JP4249635B2 - インパクトドライバ - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングに内蔵したオイルユニットによって、スピンドルに回転方向へ間歇的な打撃作動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は、ハウジングに内蔵したモータの出力側に、作動油を充填した筒状の本体ケースと、その本体ケースに軸支され、本体ケース内を複数の油室に分割するブレードを備えたスピンドルと有するオイルユニットを設けて、本体ケースをモータ側の出力軸と連結し、スピンドルを前方へ突出させてなる。従って、通常は本体ケースとスピンドルとは一体回転するが、スピンドルへの負荷が大きくなって本体ケースとスピンドルとが相対回転すると、油室の圧力が高まってスピンドルへ回転方向に衝撃を加えてトルクを瞬間的に高め、スピンドルを本体ケースの回転に追従させる。これの繰り返しによってスピンドルに回転方向へ間歇的な打撃作動（インパクト）を付与可能となっている（例えば特許文献１参照）。

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ため、穿孔作業と締着作業とを連続して行うような場合には、電動ドリルとインパクトドライバとの２台を使い分ける必要が生じ、作業性が良くない。そこで、本件出願人は、特許文献２に示すように、オイルユニットのスピンドルに、ピンを直交状に貫通させると共に、その貫通形状で嵌合するチェンジリングを外装し、チェンジリングの後面とオイルユニットの前面とに、チェンジリングの後退位置で噛合するカム歯を形成して、チェンジリングをハウジング外部のチェンジスリーブを操作して後退させることで、スピンドルをチェンジリングを介してオイルユニットの本体ケースと回転方向で一体に連結し、ドリルモードを得るようにした発明を提供している。

実公平６−２７３４１号公報 特開２００１−８８０４８号公報

このインパクトドライバでは、モードの切替のために、チェンジスリーブをハウジングの前方でスライド操作する必要があるが、インパクトドライバにおいては、モータの正逆回転を切り替える切替ボタンが、ハウジング後方でトリガースイッチの近傍に設けられる。よって、モード切替の位置と切替ボタンの操作位置とが離れて、操作性を悪くするおそれがある。かといって、チェンジスリーブの操作性のみを考慮してチェンジスリーブをトリガースイッチの近傍にまで延ばすと、ハウジングの外径が全体的に大きくなり、隅打ち等の作業がやりにくくなって作業性の低下を招いてしまう。

そこで、請求項１に記載の発明は、ドリルモードの選択を、操作性や作業性を低下させることなく可能とする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、スピンドルの後端をオイルユニットの本体ケースの後方へ突出させ、モータ側の出力軸に、出力軸と一体回転可能且つ軸方向へスライド可能な切替部材を設け、その切替部材と本体ケースとの間に、切替部材を第１のスライド位置でのみ本体ケースと一体回転可能に連結させる第１の連結手段を、切替部材とスピンドルとの間に、切替部材を第２のスライド位置でのみスピンドルと一体回転可能に連結させる第２の連結手段を夫々設ける一方、切替部材をハウジングの外部から操作可能な操作部材を設けて、操作部材による切替部材のスライド操作で、出力軸とスピンドルとが直結されるドリルモードを選択可能とし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、切替部材や連結手段を省スペースでコンパクトに形成するために、切替部材を、スピンドルと同軸で配置された出力軸に外装してスプライン結合されたチェンジリングとして、第１の連結手段を、チェンジリングの外周と、オイルユニットの本体ケースにスピンドルと同軸で形成された凹部の内周とのスプライン結合とし、第２の連結手段を、チェンジリングの内周とスピンドルの外周とのスプライン結合としたものである。

請求項１に記載の発明によれば、本来のインパクトドライバとしての使用の他、ドリルとしても使用も可能となる。よって、穿孔作業とネジ等による締着作業とがインパクトドライバのみで可能となり、作業性の向上が期待できる。特に、モードの切替構造をオイルユニットの後方に設けたことで、操作部材がハウジングの後方に位置してモータの正逆切替ボタンやトリガーとの距離が近くなると共に、ハウジングが大径化することもないので、操作性や作業性に優れる。
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、切替部材となるチェンジリングがオイルユニットの本体ケース側に没入した状態でモードの切替動作がなされるため、切替部材や連結手段を省スペースでコンパクトに形成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
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、オイルユニット６を内蔵した前側のハウジングとなるユニットケース５を組み付け、ユニットケース５の前方に、オイルユニット６に設けられたスピンドル７を突出してなる。８はスイッチ、９はトリガー、１０はトリガー９の近傍に位置するモータ３の正逆切替ボタンである。本体ハウジング２とユニットケース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のモータ軸４を軸支すると共に、モータ軸４のピニオン１２に噛合する遊星歯車１３，１３・・を支持する出力軸としてのキャリア１４を、ボールベアリング１５を介して軸支している。このキャリア１４の前面には、モータ軸４と同軸で出力部１６が突設されている。

オイルユニット６は、円筒状の外ケース１８の前後をキャップ１９，２０で閉塞した本体ケース１７の軸心に、スピンドル７を軸支してなり、両キャップ１９，２０の間で固定された筒状のライナ２１内に作動油を充填している。ライナ２１内においてスピンドル７には、軸線を中心に対称となる一対の収納溝２２，２２と、一対の図示しないリブとが軸方向に形成されて、各収納溝２２にブレード２３が周方向へ若干揺動可能に収納されている。このブレード２３は、スピンドル７を貫通する２つのコイルバネ２４，２４によって互いの離反方向へ付勢されて、外端をライナ２１の内面に当接させている。よって、ライナ２１内はブレード２３，２３によって２つに仕切られることになるが、スピンドル７の所定の回転位置にあっては、ブレード２３及びリブと、ライナ２１の内面で軸方向に形成された図示しないリブとの当接によって、ライナ２１内に夫々シールされる４つの油室を形成可能となっている。

また、後方のキャップ２０の後面軸心には、本発明の凹部を形成する連結筒２５が形成されて、キャリア１４の出力部１６と同径に形成したスピンドル７の後端部２６を軸支して、連結筒２５内に突出させている。この連結筒２５内には、図２にも示すように、出力部１６も同軸で遊挿して、その前面に突設した連結ピン２７を、後端部２６に設けた連結孔２８に同軸で遊挿させている。一方、出力部１６には、切替部材となる筒状のチェンジリング２９が、スプライン結合により一体回転且つ前後方向へスライド可能に外装されて、連結筒２５内へ進入可能となっているが、チェンジリング２９の外周先端と、連結筒２５の内周後端との間にも、第１の連結手段としてのスプライン歯３０とスプライン溝３１とが夫々周設されている。このスプライン歯３０とスプライン溝３１とは、図１，２に示すチェンジリング２９の後退位置（第１のスライド位置）でのみ嵌合し、図３に示すチェンジリング２９の前進位置（第２のスライド位置）では嵌合が解かれるようになっている。

また、スピンドル７の後端部２６の外周には、キャリア１４の出力部１６と同じスプライン歯が形成されて、チェンジリング２９の内周のスプライン溝とで第２の連結手段を形成しており、図３のチェンジリング２９の前進位置では、チェンジリング２９が出力部１６と後端部２６とに跨って嵌合するようになっている。よって、このチェンジリング２９の第２のスライド位置では、キャリア１４とスピンドル７とがチェンジリング２９を介して回転方向で連結されることになる。

このチェンジリング２９の前後位置は、チェンジリング２９に連結されたチェンジレバー３２と、そのチェンジレバー３２と連結された切替レバー３３とからなる操作部材によって変更できる。まずチェンジレバー３２は、キャリア１４の前方部分でキャリア１４と別体で回転且つ前後移動可能に被着され、チェンジリング２９の後端に軸方向への前後移動のみ一体となるように連結されている。次に切替レバー３３は、ユニットケース５内でチェンジレバー３２の上端と連結され、上端部は、ユニットケース５の上部へ前後方向に穿設した長孔３４を貫通して外部に露出している。よって、切替レバー３３の上端部を前後へスライドさせると、チェンジレバー３２を介してチェンジリング２９を前後へスライドさせることができる。

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、本来のインパクトドライバとしてネジ締め等に用いる場合は、切替レバー３３を後方へスライドさせて図１，２のようにチェンジリング２９を第１のスライド位置へ後退させる。すると、チェンジリング２９がオイルユニット６のキャップ２０に結合され、キャリア１４と本体ケース１７とを回転方向で連結する。よって、トリガー９を押し込み操作してスイッチ８をＯＮさせ、モータ３を駆動させると、モータ軸４の回転が遊星歯車１３，１３を介してキャリア１４へ減速して伝わり、キャリア１４と共に本体ケース１７が回転し、作動油を介してブレード２３とスピンドル７とが一体回転して、チャックスリーブ３５によってスピンドル７に挿着したドライバビットでネジ締めが行える。

ねじ込みが進んでスピンドル７への負荷が高まり、本体ケース１７の回転に対してスピンドル７が遅れるようになると、ブレード２３，２３の先端が本体ケース１７の回転方向へ傾いた姿勢でライナ２１の内面を摺動し、ブレード２３，２３及びスピンドル７側のリブと、ライナ２１側のリブとによって各油室をシールする。よって、収納溝２２，２２が連通して体積が大きくなる一対の油室の圧力が高まり、ブレード２３，２３を介してスピンドル７への出力トルクを瞬間的に増大させてスピンドル７を回転させる（インパクト発生）。このインパクトの間歇的な発生によって増し締めが可能となる。

一方、ドリルとして用いる場合は、切替レバー３３を前方へスライドさせて図３のようにチェンジリング２９を第２のスライド位置へ前進させる。すると、チェンジリング２９がキャリア１４との結合状態のまま、キャップ２０から離れて今度はスピンドル７の後端部２６に結合され、キャリア１４とスピンドル７とを直結する。よって、モータ３を駆動させると、キャリア１４と共にスピンドル７が一体回転し、スピンドル７への負荷にかかわらず回転は継続する。このとき本体ケース１７もスピンドル７と一体回転するため、オイルユニット６においてインパクトは発生しない。よって、スピンドル７に装着したドリルビットによって穿孔作業等が可能となる。

このように上記形態のインパクトドライバ１によれば、スピンドル７の後端を本体ケース１７の後方へ突出させ、キャリア１４の出力部１６に、出力部１６と一体回転可能且つ軸方向へスライド可能なチェンジリング２９を設け、そのチェンジリング２９と本体ケース１７との間に、チェンジリング２９を第１のスライド位置でのみ本体ケース１７と一体回転可能に連結させる第１の連結手段を、チェンジリング２９とスピンドル７との間に、チェンジリング２９を第２のスライド位置でのみスピンドル７と一体回転可能に連結させる第２の連結手段を夫々設ける一方、チェンジリング２９をユニットケース５の外部から操作可能なチェンジレバー３２及び切替レバー３３を設けて、切替レバー３３によるチェンジリング２９のスライド操作で、キャリア１４とスピンドル７とが直結されるドリルモードを選択可能としたことで、本来のインパクトドライバとしての使用の他、ドリルとしても使用も可能となる。よって、穿孔作業とネジ等による締着作業とがインパクトドライバ１のみで可能となり、作業性の向上が期待できる。特に、モードの切替構造をオイルユニット６の後方に設けたことで、切替レバー３３がユニットケース５の後方に位置してトリガー９や正逆切替ボタン１０との距離が近くなると共に、ユニットケース５が大径化することもないので、操作性や作業性に優れる。

また、切替部材を、出力部１６に外装してスプライン結合されたチェンジリング２９として、第１の連結手段を、チェンジリング２９の外周と、本体ケース１７側のキャップ２０に形成された連結筒２５の内周とのスプライン結合とし、第２の連結手段を、チェンジリング２９の内周とスピンドル７の後端部２６外周とのスプライン結合としたことで、チェンジリング２９がオイルユニット６の本体ケース１７側に没入した状態でモードの切替動作がなされる。よって、切替部材や連結手段を省スペースでコンパクトに形成することができる。

なお、上記形態では、スピンドルの後端部をキャリアの出力部と同径にしてチェンジリングでスプライン結合させる構造としているが、チェンジリングを前端が小径となる二段径にして夫々スプライン歯を形成する一方、スピンドルの後端を、内周にスプライン溝を形成した筒状にして、チェンジリングの前進位置で小径部がスピンドルの後端に挿入して両者が結合される構造等も採用できる。また、スピンドルの後端を、キャップに設けた連結筒等の凹部の内周に近接する大径の筒状に形成して、凹部側のスプライン溝とスピンドルの内周のスプライン溝とを軸方向に並設させて、チェンジリングの外側のスプライン歯のみを両者と係脱させるようにしても良い。さらに、凹部は、上記形態の連結筒を利用した構造に限らず、キャップの後面に凹設した構造でも差し支えない。

また、操作部材も、上記形態の２部品からなる構成に限らず、チェンジリングと連結される１つのレバー部材をそのままハウジングの外部からスライド操作可能としても良い。
その他、オイルユニットの内部構造やキャリアの構造も上記形態に限定するものではなく、遊星歯車を軸支するキャリアが複数段連結された減速機構であれば、最終段のキャリアとオイルユニットとの間に本発明を適用すればよいし、減速機構を用いない場合は、モータ軸とオイルユニットとの間に本発明を適用することも可能である。

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）。 前方部分の拡大断面図である。 前方部分の拡大断面図である（ドリルモード）。

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、６‥オイルユニット、７‥スピンドル、１４‥キャリア、１６‥出力部、１７‥本体ケース、１９，２０‥キャップ、２５‥連結筒、２６‥後端部、２９‥チェンジリング、３０‥スプライン歯、３１‥スプライン溝、３２‥チェンジレバー、３３‥切替レバー。

Claims (2)

1. ハウジングに内蔵したモータの出力側に、作動油を充填した本体ケースと、その本体ケースに軸支されて前方へ突出するスピンドルとを有したオイルユニットを設けて、前記モータからの回転を前記本体ケースへ伝達させ、前記本体ケースとスピンドルとの相対回転によって生じた油圧により、前記スピンドルへ回転方向に間歇的な打撃作動を付与可能としたインパクトドライバであって、
   前記スピンドルの後端を前記本体ケースの後方へ突出させ、前記モータ側の出力軸に、前記出力軸と一体回転可能且つ軸方向へスライド可能な切替部材を設け、その切替部材と本体ケースとの間に、前記切替部材を第１のスライド位置でのみ前記本体ケースと一体回転可能に連結させる第１の連結手段を、前記切替部材とスピンドルとの間に、前記切替部材を第２のスライド位置でのみ前記スピンドルと一体回転可能に連結させる第２の連結手段を夫々設ける一方、前記切替部材を前記ハウジングの外部から操作可能な操作部材を設けて、前記操作部材による前記切替部材のスライド操作で、前記出力軸とスピンドルとが直結されるドリルモードを選択可能としたことを特徴とするインパクトドライバ。
2. 切替部材を、スピンドルと同軸で配置された出力軸に外装してスプライン結合されたチェンジリングとして、第１の連結手段を、前記チェンジリングの外周と、オイルユニットの本体ケースに前記スピンドルと同軸で形成された凹部の内周とのスプライン結合とし、第２の連結手段を、前記チェンジリングの内周とスピンドルの外周とのスプライン結合とした請求項１に記載のインパクトドライバ。
   

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