JP5505858B2 - インパクト工具 - Google Patents

Description

本発明は、モータにより駆動され、新規な打撃機構部を実現したインパクト工具に関する。

インパクト工具は、モータを駆動源として回転打撃機構部を駆動し、アンビルに回転力と打撃力を与えることによって先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締め等の作業を行うものである。近年、駆動源としてブラシレスＤＣモータが広く用いられるようになってきた。ブラシレスＤＣモータは、例えばブラシ（整流用刷子）の無いＤＣ（直流）モータであり、コイル（巻線）を固定子側に、マグネット（永久磁石）を回転子側に用い、インバータ回路で駆動された電力を所定のコイルへ順次通電することによりロータを回転させる。インバータ回路は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）や、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタを使用して構成され、大電流で駆動される。ブラシレスＤＣモータは、ブラシ付きＤＣモータと比較するとトルク特性に優れ、より強い力で被加工部材にネジやボルト等を締め付けることができる。

ブラシレスＤＣモータを用いたインパクト工具の例として、例えば特許文献１の技術が知られている。特許文献１では、連続回転式のインパクト機構部を有し、動力伝達機構部（減速機構部）を介してスピンドルに回転力が与えられると、スピンドルの回転軸方向に移動可能に係合するハンマが回転し、ハンマと当接するアンビルを回転させる。ハンマとアンビルは、回転平面上の２箇所に互いに対称的に配置された２つのハンマ凸部（打撃部）をそれぞれ有し、これらの凸部は互いに回転方向に噛み合う位置にあり、凸部同士の噛み合いにより回転打撃力が伝えられる。ハンマは、スピンドルを囲むリング域で、スピンドルに対して軸方向に摺動自在にされ、ハンマの内周面には、逆Ｖ字型（略三角形）のカム溝が設けられる。スピンドルの外周面には軸方向に、Ｖ字型のカム溝が設けられており、このカム溝とハンマの内周カム溝との間に挿入されたボール（鋼球）を介してハンマが回転する。

特開２００９−７２８８８号公報

従来の動力伝達機構部においては、スピンドルとハンマは、カム溝に配置されたボールを介して保持され、ハンマはその後端に配置されるスプリングによって、スピンドルに対して軸方向後方に後退できるように構成されている。従って、スピンドルとハンマの部分の部品点数が多くなり、スピンドルとハンマの間の取り付け精度を良くするように考慮しなければならないので、製造コストが高くなっていた。

また特許文献１の技術において、ハンマによる打撃時には、後退したハンマがスプリングによって前方に押し戻されながら回転してスピンドルを打撃するために、打撃時にスピンドルに対して軸方向前方へのスラスト分力が発生し、これによって先端工具がねじ頭から離れる等の、いわゆるカムアウト現象が起こりにくくなっていた。しかしながら、本実施例で説明する新規な構造の打撃機構においては、ハンマは回転方向への移動をするのみであって、回転軸方向への移動はしない構造となるため、打撃によって回転方向（ラジアル方向）への力が発生するのみで、回転軸方向（スラスト方向）への力は発生しなかった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は新規なインパクト機構を用いて構成したインパクト工具を提供することにある。

本発明の別の目的は、簡単な機構のハンマとアンビルによってインパクト機構を実現したインパクト工具において、カムアウト現象を起こしにくくすることである

本発明のさらに別の目的は、ハンマとアンビルの打撃面の配置を工夫することにより、簡単な構成で打撃時に軸方向前方へのスラスト分力を発生させるようにしたインパクト工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

本発明の一つ特徴によれば、モータと、モータに接続されるハンマと、ハンマによって回転するアンビルとを有し、ハンマを正方向と逆方向に回転させることによりアンビルを正方向に回転させるインパクト工具であって、ハンマとアンビルの打撃面が、アンビルの回転軸に対して所定の角度を有するように傾斜させ、打撃によってアンビルに軸方向前方へのスラスト分力が生ずるように構成した。打撃時には、ハンマがアンビルに対して相対的に３６０度未満の回転角で回動する。

本発明の他の特徴によれば、ハンマは、本体部分から半径方向外側または軸方向に突出する１組以上の突出部と、軸上に形成された嵌合部を有し、アンビルは、本体部分から半径方向外側または軸方向に突出する１組以上の突出部と、ハンマ部の嵌合部と嵌合する嵌合部を有し、アンビル及びハンマの少なくとも片方の突出部は相互に衝突する正方向打撃面と逆方向打撃面を有し、正方向打撃面にスラスト分力が生ずるような傾斜を形成する。この傾斜は、締め付け時に打撃させる正方向打撃面だけに形成しても良いし、緩め作業の時に打撃させる逆方向打撃面に、アンビルに軸方向前方へのスラスト分力が生ずるような傾斜を形成しても良い。また、逆方向打撃面にはスラスト分力が生ずるような傾斜を形成しないように構成しても良い。

本発明のさらに他の特徴によれば、ハンマの打撃面とアンビルの打撃面の傾斜角は、アンビルに軸方向前方へのスラスト分力が生じない打撃面に対して、０より大きく３５°以下の傾斜とすると良い。好ましくは、傾斜角を０より大きく１０°以下が良く、特に好ましくは、傾斜角を３°以上５°以下とすると良い。

請求項１の発明によれば、ハンマとアンビルの打撃面が、アンビルの回転軸に対して所定の角度を有するように傾斜させ、打撃によってアンビルに軸方向前方へのスラスト分力が生ずるようにしたので、ハンマの打撃によって僅かながらのスラスト分力を発生させることができ、先端工具がネジ等からはずれる、いわゆるカムアウト現象を起こしにくくすることができる。また、モータを正方向及び逆方向に回転させることによって、ハンマとアンビルを打撃しながらハンマを正方向に回転させるので、モータの駆動方法を工夫するだけで容易にインパクト工具を実現できる。

請求項２の発明によれば、アンビルとハンマの打撃部が相対的に３６０度未満の回転角で回動するので、ハンマを軸方向に移動可能に構成する必要が無く、低コストのインパクト機構を実現できる。

請求項３の発明によれば、アンビル及びハンマの少なくとも片方の突出部は相互に衝突する正方向打撃面と逆方向打撃面を有し、正方向打撃面にスラスト分力が生ずるような傾斜を形成したので、アンビル及びハンマの突出部の形状を少しだけ変えるだけで容易にスラスト分力を発生させるインパクト機構を実現できる。

請求項４の発明によれば、アンビル及びハンマの逆方向打撃面にスラスト分力が生ずるような傾斜を形成するので、締め付け作業時だけでなく緩め作業時においてもスラスト分力を発生させるインパクト機構を実現できる。

請求項５の発明によれば、アンビル及びハンマの逆方向打撃面にはスラスト分力が生ずるような傾斜を形成しないので、緩め作業時にはスラスト分力を発生させることなくスムーズな緩め作業を実施することができる。

請求項６の発明によれば、ハンマの打撃面とアンビルの打撃面の傾斜角は、軸方向前方へのスラスト分力が生じない打撃面から０より大きく３５°以下の傾斜角であるので、締め付け部材が緩んでしまうことなく効率よくインパクト動作を実行できる。

請求項７の発明によれば傾斜角は、０より大きく１０°以下であるので、多種のドライバビットの傾斜角度と近い角度とすることができるので、ドライバビットがネジ頭から外れにくくすることができる。

請求項８の発明によれば傾斜角は、３°以上５°以下であるので、先端工具がドライバビットの場合、その傾斜面の角度と打撃面の傾斜がほぼ釣り合い、ドライバビットがネジ頭から外れることを効果的に防止することができる。

請求項９の発明によれば、ハンマとアンビルの打撃面がアンビルの回転軸に対して所定の角度を有するように傾斜させたので、打撃によってアンビルに軸方向前方へのスラスト分力が生じ、ハンマの打撃によって僅かながらのスラスト分力を発生させることができ、先端工具がネジ等からはずれる、いわゆるカムアウト現象を起こしにくくできる。

請求項１０の発明によれば、ハンマをパルス状に駆動するので、ハンマを軸方向に移動させずにアンビルに対してインパクト動作を行うことができ、低コストのインパクト工具を実現できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るインパクト工具１の全体構造を示す縦断面図である。 本発明の実施例に係るインパクト工具１の外観を示す斜視図である。 図１の打撃機構４０付近の拡大断面図である。 図１の冷却ファン１８の斜視図である。 本発明の実施例に係るインパクト工具のモータ３の駆動制御系を示す機能ブロック図である。 本発明の基本構成（第２の実施例）に係るハンマ１５１とアンビル１５６の形状を示す図である。 図６のハンマ１５１及びアンビル１５６の打撃動作を示す図であり、一回転の動きを６段階で示した断面図である。 本発明の基本構成（第２の実施例）に係るハンマ１５１とアンビル１５６の形状を示す断面図である。 図８のＢ−Ｂ部における断面図である。 先端工具の一例であるドライバビットの先端形状を示す図である。 図１のハンマ４１及びアンビル４６の形状を示す斜視図である。 図１のハンマ４１及びアンビル４６の形状を示す別の角度からの斜視図である。 図１１、１２に示したハンマ４１及びアンビル４６の打撃動作を示す図である。 インパクト工具１の運転時のトリガ信号、インバータ回路の駆動信号、モータ３の回転速度、ハンマ４１とアンビル４６の打撃状況を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明において、上下前後、左右の方向は、図１及び図２中に示した方向として説明する。

図１は本発明に係るインパクト工具の全体構造を示す縦断面図である。インパクト工具１は、充電可能なバッテリパック３０を電源とし、モータ３を駆動源として打撃機構４０を駆動し、出力軸であるアンビル４６に回転と打撃を与えることによってドライバビット等の図示しない先端工具に連続する回転力や断続的な打撃力を伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。

モータ３は、ブラシレスＤＣモータであって、側面から見て略Ｔ字状の形状を成すハウジング６の筒状の胴体部６ａ内に収容される。ハウジング６は、ほぼ対称な形状の左右２つの部材に分割可能に構成され、それら部材が複数のネジにより固定される。そのため、分割されるハウジング６の一方（本実施例では左側ハウジング）に複数のネジボス２０が形成され、他方（右側ハウジング）に複数のネジ穴（図示せず）が形成される。モータ３の回転軸１９は、胴体部６ａの後端側のベアリング１７ｂと中央部付近に設けられるベアリング１７ａによって回転可能に保持される。モータ３の後方には６つのスイッチング素子１０が搭載された基板７が設けられ、これらスイッチング素子１０によってインバータ制御を行うことによりモータ３を回転させる。基板７の前方側には、回転子３ａの位置を検出するためにホール素子やホールＩＣ等の回転位置検出素子５８が搭載される。

ハウジング６の胴体部６ａから略直角に一体に延びるグリップ部６ｂ内の上部にはトリガスイッチ８及び正逆切替レバー１４が設けられ、トリガスイッチ８には図示しないバネによって付勢されてグリップ部６ｂから突出するトリガ操作部８ａが設けられる。グリップ部６ｂ内の下方には、トリガ操作部８ａによってモータ３の速度を制御する機能等を備えた制御回路基板９が収容される。ハウジング６のグリップ部６ｂの下方に形成されたバッテリ保持部６ｃには、ニッケル水素やリチウムイオン等の複数の電池セルが収容されたバッテリパック３０が着脱可能に装着される。

モータ３の前方には、回転軸１９に取り付けられてモータ３と同期して回転する冷却ファン１８が設けられる。冷却ファン１８により、胴体部６ａの後方に設けられた空気取入口２６ａ、２６ｂから空気が吸引される。吸引された空気は、ハウジング６の胴体部６ａであって冷却ファン１８の半径方向外周側付近に形成される複数のスリット２６ｃ（図２参照）からハウジング６の外部に排出される。

打撃機構４０は、アンビル４６とハンマ４１の２つの部品により構成され、ハンマ４１は遊星歯車減速機構２１の複数の遊星歯車の回転軸を連結するように固定される。現在広く使われている公知のインパクト機構と違って、ハンマ４１には、スピンドル、スプリング、カム溝、及びボール等を有するカム機構をもたない。そしてアンビル４６とハンマ４１とは回転中心付近に形成された嵌合軸と嵌合溝により１回転未満の相対回転だけができるように連結される。アンビル４６は、図示しない先端工具を装着する出力軸部分と一体に構成され、前端には軸方向と鉛直面の断面形状が六角形の装着穴４６ａが形成される。アンビル４６の後方側はハンマ４１の嵌合軸と連結され、軸方向中央付近でメタルベアリング１６ａによりケース５に対して回転可能に保持される。尚、これらアンビル４６とハンマ４１の詳細形状については後述する。

ケース５は打撃機構４０及び遊星歯車減速機構２１を収容するための金属製の一体成形で製造され、ハウジング６の前方側に装着される。また、ケース５の外周側は、熱の伝達を防止するとともに、衝撃吸収効果等を果たすために樹脂製のカバー１１で覆われる。アンビル４６の先端には先端工具を着脱するためのスリーブ１５が設けられる。

トリガ操作部８ａが引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転は遊星歯車減速機構２１によって減速され、モータ３の回転数に対して所定の比率の回転数でハンマ４１が回転する。ハンマ４１が回転すると、その回転力はアンビル４６に伝達され、アンビル４６がハンマ４１と同じ速度で回転を開始する。先端工具側からの受ける反力によってアンビル４６にかかる力が大きくなると、後述する制御部は締め付け反力の増大を検出し、モータ３の回転が停止してロック状態になる前に、ハンマ４１の駆動モードを変更しながらハンマ４１を連続的に又は断続的に駆動する。

図２は、図１のインパクト工具１の外観を示す斜視図である。ハウジング６は３つの部分（６ａ、６ｂ、６ｃ）から構成され、胴体部６ａの、冷却ファン１８の半径方向外周側付近には冷却風排出用のスリット２６ｃが形成される。また、バッテリ保持部６ｃの上面には制御パネル３１が設けられる。制御パネル３１には、各種の操作ボタンや表示ランプ等が配置され、例えばＬＥＤライト１２をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチや、バッテリパックの残量を確認するためのボタンが配置される。また、バッテリ保持部６ｃの側面にはモータ３の駆動モード（ドリルモード、インパクトモード）を切り替えるためのトグルスイッチ３２が設けられる。トグルスイッチ３２を押下するごとに、ドリルモードとインパクトモードが交互に切り替わる。

バッテリパック３０には、リリースボタン３０Ａが設けられ、左右両側に位置するリリースボタン３０Ａを押しながら前方にバッテリパック３０を移動させることにより、バッテリパック３０をバッテリ保持部６ｃから取り外すことができる。バッテリ取付部６ｃの左右側には、着脱可能な金属製のベルトフック３３が設けられる。図２では、インパクト工具１の左側に取り付けられているが、ベルトフック３３を取り外してインパクト工具１の右側に装着することも可能である。バッテリ取付部６ｃの後端部付近にはストラップ３４が取り付けられる。

図３は、図１の打撃機構４０付近の拡大断面図である。遊星歯車減速機構２１は、プラネタリー型であり、モータ３の回転軸１９の先端と接続されるサンギヤ２１ａが駆動軸（入力軸）となり、胴体部６ａに固定されるアウターギヤ２１ｄ内で、複数のプラネタリーギヤ２１ｂが回転する。プラネタリーギヤ２１ｂの複数の回転軸２１ｃは、遊星キャリヤの機能を持つハンマ４１にて保持される。ハンマ４１は遊星歯車減速機構２１の従動軸（出力軸）として、モータ３と同方向に所定の減速比で回転する。この減速比をどの程度に設定するかは、主な締結対象（ネジかボルトか）、モータ３の出力と必要な締結トルクの大きさ等の要因から適切に設定すれば良く、本実施例ではモータ３の回転数に対してハンマ４１の回転数が１／８〜１／１５程度になるように減速比を設定する。

胴体部６ａの内部の２つのネジボス２０の内周側には、インナカバー２２が設けられる。インナカバー２２はプラスチック等の合成樹脂の一体成形で製造された部材であり、後方側には円筒状の部分が形成され、その円筒部分でモータ３の回転軸１９を回転可能に固定するベアリング１７ａを保持する。また、インナカバー２２の前方側には、２つの異なる径を有する円筒状の段差部が設けられ、その小さい方の段差部にはボール式のベアリング１６ｂが設けられ、大きい方の円筒状の段差部には、前方側からアウターギヤ２１ｄの一部が挿入される。尚、アウターギヤ２１ｄはインナカバー２２に回転不能に取り付けられ、インナカバー２２はハウジング６の胴体部６ａに回転不能に取り付けられることから、アウターギヤ２１ｄは非回転状態で固定されることになる。また、アウターギヤ２１ｄの外周部には外径が大きく形成されたフランジ部分が設けられ、フランジ部分とインナカバー２２の間にはＯリング２３が設けられる。ハンマ４１とアンビル４６の回転部分にはグリス（図示せず）が塗布されており、Ｏリング２３は、そのグリスがインナカバー２２側に漏れないようにシールする。

本実施例において特徴的なこととして、ハンマ４１がプラネタリーギヤ２１ｂの複数の回転軸２１ｃを保持する遊星キャリヤの機能を持つことである。そのためハンマ４１の後端部はベアリング１６ａの内輪の内周側にまで延びる。また、ハンマ４１の後方側内周部は、モータ３の回転軸１９に取り付けられるサンギヤ２１ａを収容する円筒形の内部空間内に配置される。ハンマ４１の前方側中心軸付近は、軸方向前方に突出する嵌合軸４１ａが形成され、嵌合軸４１ａはアンビル４６の後方側中心軸付近に形成される円筒形の嵌合溝４６ｆに嵌合する。尚、嵌合軸４１ａと嵌合溝４６ｆは、双方が相対的に回転可能なように軸支するものである。

図４は、冷却ファン１８の斜視図である。冷却ファン１８は例えばプラスチック等の合成樹脂の一体構成によって製造される。回転中心には、回転軸１９が貫通される貫通穴１８ａが形成され、回転軸１９を軸方向に所定距離だけ覆いロータ３ａとの所定の距離を確保する円筒部１８ｂが形成され、円筒部１８ｂから外周側には複数のフィン１８ｃが形成される。フィン１８ｃの前後側には、円環状の部分が設けられ、冷却ファン１８の回転方向に限られずに軸方向後方から吸引された空気を、外周付近に形成された複数の開口部１８ｄから円周方向外側に排出する。冷却ファン１８は、いわゆる遠心ファンの機能を果たすものであり、遊星歯車減速機構２１を介さずにモータ３の回転軸１９に直接接続されるので、ハンマ４１に比べて十分大きい回転数で回転されるので、十分な風量を確保することができる。

次に、モータ３の駆動制御系の構成と作用を図５に基づいて説明する。図５はモータ３の駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施例では、モータ３は３相のブラシレスＤＣモータで構成される。このブラシレスＤＣモータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）３ａと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成る固定子３ｂと、回転子３ａの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置された３つの回転位置検出素子（ホール素子）５８を有する。これら回転位置検出素子５８からの位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御され、モータ３が回転する。回転位置検出素子５８は、基板７上の回転子３ａの永久磁石３ｃに対向する位置に設けられる。

基板７上に搭載される電子素子には、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含む。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御回路基板９に搭載される制御信号出力回路５３に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路５３から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路５２に印加されるバッテリパック３０の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。

６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、制御回路基板９上に搭載された演算部５１によって、トリガスイッチ８のトリガ操作部８ａの操作量（ストローク）の検出信号に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御する。

ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路５２の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３または負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３またはスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによってバッテリパック３０の直流電圧から各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。尚、本実施例では、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整してモータ３の回転速度を制御することができる。

インパクト工具１には、モータ３の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー１４が設けられ、回転方向設定回路６２は正逆切替レバー１４の変化を検出するごとに、モータの回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部５１に送信する。演算部５１は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成される。

制御信号出力回路５３は、回転方向設定回路６２と回転子位置検出回路５４の出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号を制御信号出力回路５３に出力する。これによって固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定の巻線に交互に通電し、回転子３ａを設定された回転方向に回転させる。この場合、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路６１の出力制御信号に基づいてＰＷＭ変調信号として出力される。モータ３に供給される電流値は、電流検出回路５９によって測定され、その値が演算部５１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。尚、ＰＷＭ信号は正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に印加しても良い。

制御回路基板９に搭載される制御部５０には、アンビル４６に発生する衝撃の大きさを検出する打撃衝撃検出センサ５６が接続され、その出力は打撃衝撃検出回路５７を介して演算部５１に入力される。打撃衝撃検出センサ５６としては、アンビル４６に取り付けられる歪ゲージ等で実現でき、打撃衝撃検出センサ５６の出力を用いて規定トルクで締め付けが完了した際に、モータ３を自動停止させるようにしても良い。

次に、本実施例に係るハンマ４１とアンビル４６の打撃動作を説明する前に、図６、７を用いて本発明のハンマとアンビルの基本構成と、その打撃動作原理を説明する。図６は、本発明の基本構成に係るハンマ１５１とアンビル１５６の形状を示す図であり、最もシンプルな形状のものである。この形状は本発明の第２の実施例に係る形状でもある。ハンマ１５１は、円筒形の本体部分１５１ｂから軸方向に突出する１組の突出部、即ち突出部１５２と突出部１５３が形成される。本体部分１５１ｂの前方側、中央には、アンビル１５６の後方に形成された嵌合溝（図示せず）に嵌合する嵌合軸１５１ａが形成され、ハンマ１５１とアンビル１５６は相対的に１回転未満（３６０度未満）の所定角度だけ回転可能なように連結される。突出部１５２は打撃爪として作用するもので、円周方向の両側に平面状の打撃面１５２ａと１５２ｂが形成される。また、ハンマ１５１には、突出部１５２との回転バランスを取るための突出部１５３が形成される。突出部１５３は、回転バランスをとるための錘部として機能するため、打撃面は形成されない。

本体部分１５１ｂの後方側には、接続部分１５１ｄを介して円盤部１５１ｃが形成される。本体部分１５１ｂと円盤部１５１ｃの間の空間は、遊星歯車減速機構２１のプラネタリーギヤ２１ｂを配置するためのもので、円盤部１５１ｃにはプラネタリーギヤ２１ｂの回転軸２１ｃを保持するための貫通穴１５１ｆが形成される。図示していないが、本体部分１５１ｂの円盤部１５１ｃに面する側にもプラネタリーギヤ２１ｂの回転軸２１ｃを保持するための保持穴が形成される。

アンビル１５６は、円筒形の本体部分１５６ｂの前端側に先端工具を装着するための装着穴１５６ａが形成され、本体部分１５６ｂの後方側には本体部分１５６ｂから半径方向外側に突出する２つの突出部１５７と１５８が形成される。突出部１５７は、被打撃面１５７ａと１５７ｂを有する打撃爪であり、突出部１５８が被打撃面をもたない錘部である。突出部１５７は、突出部１５２と衝突するように構成されるため、その外径は突出部１５２の外形と同じに構成される。しかしながら突出部１５３と１５８は共に錘として作用させるだけであって、どの部位にも衝突させないために、お互いが干渉しない位置や大きさに形成し配置することが重要である。また、ハンマ１５１とアンビル１５６の相対的な回転角をできるだけ多く取るために（但し、最大でも１回転未満である）、突出部１５３及び１５８の半径方向の厚さを小さくして円周方向の長さを大きくすることによって、突出部１５２と１５７との回転バランスをとれるように形成される。相対的な回転角を大きく設定することにより、ハンマをアンビルに衝突させるときのハンマの加速区間（助走区間）を大きく取ることができ、大きなエネルギーにて打撃することができる。

図７は、ハンマ１５１及びアンビル１５６の使用状態における一回転の動きを６段階で示した断面図である。断面は軸方向と垂直面であって、打撃面１５２ａ（図６）を含む断面である。図７（１）の状態において、先端工具からうける締め付けトルクが小さいうちは、アンビル１５６はハンマ１５１から押されることにより反時計回りに回転する。しかしながら、締め付けトルクが大きくなってハンマ１５１から押される力だけでは回転できなくなった場合には、ハンマ１５１によってアンビル１５６を叩くため、ハンマ１５１を矢印１６１の方向に逆回転させるべく、モータ３の逆回転を開始する。（１）で示す状態においてモータ３の反転を開始し、それによってハンマ１５１の突出部１５２を矢印１６１の方向に回転させ、さらにモータ３を逆回転させて、（２）に示すように突出部１５２は突出部１５８の外周側を通って矢印１６２の方向に加速されながら回転する。ここで、突出部１５８の外径Ｒ_ａ１は、突出部１５２の内径Ｒ_ｈ１よりも小さく構成され、両者は衝突しない。同様に、突出部１５７の外径Ｒ_ａ２は、突出部１５３の内径Ｒ_ｈ２よりも小さく構成され、両者は衝突しない。このような位置関係に構成すれば、ハンマ１５１とアンビル１５６との相対回転角を１８０度より大きく構成することができ、アンビル１５６に対してハンマ１５１の十分な量の反転角を確保することができる。

ハンマ１５１がさらに逆回転して、矢印１６３ａに示すように図７（３）の位置（逆回転の停止位置）に到達したら、モータ３の回転を一定時間休止し、その後モータ３の矢印１６３ｂの方向（正回転方向）への回転を開始する。尚、ハンマ１５１を逆回転させた際に、アンビル１５６に衝突しないように、停止位置において確実にハンマ１５１を停止させることが重要である。ハンマ１５１の停止位置を、アンビル１５６と衝突する位置のどの程度前に設定するかは任意であるが、必要とされる締め付けトルクの関係からできるだけ大きくすると良い。また、停止位置は毎回同じ位置とする必要はなく、締め付け初期段階では逆回転角を小さくして、締め付けが進むにつれて逆回転角を大きく設定するように構成しても良い。このように停止位置を可変にすれば逆回転に要する時間を最小に設定できるので、短い時間で迅速に打撃動作を行うことができる。

そして、図７（４）の位置を矢印１６４の方向に通過しながらさらにハンマ１５１を加速させ、加速中の状態のまま図７（５）に示す位置にて突出部１５２の打撃面１５２ａは、アンビル１５６の被打撃面１５７ａに衝突する。この衝突の結果、アンビル１５６には強力な回転トルクが伝達され、アンビル１５６は矢印１６６で示す方向に回転する。図７（６）の位置は、図７（１）で示した状態から、ハンマ１５１とアンビル１５６の双方が所定角度分だけ回転した状態であり、再び図７（１）の状態から図７の（５）に至る動作を繰り返すことによって、被締結部材を適正トルクになるまで締め付けを行う。

以上のように、本発明に係るハンマ１５１とアンビル１５６では、モータ３を逆回転させる駆動モードを用いることによって、打撃機構としてハンマ１５１とアンビル１５６だけのきわめてシンプルな構成で、インパクト工具を実現することができる。尚、この構成の打撃機構においては、必要とされる締め付けトルクが小さい状態においては、モータ３の駆動モードの設定によってドリルモードとして回転させることもできる。例えば、ドリルモードにおいては、図７（５）の状態からモータ３を回転させてハンマ１５１を正方向に回転させるだけで図７（６）のようにアンビル１５６を追従して回転させることが可能であるので、これを繰り返すことにより締め付けトルクが小さくて済むネジやボルト等の被締結部材を高速で締め付けることができる。

図８は、ハンマ１５１とアンビル１５６の衝突時の形状を示す断面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ部における断面図である。特許文献１で開示されているような従来のインパクト機構、即ち、スピンドルを囲むリング域で、スピンドルに対して軸方向に摺動自在にされ、ハンマの内周面に逆Ｖ字型（略三角形）のカム溝が設けられるインパクト機構においては、ハンマが回転方向だけでなく軸方向にも移動しながらアンビルに衝突するので、ハンマとアンビルの打撃面に傾斜が無いにも関わらず、移動方向によって打撃時に軸方向前方（スラスト方向）にも打撃の分力が発生する。この分力が先端工具がネジ等の締結材に押しつける力として作用する。しかしながら、本実施例による新規な打撃機構においては、ハンマ１５１は回転方向にしか移動しないので、ハンマとアンビルの打撃面（衝突面）を回転軸と平行な面で形成すると、軸方向前方（スラスト方向）への打撃の分力は発生しない。このようにスラスト分力が発生しない状態は、打撃面（打撃面１５２ａ又は被打撃面１５７ａ）を含む延長面にアンビル１５６の回転軸の延長線が含まれるか、或いは平行になる（軸と延長面の最小距離が一定）になるような状態である。しかしならが、その状態にしないで打撃面の角度を変える（傾ける）ように構成すれば、軸方向前方（スラスト方向）への打撃の分力を発生させることが可能である。

本実施例においては、図９に示すようにハンマ１５１及びアンビル１５６の打撃面を、アンビル１５６の回転軸に対して所定角度θだけ傾斜するように形成することにより、打撃時の力Ｆにスラスト方向の分力Ｆｓが発生するようにした。この傾斜の意味は、打撃面（打撃面１５２ａ又は被打撃面１５７ａ）を含む延長面と、アンビル１５６の回転軸の延長線が交差することを意味する。図９は、アンビル１５６の軸心（軸線）１５６ｃから所定の距離を隔てた平行面（Ｂ−Ｂ断面）における断面図である。図９においてハンマ１５１の突出部１５２がアンビル１５６の突出部１５７に衝突すると、その衝突によって打撃力Ｆが発生する。打撃面１５２ａと被打撃面１５７ａには軸方向に対して角度θだけ傾斜して形成されているので、打撃力Ｆによってラジアル分力Ｆｒとスラスト分力Ｆｓが発生する。スラスト方向の分力Ｆｓの大きさは、角度θの調整によって任意に設定可能であるが、例えば、先端工具が図１０に示すドライバビット４９である場合は、ドライバビット４９の先端の径方向に突出する突起の傾斜面の角度θ_１とほぼ同じとなるようにθ＝３〜５°程度とするのが最も好ましい。このようにドライバビット４９の傾斜面の角度θ_１と打撃面の傾斜が釣り合うように設定すれば、ドライバビット４９のカムアウトする面と同じ力となって釣り合うので、ドライバビット４９がネジ頭から外れることを効果的に防止することができる。

しかしながら、インパクト工具１に装着されるドライバビット４９には様々な種類があるため、装着される頻度が高いと思われるドライバビット４９に合わせて他の傾斜角θを適用することも可能であり、好ましくは、０＜θ≦１０°程度とすると良い。このようにθを設定することにより、多種のドライバビットの傾斜角度と近いθとすることができるので、ドライバビットがネジ頭から外れにくくすることができる。尚、従来方式のインパクトドライバと同程度までの強いスラスト分力を得たい場合は、θの角度を３５度程度まで拡大して、傾斜角θの範囲を０＜θ≦３５°としても良い。

次に図１１、１２を用いて、図１、２に示した打撃機構４０の詳細構造を説明する。図１１は、本発明の第１の実施例に係るハンマ４１とアンビル４６の形状を示す斜視図であり、ハンマ４１は斜め前方から、アンビル４６は斜め後方からのみた図である。図１２はハンマ４１とアンビル４６の形状を示す斜視図であり、ハンマ４１は斜め後方から見た図であり、アンビル４６は斜め前方からみた部分図である。ハンマ４１は、円柱形の本体部分４１ｂから径方向に突出する２つの羽根部４１ｃと４１ｄが形成される。羽根部４１ｃと４１ｄには、それぞれ軸方向に突出する突出部が形成されるが、図６で示した基本構成（第２の実施例）と異なることは、羽根部４１ｃと４１ｄのそれぞれに一組ずつの打撃部と錘部が形成されることである。

羽根部４１ｃ側は、外周部が扇状に広がるように形成されとともに、外周部から軸方向前方に突出する突出部４２が形成される。この扇状に広がる部分と突出部４２が打撃部（打撃爪）として機能と同時に、錘部としての機能を果たす。突出部４２には円周方向の両側には打撃面４２ａと４２ｂが形成される。打撃面４２ａと４２ｂは、共に平面に形成されたもので、アンビル４６の後述する被打撃面と良好に面接触する形成される。一方、羽根部４１ｄは外周部が扇状に広がるように形成され、扇状に広がる形状によりその部分の質量が大きくなり錘部として良好な作用を果たす。また羽根部４１ｄの径方向中央付近から軸方向前方に突出する突出部４３が形成される。突出部４３は打撃部（打撃爪）として作用するもので、円周方向の両側には打撃面４３ａと４３ｂが形成される。打撃面４３ａと４３ｂは、共に平面状に形成されたもので、アンビル４６の後述する被打撃面と良好に面接触するように、円周方向に適度な角度がつけられる。ここで、正方向（締め付け方向）の打撃の際に用いられる打撃面４２ａ、４３ａは、打撃時にスラスト分力を発生させるようにするために、図９で示した形状と同様に、打撃面４２ａ、４７ａを軸方向に対して所定角度θだけ傾斜させるように形成する。一方、逆方向（緩め方向）の打撃の際に用いられる打撃面４２ｂ、４３ｂは、打撃時にスラスト分力を発生させることは重要でないため、軸方向に対して傾斜させる必要はない（但し、傾斜させても良い）。

本体部分４１ｂの軸心付近、前方側にはアンビル４６の嵌合溝４６ｆと嵌合される嵌合軸４１ａが形成される。本体部分４１ｂの後方側には遊星キャリヤの機能を有するように２つの円盤部４４ａ、４４ｂと円周方向の２箇所においてこれらを接続する接続部４４ｃが形成される。円盤部４４ａ、４４ｂの円周方向のそれぞれ２箇所には、貫通穴４４ｄが形成され、円盤部４４ａ、４４ｂの間に２つのプラネタリーギヤ２１ｂ（図３参照）が配置され、プラネタリーギヤ２１ｂの回転軸２１ｃ（図３参照）が貫通穴４４ｄに装着される。円盤部４４ｂの後方側には円筒形に延びる円筒部４４ｅが形成される。円筒部４４ｅの外周側はベアリング１６ｂの内輪にて保持される。また、円筒部４４ｅの内側の空間４４ｆにはサンギヤ２１ａ（図３参照）が配置される。尚、図８及び図９に示すハンマ４１とアンビル４６とは、金属の一体構造にて製造すると強度的にも重量的にも好ましい。

アンビル４６は、円柱形の本体部分４６ｂから径方向に突出する２つの羽根部４６ｃと４６ｄが形成される。羽根部４６ｃの外周付近には軸方向後方に突出する突出部４７が形成される。突出部４７の円周方向両側には被打撃面４７ａ及び４７ｂが形成される。一方、羽根部４６ｄの径方向中央付近には軸方向後方に突出する突出部４８が形成される。突出部４８の円周方向両側には被打撃面４８ａ及び４８ｂが形成される。ハンマ４１が正回転（ネジ等を締め付ける回転方向）するときには、打撃面４２ａが被打撃面４７ａに当接し、同時に打撃面４３ａが被打撃面４８ａに当接する。また、ハンマ４１が逆回転（ネジ等をゆるめる回転方向）するときには、打撃面４２ｂが被打撃面４７ｂに当接し、同時に打撃面４３ｂが被打撃面４８ｂに当接する。この当接するのは同時となるように突出部４２、４３、４７、４８の形状が決定される。尚、被打撃面４７ａ、４８ａは、打撃面４２ａ、４３ａの傾斜に合わせて軸方向に対して所定角度θだけ傾斜させるように形成する。

このように、図１１、１２に示すハンマ４１及びアンビル４６によれば、回転する軸心を基準に対称な２箇所にて打撃が行われるので打撃時のバランスが良く、打撃時にインパクト工具１が振られにくく構成できる。また、締め付け用の打撃面及び被打撃面を軸方向に対して所定角度θだけ傾斜させるように形成したので、打撃時に先端工具にスラスト分力を発生させることができ、ねじ頭と先端工具の嵌合が外れ難い使い勝手の良いインパクト工具を実現することができる。

次に図１３を用いて図１１、１２に示したハンマ４１及びアンビル４６の打撃動作を説明する。基本的な動作は図７で説明した動作と同じであり、違いは打撃時に１箇所でなくほぼ軸対称な２箇所の打撃面にて同時に打撃されることである。また、図１３で示す断面図は図３のＡ−Ａ部の断面であり、この断面からハンマ４１から軸方向に突出する突出部４２、４３と、アンビル４６から軸方向に突出する突出部４７、４８の位置関係が理解できるであろう。締め付け動作時（正回転時）のアンビル４６の回転方向は反時計回りである。

図１３（１）は、ハンマ４１がアンビル４６に対して最反転位置（打撃位置）まで逆回転した後に正回転方向に回転を開始した直後の状態である（図７（３）の状態に相当）。この状態はハンマ４１をアンビル４６に対して衝突させるべく、矢印９１の方向（正方向）に加速させている状態である。そして、図１３（２）のように突出部４２は突出部４８の外周側を通過し、同時に突出部４３は突出部４７の内周側を通過する。このように、双方の通過を可能とするために、突出部４２の内径Ｒ_Ｈ２は、突出部４８の外径Ｒ_Ａ１よりも大きく構成され、両者は衝突しない。同様に、突出部４３の外径Ｒ_Ｈ１は、突出部４７の内径Ｒ_Ａ２よりも小さく構成され、両者は衝突しない。このような位置関係に構成すれば、ハンマ４１とアンビル４６との相対回転角を１８０度より大きく構成することができ、アンビル４６に対してハンマ４１の十分な量の反転角が確保でき、この反転角がハンマ４１をアンビル４６に打撃する前の加速区間とすることができる。

次に、図１３（３）の状態までハンマ４１が正回転すると突出部４２の打撃面４２ａは、突出部４７の被打撃面４７ａに衝突する。同時に、突出部４３の打撃面４３ａは突出部４８の被打撃面４８ａに衝突する。このように、回転軸に対して反対側の２箇所にて衝突することによりアンビル４６に対してバランスの良い打撃を行うことができる。この際、打撃面４２ａと被打撃面４７ａ、打撃面４３ａと被打撃面４８ａは共に軸方向に対して所定角度θだけ傾斜させて形成されている。従って、それぞれの打撃に係る力をＦとすると、スラスト方向の分力Ｆｓが発生する。このように複数の打撃地点でスラスト方向の分力Ｆｓを発生させることにより、ねじ頭と先端工具の嵌合が外れ難い使い勝手の良いインパクト工具を実現することができる。

この打撃の結果、図１３（４）に示すようにアンビル４６は、矢印９４の方向に回転することになり、この回転によって被締結材の締め付けが行われる。尚、ハンマ４１には、径方向の同心位置（Ｒ_Ｈ２以上、Ｒ_Ｈ３以下の位置）において唯一の突起である突出部４２を有し、同心位置（Ｒ_Ｈ１以下の位置）において第３の唯一の突起である突出部４３を有する。また、アンビル４６は、径方向の同心位置（Ｒ_Ａ２以上、Ｒ_Ａ３以下の位置）において唯一の突起である突出部４７を有し、同心位置（Ｒ_Ａ１以下の位置）において唯一の突起である突出部４８を有する。

次に、本実施例に係るインパクト工具１の駆動方法について説明する。本実施例に係るインパクト工具１においては、アンビル４６とハンマ４１が、相対的に３６０度未満の回転角で回転可能なように形成される。従って、ハンマ４１はアンビル４６に対して１回転以上の相対的回転ができないため、その回転制御も特有のものになる。図１４は、インパクト工具１の運転時のトリガ信号、インバータ回路の駆動信号、モータ３の回転速度、ハンマ４１とアンビル４６の打撃状況を示す図である。各グラフにおいて横軸は時間であり、各グラフのタイミングを比較できるように横軸を合わせて記載している。

本実施例に係るインパクト工具１において、インパクトモードにおける締め付け作業の場合は、最初“ドリルモード”で高速に締め付けを行い、必要な締め付けトルク値が大きくなったら“インパクトモード（１）”に切り替えて締め付けを行い、必要な締め付けトルク値がさらに大きくなったら“インパクトモード（２）”に切り替えて締め付けを行う。図１４の時間Ｔ_１からＴ_２におけるドリルモードでは、制御部５１はモータ３を目標回転数に基づく制御を行う。このためモータ３は矢印８５ａで示す目標回転数に達するまでモータを加速させる。ドリルモードでのアンビル４６の回転は、ハンマ４１に押されながら回転する状態である。その後、アンビル４６に取り付けられた先端工具からの締め付け反力が大きくなると、アンビル４６からハンマ４１に伝わる反力が大きくなるため、矢印８５ｂに示すようにモータ３の回転速度が徐々に落ちてくる。そこで、その回転速度の落ち込みをモータ３に供給される電流値で検出して、時間Ｔ_２で“パルスモード（１）”による回転駆動モードに切り替える。

パルスモード（１）は、モータ３を連続的に駆動するのではなく断続的に駆動するモードであり、「休止→正回転駆動」を複数回繰り返すようにパルス状に駆動する。ここで、「パルス状に駆動する」とは、インバータ回路５２に加えるゲート信号を脈動させることにより、モータ３に供給される駆動電流を脈動させ、それによってモータ３の回転数又は出力トルクを脈動させるように駆動制御することである。この脈動は、時間Ｔ_２からＴ_２１まではモータへ供給される駆動電流ＯＦＦ（休止）、時間Ｔ_２１からＴ_３まではモータの駆動電流ＯＮ（駆動）、時間Ｔ_３からＴ_３１までは駆動電流ＯＦＦ（休止）、時間Ｔ_３１から時間Ｔ_４までは駆動電流ＯＮというような、大きな周期（例えば数十Ｈｚ〜百数十Ｈｚ程度）で駆動電流のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことによって発生される。尚、駆動電流ＯＮ状態の時にはモータ３の回転数制御のためにＰＷＭ制御が行われるが、そのデューティ比制御の周期（通常数キロＨｚ）に比べると、脈動させる周期は十分小さい。

図１４の例では、Ｔ_２から一定の時間モータ３への駆動電流の供給を休止して、モータ３の回転速度が矢印８６ａに低下した後に、制御部５１（図５参照）は駆動信号８３ａを制御信号出力回路５３に送ることによりモータ３にパルス状の駆動電流（駆動パルス）が供給され、モータ３を加速させる。尚、この加速時の制御は、必ずしもデューティ比１００％で駆動という意味ではなく、１００％未満のデューティ比で制御する事もありうる。次に、矢印８６ｂの地点においてハンマ４１がアンビル４６に強く衝突することにより、矢印８８ａで示すように打撃力が与えられる。打撃力が与えられると再び、所定期間モータ３への駆動電電流の供給を休止し、モータの回転速度が矢印８６ｃで示すように低下した後に、制御部５１は駆動信号８３ｂを制御信号出力回路５３に送ることによりモータ３を加速させる。すると、矢印８６ｄの地点においてハンマ４１がアンビル４６に強く衝突することにより、矢印８８ｂで示すように打撃力が与えられる。パルスモード（１）においては、上述したモータ３の「休止→正回転駆動」を繰り返す断続的な駆動が１回又は複数回繰り返されるが、より高い締め付けトルクが必要になったらその状態を検出し、パルスモード（２）による回転駆動モードに切り替える。高い締め付けトルクが必要になったか否かの判定は、例えば矢印８８ｂで示す打撃力が与えられた際のモータ３の回転数（矢印８６ｄの前後）を用いて判断することができる。

パルスモード（２）は、モータ３を断続的に駆動し、パルスモード（１）と同様にパルス状にモータ３を駆動するモードであるが、「休止→逆回転駆動→休止（停止）→正回転駆動」を複数回繰り返すように駆動する。つまりパルスモード（２）においては、モータ３の正回転駆動だけでなく逆回転駆動をも加わるために、ハンマ４１をアンビル４６に対して十分な相対角だけ逆回転させた後に、ハンマ４１を正回転方向に加速させて勢いよくアンビル４６に衝突させる。このようにハンマ４１を駆動することにより、アンビル４６に強い締め付けトルクを発生させるものである。

図１４の例では時間Ｔ_４でパルスモード（２）に切り替わると、モータ３の駆動を一時休止させて、その後負の方向の駆動信号８４ａを御信号出力回路５３に送ることによりモータ３を逆回転させる。正転、逆転を行う際には、制御信号出力回路５３から各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に出力する各駆動信号（オンオフ信号）の信号パターンを切り替えることにより実現される。モータ３が所定の回転角分だけ逆回転したら（矢印８７ａ）、モータ３の駆動を一時休止させて正回転駆動を開始する（矢印８７ｂ）。このため、正の方向の駆動信号８４ｂを制御信号出力回路５３に送る。尚、インバータ回路５２を用いた回転駆動においては、駆動信号をプラス側又はマイナス側に切り替えるものではないが、図１４ではどちら方向へ回転駆動するか容易に理解できるように、駆動信号を＋及び−方向に分けて模式的に表現した。

モータ３の回転速度が最大速度に達する付近で、ハンマ４１はアンビル４６に衝突する（矢印８７ｃ）。この衝突によりパルスモード（１）で発生する締め付けトルク（８８ａ、８８ｂ）に比べて格段に大きい締め付けトルク８９ａが発生する。このように衝突が行われると矢印８７ｃから８７ｄに至るようにモータ３の回転数が低下する。尚、矢印８９ａに示す衝突を検出した瞬間にモータ３への駆動信号を停止する制御をしても良く、その場合は締結対象がボルトやナット等の場合は打撃後に作業者の手に伝わる反動が少なくて済む。本実施例のように衝突後もモータ３に駆動電流を流すことにより作業者への反力がドリルモードに比較して小さく、中負荷状態での作業に適している。また、締め付け速度が速く、パルス強モードと比較して電力消費が少なくて済むという効果が得られる。その後、同様にして、「休止→逆回転駆動→休止（停止）→正回転駆動」を所定回数だけ繰り返すことにより強い締め付けトルクでの締め付けが行われ、時間Ｔ_７において作業者がトリガ操作を解除することによってモータ３が停止し、締め付け作業が完了する。作業の完了は作業者によるトリガ操作の解除だけでなく、打撃衝撃検出センサ５６（図５参照）の出力を元に、演算部５１が設定された締め付けトルクでの締め付けが完了したと判断したらモータ３の駆動を停止するように制御しても良い。

以上説明したように、本実施例においては締め付けトルクが少なくてすむ締め付け初期段階はドリルモードで回転駆動し、締め付けトルクが大きくなるにつれて正転のみの断続駆動によるインパクトモード（１）で締め付けを行い、締め付けの最終段階においては、モータ３の正転及び逆転による断続駆動によるインパクトモード（２）によって強力に締め付けを行う。尚、インパクトモード（１）とインパクトモード（２）だけを使って駆動するように構成しても良い。また、インパクトモード（１）を設けないで、ドリルモードからインパクトモード（２）に直接移行する制御も可能である。インパクトモード（２）ではモータの正回転と逆回転を交互に行うため、締め付け速度が、ドリルモードやインパクトモード（１）よりも大幅に遅くなる。このように締め付け速度が急に遅くなると、周知の回転打撃機構を有するインパクト工具に比べて打撃動作に移行する際の違和感が大きくなるので、ドリルモードからインパクトモード（２）への移行にあたり、インパクトモード（１）を介在させた方が操作感が自然な感じとなる。さらに、可能な限りドリルモードやインパクトモード（１）で締め付けを行うことにより、締め付け作業時間の短縮化を図ることができる。

以上説明したように、本実施例によれば相対回転角が１回転未満のハンマとアンビルを用いて、モータを連続回転、正方向のみの断続回転、正方向及び逆方向の断続回転を行うことによって、効率的に締結部材を締結することができる。また、ハンマとアンビルの形状をシンプルな構造にすることができたので、インパクト工具の小型化及びコストダウンが実現できる。さらに、締め付け用の打撃面及び被打撃面を軸方向に対して所定角度θだけ傾斜させるように形成したので、打撃時に先端工具にスラスト分力を発生させるようにしたので、ねじ頭と先端工具の嵌合が外れ難い使い勝手の良いインパクト工具を実現することができる。

以上、本発明について実施例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施例ではモータとしてブラシレスＤＣモータを用いた例を説明したが、これに限定されず、正方向及び逆方向に駆動できる他の種類のモータであっても良い。また、アンビルとハンマの形状は任意であり、アンビルとハンマが相対的に連続回転できない（乗り越えながら回転できない）構造とし、相対的に３６０度未満の所定の回転角を確保し、打撃面及び被打撃面を形成すれば他の形状のものでも良い。例えば、ハンマとアンビルの突出部が軸方向に突出するのではなく、円周方向にも突出するように構成しても良い。さらに、ハンマとアンビルの突出部は、必ずしも外部に凸状となる突出部だけに限られずに、なんらかの形状にて一組の打撃面（打撃面、被打撃面）を形成できれば良いので、ハンマ又はアンビルの内部に突出する突出部（つまり凹部）で構成しても良い。また、打撃面、被打撃面は必ずしも平面に限られずに、曲面であっても、その他の良好に打撃及び被打撃される形状であれば他の形状でも良い。

１ インパクト工具 ３ モータ
３ａ （モータの）回転子 ３ｂ （モータの）固定子
３ｃ （モータの）永久磁石 ３ｄ 絶縁部材
３ｅ （モータの）コイル ５ ケース
６ ハウジング ６ａ （ハウジングの）胴体部
６ｂ （ハウジングの）グリップ部 ６ｃ （ハウジングの）バッテリ保持部
７ 基板 ８ トリガスイッチ ８ａ トリガ操作部
９ 制御回路基板 １０ スイッチング素子 １１ カバー
１２ ＬＥＤライト １４ 正逆切替レバー
１５ スリーブ １５ａ スプリング １５ｂ ワッシャ
１５ｃ 止め輪 １６ａ メタルベアリング １６ｂ ベアリング
１７ａ、１７ｂ ベアリング １８ 冷却ファン
１８ａ （冷却ファンの）貫通穴 １８ｂ （冷却ファンの）円筒部
１８ｃ （冷却ファンの）フィン １８ｄ （冷却ファンの）開口部
１９ （モータの）回転軸
２０ ネジボス ２１ 遊星歯車減速機構
２１ａ サンギヤ ２１ｂ プラネタリーギヤ
２１ｃ 回転軸 ２１ｄ アウターギヤ ２２ インナカバー
２３ Ｏリング ２４ ボール
２６ａ、２６ｂ 空気取入口 ２６ｃ スリット
３０ バッテリパック ３０Ａ リリースボタン ３１ 制御パネル
３２ トグルスイッチ（パルスモード／ドリルモード切替スイッチ）
３３ ベルトフック ３４ ストラップ ４０ 打撃機構
４１ ハンマ ４１ａ 嵌合軸 ４１ｂ 本体部分
４１ｃ、４１ｄ 羽根部 ４２ 突出部 ４２ａ、４２ｂ 打撃面
４３ 突出部 ４３ａ、４３ｂ 打撃面 ４４ 円筒部
４６ アンビル ４６ａ 装着穴 ４６ｂ 本体部分
４６ｃ、４６ｄ 羽根部 ４６ｆ 嵌合溝 ４７ 突出部
４７ａ、４７ｂ 被打撃面 ４８ 突出部 ４８ａ、４８ｂ 被打撃面
４９ ドライバビット
５０ 制御部 ５１ 演算部 ５２ インバータ回路
５３ 制御信号出力回路 ５４ 回転子位置検出回路
５５ 回転数検出回路 ５６ 打撃衝撃検出センサ
５７ 打撃衝撃検出回路 ５９ 電流検出回路
６０ スイッチ操作検出回路 ６１ 印加電圧設定回路
６２ 回転方向設定回路
１５１ ハンマ １５１ａ 嵌合軸 １５１ｂ 本体部分
１５１ｃ 円盤部 １５１ｄ 接続部分 １５１ｆ 貫通穴
１５２ 突出部 １５２ａ、１５２ｂ 打撃面 １５３ 突出部
１５６ アンビル １５６ａ 装着穴 １５６ｂ 本体部分 １５６ｃ
１５７ 突出部 １５７ａ、１５７ｂ 被打撃面 １５８ 突出部

Claims (10)

1. モータと、
   前記モータに接続されるハンマと、
   前記ハンマによって回転するアンビルと、
   前記モータの回転を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段によって前記モータを正回転及び逆回転させて、前記ハンマを正方向と逆方向に交互に回転させることにより前記アンビルを打撃して正方向に回転させるインパクト工具において、
   前記ハンマと前記アンビルの打撃面が、前記アンビルの回転軸に対して所定の角度を有するように傾斜させ、打撃によって前記アンビルに軸方向前方へのスラスト分力が生ずるようにしたことを特徴とするインパクト工具。
2. 打撃時には、前記ハンマが前記アンビルに対して相対的に３６０度未満の回転角で回動することを特徴とする請求項１に記載のインパクト工具。
3. 前記ハンマは、本体部分から半径方向外側または軸方向に突出する１組以上の突出部と、軸上に形成された嵌合部を有し、
   前記アンビルは、本体部分から半径方向外側または軸方向に突出する１組以上の突出部と、前記ハンマ部の嵌合部と嵌合する嵌合部を有し、
   前記アンビル及び前記ハンマの少なくとも片方の突出部は相互に衝突する正方向打撃面と逆方向打撃面を有し、
   前記正方向打撃面にスラスト分力が生ずるような傾斜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のインパクト工具。
4. 前記逆方向打撃面にスラスト分力が生ずるような傾斜を形成することを特徴とする請求項３に記載のインパクト工具。
5. 前記逆方向打撃面にはスラスト分力が生ずるような傾斜を形成しないことを特徴とする請求項３に記載のインパクト工具。
6. 前記ハンマの打撃面と前記アンビルの打撃面の傾斜角は、軸方向前方へのスラスト分力が生じない打撃面から０より大きく３５°以下の傾斜角であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインパクト工具。
7. 前記傾斜角は、０より大きく１０°以下であることを特徴とする請求項６に記載のインパクト工具。
8. 前記傾斜角は、３°以上５°以下であることを特徴とする請求項７に記載のインパクト工具。
9. モータと、
   前記モータに接続されるハンマと、
   前記ハンマによって回転するアンビルを有し、
   前記モータを正回転及び逆回転に交互に回転させることにより前記ハンマを正方向と逆方向に交互に回転させて、前記アンビルに対して回転方向に打撃するインパクト工具であって、
   前記ハンマと前記アンビルの打撃面が前記アンビルの回転軸に対して所定の角度を有するように傾斜させたことを特徴とするインパクト工具。
10. 前記モータをパルス状に駆動することを特徴とする請求項９に記載のインパクト工具。

Images