JP6995591B2 - インパクト工具 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングの前方へ突出させたアンビルに回転による打撃力や慣性力を付与する機構を備えたインパクトドライバ等のインパクト工具に関する。

インパクト工具は、モータを収容したハウジングの前方に突出されてモータから回転伝達されるアンビル等の出力軸を備えると共に、ハウジングに、出力軸に回転方向の打撃力（インパクト）を間欠的に付与する打撃機構を備えている。例えば特許文献１には、モータから回転伝達されるスピンドルに外装され、アンビルに係合するメインハンマと、そのメインハンマの後方でスピンドルに遊挿され、メインハンマに後方から外装されて一体回転可能な筒状のサブハンマとを含む打撃機構を備えた震動機構付きのインパクト工具が開示されている。

特開２０１３－３５０９１号公報

上記インパクト工具においては、メインハンマとサブハンマとを合わせた質量でアンビルに係脱させてインパクトを発生させるため、回転方向の打撃力及び慣性力が常に一定となっている。しかし、このようなハンマを用いた機械的な打撃機構においても、打撃力や慣性力を例えば強弱二段階に切り替え可能として使い勝手を良くするのが望ましい。

そこで、本発明は、打撃力や慣性力が簡単に切り替え可能となるインパクト工具を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータと、モータの駆動により回転し、前後方向に延びるスピンドルと、スピンドルと同軸上に配置されて前方へ突出するアンビルと、スピンドルに外装され、アンビルの軸方向に前後移動してアンビルに係脱することでアンビルを回転方向に打撃する筒状のメインハンマと、
メインハンマの後方でスピンドルに遊挿されて前方が開口し、メインハンマに後方から外装される有底筒状で、スピンドルの軸方向での前後移動が規制されてメインハンマへ回転方向で一体に結合されるサブハンマと、
メインハンマとサブハンマとを前後方向で一体に結合可能な結合手段と、
サブハンマに外装され、サブハンマと結合して一体回転する後退位置と、後退位置よりも前方でサブハンマとの結合が解除される第１の前進位置と、第１の前進位置よりも前方で結合手段によりメインハンマとサブハンマとを結合させる第２の前進位置と、の間で前後方向へスライド可能なウエイトリングと、
ウエイトリングのスライド位置を切替操作可能な切替部材と、を含み、
切替部材の切替操作により、ウエイトリングの第１の前進位置では、メインハンマとサブハンマとが一体回転してアンビルが打撃される第１の打撃モードが、ウエイトリングの後退位置では、メインハンマとサブハンマとウエイトリングとが一体回転してアンビルが打撃される第２の打撃モードが、ウエイトリングの第２の前進位置では、メインハンマの前後移動を規制してアンビルと一体回転させるドリルモードがそれぞれ選択可能であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、結合手段は、メインハンマの外周面で周方向に形成されるリング状の嵌合溝と、サブハンマの周壁を半径方向に貫通する円形孔と、円形孔に嵌合して半径方向に移動可能なボールとを含んでなり、
ウエイトリングは、第２の前進位置ではボールを周壁の軸心側へ押圧して円形孔と嵌合溝とに跨がって嵌合させ、後退位置及び第１の前進位置ではボールの押圧を解除することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、モータの回転数を複数段階に切り替え可能であることを特徴とする。

本発明によれば、打撃力や慣性力が簡単に切り替え可能となる。

インパクトドライバの側面図である。 インパクトドライバの平面図である。 本体ハウジング部分の中央縦断面図である。 遊星歯車減速機構及び打撃機構の分解斜視図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。 震動機構の分解斜視図である。 （Ａ）は、パワーインパクトモードでのユニット部分の一部を断面で示す平面図、（Ｂ）は右側の半割ハウジングを省略した側面図である。 （Ａ）は、インパクトモードでの一部を断面で示す平面図、（Ｂ）は右側の半割ハウジングを省略した側面図である。 （Ａ）は、ドリルモードでの一部を断面で示す平面図、（Ｂ）は右側の半割ハウジングを省略した側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、インパクト工具及び回転工具の一例であるインパクトドライバ１の側面図、図２は平面図、図３は本体ハウジング部分の中央縦断面図である。
このインパクトドライバ１は、左右の半割ハウジング３，３を複数のネジ３ａ，３ａ・・によって組み付けて形成される本体ハウジング２を有し、本体ハウジング２内に、後方からモータ４、遊星歯車減速機構５、スピンドル６がそれぞれ収容されている。また、本体ハウジング２の前部には、スピンドル６と共に打撃機構８を収容した筒状のインナーハウジング７が組み付けられて、スピンドル６の前方同軸上に配置された出力軸としてのアンビル９が、インナーハウジング７及びその前端に固定される前ハウジング１０に軸支されて前方へ突出している。前ハウジング１０内には、震動機構１１が収容されている。前ハウジング１０の前端には、ゴム製リング状のバンパ１２が嵌着されている。

本体ハウジング２の下方には、ハンドル１３が下向きに延設され、ハンドル１３内には、トリガ１５を備えたスイッチ１４が収容されている。スイッチ１４の上側には、モータ４の正逆切替レバー１６が設けられ、その前方には、アンビル９の前方を照射するＬＥＤ１７が設けられている。
ハンドル１３の下端には、電源となるバッテリーパック１９を前方からスライド装着させるバッテリー装着部１８が形成されて、バッテリー装着部１８内には、装着されたバッテリーパック１９と電気的に接続される端子台と、モータ４を制御するマイコンやスイッチング素子等を搭載した制御回路基板からなるコントローラと（何れも図示略）が収容されている。

モータ４は、ステータ２０とその内側のロータ２１とからなるインナロータ型のブラシレスモータで、ステータ２０は、筒状のステータコア２２とその前後の端面に取り付けられた前インシュレータ２３及び後インシュレータ２４と、前後インシュレータ２３，２４を介してステータコア２２の内側に巻回される複数のコイル２５，２５・・とを備えている。ロータ２１は、軸心に位置する回転軸２６と、回転軸２６の周囲に配置される筒状のロータコア２７と、ロータコア２７の外側に配置され、筒状で周方向に極性を交互に変えた永久磁石２８，２８・・と、これらの前側において放射状に配置された複数のセンサ用永久磁石２９，２９・・とを有する。前インシュレータ２３の前面には、センサ用永久磁石２９，２９・・の位置を検出する回転検出素子を備えたセンサ回路基板３０が取り付けられている。

また、回転軸２６の前端は、本体ハウジング２内でインナーハウジング７の後部に組み付けられる有底筒状のギヤハウジング３１の後端面を貫通して軸受３２によって軸支され、前端にはピニオン３３が取り付けられている。
一方、回転軸２６の後端には、遠心ファン３４が取り付けられてその後方に軸受３５が組み付けられて、遠心ファン３４の径方向外側で本体ハウジング２の側面には、複数の排気口３６，３６・・が形成されている。排気口３６の前方でセンサ回路基板３０の径方向外側から後方へかけて本体ハウジング２の側面には、複数の吸気口３７，３７・・が形成されている。

［遊星歯車減速機構及び変速機構］
遊星歯車減速機構５は、モータ４の前方でギヤハウジング３１内に収容されて、図４にも示すように、第１インターナルギヤ４１内で遊星運動する一段目の遊星歯車４２，４２・・を保持する第１キャリア４０と、第２インターナルギヤ４４内で遊星運動する二段目の遊星歯車４５，４５・・を保持する第２キャリア４３とを備え、ギヤハウジング３１内に突出する回転軸２６のピニオン３３に一段目の遊星歯車４２を噛合させている。また、第２キャリア４３は、スピンドル６の後端へ一体に形成されて、ギヤハウジング３１内に設けた保持リング４６に保持される軸受４７に軸支されている。

ここで、第１インターナルギヤ４１は、内周前側に、周方向へ所定間隔で複数の内歯４８，４８・・を備える一方、第２インターナルギヤ４４は、外周前側にリング状の係合溝４９を、外周後側に、周方向へ所定間隔で突設した複数の外歯５０，５０・・をそれぞれ備えている。また、第２インターナルギヤ４４は、第２キャリア４３の後方へ一体に連結したスパーギヤ５１と二段目の遊星歯車４５，４５・・との双方に噛合する前進位置と、第１インターナルギヤ４１の内歯４８に外歯５０を係合させて二段目の遊星歯車４５，４５・・のみに噛合する後退位置との間でスライド可能に設けられている。
このスパーギヤ５１は、遊星歯車４５，４５・・を支持する支持ピン５２，５２・・に貫通されて第２キャリア４３と遊星歯車４５，４５・・との間に位置する別体のギヤで、第２キャリア４３の外径は、歯先を含むスパーギヤ５１の外径よりも小径となっている。

第２インターナルギヤ４４の外側には、ギヤハウジング３１及びインナーハウジング７の内周面に沿って前後へスライド可能なスライドリング５３が設けられて、スライドリング５３の外側から半径方向に貫通する係合ピン５４，５４・・が、第２インターナルギヤ４４の係合溝４９と係合している。スライドリング５３の上部外周には、ギヤハウジング３１の上部に突出する突起５５が設けられて、この突起５５が、本体ハウジング２に前後へスライド可能に設けたスライドボタン５６に、前後のコイルバネ５７，５７を介して保持されている。
よって、スライドボタン５６の前後へのスライド操作により、スライドリング５３を介して第２インターナルギヤ４４の位置を前後へ切替可能となる変速機構が形成される。すなわち、第２インターナルギヤ４４の前進位置では、第２インターナルギヤ４４がスパーギヤ５１と一体回転することで遊星歯車４５，４５・・の遊星運動をキャンセルした高速モード（２速）となり、第２インターナルギヤ４４の後退位置では、第２インターナルギヤ４４が固定されて遊星歯車４５，４５・・を遊星運動させる低速モード（１速）となる。

［打撃機構］
打撃機構８は、アンビル９の後端に設けた一対のアーム（図示略）にハンマ６０を係脱させる構造であるが、ここでのハンマ６０は、スピンドル６の前端に外装され、アームに係合する一対の爪６１，６１を前面に突設した筒状のメインハンマ６０Ａと、そのメインハンマ６０Ａの後方でスピンドル６に同軸で遊挿されて前方が開口する有底筒状で、メインハンマ６０Ａに後方から外装されるサブハンマ６０Ｂとに分割されている。メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂの周壁とを合わせた径は従前のハンマの外径と等しくなっている。
まず、メインハンマ６０Ａは、その内周面に前端から後方へ向けて凹設されて後端が先細りとなる図示しない山形溝と、スピンドル６の外周面で先端を前方に向けて凹設されたＶ字溝６２，６２とに跨って嵌合するボール６３，６３を介してスピンドル６と連結されている。

一方、メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとの間でスピンドル６には、コイルバネ６４が外装されて、メインハンマ６０Ａを爪６１がアームに係合する前進位置へ付勢する一方、サブハンマ６０Ｂを後方へ付勢している。サブハンマ６０Ｂと第２キャリア４３との間でスピンドル６には、ワッシャー６５が外装され、サブハンマ６０Ｂの後面に凹設されたリング溝６６には、後面から突出する複数のボール６７，６７・・が収容されてスラスト軸受を形成している。よって、コイルバネ６４によって後方へ付勢されるサブハンマ６０Ｂは、ボール６７がワッシャー６５に当接する後方位置へ回転可能な状態で押圧されて前後動が規制されることになる。

また、サブハンマ６０Ｂの周壁の内周面には、前端から軸方向で後方へ伸びる複数の案内溝６８，６８・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されており、メインハンマ６０Ａの外周には、案内溝６８よりも短い複数の長円溝６９，６９・・が、周方向に案内溝６８と同じ間隔で形成されて、案内溝６８と長円溝６９とに跨って円柱状の連結ピン７０，７０・・が嵌合している。よって、メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとは、連結ピン７０により、軸方向への相対移動が許容された状態で、回転方向へは一体に連結される。
さらに、メインハンマ６０Ａの外周面で後端際には、周方向にリング状の嵌合溝７１が凹設される一方、サブハンマ６０Ｂの周壁において、案内溝６８の後端位置で案内溝６８，６８の間には、半径方向に貫通する複数の円形孔７２，７２・・が形成されて、その円形孔７２にボール７３がそれぞれ嵌合している。加えて、サブハンマ６０Ｂの後端外周には、前方へ向けた山形状となる後突起７４，７４・・が、周方向に等間隔をおいて複数突設されている。

そして、サブハンマ６０Ｂの周壁には、ウエイトリング７５が外装されている。このウエイトリング７５は、内周がサブハンマ６０Ｂの周壁に摺接する内径を有し、後端内周には、サブハンマ６０Ｂの後突起７４，７４・・に噛み合う後ろ向きの山形状となる前突起７６，７６・・が、周方向に等間隔をおいて複数突設されている。また、ウエイトリング７５の内周には、リング状の逃がし溝７７が、前端から後方へ向けて形成されている。さらに、ウエイトリング７５の外周面で前後方向の中間部位にも、リング状の凹溝７８が形成されている。このウエイトリング７５は、図５に示すように、前突起７６，７６・・がサブハンマ６０Ｂの後突起７４，７４・・に噛み合ってサブハンマ６０Ｂと一体回転する後方の結合位置と、前突起７６，７６・・が後突起７４，７４・・から離れてサブハンマ６０Ｂとの結合が解除される前方の非結合位置との間で前後へスライド可能となっている。

一方、インナーハウジング７には、図６にも示すように、本体ハウジング２の前方に位置するモード切替部材としてのモード切替リング８０を前端外周へ一体回転可能に装着した連係スリーブ７９が外装されている。この連係スリーブ７９は、周方向の一部を軸方向全長に亘って切り欠いたＣ字状の筒状体で、前後方向の中央部には、周方向に切欠き８１が形成されており、この切欠き８１に、インナーハウジング７の外周面に突設した案内突起８２を嵌合させることで、連係スリーブ７９は、前後方向への移動を規制された状態で回転可能となっている。また、切欠き８１の後方で連係スリーブ７９の外周の点対称位置には、前後方向の長円となる一対の貫通孔８３，８３が形成され、各貫通孔８３に沿った外周面には、貫通孔８３より一回り大きい四角形状の案内凹部８４がそれぞれ形成されている。さらに、案内凹部８４，８４の間の外周面には、周方向に沿った第１突条８５と、その第１突条８５の端部から周方向へ行くに従って後方へ直線状に傾斜する第２突条８６とが突設されて、両突条８５，８６と略点対称位置となる連係スリーブ７９の後端には、後述するマイクロスイッチ１２３Ａ，１２３Ｂのプランジャ１２４Ａ，１２４Ｂの押し込み又はその解除を行う接触子８７が形成されている。

そして、連係スリーブ７９の各貫通孔８３には、案内凹部８４に嵌合する正方形状のフランジ部８９を外側端部に有する筒状のガイドホルダ８８がそれぞれ貫通している。各ガイドホルダ８８は、半径方向で連係スリーブ７９の軸心側へ突出すると共に、案内凹部８４によるフランジ部８９の案内により、前後方向へ移動可能となっている。
インナーハウジング７には、ガイドホルダ８８が貫通し、貫通孔８３の前端に対応する前後位置で周方向に形成される前側溝９１と、貫通孔８３の中間に対応する前後位置で周方向に形成される中間溝９２と、貫通孔８３の後端に対応する前後位置で周方向に形成される後側溝９３と、前側溝９１と中間溝９２との間及び中間溝９２と後側溝９３との間をそれぞれ連通させる傾斜溝９４，９４とからなるガイド溝９０が形成されている。ガイドホルダ８８には、インナーハウジング７の軸心側からガイド溝９０を介してガイドピン９５が差し込まれて、ガイドピン９５の頭部をウエイトリング７５の凹溝７８に嵌合させている。

なお、アンビル９は、後面軸心に形成した軸受孔９６に、スピンドル６の前端に突設した小径の先端部９７を嵌合させて、スピンドル６の前端を同軸で軸支している。軸受孔９６には、コイルバネ９８によって先端部９７の端面に押圧されてスラスト方向の荷重を受けるボール９９が収容されている。アンビル９は、ボール９９の外側でインナーハウジング７の前面へ同軸で結合される前筒１００の内側で、軸受１０１を介して軸支されている。
さらに、前ハウジング１０から突出するアンビル９の前端には、ビットの装着孔１０２が形成されると共に、装着孔１０２に挿入されたビットを抜け止め装着するために、アンビル９に設けたボールを後退位置で装着孔１０２内へ押圧するスリーブ１０３等を備えたチャック機構が設けられている。

［震動機構］
震動機構１１は、インナーハウジング７の前筒１００と、その前筒１００に外装される前ハウジング１０との内側に収容される。まず前ハウジング１０内でアンビル９には、図６にも示すように、後面にカム面１０５を形成した第１カム１０４が一体に固着されて、前ハウジング１０内で軸受１０６に軸支されている。第１カム１０４及び軸受１０６の前方には、止め輪１０７が設けられている。
また、第１カム１０４の後方でアンビル９には、前面にカム面１０９を形成した第２カム１０８が回転可能に外装されている。この第２カム１０８は、インナーハウジング７の前面でリング状の受け金１１０に沿って収容された複数のボール１１１，１１１・・によって後面が保持されて、常態ではカム面１０９を第１カム１０４のカム面１０５と係合させている。第２カム１０８の外周には、半径方向へ突出する複数の突起１１２，１１２・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されている。また、第２カム１０８の外周と軸受１０６との間には、スプリングワッシャー１１３及びスペーサ１１４が介在されている。

一方、前筒１００内には、震動切替リング１１５が設けられている。この震動切替リング１１５は、第２カム１０８の外径よりも内径が大きいリング体で、外周に突設した複数の外突起１１６，１１６・・を、前筒１００の内面に設けた軸方向の規制溝１１７，１１７・・に嵌合させることで、前筒１００内で回転規制された状態で前後移動可能に保持されている。震動切替リング１１５の内周には、第２カム１０８に外装させた状態で第２カム１０８の突起１１２に係止する内突起１１８が突設されている。すなわち、震動切替リング１１５が第２カム１０８に外装される前進位置では、第２カム１０８の回転を規制し、震動切替リング１１５が第２カム１０８から離間する後退位置では、第２カム１０８の回転を許容するものとなる。

また、震動切替リング１１５には、一対の連係板１１９，１１９（図４）が係止している。この連係板１１９は、インナーハウジング７の前側側面へ点対称に配設される帯板状の金属板で、インナーハウジング７の側面で前後方向に形成した一対の外溝１２０，１２０の案内で前後方向へ移動可能となる。各連係板１１９の外面には、外側へ突出する係合突起１２１が形成されている。
モード切替リング８０の内周面には、各連係板１１９の係合突起１２１が嵌合する図示しない案内溝が形成されて、モード切替リング８０の回転操作に伴い、連係板１１９，１１９が前進して震動切替リング１１５を前進位置に移動させる第１の位置と、連係板１１９，１１９が後退して震動切替リング１１５を後退位置に移動させる第２の位置とが選択可能となっている。

一方、スライドボタン５６の下面で前端左側のコーナー部には、スライドボタン５６が１速である後退位置にある状態で連係スリーブ７９が回転した際に、第２突条８６の先端と係合する受け突起１２２（図３）が突設されている。よって、そのまま連係スリーブ７９が回転すると、第２突条８６に沿って受け突起１２２が前方へ案内されることで、スライドボタン５６は前進する。受け突起１２２が第１突条８５の前方に乗り上がると、スライドボタン５６は２速である前進位置に到達するようになっている。

そして、インナーハウジング７の後方下面には、左右一対のマイクロスイッチ１２３Ａ，１２３Ｂが、プランジャ１２４Ａ，１２４Ｂを前方へ向けて配設されている。このマイクロスイッチ１２３Ａ，１２３Ｂは、ハンドル１３の下端に設けたコントローラに、クラッチモードのＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するもので、コントローラは、マイクロスイッチ１２３Ｂのプランジャ１２４Ｂのみの押し込みによるＯＮ信号が入力されると、モータ４に設けた図示しないトルクセンサから得られるトルク値を監視し、設定されたトルク値に達すると、モータ４へ制動をかけてアンビル９へのトルクを遮断するものとなる。

［各動作モードの選択］
以上の如く構成されたインパクトドライバ１において、モード切替リング８０及び連係スリーブ７９の回転位置（切替位置）と各動作モードとについて説明する。
（１）パワーインパクトモード
まず、図７（Ａ）に示すように、モード切替リング８０を前方から見て最も右側へ回転させた第１位置（モード切替リング８０の表示Ｐが本体ハウジング２の上面に設けた矢印１２５の前方に位置する切替位置）では、連係スリーブ７９と回転方向で一体のガイドホルダ８８も右回転方向へ移動し、ガイド溝９０内を移動して後側溝９３に達する。よって、同図（Ｂ）に示すように、ガイドホルダ８８は貫通孔８３の後端に位置する。すると、ガイドピン９５を介してガイドホルダ８８に連結されるウエイトリング７５は、前突起７６をサブハンマ６０Ｂの後突起７４に噛合させて逃がし溝７７をボール７３，７３・・の外側に位置させる結合位置へ後退する。この結合位置で各ボール７３は、サブハンマ６０Ｂの内周面に没入してメインハンマ６０Ａの嵌合溝７１から離間する解除位置へ移動することができる。よって、メインハンマ６０Ａの後退を許容すると共に、サブハンマ６０Ｂをウエイトリング７５と共にメインハンマ６０Ａと一体回転させるパワーインパクトモード（第２の打撃モード、第２の回転モード）となる。

このとき、連係スリーブ７９の第１突条８５がスライドボタン５６の受け突起１２２の後方に位置してスライドボタン５６を前進位置に移動させているため、スライドボタン５６の後退は規制され、常に高速モードとなる。一方、連係板１１９，１１９は後退位置にあって震動切替リング１１５を後退させて第２カム１０８の回転をフリーとする。また、接触子８７は、マイクロスイッチ１２３Ａ，１２３Ｂの何れのプランジャ１２４Ａ，１２４Ｂにも当接していない。

従って、ハンドル１３に設けたトリガ１５を操作してスイッチ１４をＯＮさせると、モータ４が駆動する。すなわち、コントローラが、センサ回路基板３０の回転検出素子により検出されるセンサ用永久磁石２９，２９の位置に基づいてロータ２１の回転状態を取得し、スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ動作させてステータ２０のコイル２５，２５に順番に電流を流すことでロータ２１を回転させる。すると、ロータ２１の回転軸２６の回転が遊星歯車減速機構５を介してスピンドル６に伝わり、スピンドル６を回転させる。スピンドル６は、ボール６３，６３を介してメインハンマ６０Ａを回転させ、メインハンマ６０Ａが係合するアンビル９を回転させるため、アンビル９の先端に装着したビットによってネジ締め等が可能となる。このとき連結ピン７０，７０・・を介して回転方向に連結されるサブハンマ６０Ｂも、ウエイトリング７５と共にメインハンマ６０Ａと一体に回転する。なお、アンビル９の回転に伴って第１カム１０４が回転しても、これと係合する第２カム１０８の回転はフリーであるため、第２カム１０８も一体回転してアンビル９に震動は発生しない。

ネジ締めが進んでアンビル９のトルクが高まると、メインハンマ６０Ａの回転とスピンドル６の回転とにずれが生じるため、メインハンマ６０Ａは、ボール６３，６３がＶ字溝６２，６２に沿って転動することで、スピンドル６に対して相対的に回転しながらコイルバネ６４の付勢に抗して後退する。このときサブハンマ６０Ｂは、メインハンマ６０Ａの後退を許容しつつ連結ピン７０，７０・・を介してメインハンマ６０Ａ及びウエイトリング７５と一体に回転する。
そして、メインハンマ６０Ａの爪６１，６１がアームから外れると、メインハンマ６０Ａはコイルバネ６４の付勢により、ボール６３，６３がＶ字溝６２，６２の先端に向けて転動することで回転しながら前進する。よって、メインハンマ６０Ａの爪６１，６１が再びアームに係合して回転方向の打撃力（インパクト）を発生させる。このアンビル９への係脱を繰り返すことでさらなる締め付けが行われる。

このとき、サブハンマ６０Ｂ及びウエイトリング７５もメインハンマ６０Ａに追従して回転するため、両ハンマ６０Ａ，６０Ｂ及びウエイトリング７５を合わせた質量でアンビル９へ係脱することになる。また、回転時には後面のボール６７，６７・・がワッシャー６５の前面を転動することで回転抵抗が軽減されるため、メインハンマ６０Ａの前後動に伴ってコイルバネ６４が伸縮してもサブハンマ６０Ｂはスムーズに回転できる。さらに、メインハンマ６０Ａがインパクト発生時に前後動を繰り返しても、サブハンマ６０Ｂは後方位置を維持して前後へ移動することはないため、インパクト発生時の振動は抑えられる。

なお、モータ４の回転数は、コントローラに設けられてバッテリー装着部１８の上面に露出する図示しない操作パネルに備えられたボタンの操作により、４段階に切り替え可能となっている。また、操作パネルに設けた表示部には、「弱」「中」「強」「最強」の文字が記載されており、選択した段階の回転数が点灯表示される。
ここで高い回転数が選択されると、ハンマ６０による慣性力も大きくなるため、このインパクトドライバ１では、ハンマ６０による慣性力の電気的な変更と機械的な変更とが共にできることになる。

（２）インパクトモード
次に、図８（Ａ）に示すように、モード切替リング８０を第１位置から所定角度左回転させた第２位置（モード切替リング８０の表示Ｍ１が矢印１２５の前方に位置する切替位置）では、ガイドホルダ８８も左回転方向へ移動し、ガイド溝９０内を移動して傾斜溝９４から中間溝９２に達する。よって、同図（Ｂ）に示すように、ガイドホルダ８８は貫通孔８３の略中間に位置する。すると、ガイドピン９５を介してガイドホルダ８８に連結されるウエイトリング７５は、前突起７６をサブハンマ６０Ｂの後突起７４から離間させる非結合位置へ前進する。但し、逃がし溝７７をボール７３の外側に位置させる状態は変わらないため、ボール７３は、サブハンマ６０Ｂの内周面に没入してメインハンマ６０Ａの嵌合溝７１から離間する解除位置へ移動することができる。よって、メインハンマ６０Ａの後退を許容すると共に、サブハンマ６０Ｂのみをメインハンマ６０Ａと一体回転させるインパクトモード（第１の打撃モード、第１の回転モード）となる。

このときも連係スリーブ７９の第１突条８５がスライドボタン５６の受け突起１２２の後方に位置してスライドボタン５６を前進位置に移動させているため、スライドボタン５６の後退は規制され、常に高速モードとなる。一方、連係板１１９，１１９は後退位置にあって震動切替リング１１５を後退させて第２カム１０８の回転をフリーとする。また、接触子８７は、マイクロスイッチ１２３Ａ，１２３Ｂの何れのプランジャ１２４Ａ，１２４Ｂにも当接していない。

従って、ハンドル１３に設けたトリガ１５を操作してモータ４を駆動させると、回転軸２６の回転が遊星歯車減速機構５を介してスピンドル６に伝わり、スピンドル６を回転させる。スピンドル６は、ボール６３，６３を介してメインハンマ６０Ａを回転させ、メインハンマ６０Ａが係合するアンビル９を回転させるため、アンビル９の先端に装着したビットによってネジ締め等が可能となる。このとき連結ピン７０を介して回転方向に連結されるサブハンマ６０Ｂもメインハンマ６０Ａと一体に回転するが、非結合位置にあるウエイトリング７５は一体に回転しない。なお、アンビル９の回転に伴って第１カム１０４が回転しても、これと係合する第２カム１０８の回転はフリーであるため、第２カム１０８も一体回転してアンビル９に震動は発生しない。

ネジ締めが進んでアンビル９のトルクが高まると、メインハンマ６０Ａの回転とスピンドル６の回転とにずれが生じるため、メインハンマ６０Ａは、ボール６３，６３がＶ字溝６２，６２に沿って転動することで、スピンドル６に対して相対的に回転しながらコイルバネ６４の付勢に抗して後退する。このときサブハンマ６０Ｂは、メインハンマ６０Ａの後退を許容しつつ連結ピン７０を介してメインハンマ６０Ａと一体に回転する。
そして、メインハンマ６０Ａの爪がアームから外れると、メインハンマ６０Ａはコイルバネ６４の付勢により、ボール６３がＶ字溝６２の先端に向けて転動することで回転しながら前進する。よって、メインハンマ６０Ａの爪６１が再びアームに係合して打撃力（インパクト）を発生させる。このアンビル９への係脱を繰り返すことでさらなる締め付けが行われる。

このとき、サブハンマ６０Ｂもメインハンマ６０Ａに追従して回転するため、両ハンマ６０Ａ，６０Ｂを合わせた質量でアンビル９へ係脱することになる。また、回転時には後面のボール６７がワッシャー６５の前面を転動することで回転抵抗が軽減されるため、メインハンマ６０Ａの前後動に伴ってコイルバネ６４が伸縮してもサブハンマ６０Ｂはスムーズに回転できる。さらに、メインハンマ６０Ａがインパクト発生時に前後動を繰り返しても、サブハンマ６０Ｂは後方位置を維持して前後へ移動することはないため、インパクト発生時の振動は抑えられる。

（３）震動ドリルモード
次に、モード切替リング８０を第２位置から所定角度左回転させた第３位置（モード切替リング８０の表示Ｍ２が矢印１２５の前方に位置する切替位置）では、ガイドホルダ８８も周方向で左回転方向へ移動し、ガイド溝９０内を移動して前側溝９１に達する。よって、ガイドホルダ８８は、図９（Ｂ）に示すドリルモードと同様に貫通孔８３の前端に位置する。すると、ウエイトリング７５は前進し、同図（Ａ）に示すドリルモードと同様に、逃がし溝７７の後方でボール７３を軸心側へ押圧してメインハンマ６０Ａの嵌合溝７１に嵌合させる連結位置に固定される。このため、メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとが前後方向で連結されてメインハンマ６０Ａの後退が規制される。

このとき、連係板１１９，１１９は、モード切替リング８０の案内溝による係合突起１２１の案内によって前進する。よって、震動切替リング１１５が前進位置に移動し、第２カム１０８の回転を規制する震動ドリルモードとなる。
一方、連係スリーブ７９の第１突条８５は、インパクトモードと同様にまだ受け突起１２２の後方に位置しているため、スライドボタン５６の後退は規制され、常に高速モードとなる。また、接触子８７は、マイクロスイッチ１２３Ａのプランジャ１２４Ａのみを押圧しているため、クラッチは作動しない。

従って、トリガ１５を操作してスピンドル６を回転させると、スピンドル６は、ボール６３，６３を介してメインハンマ６０Ａを回転させ、メインハンマ６０Ａが係合するアンビル９を回転させる。このアンビル９の回転に伴って第１カム１０４が回転すると、回転規制される第２カム１０８とカム面１０５，１０９同士が干渉する。アンビル９は、アームの前後に遊びがある状態で軸支されているため、カム面１０５，１０９同士の干渉によってアンビル９に軸方向の震動が発生する。また、連結ピン７０を介して回転方向に連結されるサブハンマ６０Ｂもメインハンマ６０Ａと一体に回転する。
そして、アンビル９のトルクが高まっても、メインハンマ６０Ａはボール７３によって後退が規制されるため、メインハンマ６０Ａはアンビル９に対して係脱動作を行わない。よって、インパクトは発生せず、アンビル９はスピンドル６と一体回転することになる。

（４）ドリルモード
次に、図９に示すように、モード切替リング８０を第４位置から所定角度左回転させた第５位置（モード切替リング８０の表示Ｍ３が矢印１２５の前方に位置する切替位置）では、ガイドホルダ８８も周方向で左回転方向へ移動するが、そのまま前側溝９１内に位置するため、ガイドホルダ８８が貫通孔８３の前端に位置する状態は変わらない。これにより、ウエイトリング７５は前進位置にあってボール７３もメインハンマ６０Ａの嵌合溝７１に嵌合する連結位置に固定される。よって、メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとを前後方向で連結してメインハンマ６０Ａの後退を規制するドリルモードとなる。

このとき、連係板１１９，１１９は、モード切替リング８０の案内溝による係合突起１２１の案内により後退し、震動切替リング１１５を後退させて第２カム１０８の回転をフリーとする。また、接触子８７は、両方のマイクロスイッチ１２３Ａ，１２３Ｂのプランジャ１２４Ａ，１２４Ｂを同時に押圧しているため、クラッチは作動しない。
一方、連係スリーブ７９の第１突条８５は、スライドボタン５６から左側へ離れ、第２突条８６も端部を受け突起１２２よりも後方に位置させているため、スライドボタン５６の後退が可能となる。よって、高低何れのモードも選択できる。

従って、トリガ１５を操作してスピンドル６を回転させると、スピンドル６は、ボール６３を介してメインハンマ６０Ａを回転させ、メインハンマ６０Ａが係合するアンビル９を回転させる。このとき連結ピン７０を介して回転方向に連結されるサブハンマ６０Ｂもメインハンマ６０Ａと一体に回転するが、非結合位置にあるウエイトリング７５はサブハンマ６０Ｂと一体に回転しない。なお、アンビル９の回転に伴って第１カム１０４が回転しても、これと対向する第２カム１０８の回転はフリーであるため、アンビル９に震動は発生しない。
そして、アンビル９のトルクが高まっても、メインハンマ６０Ａはボール７３によって後退が規制されるため、メインハンマ６０Ａはアンビル９に対して係脱動作を行わない。よって、インパクトは発生せず、アンビル９はスピンドル６と一体回転することになる。

（５）クラッチモード
次に、モード切替リング８０を第４位置から所定角度左回転させた第５位置（モード切替リング８０の表示Ｍ４が矢印１２５の前方に位置する切替位置）では、ガイドホルダ８８も周方向で左回転方向へ移動するが、そのまま前側溝９１内に位置するため、ガイドホルダ８８が貫通孔８３の前端に位置する状態は変わらない。よって、ウエイトリング７５は前進位置にあってボール７３もメインハンマ６０Ａの嵌合溝７１に嵌合する連結位置に固定され、メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとを前後方向で連結してメインハンマ６０Ａの後退を規制する。
このとき、連係板１１９，１１９は後退位置にあって震動切替リング１１５を後退させて第２カム１０８の回転をフリーとする。但し、接触子８７は、マイクロスイッチ１２３Ｂのプランジャ１２４Ｂのみを押圧しているため、クラッチモードとなる。
一方、第１、第２突条８５，８６はスライドボタン５６から左側へ離れているため、スライドボタン５６の前後何れへのスライド操作が可能となる。

従って、トリガ１５を操作してスピンドル６を回転させると、スピンドル６は、ボール６３を介してメインハンマ６０Ａを回転させ、メインハンマ６０Ａが係合するアンビル９を回転させる。このとき連結ピン７０を介して回転方向に連結されるサブハンマ６０Ｂもメインハンマ６０Ａと一体に回転するが、非結合位置にあるウエイトリング７５はサブハンマ６０Ｂと一体に回転しない。なお、アンビル９の回転に伴って第１カム１０４が回転しても、これと対向する第２カム１０８の回転はフリーであるため、アンビル９に震動は発生しない。
そして、アンビル９のトルクが高まってトルクセンサで検出されるトルク値が設定したトルク値に達すると、コントローラによりモータ４に制動がかけられてスピンドル６からアンビル９へのトルク伝達が遮断されることになる。

なお、低速で使用していたドリルモードやクラッチモードから震動ドリルモード又はインパクトモード、パワーインパクトモードに切り替える場合は、上記動作と逆に、スライドボタン５６から離れていた第２突条８６が、連係スリーブ７９の右回転によって、後退位置にあるスライドボタン５６の受け突起１２２に係合し、そのまま連係スリーブ７９の回転に連れて第２突条８６に沿って受け突起１２２を相対的にスライドさせながらスライドボタン５６を前進位置に移動させることになる。よって、震動ドリルモード及びインパクトモード、パワーインパクトモードでは常に高速モードとなる。

このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、モータ４と、モータ４の駆動により回転する第１のハンマ（ハンマ６０）と、第１のハンマにより回転方向に打撃されるアンビル９と、第１のハンマに対する結合／非結合状態が切り替え可能な第２のハンマ（ウエイトリング７５）とを含み、第１のハンマ（ハンマ６０）のみによってアンビル９が打撃される第１の打撃モード（インパクトモード）と、第１のハンマ（ハンマ６０）及び第２のハンマ（ウエイトリング７５）によってアンビル９が打撃される第２の打撃モード（パワーインパクトモード）とが選択可能であるので、打撃力及び慣性力が簡単に切り替え可能となる。

特にここでは、ハンマ６０を、アンビル９の軸方向に前後移動してアンビル９に係脱することでアンビル９を打撃するメインハンマ６０Ａと、当該軸方向の前後移動が規制されてメインハンマ６０Ａへ回転方向で一体に結合されるサブハンマ６０Ｂとからなるものとして、第２のハンマ（ウエイトリング７５）を、サブハンマ６０Ｂに対して結合／非結合状態を切り替え可能としているので、前後移動しないサブハンマ６０Ｂを利用して打撃力及び慣性力の切り替えが容易に行える。
また、メインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとを前後方向で一体に結合可能な結合手段（嵌合溝７１、円形孔７２、ボール７３）を備え、結合手段によるメインハンマ６０Ａとサブハンマ６０Ｂとの結合により、メインハンマ６０Ａの前後移動を規制してアンビル９と一体回転させるドリルモードを選択可能としているので、選択できる動作モードが増加して使い勝手がより向上する。

また、上記形態のインパクトドライバ１によれば、モータ４と、モータ４の駆動により回転するスピンドル６と、スピンドル６に保持されるハンマ６０と、ハンマ６０により回転方向に打撃されるアンビル９と、ハンマ６０による打撃に慣性力を増加させる慣性力増加部材（ウエイトリング７５）と、モータ４、スピンドル６、ハンマ６０及びアンビル９を収容するハウジング（本体ハウジング２）と、ハウジング（本体ハウジング２）に設けられるモード切替部材（モード切替リング８０）と、を含み、モード切替部材（モード切替リング８０）の操作により、ハンマ６０によってアンビル９が打撃される第１の位置（インパクトモードの位置）と、慣性力増加部材（ウエイトリング７５）により慣性力が増加したハンマ６０によってアンビル９が打撃される第２の位置（パワーインパクトモードの位置）と、スピンドル６とハンマ６０とアンビル９とが一体回転する第３の位置（ドリルモードの位置）とが選択可能であることで、打撃力及び慣性力が簡単に切り替え可能となると共に、１つの工具で３つの動作モードが選択可能となって使い勝手が良好となる。
特にここでは、モータ４の回転数を複数段階（ここでは４段階）に切り替え可能であるため、打撃力及び慣性力をより細かく設定できる。

さらに、上記形態のインパクトドライバ１によれば、モータ４と、モータ４の駆動により回転するハンマ６０と、を含み、ハンマ６０の質量をウエイトリング７５の結合／非結合により変えることでハンマ６０の回転による慣性力を変更可能であり、且つモータ４の回転数を変えることで当該慣性力を変更可能であるので、ハンマ６０による慣性力の電気的な変更と機械的な変更とが共に可能となり、慣性力をより細かく設定することができる。

そして、上記形態のインパクトドライバ１によれば、モータ４と、モータ４の駆動により回転する第１の回転部材（ハンマ６０）と、第１の回転部材（ハンマ６０）の回転により回転する出力軸（アンビル９）と、第１の回転部材（ハンマ６０）に対する結合／非結合状態が切り替え可能な第２の回転部材（ウエイトリング７５）と、を含み、第１の回転部材（ハンマ６０）のみによって出力軸（アンビル９）が回転する第１の回転モード（インパクトモード）と、第１の回転部材（ハンマ６０）及び第２の回転部材（ウエイトリング７５）によって出力軸（アンビル９）が回転する第２の回転モード（パワーインパクトモード）とが選択可能であることで、慣性力が簡単に切り替え可能となる。

なお、メインハンマとサブハンマとの係脱構造は、上記形態の後突起と前突起とによるものに限らず、例えば前突起をウエイトリングの内周側でなく後端に形成したり、突起の数や形状を変更したりして差し支えない。
また、上記形態では、ウエイトリングをサブハンマに対して結合／非結合可能としているが、ウエイトリングをメインハンマに対して結合／非結合可能としてもよい。よって、ハンマはメインハンマとサブハンマとに分割される構造に限らず、１つのハンマのみを備えたインパクト工具であっても慣性力増加部材の追加は可能である。
さらに、インナーハウジングとサブハンマとの間や、インナーハウジングとウエイトリングとの間に、摩擦を低減するための手段を付与してもよい。この摩擦低減手段としては、両者の間にベアリング（メタルやニードルベアリング等）を介在させたり、低摩擦材を介在させたり、インナーハウジングの内面及び／又はサブハンマの外面、インナーハウジングの内面及び／又はウエイトリングの外面に低摩擦材料をコーティングしたりすることが考えられる。

一方、上記形態では、パワーインパクトモードとインパクトモードとに加えて、震動機構やマイクロスイッチ等を備えて震動ドリルモードやドリルモード、クラッチモードをさらに選択可能としているが、震動機構やマイクロスイッチ等をなくしてパワーインパクトモードとインパクトモードとの２つの動作モードのみ、或いはパワーインパクトモードとインパクトモードとドリルモードとの３つの動作モードのみを選択可能なインパクト工具とすることもできる。変速機構も省略して差し支えない。

１・・インパクトドライバ、２・・本体ハウジング、４・・モータ、５・・遊星歯車減速機構、６・・スピンドル、７・・インナーハウジング、８・・打撃機構、９・・アンビル、１０・・前ハウジング、１１・・震動機構、２６・・回転軸、３１・・ギヤハウジング、５６・・スライドボタン、６０・・ハンマ、６０Ａ・・メインハンマ、６０Ｂ・・サブハンマ、６４・・コイルバネ、７０・・連結ピン、７１・・嵌合溝、７３・・ボール、７４・・後突起、７５・・ウエイトリング、７６・・前突起、７７・・逃がし溝、７８・・凹溝、７９・・連係スリーブ、８０・・モード切替リング、８３・・貫通孔、８８・・ガイドホルダ、９０・・ガイド溝、９５・・ガイドピン、１０４・・第１カム、１０８・・第２カム、１１５・・震動切替リング、１１９・・連係板。

Claims (3)

1. モータと、
   前記モータの駆動により回転し、前後方向に延びるスピンドルと、
   前記スピンドルと同軸上に配置されて前方へ突出するアンビルと、
   前記スピンドルに外装され、前記アンビルの軸方向に前後移動して前記アンビルに係脱することで前記アンビルを回転方向に打撃する筒状のメインハンマと、
   前記メインハンマの後方で前記スピンドルに遊挿されて前方が開口し、前記メインハンマに後方から外装される有底筒状で、前記スピンドルの軸方向での前後移動が規制されて前記メインハンマへ回転方向で一体に結合されるサブハンマと、
   前記メインハンマと前記サブハンマとを前後方向で一体に結合可能な結合手段と、
   前記サブハンマに外装され、前記サブハンマと結合して一体回転する後退位置と、前記後退位置よりも前方で前記サブハンマとの結合が解除される第１の前進位置と、前記第１の前進位置よりも前方で前記結合手段により前記メインハンマと前記サブハンマとを結合させる第２の前進位置と、の間で前後方向へスライド可能なウエイトリングと、
   前記ウエイトリングのスライド位置を切替操作可能な切替部材と、を含み、
   前記切替部材の切替操作により、
   前記ウエイトリングの前記第１の前進位置では、前記メインハンマと前記サブハンマとが一体回転して前記アンビルが打撃される第１の打撃モードが、前記ウエイトリングの前記後退位置では、前記メインハンマと前記サブハンマと前記ウエイトリングとが一体回転して前記アンビルが打撃される第２の打撃モードが、前記ウエイトリングの前記第２の前進位置では、前記メインハンマの前後移動を規制して前記アンビルと一体回転させるドリルモードがそれぞれ選択可能であることを特徴とするインパクト工具。
2. 前記結合手段は、前記メインハンマの外周面で周方向に形成されるリング状の嵌合溝と、前記サブハンマの周壁を半径方向に貫通する円形孔と、前記円形孔に嵌合して前記半径方向に移動可能なボールとを含んでなり、
   前記ウエイトリングは、前記第２の前進位置では前記ボールを前記周壁の軸心側へ押圧して前記円形孔と前記嵌合溝とに跨がって嵌合させ、前記後退位置及び前記第１の前進位置では前記ボールの押圧を解除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. 前記モータの回転数を複数段階に切り替え可能であ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。

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