WO2015182513A1

WO2015182513A1 - 打撃工具

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Publication number: WO2015182513A1
Application number: PCT/JP2015/064758
Authority: WO
Inventors: 潤一東海林; 佐藤　直樹; 松野　智; 仲野　義博
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: JP6217850B2; JPWO2015182513A1

Abstract

アンビルの摩耗を抑え、長寿命化を図るため、スピンドル（２６）のアンビル（１８）側に、スピンドル（２６）およびアンビル（１８）よりも高い硬度のスチールボール（４０）を設け、アンビル（１８）のスピンドル（２６）側に、スピンドル（２６）およびアンビル（１８）よりも高い硬度のニードルローラ（４１）を設け、スチールボール（４０）とニードルローラ（４１）との間に設けられる部材接触部ＣＰにより、スピンドル（２６）およびアンビル（１８）を互いに相対回転自在に支持させた。これにより、スチールボール（４０）とニードルローラ（４１）との硬度差を無くして、スチールボール（４０）とニードルローラ（４１）との間に設けられる部材接触部ＣＰにより軸力を受けることができる。よって、スチールボール（４０）およびニードルローラ（４１）よりも硬度が低いスピンドル（２６）やアンビル（１８）の摩耗を防止できる。

Description

打撃工具

本発明は、駆動源により回転される回転部材と、先端工具が装着される出力部材と、回転部材の回転力を出力部材の回転力および打撃力に変換する打撃部材と、を備えた打撃工具に関する。

従来、駆動源により回転される回転部材の回転力を、出力部材の回転力および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に記載された打撃工具は、モータ（駆動源）の回転力が伝達されるスピンドル（回転部材）と、先端工具が装着されるアンビル（出力部材）と、スピンドルとアンビルとの間に設けられ、スピンドルの回転力をアンビルの回転力および打撃力に変換するハンマ（打撃部材）とを備えている。

スピンドルの外周部分には一対のカム溝（スピンドルカム）が設けられ、ハンマの内周部分にも一対のカム溝（ハンマカム）が設けられている。また、これらのカム溝の間には、それぞれ鋼球（スチールボール）が配置されている。ハンマのアンビル側にはハンマ爪が設けられ、アンビルのハンマ側にはアンビル爪が設けられている。そして、これらのハンマ爪およびアンビル爪はそれぞれ互いに係合し、これによりハンマの回転力がアンビルに伝達される。なお、アンビルの軸方向に沿うハンマ側とは反対側には、ドライバビット等の先端工具が取り付けられる。

駆動源の回転力は、スピンドル，鋼球，ハンマおよびアンビルを介して先端工具に伝達される。そして、先端工具に所定の負荷が加わると、鋼球がカム溝に倣って転動する。これによりハンマは、スプリングの圧縮荷重に抗してアンビルから離間した後、スプリングの圧縮荷重によりアンビルに向けて近接する。このときハンマは、アンビルから離間したときにアンビルに対して相対回転し、アンビルに近接したときにハンマ爪とアンビル爪とが互いに係合して衝突する。このハンマ爪とアンビル爪とが開放および係合を繰り返すことで、先端工具に打撃力が発生する。

ここで、スピンドルおよびアンビルは、ハンマ爪とアンビル爪との開放および係合に伴って互いに相対回転する。よって、作動時の軸振れ等を防止するために互いに回転自在に凹凸係合させている。そして、打撃力が発生しているときは締め付け作業中であるため、スピンドルおよびアンビルの軸方向には大きな軸力が掛かる。そのため、互いの相対回転をスムーズにすべく、スピンドルとアンビルとの間に球形部材を配置している。これにより、スピンドルとアンビルとのスムーズな相対回転を可能として、消費電流の低減等を図っている。

特開２００４－１７４６３５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された打撃工具においては、球形部材とアンビルとを点接触させている。ここで、球形部材は、ＳＵＪ材（高炭素クロム軸受鋼鋼材）等よりなる汎用のスチールボールが多く用いられ、アンビルは、ＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）等を鍛造成形または鋳造成形することで多く形成される。よって、スチールボールの硬度が高く、アンビルの硬度が低いため、両者間には硬度差が生じる。

したがって、打撃工具の使用に伴いアンビルが早期に摩耗し、ひいてはスチールボールとアンビルとが面接触するようになる。すると、スチールボールおよびアンビルの双方が摩擦熱で高温となり、摩耗をより進行させることに加えて、滑りを良くするためのグリスが蒸発する等の不具合が発生する。このように、特許文献１に記載された打撃工具の構造では、より寿命を延ばしたいというニーズに応えるのが困難であった。

本発明の目的は、アンビルの摩耗を抑え、長寿命化を図ることができる打撃工具を提供することにある。

本発明の一態様では、駆動源により回転される回転部材と、先端工具が装着される出力部材と、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転力および打撃力に変換する打撃部材と、を備えた打撃工具であって、前記回転部材の軸線上において、前記回転部材の前記出力部材側に設けられた第１部材と、前記出力部材の前記回転部材側に設けられた第２部材と、を有し、前記第１部材と前記第２部材とは点接触している。

本発明の他の態様では、前記第１部材および前記第２部材は、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度で構成される。

本発明の他の態様では、駆動源により回転される回転部材と、先端工具が装着される出力部材と、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転力および打撃力に変換する打撃部材と、を備えた打撃工具であって、前記回転部材の前記出力部材側に設けられ、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度の第１部材と、前記出力部材の前記回転部材側に設けられ、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度の第２部材と、を有し、前記第１部材と前記第２部材との間に設けられる部材接触部により、前記回転部材および前記出力部材を互いに相対回転自在に支持する。

本発明の他の態様では、前記第１部材の硬度と前記第２部材の硬度とが同じである。

本発明の他の態様では、前記部材接触部が点接触で形成される。

本発明の他の態様では、前記部材接触部の接触面積が、前記第１部材と前記回転部材との接触面積よりも小さく、かつ前記第２部材と前記出力部材との接触面積よりも小さい。

本発明の他の態様では、前記第１部材および前記第２部材が、前記回転部材および前記出力部材のうちの何れか一方に設けられた収容部に収容される。

本発明の他の態様では、前記出力部材は軸受部材により回転自在に支持され、前記出力部材の前記第２部材側と前記軸受部材側との間に連通路を設け、当該連通路に潤滑剤を入れた。

本発明の他の態様では、前記第１部材と前記第２部材との間に、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度の少なくとも１つの第３部材を設け、前記部材接触部を少なくとも２つ設ける。

本発明によれば、アンビルの摩耗を抑え、長寿命化を図ることができる。

本発明の打撃工具を示す斜視図である。図１の打撃工具の主要部分の拡大断面図である。図２の破線円Ｂ部の拡大断面図である。実施の形態２に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態３に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態４に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態５に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態６に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態７に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態８に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態９に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。実施の形態１０に係る打撃機構の図３に対応した断面図である。

[実施の形態１]　以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の打撃工具を示す斜視図を、図２は図１の打撃工具の主要部分の拡大断面図を、図３は図２の破線円Ｂ部の拡大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、打撃工具としてのインパクトドライバ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を備えており、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、ＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）等を鍛造成形または鋳造成形することで形成されている。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。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。

スリーブ１９は本発明における軸受部材を構成しており、スリーブ１９には、軸線Ａを中心に対向する一対の油溜め部１９ａが設けられている。そして、これらの油溜め部１９ａには、アンビル１８の回転をスムーズにする潤滑剤としてのグリス（図示せず）が充填されている。油溜め部１９ａは、それぞれアンビル１８の周囲に向けて開口されており、これにより、アンビル１８の回転に伴って、アンビル１８の周囲にグリスが供給される。

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が一体に設けられている。つまり、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、アンビル１８と同様に、ＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）等を鍛造成形または鋳造成形することで形成されている。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のアンビル１８側とアンビル１８のスピンドル２６側とは、互いに相対回転可能に凹凸係合されている。この凹凸係合の詳細構造については後述する。

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におけるアンビル１８側の周囲には、一対の（２つの）溝状のスピンドルカム２６ａが設けられている。これらのスピンドルカム２６ａの内部には、スチールボール（鋼球）２９の一部がそれぞれ入り込んでいる。

スピンドル２６の周囲には、略環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、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であり、かつ軸線Ａに沿う方向に相対移動可能となっている。ハンマ３０の径方向内側には、軸線Ａに沿う方向に延ばされた一対の（２つの）溝状のハンマカム３０ａが形成されている。これらのハンマカム３０ａの内部には、スチールボール２９の一部がそれぞれ入り込んでいる。

このようにして、２つあるうちの一方のスピンドルカム２６ａと一方のハンマカム３０ａとを１組として、２つあるうちの一方のスチールボール２９が保持されている。また、２つあるうちの他方のスピンドルカム２６ａと他方のハンマカム３０ａとを１組として、２つあるうちの他方のスチールボール２９が保持されている。ここで、スチールボール２９は金属製の転動体であるため、ハンマ３０はスピンドル２６に対して、スチールボール２９が転動可能な範囲で軸線Ａに沿う方向に移動可能となっている。また、ハンマ３０はスピンドル２６に対して、スチールボール２９が転動可能な範囲で軸線Ａを中心として円周方向に移動可能となっている。

スピンドル２６の周囲であって、かつ軸線Ａに沿う方向の減速機２１とハンマ３０との間には、鋼板よりなる環状プレート３１が設けられている。また、軸線Ａに沿う方向の環状プレート３１とハンマ３０との間には、コイルばね３２が圧縮された状態で設けられている。キャリヤ２５は、軸受２８およびホルダ部材２７に接触することで、軸線Ａに沿う方向への移動が規制され、コイルばね３２の押圧力はハンマ３０に加えられている。これによりハンマ３０は、コイルばね３２の押圧力により、軸線Ａに沿う方向でアンビル１８に向けて押されている。

スピンドル２６の周囲であって、かつ環状プレート３１の径方向内側には、環状のストッパ３３が設けられている。このストッパ３３は、ゴム等の弾性体により形成され、スピンドル２６に取り付けられている。そして、ストッパ３３は、ハンマ３０の軸線Ａに沿う減速機２１側への移動量を規制するようになっている。

ここで、先端工具１７に打撃力を与える打撃機構ＳＭは、スピンドル２６，ハンマ３０，アンビル１８，スチールボール２９およびコイルばね３２により形成されている。そして、アンビル１８の回転方向への負荷が大きくなると、ハンマ３０の第１係合爪３０ｂとアンビル１８の第２係合爪１８ａ（図３参照）とが、開放および係合を高速で繰り返して、これにより先端工具１７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、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。また、第１係合爪３０ｂおよび第２係合爪１８ａは、軸線Ａを中心にそれぞれ対向するよう２つずつ設けられている。ただし、ハンマ３０の重量をアンビル１８の重量より小さくしても良い。

次に、スピンドル２６の先端側、つまりスピンドル２６の軸線Ａに沿う方向のアンビル１８側と、アンビル１８の基端側、つまりアンビル１８の軸線Ａに沿う方向のスピンドル２６側との凹凸係合の詳細構造について、図３を用いて詳細に説明する。

スピンドル２６の先端側には係合凹部２６ｂが設けられている。この係合凹部２６ｂは、軸線Ａに沿う方向の減速機２１側（図中左側）に向けて窪んでおり、軸線Ａと交差する方向の断面が略円形に形成されている。係合凹部２６ｂは、スピンドル２６の先端側を軸線Ａに沿うようドリル加工（切削加工）することで形成されている。したがって、係合凹部２６ｂの底部には、底部側に向かうにつれて徐々に縮径する円錐面２６ｃが形成されている。一方、係合凹部２６ｂの開口部には、開口部側に向かうにつれて徐々に拡径する環状テーパ面２６ｄが形成されている。なお、係合凹部２６ｂはスピンドル２６の径方向内側に形成されるため、係合凹部２６ｂを設けるためにスピンドル２６を予め大径に形成しておく必要は無い。

ここで、円錐面２６ｃには、第１部材としてのスチールボール４０が、環状線ＣＬによって「線接触」されている。なお、環状テーパ面２６ｄは、打撃機構ＳＭを組み立てる際に、アンビル１８の係合凸部１８ｂを係合凹部２６ｂに挿入し易くするための案内として機能するものである。

アンビル１８の基端側には係合凸部１８ｂが設けられている。この係合凸部１８ｂは、有底の略円筒形に形成され、係合凸部１８ｂの径方向内側には、軸線Ａに沿う方向の先端工具１７側（図中右側）に向けて窪んだ収容部１８ｃが形成されている。この収容部１８ｃの軸線Ａと交差する方向の断面は略円形に形成され、収容部１８ｃの底部側には平坦面１８ｄが設けられている。ここで、収容部１８ｃは、刃先が平坦のザグリ加工用のドリル（図示せず）を用いて切削加工を施すことにより形成される。

係合凸部１８ｂの先端側（図中左側）で、かつ径方向外側には、先端側に向かうにつれて徐々に縮径する外側環状テーパ面１８ｅが形成されている。また、係合凸部１８ｂの先端側で、かつ径方向内側には、先端側に向かうにつれて徐々に拡径する内側環状テーパ面１８ｆが形成されている。

ここで、平坦面１８ｄには、第２部材としての円柱形状のニードルローラ４１の軸方向に沿う一端面４１ａが、接触面ＣＳによって「面接触」されている。また、外側環状テーパ面１８ｅは、打撃機構ＳＭを組み立てる際に、係合凸部１８ｂをスピンドル２６の係合凹部２６ｂに挿入し易くするための案内として機能するものである。さらに、内側環状テーパ面１８ｆは、収容部１８ｃの内部に、ニードルローラ４１およびスチールボール４０を収容し易くするための案内として機能するものである。

このように、スピンドル２６の軸線上において、スピンドル２６のアンビル１８側にスチールボール４０を設け、アンビル１８のスピンドル２６側にニードルローラ４１を設けている。これにより、打撃機構ＳＭを組み立てた状態にすると、軸線Ａに沿う方向のスチールボール４０とニードルローラ４１との間に部材接触部ＣＰが設けられる。この部材接触部ＣＰは、スチールボール４０とニードルローラ４１の軸方向に沿う他端面４１ｂとの「点接触」により形成される。

つまり、部材接触部ＣＰの「点接触」による接触面積は、スチールボール４０とスピンドル２６との「線接触」による接触面積よりも小さく、かつニードルローラ４１とアンビル１８との「面接触」による接触面積よりも小さくなっている。これにより、３つある接触部分のうちの部材接触部ＣＰにおける摩擦係数μが最も小さくなるため、部材接触部ＣＰにおいてスピンドル２６とアンビル１８との相対回転が支持される。

ここで、スチールボール４０およびニードルローラ４１は、汎用のボールベアリングやニードルベアリングに用いられる安価な汎用部品となっている。また、スチールボール４０およびニードルローラ４１の材質はいずれも同じであって、スピンドル２６およびアンビル１８を形成するＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）よりも高い硬度のＳＵＪ材（高炭素クロム軸受鋼鋼材）となっている。よって、スチールボール４０とニードルローラ４１とは同じ硬度となっている。このように、スチールボール４０およびニードルローラ４１は、インパクトドライバ１０のために設計された専用部品では無く汎用部品であるため、インパクトドライバ１０のコスト低減に有利となっている。

スチールボール４０およびニードルローラ４１には、インパクトドライバ１０の使用時において、特に打撃力を発生している時には、大きな軸力が掛かり、さらには当該状態のもとで互いに相対回転を行う。しかし、スチールボール４０およびニードルローラ４１はいずれも高い硬度で、かつ同じ硬度として硬度差を無くしているため、従前のように接触する物同士のいずれか一方が早期に摩耗するようなことが発生しない。

以上詳述したように、実施の形態１に係るインパクトドライバ１０によれば、スピンドル２６のアンビル１８側に、スピンドル２６およびアンビル１８よりも高い硬度のスチールボール４０を設け、アンビル１８のスピンドル２６側に、スピンドル２６およびアンビル１８よりも高い硬度のニードルローラ４１を設け、スチールボール４０とニードルローラ４１との間に設けられる部材接触部ＣＰにより、スピンドル２６およびアンビル１８を互いに相対回転自在に支持させた。

これにより、スチールボール４０とニードルローラ４１との硬度を同じにして硬度差を無くし、かつスチールボール４０とニードルローラ４１との間に設けられる部材接触部ＣＰにより軸力を受けることができる。したがって、スチールボール４０およびニードルローラ４１よりも硬度が低いスピンドル２６やアンビル１８の摩耗を防止することができる。よって、長期に亘ってスムーズな動作を可能として、作業能力の向上および長寿命化を図ることができる。

また、実施の形態１に係るインパクトドライバ１０によれば、スチールボール４０の硬度とニードルローラ４１の硬度とが同じ硬度であるため、硬度差に起因した摩耗を無くすことができる。また、スチールボール４０とニードルローラ４１を汎用部品で構成できるので、インパクトドライバ１０の低廉化を実現できる。

さらに、実施の形態１に係るインパクトドライバ１０によれば、部材接触部ＣＰが「点接触」で形成されるため、スピンドル２６とアンビル１８との相対回転をスムーズに行わせることができ、作業能力をより向上させつつ大幅な消費電力の低減を実現できる。

また、実施の形態１に係るインパクトドライバ１０によれば、部材接触部ＣＰの接触面積（点接触）が、スチールボール４０とスピンドル２６との接触面積（線接触）よりも小さく、かつニードルローラ４１とアンビル１８との接触面積（面接触）よりも小さいため、部材接触部ＣＰにおいて、スピンドル２６およびアンビル１８の相対回転を確実に支持させることができる。

さらに、実施の形態１に係るインパクトドライバ１０によれば、スチールボール４０およびスピンドル２６が、アンビル１８の収容部１８ｃに収容されるので、打撃機構ＳＭの組み立て作業性を向上させ、ひいてはインパクトドライバ１０を容易に組み立てることができる。また、収容部１８ｃは係合凹部２６ｂに凹凸係合されるため、打撃機構ＳＭの径方向寸法が大きくなることが無く、よって、インパクトドライバ１０の大型化を避けることができる。

[実施の形態２]　次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４は実施の形態２に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図４に示すように、実施の形態２においては、実施の形態１に比して、スピンドル２６のアンビル１８側にニードルローラ４１を設け、アンビル１８のスピンドル２６側にスチールボール４０を設けた点が異なっている。つまり、軸線Ａに沿う方向のスチールボール４０とニードルローラ４１との配置位置が、実施の形態１に対して逆になっている。これに伴い、収容部１８ｃの底部にドリル加工を施して円錐面１８ｇを形成し、係合凹部２６ｂの底部にドリル加工の後にザグリ加工を施して環状の平坦面２６ｅを形成している。

これにより、実施の形態２においては、円錐面１８ｇとスチールボール４０とが、環状線ＣＬによって「線接触」され、環状の平坦面２６ｅとニードルローラ４１の他端面４１ｂとが環状の接触面ＣＳによって「面接触」されている。なお、スチールボール４０とニードルローラ４１の一端面４１ａとの間には、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられる。

以上のように形成した実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。なお、実施の形態２においては、ニードルローラ４１が本発明における第１部材を構成し、スチールボール４０が本発明における第２部材を構成している。

[実施の形態３]　次に、本発明の実施の形態３について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５は実施の形態３に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図５に示すように、実施の形態３においては、実施の形態１に比して、スピンドル２６とアンビル１８との凹凸係合の関係が逆の関係になっている。つまり、スピンドル２６の先端側に係合凸部２６ｆが設けられ、アンビル１８の基端側に係合凹部１８ｈが設けられている。

係合凸部２６ｆの径方向内側には、軸線Ａに沿う方向の減速機２１側（図中左側）に向けて窪んだ収容部２６ｇが形成されている。この収容部２６ｇの底部には、ドリル加工により形成された円錐面２６ｈが形成されている。一方、係合凹部１８ｈは、軸線Ａに沿う方向の先端工具１７側（図中右側）に向けて窪んでおり、係合凹部１８ｈの底部には、ドリル加工の後にザグリ加工を施すことで環状の平坦面１８ｉが形成されている。

なお、係合凸部２６ｆの先端側（図中右側）で、かつ径方向外側には、先端側に向かうにつれて徐々に縮径する外側環状テーパ面２６ｉが形成されている。また、係合凸部２６ｆの先端側で、かつ径方向内側には、先端側に向かうにつれて徐々に拡径する内側環状テーパ面２６ｊが形成されている。さらに、係合凹部１８ｈの開口部には、開口部側に向かうにつれて徐々に拡径する環状テーパ面１８ｊが形成されている。

これらの外側環状テーパ面２６ｉ，内側環状テーパ面２６ｊ，環状テーパ面１８ｊは、実施の形態１と同様に、スピンドル２６とアンビル１８との凹凸係合を案内したり、収容部２６ｇの内部に、スチールボール４０およびニードルローラ４１を収容し易くしたりするものである。

ここで、スピンドル２６およびスチールボール４０は環状線ＣＬによって「線接触」され、アンビル１８およびニードルローラ４１の一端面４１ａは環状の接触面ＣＳによって「面接触」されている。また、スチールボール４０とニードルローラ４１の他端面４１ｂとは、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられる。

以上のように形成した実施の形態３においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。

[実施の形態４]　次に、本発明の実施の形態４について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態３と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６は実施の形態４に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図６に示すように、実施の形態４においては、実施の形態３に比して、スピンドル２６のアンビル１８側にニードルローラ４１を設け、アンビル１８のスピンドル２６側にスチールボール４０を設けた点が異なっている。つまり、軸線Ａに沿う方向のスチールボール４０とニードルローラ４１との配置位置が、実施の形態３に対して逆になっている。これに伴い、収容部２６ｇの底部に、ドリル加工の後にザグリ加工を施して環状の平坦面２６ｋを形成している。一方、係合凹部１８ｈの底部のザグリ加工を省略してドリル加工による円錐面１８ｋのみを形成している。

これにより、実施の形態４においては、円錐面１８ｋとスチールボール４０とが、環状線ＣＬによって「線接触」され、環状の平坦面２６ｋとニードルローラ４１の他端面４１ｂとが環状の接触面ＣＳによって「面接触」されている。なお、スチールボール４０とニードルローラ４１の一端面４１ａとの間には、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられる。

以上のように形成した実施の形態４においても、上述した実施の形態３と同様の作用効果を奏することができる。なお、実施の形態４においては、ニードルローラ４１が本発明における第１部材を構成し、スチールボール４０が本発明における第２部材を構成している。

[実施の形態５]　次に、本発明の実施の形態５について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は実施の形態５に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図７に示すように、実施の形態５においては、実施の形態１に比して、アンビル１８のニードルローラ４１側とスリーブ１９側との間に連通路１８ｍを設け、当該連通路１８ｍにグリス（図示せず）を入れた点が異なっている。ここで、収容部１８ｃの底部には、ドリル加工の後にザグリ加工を施すことで、円錐面１８ｎと環状の平坦面１８ｐとが形成されている。また、ニードルローラ４１の一端面４１ａと円錐面１８ｎとの間には、油溜め部１８ｑが形成されている。

そして、連通路１８ｍの一端側（図中右側）は、スリーブ１９の油溜め部１９ａに連通され、連通路１８ｍの他端側（図中左側）は、収容部１８ｃの油溜め部１８ｑに連通されている。連通路１８ｍに充填されたグリスは、各油溜め部１９ａ，１８ｑに供給されるとともに、収容部１８ｃとニードルローラ４１との間の隙間を介して、スチールボール４０側にも供給される。

実施の形態５においては、円錐面２６ｃとスチールボール４０とが、環状線ＣＬによって「線接触」され、環状の平坦面１８ｐとニードルローラ４１の一端面４１ａとが環状の接触面ＣＳによって「面接触」されている。なお、スチールボール４０とニードルローラ４１の他端面４１ｂとの間には、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられる。

以上のように形成した実施の形態５においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態５においては、連通路１８ｍに入れたグリスが、スチールボール４０およびニードルローラ４１を収容する収容部１８ｃにも供給されるので、スチールボール４０およびニードルローラ４１の相対回転をよりスムーズにして、インパクトドライバ１０の寿命をさらに延ばすことができる。

[実施の形態６]　次に、本発明の実施の形態６について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態５と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８は実施の形態６に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図８に示すように、実施の形態６においては、実施の形態５に比して、収容部１８ｃにニードルローラ４１を圧入によって固定し、油溜め部１８ｑの容積を大きくした点が異なっている。なお、油溜め部１８ｑの容積増大に伴い、軸方向の長さ寸法が若干短いニードルローラ４１を採用している。

そして、実施の形態６においては、円錐面２６ｃとスチールボール４０とが、環状線ＣＬによって「線接触」され、ニードルローラ４１の外周面４１ｃと収容部１８ｃの内周面１８ｒとの圧入による接触面ＣＳによって「面接触」されている。なお、スチールボール４０とニードルローラ４１の他端面４１ｂとの間には、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられる。

以上のように形成した実施の形態６においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態６においては、油溜め部１８ｑの容積が大きく、かつ連通路１８ｍを有するため、実施の形態１に比して用いるグリスの量を多くすることができる。よって、スリーブ１９に対するアンビル１８のスムーズな相対回転を、より長期に亘って維持することができ、ひいてはインパクトドライバ１０の寿命をさらに延ばすことができる。

[実施の形態７]　次に、本発明の実施の形態７について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態５と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９は実施の形態７に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図９に示すように、実施の形態７においては、実施の形態５に比して、スピンドル２６のアンビル１８側にニードルローラ４１を設け、アンビル１８のスピンドル２６側にスチールボール４０を設けた点が異なっている。つまり、軸線Ａに沿う方向のスチールボール４０とニードルローラ４１との配置位置が、実施の形態５に対して逆になっている。これに伴い、係合凹部２６ｂの底部に、ドリル加工の後にザグリ加工を施して環状の平坦面２６ｍを形成している。一方、収容部１８ｃの底部のザグリ加工を省略してドリル加工による円錐面１８ｎのみを形成している。

これにより、実施の形態７においては、円錐面１８ｎとスチールボール４０とが、環状線ＣＬによって「線接触」され、環状の平坦面２６ｍとニードルローラ４１の他端面４１ｂとが環状の接触面ＣＳによって「面接触」されている。なお、スチールボール４０とニードルローラ４１の一端面４１ａとの間には、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられる。

以上のように形成した実施の形態７においても、上述した実施の形態５と同様の作用効果を奏することができる。なお、実施の形態５においては、ニードルローラ４１が本発明における第１部材を構成し、スチールボール４０が本発明における第２部材を構成している。

[実施の形態８]　次に、本発明の実施の形態８について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態７と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１０は実施の形態８に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図１０に示すように、実施の形態８においては、実施の形態７に比して、スピンドル２６のアンビル１８側に第２のスチールボール４０ａを設け、アンビル１８のスピンドル２６側に設けたスチールボール４０と、第２のスチールボール４０ａとの間に、軸方向の長さ寸法が短いニードルローラ４１を設けた点が異なっている。これに伴い、係合凹部２６ｂの底部のザグリ加工を省略してドリル加工による円錐面２６ｎのみを形成している。

ここで、第２のスチールボール４０ａは、スチールボール４０と同じものが用いられている。このように、実施の形態８においては、第２のスチールボール４０ａが、本発明における第１部材を構成しており、スチールボール４０と第２のスチールボール４０ａとの間に設けられたニードルローラ４１が、本発明における第３部材を構成している。

これにより、実施の形態８においては、円錐面１８ｎとスチールボール４０とが、環状線ＣＬによって「線接触」され、円錐面２６ｎと第２のスチールボール４０ａとが、第２の環状線ＣＬ２によって「線接触」されている。そして、スチールボール４０とニードルローラ４１の一端面４１ａとの間には、「点接触」により形成された部材接触部ＣＰが設けられ、第２のスチールボール４０ａとニードルローラ４１の他端面４１ｂとの間には、「点接触」により形成された第２の部材接触部ＣＰ２が設けられる。このように、実施の形態８においては、第２のスチールボール４０ａとスチールボール４０との間に、２つの部材接触部ＣＰ，ＣＰ２が設けられる。

以上のように形成した実施の形態８においても、上述した実施の形態７と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態８においては、ニードルローラの座面を形成するためのザグリ加工が不要となるため、製造工程の簡素化を図ることができる。また、スピンドル２６およびアンビル１８の軸力を、２つの部材接触部ＣＰ，ＣＰ２に分散することができるので、各スチールボール４０，４０ａおよびニードルローラ４１の摩耗を抑えて、インパクトドライバ１０の寿命をさらに延ばすことができる。

ただし、第２のスチールボール４０ａとスチールボール４０との間に、例えば、２つのニードルローラと１つのスチールボールとを交互に並べて設けも良く、この場合、合計４つの部材接触部が設けられることになる。ここで、第２のスチールボール４０ａとスチールボール４０との間に設けられるニードルローラやスチールボールは、本発明における第３部材を構成する。

[実施の形態９]　次に、本発明の実施の形態９について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態３と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１は実施の形態９に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図１１に示すように、実施の形態９においては、実施の形態３に比して、アンビル１８のニードルローラ（第２部材）４１側とスリーブ１９側との間に連通路１８ｓを設け、当該連通路１８ｓにグリス（図示せず）を入れた点が異なっている。そして、ニードルローラ４１の軸方向に沿う一端面４１ａ側の周囲には、油溜め部１８ｔが形成されている。

連通路１８ｓの一端側（図中右側）は、スリーブ１９の油溜め部１９ａに連通され、連通路１８ｓの他端側（図中左側）は、係合凹部１８ｈの油溜め部１８ｔに連通されている。連通路１８ｓに充填されたグリスは、各油溜め部１９ａ，１８ｔに供給されるとともに、収容部２６ｇとニードルローラ４１との間の隙間を介して、スチールボール４０側にも供給される。

以上のように形成した実施の形態９においても、上述した実施の形態３と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態９においては、連通路１８ｓに入れたグリスが、スチールボール４０およびニードルローラ４１を収容する収容部２６ｇにも供給されるので、スチールボール４０およびニードルローラ４１の相対回転をよりスムーズにして、インパクトドライバ１０の寿命をさらに延ばすことができる。

[実施の形態１０]　次に、本発明の実施の形態１０について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態４と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１２は実施の形態１０に係る打撃機構の図３に対応した断面図を示している。

図１２に示すように、実施の形態１０においては、実施の形態４に比して、アンビル１８のスチールボール（第２部材）４０側とスリーブ１９側との間に連通路１８ｕを設け、当該連通路１８ｕにグリス（図示せず）を入れた点が異なっている。そして、スチールボール４０の周囲には、油溜め部１８ｗが形成されている。

連通路１８ｕの一端側（図中右側）は、スリーブ１９の油溜め部１９ａに連通され、連通路１８ｕの他端側（図中左側）は、係合凹部１８ｈの油溜め部１８ｗに連通されている。連通路１８ｕに充填されたグリスは、各油溜め部１９ａ，１８ｗに供給されるとともに、収容部２６ｇとスチールボール４０との間の隙間を介して、ニードルローラ４１側にも供給される。

以上のように形成した実施の形態１０においても、上述した実施の形態４と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態１０においては、連通路１８ｕに入れたグリスが、スチールボール４０およびニードルローラ４１を収容する収容部２６ｇにも供給されるので、スチールボール４０およびニードルローラ４１の相対回転をよりスムーズにして、インパクトドライバ１０の寿命をさらに延ばすことができる。

本発明は上記各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、スチールボール４０，４０ａおよびニードルローラ４１を、同じ材質（ＳＵＪ材）のもので構成するに限らない。硬度が近ければ摩耗を抑制できる。よって、硬度が近い材質であれば互いに異なる材質のものを採用できる。また、部材接触部ＣＰ，ＣＰ２を「点接触」で形成したものに限らず、スピンドル２６およびアンビル１８を互いに相対回転自在に支持できるのであれば、「点接触」よりも接触面積が大きい「面接触」で部材接触部を形成しても良い。

さらに、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、例えば、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。

また、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、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…第２係合爪、１８ｂ…係合凸部、１８ｃ…収容部、１８ｄ…平坦面、１８ｅ…外側環状テーパ面、１８ｆ…内側環状テーパ面、１８ｇ…円錐面、１８ｈ…係合凹部、１８ｉ…環状の平坦面、１８ｊ…環状テーパ面、１８ｋ…円錐面、１８ｍ…連通路、１８ｎ…円錐面、１８ｐ…環状の平坦面、１８ｑ…油溜め部、１８ｒ…内周面、１８ｓ…連通路、１８ｔ…油溜め部、１８ｕ…連通路、１８ｗ…油溜め部、１９…スリーブ（軸受部材）、１９ａ…油溜め部、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、２６…スピンドル（回転部材）、２６ａ…スピンドルカム、２６ｂ…係合凹部、２６ｃ…円錐面、２６ｄ…環状テーパ面、２６ｅ…環状の平坦面、２６ｆ…係合凸部、２６ｇ…収容部、２６ｈ…円錐面、２６ｉ…外側環状テーパ面、２６ｊ…内側環状テーパ面、２６ｋ…環状の平坦面、２６ｍ…環状の平坦面、２６ｎ…円錐面、２７…ホルダ部材、２８…軸受、２９…スチールボール、３０…ハンマ（打撃部材）、３０ａ…ハンマカム、３０ｂ…第１係合爪、３１…環状プレート、３２…コイルばね、３３…ストッパ、４０…スチールボール（第１部材，第２部材）、４０ａ…第２のスチールボール（第１部材）、４１…ニードルローラ（第２部材，第１部材，第３部材）、４１ａ…一端面、４１ｂ…他端面、４１ｃ…外周面、Ａ…軸線、ＣＬ…環状線、ＣＬ２…第２の環状線、ＣＰ…部材接触部、ＣＰ２…第２の部材接触部、ＣＳ…接触面、ＳＭ…打撃機構

Claims

駆動源により回転される回転部材と、先端工具が装着される出力部材と、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転力および打撃力に変換する打撃部材と、を備えた打撃工具であって、前記回転部材の軸線上において、前記回転部材の前記出力部材側に設けられた第１部材と、前記出力部材の前記回転部材側に設けられた第２部材と、を有し、前記第１部材と前記第２部材とは点接触している、打撃工具。
前記第１部材および前記第２部材は、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度で構成される、請求項１に記載の打撃工具。
駆動源により回転される回転部材と、先端工具が装着される出力部材と、前記回転部材の回転力を前記出力部材の回転力および打撃力に変換する打撃部材と、を備えた打撃工具であって、前記回転部材の前記出力部材側に設けられ、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度の第１部材と、前記出力部材の前記回転部材側に設けられ、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度の第２部材と、を有し、前記第１部材と前記第２部材との間に設けられる部材接触部により、前記回転部材および前記出力部材を互いに相対回転自在に支持する、打撃工具。
前記第１部材の硬度と前記第２部材の硬度とが同じである、請求項３に記載の打撃工具。
前記部材接触部が点接触で形成される、請求項３または４に記載の打撃工具。
前記部材接触部の接触面積が、前記第１部材と前記回転部材との接触面積よりも小さく、かつ前記第２部材と前記出力部材との接触面積よりも小さい、請求項３～５のいずれか１項に記載の打撃工具。
前記第１部材および前記第２部材が、前記回転部材および前記出力部材のうちの何れか一方に設けられた収容部に収容される、請求項３～６のいずれか１項に記載の打撃工具。
前記出力部材は軸受部材により回転自在に支持され、前記出力部材の前記第２部材側と前記軸受部材側との間に連通路を設け、当該連通路に潤滑剤を入れた、請求項３～７のいずれか１項に記載の打撃工具。
前記第１部材と前記第２部材との間に、前記回転部材および前記出力部材よりも高い硬度の少なくとも１つの第３部材を設け、前記部材接触部を少なくとも２つ設ける、請求項３～８のいずれか１項に記載の打撃工具。