JPH054173A - インパクトレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋼球１６が案内溝１０ａにある状態から、回
転円筒体５が更に回転してその内周面５ｂが鋼球１６に
当接する位置にくると、ハンマー１２ａが鋼球１６を介
して回転円筒体５から力をうけ、センターギア２０が反
時計方向に回動し、ハンマー１２ａ,ハンマー１２ｂが
傾斜する。その状態では回転円筒体５は鋼球１６と点接
触しただけの非常に摩擦損の小さい状態で回転する。更
に回転円筒体５が回転して、その係止突起部８ｂ,８ａ
がハンマー１２ａ,１２ｂに衝突すると、ハンマー１２
ａ,１２ｂを介して出力軸６ｂに力が伝達される。 【効果】 回転円筒体５は係止突起部８ｂ,８ａがハン
マー１２ａ,１２ｂと衝突するとき以外はハンマ１２ａ
とは鋼球１６を介して接触するだけであるので、摩擦損
が少なく、エアモータから出力軸へのトルクの伝達効率
が良くなり、ハンマーの摩耗も少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ボルト・ナット等の
締緩作業に使用するインパクトレンチに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に従来のインパクトレンチの一例を
示す。このインパクトレンチは、ハンマー４１をハンマ
ースタッド４２で揺動自在に支承したハンマーケース４
３を、エアモータのロータ軸(図示せず)とスプライン嵌
合したドライバ４４に遊嵌すると共に、このドライバ４
４の凹部４４ａに上記ハンマー４１の凸部４１ａを嵌め
込んであり、エアモータの回転によりドライバ４４が回
転し、その回転に伴ってハンマー４１が揺動しながらハ
ンマーケース４３と共に回転するようになっている。そ
して、このハンマー４１により出力軸４５のつば部４５
ａ,４５ｂを打撃して出力軸４５を回転させ、出力軸４
５の先端四角部４５ｃに差し込んだソケット(図示せず)
によりボルトやナット等の締め付けを行うようになって
いる。図１０はこのインパクトレンチの動作説明図であ
る。図１０(ａ)の状態からロータ軸５０を矢印の方向に
回転させると、ドライバー４４がロータ軸５０の回転力
を受け、ハンマー４１の凸部４１ａを押す。このとき出
力軸４５には被締結物によって抵抗がかかっているの
で、ハンマー４１が、その内周面において軸４５と接触
し、摺動しながら回転する。そして、この回転に伴いハ
ンマ４１の内周側の一端部Ｌが次第に外方向に向かうと
共に、他端部Ｒが内方向に向かい、(ｂ)の状態になる。
この状態から更に回転が進むと、(ｃ)に示すようにハン
マー４１の端部Ｒが軸４５のつば部４５ｂと衝突し、軸
４５を回転させる。次に、ハンマー４１はドライバ４４
の作用により端部Ｒが外方向に向かい、(ｄ)に示すよう
に出力軸４５のつば部４５ｂを摺動しながら回転し、２
回目の打撃運動に入る。このようにして、ロータ軸５０
の１回転で出力軸４５を２回打撃し、これを順次繰り返
しながらボルトあるいはナット等を締めてゆくのであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
インパクトレンチでは、エアモータのロータ軸５０に嵌
合してロータ軸５０の回転と共に回転するドライバ４４
によりハンマー４１を回転させ、しかもこのハンマー４
１は出力軸４５と接触しながら回転するため大きな摩擦
力が発生し、エアモータから出力軸４５へのトルクの伝
達効率が悪くなるという問題や、ハンマー４１の摩耗が
大きくなるという問題があった。そこで、この発明の目
的は、エアモータから出力軸へのトルクの伝達効率を向
上させ、ハンマーの摩耗を少なくすることができるイン
パクトレンチを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、モータのロータ軸と連結した回転円筒
体の回転を、出力軸の基部に揺動自在に設けたハンマー
を介して上記出力軸に伝達するようにしたインパクトレ
ンチであって、上記回転円筒体の円形内周面の適所にそ
の内周面から内方に突出すると共にその回転円筒体の回
転中心に対して互いに対称な二つの係止突起部を設け、
上記係止突起部のそれぞれについて、その係止突起部の
一部分とその係止突起部の円周方向前後の内周面の一部
を切除して上記内周面より大径の案内溝を形成し、上記
出力軸の基部外周にその出力軸と直角な断面が略半円形
状であって上記回転中心に対して対称な二つの支持溝を
軸方向に刻設すると共に、その二つの支持溝のそれぞれ
についてその支持溝と摺接する外周面を有する断面略半
円形状の柱状に形成したハンマーを設け、上記二つのハ
ンマーのいずれか一方と上記回転円筒体との間に上記案
内溝を通過可能な回転体を配設すると共に、そのいずれ
か一方のハンマーに上記回転体を上記出力軸と直角な方
向に移動可能に保持する保持溝を設け、上記出力軸の基
部によってその出力軸の中心軸を回転中心として回動自
在に支持されると共にスプリングによってその回動方向
と逆方向に付勢されるセンターギアを設け、上記二つの
ハンマーのそれぞれに上記センターギアと歯合するギア
溝を設けて、上記回転円筒体の回転により上記回転円筒
体の内周面が上記回転体を押して上記いずれか一方のハ
ンマーを傾斜させ、そのハンマーの傾斜により上記セン
ターギアが回動して他方のハンマーを傾斜させ、上記傾
斜した二つのハンマーにそれぞれ上記二つの係止突起部
が衝突して上記出力軸を回転させるようにしたことを特
徴としている。

【０００５】

【作用】上記構成において、回転体が案内溝にある間
は、二つのハンマーは回転円筒体から力をうけず、中立
状態にあり、センターギアも中立状態にある。回転円筒
体が回転してその内周面が上記回転体に当接する位置に
くると、その回転体を保持しているハンマーがその回転
体を介して回転円筒体から力をうけて傾斜し、その傾斜
に伴ってセンターギアがスプリングの付勢力に打ち勝っ
て回動し、そのセンターギアの回動により他方のハンマ
ーも共に傾斜する。そして、その状態で、回転円筒体が
更に回転し、回転体がその回転体円筒体の内周面と摺接
しながら回転する。更に回転円筒体が回転して、その二
つの係止突起部がそれぞれ上記傾斜した二つのハンマー
に衝突すると、出力軸がその二つのハンマーを介して回
転円筒体から力をうけてその回転方向と同方向に回転す
る。それと同時に、上記センターギアを付勢しているス
プリングが、そのセンターギアを中立状態に戻すと共
に、上記二つのハンマーをそれぞれ上記二つの係止突起
部からはずし、上記二つのハンマーを中立状態に戻す。
以下同様にして、回転円筒体が１回転する毎に上記二つ
のハンマーを１回打撃して出力軸を回転させる。このよ
うに、回転円筒体は二つのハンマーを打撃するまではそ
れらのハンマーと接触することがなく、僅かに回転体と
接触するだけであるので、ころがり摩擦による摩擦損が
発生するだけで、摩擦損が小さく、従って、モータから
出力軸へのトルクの伝達効率が良くなる。

【０００６】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図１はこの発明のインパクトレンチの一実施
例の縦断側面図、図２から図６は本実施例の動作を示す
断面図である。これらの図において、１は前部ケーシン
グ、２は後部ケーシング、３は上記後部ケーシング２内
に収納されたエアモータ、４はそのエアモータのロータ
軸、５は上記ロータ軸４の先端にその円形後壁部５ａの
中心部をスプライン嵌合させてロータ軸４と一体的に回
転するようにした回転円筒体、６は上記前部ケーシング
１の前端部１ａによってブッシュ７を介して回転自在に
支持された出力軸である。 上記回転円筒体５は、その内周面５ｂを真円形面に形
成すると共に、その内周面５ｂの適所にその内周面から
径方向に内方に突出する係止突起部８ａ,８ｂを長さ方
向に一体的に形成してあり、この係止突起部８ａ,８ｂ
の円周方向両側面８ａ₁,８ａ₂、８ｂ₁,８ｂ₂を緩やかな
凹孤状面に形成し、これらの面を回転円筒体５の内周面
から外径方向に切削した円弧状溝部９ａ,９ｂ,９ｃに連
ねてある。そして、上記係止突起部８ａ,８ｂの略中央
部とその係止突起部８ａ,８ｂの円周方向前後の内周面
の一部を切除することにより案内溝１０ａ,１０ｂを形
成してある。また、上記出力軸６は、前部ケーシング１
から前方に突出した端部に、ボルトやナット等の嵌合用
ソケット(図示せず)を取り付けるための取付角軸６ａを
形成すると共に、前部ケーシング１内に収納された基部
６ｂの後面中央に突設した軸部６ｃを回転円筒体５の円
形後壁部５ａの中央孔に回転自在に嵌合させている。そ
して、上記基部６ｂの外周に断面半円形状の支持溝６ｄ
₁,６ｄ₂を軸方向に形成し、この支持溝６ｄ₁,６ｄ₂と摺
接する外周面を有する断面略半円形状の柱状の第１ハン
マー１２ａ,第２ハンマー１２ｂを、上記基部６ｂの前
端部６ｅと、上記軸部６ｃに嵌合したリテーナ１５によ
り揺動自在に支持している。上記第１ハンマー１２ａと
回転円筒体５との間に、上記案内溝１０ａ,１０ｂを通
過可能な回転体としての鋼球１６を配設すると共に、上
記第１ハンマー１２ａに上記鋼球１６を出力軸の基部６
ｂに直角な方向に移動可能に保持する保持溝１２ａ₁を
設けている。また、上記出力軸６の基部６ｂの略中央部
には、センターギア２０がピン１７によって回動自在に
取り付けられており、このセンターギア２０はスプリン
グ１８ａ,１８ｂによってボール１９ａ,１９ｂを介して
回動方向と逆方向に付勢されるようになっている。そし
て、上記第１ハンマー１２ａ,第２ハンマー１２ｂの外
周面にそれぞれ上記センターギア２０と歯合するギア溝
１２ａ₂,１２ｂ₂を設けて、第１ハンマー１２ａの揺動
と共にセンターギア２０が回動し、そのセンターギア２
０の回動により第２ハンマー１２ｂが揺動するようにな
っている。なお、２１はピンストッパ、２２は抜け止め
ピンである。

【０００７】上記構成からなるインパクトレンチの動作
を図２から図５に基づいて説明する。図２はハンマー１
２ａ,１２ｂが中立位置にある状態を示し、回転円筒体
５がエアモータ３の回転により矢印の方向に回転し、鋼
球１６が遠心力によりハンマー１２ａから浮いた状態
で、回転円筒体５の案内溝１０ａ内の内面軌道上を転が
っている。この状態から更に回転円筒体５が回転して、
その内周面５ｂが鋼球１６と当接すると、鋼球１６がハ
ンマー１２ａの保持溝１２ａ₁を右方向に移動し、ハン
マー１２ａを起こし、そのハンマー１２ａの揺動により
センターギア２０が反時計方向に回動し、それに伴って
ハンマー１２ｂが時計方向に回動する。そして、図３に
示すように、ハンマー１２ａ,１２ｂが傾斜した状態
で、回転円筒体５が更に回転を続ける。このとき、鋼球
１６が回転円筒体５とハンマー１２ａと出力軸の基部６
ｂとで挟まれた状態にあり、スプリング１８ａ,１８ｂ
の力に抗してハンマー１２ａは傾斜した状態にある。回
転円筒体５は鋼球１６と点接触しているだけであり、非
常に摩擦損の少ない状態で回転している。図４は打撃寸
前の状態であり、この状態から回転円筒体５が少し回転
すると、図５に示すように、ハンマー１２ａの外側面１
２ａ₃にその外側面１２ａ₃と対向する係止突起部８ｂの
側面８ｂ₂が衝突し、同時に、ハンマー１２ｂの外側面
１２ｂ₃にその外側面１２ｂ₃と対向する係止突起部８ａ
の側面８ａ₂が衝突し回転円筒体５の回転がハンマー１
２ａ,１２ｂを介して出力軸６に伝達される。この状態
において、ハンマー１２ａ,１２ｂはスプリング１８ａ,
１８ｂの力によって、ハンマー１２ａ,１２ｂの外側面
１２ａ₃,１２ｂ₃を係止突起部８ｂ,８ａからはずそうと
する力を受けているが、スプリング１８ａ,１８ｂの弾
発力は、係止突起部８ｂ,８ａとハンマー１２ａ,１２ｂ
との静止摩擦力よりも大で、その摩擦力と回転円筒体５
の回転によるハンマー１２ａ,１２ｂの回転力との和よ
りも小に設定されているので、係止突起部８ｂとハンマ
ー１２ａ、係止突起部８ａとハンマー１２ｂとが係止状
態を保持し、回転円筒体５と出力軸６とが一体的に回転
し、出力軸６の先端に取り付けたソケット(図示せず)に
より、ボルト、ナット等を回動するのである。そして、
ボルト、ナット等の螺締による出力軸６からの抵抗がモ
ータトルクに達すると、係止突起部８ｂ,８ａとハンマ
ー１２ａ,１２ｂの係合が解かれない限り出力軸６が回
転速度を減少させながら停止に近づく。従って、ハンマ
ー１２ａ,１２ｂの回転力は小さくなり、その回転力が
消滅すると、係止突起部８ｂ,８ａとハンマー１２ａ,１
２ｂ間の静止摩擦力にスプリング１８ａ,１８ｂの復元
力が打ち勝ってハンマー１２ａ,１２ｂを回動させて係
止突起部８ｂ,８ａからはずし、センターギア２０およ
びハンマー１２ａ,１２ｂが中立状態に戻り、図６の状
態となる。この状態から更に回転円筒体５が回転し、鋼
球１６を案内溝１０ｂを通過させながら、フリーランニ
ングを行う。そして、再び図２の状態となる。以下、同
様の動作により、回転円筒体５が１回転する毎に１回だ
けハンマー１２ａ,１２ｂを打撃する。この時、出力軸
６側にエアモータ３の回転トルク以上の抵抗トルクがあ
るときは、回転円筒体５の係合突起部８ａ,８ｂとハン
マー１２ｂ,１２ａとの係合が生じても、その係合を持
続させる回転力が瞬間的にしか発生せずに、直にその係
合が外れて回転円筒体５が再び一回転したのち両者が係
合し、抵抗トルクが大きくなるに従って両者の係合が衝
撃的になるのである。この衝撃打を繰り返すことによっ
てねじが完全に締着されるのである。また、ねじを緩め
る場合は、エアモータ３を上記と反対方向(矢印と逆の
方向)に回転させて、ハンマー１２ａ,１２ｂの他の外側
面１２ａ₄,１２ｂ₄を突起部８ｂ,８ａの他方の側面８ｂ
₁,８ａ₁に係脱させればよい。

【０００８】以上の説明から明らかなように、回転円筒
体５は、その係合突起部８ａ,８ｂによってハンマー１
２ｂ,１２ａを打撃するとき以外は、鋼球１６との点接
触だけの非常に摩擦損の少ない状態で回転させることが
できるので、ロータ軸５０の回転と共に回転するドライ
バ４４によりハンマー４１を回転させ、しかもハンマー
４１が出力軸４５と接触しながら回転する従来例に比べ
て、エアモータ３から出力軸６へのトルクの伝達効率が
非常に良くなり、また、ハンマーの摩耗も小さくなる。
なお、上記実施例では回転体として鋼球１６を使用した
が、この鋼球の代わりにローラを使用してもよい。

【０００９】図７および図８はこの発明のもう一つの実
施例を示したものである。本実施例は、上記実施例がセ
ンターギア２０を圧縮スプリング１８ａ,１８ｂで付勢
しているに対して、センターギア３０を捩りスプリング
３１で付勢する構造になっており、その他の構成は上記
実施例と略同様である。同一構成品には同一符号を付し
て説明を省略する。上記実施例では圧縮スプリング１８
ａ,１８ｂを用いているためその設置に大きなスペース
を必要とし、また、センターギア２０に“くの字”状の
切り欠きを必要とするためセンターギア２０の構造が複
雑になる欠点があるが、本実施例では捩りスプリング３
１を用いているため、スプリングの設置スペースが少な
くて済み、また、センターギア３０の構造が簡単とな
る。上記捩りスプリング３１は、一端がセンターギア３
０と係合し、他端がピンストッパ３２と係合しており、
センターギア３０が第１ハンマー１２ａの揺動によりピ
ン３３の回りを回動すると、その回動方向と逆方向にセ
ンターギア３０を付勢するようになっている。従って、
図８に示すように、回転円筒体５の係止突起部８ｂ,８
ａがそれぞれ第１ハンマー１２ａ,第２ハンマー１２ｂ
と衝突して、上記第１ハンマー１２ａおよび第２ハンマ
ー１２ｂにより出力軸６を回転させたのち、上記捩りス
プリング３１の弾性力により、上記第１ハンマー１２ａ
および第２ハンマー１２ｂが上記係止突起部８ｂ,８ａ
から離れ、第１ハンマー１２ａ、第２ハンマー１２ｂお
よびセンターギア３０が中立状態に復帰する。

【００１０】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のイ
ンパクトレンチは、モータのロータ軸と連結した回転円
筒体の円形内周面の適所にその内周面から内方に突出す
ると共にその回転円筒体の回転中心に対して互いに対称
な二つの係止突起部を設け、上記係止突起部のそれぞれ
について、その係止突起部の一部分とその係止突起部の
円周方向前後の内周面の一部を切除して上記内周面より
大径の案内溝を形成し、上記出力軸の基部外周にその出
力軸と直角な断面が略半円形状であって上記回転中心に
対して対称な二つの支持溝を軸方向に刻設すると共に、
その二つの支持溝のそれぞれについてその支持溝と摺接
する外周面を有する断面略半円形状の柱状に形成したハ
ンマーを設け、上記二つのハンマーのいずれか一方と上
記回転円筒体との間に上記案内溝を通過可能な回転体を
配設すると共に、そのいずれか一方のハンマーに上記回
転体を上記出力軸と直角な方向に移動可能に保持する保
持溝を設け、上記出力軸の基部によってその出力軸の中
心軸を回転中心として回動自在に支持されると共にスプ
リングによってその回動方向と逆方向に付勢されるセン
ターギアを設け、上記二つのハンマーのそれぞれに上記
センターギアと歯合するギア溝を設けて、上記回転円筒
体の回転により上記回転円筒体の内周面が上記回転体を
押して上記いずれか一方のハンマーを傾斜させ、そのハ
ンマーの傾斜により上記センターギアが回動して他方の
ハンマーを傾斜させ、上記傾斜した二つのハンマーにそ
れぞれ上記二つの係止突起部が衝突して上記出力軸を回
転させるようにしているので、上記回転円筒体を回転さ
せるときは、上記二つの係止突起部が上記二つのハンマ
ーと衝突するとき以外は、上記回転体と僅かに接触する
だけの非常に小さな摩擦力が働くだけであるので、モー
タから出力軸へのトルクの伝達効率を良くすることがで
き、装置の小型化およびコストダウンを図ることがで
き、また、ハンマーの摩耗が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例の縦断側面図である。

【図２】 上記実施例の動作を示す断面図である。

【図３】 図２の状態から回転が進んだ状態を示す断面
図である。

【図４】 上記実施例における打撃寸前の状態を示す断
面図である。

【図５】 上記実施例における打撃状態を示す断面図で
ある。

【図６】 上記実施例における打撃直後の状態を示す断
面図である。

【図７】 この発明の他の実施例の縦断側面図である。

【図８】 上記他の実施例における打撃状態を示す断面
図である。

【図９】 従来例の断面図である。

【図１０】 上記従来例の動作説明図である。

【符号の説明】

３…エアモータ、４…ロータ軸、５…回転円筒体、５ｂ…
内周面、６…出力軸、６ｂ…基部、６ｄ₁,６ｄ₂…支持
溝、８ａ,８ｂ…係止突起部、１０ａ,１０ｂ…案内溝、
１２ａ,１２ｂ…ハンマー、１２ａ₁…保持溝、１２ａ₂,
１２ｂ₂…ギア溝、１６…鋼球、１８ａ,１８ｂ,３１…
スプリング、２０,３０…センターギア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 モータのロータ軸と連結した回転円筒体
   の回転を、出力軸の基部に揺動自在に設けたハンマーを
   介して上記出力軸に伝達するようにしたインパクトレン
   チであって、上記回転円筒体の円形内周面の適所にその
   内周面から内方に突出すると共にその回転円筒体の回転
   中心に対して互いに対称な二つの係止突起部を設け、上
   記係止突起部のそれぞれについて、その係止突起部の一
   部分とその係止突起部の円周方向前後の内周面の一部を
   切除して上記内周面より大径の案内溝を形成し、上記出
   力軸の基部外周にその出力軸と直角な断面が略半円形状
   であって上記回転中心に対して対称な二つの支持溝を軸
   方向に刻設すると共に、その二つの支持溝のそれぞれに
   ついてその支持溝と摺接する外周面を有する断面略半円
   形状の柱状に形成したハンマーを設け、上記二つのハン
   マーのいずれか一方と上記回転円筒体との間に上記案内
   溝を通過可能な回転体を配設すると共に、そのいずれか
   一方のハンマーに上記回転体を上記出力軸と直角な方向
   に移動可能に保持する保持溝を設け、上記出力軸の基部
   によってその出力軸の中心軸を回転中心として回動自在
   に支持されると共にスプリングによってその回動方向と
   逆方向に付勢されるセンターギアを設け、上記二つのハ
   ンマーのそれぞれに上記センターギアと歯合するギア溝
   を設けて、上記回転円筒体の回転により上記回転円筒体
   の内周面が上記回転体を押して上記いずれか一方のハン
   マーを傾斜させ、そのハンマーの傾斜により上記センタ
   ーギアが回動して他方のハンマーを傾斜させ、上記傾斜
   した二つのハンマーにそれぞれ上記二つの係止突起部が
   衝突して上記出力軸を回転させるようにしたことを特徴
   とするインパクトレンチ。