JP6429120B2 - インパクト回転工具 - Google Patents

Description

本発明は、出力軸のアンビルに打撃衝撃を加えるインパクト機構に回転出力を与える回転駆動源としてモータを備えたインパクト回転工具に関する。

特許文献１には、回転駆動源であるモータの回転出力によって出力軸のアンビルに打撃衝撃を加えるインパクト機構を備え、ボルト等の締結部材の締付・弛緩作業を電動で行えるようにしたインパクト回転工具が開示されている。この種のインパクト回転工具は、モータにモータ取付台が固定され、そのモータ取付台がハウジングによって保持されている。モータの径方向の位置決めと軸方向の位置決めは、モータ取付台とハウジングに設けられたリブにより行われている。そして、モータの回転出力をインパクト機構にて回転打撃衝撃に変換して、出力軸のアンビルに伝え、先端工具の回転により締結部材の締付・弛緩作業を電動で行えるようになっている。

特開２０１０−７６０２２号公報

モータの保持を目的としたモータ取付台の材質には、樹脂や金属板等が使用され、また、ハウジングの材質には、射出成形が可能な樹脂が使用される。双方が剛性体の場合には、打撃振動がハウジングとモータ取付台との接触部分で減衰されることなくモータに伝わる。その振動により、モータ巻線の断線や、モータリード線の断線、マグネット剥離等の問題が懸念される。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、モータへ伝わる打撃振動の減衰を可能にしたインパクト回転工具を提供することにある。

上記課題を解決するインパクト回転工具は、回転駆動源であるモータと、前記モータの回転出力によって出力軸のアンビルに打撃衝撃を加えるインパクト機構と、前記モータ及び前記インパクト機構を覆うハウジングと、前記モータを前記ハウジングの所定位置に組み込むべく当該モータに固定されたモータ取付台とを備えたインパクト回転工具において、前記モータへの打撃振動の伝達を低減させる。

本発明によれば、モータへ伝わる打撃振動を減衰させることができる。

インパクト回転工具の構成を示す概略図。 モータの保持構造を示す断面図。 モータの保持構造について、モータ取付台にモータ防振ゴムが被せられている様子を示す斜視図。 ハウジングのうち、モータの保持構造に関するリブの構成を示す斜視図。 モータに固定されたモータ取付台の構成と、そのモータ取付台の嵌合部に被せられるモータ防振ゴムの構成を示す斜視図。

以下、インパクト回転工具の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、インパクト回転工具１１は、片手で把持可能な手持ち式であり、例えばインパクトドライバー或いはインパクトレンチ等として使用される。インパクト回転工具１１の外装を形成するハウジング１２は、略筒形状の胴部１３と、胴部１３からその軸線に対して交差する一方向（図１では下方）に延出するハンドル部１４とを有している。

胴部１３内の基端部側（図１では左端部側）には、回転駆動源であるモータ１５がその回転軸線を胴部１３の軸線に一致させ、且つその出力軸１６が胴部１３の先端側となる向きに配設されている。モータ１５は、ブラシモータ又はブラシレスモータ等の直流モータである。モータ１５の出力軸１６には、インパクト機構１７が駆動連結されている。

インパクト機構１７は、低負荷状態ではモータ１５の回転出力を減速により高トルク化し、高負荷状態ではモータ１５の回転出力を衝撃トルクに変換してインパクト力を発生させる機能を有する。インパクト機構１７は、モータ１５の回転を所定の減速比で減速する減速機構１８と、減速機構１８により減速されてトルクが高められた回転が伝達されるハンマ１９と、ハンマ１９による打撃を受けるアンビル２０と、その打撃によって回転力が衝撃的に印加される出力軸２１とを備える。

ハンマ１９は、減速機構１８の出力により回転する駆動軸２２に対して回転自在且つ駆動軸２２に沿って前後方向にスライド可能な状態に設けられている。また、ハンマ１９は、減速機構１８とハンマ１９との間に介装されたコイルばね２４の弾性力により、前方側（図１における右方側）へ付勢され、アンビル２０と当接する位置に配置される。ハンマ１９は、アンビル２０の径方向へ延出する当接部２０ａと周方向に当接する一対の当接部１９ａを有し、減速機構１８によって減速された駆動軸２２の回転は、ハンマ１９とアンビル２０とが当接部１９ａ，２０ａの当接を介して一体に回転することにより、アンビル２０と同軸の出力軸２１に伝達される。胴部１３の先端部（図１では右端部）には、不図示のソケット孔に挿着された状態で先端工具２３を着脱するチャック部１３ａが設けられている。

出力軸２１と共に回転する先端工具２３の回転によりボルト（図示せず）等の締結部材の締め付けが進んだとき、或いは締結部材を緩めるときに、出力軸２１に加わる負荷が大きく、ハンマ１９とアンビル２０の間に所定以上の力が加わった状態では、ハンマ１９はコイルばね２４を圧縮しつつ駆動軸２２に沿って後方（図１では左方）へ移動する。そして、ハンマ１９とアンビル２０との当接部１９ａ，２０ａ同士の係合が解かれると、ハンマ１９が空転しながらコイルばね２４の付勢力にてアンビル２０と係合可能な位置に復帰し、次の係合時にハンマ１９がアンビル２０を打撃する。このようなハンマ１９の打撃は、出力軸２１が受ける負荷が大きく、コイルばね２４の付勢力に抗してハンマ１９がアンビル２０に対して空転する状況となる度に繰り返される。こうしてインパクト回転工具１１によるボルト等の締結部材の締付・弛緩作業が行われる。

インパクト回転工具１１の出力軸２１には、トルクセンサ２５が取り付けられている。トルクセンサ２５は、出力軸２１に取着されてねじり歪み検出が可能な歪センサにて構成され、出力軸２１にインパクト打撃（インパクトトルク）が加わることにより発生する出力軸２１の歪を検出し、歪に応じた電圧のトルク検出信号を出力する。このトルク検出信号は、出力軸２１に組み込まれたスリップリング２６を通じて回路基板２７（制御回路４０）に出力される。

ハンドル部１４には、インパクト回転工具１１を駆動させるときに作業者により操作されるトリガレバー２８が設けられている。ハンドル部１４内には、回路基板２７が備えられている。回路基板２７には、モータ１５の駆動制御を行う制御回路４０及び駆動回路５０が設けられている。ハンドル部１４の下端部には電池パック２９が着脱可能であり、インパクト回転工具１１の使用時には電池パック２９が装着される。

回路基板２７は、電池パック２９内の二次電池３０と電力線３１等を通じて接続され、モータ１５と電力線３２等を通じて接続されている。また、回路基板２７は、トルクセンサ２５（スリップリング２６）と信号線３３等を通じて接続されている。また、回路基板２７は、トリガレバー２８の操作態様を検知するトリガスイッチ（図示せず）と接続されている。

次に、モータ１５の保持構造について説明する。
図２に示すように、上記モータ１５には、モータ取付台６１が複数のネジ６２（図３参照）で固定され、そのモータ取付台６１が一対の成形部品を組み合わせてなる上記ハウジング１２によって保持されている。このハウジング１２によってモータ１５及びインパクト機構１７等が覆われている。モータ１５の径方向の位置決めは、ハウジング１２に設けられた複数のリブ６３等（図４参照）により行われている。一方、モータ１５の軸方向の位置決めは、モータ取付台６１に設けられたリブ６４等により行われている。モータ１５の保持を目的としたモータ取付台６１の材質には、樹脂や金属板等が使用され、また、ハウジング１２の材質には、射出成形が可能な樹脂が使用される。そして、ハウジング１２とモータ取付台６１との嵌合部には、モータ防振ゴム６５が設けられている。このモータ防振ゴム６５は、弾性体部品である。

図５に示すように、モータ取付台６１は、モータ１５の出力軸１６及びその周辺部が挿通される円孔を中央に有する略リング形状の本体部６１ａと、その本体部６１ａから円の中心を通る直線に沿って所定の幅及び厚みで径方向両外側に延出する一対の嵌合部６１ｂとを有する。嵌合部６１ｂの厚み方向がモータ１５の軸方向に一致し、嵌合部６１ｂの幅方向がモータ１５の径方向に沿った平面を規定する２軸方向の一方に一致し、嵌合部６１ｂの延出方向が当該２軸方向の他方に一致する。そして、それぞれの嵌合部６１ｂに対して、対応するモータ防振ゴム６５が径方向外側から被せられている（図３参照）。

各モータ防振ゴム６５は、互いに対称形状をなし、対応する嵌合部６１ｂを軸方向一端側から覆う第１の弾性片６５ａと、その第１の弾性片６５ａに平行で嵌合部６１ｂを軸方向他端側から覆う第２の弾性片６５ｂと、それらをつないで嵌合部６１ｂを径方向外側から覆う第３の弾性片６５ｃとを有して、全体が断面略コ字形状をなす。そして、各モータ防振ゴム６５は、モータ１５の回転方向に沿って弾性片を有さない。つまり、モータ１５の回転方向に沿ったモータ取付台６１とハウジング１２との接触面には、弾性体を設けない。言い換えれば、モータ１５の回転方向に沿った嵌合部６１ｂの両端面は、ハウジング１２に直接接触している。モータ取付台６１とハウジング１２は共に剛性体であるところ、モータ１５の回転方向の保持は剛性体によって行われている。

次に、インパクト回転工具１１の作用について説明する。
作業者がトリガレバー２８を操作すると、モータ１５が回転する。モータ１５の回転出力がインパクト機構１７にて回転打撃衝撃に変換され、出力軸２１のアンビル２０に伝えられる。その打撃時に大きな振動が発生する。打撃振動がハウジング１２からモータ取付台６１に伝わる際に、ハウジング１２とモータ取付台６１との間にモータ防振ゴム６５があるため、このモータ防振ゴム６５により、ハウジング１２から伝わる打撃振動が減衰され、モータ１５へ伝わる振動が小さくなる。モータ１５への打撃振動伝達が小さくなることにより、モータ１５での巻線断線等のトラブルを防ぐことが可能になる。

ただし、モータ１５の回転方向に沿ったモータ取付台６１とハウジング１２との接触面には、弾性体が設けられていない。つまり、モータ１５の回転方向の保持は剛性体によって行われている。これにより、モータ１５のトルクは、ほとんど減衰されることなく確実に伝達される。その結果、モータ１５の回転が高効率で先端工具２３の回転に反映されて、ボルト等の締結部材の締付・弛緩作業を好適に行うことが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）インパクト回転工具１１は、モータ１５への打撃振動の伝達を低減させる構造を有している。モータ１５への打撃振動の伝達を低減させることで、モータ１５へ伝わる打撃振動を減衰させることができる。

（２）インパクト回転工具１１は、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に部品（モータ防振ゴム６５）を設けて、モータ１５への打撃振動の伝達を低減させている。この構成によれば、打撃振動がハウジング１２からモータ取付台６１に伝わる際に、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に部品（モータ防振ゴム６５）があるため、この部品（モータ防振ゴム６５）により、ハウジング１２から伝わる打撃振動が減衰され、モータ１５へ伝わる振動が小さくなる。したがって、モータ１５への打撃振動伝達が小さくなることにより、モータ１５での巻線断線等のトラブルを防ぐことができる。

（３）インパクト回転工具１１において、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に設けた部品は、弾性体（モータ防振ゴム６５）である。この構成によれば、打撃振動がハウジング１２からモータ取付台６１に伝わる際に、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に弾性体（モータ防振ゴム６５）があるため、この弾性体（モータ防振ゴム６５）により、ハウジング１２から伝わる打撃振動が好適に減衰され、モータ１５へ伝わる振動がより小さくなる。したがって、モータ１５への打撃振動伝達がより小さくなることにより、モータ１５での巻線断線等のトラブルをより確実に防ぐことができる。

（４）上記（２）及び（３）の効果をまとめると、インパクト回転工具１１は、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に弾性体（モータ防振ゴム６５）を設けて、モータ１５への打撃振動の伝達を低減させている。この構成によれば、打撃振動がハウジング１２からモータ取付台６１に伝わる際に、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に弾性体（モータ防振ゴム６５）があるため、この弾性体（モータ防振ゴム６５）により、ハウジング１２から伝わる打撃振動が好適に減衰され、モータ１５へ伝わる振動がより小さくなる。したがって、モータ１５への打撃振動伝達がより小さくなることにより、モータ１５での巻線断線等のトラブルをより確実に防ぐことができる。

（５）インパクト回転工具１１において、モータ１５の回転方向に沿ったモータ取付台６１とハウジング１２との接触面には、弾性体を設けていない。この構成によれば、モータ１５の回転方向の保持は剛性体によって行われる。したがって、モータ１５のトルクを確実に伝達することができる。

尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ハウジング１２とモータ取付台６１との間に設けられる部品は、モータ防振ゴム６５等の弾性体に限定されない。つまり、弾性体でなくても、ハウジング１２とモータ取付台６１との間に何らかの部品が設けられる限り、その部品により、ハウジング１２から伝わる打撃振動の減衰を期待できる。そして、これにより、モータ１５へ伝わる振動が小さくなり、モータ１５での巻線断線等のトラブルを防ぐことができる。

・ハウジング１２から伝わる打撃振動の減衰に求められる度合に応じて、モータ防振ゴム６５の材質或いは密度或いは厚み等を適宜変更してもよい。
・モータ１５のトルクを必要なだけ伝達できることを前提に、モータ１５の回転方向に沿ったモータ取付台６１とハウジング１２との間に、剛性体或いは硬質ゴム等の弾性体が設けられてもよい。

・ハウジング１２とモータ取付台６１との嵌合部の形状に倣い、モータ防振ゴム６５の形状を適宜変更してもよい。
・その他、インパクト回転工具１１の構成を適宜変更してもよい。

次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（付記１）
回転駆動源であるモータと、前記モータの回転出力によって出力軸のアンビルに打撃衝撃を加えるインパクト機構と、前記モータ及び前記インパクト機構を覆うハウジングと、前記モータを前記ハウジングの所定位置に組み込むべく当該モータに固定されたモータ取付台とを備えたインパクト回転工具において、
前記モータへの打撃振動の伝達を低減させる
ことを特徴とするインパクト回転工具。

（付記２）
付記１に記載のインパクト回転工具において、
前記ハウジングと前記モータ取付台との間に部品を設けて、前記モータへの打撃振動の伝達を低減させる
ことを特徴とするインパクト回転工具。

（付記３）
付記２に記載のインパクト回転工具において、
前記部品は、弾性体である
ことを特徴とするインパクト回転工具。

（付記４）
付記３に記載のインパクト回転工具において、
前記モータの回転方向に沿った前記モータ取付台と前記ハウジングとの接触面には、前記弾性体を設けない
ことを特徴とするインパクト回転工具。

１１…インパクト回転工具、１２…ハウジング、１５…モータ（回転駆動源）、１７…インパクト機構、２０…アンビル、２１…出力軸、６１…モータ取付台、６５…モータ防振ゴム（部品、弾性体）。

Claims (4)

1. 回転駆動源であるモータと、
   前記モータの回転出力に基づく打撃衝撃をアンビルから出力軸に伝達するインパクト機構と、
   前記モータおよび前記インパクト機構を覆うハウジングと、
   前記モータに固定され、前記ハウジングに保持されるモータ取付台と、
   前記モータへの打撃振動の伝達を低減する弾性体とを備え、
   前記モータ取付台は、前記モータの回転方向において前記ハウジングと接触する接触面を含み、
   前記弾性体は、前記接触面には設けられない
   回転工具。
2. 前記弾性体は、前記モータ取付台を覆う被覆部、および、前記被覆部に対して前記接触面を露出させる開放部を含む
   請求項１に記載の回転工具。
3. 前記モータ取付台は、前記モータに対して前記モータの径方向外方に突出する被保持部を含み、
   前記ハウジングは、前記被保持部を保持する保持部を含み、
   前記弾性体は、前記被保持部と前記保持部との間に設けられる
   請求項１または２に記載の回転工具。
4. 前記モータは、前記モータの出力軸を支持するモータ本体を含み、
   前記モータ本体は、前記モータの軸方向における前記モータの出力軸側の端部を含み、
   前記モータ取付台は、前記モータ本体の前記端部に対向するように前記端部に固定される本体部、および、前記本体部から前記モータの径方向外方に突出する前記被保持部を含む
   請求項３に記載の回転工具。