JP7195170B2 - 工具ヘッド - Google Patents

Description

この発明は、インパクトドライバを駆動源として利用可能な工具ヘッドに関する。

端子圧着、鋼板孔開け、ケーブル切断、アングル折り曲げなどの金属加工は、いずれも一対の刃型（単に刃または型と称することもある）の間に被加工物を配置し、それらの刃型を相対移動させることにより行われる。被加工物が人力で加工できないようなものである場合、駆動源としてはモータ、油圧などが用いられる。従って、通常、圧着工具、パンチャー、カッター、ベンダーなどの各種工具においては、一対の刃型を有する工具ヘッドとモータ又は油圧シリンダとが一体化されている。

一方、多数のネジ、ナット類を短時間で効率よく締め付けるために、インパクトドライバと称するモータ内蔵のドライバが建設現場などで用いられている。従って、前記各種工具の駆動源としてインパクトドライバを利用できれば、工具の単価と重量を下げることができ、使用者にとって経済的にも体力的にも負担が軽くなって有益である。

そこで、このような要請に答えるべく、インパクトドライバに取り付け可能な工具ヘッドが販売されている（非特許文献１）。この工具ヘッドは、ケーブル切断専用のカッターであって、可動刃及び固定刃からなる一対の刃と、回転運動を往復運動に変換して可動刃に伝達する伝達機構と、前記一対の刃及び前記伝達機構を保持するヘッドと、インパクトドライバのチャック部に差し込まれてインパクトドライバの出力を前記伝達機構に伝えるシャンクと、アームグリップと、連結アームとを備えている。

アームグリップは、シャンクの軸方向と直交する軸を中心として揺動可能に一端がヘッドに取り付けられ、他端にシャンクの軸と平行な貫通孔を有する。連結アームは、その貫通孔に通されることにより、アームグリップに保持され、シャンク側の端部に湾曲したフックが一体化されている。

前記カッターを使用する際は、シャンクをインパクトドライバのチャック部に差し込み、アームグリップをインパクトドライバ側に揺動させ、連結アームのフックをインパクトドライバのグリップに引っかけ、連結アームをアームグリップにネジ止めする。その状態でインパクトドライバを駆動させ、シャンクを回転させると、ヘッドがシャンクに連れ回りしようとするが、フックを介してインパクトドライバに対するヘッドの位相が固定されているので、ヘッドが回転することなく、可動刃が固定刃に向かい、ケーブルを切断する。

http://www.mirai.co.jp/pamphlet/pdf/2017.12.15.MC-CA100.pdf

しかし、前記のケーブルカッターにおいては、連結アームが１本しか備えられておらず、インパクトドライバの左右いずれか一方の側に配置されるだけであるから、あまり大きな回転力を受けることはできない。また、インパクトドライバのグリップの形状や大きさは様々であるところ、フックのそれは一定であるから、種々のインパクトドライバを利用するにはフックを大きめに設計せざるを得ず、インパクトドライバとの間に遊びが生じてしっかり固定できないことがある。
それ故、この発明の課題は、内部に回転力の駆動源、先端に着脱自在に取り付けられる工具ビットを有する種々のインパクトドライバと組み合わせ可能な工具ヘッドを提供することにある。

その課題を解決するために、この発明の工具ヘッドは、相対移動可能で、間に被加工物を配置し、前記相対移動によって被加工物を加工する一対の刃型と、入力軸と、伝達機構と、ヘッド本体と、第一から第三の三対のアームと、一対の回り止め部材とを備えることを特徴とする。ここで、一対の刃型は、端子を圧着したり、鋼材を曲げる雌雄の型、鋼板に孔を空けるポンチとダイ、ケーブルを切断する刃などであってよい。

入力軸は、インパクトドライバの前記工具ビットを介して出力される回転力を受けて同工具ビットとともに回転する。伝達機構は、前記入力軸の回転運動を前記一対の刃型の少なくとも一方に往復運動に変換して伝達するもので、遊星歯車などの歯車群、クランク、ねじ軸、カムなど公知の装置を組み合わせて良い。このうち伝達機構としては、前記回転運動を減速する歯車群と、減速された回転運動を往復運動に変換するネジ軸とを有するものが好ましい。小さな駆動力で大きな力を出すことができるからである。ヘッド本体は、先端に前記一対の刃型、後端に前記入力軸及び内部に前記伝達機構を保持する。

以下、単に「軸方向」というときは入力軸方向を指す。
三対のアームのうち、第一アームの対は、前記ヘッド本体の径方向両側面の対称位置に各々固定されて軸方向後方に延びる。固定手段は、ボルト、溶接などであってよい。第二アームの対は、先端が前記一対の第一アームの後端に前記軸方向と直交する回転軸ｐを中心として互いに平行な面内で各々回転可能に取り付けられ、第一アームに対して所望の角度で止めることができる。第三アームの対は、先端が前記一対の第二アームの後端に第二アームの前記回転軸ｐと平行な回転軸ｑを中心として各々回転可能に取り付けられ、第二アームに対して所望の角度で止めることができる。

一対の回り止め部材は、前記一対の第三アームの非先端部に各々取り付けられ、第二アームの前記回転軸ｐと平行な方向に進退可能で、進行時に前記インパクトドライバの外面に接してインパクトドライバを共に保持する。

この発明の工具ヘッドを使用するときは、インパクトドライバに工具ビットを取り付け、その工具ビットを前記入力軸と連結する。そして、第二アーム及び第三アームを適当な角度に決めて固定するとともに、回り止め部材を進行させてインパクトドライバの外面、通常はインパクトドライバのグリップの両側面に強く当て、その位置で回り止め部材を固定する。

この状態でインパクトドライバを駆動させると、工具ビットが回転し、それに伴って入力軸が回転する。同時にヘッド本体が連れ回りしようとするが、第一から第三のアーム及び回り止め部材を介して、インパクトドライバの側面から連れ回りを阻止する抗力を受けるので、ヘッド本体は回ることなく、入力軸の回転が伝達機構に伝わる。ヘッド本体とインパクトドライバをともに両側から保持しているので、大きな力を伝えることができる。また、回り止め部材が第二アームの回転軸と平行な方向に進退可能であるから、インパクトドライバの形状や大きさにかかわらず、インパクトドライバと組み合わせることができる。

前記回り止め部材として好ましいのは、前記第三アームの非先端部にねじ込まれるねじ部と、同ねじ部の先端に固定されて進行時に前記インパクトドライバの外面に接する弾性体と、同ねじ部の後端に嵌合されたナットとからなるものである。ねじ運動によって進退するので、所望の位置で回り止め部材を固定することができるし、インパクトドライバの外面に凹凸があったり外面形状がいびつであっても弾性体が密着して強固にインパクトドライバを保持することができる。

この発明の工具ヘッドにおいては、好ましくは更に、前記一対の第三アームの後端部を互いに連結する補強バーを備える。これにより、ヘッド本体と三対のアームと補強バーとで力学的に長方形をなすこととなり、アームの歪みが抑えられ、より大きな負荷に耐えることができるからである。
この場合、アームの好ましい構成は、前記第二アームと第三アームの両方に貫通孔が形成され、それらの貫通孔に通されるボルトと同ボルトに嵌合されるネジ孔を有するボスとで第三アームが第二アームに取り付けられるとともに、第三アームの貫通孔は第三アームの長さ方向に長く形成されているものである。第三アームの貫通孔を長孔にすることで、第二アームに対する第三アームの位置の自由度が大きくなり、回り止め部材をインパクトドライバの外面の最適位置に当てることができるうえ、インパクトドライバから工具ヘッドを外しやすくなるからである。

以上のように、この発明の工具ヘッドによれば、大きな力を要する種々の加工を既製のインパクトドライバを用いて行うことができる。

実施形態の工具ヘッドを示す正面図である。 同じく平面図である。 同じく左側面図である。 実施形態の工具ヘッドとインパクトドライバの使用状態を示す正面図である。 同じく平面図である。

図１から図３に示すように、実施形態の工具ヘッド１は、インパクトドライバ２（図１及び図２の想像線）を駆動源として圧着端子をケーブルに圧着させるもので、雄型３、雌型４、円筒形のヘッド本体５、入力軸６、一対の第一アーム７、７、一対の第二アーム８、８、一対の第三アーム９、９、回り止め部材としての一対のラバー付きボルト１０、１０、及び補強バー１１を備えている。

雄型３は、正面視台形、側面視ほぼ長方形の凸部を有し、雌型４に対して往復直線運動可能にヘッド本体５の軸方向前部に保持されている。雌型４は、内面が正面視Ｕ字形をなし、一端がヘッド本体５の前部の一方の側に回転軸１２を介して回転可能に連結され、他端がヘッド本体５の前部の他方の側に固定ピン１３によって固定されている。

入力軸６は、ヘッド本体５の軸方向後部にヘッド本体５の中心軸線を中心として回転可能に取り付けられ、後端にインパクトドライバ２の工具ビット１４の外形と相補する形状の内面を有する穴（図示省略）が形成されている。ヘッド本体５は、その内部に、入力軸６の回転運動を減速する遊星歯車などの歯車群と、後端がその歯車群に連結されて減速された回転運動を往復直線運動に変換するネジ軸（いずれも図示省略）とを有する。ねじ軸の先端は雄型３に連結されている。

アームは、いずれも金属製で一方向に長い板状をなし、そのうちの第一アーム７、７は、ヘッド本体５の径方向両側面の対称位置に各々２本のボルトで固定されて軸方向後方に延び、後端の外面には径方向に凹んだねじ穴を有するボス１５、１５が各々溶接されている。第二アーム８、８は、各々両端付近に厚さ方向に貫通する孔を有する。第一アーム７、７に近い孔には五角形のノブ１６、１６のボルト（図示省略）が通されて、各々ボス１５、１５に嵌合されることにより、第一アーム７、７に第二アーム８、８が連結されている。また、第一アーム７、７から遠い孔の位置にはその孔と同心のねじ穴を有するボス１７、１７が各々溶接されている。

第三アーム９、９は、長寸方向の一端から中央付近にかけて同方向に長い貫通孔１８、１８を有し、孔１８、１８に五角形のノブ１９、１９のボルト（図示省略）が通されて、各々ボス１７、１７に嵌合されることにより、第二アーム８、８に連結されている。また、第三アーム９、９は、他端において補強バー１１を介して互いに連結されている。そして、孔１８、１８と補強バー１１の取り付け位置との間に厚さ方向に貫通するねじ孔が形成され、それらのねじ孔にボルト１０、１０のねじ部がねじ込まれている。ボルト１０、１０の先端には各々円柱形の低弾性ラバーが取り付けられており、第三アーム９、９を間にして後端にはナットが嵌められてボルト１０、１０の位置が決められている。

第二、第三のアームの対は、ノブ１６、１９を緩めることにより、ノブ１６、１９のねじ軸に直交する互いに平行な面内で、それらのねじ軸を中心として回転可能である。従って、ノブ１６，１９の各ボルトは、前記回転軸ｐ、ｑに相当する。また、第三アーム９は第二アーム８に対して同平面内で孔１８に沿ってスライド可能である。更にまた、ノブ１６、１９を締めることにより、所望の角度及び位置で止めることもできる。

工具ヘッド１を使用するときは、図４及び図５に示すように工具ビット１４をインパクトドライバ２に取り付けた状態で入力軸６に挿入し、第二アーム８、８及び第三アーム９、９の角度及び位置が最適となるところでノブ１６、１６、１９、１９を締めるとともに、ボルト１０、１０を進行させてラバーをインパクトドライバ２のグリップに押し付ける。インパクトドライバ２の外面に凹凸があったり外面形状がいびつであってもラバーが密着して強固にインパクトドライバ２を保持することができる。それと前後して固定ピン１３を抜いて雌型４を開き（想像線）、ケーブルを挿入した端子（いずれも図示省略）を雄型３とで挟んで固定ピン１３を差し込む。

この状態でインパクトドライバ２を駆動させ工具ビット１４を回転させると、それに伴って入力軸６が回転する。同時にヘッド本体５全体が連れ回りしようとするが、第一から第三のアーム７、８、９及びボルト１０を介して、インパクトドライバ２の側面から連れ回りを阻止する抗力を受けるので、ヘッド本体５は回らない。その結果、入力軸６の回転が前記歯車群に伝わって減速され、続いて前記ねじ軸に伝わって往復直線運動に変化され、雄型３が雌型４に向かって前進し、端子がケーブルに圧着される。

その後、工具ビット１４を逆回転させることにより、雄型３が雌型４から後退し、端子が圧着された状態のケーブルを雌雄の型３、４から抜くことができる。工具ヘッド１とインパクトドライバ２をともにアーム７、７、８、８、９、９及びボルト１０、１０で両側から保持しているので、大きな力を伝えることができる。しかも第三アーム９、９の後端部を互いに連結する補強バー１１を備えるので、ヘッド本体５と三対のアームと補強バー１１とで力学的に長方形をなすこととなり、アーム７、８、９の歪みが抑えられ、より大きな負荷に耐えることができる。また、ボルト１０、１０が第三アーム９、９の厚み方向すなわちノブ１６、１６、１９、１９のねじ軸と平行な方向に進退可能であるから、インパクトドライバ２の形状や大きさにかかわらず、インパクトドライバ２と組み合わせることができる。

工具ヘッド１を片付けるかインパクトドライバ２をドライバとして使用するときは、ノブ１６、１６、１９、１９を緩めて第一アーム７、７に対する第二アーム８、８、及び第二アーム８、８に対する第三アーム９、９の角度を広げるとともに、補強材１１がノブ１９、１９から遠ざかる方向に第三アーム９、９をスライドさせることにより（想像線）、容易に工具ヘッド１をインパクト２から分離することができる。

１ 工具ヘッド
２ インパクトドライバ
３ 雄型
４ 雌型
５ ヘッド本体
６ 入力軸
７ 第一アーム
８ 第二アーム
９ 第三アーム
１０ 回り止め部材
１１ 補強バー

Claims (5)

1. 相対移動可能で、間に被加工物を配置し、前記相対移動によって被加工物を加工する一対の刃型と、
   内部に回転力の駆動源、先端に着脱自在に取り付けられる工具ビットを有するインパクトドライバの同工具ビットを介して出力される回転力を受けて同工具ビットとともに回転する入力軸と、
   前記入力軸の回転運動を前記一対の刃型の少なくとも一方に往復運動に変換して伝達する伝達機構と、
   先端に前記一対の刃型、後端に前記入力軸及び内部に前記伝達機構を保持するヘッド本体と、
   前記ヘッド本体の径方向両側面の対称位置に各々固定されて前記入力軸方向後方に延びる一対の第一アームと、
   先端が前記一対の第一アームの後端に前記入力軸方向と直交する回転軸ｐを中心として互いに平行な面内で各々回転可能に取り付けられ、第一アームに対して所望の角度で止めることのできる一対の第二アームと、
   先端が前記一対の第二アームの後端に第二アームの前記回転軸ｐと平行な回転軸ｑを中心として各々回転可能に取り付けられ、第二アームに対して所望の角度で止めることのできる一対の第三アームと、
   前記一対の第三アームの非先端部に各々取り付けられ、第二アームの前記回転軸ｐと平行な方向に進退可能で、進行時に前記インパクトドライバの外面に接してインパクトドライバを共に保持する一対の回り止め部材と
   を備えることを特徴とする工具ヘッド。
2. 前記回り止め部材が、前記第三アームの非先端部にねじ込まれるねじ部と、同ねじ部の先端に固定されて進行時に前記インパクトドライバの外面に接する弾性体と、同ねじ部の後端に嵌合されたナットとからなる、請求項１に記載の工具ヘッド。
3. 更に、前記一対の第三アームの後端部を互いに連結する補強バーを備える、請求項１又は２に記載の工具ヘッド。
4. 前記第二アームと第三アームの両方に貫通孔が形成され、それらの貫通孔に通されるボルトと同ボルトに嵌合されるネジ孔を有するボスとで第三アームが第二アームに取り付けられるとともに、第三アームの貫通孔は第三アームの長さ方向に長く形成されている、請求項３に記載の工具ヘッド。
5. 前記伝達機構は、前記回転運動を減速する歯車群と、減速された回転運動を往復運動に変換するネジ軸とを有する、請求項１に記載の工具ヘッド。

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