JP4650463B2 - 回転工具及びビット振れ抑制部材 - Google Patents

Description

本発明は、ビットを回転駆動する回転工具及びその回転工具と共に用いられるビット振れ抑制部材に関するものである。

エアドライバでは、エアを動力源とする駆動部により回転するスピンドルに対して、その先端が締付工具となるビット（ドライバビット）が取り付けられ、そのビットを回転駆動することによってネジ締め作業が行われる。ここで、ビットは工具本体に対して取り替え可能になっており、ビットが工具本体に取り付けられた状態でも、ビットはある程度工具本体に対して揺動可能である。そして、工具本体（ビット装着孔）に対するビットのガタツキを防止するために、ゴムリングを工具本体の内周側に配置した振れ止め構造が採用されることがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８９０７１号公報

しかしながら、ビットを回転駆動したときには、ビットの先端が大きく振れることが多い。そして、ビットの先端が大きく振れた場合には、作業効率が低下すると共にエアドライバの使用者が腱鞘炎になってしまうという問題が発生する。

そこで、本発明の主な目的は、ビットの先端が振れるのを抑制することができる回転工具及びそれと共に用いられるビット振れ抑制部材を提供することである。

第１の発明に係る回転工具は、ビットの基端側に配置された保持部において前記ビットを保持し且つ前記ビットと共に回転可能な保持機構と、前記保持機構を回転駆動する回転駆動機構と、前記回転駆動機構を収容する筐体と、前記ビットと共に回転しないで固定されるように前記筐体に取り付け可能なビット振れ抑制部材とを備え、前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体に取り付けた状態において、前記保持機構により保持された前記ビットの外周面との間に隙間が形成可能なように配置された振れ抑制部を有しており、前記ビットのドライバ部は、前記ビットの回転が開始される際に、前記筐体に取り付けた前記ビット振れ抑制部材の先端から突出していることにより前記ビット振れ抑制部材の伸延方向外側に配置され、前記振れ抑制部は、前記ビットの外周面との間の隙間により前記ビットが回転を開始する前は前記ビットに接触せず、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記ビットに接触して前記ビットの振れを抑制することを特徴としている。

この回転工具では、振れ抑制部は、ビットの外周面との間の隙間によりビットが回転を開始する前はビットに接触せず、ビットが回転を開始した直後にビットの外周面との間の隙間がなくなるまでビットが振れた場合に、ビットに接触することで、その後、ビットの先端が振れるのが抑制される。従って、回転工具による作業効率が向上すると共に、回転工具の使用者が腱鞘炎になるのを防止することができる。
また、この回転工具では、振れ抑制部を有するビット振れ抑制部材が必要な場合にだけ、ビット振れ抑制部材を筐体に取り付けることができる。また、ビット振れ抑制部材を交換することで、ビット振れ抑制部材の長さや内径などを変更することができる。

第２の発明に係る回転工具は、第１の発明に係る回転工具であって、前記振れ抑制部は、前記ビットの全周にわたって設けられていることを特徴としている。

この回転工具では、ビットが回転を開始した直後に、ビットの一部分が接触するような位置に振れ抑制部を容易に配置することができる。

第３の発明に係る回転工具は、第１または第２の発明に係る回転工具であって、前記振れ抑制部は、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記筐体の先端より前記ビット先端側において前記ビットに接触することを特徴としている。
第４の発明に係る回転工具は、第１〜３の発明のいずれかに係る回転工具であって、前記振れ抑制部は、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記ビットの先端と前記保持部との間において前記ビットに接触することを特徴としている。
第５の発明に係る回転工具は、第４の発明に係る回転工具であって、前記振れ抑制部は、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記ビットの先端と前記保持部との間の中心位置より先端側において前記ビットに接触することを特徴としている。
第６の発明に係る回転工具は、第１〜５の発明のいずれかに係る回転工具であって、前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体の外周面に対して前記ビットと共に回転しないように固定されることを特徴としている。
第７の発明に係る回転工具は、第６の発明に係る回転工具であって、前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体の外周面に対して別体の固定部材によって固定されることを特徴としている。
第８の発明に係る回転工具は、第７の発明に係る回転工具であって、前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体の外周面に対して複数の前記固定部材によって固定されることを特徴としている。

第９の発明に係る回転工具は、第１〜８の発明のいずれかに係る回転工具であって、前記ビットには前記保持部として周溝が形成されていると共に、前記保持機構は前記周溝に係合可能な係止部材を有していることを特徴としている。

この回転工具では、保持機構においてビットを保持するための構成を簡略化できる。

第１０の発明に係るビット振れ抑制部材は、第１〜９の発明のいずれかに係る回転工具に備えられた回転工具用のビット振れ抑制部材である。

このビット振れ抑制部材では、回転工具に取り付けることで、ビットが回転を開始した直後に、ビットの一部分が振れ抑制部に接触することで、その後、ビットの先端が振れるのが抑制される。従って、回転工具による作業効率が向上すると共に、回転工具の使用者が腱鞘炎になるのを防止することができる。

また、このビット振れ抑制部材では、筐体に取り付けた状態において、振れ抑制部がビットの全周にわたって設けられているときは、ビットが回転を開始した直後に、ビットの一部分が接触するような位置に振れ抑制部を容易に配置することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１〜１０の発明では、振れ抑制部は、ビットの外周面との間の隙間によりビットが回転を開始する前はビットに接触せず、ビットが回転を開始した直後にビットの外周面との間の隙間がなくなるまでビットが振れた場合に、ビットに接触することで、その後、ビットの先端が振れるのが抑制される。従って、回転工具による作業効率が向上すると共に、回転工具の使用者が腱鞘炎になるのを防止することができる。

以下、本発明に係るエアドライバの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るエアドライバの斜視図である。図２（ａ）は、ビット及びソケットをエアドライバに取り付けた状態を示す部分拡大断面図である。図２（ｂ）は、ビットの外周面とソケットの内周面との間の隙間を説明する図である。図３は、ビットの構成を示す図である。図４は、ソケットの構成を示す図である。

エアドライバ１は、図１及び図２に示すように、工具本体となるフレーム２と、ビットの回転または停止の操作を行うレバー３とを有している。そして、フレーム２の先端２ａからは、ビットの取り付け部となるアンビル１０が突出している。また、後述するように、フレーム２の先端２ａには、ビットの振れを抑制するためのソケット３０が取り付け可能になっている。ここで、ソケット３０がフレーム２に取り付けられると、ソケット３０はビットと共に回転しない状態で固定される。

エアドライバ１は、ビット５の取り付け部となるアンビル１０と、アンビル１０を回転駆動する回転駆動機構２０とを有している。アンビル１０は、ビット５の基端を保持し、そのビット５と共に回転可能な保持機構である。回転駆動機構２０は、図示しないエアを動力源とする駆動源で回転駆動されるスピンドル２１を有しており、その回転をアンビル１０に伝達可能に構成されている。

アンビル１０の先端近傍には、ビット５を取り付けるための取り付け孔１０ａが形成されている。ここで、ビット５は六角形の断面形状を有しているため、取り付け孔１０ａはビット５の外形に対応した六角形状に形成されている。また、取り付け孔１０ａは、アンビル１０の回転軸上に形成されている。また、アンビル１０は、保持孔１０ｂ内にそれぞれ配置された２つの鋼球１１を有していると共に、その先端近傍の外周には操作スリーブ１２が配置されている。２つの鋼球１１は、互いに対向するように配置されており、それぞれ、アンビル１０の保持孔１０ｂ内を移動可能になっている。

操作スリーブ１２は、アンビル１０の外周に回転可能に取り付けられ、軸方向には止め輪１６及びワッシャ１７により抜け止めされている。また、操作スリーブ１２とワッシャ１７との間には圧縮バネ１８が配置されているため、操作スリーブ１２は圧縮バネ１８によって軸方向に付勢されている。また、操作スリーブ１２の内周面には、鋼球１１に対応した位置において内側に突出する突起部１２ａが形成されている。従って、鋼球１１は、操作スリーブ１２の突起部１２ａによって押圧されることで、取り付け孔１０ｂに対して出入り可能になっている。ここで、アンビル１０の保持孔１０ｂは、鋼球１１が取り付け孔１０ａに抜け出るのを防止する構成になっている。

また、ビット５は、図３に示すように、その先端がドライバ部５ａとなったドライバビットである。そして、ビット５の基部近傍には、アンビル１０に設けられた鋼球１１が嵌り込むための溝部５ｂが全周にわたって形成されている。ビット５は、互いに長さの異なる複数種類のものがあり、例えば１１０ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍの長さを有する３種類のビット５Ａ、５Ｂ、５Ｃがある。ここで、各ビットにおいて、全長Ｘａ、基端部から溝部までの長さＸｂ、先端から溝部までの長さＸｃは、表１のようになっている。

上述したように、操作スリーブ１２が圧縮バネ１８によって付勢されていることから、鋼球１１は突起部１２ａに押圧されることで取り付け孔１０ａ内に突出した位置に配置される。そのため、この状態において、ビット５が取り付け孔１０ａに挿入されていれば、鋼球１１がビット５の溝部５ａを係止することでビット５が抜け止めされる。一方、操作スリーブ１２を圧縮バネ１８の付勢力と反対方向に操作すると、突起部１２ａが鋼球１１を押圧しなくなり、鋼球１１は取り付け孔１０ａ内に突出しない位置に配置可能になる。このため、この状態では、ビット５を取り付け孔１０ａに対して挿入または抜き取りが可能になる。

ソケット３０は、図４に示すように、筒状の部材であり、それらの外径が次第に小さくなった大径部３１、中径部３２及び小径部３３を有している。また、図４で破線で示すように、それらの内径も次第に小さくなっている。大径部３１は、フレーム２の先端２ａに対して固定するための部分であり、径方向に延在する複数のネジ穴３１ａが形成されている。そして、大径部３１がフレーム２の先端２ａにセットされた状態で、ネジ穴３１ａ内に配置された固定用ボルト３１ｂを締め付けることで、ソケット３０がフレーム２に固定される。

中径部３２は、ソケット３０がフレーム２に固定された状態において、アンビル１０が接触しないで回転できるだけの空間を有している。また、中径部３２には、ソケット３０の軽量化のための円形の開口３２ａが形成されている。小径部３３は、アンビル１０に取り付けられたビット５が嵌挿される部分であり、ビット５の外周面との間に僅かな隙間が形成されるような内周面を有している。また、ソケット３０の軽量化のための長孔形状の開口３３ａが形成されている。

ソケット３０は、互いに長さの異なる複数種類のものがあり、例えば１００ｍｍ、６０ｍｍの長さを有する２種類のソケット３０Ａ、３０Ｂがある。そして、各ソケットにおいて、全長Ｙａ、フレーム２に固定された状態におけるソケットの先端からビットの溝部までの長さＹｂは、表２のようになっている。ここで、ソケットがフレーム２に固定された状態では、ビット５の溝部５ｂは開口３２ａの中心位置に対応した位置に配置される。

ところで、ビット５の外周面とソケット３０の内周面との間には、図２（ｂ）に示すように、所定の大きさの隙間が形成される。ここで、ソケット３０の内径をＺａｍｍ、ビット５の最大外径をＺｂｍｍ、ビット５の外周面とソケット３０の内周面との間の最小隙間をＺｃとすると、次式の関係がある。
Ｚｃ＝（Ｚａ−Ｚｂ）／２
従って、例えばソケット３０の内径Ｚａが８．００ｍｍで、ビット５の最大外径Ｚｂが７．０５ｍｍである場合は、最小隙間Ｚｃは０．４７５ｍｍとなる。

次に、ビットの先端の振れに関する評価試験の結果について説明する。評価試験としては、まず、ソケットをフレーム２に取り付けないで、ビット５Ｂ（１５０ｍｍ）をアンビル１０に取り付けた状態で、ビット５Ｂを回転駆動し、そのときのビット５Ｂの先端における振れを測定した。次に、ソケット３０Ａ（１００ｍｍ）をフレーム２に固定した状態で、ビット５Ｂを回転駆動し、そのときのビット５Ｂの先端における振れを測定した。ここで、ソケット３０Ａの内径を７．５ｍｍ、７．７ｍｍ、８．０ｍｍの３つの値に変化させた。その後、フレーム２に固定するソケットを、ソケット３０Ｂに変更し、ビット５Ｂを回転駆動し、そのときのビット５Ｂの先端における振れを測定した。ここで、ソケット３０Ｂの内径を７．５ｍｍ、７．７ｍｍ、８．０ｍｍの３つの値に変化させた。また、アンビル１０に取り付けるビットをビット５Ｃ（２００ｍｍ）に変更し、ソケット３０Ａ（１００ｍｍ）をフレーム２に固定した状態で、ビット５Ｃを回転駆動し、そのときのビット５Ｃの先端における振れを測定した。ここで、ソケット３０Ａの内径を７．５ｍｍ、７．７ｍｍ、８．０ｍｍの３つの値に変化させた。

上記の評価試験の結果を表３及び図５に示す。図５は、図１のエアドライバにおける評価試験の結果を示す図である。

ここで、評価試験では、最大外径が７．０５ｍｍであるビット５を用いたので、各ソケットの内径が変化した場合のビット５の外周面とソケット３０の内周面との間の最小隙間は、表３に示すようになっている。

図５では、ソケットなしにおける結果が太線で図示されており、各条件における結果が○、△、□で図示されている。図５から分かるように、上記の評価試験を行った各条件でにおける振幅測定値は、ソケットなしの条件における振幅測定値（０．５７０ｍｍ）と比較し、著しく小さくなる。つまり、ビット５の回転が開始した直後に、ビット５の先端がその溝部５ｂを支点として軸方向からずれることにより、ビット５の一部分の外周面がソケット３０の内周面に接触することで、その後、ビット５の先端が振れるのが抑制される。ここで、ビット５の回転が開始した直後において、ソケット３０の先端近傍の内周面がビット５の外周面と接触すると考えられることから、ソケット３０の先端近傍の内周面が振れ抑制部の役割を有している。従って、本実施形態では、振れ抑制部は、ビット５の一部分の全周にわたって設けられていることになる。

また、上記の評価試験を行った各条件では、表３から分かるように、ビットの外周面とソケットの内周面との間の最小隙間は、０．０２２５〜０．０４７５ｍｍとなっている。そして、図５を考察すると、ソケットの内径がさらに大きくなり、内径が８．３ｍｍである場合でも、振幅測定値は、ソケットなしの条件における振幅測定値と比較し、著しく小さくなると考えられる。ここで、ソケットの内径が８．３ｍｍであるときは、ビットの外周面とソケットの内周面との間の最小隙間は０．６２５ｍｍになる。

以上説明したように、本実施の形態のエアドライバ１では、ビット５の外周面との間に僅かな隙間が形成される内周面を有するソケット３０をフレーム２に固定すると、ビット５が回転を開始した直後に、ビット５の一部分がソケットの内周面に接触することで、その後、ビット５の先端が振れるのが抑制される。従って、エアドライバ１による作業効率が向上すると共に、エアドライバ１の使用者が腱鞘炎になるのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

上述の実施の形態では、振れ抑制部の役割を有するソケット３０の先端近傍の内周面はビット５の一部分の全周にわたって設けられているが、振れ抑制部の役割を有する部材がビットの一部分の全周にわたって設けられずに、全周のうちの一部だけに設けられてもよい。つまり、振れ抑制部の役割を有する部材は、ビットの外周面との間の隙間によりビットが回転を開始する前はビットに接触せず、ビットが回転を開始した直後のビット振れ時に、ビットの外周面との間の隙間がなくなることによりビット（例えばビット５の先端と周溝５ｂとの間の一部分）と接触する位置に配置されており、ビット５と共に回転しないように固定されていればよい。また、振れ抑制部の役割を有するソケット３０の先端近傍の内周面以外の部分に関しては、ソケットの形状は変更してもよい。従って、ソケットは、大径部、中径部及び小径部を有しないで、その全体にわたって同一の外径に形成されていてもよい。

上述の実施の形態では、エアを動力源とする駆動源を有する回転駆動機構２０を備えたエアドライバ１について説明しているが、例えばモータを動力源とする駆動源を有する回転駆動機構を備えた電動工具（電動ドライバ）においても同様の効果が得られる。つまり、本発明の回転工具は、エアドライバ１に限定されず、ビットを回転駆動する回転工具であればよい。

なお、エアドライバ等の回転工具を長時間にわたって使用すると、新品の回転工具と比較して、ビットの先端の振れが大きくなることが多い。これは、繰り返し回転による摩耗によりアンビル外径との隙間が大きくなりアンビルに対するビットのガタツキが大きくなることや、ビットの抜き差しでの摩耗や使用回転時の負荷によってアンビルの取り付け孔の形状が変形（破損）することなどが原因と考えられる。ここで、本発明の効果は、新品の回転工具において得られるだけでなく、長時間にわたって使用された回転工具においても同様に得られると考えられる。

本発明を利用すれば、回転工具による作業効率が向上すると共に、回転工具の使用者が腱鞘炎になるのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係るエアドライバの斜視図である。 図２（ａ）は、ビット及びソケットをエアドライバに取り付けた状態を示す部分拡大断面図である。図２（ｂ）は、ビットの外周面とソケットの内周面との間の隙間を説明する図である。 ビットの構成を示す図である。 ソケットの構成を示す図である。 図１のエアドライバにおける評価試験の結果を示す図である。

１ エアドライバ
２ フレーム
５ ビット
５ｂ 周溝
１０ アンビル
１１ 鋼球
２０ 回転駆動機構
３０ ソケット

Claims (10)

1. ビットの基端側に配置された保持部において前記ビットを保持し且つ前記ビットと共に回転可能な保持機構と、
   前記保持機構を回転駆動する回転駆動機構と、
   前記回転駆動機構を収容する筐体と、
   前記ビットと共に回転しないで固定されるように前記筐体に取り付け可能なビット振れ抑制部材とを備え、
   前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体に取り付けた状態において、前記保持機構により保持された前記ビットの外周面との間に隙間が形成可能なように配置された振れ抑制部を有しており、
   前記ビットのドライバ部は、前記ビットの回転が開始される際に、前記筐体に取り付けた前記ビット振れ抑制部材の先端から突出していることにより前記ビット振れ抑制部材の伸延方向外側に配置され、
   前記振れ抑制部は、前記ビットの外周面との間の隙間により前記ビットが回転を開始する前は前記ビットに接触せず、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記ビットに接触して前記ビットの振れを抑制することを特徴とする回転工具。
2. 前記振れ抑制部は、前記ビットの全周にわたって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
3. 前記振れ抑制部は、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記筐体の先端より前記ビット先端側において前記ビットに接触することを特徴とする請求項１または２に記載の回転工具。
4. 前記振れ抑制部は、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記ビットの先端と前記保持部との間において前記ビットに接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転工具。
5. 前記振れ抑制部は、前記ビットが回転を開始した直後に前記ビットの外周面との間の隙間がなくなるまで前記ビットが振れた場合に、前記ビットの先端と前記保持部との間の中心位置より先端側において前記ビットに接触することを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
6. 前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体の外周面に対して前記ビットと共に回転しないように固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転工具。
7. 前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体の外周面に対して別体の固定部材によって固定されることを特徴とする請求項６に記載の回転工具。
8. 前記ビット振れ抑制部材は、前記筐体の外周面に対して複数の前記固定部材によって固定されることを特徴とする請求項７に記載の回転工具。
9. 前記ビットには前記保持部として周溝が形成されていると共に、
   前記保持機構は前記周溝に係合可能な係止部材を有していることを特徴とする 請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転工具。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転工具に備えられた回転工具用のビット振れ抑制部材。
    

Images