JP4597849B2 - 回転打撃工具 - Google Patents

Description

本発明は、回転方向に打撃を与えてネジを強固に締め付けることのできるインパクトレンチやインパクトドライバと称される回転打撃工具に関する。

従来、様々な回転打撃工具が知られており、例えば特許文献１に記載のインパクトレンチが知られている。
特許文献１に記載のインパクトレンチは、駆動モータによって回転されるスピンドルと、スピンドルの同軸上に配置されるアンビルと、スピンドルの外周に嵌合されるハンマーと、スピンドルとハンマーとの間に介在される回転打撃機構を有している。回転打撃機構は、スピンドルとハンマーとの間に所定値以上のトルクが作用すると、ハンマーに軸方向移動と所定角度の周方向移動との複合運動を行わせてハンマーの爪をアンビルの爪に係合させてアンビルに回転打撃を加える構成になっている。さらに該インパクトレンチは、付加ハンマーを有している。付加ハンマーは、ハンマーに対して係脱可能に設けられており、ハンマーに係止されることで回転打撃を増強する構成になっている。
特開平６−１９０７４１号公報

しかしハンマーは、アンビル側に付勢するばねの力を利用して、回転打撃時に軸方向に移動する。そのためハンマーに付加ハンマーが係止されると、総重量が重くなる、あるいはハンマーと付加ハンマーとの間に摩擦が生じることが原因で、回転打撃時におけるハンマーの軸方向の移動量が短くなる。そのため打撃のタイミングが短くなって、グー（力付与時）、バン（打撃時）の繰り返しが、グッ、バンの繰り返しになり、ネジを強固に締め付ける適度な打撃のタイミングを得ることができない問題があった。
そこで本発明は、ハンマーに対して係脱される付加ハンマーを有し、ハンマーに付加ハンマーを係止させた状態においても適度な打撃のタイミングを得ることのできる回転打撃工具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える回転打撃工具であることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によると、ハンマーに対して係脱される付加ハンマーと、付加ハンマーをハンマーに対して係止させた係止位置と離脱させた離脱位置とに切替える操作部と、付加ハンマーを離脱位置から係止位置にすることでハンマーをアンビルに向けて付勢する付勢機構の付勢力を増強する調整機構とを有している。

したがって付加ハンマーをハンマーに係止させると、付加ハンマーをハンマーに対して離脱した状態よりも強い力でハンマーがアンビルに向けて付勢される。そのため付加ハンマーがハンマーに対して係止されることで、ハンマーの軸方向の移動量が小さくなり、打撃のタイミングが短くなることを防止することができる。例えば、付加ハンマーがハンマーに対して係止されることで、ハンマーの重量に付加ハンマーの重量が加わって、ハンマーが回転しつつ軸方向に移動しにくくなる。あるいはハンマーと付加ハンマーの間に摺動抵抗が生じて、ハンマーが軸方向に移動しにくくなるが、付勢機構の付勢力が強くなるため、ハンマーの軸方向の移動量が確保される。その結果、付加ハンマーをハンマーに係止させた状態においても、適度な打撃のタイミングを得ることができる。そして適度な打撃のタイミングを得ることで、適度なトルクと打撃とをねじに加えることができ、ねじを強固に締め付けたり、あるいは緩めたりすること等ができる。
しかもその調整は、付加ハンマーの位置を調整することで、自動的になされ得る。

請求項２に記載の発明によると、付勢機構は、スピンドルとハンマーとの間に介装されてハンマーをアンビルに向けて付勢する第一のばねと、付加ハンマーとハンマーとの間に介装される第二のばねとを有している。調整機構は、付加ハンマーに設けられ、付加ハンマーを離脱位置から係止位置にすることで自由状態の第二のばねをハンマーに向けて押して、第二のばねと第一のばねとによってハンマーをアンビルに向けて付勢する構成になっている。
したがって付加ハンマーをハンマーに対して離脱させた状態においては、第一のばねのみによってハンマーが付勢される。そして付加ハンマーをハンマーに対して係止させた状態においては、ハンマーが第一のばねと第二のばねによって付勢されて、付勢力が増強されている。

請求項３に記載の発明によると、付勢機構は、付加ハンマーとハンマーとの間に介装されてハンマーをアンビルに向けて付勢するばねを有している。調整機構は、付加ハンマーに設けられ、付加ハンマーを離脱位置から係止位置にすることでばねをハンマーに向けて押し、ハンマーをアンビルに向けて付勢するばねの付勢力を増強する構成になっている。
したがって付加ハンマーをハンマーに対して離脱させた位置から係止させた位置に移動させると、ばねの付勢力が調整機構によって増強される。

（実施の形態１）
回転打撃工具の一例である実施の形態１のインパクトドライバ１を図１〜９にしたがって説明する。
インパクトドライバ１は、図１に示すようにハウジング１０の後側内部に収容される駆動モータ２と、駆動モータ２によって回転されるスピンドル３と、スピンドル３の同軸上に配置されるアンビル６と、スピンドル３の外周に嵌合されるハンマー４と、ハンマー４に対して係脱される付加ハンマー８を有している。

駆動モータ２の出力軸１１は、図１に示すように動力伝達機構である遊星歯車列１２を介してスピンドル３と連結されている。
遊星歯車列１２は、出力軸１１に設けられたピニオンギヤ（サンギヤ）１３と、ピニオンギヤ１３と噛み合う複数の遊星ギヤ１４と、遊星ギヤ１４に噛み合うインターナルギヤ１５を有している。インターナルギヤ１５は、ハウジング１０に固着されたギヤボックス１６に固着され、各遊星ギヤ１４は、スピンドル３の後端部外周から張出しているスピンドル３のキャリア部３ａに取付けられた支軸１７に回転可能に支持されている。

スピンドル３は、図１に示すように出力軸１１と同一軸線上に配置され、スピンドル３の後端外周部が軸受１８を介してギヤボックス１６に対して回転可能に支持されている。したがってスピンドル３は、遊星歯車列１２を介して駆動モータ２によって軸回転する。
スピンドル３の先端側外周には、図２に示すようにハンマー４が嵌合され、ハンマー４とスピンドル３の間には、回転打撃機構５が設けられている。

回転打撃機構５は、アンビル６に回転打撃を加えるための機構であって、図２に示すようにスピンドル３に形成された一対のＶ溝２０と、ハンマー４に形成された一対の係合凹部２１と、Ｖ溝２０と係合凹部２１の間に介在された一対のボール２２を有している。
Ｖ溝２０は、図２，７に示すようにスピンドル３の外周に断面半円形で回転軸線に傾斜したＶ字状に形成されている。係合凹部２１は、ハンマー４の内周面に断面半円形で側面視逆Ｖ字状に形成されている。したがってハンマー４は、回転打撃機構５を介してスピンドル３に対して軸方向に所定量移動可能で、かつ周方向に所定角度回転可能に連結されている。

図２に示すようにハンマー４の前端部に形成されたフランジ部４ｃと、スピンドル３に形成されたキャリア部３ａの間には、第一のばね２３が介装されている。第一のばね２３は、圧縮スプリングであって、ハンマー４をアンビル６に向けて付勢する付勢機構７の一部材を成す。
第一のばね２３とキャリア部３ａの間には、ボール１９ａとワッシャ−１９ｂが設けられており、第一のばね２３は、キャリア部３ａに対して軸中心に回転可能に支持されている。

ハンマー４の前端面には、図２に示すようにアンビル６側に向けて突出する一対の爪４ａが設けられている。一方、アンビル６の後端部には、ハンマー４の爪４ａに係合する一対の爪６ａが突設されている。
アンビル６は、ハウジング１０の前端部に取付けられるインパクトケース２９に軸受３３を介して回転可能に支持されている。アンビル６の先端部には、ソケット６ｂが設けられている。ソケット６ｂは、インパクトケース２９から突出しており、先端工具であるビットが着脱可能に装着される。

ハンマー４の外周側方には、図２に示すように付加ハンマー８が設けられている。
付加ハンマー８は、円筒状であって、ハンマー４に対して軸方向に移動可能になっている。付加ハンマー８の内周面には、複数の内歯８ａが形成されている。内歯８ａは、ハンマー４の外周部に形成された複数の外歯４ｂに対して軸方向に嵌合し、嵌合することで外歯４ｂに対して周方向に回転不能でかつ軸方向に移動可能になる。したがって付加ハンマー８をハンマー４に対して軸方向に移動させることで、付加ハンマー８をハンマー４に対して係脱させることができる。

付加ハンマー８の後端部内周面には、図２に示すように軸中心に張出す鍔８ｂが形成されており、鍔８ｂとハンマー４の間には、第二のばね２４が介装されている。
第二のばね２４は、圧縮スプリングであって、第一のばね２３の外周側に配設される。第二のばね２４は、図２に示すように付加ハンマー８をハンマー４に対して離脱させた離脱位置においては自由状態になる。そして第二のばね２４は、図３に示すように付加ハンマー８をハンマー４に対して係止させた係止位置においては、付加ハンマー８の鍔８ｂによってハンマー４に向けて押付けられて弾性圧縮され、ハンマー４をアンビル６側に付勢する。したがって第二のばね２４は、第一のばね２３とともにハンマー４をアンビル６に向けて付勢する付勢機構７の一部材をなす。

付加ハンマー８には、図２に示すように付加ハンマー８の位置を操作するための操作部９が連結されている。
操作部９は、図４，５に示すようにインパクトケース２９の外周面上に配設されるカバー２５と、カバー２５に取付けられるねじ２６を有している。
カバー２５は、断面円弧状であって、インパクトケース２９の外周面に対して摺動可能で、かつインパクトケース２９に形成されたガイド穴３２を覆い隠す構成になっている。
ねじ２６は、図５に示すようにインパクトケース２９とインパクトケース２９のガイド穴３２を貫通し、付加ハンマー８に形成された凹部８ｃに届く脚部２６ａを有している。

脚部２６ａには、図５に示すように摺動部材２７，２８が取付けられている。
摺動部材２７は、円筒状であって、ガイド穴３２に内設され、ガイド穴３２に対して脚部２６ａがガタ付くことを抑制する。
摺動部材２８は、矩形筒状であって、摺動部材２７よりも脚部２６ａの先端部に取付けられ、脚部２６ａに螺合するめねじ部を内周面に有している。摺動部材２８は、付加ハンマー８の外周の全周に渡って凹状に形成された凹部８ｃに内設され、凹部８ｃに対して摺動する。
摺動部材２８は、ガイド穴３２よりも径が大きく、ねじ２６がインパクトケース２９から脱落することを防止する構成にもなっている。

ガイド穴３２は、図４に示すように軸方向に延出する離脱位置用ガイド穴３２ａと、離脱位置用ガイド穴３２ａの後端部から周方向に延出する連結横穴３２ｂと、連結横穴３２ｂの端部から離脱位置用ガイド穴３２ａと平行に軸方向に前方に延出する係止位置用ガイド穴３２ｃとを連続して有している。係止位置用ガイド穴３２ｃは、離脱位置用ガイド穴３２ａよりも前方に延出しており、操作部９の前方への移動を許容して、付加ハンマー８のハンマー４に対する係合を許容する。

操作部９をガイド穴３２に沿って操作して、ねじ２６を離脱位置用ガイド穴３２ａまたは連結横穴３２ｂに位置させた場合は、図２に示すように付加ハンマー８がハンマー４から離脱した状態になる（離脱位置）。そしてこの時の第二のばね２４は、自由状態になり、ハンマー４をアンビル６に向けて付勢しない状態になる。したがってハンマー４は、第一のばね２３のみによってアンビル６に向けて付勢されている。

操作部９を操作して、図６に示すようにねじ２６を係止位置用ガイド穴３２ｃの前端部まで移動させた場合は、図３に示すように付加ハンマー８が前側に移動しハンマー４に係止する（係止位置）。そして第二のばね２４が付加ハンマー８の鍔８ｂによってハンマー４に向けて押されて弾性圧縮される。したがってハンマー４は、第二のばね２４と第一のばね２３とによってアンビル６側に向けて付勢される。
すなわち付勢機構７の付勢力は、付加ハンマー８に形成された鍔８ｂによって第二のばね２４がハンマー４に押されることで増強される（調整機構）。

操作部９を図５の位置で保持する場合は、ねじ２６を摺動部材２８に対して締め付ける。これによりねじ２６の頭部２６ｂによってカバー２５をインパクトケース２９に押付け、操作部９がインパクトケース２９に対して移動不能になる。そして操作部９によって付加ハンマー８が係止位置において軸方向に移動不能でかつ回転可能な状態で保持される。

付加ハンマー８を離脱位置にした際のハンマー４は、図２に示すように第一のばね２３によってアンビル６側に付勢される。そのためハンマー４の爪４ａとアンビル６の爪６ａは、係合している。そしてハンマー４とスピンドル３は、図７，８に示すようにボール２２を介して連動可能になっている。したがってねじの締付トルクや緩めるトルクが小さい場合には、スピンドル３とハンマー４とアンビル６とが一緒に軸回転する。

インパクトドライバ１によるねじ締付作業の最終段階、あるいはねじ緩め作業の最初の段階では、アンビル６に大きなトルクが加わる。そのためアンビル６と係合しているハンマー４と、駆動モータ２によって回転されるスピンドル３との間に大きなトルクが加わる。大きなトルクが加わった場合は、ハンマー４が図７に示すようにスピンドル３に対して相対的に矢印Ａ方向に回転する。（ねじ緩め作業の際には、矢印Ａ方向の逆方向に回転する。）そしてボール２２がＶ溝２０に沿って移動し、ボール２２が係合凹部２１を押すことで、ハンマー４が第一のばね２３に抗して軸方向に後退する。

そしてハンマー４の爪４ａがアンビル６の爪６ａから外れ（図９参照）、ハンマー４がスピンドル３とともに回転しつつ、第一のばね２３によって軸方向に前進する。そして爪４ａがアンビル６の爪６ａに周方向に当接（衝突）して、アンビル６に回転方向の打撃が付与される。これによりアンビル６に回転打撃が繰り返し加えられる。

付加ハンマー８を離脱位置から係止位置にした場合は、図２に示すようにハンマー４には、第一のばね２３と第二のばね２４の二つのばねの付勢力が加わる。そのためハンマー４とスピンドル３の間に大きなトルクが加わった場合は、図７，８に示すように回転打撃機構５によってハンマー４が第一のばね２３と第二のばね２４の二つのばねに抗して回転しつつ軸方向に後退する。そしてハンマー４の爪４ａがアンビル６の爪６ａから外れる（図９参照）。

そしてハンマー４が第一のばね２３と第二のばね２４の二つのばねによる付勢力によって軸方向に前進しつつ付加ハンマー８とともに回転し、爪４ａがアンビル６の爪６ａに周方向に当接（衝突）する。したがってハンマー４は、付加ハンマー８が係止された状態においても確実に軸方向前方に移動して、爪４ａがアンビル６の爪６ａに対して確実に当接する。

以上のようにして実施の形態１が形成されている。
すなわちインパクトドライバ１は、図２，３に示すように付加ハンマー８と、付加ハンマー８をハンマー４に対して係止させた係止位置と離脱させた離脱位置とに切替える操作部９と、付加ハンマー８を離脱位置から係止位置にすることでハンマー４をアンビル６に向けて付勢する付勢機構７の付勢力を増強する調整機構（８ｂ）とを有している。

したがって付加ハンマー８をハンマー４に係止させると、付加ハンマー８をハンマー４に対して離脱した状態よりも強い力でハンマー４がアンビル６に向けて付勢される。そのためハンマー４が付加ハンマー８に対して係止されることで、ハンマー４の軸方向の移動量が小さくなり、打撃のタイミングが短くなることを防止することができる。例えば、ハンマー４が付加ハンマー８に対して係止されることで、ハンマー４の重量に付加ハンマー８の重量が加わって、ハンマー４が回転しつつ軸方向に移動しにくくなる。あるいはハンマー４と付加ハンマー８の間に摺動抵抗が生じて、ハンマー４が軸方向に移動しにくくなるが、付勢機構の付勢力が強くなるため、ハンマー４の軸方向の移動量が確保される。その結果、ハンマー４に付加ハンマー８を係止させた状態においても、適度な打撃のタイミングを得ることができる。そして適度な打撃のタイミングを得ることで、適度なトルクと打撃をねじに加えることができ、ねじを強固に締め付けたり、あるいは緩めたりすること等ができる。
しかもその調整は、付加ハンマー８の位置を調整することで、自動的になされ得る。

また付勢機構７は、図２，３に示すように第一のばね２３と、第二のばね２４を有している。そして調整機構（８ｂ）は、付加ハンマー８に設けられ、操作部９によって付加ハンマー８を離脱位置から係止位置にすることで自由状態の第二のばね２４をハンマー４に向けて押して、第二のばね２４と第一のばね２３とによってハンマー４をアンビル６に向けて付勢する構成になっている。
したがって付加ハンマー８をハンマー４に対して離脱させた状態においては、第一のばね２３のみによってハンマー４が付勢される。そして付加ハンマー８をハンマー４に対して係止させた状態においては、ハンマー４が第一のばね２３と第二のばね２４によって付勢されて、付勢力が増強されている。

（実施の形態２）
実施の形態２を図１０，１１にしたがって説明する。
実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同様に形成されている。しかし実施の形態２は、図２に示す実施の形態１の付勢機構７に代えて図１０に示す付勢機構３０を有している点において実施の形態１と相違している。以下、相違点を中心に実施の形態２について説明する。

実施の形態２に係るインパクトドライバ１は、図１０に示すようにばね３１を備える付勢機構３０を有している。
ばね３１は、圧縮スプリングであって、付加ハンマー８に形成された鍔８ｂとハンマー４との間に介装され、ハンマー４をアンビル６に向けて前方に付勢している。

付加ハンマー８を離脱位置にした際のハンマー４は、図１０に示すようにばね３１によってアンビル６側に付勢されている。したがってスピンドル３とハンマー４との間に大きなトルクが加わった場合には、回転打撃機構５によってハンマー４がばね３１に抗して回転しつつ軸方向に後退し、ハンマー４の爪４ａがアンビル６の爪６ａから外れる。そしてハンマー４がばね３１によって軸方向に前進しつつ回転し、ハンマー４の爪４ａがアンビル６の爪６ａに周方向に当接（衝突）する。

付加ハンマー８を係止位置にした際のハンマー４は、図１１に示すように付加ハンマー８の内歯８ａがハンマー４の外歯４ｂに係合する。そして付加ハンマー８の鍔８ｂによってばね３１がハンマー４に向けて押されて弾性圧縮され、ばね３１のハンマー４を付勢する力が強くなる（調整機構）。したがって付加ハンマー８を係止位置にした際のハンマー４は、付加ハンマー８を離脱位置にした場合に比べ、ばね３１から大きな付勢力を受ける。

したがってスピンドル３とハンマー４の間に大きなトルクが加わった場合には、ハンマー４がばね３１に抗して付加ハンマー８とともに回転しつつ軸方向に後退し、これによりハンマー４の爪４ａがアンビル６の爪６ａから外れる。そしてばね３１の付勢力を利用してハンマー４が軸方向に前進しつつ付加ハンマー８とともに回転し、爪４ａがアンビル６の爪６ａに周方向に当接（衝突）する。

以上のようにして実施の形態２が形成されている。
すなわち付勢機構３０は、ばね３１を有している。調整機構（８ｂ）は、付加ハンマー８に設けられ、付加ハンマー８を離脱位置から係止位置にすることでばね３１をハンマー４に向けて押し、ハンマー４をアンビル６に向けて付勢するばね３１の付勢力を増強する構成になっている。
したがって付加ハンマー８をハンマー４に対して離脱させた位置から係止させた位置に移動させると、ばね３１の付勢力が調整機構（８ｂ）によって増強される。

（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１，２に限定されず、以下の形態であっても良い。
（１）すなわち実施の形態１は、第一のばねと第二のばねを有しており、第二のばねが付加ハンマーを解除位置した際に自由状態になっていた。しかし第二のばねが付加ハンマーを解除位置にした際において弾性圧縮される形態であって、付加ハンマーを係止位置にすることで弾性圧縮量が大きくなり、ハンマーをアンビルに向けて付勢する付勢力が増強される構成になっていても良い。
（２）実施の形態１，２は、回転打撃工具の一つであるインパクトドライバであったが、インパクトレンチであっても良い。
（３）実施の形態１，２の付加ハンマーは、ハンマーに対して軸方向に移動することで係脱する構成になっていた。しかし付加ハンマーが径方向に移動することでハンマーに対して係脱する構成になっていても良い。

実施の形態１に係るインパクトドライバの一部断面図である。 図１の一部拡大図である。 付加ハンマーを係止位置にした際の図２に相当するインパクトドライバの一部断面図である。 図２の矢印IV方向からの操作部の上面図である。 図２のV―V線一部断面矢視図である。 操作部によって付加ハンマーを係止位置にした際の図４に相当する操作部の上面図である。 回転打撃機構の模式図である。 回転打撃機構の模式図である。 アンビルの爪に対するハンマーの爪の動作を示す模式図である。 実施の形態２に係るインパクトドライバの一部断面拡大図であ る。 付加ハンマーを係止位置にした際の図１０に相当する実施の形 態２に係るインパクトドライバの一部断面拡大図である。

符号の説明

１…インパクトドライバ（回転打撃工具）
２…駆動モータ
３…スピンドル
４…ハンマー
５…回転打撃機構
６…アンビル
７…付勢機構
８…付加ハンマー
８ｂ…鍔（調整機構）
９…操作部
１０…ハウジング
１６…ギヤボックス
２３…第一のばね
２４…第二のばね
２５…カバー
２７，２８…摺動部材
２９…インパクトケース
３０…付勢機構
３１…ばね
３２…ガイド穴

Claims (3)

1. 駆動モータによって回転されるスピンドルと、該スピンドルの同軸上に配置されるアンビルと、前記スピンドルの外周に嵌合されるハンマーと、前記スピンドルと前記ハンマーとの間に介在され、前記スピンドルと前記ハンマーとの間に所定値以上のトルクが作用すると、前記ハンマーに対して軸方向移動と周方向移動との複合運動を行わせて前記ハンマーの爪を前記アンビルの爪に係合させて前記アンビルに回転打撃を加える回転打撃機構を有する回転打撃工具であって、
   前記ハンマーに対して係脱される付加ハンマーと、前記付加ハンマーを前記ハンマーに対して係止させた係止位置と離脱させた離脱位置とに切替える操作部と、前記付加ハンマーを離脱位置から係止位置にすることで前記ハンマーを前記アンビルに向けて付勢する付勢機構の付勢力を増強する調整機構とを有していることを特徴とする回転打撃工具。
2. 請求項１に記載の回転打撃工具であって、
   付勢機構は、スピンドルとハンマーとの間に介装されて前記ハンマーをアンビルに向けて付勢する第一のばねと、付加ハンマーと前記ハンマーとの間に介装される第二のばねとを有しており、
   調整機構は、前記付加ハンマーに設けられ、前記付加ハンマーを離脱位置から係止位置にすることで自由状態の前記第二のばねをハンマーに向けて押して、前記第二のばねと前記第一のばねとによって前記ハンマーを前記アンビルに向けて付勢する構成になっていることを特徴とする回転打撃工具。
3. 請求項１に記載の回転打撃工具であって、
   付勢機構は、付加ハンマーとハンマーとの間に介装されて前記ハンマーをアンビルに向けて付勢するばねを有しており、
   調整機構は、前記付加ハンマーに設けられ、前記付加ハンマーを離脱位置から係止位置にすることで前記ばねをハンマーに向けて押し、前記ハンマーを前記アンビルに向けて付勢する前記ばねの付勢力を増強する構成になっていることを特徴とする回転打撃工具。
   
   
   

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