔を備えた回転軸の外周に形成されたバネ取付溝に径を収縮する方向に付勢力が付与された状態でバネ部材を取り付けている。このバネ部材は、バネ取付溝とビット装着孔とを周方向において点在的に連通するように形成された複数の開口部を通して回転軸のビット装着孔に差し込まれたビットに対して外周側から係合することで該ビットの径方向の動きを規制する構成としている。ここで、径を収縮する方向とは、例えばバネ部材が周方向の一部が切り欠かれた単一の環状バネの場合であれば、文字通り直径が小さくなる方向をいい、バネ部材が円周線上に適宜間隔で配置された複数のバネから成立している場合であれば、ビットの外周に接近する方向をいう。また、付勢力を付与された状態とは、バネ部材に予めバネ力が作用している状態をいう。
径を収縮する方向に付勢力が付与されたバネ部材は、ビットが回転軸のビット装着孔内に差し込まれたとき、該ビットの外周に係合して径方向の動きを規制し、これによりビットの振れを防止することができる。
すなわち、第１の関連技術によれば、バネ部材に対して径を収縮する方向に付勢力を与えておき、その付勢力でビットを保持する構成としたものである。従って、ビットの振れ止めに必要なバネ部材によるビットの保持力を容易に得ることが可能となり、振れ止め効果を向上できる。
また、バネ部材は、金属製あるいは樹脂製である。従って、ビットの抜き差しによるバネ部材との係合又は解除時の摩擦抵抗を、従来のゴムリングに比べて遙かに小さくできる。このため、ビットを回転軸のビット装着孔に抜き差しするときの着脱操作性を向上することが可能となる。また、バネ部材を外側から組み付ける構成のため、バネ取付溝の加工が楽であるとともに、バネ部材を回転軸の外周側から組み付けることが可能になり、組付け性が向上する。
【０００８】
また、第２の関連技術として、「回転軸のビット装着孔にビットを差し込んで前記回転軸に前記ビットを取り付ける回転工具のビット取付装置であって、前記回転軸の外周に形成されたバネ取付溝に径を収縮する方向に付勢力が付与された状態でバネ部材が取り付けられており、そのバネ部材は、前記回転軸のビット装着孔に差し込まれた前記ビット外周の平面部に対して介在物を介して係合することで該ビットの径方向の動きを規制することを特徴とする回転工具のビット取付装置」とすることができる。
係る第２の関連技術によれば、回転軸の外周に形成されたバネ取付溝に径を収縮する方向に付勢力が付与された状態でバネ部材が取り付けられており、そのバネ部材は、回転軸のビット装着孔に差し込まれたビット外周の平面部に対して介在物を介して係合することで該ビットの径方向の動きを規制する構成としている。このような構成によれば、介在物とビットとの係合領域を広くとることが可能となり、より安定した振れ止め効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、前記第１の関連技術についての第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、回転工具の一例としてインパクトドライバに適用している。図１にインパクトドライバ１の全体が一部破断した状態で示されている。図２はビット取付装置の拡大断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。図示のように、インパクトドライバ１は、ハウジング２内に収容された電動モータを駆動源として、遊星歯車列からなる動力伝達機構３を介して回転されるスピンドル４を備えている。スピンドル４の先端側外周には、該スピンドル４の先端側に同心的に配置されたアンビル８に対して回転打撃を与えるためのハンマー９が回動可能にかつ軸方向に移動可能に嵌合されている。アンビル８はハウジング２に接合されたハンマケース６に軸受７を介して回転可能に支持されており、その先端にねじの締付工具であるドライバビット１４（以下、単にビットという）が装着可能とされている。上記のアンビル８が本発明でいう回転軸に対応する。
【００１０】
スピンドル４とハンマー９との間には、カム溝１０とボール（鋼球）１１との組み合わせからなるカム機構１２が介在されている。このカム機構１２を介してスピンドル４と連係されたハンマー９は、ねじ締め抵抗が小さい段階では、スピンドル４の回転を直接アンビル８に伝達するが、ねじ締め抵抗が一定値を越えたとき（受けたとき）には、スピンドル４と共に回転しつつ軸方向に移動してアンビル８に衝撃的に係合することによって該アンビル８に回転打撃を伝達するように構成されている。
【００１１】
すなわち、ハンマー９はスピンドル４に対して所定角度の周方向移動と軸方向移動との複合運動を行う構成となっており、常には圧縮スプリング１３により前進方向（アンビル８側）に向かって加圧されている。一方、ハンマー９の前端面には、周方向に１８０度の位相差を置いて２個の爪９ａが設けられ、これに対応してアンビル８の軸端面には、周方向に１８０度の位相差を置いて２個の爪８ａが設けられている。
従って、ねじ締め抵抗が一定値を越えた状態では、ハンマー９は圧縮スプリング１３の加圧力で回動しつつ前進してその爪９ａがアンビル８の爪８ａに周方向から当接（衝突）し、これによりアンビル８に回転方向の打撃が与えられる。このことによって、アンビル８からビット１４を経てねじに回転打撃を与えてネジ締めが行われる。そして、打撃後のハンマー９は、打撃時の反発力で圧縮スプリング１３に抗してスピンドル４の回転方向と逆方向へ回動されつつ軸方向に後退し、後退後は、再び圧縮スプリング１３の加圧力で回動しつつ前進し、以下、上記と同様の打撃動作を繰り返す。
【００１２】
次に、インパクトドライバ１のアンビル８にビット１４を取り付けるためのビット取付装置２０を説明する。アンビル８の先端側には、ビット１４の挿入側の基端部１４ｂを挿入するためのビット装着孔８ｂが形成されている。本実施形態においては、ビット１４は六角柱体をなすもので、先端に十字ドライバ部１４ｃを有している。また、ビット１４の基端部側にはアンビル８側に組み付けられる抜止部材としての鋼球２１が嵌まり込むための溝部１４ａが全周に亘って形成されている。
アンビル８のビット装着孔８ｂは、ビット１４の形状に対応した六角形の角孔に形成されている。このビット装着孔８ｂはアンビル８の中心、すなわち、回転軸線上に形成されている。
また、アンビル８の先端側には、径方向の対向する２箇所に鋼球２１が配置されている。この鋼球２１は、それぞれアンビル８の径方向に沿って形成された保持孔８ｃ内に移動可能に収容され、アンビル８の先端外周側に配置された操作スリーブ２２によってビット装着孔８ｂに対して出没（出入り）可能に保持される。なお、鋼球２１がビット装着孔８ｂ側に脱落しないように保持孔８ｃの径が設定されている。
【００１３】
操作スリーブ２２は、アンビル８の外周に回転可能に取り付けられ、軸方向には止め輪２３及び平ワッシャ２４によって脱落できないように規制されている。また、操作スリーブ２２と平ワッシャ２４との間には、圧縮バネ２５が介在され、この圧縮バネ２５によって操作スリーブ２２が軸方向（図２において左方向）に付勢されている。操作スリーブ２２の内周側には、鋼球２１に対応する周方向に内側に突出する突起部２２ａが形成されている。
【００１４】
操作スリーブ２２は、常には圧縮バネ２５により付勢され、そのときは、図２に示すように、突起部２２ａによって鋼球２１がビット装着孔８ｂに突出された位置に保持される。従って、この状態において、ビット装着孔８ｂ内にビット１４が挿入されていれば、鋼球２１がビット１４の溝部１４ａに嵌まり込んで抜け止めされる。
一方、操作スリーブ２２を圧縮バネ２５のバネ力に抗してアンクランプ方向（図２において右方向）に操作し、突起部２２ａを鋼球２１から外すと、該鋼球２１が保持孔８ｃ内に没入可能状態となる。従って、その状態では、ビット装着孔８ｂ内に対してビット１４の基端部１４ｂが挿入及び抜き取りが可能となる。
【００１５】
上記のように構成されたビット取付装置２０は、操作スリーブ２２をアンクランプ方向へ操作した状態で、ビット１４を抜き差し操作することで簡単に着脱することができ、またビット１４を取り付けた状態では、鋼球２１によってビット１４を装着位置に確実に保持することができる。
また、本実施形態におけるビット取付装置２０は、ビット装着孔８ｂに対するビット１４の軸回りのガタツキ（振れ）を防止するために、ビット装着孔８ｂの奥側に配置された振れ止め用としての断面円形のバネ部材２６を備えている。バネ部材２６は、図３に示すように、周方向の一部に切欠を有する環状、すなわち略Ｃ形に形成され、ビット１４の基部側外周と係合することで該ビット１４の径方向の動きを規制する。
バネ部材２６は、ビット装着孔８ｂの壁面を突き破ってビット装着孔８ｂ側に僅かに突き出るようにアンビル８に設けられ、その突き出し部がビット１４の基端部１４ｂの角部１４ｄに係合することによって、該ビット１４の径方向の移動を規制する構成となっている。
【００１６】
バネ部材２６をアンビル８に組み付けるために、アンビル８の基部側（スピンドル４側）には筒孔８ｄが形成され、その筒孔８ｄ内にはバネ部材２６を収容するためのバネホルダ２７が嵌入されて固着されている。バネホルダ２７は、基部側にはスピンドル４の先端軸部４ａが回転可能に嵌合する軸孔２７ａを有し、先端側にはビット装着孔８ｂの一部を形成する六角孔２７ｂを有している。また、バネホルダ２７の外周面には、六角孔２７ｂに対応する部位に、環状のバネ取付溝２７ｃが形成され、そのバネ取付溝２７ｃにバネ部材２６が径を収縮する方向、すなわちビット１４の外周に接近する方向に付勢力を付加された状態で嵌合されている。
【００１７】
バネ取付溝２７ｃの溝底面には、六角孔２７ｂの各角部に対応する部位に該六角孔２７ｂと連通する開口部２７ｄが形成されている。すなわち、バネ取付溝２７ｃと六角孔２７ｂとは、周方向の六ヶ所で開口部２７ｄによって連通されている。従って、バネ取付溝２７ｃに嵌合されたバネ部材２６は、その内周の一部が開口部２７ｄから六角孔２７ｂに点在的に突出する。
【００１８】
このため、ビット１４がビット装着孔８ｂ内に差し込まれるとき、該ビット１４の基端部１４ｂの角部１４ｄがバネ部材２６を押し広げつつ該バネ部材２６内に挿入される。このとき、バネ部材２６は断面円形のため、ビット１４の挿入を円滑に行うことができる。バネ部材２６内に挿入されたビット１４は、バネ部材２６に係合することで径方向の動きを規制され、これによりビット１４の振れが防止されることになる。このときのバネ部材２６によるビット１４の保持力は、該バネ部材２６に予め付与される径を収縮する方向の付勢力（バネ力）によって適宜に設定することができる。なお、アンビル８の筒孔８ｄの内周面とビット１４の外周との間には、該ビット１４の拡開方向の弾性変形を許容し得る隙間が設定されている。
【００１９】
このように、本実施形態のビット取付装置２０は、アンビル８のビット装着孔８ｂの奥側に略Ｃ形のバネ部材２６を設け、このバネ部材２６をビット装着孔８ｂに差し込まれたビット１４の外周面に係合させて該ビット１４の径方向の動きを規制する構成としたものであり、これによりビット１４の振れを防止することができる。
特に、本実施形態によれば、バネ部材２６は環状のバネ取付溝２７ｃに径を収縮する方向に付勢力を与えた状態で取り付けることができる。その結果、ビット１４を前記付勢力で保持し、径方向の動きを規制することができる。このため、振れ止めに必要な保持力を容易に設定することが可能となり、ビット１４の振れ止め効果の高いビット取付装置が提供できる。
また、バネ部材２６をバネ取付溝２７ｃに対して外側から組み付ける構成のため、バネ取付溝２７ｃの加工が容易にできるとともに、バネ部材２６の組付けが容易で組付け性の向上を図ることができる。
【００２０】
また、本実施形態では、バネ部材２６は、金属製としている。このため、バネ部材２６に対してビット１４が抜き差しされるときの摩擦抵抗を、従来のゴムリングに比べて遙かに小さくできる。これにより、ビット１４をアンビル８のビット装着孔８ｂに抜き差しするときの着脱操作性を向上することが可能となるとともに、ゴムリングに比べて耐摩耗性も向上する。
【００２１】
次に、前記第２の関連技術についての第２の実施形態を図４及び図５に基づいて説明する。第２の実施形態は、ビット取付装置２０におけるビット１４の振れ防止に関する変更例である。第２の実施形態では、バネ部材として、断面平板状でかつ周方向の一部が切り欠かれた環状、つまり略Ｃ形の板バネ２８が用いられている。板バネ２８はバネホルダ２７の外周面に形成された環状のバネ取付溝２７ｃ内に径を収縮する方向に付勢力が付加された状態で嵌合されている。バネホルダ２７の六角孔２７ｂを構成する内壁面には、６個の平面部中、一つ置きの３個の平面部２７ｅに開口部２７ｆが形成され、その開口部２７ｆに円柱状のピン２９がそれぞれ配置されている。ピン２９はその軸線方向がビット１４の抜き差し方向に平行となるように配置され、板バネ２８によって加圧されて六角孔２７ｂ内に一部が突出されている。なお、開口部２７ｆはピン２９が六角孔２７ｂ内に脱落しないようにその孔径が設定されている。上記のピン２９が第２の関連技術における介在物に対応する。
【００２２】
上記のように、第２の実施形態は、板バネ２８を介在物としてのピン２９を介在させてビット１４の平面部１４ｅに係合させることで、ビット１４の径方向の動きを規制するように構成したものである。なお、その他については前述した第１の実施形態と同様に構成される。
従って、第２の実施形態に係るビット取付装置２０によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、介在物であるピン２９を介在する構成としたことによって、ビット１４の平面部１４ｅに係合させて保持する構成を採用でき、これによりピン２９とビット１４との係合領域を広げることが可能となり、より安定した振れ止め効果が期待できる。
【００２３】
次に、請求項１記載の発明に係る第３の実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。第３の実施形態は、ビット取付装置２０におけるビット１４の振れ防止に関する変更例である。第３の実施形態では、アンビル８の基部側にビット装着孔８ｂに連通して筒孔８ｄが形成され、その筒孔８ｄにビットホルダ３０が軸方向に移動可能に収容されている。ビットホルダ３０は筒孔８ｄの基部側にねじ込まれたキャップ３１によって支持されたウエーブワッシャ（波板状のプレート）３２を介して先端側に加圧されている。
【００２４】
すなわち、ビットホルダ３０は、ウエーブワッシャ３２の弾性変形によって付勢力を付与された状態でビット装着孔８ｂとの段差面に当接されている。ビットホルダ３０は先端側にテーパー状の係合孔３０ａを有し、その係合孔３０ａがビット装着孔８ｂ内に挿入されたビット１４の軸方向の外周端部に係合することで、該ビット１４を抜止部材としての鋼球２１側に向かって押圧するとともに径方向の動きを規制する構成となっている。なお、その他については、前述した第１の実施形態と同様に構成されている。
【００２５】
上記のように構成された第３の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様、ビット装着孔８ｂ内に差し込まれたビット１４の径方向の動きを規制し、その振れを防止することができる。この場合、ビット１４をビットホルダ３０によって抜止部材である鋼球２１側に押圧する構成のため、該鋼球２１との共同によって効果的な振れ止めが達成される。また、ビット装着孔８ｂへのビット１４の抜き差しに対して抵抗を加えることがなく、ビット１４の抜き差し性が向上する。また、第３の実施形態では、ビット１４の外周端部に対してテーパー状の係合孔３０ａによって係合する構成のため、ビット１４に関して径方向の動きの規制を行うと同時に心出し効果が得られる。このため、ビットの振れ止めを効果的に実現できる。
【００２６】
なお、本発明は前述した第１〜第３の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
例えば、ビット取付装置２０におけるビット１４の振れ止め構造としては、図８あるいは図９に示す如く変更することが可能である。
図８に示す変更例では、バネホルダ２７に形成されるバネ取付溝２７ｃの溝底面に六角孔２７ｂと連通する３個の平面カットによる開口部２７ｇが周方向に等間隔で形成されている。バネ取付溝２７ｃには、断面円形状でかつ周方向の一部が切り欠かれた略Ｃ形のバネ部材２６が径を収縮する方向に付勢力（バネ力）を付与された状態で嵌合されており、バネ部材２６の直線部２６ａが開口部２７ｇを通してビット１４の３個の平面部１４ｅに係合される構成としている。
【００２７】
また、図９に示す変更例では、バネホルダ２７に形成されるバネ取付溝２７ｃの溝底面に六角孔２７ｂと連通する３個の貫通孔２７ｈが周方向に等間隔で形成されている。バネ取付溝２７ｃには、断面平板状でかつ周方向の一部が切り欠かれた略Ｃ形の板バネ２８が径を収縮する方向に付勢力（バネ力）を付与された状態で嵌合されている。また、板バネ２８は内径側に突出する３個の突起部２８ａを周方向に等間隔で備えており、その突起部２８ａが貫通孔２７ｈを通してビット装着孔内に挿入されたビット１４の３個の平面部１４ｅに係合される構成としている。上記のような変更例によっても前述した実施形態とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
【００２８】
また、図９に示す変更例において、更に板バネ２８をそれぞれが突起部２８ａを備えた略Ｖ形をなす３つに分割し、そして、それら分割された複数のバネを予めビット１４の外周に接近する方向に付勢力（バネ力）が付与されるように組み付ける（例えばＶ字を広げた状態で組み付ける）構成としてもよい。
要するに、本発明でいうバネ部材は、単一、複数のいずれであっても差し支えなく、また、ビット装着孔８ｂにビット１４が挿入されていない状態において、該ビット１４を外側から掴むような保持力を保有するように回転軸としてのアンビル８に取り付けられていればよい。
【００２９】
前述した実施形態においては、ビット装着孔８ｂの奥側でビットの振れ止めを行う構成としたが、差し込み口側で行う構成に変更してもよい。また、図では十字ドライバ部１４ｃが一端にのみ形成されているタイプのビット１４について図示しているが、両端に十字ドライバ部１４ｃを備えたタイプのビットに適用できることは勿論である。
また、前述した実施形態では、回転工具としてインパクトドライバの場合で説明したが、これに限るものではなく、例えばスクリュードライバあるいは先端工具としてボルト・ナット締め付け用のソケットビットを用いるインパクトレンチ等に適用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回転工具のビット取付装置において、ビットの着脱操作性の向上を図るとともに、ビットの振れ止め効果を高める上で有効なビットの振れ止め技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に係るインパクトドライバを示す一部破断正面図である。
【図２】 第１の実施形態に係るビット取付装置を示す断面図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】 第２の実施形態に係るビット取付装置を示す断面図である。
【図５】 図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 第３の実施形態に係るビット取付装置を示す断面図である。
【図７】 図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】 ビットの振れ止めに関する変更例を示す断面図である。
【図９】 ビットの振れ止めに関する他の変更例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ インパクトドライバ
４ スピンドル
８ アンビル
８ｂ ビット装着孔
１４ ドライバビット
２０ ビット取付装置
２１ 鋼球
２２ 操作スリーブ
２６ バネ部材
２７ バネホルダ
２７ｂ 六角孔
２７ｃ バネ取付溝
２７ｄ 開口部
２８ 板バネ
２９ ピン
３０ ビットホルダ
３０ａ 係合孔
３２ ウエーブワッシャ

Claims (1)

1. 回転軸のビット装着孔にビットを差し込むことにより前記回転軸に対して前記ビットを抜止部材を介して抜け止め状態に取り付ける回転工具のビット取付装置であって、
   前記ビット装着孔の奥側に、軸方向に付勢されたビットホルダが取り付けられ、前記ビットホルダはテーパー状の係合孔を有し、該係合孔に、前記ビット装着孔に差し込まれた前記ビットの軸方向の外周端部を係合させることで、該ビットを前記抜止部材側に押圧しつつ径方向の動きを規制することを特徴とする回転工具のビット取付装置。

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