JP5426197B2 - 打撃工具 - Google Patents

Description

本発明は、インパクトレンチやインパクトドライバ等の打撃工具に関する。

電動ハンマーやハンマードリル等の電動工具を用いて鉄筋コンクリート等の被削材に対してハツリ作業や穿孔作業等を行う際、電動工具の先端に装着したビットが被削材に食い付き、そのままビットが抜けなくなることがある。電動工具が、特許文献１に開示のようにビットの正逆切替機能を備えたタイプであれは、ビットを逆転させて抜き取りを試みることができる。

特開２００５−２９７１８３号公報

しかし、ビットの食い付きが強いと逆転させても簡単に外れないことがある。また、使用する電動工具に正逆切替機能がない場合もある。従って、これらの場合には作業を中断してビットの取り外しを別途行う必要があり、作業性の低下を招いていた。

そこで、本発明は、正逆切替機能の有無にかかわらず、被削材に食い付いたビットを簡単に抜き取ることができる打撃工具を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転方向に間欠的な打撃を生じさせる最終出力軸と、本体軸の後方部に、最終出力軸に装着可能な後装着部を備える一方、本体軸の前方部に、シャンク部に一対の凹部と一対の溝とが形成されるビットのシャンク部を回転方向で一体に連結可能で、且つシャンク部を軸方向で一体に連結する抜け止め機構を有する前装着部を備える打撃工具用アタッチメントと、を含み、最終出力軸に打撃工具用アタッチメントの後装着部を装着したことを特徴とするものである。

本発明によれば、被削材に食い付いたビットをアタッチメントを利用して簡単に抜き取ることができる。よって、作業の中断が短時間となって作業性の低下が抑えられる。
また、抜け止め機構の採用により、ビットをより確実にアタッチメントに装着可能となる。

形態１の打撃工具用アタッチメントの斜視図である。 形態１の打撃工具用アタッチメントの説明図で、（Ａ）は縦断面、（Ｂ）はＡ−Ａ線断面、（Ｃ）はＢ−Ｂ線断面を夫々示す。 形態１の打撃工具用アタッチメントを装着したインパクトレンチの説明図である。 形態１の打撃工具用アタッチメント及びインパクトレンチの説明図で、（Ａ）が一部縦断面、（Ｂ）がＣ−Ｃ線断面を夫々示す。 形態２の回転工具用アタッチメントの斜視図である。 形態２の回転工具用アタッチメントの縦断面図である。 （Ａ）はＤ−Ｄ線断面、（Ｂ）はＥ−Ｅ線断面、（Ｃ）はＦ−Ｆ線断面を夫々示す。 形態２の回転工具用アタッチメントを装着したハンマードリルの説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１，２に示す打撃工具用アタッチメント（以下単に「アタッチメント」という。）１は、筒状の本体軸２の前方部（図１，２の左側の前方とする。）に、他のビットが差し込み装着可能な前装着部３を備える一方、本体軸２の後方部に、インパクトレンチに装着可能な後装着部４を備えてなる。
まず、前装着部３は、電動ハンマーやハンマードリルの前端に設けられるビットの装着部と同じ構造で、本体軸２の前端に外嵌したキャップ５の後方に、着脱操作用のスリーブ６が、軸方向へ前後移動可能に設けられて、スリーブ６内で本体軸２に外装されたコイルバネ７により、キャップ５に当接する前進位置に付勢されている。

また、本体軸２には、他のビットの挿入孔８が軸心に形成されると共に、挿入孔８に連通しボール９を挿入孔８に対して出没可能に収容する連通孔１０が形成されている。また、挿入孔８の内面には、連通孔１０と９０度位相をずらせて軸方向に伸びる一対の突条１１，１１が点対称に突設されている。
一方、スリーブ６の内面には、前進位置でボール９を外側から押圧して挿入孔８内へ突出させる押圧部１２が形成され、スリーブ６の前端には、コイルバネ７の付勢に抗した後退位置でボール９の挿入孔８からの退避を許容する逃げ部１３が形成されている。

そして、後装着部４は、後述するインパクトレンチのアンビルに装着されるソケットの後端と同じ構造となっている。すなわち、挿入孔８と同軸で連通する横断面正方形の連結孔１４と、その連結孔１４に連通して本体軸２の左右に開口する貫通孔１５と、その貫通孔１５に挿入されるピン１６と、ピン１６に合わせた前後位置で本体軸２の後部外周に形成された凹溝１７に外装されてピン１６を抜け止めするＯリング１８とを備えるもので、これら貫通孔１５，ピン１６，凹溝１７，Ｏリング１８が本発明の抜け止め機構となる。また、ピン１６は、貫通孔１５への挿入状態では、本体軸２の軸心を直交状に交差して連結孔１４を貫通しており、Ｏリング１８を凹溝１７からずらすことで、本体軸２からのピン１５の抜き取りが可能となる。

以上の如く構成されたアタッチメント１は、図３に示すようなインパクトレンチ２０に装着される。ここでのインパクトレンチ２０は、ハウジング２１の後方（ここでは図３の左側となる。）にモータ２２を収容し、その前方に、遊星歯車減速機構２３を介してスピンドル２４を配置し、スピンドル２４の前方でハウジング２１の前端に最終出力軸となるアンビル２５を同軸で軸支して、スピンドル２４とアンビル２５との間に打撃機構２６を設けた構成となっている。２７は、押し操作によってモータ２２を駆動させるトリガーである。

打撃機構２６は、スピンドル２４の前端に回転可能且つ軸方向へ移動可能に外装されたハンマー２８を備え、このハンマー２８を、スピンドル２４の外面に形成された傾斜溝２９とハンマー２８の内面に形成された軸方向溝３０とに跨って嵌合するボール３１を介してスピンドル２４に連結している。また、ハンマー２８は、後方に設けたコイルバネ３２により、ボール３１によって規制される図３の前進位置へ付勢されている。この前進位置で、アンビル２５の後端で放射状に設けた一対のアーム３３，３３に、ハンマー２８の前面に設けた図示しないテーパ爪が回転方向で係合可能となっている。
そして、アンビル２５の先端は、横断面正方形に形成されると共に、ピン１６を挿入可能な抜け止め孔３４が左右方向に形成されている。

よって、アタッチメント１の後装着部４からピン１６を抜き取って、連結孔１４にインパクトレンチ２０のアンビル２５先端を差し込み、再びピン１６を本体軸２及びアンビル２５の先端に差し込んでＯリング１８を凹溝１７に外装させると、図３のようにアタッチメント１はアンビル２５に連結される。
そして、前装着部３では、被削材に食い付いたビット３５の後端のシャンク部３６には、ボール９が嵌合する一対の凹部３７，３７と、突条１１，１１が嵌合する一対の溝３８，３８とが形成されているため、スリーブ６を後退位置へスライドさせてボール９の押圧を解除した状態で、シャンク部３６を、突条１１と溝３８との位相を夫々合わせた状態で挿入孔８へ差し込み、スリーブ６を前進位置へ戻すと、ボール９が一方の凹部３７に嵌合して抜け止めされると共に、突条１１と溝３８との嵌合によって回転方向で一体化される。なお、このようなビットの装着構造は、特表平３−５０５９９６号公報や米国特許明細書第４１２３０７４号等において周知である。

こうしてアタッチメント１を介してビット３５をアンビル２５に連結した状態で、トリガー２７を押し操作してモータ２２を駆動させると、スピンドル２４が回転してハンマー２８を介してアンビル２５にトルクが伝達され、さらにアタッチメント１を介してビット３５にトルクが伝わる。このとき、ビット３５が被削材に食い付いたままであると、ビット３５と一体のアンビル２５も回転せず負荷が増大するため、ハンマー２８がコイルバネ３２の付勢に抗してボール３１を傾斜溝２９に沿って転動させながら後退する。そして、ハンマー２８のテーパ爪がアンビル２５のアーム３３から外れると、コイルバネ３２の付勢によって前進し、且つ傾斜溝２９に沿って転動するボール３１の案内によって回転して、テーパ爪をアーム３３に再び係合させて回転方向に打撃（インパクト）を生じさせる。こうしてアーム３３に対して係脱を繰り返すことで打撃を間欠的に発生させ、アタッチメント１を介してビット３５に伝えるため、ビット３５が食い付きに抗して回転し、被削材から抜き取ることができる。

このように、上記形態１によれば、本体軸２の後方部に、インパクトレンチ２０のアンビル２５に装着可能な後装着部４を備える一方、本体軸２の前方部に、ビット３５の後端を回転方向で一体に連結可能な前装着部３を備えるアタッチメント１を採用したことで、被削材に食い付いたビット３５をインパクトレンチ２０を利用して簡単に抜き取ることができる。よって、作業の中断が短時間となって作業性の低下が抑えられる。

なお、前装着部及び後装着部の構造は上記形態１に限らず、ビットのシャンク部の形状やインパクトレンチのアンビルの形状に合わせて適宜設計変更可能である。本体軸も、筒状である必要はなく、前後端にシャンク部の挿入孔やアンビルの連結孔を有底孔として形成することも可能である。

また、上記形態１では、後装着部の抜け止め機構にピンやＯリングを採用しているが、打撃工具の最終出力軸側にアタッチメントの抜け止め用の係合部を設けて、後装着部には当該係合部が係合する被係合部のみを設けるようにしてもよい。図４は、インパクトレンチ２０のアンビル２５に、係合部として抜け止めピン３９を設けた例を示すもので、この抜け止めピン３９は、先端が先細りテーパ状に形成されてアンビル２５の軸線と直交方向で側面から出没可能に収容され、アンビル２５内に収容したコイルバネ３９ａにより、先端がアンビル２５の側面から突出する突出位置に付勢されている。３９ｂは、アンビル２５内で抜け止めピン３９の後端に係止されて抜け止めピン３９ｂの突出を規制するクリップである。

よって、アタッチメント１の後装着部４には、アンビル２５が差し込まれる連結孔１４に、被係合部として抜け止めピン３９が係合する貫通孔１５のみを設ければ足りることになる。このような構造にすれば、形態１のようなＯリングの脱着やピンの抜き差しが不要となるため、アンビル２５に対するアタッチメント１の着脱がワンタッチでより簡単に行える。

一方、上記形態１や図４の例では、後装着部の連結孔に打撃工具の最終出力軸を差し込んで連結する構造としているが、これと逆の構造でも差し支えない。例えば、打撃工具の最終出力軸におけるビットの装着構造が、最終出力軸に設けたボール等の押圧体を、最終出力軸の外周に設けたチャックスリーブで軸心側へ押圧することで、最終出力軸の軸心に差し込んだビットに係合させて一体化させるような場合は、後装着部としてビットの後端と同じ軸部を形成し、この軸部を最終出力軸に差し込み装着することになる。
また、必ずしもビットを抜き取る必要はなく、食い付きが解除されれば再びドリル等の回転工具に装着して作業を続けることも可能であるので、抜け止め機構は設けずに回転のみ一体とする連結にとどめることもできる。
さらに、打撃工具もインパクトレンチに限らず、アタッチメントを連結可能であれば、インパクトドライバ等の他の工具を使用して差し支えない。

［形態２］
次に、回転工具用アタッチメントの形態を説明する。但し、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
図５，６に示す回転工具用アタッチメント（以下単に「アタッチメント」という。）４０は、縦断面が釣り鐘形状のケース４１の前端に、メタル軸受４２を介して筒状の出力軸４３を軸支して、ケース４１から突出する出力軸４３の先端に、図７（Ａ）にも示すように、形態１と同じ前装着部３を設けて、ビット３５のシャンク部３６を連結可能としている。
一方、ケース４１の後面は、インターナルギヤ部４５を前面に有する円盤状の蓋体４４によって閉塞されており、蓋体４４の中心を貫通する後入力軸４６が後方へ突出している。また、蓋体４４の後面で左右両端には、後方へ伸びる一対のバー４７，４７が一体形成されている。

後入力軸４６の後端は、図７（Ｂ）にも示すように、点対称となる一対の凹部４８，４８と、凹部４８と９０度位相をずらせて点対称となり、後入力軸４６の後端まで達する一対の凹溝４９，４９とが形成される一方、後入力軸４６の前端は、図７（Ｃ）にも示すように、３つの遊星歯車５１，５１・・を支持するキャリア部５０となって、各遊星歯車５１をインターナルギヤ部４５内で遊星運動可能としている。キャリア部５０の中心には、遊星歯車５１の中心に位置して前方に開口する有底孔５２が形成されている。
また、ケース４１内において、後入力軸４６の前方には、前入力軸５３が設けられている。この前入力軸５３は、後端に、後入力軸４６の有底孔５２に遊挿されて遊星歯車５１と噛み合うピニオン５４を突設する一方、前端に突設した小径部５５を出力軸４３の後端に遊挿させることで、後入力軸４６及び出力軸４３と同軸で軸支されている。５６は、ピニオン５４の前方に形成されて後入力軸４６の前端面に当接する円盤部である。

そして、前入力軸５３と出力軸４３との間には、打撃機構５７が設けられている。この打撃機構５７は、形態１で説明したインパクトレンチ２０に具備したものと同様で、前入力軸５３の前方に外装したハンマー５８を備え、そのハンマー５８を、前入力軸５３外面の傾斜溝５９とハンマー５８内面の軸方向溝６０とに跨って嵌合させたボール６１を介して連結している。また、ハンマー５８と円盤部５６との間には付勢手段としてのコイルバネ６２が設けられてハンマー５８を前進位置へ付勢し、ハンマー５８の前面に設けた一対のテーパ爪６３，６３（図８）を、出力軸４３の後端へ放射状に設けた一対のアーム６４，６４に回転方向で係合可能としている。

以上の如く構成されたアタッチメント４０は、図８に示すハンマードリル７０のような回転工具に装着される。このハンマードリル７０は、ハウジング７１内に、モータの出力軸７２と平行な中間軸７３を軸支すると共に、中間軸７３の上方に最終出力軸となる筒状のツールホルダ７４を軸支している。中間軸７３の前方には、ツールホルダ７４に設けたギヤ７５と噛み合うギヤ７６が、中間軸７３の後方には、スワッシュベアリング７８を介して傾動アーム７９を設けたボススリーブ７７が、夫々中間軸７３と別体回転可能に外装されて、ギヤ７６とボススリーブ７７との間に、中間軸７３とスプライン結合されるクラッチ８０が設けられている。このクラッチ８０を、ハウジング７１の外部に設けた図示しない切替部材でスライド操作することで、クラッチ８０がギヤ７６のみと係合するドリルモード、ボススリーブ７７のみと係合するハンマーモード、ギヤ７６及びボススリーブ７７と係合するハンマードリルモードに夫々切替可能となっている。

一方、ツールホルダ７４の後方部には、傾動アーム７９に後端が連結されるピストンシリンダ８１が遊挿されて、ピストンシリンダ８１内に空気室８２を介して打撃子８３を前後移動可能に収容している。打撃子８３の前方でツールホルダ７４内には、中間子８４が前後移動可能に収容されている。
そして、ハウジング７１から突出するツールホルダ７４の前端部８５には、ビットの装着部８６が設けられている。この装着部８６は、アタッチメント４０の前装着部３と同様に、前端部８５に、前端部８５内に形成した挿入孔８７に対して出没可能なボール８８と、ボール８８と位相をずらせた一対の突条８９，８９とを備えている。また、前端部８５の外周に、コイルバネ９１によって前方位置に付勢されてボール８８を挿入孔８７内への突出位置に押圧するスリーブ９０を外装している。
さらに、ハウジング７１の前端には、リング状のクランプ部９２を介して、ハウジング７１から横向きに突出する図示しないサイドハンドルが連結されている。

よって、ハンマードリル７０の装着部８６において、スリーブ９０を後方へスライドさせた状態で、アタッチメント４０の後入力軸４６をツールホルダ７４の前端部８５の挿入孔８７に、凹溝４９と突条８９との位相を合わせて差し込み、スリーブ９０を前方位置へ戻す。すると、ボール８８が後入力軸４６の一方の凹部４８に嵌合して軸方向へ抜け止めされると共に、凹溝４９と突条８９との嵌合によって後入力軸４６は回転方向で一体化され、アタッチメント４０はツールホルダ７４に連結される。このとき、アタッチメント４０のバー４７，４７は、サイドハンドルのクランプ部９２の外周に達して上下からクランプ部９２，９２を挟持する。

そして、前装着部３では、スリーブ６を後退位置へスライドさせてボール９の押圧を解除した状態で、シャンク部３６を、突条１１と溝３８との位相を夫々合わせた状態で挿入孔８へ差し込み、スリーブ６を前進位置へ戻す。すると、ボール９が一方の凹部３７に嵌合して抜け止めされると共に、突条１１と溝３８との嵌合によって回転方向で一体化されて、ビット３５はアタッチメント４０の出力軸４３と連結される。

こうしてアタッチメント４０を介してビット３５をツールホルダ７４に連結した状態で、ハンマードリル７０では、クラッチ８０をギヤ７６のみと噛合させるドリルモードを選択して、図示しないトリガーを押し操作してモータを駆動させる。すると、中間軸７３が回転してクラッチ８０及びギヤ７６，７５を介してツールホルダ７４にトルクが伝達され、アタッチメント４０の後入力軸４６から遊星歯車５１で減速されて前入力軸５３に伝わる。

このとき、ビット３５が被削材に食い付いたままであると、ビット３５と一体の出力軸４３も回転せず負荷が増大するため、ハンマー５８が、コイルバネ６２の付勢に抗してボール６１を傾斜溝５９に沿って転動させながら後退する。そして、ハンマー５８のテーパ爪６３，６３が出力軸４３のアーム６４，６４から外れると、コイルバネ６２の付勢によってハンマー５８が前進し、且つ傾斜溝５９に沿って転動するボール６１の案内によって回転して、テーパ爪６３，６３をアーム６４，６４に再び係合させて回転方向に打撃（インパクト）を生じさせる。こうしてアーム６４への係脱を繰り返すことで打撃を間欠的に発生させて出力軸４３を介してビット３５に伝えるため、ビット３５が食い付きに抗して回転し、被削材から抜き取ることができる。

このように、上記形態２においても、ツールホルダ７４に装着可能な後入力軸４６と、その後入力軸４６及び前入力軸５３の前方に配置され、ビット３５の後端を回転方向で一体に連結可能な前装着部３を前端に備えた出力軸４３と、前入力軸５３と出力軸４３との間に設けられ、出力軸４３の負荷の増大によって前入力軸５３から出力軸４３に伝わるトルクに回転方向での間欠的な打撃を生じさせる打撃機構５７とを備えたアタッチメント４０の採用により、被削材に食い付いたビット３５をハンマードリル７０を利用して簡単に抜き取ることができる。よって、作業の中断が短時間となって作業性の低下が抑えられる。

なお、上記形態２では、後入力軸の回転を遊星歯車減速機構を介して減速し、打撃機構を備えた前入力軸に伝達するようにしているが、減速は必須ではないため、減速機構をなくして後入力軸と前入力軸とを一体化した一つの入力軸を採用しても差し支えない。
また、打撃機構をハンマーやコイルバネ等で形成しているが、打撃機構として、作動油を充填した筒状のケースでスピンドルを軸支し、ケースとスピンドルとの相対回転により生じる油圧で、スピンドルへ瞬間的なトルクを発生可能とした周知のオイルユニット（特開２００６−２８９５９６号公報や特開２００５−２１９１３９号公報等に例示される）を用いることもできる。すなわち、入力軸をケースに連結する一方、スピンドルに前装着部を直接又は間接的に設けることにより、入力軸への回転をスピンドルへの間欠的な打撃に変換してビットを抜き取ることができる。

さらに、本形態２においても、前装着部や入力軸の構造は、ビットのシャンク部の形状や回転工具の装着部の形態に合わせて適宜設計変更可能で、ここでも前装着部においては、抜け止め機構は設けずに回転のみ一体とする連結にとどめることもできる。
一方、回転工具としてはハンマードリルに限らず、アタッチメントの入力軸が連結可能な最終出力軸を備えたものであれば、電動ドリルやドライバ等も使用できる。

１・・打撃工具用アタッチメント、２・・本体軸、３・・前装着部、４・・後装着部、６・・スリーブ、８・・挿入孔、９・・ボール、１１・・突条、１６・・ピン、２０・・インパクトレンチ、２５・・アンビル、２６・・打撃機構、３５・・ビット、３６・・シャンク部、４０・・回転工具用アタッチメント、４１・・ケース、４３・・出力軸、４６・・後入力軸、５３・・前入力軸、５７・・打撃機構、５８・・ハンマー、６２・・コイルバネ、７０・・ハンマードリル、７４・・ツールホルダ、８６・・装着部。

Claims (1)

1. 回転方向に間欠的な打撃を生じさせる最終出力軸と、
   本体軸の後方部に、前記最終出力軸に装着可能な後装着部を備える一方、前記本体軸の前方部に、シャンク部に一対の凹部と一対の溝とが形成されるビットの前記シャンク部を回転方向で一体に連結可能で、且つ前記シャンク部を軸方向で一体に連結する抜け止め機構を有する前装着部を備える打撃工具用アタッチメントと、を含み、
   前記最終出力軸に前記打撃工具用アタッチメントの前記後装着部を装着したことを特徴とする打撃工具。

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