JP4487986B2 - 衝撃トルク発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具等に用いられる衝撃トルク発生装置に関する。

従来、インパクトレンチやインパクトドライバのように、主動側のハンマとこれと係合する従動側のアンビルとを有する衝撃トルク発生装置を内蔵し、ハンマによってアンビルを回転方向に打撃することで、出力軸の先端に取り付けた工具を衝撃的に回転させる電動工具が知られている。

すなわち、この種の電動工具では、駆動軸の外周に形成されたＶ字状のカム溝と当該カム溝内を回動する鋼球とを有するカム機構を備え、回転負荷が高くなると当該カム機構の作用によってアンビルからハンマを軸方向に離間させることでハンマとアンビルとの係合を解除し、再度ハンマがアンビルと係合するときの衝撃力を利用して、出力軸を衝撃的に回転させるようになっている（例えば、特許文献１）。
特開平９−１１７８７０号公報

しかしながら、この種の電動工具に内蔵される衝撃トルク発生装置は、ハンマとアンビルとを衝撃的に係合するため、騒音や振動が大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、より騒音や振動を小さくすることが可能な衝撃トルク発生装置を得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、駆動源としてのモータと、上記モータによって回転駆動される主動側部分と回転負荷が作用する従動側部分との間の摩擦によって当該主動側部分から従動側部分に回転を伝達する回転伝達機構と、を備え、上記回転伝達機構は、主動側部分および従動側部分のうち一方に対して少なくとも回転方向に固定されて主動側部分と従動側部分との相対回転に応じて軸方向に往復動するカムを有し、当該カムの往復動に伴って主動側部分と従動側部分との間の摩擦抵抗が変化するように構成され、上記主動側部分と従動側部分とが摩擦する部分で、その摩擦抵抗により回転負荷が作用した従動側部分に対する主動側部分の回転を規制するとともに、モータによって主動側部分に作用したトルクによって滑りを生じさせた後、再度当該摩擦抵抗により回転負荷が作用した従動側部分に対する主動側部分の回転を規制することで、衝撃トルクを発生させるようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、上記カムがその往復動区間の軸方向一方側の端部にあるときに、当該カムの軸方向一方側の端面が、当該カムに対して軸方向一方側に配置される別の部材の端面と当接して、それら相互に当接する端面同士が、主動側部分と従動側部分との間で摩擦して回転を伝達する部分となるように構成したことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、上記相互に当接する端面に相互に係合する凹凸形状を設けたことを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、上記カム、および上記別の部材のうち一方を、上記相互に当接する端面同士の圧接力を増大させる方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、上記付勢手段は上記別の部材をカム側に付勢することを特徴とする。

請求項６の発明にあっては、上記カムが上記別の部材側に移動するほど上記付勢手段による付勢力が増大するようにしたことを特徴とする。

請求項７の発明にあっては、上記付勢手段による付勢力のカムの軸方向変位に対する変化率が、上記相互に当接する端面同士が離間する側より近接する側で高くなるようにしたことを特徴とする。

請求項８の発明にあっては、上記付勢手段はコイルばねであることを特徴とする。

請求項９の発明にあっては、上記付勢手段は非線形コイルばねであることを特徴とする。

請求項１０の発明にあっては、上記付勢手段として上記カムの軸方向変位における作用開始点が異なる複数のコイルばねを有することを特徴とする。

請求項１１の発明にあっては、上記付勢手段はエラストマであることを特徴とする。

請求項１２の発明にあっては、上記回転伝達機構は、軸方向に移動する上記カムによって押されて弾性的に拡開する環状部材を有し、当該環状部材の外周面が、当該環状部材に対して外周側に配置される部材の内周面と当接して、それら相互に当接する周面同士が、上記主動側部分と従動側部分との間で摩擦する部分となるように構成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、主動側部分と従動側部分との摩擦によって回転を伝達する回転伝達機構を設けたため、主動側部分と従動側部分とを衝撃的に係合させる方式に比べて衝撃力を小さくして、騒音や振動を小さくすることができる。

請求項２の発明によれば、上記軸方向に往復動するカムの軸方向端面を利用して、上記摩擦によって回転を伝達する回転伝達機構を比較的簡素な構成として得ることができる。

請求項３の発明によれば、凹凸形状を設けたことで上記端面同士の摩擦力を増大させることができる分、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

請求項４の発明によれば、上記付勢手段によって上記端面同士の摩擦力を増大させることができる分、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

請求項５の発明によれば、上記付勢手段を、上記別の部材に対してカムと反対側に、圧縮反力を生じさせる付勢手段として設けることができ、引張反力を生じさせる付勢手段を設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。

請求項６の発明によれば、上記端面同士の摩擦力をより一層増大させることができる分、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

請求項７の発明によれば、上記端面同士が相互に当接した状態でより急峻に摩擦抵抗を増大させることができる分、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

請求項８の発明によれば、上記付勢手段をコイルばねとすることで、構成を簡素化することができる。

請求項９の発明によれば、上記端面同士が相互に当接した状態でより急峻に摩擦抵抗を増大させることができる構成を、非線形コイルばねによって、比較的簡素な構成として得ることができる。

請求項１０の発明によれば、上記端面同士が相互に当接した状態でより急峻に摩擦抵抗を増大させることができる構成を、前記カムの軸方向変位における作用開始点が異なる複数のコイルばねによって、比較的簡素な構成として得ることができる。

請求項１１の発明によれば、上記付勢手段をエラストマとして容易に配設することができる。

請求項１２の発明によれば、カムの軸方向への移動に応じて弾性的に拡開する上記環状部材と上記その外周側に配置される部材とを利用して、摩擦によって回転を伝達する回転伝達機構を比較的簡素な構成として得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、衝撃トルク発生装置を電動工具として実施した場合について例示する。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる電動工具の側面図（一部内部を示す図）、図２は、電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とシリンダの軸方向他方側の端面とが離間した状態を示す図、図３は、回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とシリンダの軸方向他方側の端面とが当接した状態を示す図、図４は、回転伝達機構の分解斜視図である。

電動工具１は、駆動源としてのモータ４や、減速部５、回転伝達機構６、出力軸７等が縦列配置された状態で内包される本体部２と、スイッチ部（図示せず）等が内包されるグリップ部３とが、略Ｔ字状あるいは略Ｌ字状（本実施形態では略Ｔ字状）に接続されて構成されており、当該グリップ部３の先端部には着脱可能な電池パック８を装着できるようになっている。

また、グリップ部３の基端側には突没可能なハンドル３ａが設けられており、このハンドル３ａを押し込むと、スイッチ部によってモータ４が制御され、出力軸７の先端に取り付けられた先端工具（図示せず）が回転するようになっている。

ここで、図２〜図４を参照して、回転伝達機構６の構成および動作について説明する。

モータ４の出力軸４ａの回転は、減速部５によって減速されて、回転伝達機構６の主動側部分に伝達される。

減速部５は、本実施形態では、サンギヤ５ａ、プラネタリギヤ５ｂ、およびリングギヤ５ｃを含む遊星歯車機構として構成されており、プラネタリギヤ５ｂのシャフト５ｄのサンギヤ５ａ中心軸回りの回転がシリンダ９に伝達される。

主動側部分は、本実施形態では、シリンダ９、シリンダカバー１０、およびこれらを締結する袋ナット１１によって構成されており、シリンダ９とシリンダカバー１０とで略円筒状の内部空間を形成し、この内部空間内に略円柱状のカム１２が軸方向摺動可能に収容されている。

すなわち、袋ナット１１の軸方向一端側で径方向内側に突出するフランジ部１１ｂとシリンダ９の外周面から径方向外側に突出するフランジ部９ａとを係合し、袋ナット１１の内周面の軸方向他端側に形成したねじ部１１ａとシリンダカバー１０の外周面に形成したねじ部１０ｂとを螺結することで、シリンダ９とシリンダカバー１０とが一体化されている。

また、シリンダカバー１０にはモータ側（図２，３では右側）に向けて開口する略有底円筒状の凹部１０ａが形成されており、当該凹部１０ａ内にシリンダ９が内嵌されている。そして、シリンダ９には出力軸７側（図２，３では左側）に向けて開口する略有底円筒状の凹部９ｂが形成されており、当該凹部９ｂ内にカム１２が摺動（往復動および回転）可能に緩挿されている。

このシリンダカバー１０の底壁１０ｃには、円形の貫通孔１０ｄが形成されており、この貫通孔１０ｄを円柱状の出力軸７が貫通している。

そして、カム１２の外周面１２ａには、軸方向に変位しながら周回する二つの溝１２ｂが形成される一方、シリンダ９の側壁部９ｃに形成された貫通孔９ｄには案内子１３が嵌め込まれており、この案内子１３が側壁部９ｃの筒内に進出して溝１２ｂに挿入され、当該溝１２ｂ内で移動可能に案内されている。

ここで、溝１２ｂの軸方向位置は、溝の周方向位置に対して正弦的に変化している。図２中左側の溝１２ｂについては、同図中上側の位置で軸方向一端側（同図中最も左側）に位置しているのに対し、当該位置と周方向に１８０°異なる同図中下側の位置では軸方向他端側（同図中最も右側）に位置している。また、図２中右側の溝１２ｂについては、同図中上側の位置で軸方向他端側（同図中最も右側）に位置しているのに対し、当該位置と周方向に１８０°異なる同図中下側の位置で軸方向一端側（同図中最も左側）に位置している。さらに、これら二つの溝１２ｂ，１２ｂによってそれぞれ案内される案内子１３，１３は、周方向に１８０°異なる位置に配置されている。よって、これら一対の案内子１３および溝１２ｂの係合により、シリンダ９とカム１２との相対回転に応じて、カム１２がシリンダ９に対して軸方向に相対的に往復動することになる。なお、本実施形態ではカム１２は出力軸７に対して回転方向には固定（係止）されているものの、軸方向に対しては固定されず、相対移動可能となっている。

そして、図３に示すように、カム１２がシリンダ９の凹部９ｂの底面９ｅ側に移動した状態では、この底面９ｅとカム１２の端面１２ｃとが相互に当接するようになっている。

以上の構成を備える回転伝達機構６では、従動側部分の一部としての出力軸７に作用する回転負荷が比較的小さい状態では、図３に示すように、カム１２の端面１２ｃとシリンダ９の底面９ｅとが相互に当接した状態となり、これら端面１２ｃと底面９ｅとの摩擦抵抗によって、主動側部分の一部としてのシリンダ９から従動側部分の一部としてのカム１２および出力軸７へ回転を伝達することができる。端面１２ｃと底面９ｅとの摩擦抵抗によるトルクが、出力軸７に作用する負荷トルクを超える範囲では、図３の状態のまま回転することになる。

一方、出力軸７に作用する負荷トルクが端面１２ｃと底面９ｅとの摩擦抵抗によるトルクより大きい場合には、従動側部分の一部としてのカム１２によって主動側部分の一部としてのシリンダ９の回転が規制され、シリンダ９が減速（停止）することになる。

その後、モータ４（図１）の駆動トルクによって端面１２ｃと底面９ｅとの間に滑りが生じ、シリンダ９が再び回転し始める。すると、カム１２とシリンダ９とが相対回転することになるため、一対の案内子１３および溝１２ｂの係合によってカム１２が軸方向に移動して、端面１２ｃと底面９ｅとが離間し、主動側部分が、図３の状態から相対的に１８０°回転した図２の状態を経て、さらにほぼ一回転して図３の状態に戻る。このとき、主動側部分の回転負荷が一時的に軽減されたことによる増速分と、主動側部分の慣性モーメントの分とで、シリンダ９の底面９ｅからカム１２の端面１２ｃに衝撃的にトルクを印加することができ、以て、カム１２側、すなわち従動側部分を回動させることができる。そして、このような現象が反復的に生じて、出力軸７およびその先端に取り付けた先端工具（図示せず）を衝撃的かつ断続的に回転させることが可能となる。

以上の本実施形態によれば、回転伝達機構６は、従動側部分としての出力軸７に固定されて主動側部分と従動側部分との相対回転に応じて軸方向に往復動するカム１２を有し、当該カム１２の往復動に伴って主動側部分と従動側部分との間の摩擦抵抗、すなわちカム１２の端面１２ｃとシリンダ９の凹部９ｂの底面９ｅとの摩擦抵抗が変化するように構成され、当該端面１２ｃと底面９ｅとが摩擦する部分で、その摩擦抵抗により回転負荷が作用した従動側部分に対する主動側部分の回転を規制するとともに、モータ４によって主動側部分に作用したトルクによって端面１２ｃと底面９ｅとの間に滑りを生じさせた後、再度端面１２ｃと底面９ｅとの摩擦抵抗により回転負荷が作用した従動側部分に対する主動側部分の回転を規制することで、衝撃トルクを発生させるようにしたので、主動側部分と従動側部分とを衝撃的に係合させる方式に比べて衝撃力を小さくして、騒音や振動を小さくすることができる。

また、本実施形態によれば、カム１２がその往復動区間の軸方向一方側（図２および図３で右側）の端部にあるときに（図３の状態）、当該カム１２の軸方向一方側の端面１２ｃが、当該カム１２に対して軸方向一方側に配置される別の部材としてのシリンダ９の軸方向他方側（図２および図３で左側）の端面としての凹部９ｂの底面９ｅと当接して、それら相互に当接する端面１２ｃおよび底面９ｅが、主動側部分と従動側部分との間で摩擦して回転を伝達する部分となるように構成したため、軸方向に往復動するカム１２の軸方向端面１２ｃを利用して、上記摩擦によって回転を伝達する回転伝達機構６を比較的簡素な構成として得ることができる。

（第２実施形態）図５は、本実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構のカムの底面の平面図、図６は、回転伝達機構の側面図（側断面図）である。なお、本実施形態にかかる電動工具は、上記第１実施形態にかかる電動工具と同様の構成要素を備えている。よって、それら対応する構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる回転伝達機構６Ａは、上記第１実施形態にかかる電動工具１が備える回転伝達機構６に替えて装備することができるものであり、カム１２Ａの端面１２ｃおよびシリンダ９Ａの凹部９ｂの底面９ｅに、凹凸形状を形成して、これら凹凸形状同士の係合によって端面１２ｃと底面９ｅとの摩擦抵抗を増大させた点以外は、上記第１実施形態にかかる回転伝達機構６と全く同様の構成を備えている。

具体的には、カム１２Ａの端面１２ｃには、上に凸の半円形断面を有して中心部から放射状に伸びる突条１２ｄを形成する一方、シリンダ９Ａの凹部９ｂの底面９ｅには、この突条１２ｄに対応する凹溝９ｆを形成し、カム１２Ａがシリンダ９Ａの底面側に位置して端面１２ｃと底面９ｅとが当接する状態で、これら突条１２ｄと凹溝９ｆとが相互に係合するように構成されている。

以上の本実施形態によれば、相互に当接する端面１２ｃおよび底面９ｅに、相互に係合する凹凸形状（突条１２ｄおよび凹溝９ｆ）を設け、端面１２ｃおよび底面９ｅの摩擦力を増大させることができる分、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

（第３実施形態）図７は、本実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが離間した状態を示す図、図８は、回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが当接した状態を示す図、図９は、回転伝達機構の分解斜視図である。なお、本実施形態にかかる電動工具は、上記第１実施形態にかかる電動工具と同様の構成要素を備えている。よって、それら対応する構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態では、カム１２とシリンダ９Ｂの凹部９ｂの底面９ｅとの間に、リングプレート１４と付勢手段としてのコイルばね１５とを介在させ、コイルばね１５によってリングプレート１４をカム１２側に付勢し、カム１２の端面１２ｃとリングプレート１４のカム１２側の端面１４ａとを当接させるように構成した点を除き、上記第１実施形態と同様の構成を備えている。なお、シリンダ９Ｂの凹部９ｂの側壁に形成された貫通孔９ｇに嵌挿したピン１６を当該凹部９ｂ内に突出させ、図７の状態では、ピン１６（図９）によって係止されたリングプレート１４（の端面１４ａ）からカム１２（の端面１２ｃ）が離間するようにしてある。

かかる構成を備える回転伝達機構６Ｂでは、従動側部分の一部としての出力軸７に作用する回転負荷が比較的小さい状態では、図８に示すように、カム１２の端面１２ｃとリングプレート１４の端面１４ａとが相互に当接した状態となり、これら端面１２ｃと端面１４ａとの摩擦抵抗によって、主動側部分の一部としてのシリンダ９Ｂから従動側部分の一部としてのカム１２および出力軸７へ回転を伝達することができる。端面１２ｃと端面１４ａとの摩擦抵抗によるトルクが、出力軸７に作用する負荷トルクを超える範囲では、図８の状態のまま回転することになる。本実施形態では、付勢手段としてのコイルばね１５による付勢力の調整により、摩擦抵抗によるトルク（すなわち、衝撃的な回転が開始される限界トルク値）を容易に設定できるという利点がある。

一方、出力軸７に作用する負荷トルクが端面１２ｃと端面１４ａとの摩擦抵抗によるトルクより大きい場合には、従動側部分の一部としてのカム１２によって主動側部分の一部としてのシリンダ９Ｂの回転が規制され、シリンダ９Ｂが減速（停止）することになる。

その後、モータ４（図１）の駆動トルクによって端面１２ｃと端面１４ａとの間に滑りが生じ、シリンダ９Ｂが再び回転し始める。すると、カム１２とシリンダ９Ｂとが相対回転することになるため、カム１２が軸方向に移動して、端面１２ｃと端面１４ａとが離間し、主動側部分が、図８の状態から相対的に１８０°回転した図７の状態を経て、さらにほぼ一回転して図８の状態に戻る。このとき、主動側部分の回転負荷が一時的に軽減されたことによる増速分と、主動側部分の慣性モーメントの分とで、リングプレート１４の端面１４ａからカム１２の端面１２ｃに衝撃的にトルクを印加することができ、以て、カム１２側、すなわち従動側部分を回動させることができる。そして、このような現象が反復的に生じて、出力軸７およびその先端に取り付けた工具（図示せず）を衝撃的かつ断続的に回転させることが可能となる。

以上の本実施形態によれば、付勢手段としてのコイルばね１５によって上記端面１２ｃ，１４ａ同士の摩擦力を増大させて、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

また、本実施形態によれば、付勢手段としてのコイルばね１５を、リングプレート１４に対してカム１２と反対側で圧縮反力を生じさせる所謂圧縮ばねとして設けることができ、引張ばねを設けてフック等が必要となる場合に比べて構成を簡素化することができる。

また、本実施形態によれば、カム１２が軸方向一方側（図７，８では右側）に移動するほどコイルばね１５による付勢力が増大するため、端面１２ｃ，１４ａ同士の摩擦力をより一層増大させて、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

また、本実施形態の変形例として、圧縮させる方向の変位（カム１２の軸方向変位）に対して線形的に反力が増大する線形のコイルばね１５に替えて、図１０に示すように、圧縮させる方向の変位に対して非線形的に反力が増大する（圧縮量が増大するほど反力上昇率が増大する；図１１中の非線形ばね）非線形のコイルばね１５Ｃを用いることができる。コイルばね１５Ｃは軸方向に沿って巻径を徐々に変化させている。

かかる非線形のコイルばね１５Ｃを用いることで、端面１２ｃ，１４ａ同士が離間する側より近接する側で付勢力の上昇率を高めることができ、端面１２ｃ，１４ａ同士が相互に当接した状態でより急峻に摩擦抵抗を増大させることができる分、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

（第４実施形態）図１２は、本実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の分解斜視図、図１３は、回転伝達機構に含まれる付勢手段としての二重コイルばねの変位に対する反力の特性を上記第３実施形態で用いられるコイルばね（線形コイルばね）の特性と比較して示す図である。なお、本実施形態にかかる電動工具は、上記第１実施形態にかかる電動工具と同様の構成要素を備えている。よって、それら対応する構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる回転伝達機構６Ｄは、シリンダ９Ｄの凹部９ｂ内の線形のコイルばね１５の内側に、別のコイルばね１７を設けるとともに、これら二つのコイルばね１５，１７についてカム１２の軸方向変位における作用開始点を相異ならせることで、図１３に示すように、図１１の非線形のコイルばね１５Ｃを用いた場合と同様の反力特性が得られるようにした点以外は、上記第３実施形態と全く同様の構成を備えている。

具体的には、カム１２が軸方向一方側（シリンダ９の凹部奥側）に変位してリングプレート１４に当接した時点ではコイルばね１５のみが圧縮反力（リングプレート１４をカム１２側に押し付ける付勢力）を生じさせ、さらにカム１２が軸方向一方側に変位したときにリングプレート１４がコイルばね１７にも当接してコイルばね１７も圧縮反力（リングプレート１４をカム１２側に押し付ける付勢力）を生じさせる構造となっている。

かかる構成によっても、端面１２ｃ，１４ａ同士が離間する側より近接する側で付勢力の上昇率を高めることができ、端面１２ｃ，１４ａ同士が相互に当接した状態でより急峻に摩擦抵抗を増大させて、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

（第５実施形態）図１４は、本実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが離間した状態を示す図、図１５は、回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが当接した状態を示す図である。

本実施形態にかかる回転伝達機構６Ｅでは、カム１２とシリンダ９Ｅの凹部９ｂの底面９ｅとの間に、コイルばね１５に替えて、付勢手段としてのエラストマ（例えばリング状のゴム）１５Ｅを介在させ、当該エラストマ１５Ｅによってリングプレート１４をカム１２側に付勢し、カム１２の端面１２ｃとリングプレート１４のカム１２側の端面１４ａとを相互に当接させるように構成した点を除き、上記第３実施形態と同様の構成を備えている。なお、本実施形態でも、上記第３実施形態と同様に、シリンダ９Ｅの凹部９ｂの側壁に形成された貫通孔（図示せず）に嵌挿したピン（図示せず）を当該凹部９ｂ内に突出させ、図１４の状態では、当該ピンによって係止されたリングプレート１４（の端面１４ａ）からカム１２（の端面１２ｃ）が離間するようにしてある。

かかる構成においても、付勢手段をエラストマ１５Ｅとして比較的容易に装備することができる。また、付勢手段としてのエラストマ１５Ｅによって上記端面１２ｃ，１４ａ同士の摩擦力を増大させて、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

また、本実施形態によれば、カム１２が軸方向一方側（図１４，１５では右側）に移動するほどエラストマ１５Ｅによる付勢力が増大するため、端面１２ｃ，１４ａ同士の摩擦力をより一層増大させて、より大きな衝撃トルクを得ることができるようになる。

また、本実施形態によれば、エラストマ１５Ｅが緩衝部材となって、音や振動を緩和することができるという利点もある。

（第６実施形態）図１６は、本実施形態にかかる回転伝達機構の分解斜視図、図１７は、本実施形態にかかる回転伝達機構のカムおよびリングの側面図である。なお、本実施形態にかかる電動工具は、上記第１実施形態にかかる電動工具と同様の構成要素を備えている。よって、それら対応する構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかる回転伝達機構６Ｆは、軸方向に移動するカム１２Ｆによって押されて弾性的に拡開する環状部材としてのリング１８を有し、当該リング１８の外周面１８ａが、当該リング１８に対して外周側に配置される部材（本実施形態ではシリンダカバー１０）の内周面と当接して、それら相互に当接する周面同士が、主動側部分と従動側部分との間で摩擦して回転を伝達する部分となるように構成した点を除き、上記第１実施形態と同様の構成を備えている。

具体的には、図１７に示すように、カム１２Ｆの軸方向先端工具側の外周縁にはテーパ面１２ｅが形成され、このテーパ面１２ｅ上に載置される状態でリング１８が装備される。また、このリング１８は、テーパ面１２ｅの反対側（軸方向）への移動が規制されている。

したがって、カム１２Ｆの溝１２ｂと案内子１３との係合により、カム１２Ｆのシリンダ９に対する相対回転に応じてカム１２Ｆが図１７の上方向へ移動すると、リング１８はテーパ面１２ｅによって押し広げられて拡径し、リング１８の外周面１８ａとシリンダカバー１０の内周面とが相互に当接して摺動する状態となる。

よって、出力軸７に作用する負荷トルクがリング１８の外周面１８ａとシリンダカバー１０の内周面との摩擦抵抗によるトルクより小さい状態では当該出力軸７はスムーズに回転し、出力軸７に作用する負荷トルクが大きくなってリング１８の外周面１８ａとシリンダカバー１０の内周面との摩擦抵抗によるトルクを上回ると、当該出力軸７は上記各実施形態と同様の原理によって断続的に回転するようになり、以て、出力軸７およびその先端に取り付けた工具（図示せず）を衝撃的かつ断続的に回転させることができるようになる。

以上の本実施形態によれば、カム１２Ｆの軸方向への移動に応じて弾性的に拡開するリング１８とその外周側に配置されるシリンダカバー１０とを利用して、摩擦によって回転を伝達する回転伝達機構を比較的簡素な構成として得ることができる。

図１８および図１９は、第６実施形態の変形例を示している。この変形例にかかる回転伝達機構６Ｇでは、リングワッシャ１９によってリング１８の軸方向移動が阻止されるとともに、カム１２Ｆのテーパ面１２ｅによって押し広げられたリング１８の外周面１８ａとシリンダ９Ｇの内周面９ｈとが相互に当接して摺動するように構成されている。また、図２０に示すように、外周面１８ａが円筒面として形成されたリング１８Ｈを用いてもよい。かかる構成によれば、リング１８Ｈの外周面１８ａの摺動面積が大きくなる分、面圧を低減させて摩耗を減らすことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記第１〜５実施形態にかかる回転伝達機構は、いずれも、カムが軸方向モータ側（先端工具の反対側）に位置した状態で主動側部分と従動側部分との間の摺動摩擦抵抗が増大するように構成されているが、これを、カムが軸方向先端工具側（モータの反対側）に位置した状態で主動側部分と従動側部分との間の摺動摩擦抵抗が増大するように構成してもよい。また、逆に、上記第６実施形態にかかる回転伝達機構は、カムが軸方向先端工具側（モータの反対側）に位置した状態で主動側部分と従動側部分との間の摺動摩擦抵抗が増大するように構成されているが、これを、カムが軸方向モータ側（先端工具の反対側）に位置した状態で主動側部分と従動側部分との間の摺動摩擦抵抗が増大するように構成してもよい。また、付勢手段の設置位置や構成も適宜に変更可能である。

また、同様の回転伝達機構は、電動工具以外の装置にも適用して実施することが可能である。

本発明の実施形態にかかる電動工具の側面図（一部内部を示す図）。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とシリンダの軸方向他方側の端面とが離間した状態を示す図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とシリンダの軸方向他方側の端面とが当接した状態を示す図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の分解斜視図。 本発明の第２実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構のカムの底面の平面図。 本発明の第２実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）。 本発明の第３実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが離間した状態を示す図。 本発明の第３実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが当接した状態を示す図。 本発明の第３実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の分解斜視図。 本発明の第３実施形態の変形例にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の非線形コイルばねの一例を示す斜視図。 本発明の第３実施形態の変形例にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構に含まれる付勢手段としての非線形コイルばねの変位に対する反力の特性を第３実施形態で用いられるコイルばね（線形コイルばね）の特性と比較して示す図。 本発明の第４実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の分解斜視図。 本発明の第４実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構に含まれる付勢手段としての二重コイルばねの変位に対する反力の特性を第３実施形態で用いられるコイルばね（線形コイルばね）の特性と比較して示す図。 本発明の第５実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが離間した状態を示す図。 本発明の第５実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、カムの軸方向一方側の端面とリングプレートの軸方向他方側の端面とが当接した状態を示す図。 本発明の第６実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の分解斜視図。 本発明の第６実施形態にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構のカムおよびリングの側面図。 本発明の第６実施形態の変形例にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、リングの外周面とシリンダの内周面とが離間した状態を示す図。 本発明の第６実施形態の変形例にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構の側面図（側断面図）であって、リングの外周面とシリンダの内周面とが当接した状態を示す図。 本発明の第６実施形態の別の変形例にかかる電動工具に含まれる回転伝達機構のリングの斜視図。

符号の説明

１ 電動工具（衝撃トルク発生装置）
４ モータ
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｅ，６Ｇ 回転伝達機構
９ｆ 凹溝（凹凸形状）
９ｈ 内周面
１２，１２Ａ，１２Ｆ カム
１２ａ 外周面
１２ｃ 端面
１２ｄ 突条（凹凸形状）
１４ａ 端面
１５，１５Ｃ コイルばね（付勢手段）
１５Ｅ エラストマ（付勢手段）
１７ コイルばね（付勢手段）
１８，１８Ｈ リング（環状部材）

Claims (12)

1. 駆動源としてのモータと、
   前記モータによって回転駆動される主動側部分と回転負荷が作用する従動側部分との間の摩擦によって当該主動側部分から従動側部分に回転を伝達する回転伝達機構と、
   を備え、
   前記回転伝達機構は、主動側部分および従動側部分のうち一方に対して少なくとも回転方向に固定されて主動側部分と従動側部分との相対回転に応じて軸方向に往復動するカムを有し、当該カムの往復動に伴って主動側部分と従動側部分との間の摩擦抵抗が変化するように構成され、
   前記主動側部分と従動側部分とが摩擦する部分で、その摩擦抵抗により回転負荷が作用した従動側部分に対する主動側部分の回転を規制するとともに、モータによって主動側部分に作用したトルクによって滑りを生じさせた後、再度当該摩擦抵抗により回転負荷が作用した従動側部分に対する主動側部分の回転を規制することで、衝撃トルクを発生させるようにしたことを特徴とする衝撃トルク発生装置。
2. 前記カムがその往復動区間の軸方向一方側の端部にあるときに、当該カムの軸方向一方側の端面が、当該カムに対して軸方向一方側に配置される別の部材の端面と当接して、それら相互に当接する端面同士が、主動側部分と従動側部分との間で摩擦して回転を伝達する部分となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の衝撃トルク発生装置。
3. 前記相互に当接する端面に相互に係合する凹凸形状を設けたことを特徴とする請求項２に記載の衝撃トルク発生装置。
4. 前記カム、および前記別の部材のうち一方を、前記相互に当接する端面同士の圧接力を増大させる方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の衝撃トルク発生装置。
5. 前記付勢手段は前記別の部材をカム側に付勢することを特徴とする請求項４に記載の衝撃トルク発生装置。
6. 前記カムが前記別の部材側に移動するほど前記付勢手段による付勢力が増大するようにしたことを特徴とする請求項４または５に記載の衝撃トルク発生装置。
7. 前記付勢手段による付勢力のカムの軸方向変位に対する変化率が、前記相互に当接する端面同士が離間する側より近接する側で高くなるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の衝撃トルク発生装置。
8. 前記付勢手段はコイルばねであることを特徴とする請求項４〜７のうちいずれか一つに記載の衝撃トルク発生装置。
9. 前記付勢手段は非線形コイルばねであることを特徴とする請求項６または７に記載の衝撃トルク発生装置。
10. 前記付勢手段として前記カムの軸方向変位における作用開始点が異なる複数のコイルばねを有することを特徴とする請求項６または７に記載の衝撃トルク発生装置。
11. 前記付勢手段はエラストマであることを特徴とする請求項４〜６のうちいずれか一つに記載の衝撃トルク発生装置。
12. 前記回転伝達機構は、軸方向に移動する前記カムによって押されて弾性的に拡開する環状部材を有し、当該環状部材の外周面が、当該環状部材に対して外周側に配置される部材の内周面と当接して、それら相互に当接する周面同士が、前記主動側部分と従動側部分との間で摩擦する部分となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の衝撃トルク発生装置。
    
    

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