WO2015182511A1

WO2015182511A1 - 打撃工具

Info

Publication number: WO2015182511A1
Application number: PCT/JP2015/064756
Authority: WO
Inventors: 健悟田村; 松野　智
Original assignee: 日立工機株式会社
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-12-03
Also published as: JP6217849B2; JPWO2015182511A1

Abstract

回転部材の軸方向に沿う方向の振動や騒音を抑え、製品の小型化および作業性の向上を図るため、スピンドル（２６）とアンビル（１８）との間に、スピンドル（２６）の径方向に移動自在に一対の分割体（３１）を設け、スピンドル（２６）に、当該スピンドル（２６）とハンマ（３０）との相対回転により、一対の分割体（３１）を径方向に移動させ、ハンマ爪（３１ｍ）とアンビル爪（１８ｅ）との係合を開放するカム板（２６ｂ）を設けた。ハンマ（３０）をスピンドル（２６）の軸方向に移動させずに済み、当該軸方向に沿う方向のインパクトドライバの振動や騒音を大幅に低減できる。また、スピンドル（２６）の軸方向に沿う方向のインパクトドライバの寸法を短くして、インパクトドライバをより小型化できる。さらに、スピンドル（２６）の軸方向に沿う方向の振動が抑えられるので、作業者への負担やねじ締め等の作業時にねじ山が損傷するのを低減できる。

Description

打撃工具

本発明は、先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具に関する。

従来、駆動源により回転される回転部材の回転力を、先端工具が設けられる出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材を備えた打撃工具が知られている。この打撃工具の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたインパクト回転工具（打撃工具）は、モータ（駆動源）により回転される駆動軸（回転部材）と、駆動軸により回転されるアンビル（出力部材）と、駆動軸とアンビルとの間に設けられ、駆動軸の回転力をアンビルの回転方向の打撃力に変換するハンマ（打撃部材）とを備えている。ハンマは、回転ハンマと打撃ハンマとに分けられ、これにより回転慣性を確保しつつ、軸方向に移動する質量を小さくしている。

そして、アンビルの回転方向に所定の大きさの負荷が加わると、打撃ハンマは駆動軸の軸方向に沿って往復移動し、アンビルから離間したりアンビルに近接したりする。打撃ハンマがアンビルから離間すると打撃ハンマの突起とアンビルの爪とが開放され、打撃ハンマはアンビルに対して相対回転する。一方、打撃ハンマがアンビルに近接すると打撃ハンマの突起とアンビルの爪とが衝突するようにして係合し、これによりアンビルの回転方向に打撃力が与えられる。このように、打撃ハンマの突起とアンビルの爪とが開放および係合を繰り返すことで、アンビルの回転方向に連続的に打撃力が与えられて、ひいてはボルト等を強力に締め付けることができる。

特開２０１３－０２２６９１号公報

特許文献１に記載された打撃工具では、重量物であるハンマを回転ハンマと打撃ハンマとに分割し、これにより軸方向に移動する質量を小さくしている。しかしながら、回転部材の軸方向に沿わせて打撃ハンマを往復移動させる構成を採る以上、回転部材の軸方向に沿う方向の振動をより低減させたいというニーズに応えるのが困難であった。

ここで、軸方向に移動する部材を無くすようにすれば、打撃工具をより小型化できるのは勿論のこと、回転部材の軸方向に沿う方向の振動や騒音を抑えることができる。このようなニーズに応えられるようにすることは、最も重要な課題のうちの１つとなっている。

本発明の目的は、回転部材の軸方向に沿う方向の振動や騒音を抑え、製品の小型化および作業性の向上を図ることが可能な打撃工具を提供することにある。

本発明の一態様では、先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具であって、駆動源により回転される回転部材と、前記先端工具が設けられる出力部材と、前記回転部材と前記出力部材との間で、前記回転部材の径方向に移動自在に設けられ、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材と、前記打撃部材の前記出力部材側に設けられる第１係合爪と、前記出力部材の前記打撃部材側に設けられ、前記第１係合爪に係合して前記打撃部材の回転力を前記出力部材に伝達する第２係合爪と、を備える。

本発明の他の態様では、前記第１係合爪および前記第２係合爪を、前記回転部材の軸方向に延在させた。

本発明の他の態様では、前記回転部材に設けられ、前記回転部材と前記打撃部材との相対回転により、前記打撃部材を径方向に移動させ、前記第１係合爪と前記第２係合爪との係合を開放する係合開放部材を備える。

本発明の他の態様では、前記打撃部材を、前記回転部材の径方向に分割された一対の分割体とし、前記一対の分割体にそれぞれ支柱部材を設け、かつ前記一対の分割体の間に前記一対の分割体を離間させる方向に押圧する弾性部材を設け、前記係合開放部材を、前記一対の支柱部材がそれぞれ摺動する溝部を備えた可動体とし、前記一対の溝部は、前記可動体と前記一対の分割体との相対回転により、前記弾性部材の押圧力に抗して前記一対の支柱部材を近接させる。

本発明の他の態様では、前記一対の分割体の間に、前記一対の分割体を前記回転部材に対して同軸かつ回転自在に配置する芯出し部材を設けた。

本発明の他の態様では、前記一対の分割体のそれぞれに、前記一対の分割体の相対移動を案内する案内部材を設け、前記案内部材に前記弾性部材を保持させた。

本発明の他の態様では、先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具であって、駆動源により回転される回転部材と、前記先端工具が設けられる出力部材と、前記回転部材と前記出力部材との間で、前記回転部材の径方向に移動自在に設けられ、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材と、前記打撃部材の前記出力部材側に設けられる第１係合爪と、前記出力部材の前記打撃部材側に設けられ、前記第１係合爪に係合して前記打撃部材の回転力を前記出力部材に伝達する第２係合爪と、を備え、前記打撃部材を、前記回転部材の径方向に分割された複数の分割体とし、前記第１係合爪および前記第２係合爪を、前記回転部材の軸方向に延在させた。

本発明の他の態様では、先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具であって、駆動源により回転される回転部材と、前記先端工具が設けられる出力部材と、前記回転部材と前記出力部材との間で、前記回転部材の径方向および回転方向に移動自在に設けられ、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材と、を備え、前記回転部材が径方向に移動しながら回転方向に加速することで、前記出力部材を打撃する。

本発明によれば、回転部材の軸方向に沿う方向の打撃工具の振動や騒音を大幅に低減することができる。また、回転部材の軸方向に沿う方向の打撃工具の寸法を短くして、打撃工具をより小型化することができる。

本発明に係るインパクトドライバを示す斜視図である。図１のインパクトドライバの部分断面図である。図２の打撃機構を単体で示す斜視図である。図３の打撃機構の分解斜視図である。スピンドルの詳細構造を示す斜視図である。アンビルの詳細構造を示す斜視図である。（ａ），（ｂ）は、ハンマ（分割体）の詳細構造を示す斜視図である。リテーナの詳細構造を示す斜視図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は、打撃機構の動作を説明する図２のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は、打撃機構の動作を説明する図２のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係るインパクトドライバを示す斜視図を、図２は図１のインパクトドライバの部分断面図をそれぞれ示している。

図１および図２に示すように、インパクトドライバ（打撃工具）１０は、充電および放電が可能な電池セルを収容した電池パック１１と、この電池パック１１から電力が供給されて駆動される電動モータ１２とを有している。電動モータ１２は、電気エネルギを運動エネルギに変換する駆動源である。インパクトドライバ１０は、プラスチック等よりなるケーシング１３を備え、電動モータ１２はケーシング１３の内部に設けられている。

電動モータ１２は、軸線Ａを中心に回転する回転軸１４を備えている。この回転軸１４は、トリガスイッチ１５を操作することで正方向または逆方向に回転される。つまり、トリガスイッチ１５を操作することで、電池パック１１から電動モータ１２に電力が供給される。なお、回転軸１４の回転方向は、トリガスイッチ１５の近傍に設けられた切替スイッチ１６を操作することで切り替えられる。

インパクトドライバ１０は、ドライバビット等の先端工具１７を支持するアンビル（出力部材）１８を備えている。アンビル１８は、ケーシング１３の内側に装着されたスリーブ１９によって回転自在に支持されている。なお、スリーブ１９の内側には、アンビル１８の回転をスムーズにするグリス（図示せず）が塗布されている。そして、アンビル１８は軸線Ａを中心に回転し、アンビル１８の先端部分には、着脱機構２０を介して先端工具１７が着脱自在に設けられている。

ケーシング１３の内部で、かつ軸線Ａに沿う方向の電動モータ１２とアンビル１８との間には、減速機２１が設けられている。この減速機２１は、電動モータ１２の回転力をアンビル１８に伝達する動力伝達装置であり、減速機２１は、所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。減速機２１は、回転軸１４と同軸に配置されたサンギヤ２２と、サンギヤ２２の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ２３と、サンギヤ２２およびリングギヤ２３の双方に噛み合わされた複数のプラネタリギヤ２４と、各プラネタリギヤ２４を自転可能、かつ公転可能に支持するキャリヤ２５とを有している。そして、リングギヤ２３はケーシング１３に固定され、回転不能となっている。

キャリヤ２５には、当該キャリヤ２５とともに軸線Ａを中心に回転するスピンドル（回転部材）２６が一体に設けられ、このスピンドル２６は、電動モータ１２の回転によりキャリヤ２５を介して回転される。電動モータ１２の回転軸１４，減速機２１，スピンドル２６，アンビル１８は、軸線Ａを中心としてそれぞれ配置されている。スピンドル２６は、軸線Ａに沿う方向のアンビル１８と減速機２１との間に設けられており、スピンドル２６におけるアンビル１８側の先端部分には、軸線Ａに沿う方向に突出された軸部２６ａが形成されている。

ケーシング１３の内部で、かつ軸線Ａに沿う方向の電動モータ１２と減速機２１との間には、略椀状に形成されたホルダ部材２７が設けられている。ホルダ部材２７の中心部分には軸受２８が装着され、この軸受２８は、スピンドル２６における電動モータ１２側の基端部分を回転自在に支持している。また、スピンドル２６の軸線Ａに沿う方向のキャリヤ２５と軸部２６ａとの間には、カム板（係合開放部材）２６ｂ（図５参照）が一体に設けられている。このカム板２６ｂは、一対の支持ピン（支柱部材）２９を支持するとともに、スピンドル２６とハンマ３０との相対回転時に、一対の支持ピン２９を互いに近接させる。

アンビル１８におけるスピンドル２６側の基端部分には、軸線Ａと同軸の保持孔１８ａが設けられている。保持孔１８ａには、スピンドル２６の軸部２６ａが回転自在に挿入されている。つまり、アンビル１８とスピンドル２６とは、軸線Ａを中心に相対回転可能となっている。なお、軸部２６ａと保持孔１８ａとの間にも、両者の相対回転をスムーズにするグリス（図示せず）が塗布されている。また、アンビル１８には軸線Ａと同軸に取付孔１８ｂが設けられている。この取付孔１８ｂは、ケーシング１３の外部に向けて開口され、先端工具１７の基端部分を着脱するために設けられている。

スピンドル２６の周囲には、略円筒形状に形成されたハンマ（打撃部材）３０が設けられている。ハンマ３０は、スピンドル２６とアンビル１８との間に動力伝達可能に設けられ、軸線Ａに沿う方向の減速機２１とアンビル１８との間に配置されている。ハンマ３０は、スピンドル２６に対して相対回転可能となっている。その一方で、ハンマ３０は、スピンドル２６に対して軸線Ａに沿う方向に相対移動不能となっている。

ハンマ３０は、スピンドル２６の軸線Ａに沿う方向と交差する方向（径方向）に分割された一対の分割体（打撃部材）３１を備えている。一対の分割体３１には、それぞれ支持ピン２９が装着されている。また、一対の分割体３１の間には、合計４つのコイルばね（弾性部材）３２が圧縮された状態で設けられている。そして、スピンドル２６とハンマ３０とが相対回転すると、コイルばね３２のばね力（押圧力）に抗してカム板２６ｂが回転し、これに伴って一対の支持ピン２９が互いに近接する。よって、一対の分割体３１がカム板２６ｂの延在方向、つまりスピンドル２６の径方向に移動して、互いに近接する。つまり、ハンマ３０は、スピンドル２６の径方向に移動自在に設けられている。

アンビル１８の回転方向への負荷が大きくなり、スピンドル２６とハンマ３０とが相対回転すると、一対の分割体３１が互いに近接したり離間したりを高速で繰り返す。これにより、一対の分割体３１に設けたハンマ爪３１ｍ（図７参照）とアンビル１８に設けたアンビル爪１８ｅ（図６参照）とが開放および係合を高速で繰り返す。これにより、先端工具１７の回転方向に打撃力が発生する。ここで、ハンマ３０の重量はアンビル１８の重量よりも大きく設定されており、ハンマ３０は、スピンドル２６の回転力をアンビル１８の回転方向の打撃力に変換する機能を備えている。なお、ハンマ３０の重量がアンビル１８の重量より小さくても良い。

次に、先端工具１７の回転方向に打撃力を与える打撃機構ＳＭの詳細構造について、図３ないし図８を用いて詳細に説明する。ここで、打撃機構ＳＭは、スピンドル２６，ハンマ３０，アンビル１８，支持ピン２９，コイルばね３２およびリテーナ３３によって形成されている。以下、打撃機構ＳＭを形成する部品について詳細に説明する。

図３は図２の打撃機構を単体で示す斜視図を、図４は図３の打撃機構の分解斜視図を、図５はスピンドルの詳細構造を示す斜視図を、図６はアンビルの詳細構造を示す斜視図を、図７（ａ），（ｂ）はハンマ（分割体）の詳細構造を示す斜視図を、図８はリテーナの詳細構造を示す斜視図をそれぞれ示している。

図５に示すように、スピンドル２６は軸線Ａの方向に沿って延在され、その軸方向に沿う基端部分には、減速機２１（図２参照）を形成するキャリヤ２５が一体に設けられている。キャリヤ２５は、スピンドル２６に一体に設けられた一対の円板部材２５ａによって構成され、これらの円板部材２５ａの間で、かつスピンドル２６の周囲に、複数のプラネタリギヤ２４（図２参照）が回転自在に配置される。

スピンドル２６の軸方向に沿う先端部分には、アンビル１８の保持孔１８ａ（図２参照）に回転自在に挿入される軸部２６ａが一体に設けられ、軸線Ａに沿う方向の軸部２６ａとキャリヤ２５との間には、カム板２６ｂが設けられている。このカム板２６ｂの回転中心は、スピンドル２６に一体化されている。

カム板２６ｂは、一対の長辺部２６ｃと一対の円弧部２６ｄとを備えた平板状に形成され、本発明における可動体を構成している。このカム板２６ｂの各円弧部２６ｄ寄りの部分には、軸線Ａを中心として対向する一対のカム溝（溝部）２６ｅが設けられている。一対のカム溝２６ｅは、カム板２６ｂの板厚方向（軸線Ａの方向）に貫通しており、断面が略円弧形状に形成されている。

カム溝２６ｅの溝幅は、支持ピン２９（図２および図４参照）の直径寸法よりも若干大きい寸法に設定されている。これにより、一対の支持ピン２９は、一対のカム溝２６ｅの内部でスムーズに摺動することができる。そして、一対の支持ピン２９が一対のカム溝２６ｅの頂部Ｔ１にある場合に、一対の支持ピン２９間の距離が最も長い距離Ｌ１（図９（ａ）参照）となる。つまり、支持ピン２９がカム溝２６ｅの内部を摺動して、頂部Ｔ１以外のところにそれぞれ移動することにより、一対の支持ピン２９間の距離が短くなる。

図６に示すように、アンビル１８は、略円筒形状に形成された本体部１８ｃを備えており、当該本体部１８ｃは軸線Ａに沿う方向に延在されている。本体部１８ｃの軸方向に沿う基端側には保持孔１８ａ（図２参照）が形成され、本体部１８ｃの軸方向に沿う先端側には取付孔１８ｂが形成されている。ここで、保持孔１８ａの内径寸法の方が、取付孔１８ｂの内径寸法よりも小径となっている。

本体部１８ｃの軸方向に沿う基端側には、軸線Ａと交差する方向に延びる腕部１８ｄが一体に設けられている。この腕部１８ｄは、本体部１８ｃの径方向に沿う断面が略長方形となるように形成され、腕部１８ｄの長手方向に沿う中間部分が本体部１８ｃに固定されている。腕部１８ｄの長手方向に沿う両側には、アンビル爪（第２係合爪）１８ｅがそれぞれ一体に設けられている。一対のアンビル爪１８ｅは、軸線Ａが延びる方向、つまりスピンドル２６の軸方向で、かつハンマ３０側（図中左側）に向けて延ばされている。また、一対のアンビル爪１８ｅの内側の間の距離はＬ３（図１０（ａ）参照）に設定されている。

このように、一対のアンビル爪１８ｅは、アンビル１８のハンマ３０側に設けられ、ハンマ３０の一対のハンマ爪３１ｍと係合して、ハンマ３０の回転力をアンビル１８に伝達するようになっている。なお、図６の破線は、腕部１８ｄとアンビル爪１８ｅとの境界を示す補助線である。

ハンマ３０は一対の分割体３１を備えており、一対の分割体３１はそれぞれ同じ形状に形成されている。分割体３１は、図７に示すように、軸線Ａと交差する方向に沿う断面が略円弧形状となった円弧状本体部３１ａを備えている。円弧状本体部３１ａの軸線Ａと交差する方向に沿う両側には、一対の分割体３１を組み付けた時に、他方の分割体３１と対向する第１対向面３１ｂおよび第２対向面３１ｃが設けられている。

また、円弧状本体部３１ａの内側でかつ第１対向面３１ｂ寄りの部分には、第１平面部３１ｄが設けられている。一方、円弧状本体部３１ａの内側でかつ第２対向面３１ｃ寄りの部分には、第２平面部３１ｅが設けられている。

第１平面部３１ｄには、略円柱状に形成された一対の案内突起３１ｆが、軸線Ａに沿う方向に並んで設けられている。一対の案内突起３１ｆの先端部分は、第１，第２対向面３１ｂ，３１ｃよりも、他方の分割体３１に向けて突出されている。一方、第２平面部３１ｅには、他方の分割体３１の一対の案内突起３１ｆの先端部分が摺動自在に挿入される貫通孔３１ｇが、軸線Ａに沿う方向に並んで設けられている。

ここで、一対の案内突起３１ｆおよび一対の貫通孔３１ｇは、一対の分割体３１の相対移動（離間および近接）を案内するもので、本発明における案内部材を構成している。そして、一方の分割体３１の案内突起３１ｆの先端部分が他方の分割体３１の貫通孔３１ｇに摺動自在に挿入され、他方の分割体３１の案内突起３１ｆの先端部分が一方の分割体３１の貫通孔３１ｇに摺動自在に挿入される。これにより、一対の分割体３１は、互いに離間したり近接したりして相対移動するようになっている。なお、案内突起３１ｆの周囲には、当該案内突起３１ｆを取り囲むようにしてコイルばね３２がそれぞれ設けられる（図１０参照）。つまり、案内突起３１ｆは、コイルばね３２を保持する機能も備えている。

円弧状本体部３１ａの軸線Ａの方向に沿う一対の案内突起３１ｆ間および一対の貫通孔３１ｇ間には、スピンドル２６のカム板２６ｂ（図５参照）が入り込み、当該カム板２６ｂの摺動を案内する案内孔３１ｈが設けられている。案内孔３１ｈは、円弧状本体部３１ａの内側と外側とを貫通しており、案内孔３１ｈには、カム板２６ｂががたつくこと無く摺接するようになっている。これにより、ハンマ３０は、軸線Ａに沿う方向に対してスピンドル２６に保持される。したがって、ハンマ３０は軸線Ａに沿う方向に移動することが無い。

案内孔３１ｈの頂部Ｔ２には、軸線Ａに沿う方向に対向するようにして、一対の支持壁３１ｉが設けられている。これらの支持壁３１ｉは、打撃機構ＳＭを組み立てた状態のもとで、支持ピン２９の軸方向両端部を支持する。これにより、コイルばね３２を圧縮した状態のもとで案内突起３１ｆに保持させて、一対の分割体３１を組み立てた状態にできる。ここで、コイルばね３２は一対の分割体３１を互いに離間させる方向に押圧するが、一方の分割体３１の支持壁３１ｉおよび他方の分割体３１の支持壁３１ｉの双方に支持ピン２９をカム溝２６ｅに貫通させてそれぞれ支持させるため、打撃機構ＳＭが分解されるようなことは無い。これにより、図３に示すように、打撃機構ＳＭをサブアッシ化して、インパクトドライバ１０の組み立て作業性を向上させることができる。

案内孔３１ｈの軸線Ａの方向に沿うアンビル１８側（図中右側）には、断面が略長方形形状に形成された支持突起３１ｊと、他方の分割体３１の支持突起３１ｊの先端部分が摺動自在に入り込む支持凹部３１ｋが設けられている。支持突起３１ｊの先端部分は、一対の案内突起３１ｆと同様に、第１，第２対向面３１ｂ，３１ｃよりも、他方の分割体３１に向けて突出されている。ここで、支持凹部３１ｋにおいても断面が略長方形形状に形成され、支持凹部３１ｋは、支持突起３１ｊをがたつくこと無く摺動自在に支持する。なお、一方の分割体３１の支持突起３１ｊおよび他方の分割体３１の支持突起３１ｊは、後述するリテーナ３３を保持するようになっている。また、支持突起３１ｊおよび支持凹部３１ｋは断面が略長方形形状に限らず、円形状等の他の形状であっても良い。

円弧状本体部３１ａの軸線Ａの方向に沿うアンビル１８側には、ハンマ爪（第１係合爪）３１ｍが一体に設けられている。ハンマ爪３１ｍは、軸線Ａが延びる方向、つまりスピンドル２６の軸方向で、かつアンビル１８側（図中右側）に向けて延ばされている。また、一対の分割体３１を組み立てて互いに離間させた状態にすると、一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離がＬ４（図１０（ａ）参照）となる。これに対し、一対の分割体３１を組み立てて互いに近接させた状態にすると、一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離がＬ５（図１０（ｂ）参照）となる。

ここで、一対のアンビル爪１８ｅの内側の間の距離Ｌ３は、離間状態にある一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離Ｌ４よりも若干小さく設定されている（Ｌ３＜Ｌ４）。また、一対のアンビル爪１８ｅの内側の間の距離Ｌ３は、近接状態にある一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離Ｌ５よりも若干大きく設定されている（Ｌ３＞Ｌ５）。これにより、一対の分割体３１が離間状態にあるときは、一対のアンビル爪１８ｅと一対のハンマ爪３１ｍとが互いに係合した状態とされ、ハンマ３０の回転力がアンビル１８に伝達可能となる。一方、一対の分割体３１が近接状態にあるときは、一対のアンビル爪１８ｅと一対のハンマ爪３１ｍとが互いに開放した状態とされ、ハンマ３０とアンビル１８との回転力の伝達が遮断される。

図８に示すように、リテーナ（芯出し部材）３３は、軸線Ａに沿う方向と交差する方向の断面が略菱形に形成され、一対の分割体３１の間に設けられる（図２参照）。リテーナ３３の長手方向（図中上下方向）に沿う中央部分には、スピンドル２６（図５参照）が回転自在に挿通される挿通孔３３ａが形成されている。つまり、リテーナ３３は、スピンドル２６に回転自在に保持される。

リテーナ３３の挿通孔３３ａを中心として両側に設けられた一対の先細り部３３ｂには、断面が略長方形形状に形成された支持孔３３ｃがそれぞれ設けられている。これらの支持孔３３ｃは、軸線Ａと交差する方向に延在され、支持孔３３ｃには、一対の分割体３１の支持突起３１ｊ（図７参照）がそれぞれ摺動自在に挿通される。これにより、一対の分割体３１は、スピンドル２６（軸線Ａ）を中心として、互いに離間したり近接したりできる。このように、リテーナ３３は、径方向に移動し得る一対の分割体３１をスピンドル２６に対して同軸かつ回転自在に配置し、ハンマ３０を芯出し（センタリング）する機能を備えている。

図４に示すように、打撃機構ＳＭを組み立てるには、まず、スピンドル２６の軸線Ａに沿う方向のカム板２６ｂ側からリテーナ３３を装着する。このとき、スピンドル２６と挿通孔３３ａとの間に滑りを良くするグリス（図示せず）を塗布しておく。次に、カム板２６ｂの長手方向とリテーナ３３の支持孔３３ｃの延在方向とを一致させた状態のもとで、一対の分割体３１を、カム板２６ｂおよびリテーナ３３を挟むようにして対向させる。このとき、一方の分割体３１の一対の案内突起３１ｆを他方の分割体３１の一対の貫通孔３１ｇに臨ませ、他方の分割体３１の一対の案内突起３１ｆを一方の分割体３１の一対の貫通孔３１ｇに臨ませる。さらに、分割体３１の支持突起３１ｊをリテーナ３３の支持孔３３ｃに臨ませる。また、合計４つある案内突起３１ｆにコイルばね３２をそれぞれ装着し、かつカム板２６ｂが一対の分割体３１の案内孔３１ｈにそれぞれ入り込むようにする。

その後、各案内突起３１ｆの先端部分を各貫通孔３１ｇに挿入するとともに支持突起３１ｊを支持孔３３ｃに挿入し、コイルばね３２を押し縮めて各分割体３１を近接させる。このとき、一対の分割体３１のそれぞれの第１対向面３１ｂと第２対向面３１ｃとを当接させるまで近接させる。これにより、カム板２６ｂの各カム溝２６ｅが、一対の分割体３１の案内孔３１ｈを介して外側に露出される。その後、各カム溝２６ｅのそれぞれに、軸線Ａに沿う方向から支持ピン２９を差し込んで、一対の分割体３１を押し縮めていた力を開放する。これにより、コイルばね３２のばね力によって、各支持ピン２９の軸方向両端部が一対の分割体３１の支持壁３１ｉに支持されて、ハンマ３０が組み立てられる。その後、スピンドル２６の軸部２６ａを、アンビル１８の保持孔１８ａに挿入して、これにより打撃機構ＳＭの組み立てが完了する。なお、軸部２６ａを保持孔１８ａに挿入する際に、両者の滑りを良くするグリス（図示せず）を塗布しておく。

次に、以上のように形成した打撃機構ＳＭの動作について、図面を用いて詳細に説明する。

図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は打撃機構の動作を説明する図２のＢ－Ｂ線に沿う断面図を、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は打撃機構の動作を説明する図２のＣ－Ｃ線に沿う断面図をそれぞれ示している。

［無負荷状態］　インパクトドライバ１０を駆動してねじ締めを行い、ねじ（図示せず）の締め付け力が小さく、先端工具１７に負荷が殆ど掛からない状態においては、図９（ａ）および図１０（ａ）に示すように、コイルばね３２のばね力により、一対の分割体３１は互いに最も離間した状態となっている。つまり、各支持ピン２９は、カム溝２６ｅの頂部Ｔ１にそれぞれ配置された状態（離間距離Ｌ１）となっている。このとき、図１０（ａ）に示すように、一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離はＬ４となっている。よって、一対のハンマ爪３１ｍおよび一対のアンビル爪１８ｅは、ハンマ３０の回転方向に対してそれぞれ係合した状態となっている。これにより、ハンマ３０の回転力がアンビル１８に伝達され、ねじを締め付けることができる。

［係合開放状態］　その後、ねじの締め付け力が大きくなると、先端工具１７を介してアンビル１８には所定の大きさの負荷が掛かる。すると、図９（ｂ）および図１０（ｂ）に示すように、アンビル１８およびハンマ３０に対して、スピンドル２６が相対回転をするようになる。これにより、カム溝２６ｅの頂部Ｔ１に配置されていた支持ピン２９が、カム溝２６ｅの頂部Ｔ１以外の部分にそれぞれ移動する。これにより、各支持ピン２９の離間距離がＬ１よりも短いＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）となり、ひいてはコイルばね３２のばね力に抗してハンマ３０がスピンドル２６の径方向に移動し、一対の分割体３１が近接される。すると、図１０（ｂ）に示すように、一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離が、一対のアンビル爪１８ｅの内側の間の距離Ｌ３よりも若干小さいＬ５（Ｌ５＜Ｌ３）となる。よって、一対のハンマ爪３１ｍおよび一対のアンビル爪１８ｅの係合が開放された状態となり、一対のアンビル爪１８ｅの間を一対のハンマ爪３１ｍが通過できるようになる。

［ハンマ空転状態］　一対のアンビル爪１８ｅの間を一対のハンマ爪３１ｍが通過した後は、図９（ｃ）および図１０（ｃ）に示すように、アンビル１８に対してハンマ３０が矢印Ｒの方向すなわち回転方向に空転する。すると、コイルばね３２のばね力により一対の分割体３１が離間して、一対の支持ピン２９はカム溝２６ｅの頂部Ｔ１に向けてそれぞれ移動する。これにより、一対のハンマ爪３１ｍの外側の間の距離がＬ４に戻って、一対のハンマ爪３１ｍが一対のアンビル爪１８ｅに衝突するようにして再度係合される。すなわち、ハンマ３０はコイルばね３２のばね力により径方向外側に離間しながら回転方向に加速してハンマ爪３１ｍがアンビル爪１８ｅに衝突する。これにより、アンビル１８の回転方向に打撃力が発生して、ねじが強い力で締め付けられていく。

そして、アンビル１８に所定の大きさの負荷が掛かっている間は、上述のような一対のハンマ爪３１ｍと一対のアンビル爪１８ｅとの係合および開放が高速で繰り返される。ここで、一対の分割体３１は、一方の分割体３１の第１対向面３１ｂと他方の分割体３１の第２対向面３１ｃが当接するまで径方向に移動可能である。つまり、一対の分割体３１の径方向の移動可能距離の合計は、無負荷状態における第１対向面３１ｂと第２対向面３１ｃとの間の距離Ｌ６である。また、インパクトドライバ１０の作動時においては、一対の分割体３１が一対のカム溝２６ｅにより径方向に移動するので、一方の分割体３１の径方向の移動可能距離はＬ６／２である。したがって、支持ピン２９をカム溝２６ｅに差し込むために必要な分割体３１の径方向の移動距離Ｌ７（図示せず）をＬ６／２＜Ｌ７＜Ｌ６とすることで、インパクトドライバ１０の作動時において、支持ピン２９が外れる等して打撃機構ＳＭが分解されることは無くなる。なお、切替スイッチ１６（図２参照）を操作して電動モータ１２の回転方向を逆転させると、上述した動作とは逆方向に打撃力を加えることができる。これにより、締め付けられたねじを緩めることができる。

以上詳述したように、本実施の形態に係るインパクトドライバ１０によれば、スピンドル２６とアンビル１８との間に、スピンドル２６の径方向に移動自在にハンマ３０（一対の分割体３１）を設けるとともに、スピンドル２６に、当該スピンドル２６とハンマ３０との相対回転により、ハンマ３０を径方向に移動させ、ハンマ３０のハンマ爪３１ｍとアンビル１８のアンビル爪１８ｅとの係合を開放するカム板２６ｂを設けた。そのため、重量物であるハンマ３０を径方向に移動させて、ハンマ３０をスピンドル２６の軸方向に沿う方向に移動させずに済む。

したがって、スピンドル２６の軸方向に沿う方向のインパクトドライバ１０の振動を大幅に低減することができる。また、ハンマ３０は軸方向に移動せず、従来のようにハンマの軸方向の打撃がないため、打撃時に生じる軸方向の騒音を無くすことができる。さらに、スピンドル２６の軸方向に沿う方向のインパクトドライバ１０の寸法を短くして、インパクトドライバ１０をより小型化することができる。また、スピンドル２６の軸方向に沿う方向の振動が抑えられるので、例えば、作業者への負担やねじ締め等の作業時にねじ山が損傷するのを低減することができる。

また、本実施の形態に係るインパクトドライバ１０によれば、打撃部材としてのハンマ３０を、軸線Ａに沿う方向と交差する方向（径方向）に分割された一対の分割体３１により形成し、かつ一対の分割体３１を同じものとしている。したがって、一対の分割体３１を互いにカウンターウェイトとして機能させることができ、ひいてはハンマ３０の径方向に移動する重量のバランスを良好にして、ハンマ３０の径方向に沿う方向のインパクトドライバ１０の振動を抑えることができる。

さらに、本実施の形態に係るインパクトドライバ１０によれば、ハンマ３０の外径寸法が、ハンマ爪３１ｍとアンビル爪１８ｅとが開放される空転時において最小外径となり、ハンマ爪３１ｍとアンビル爪１８ｅとが係合される打撃時において最大外径となる。したがって、打撃時におけるハンマ３０のイナーシャ（回転慣性）は大きく、大きな打撃力を確保することができる。一方、空転時におけるハンマ３０のイナーシャは小さく、ハンマ３０の回転速度を速くできる。つまり、大きな打撃力を確保しつつ打撃周期を短くすることができ、ひいてはねじ締め作業等の効率を大幅に向上させることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、本発明の打撃工具は、上述したインパクトドライバ１０の他に、インパクトレンチ等を包含する。また、本発明の打撃工具は、交流電源の電力を、電池パック１１を介さずに電動モータ１２に供給し得る構造を包含する。さらに、本発明の打撃工具は、電池パック１１の電力、交流電源の電力を切り替えて電動モータ１２に供給可能な構造を包含する。

さらに、本発明の駆動源は、上述した電動モータ１２の他に、エンジン，空気圧モータ，油圧モータ等を包含する。エンジンは、燃料を燃焼させて発生した熱エネルギを運動エネルギに変換する動力源であって、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン，さらには液化石油ガスエンジンを包含する。電動モータ１２は、ブラシ付きモータやブラシレスモータ等を包含する。さらに、本発明の打撃工具は、アンビル１８に先端工具１７が直接取り付けられる構造に加えて、アンビルにソケットやアダプタ等を介して先端工具が取り付けられる構造も包含する。

１０…インパクトドライバ（打撃工具）、１１…電池パック、１２…電動モータ（駆動源）、１３…ケーシング、１４…回転軸、１５…トリガスイッチ、１６…切替スイッチ、１７…先端工具、１８…アンビル（出力部材）、１８ａ…保持孔、１８ｂ…取付孔、１８ｃ…本体部、１８ｄ…腕部、１８ｅ…アンビル爪（第２係合爪）、１９…スリーブ、２０…着脱機構、２１…減速機、２２…サンギヤ、２３…リングギヤ、２４…プラネタリギヤ、２５…キャリヤ、２５ａ…円板部材、２６…スピンドル（回転部材）、２６ａ…軸部、２６ｂ…カム板（係合開放部材，可動体）、２６ｃ…長辺部、２６ｄ…円弧部、２６ｅ…カム溝（溝部）、２７…ホルダ部材、２８…軸受、２９…支持ピン（支柱部材）、３０…ハンマ（打撃部材）、３１…分割体（打撃部材）、３１ａ…円弧状本体部、３１ｂ…第１対向面、３１ｃ…第２対向面、３１ｄ…第１平面部、３１ｅ…第２平面部、３１ｆ…案内突起（案内部材）、３１ｇ…貫通孔（案内部材）、３１ｈ…案内孔、３１ｉ…支持壁、３１ｊ…支持突起、３１ｋ…支持凹部、３１ｍ…ハンマ爪（第１係合爪）、３２…コイルばね（弾性部材）、３３…リテーナ（芯出し部材）、３３ａ…挿通孔、３３ｂ…先細り部、３３ｃ…支持孔、Ａ…軸線、ＳＭ…打撃機構、Ｔ１…カム溝の頂部、Ｔ２…案内孔の頂部

Claims

先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具であって、駆動源により回転される回転部材と、前記先端工具が設けられる出力部材と、前記回転部材と前記出力部材との間で、前記回転部材の径方向に移動自在に設けられ、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材と、前記打撃部材の前記出力部材側に設けられる第１係合爪と、前記出力部材の前記打撃部材側に設けられ、前記第１係合爪に係合して前記打撃部材の回転力を前記出力部材に伝達する第２係合爪と、を備える、打撃工具。
前記第１係合爪および前記第２係合爪を、前記回転部材の軸方向に延在させた、請求項１に記載の打撃工具。
前記回転部材に設けられ、前記回転部材と前記打撃部材との相対回転により、前記打撃部材を径方向に移動させ、前記第１係合爪と前記第２係合爪との係合を開放する係合開放部材を備える、請求項１または２に記載の打撃工具。
前記打撃部材を、前記回転部材の径方向に分割された一対の分割体とし、前記一対の分割体にそれぞれ支柱部材を設け、かつ前記一対の分割体の間に前記一対の分割体を離間させる方向に押圧する弾性部材を設け、前記係合開放部材を、前記一対の支柱部材がそれぞれ摺動する溝部を備えた可動体とし、前記一対の溝部は、前記可動体と前記一対の分割体との相対回転により、前記弾性部材の押圧力に抗して前記一対の支柱部材を近接させる、請求項３に記載の打撃工具。
前記一対の分割体の間に、前記一対の分割体を前記回転部材に対して同軸かつ回転自在に配置する芯出し部材を設けた、請求項４に記載の打撃工具。
前記一対の分割体のそれぞれに、前記一対の分割体の相対移動を案内する案内部材を設け、前記案内部材に前記弾性部材を保持させた、請求項４または５に記載の打撃工具。
先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具であって、駆動源により回転される回転部材と、前記先端工具が設けられる出力部材と、前記回転部材と前記出力部材との間で、前記回転部材の径方向に移動自在に設けられ、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材と、前記打撃部材の前記出力部材側に設けられる第１係合爪と、前記出力部材の前記打撃部材側に設けられ、前記第１係合爪に係合して前記打撃部材の回転力を前記出力部材に伝達する第２係合爪と、を備え、前記打撃部材を、前記回転部材の径方向に分割された複数の分割体とし、前記第１係合爪および前記第２係合爪を、前記回転部材の軸方向に延在させた、打撃工具。
先端工具の回転方向に打撃力を与える打撃工具であって、駆動源により回転される回転部材と、前記先端工具が設けられる出力部材と、前記回転部材と前記出力部材との間で、前記回転部材の径方向および回転方向に移動自在に設けられ、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転方向の打撃力に変換する打撃部材と、を備え、前記回転部材が径方向に移動しながら回転方向に加速することで、前記出力部材を打撃する、打撃工具。