WO2025005246A1

WO2025005246A1 - 作業機、及び作業機に用いられるスピンドルの製造方法

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Publication number: WO2025005246A1
Application number: PCT/JP2024/023510
Authority: WO
Inventors: 健悟田村; 康二鈴木
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2023-06-30
Filing date: 2024-06-28
Publication date: 2025-01-02
Anticipated expiration: 2025-12-30
Also published as: JPWO2025005246A1; DE112024002797T5; CN121398935A

Abstract

耐久性及び加工性を向上する。インパクト工具１におけるスピンドル４１のキャリア部４３では、プレート連結部４６の角部４６Ｃが、面取りされている。これにより、角部４６Ｃの応力集中の発生を抑制できると共に、インパクト工具１の耐久性を向上できる。また、深さ方向を前後方向する面取用孔部４７が、後側キャリアプレート４４の後面から前側キャリアプレート４５の後部に亘って形成されている。さらに、前後方向から見て、面取用孔部４７の内周面の一部が、角部４６Ｃと一致している。これにより、ドリルを用いてキャリア部４３に対して後側から孔あけ加工（切削加工）を施すことで、プレート連結部４６の厚み方向全体に亘って角部４６Ｃを面取りすることができる。

Description

作業機、及び作業機に用いられるスピンドルの製造方法

本発明は、作業機、及び作業機に用いられるスピンドルの製造方法に関するものである。

下記特許文献１に記載の作業機では、遊星歯車機構からなる減速機によってモータの駆動力が打撃機構に伝達されて、打撃機構に取付けられたドライバビット等の先端工具に回転力及び打撃力が付与される。この打撃機構は、モータの駆動力によって回転するスピンドルと、カム機構によってスピンドルに連結されたハンマと、ハンマの打撃爪によってハンマと一体回転可能に連結されたアンビルと、を含んで構成されている。

また、スピンドルには、減速機構を構成するアイドルギヤが回転可能に支持されている。具体的には、スピンドルは、軸部と、軸部から径方向外側へ延出された円板状の一対の壁部と、を有しており、一対の壁部の外周部が連結部によって連結されている。そして、アイドルギヤが一対の壁部の間に収容されている。

特開２０１８－８６７２３号公報

ここで、スピンドルでは、収容するアイドルギヤの個数に起因して、一対の壁部を連結する連結部が、軸方向から見て、径方向内側端部を中心とする略扇形状に形成される場合がある。すなわち、軸方向から見て、連結部が、スピンドルの軸線側へ凸となる角部を有する。このため、当該角部に応力集中が発生して、仮に連結部が破損すると、スピンドル（作業機）の耐久性が低下する可能性がある。

一方、角部を面取りすることで、角部への応力集中の発生を抑制することができる。この場合には、一対の壁部の間に配置された連結部の角部に面取り加工を施す必要があり、スピンドルの加工性が低下する可能性がある。このため、スピンドルを用いた作業機では、耐久性及び加工性を向上できる構造にすることが望ましい。

本発明は、上記事実を考慮して、耐久性及び加工性を向上することができる作業機、及び作業機に用いられるスピンドルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、モータと、前記モータの駆動力によって回転するスピンドルと、先端工具を保持すると共に、前記スピンドルの回転力によって駆動する先端工具保持部と、を備え、前記スピンドルは、軸部と、前記軸部から径方向外側へ延出された第１壁部と、前記軸部から径方向外側へ延出され、前記軸部の軸方向において第１壁部と対向して配置された第２壁部と、前記軸部の径方向外側で且つ前記第１壁部と前記第２壁部との間において前記第１壁部及び前記第２壁部を連結すると共に、前記軸方向から見て前記軸部側へ凸となる面取りされた角部を有する連結部と、深さ方向を前記軸方向として前記第１壁部及び前記第２壁部の一方から前記第１壁部及び前記第２壁部の他方に亘って形成され、前記軸方向から見て内周面の一部が前記角部と一致している面取用孔部と、を含んで構成されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記面取用孔部が、前記第１壁部及び前記第２壁部の一方を貫通しており、前記第１壁部及び前記第２壁部の他方に形成された前記面取用孔部は、前記第１壁部及び前記第２壁部の一方へ開口された凹状に形成されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記面取用孔部が、前記第１壁部及び前記第２壁部を貫通している作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記面取用孔部が、前記軸方向から見て円形状に形成されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記面取用孔部が、前記軸方向から見て、前記スピンドルの周方向を長手方向とする長孔状に形成されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記連結部は、前記軸方向から見て、前記軸部の径方向内側へ向かうに従い互いに接近する方向に延在された一対の側面と、一対の前記側面が交差する部分に形成された前記角部と、を含んで構成されており、前記側面と前記第１壁部及び第２壁部の内周面との境界部には、根元Ｒ部が形成されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記軸方向から見て、前記面取用孔部の一部が前記軸部と重なっている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記先端工具が、前記スピンドルの軸方向の一方側に位置し、前記第２壁部が前記第１壁部の前記軸方向の一方側に配置されており、前記第２壁部には、厚肉部が設けられており、前記軸方向から見て、前記厚肉部が、前記角部と重なっている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記第１壁部と前記第２壁部との間には、３箇所の前記連結部が設けられており、前記連結部が、前記軸部の周方向に等間隔に配置されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記第１壁部と前記第２壁部との間には、前記モータの駆動力を伝達する３個の伝達部材が配置されており、前記軸方向から見て、前記面取用孔部が前記角部に対して前記軸部の径方向内側に隣接して配置されると共に、前記伝達部材と前記連結部とが前記軸部の周方向に交互に配置されている作業機である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、作業機に用いられるスピンドルの製造方法であって、前記スピンドルは、軸部と、前記軸部から径方向外側へ延出された第１壁部と、前記軸部から径方向外側へ延出され、前記軸部の軸方向において第１壁部と対向して配置された第２壁部と、前記軸部の径方向外側で且つ前記第１壁部と前記第２壁部との間において前記第１壁部及び前記第２壁部を連結すると共に、面取りされた角部を有する連結部と、深さ方向を前記軸方向として前記第１壁部及び前記第２壁部に形成され、前記軸方向から見て内周面の一部が前記角部と一致している面取用孔部と、を含んで構成されており、前記軸部と前記軸部から径方向外側へ延出した突出部を成形する第１工程と、エンドミルによって前記突出部を径方向外側から切削して、前記突出部に前記第１壁部、前記第２壁部、及び前記連結部を形成する第２工程と、ドリル又はエンドミルによって前記突出部を前記軸方向の一方側又は他方側から切削して、前記面取用孔部を形成すると共に前記角部を面取りする第３工程と、を備えたスピンドルの製造方法である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態によれば、耐久性及び加工性を向上することができる。

本実施形態に係るインパクト工具を示す縦断面図である。図１に示されるインパクト工具の上部を拡大して示す縦断面図である。（Ａ）は、図２に示されるスピンドルの右側から見た側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のスピンドルのキャリア部の内部を示す前側から見た断面図（図３（Ａ）の３Ｂ－３Ｂ線断面図）である。図３（Ｂ）に示される破断状態のキャリア部における後部の右斜め前方から見た斜視図である。図３（Ｂ）に示される下側のプレート連結部及び面取用孔部を示す右側から見た断面図である。比較例のスピンドルのキャリア部の後部を示す図４に対応する斜視図である。図５に示される面取用孔部の変形例を示す図５に対応する断面図である。図５に示される面取用孔部の他の変形例を示す図５に対応する断面図である。図３（Ｂ）に示される面取用孔部の形状の変形例を示す図３（Ｂ）に対応する断面図である。

以下、図面を用いて、本実施形態に係る作業機としてのインパクト工具１について説明する。なお、図面において適宜示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＲＨは、それぞれインパクト工具１の上側、前側、右側を示している。以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、インパクト工具１の上下方向、前後方向、左右方向を示すものとする。

図１及び図２に示されるように、インパクト工具１は、インパクト工具１の前端部に取付けられるドライバビット等の先端工具７０に回転力及び打撃力を付与して、締付加工等を行う電動工具として構成されている。

インパクト工具１は、インパクト工具１の外郭を構成するハウジング１０と、ハウジング１０に収容されたモータ２０と、モータ２０の駆動力を先端工具７０に伝達する駆動力伝達機構３０と、を含んで構成されている。以下、インパクト工具１の各構成について説明する。

（ハウジング１０について）　ハウジング１０は、右側から見て、中空の略Ｉ字形状に形成されている。具体的には、ハウジング１０は、ハウジング１０の上端部を構成し且つ前後方向に延在されたアッパハウジング部１０Ａと、アッパハウジング部１０Ａの前後方向中間部から下側へ延出されたハンドル部１０Ｂと、ハウジング１０の下端部を構成するロアハウジング部１０Ｃと、を含んで構成されている。なお、ハウジング１０は、複数のハウジング部材によって構成されており、これらハウジング部材を互いに組付けることで、ハウジング１０が形成されている。

ハンドル部１０Ｂの上端部には、トリガ１２が設けられており、トリガ１２は、ハンドル部１０Ｂから前側へ突出すると共に、後側へ引き操作可能に構成されている。ハンドル部１０Ｂには、トリガ１２の後側において、スイッチ機構１４が設けられている。スイッチ機構１４は、図示しないスイッチを有しており、トリガ１２が引き操作されることで、スイッチがオフからオンに切替る。

ロアハウジング部１０Ｃには、コントローラ１６が設けられている。コントローラ１６には、スイッチ機構１４のスイッチが電気的に接続されており、トリガ１２の操作状態に対応する出力信号がスイッチからコントローラ１６に出力される。また、ロアハウジング部１０Ｃには、バッテリ１８が着脱可能に装着されている。バッテリ１８は、コントローラ１６に電気的に接続されており、バッテリ１８によって、後述するモータ２０に電力が供給される。

（モータ２０について）　モータ２０は、アッパハウジング部１０Ａの後端部に収容されると共に、コントローラ１６に電気的に接続されている。モータ２０は、前後方向を軸方向とする駆動軸２１と、駆動軸２１に一体回転可能に連結されたロータ２２と、ロータ２２の径方向外側に配置された略円筒状のステータ２３と、を含んで構成されている。

駆動軸２１の後端部は、ハウジング１０に固定された第１モータ軸受２４によって回転可能に支持されている。一方、駆動軸２１の前端側部分は、第２モータ軸受２６によって回転可能に支持されており、第２モータ軸受２６は、アッパハウジング部１０Ａ内に収容されたギヤケース２５に固定されている。ギヤケース２５は、前後方向を軸方向とする略段付円筒状に形成されており、第２モータ軸受２６がギヤケース２５の略中央部に嵌入されている。駆動軸２１の前端部は、第２モータ軸受２６よりも前側へ突出して、ギヤケース２５内に配置されている。

（駆動力伝達機構３０について）　駆動力伝達機構３０は、先端工具７０に回転力及び打撃力を付与する回転打撃機構４０と、モータ２０の回転力を減速して回転打撃機構４０に伝達する減速機構３２と、を含んで構成されている。

（減速機構３２について）　減速機構３２は、遊星歯車機構として構成されて、ギヤケース２５内に配置されている。具体的には、減速機構３２は、モータ２０の駆動軸２１の前端部に固定されたサンギヤ３３と、サンギヤ３３の径方向外側に設けられたリング状のリングギヤ３４と、サンギヤ３３及びリングギヤ３４の間に設けられた複数（本実施の形態では、３個）の伝達部材としてのアイドルギヤ３５と、を含んで構成される。

リングギヤ３４は、ダンパを介してギヤケース２５に保持されており、リングギヤ３４の内周面には内歯が形成されている。アイドルギヤ３５は、後述するスピンドル４１の突出部としてのキャリア部４３に回転可能に設けられている。具体的には、アイドルギヤ３５は、キャリア部４３に形成されたギヤ室４３Ａ（図３（Ａ）参照）内に収容され、ギヤ室４３Ａに設けられたニードルローラ３６に前後方向を軸方向として回転可能に支持されている。また、アイドルギヤ３５は、サンギヤ３３及びリングギヤ３４の内歯に噛合されている。これにより、サンギヤ３３が回転すると、アイドルギヤ３５がニードルローラ３６の軸回りに自転しつつサンギヤ３３の軸回りに公転して、スピンドル４１が回転する構成になっている。すなわち、減速機構３２によって減速されたモータ２０の回転力がスピンドル４１に伝達されて、回転打撃機構４０が作動する構成になっている。

（回転打撃機構４０について）　回転打撃機構４０は、スピンドル４１と、ハンマ５０と、先端工具保持部としてのアンビル５６と、を含んで構成されている。

図３（Ａ）及び（Ｂ）にも示されるように、スピンドル４１は、前後方向を軸方向とする略円筒状の軸部としてのスピンドル軸４２を有しており、スピンドル軸４２が、モータ２０の駆動軸２１と同軸上に配置されている。具体的には、前述したサンギヤ３３がスピンドル軸４２の後端部内に挿入されており、スピンドル軸４２の後端部が、ギヤケース２５に設けられた軸受６０によって、回転可能に支持されている。スピンドル軸４２の外周部における後端側部には、スピンドル軸４２から径方向外側へ延出したキャリア部４３が設けられており、前述したアイドルギヤ３５がキャリア部４３に回転可能に設けられている。キャリア部４３の構成については、後述する。

スピンドル軸４２におけるキャリア部４３よりも後側部分は、後側軸部４２Ａ（広義には、第１軸部として把握される要素である）とされ、スピンドル軸４２におけるキャリア部４３よりも前側部分は、前側軸部４２Ｂ（広義には、第２軸部として把握される要素である）とされている。後側軸部４２Ａの外径が、前側軸部４２Ｂの外径よりも若干小さく設定されている。前側軸部４２Ｂの前部の外周面には、一対のスピンドルカム溝４２Ｃが形成されている。一対のスピンドルカム溝４２Ｃは、前側軸部４２Ｂの径方向外側から見て、略Ｖ字形状に延在されている。スピンドルカム溝４２Ｃは、その長手方向から見た断面視で、前側軸部４２Ｂの径方向外側へ開放された略半円状に形成されている。スピンドルカム溝４２Ｃの前端部内には、鋼球５２が転動可能に挿入されている。

図２に示されるように、ハンマ５０は、前後方向を軸方向とする略円筒状に形成されており、ハンマ５０の中心部には、挿通孔５０Ａが前後方向に貫通している。スピンドル軸４２の前側軸部４２Ｂの前部が、挿通孔５０Ａに挿入されて、ハンマ５０がスピンドル４１に回転可能に支持されている。

ハンマ５０の挿通孔５０Ａの内周面には、一対のハンマカム溝５０Ｂが形成されている。ハンマカム溝５０Ｂは、前側から見てハンマ５０の周方向に沿って延在すると共に、前方側へ開放されている。また、ハンマカム溝５０Ｂの後端部は、ハンマ５０の径方向内側から見て、前側へ開放された略Ｖ字形状に形成されている。一対のハンマカム溝５０Ｂは、ハンマ５０の周方向に１８０度離間して配置されている。そして、鋼球５２が、ハンマカム溝５０Ｂ内に転動可能に挿入されると共に、ハンマカム溝５０Ｂの後端部に位置している。

ハンマ５０の後面には、径方向中間部において、後側へ開放された収容溝部５０Ｄが形成されている。収容溝部５０Ｄは、ハンマ５０の周方向に沿って延在されると共にハンマ５０の周方向全周に亘って形成されている。そして、収容溝部５０Ｄには、圧縮スプリングとして構成されたハンマスプリング５４が収容されており、ハンマスプリング５４によってハンマ５０が前側に付勢している。これにより、鋼球５２がスピンドルカム溝４２Ｃの前端部及びハンマカム溝５０Ｂの後端部内に保持されて、ハンマ５０及びスピンドル４１が、一体回転可能に連結されている。一方、回転打撃機構４０の作動時には、鋼球５２が、スピンドルカム溝４２Ｃ及びハンマカム溝５０Ｂ内を転動して、ハンマ５０がスピンドル４１に対して相対回転すると共に前後方向に相対移動する構成になっている。なお、ハンマスプリング５４の後端部が、スピンドル４１とハンマ５０との間に配置された係止プレート６２によって係止されている。

ハンマ５０の前面（軸方向一方側端面）には、複数（本実施の形態では、３箇所）のハンマ爪５０Ｅが一体に設けられている。ハンマ爪５０Ｅは、前後方向を厚み方向とし、正面視でハンマ５０の径方向内側へ凸となる略扇形ブロック状に形成されて、ハンマ５０から前側へ突出している。ハンマ爪５０Ｅは、ハンマ５０の周方向に等間隔（１２０度毎）に配置されている。

アンビル５６は、前側へ開放された略段付き円筒状に形成されて、ハンマ５０の前側に配置されている。具体的には、アンビル５６の後端部には、他の部分よりも小径の連結軸５６Ａが形成されており、連結軸５６Ａがスピンドル軸４２の前端部に回転可能に挿入されている。アンビル５６の長手方向中間部は、アッパハウジング部１０Ａの前端部に保持されたスリーブ５８によって回転可能に保持されている。そして、先端工具７０がアンビル５６の内部に前側から相対移動不能に取付けられる。

アンビル５６の後端側部分の外周部には、３箇所のアンビル爪５６Ｂが設けられている。アンビル爪５６Ｂは、前後方向を厚み方向とする略矩形プレート状に形成されて、アンビル５６の径方向外側へ突出している。アンビル爪５６Ｂは、アンビル５６の周方向に等間隔（１２０度毎）に配置されると共に、ハンマ５０のハンマ爪５０Ｅの間に配置されている。すなわち、正面視で、ハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとがハンマ５０の周方向に交互に配置されている。

そして、ハンマ５０の回転時には、ハンマ爪５０Ｅの側面が、回転方向において隣り合うアンビル爪５６Ｂの側面に当接し、ハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとがハンマ５０の周方向に係合する。これにより、ハンマ５０からアンビル５６に回転力が付与されて、アンビル５６が先端工具７０と共に回転する構成になっている。また、先端工具７０を回転させるための回転力（トルク）が所定値を超えるときには、ハンマ爪５０Ｅがアンビル爪５６Ｂを乗り越えるように、ハンマ５０がアンビル５６に対して後方に相対移動する。ハンマ爪５０Ｅがアンビル爪５６Ｂを乗り越えると、ハンマ５０がアンビル５６に対して相対回転して、ハンマ爪５０Ｅが１つ隣のアンビル爪５６Ｂを打撃することで、ハンマ５０からアンビル５６に打撃力が付与されるようになっている。

（スピンドル４１のキャリア部４３について）　図２～図５に示されるように、キャリア部４３は、第１壁部としての後側キャリアプレート４４と、第２壁部としての前側キャリアプレート４５と、３箇所の連結部としてのプレート連結部４６と、面取用孔部４７と、を含んで構成されている。

後側キャリアプレート４４は、前後方向を板厚方向とする略円板状に形成されて、後側軸部４２Ａの前端部から径方向外側へ突出している。前側キャリアプレート４５は、後側キャリアプレート４４と同様に、前後方向を板厚方向とする略円板状に形成されており、前側軸部４２Ｂの後端部から径方向外側へ突出している。これにより、後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５は、前後方向に所定の間隔を空けて対向して配置されており、後側キャリアプレート４４と前側キャリアプレート４５との間の空間が、前述したアイドルギヤ３５を収容するためのギヤ室４３Ａとして構成されている。このギヤ室４３Ａ内には、スピンドル軸４２が設けられておらず、後側軸部４２Ａと前側軸部４２Ｂとがキャリア部４３において前後に分断され、ギヤ室４３Ａの内部と後側軸部４２Ａ及び前側軸部４２Ｂの内部とが、連通している。

なお、後側キャリアプレート４４の外径と前側キャリアプレート４５の外径とは略一致している。また、前側キャリアプレート４５の前面の径方向内側部分には、厚肉部４５Ａが形成されており、前側キャリアプレート４５における厚肉部４５Ａの板厚が、他の部分の板厚よりも厚く設定されている。さらに、前側キャリアプレート４５における厚肉部４５Ａの板厚が、後側キャリアプレート４４の板厚よりも若干厚く設定されている。

プレート連結部４６は、後側キャリアプレート４４の外周部と前側キャリアプレート４５の外周部との間に配置されて、両者を連結している。プレート連結部４６は、前後方向を厚み方向とし、正面視でスピンドル４１の径方向内側へ凸となる略扇形ブロック状に形成されている。具体的には、プレート連結部４６は、プレート連結部４６におけるスピンドル４１の周方向両側の側面を構成する一対の傾斜面４６Ａと、プレート連結部４６におけるスピンドル４１の径方向外側の側面を構成する外側面４６Ｂと、を含んで構成されている。外側面４６Ｂは、後側キャリアプレート４４の外周面及び前側キャリアプレート４５の外周面と面一に配置されている。傾斜面４６Ａは、正面視でスピンドル４１の径方向内側へ向かうに従い互いに接近する方向に傾斜している。また、正面視で、一対の傾斜面４６Ａの間の角度が鋭角に設定されている。そして、一対の傾斜面４６Ａが交差する部分が、鋭角の角部４６Ｃとして構成されている。この角部４６Ｃは、面取りされた角であり、後述する面取用孔部４７の内周面が角部４６Ｃと面一となっている。すなわち、角部４６Ｃは、所謂ピン角（線のみで構成された角）ではなく、湾曲された面で構成された角として構成されている。前後方向から見て、角部４６Ｃは、前側キャリアプレート４５の厚肉部４５Ａと重なっている。また、傾斜面４６Ａと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面との境界部には、根元Ｒ部４６Ｄが形成されている。すなわち、根元Ｒ部４６Ｄは、円弧状の面によって構成されて、傾斜面４６Ａと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面とが根元Ｒ部４６Ｄによって滑らかに接続されている。

後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５には、それぞれ３箇所の支持孔４８が前後方向に貫通形成されている。支持孔４８は、周方向に隣り合うプレート連結部４６の間に配置されて、スピンドル４１の周方向に等間隔に配置されている。支持孔４８には、ニードルローラ３６の前後方向両端部が嵌入されて、ニードルローラ３６がキャリア部４３に支持されている。これにより、ニードルローラ３６によって支持されたアイドルギヤ３５が、ギヤ室４３Ａ内に収容されると共に、周方向に隣り合うプレート連結部４６の間に配置されている。すなわち、スピンドル４１の周方向において、アイドルギヤ３５とプレート連結部４６とが、交互に並んで配置されている。

面取用孔部４７は、前後方向を深さ方向とする孔である。面取用孔部４７は、前後方向から見て円形状に形成され、後側キャリアプレート４４の後面から前側キャリアプレート４５の後部に亘って形成されている。すなわち、面取用孔部４７は、後側キャリアプレート４４において前後方向に貫通する孔であり、前側キャリアプレート４５において後側へ開口された凹状の止め孔として構成されている。

面取用孔部４７は、前後方向から見て、プレート連結部４６に対してスピンドル４１の径方向内側に隣接配置されると共に、面取用孔部４７の一部がプレート連結部４６における面取り前の角部４６Ｃとラップしている。すなわち、詳細については後述するが、ドリル等の切削工具によって、キャリア部４３に後側から孔あけ加工を施して、面取用孔部４７を後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５に形成することで、プレート連結部４６の角部４６Ｃに面取り加工が施され、角部４６Ｃが面取りされるようになっている。これにより、前後方向から見て、面取用孔部４７の内周面の一部が、角部４６Ｃと一致している。換言すると、面取用孔部４７の内周面が角部４６Ｃと面一になっている。また、前後方向から見て、面取用孔部４７の一部が、スピンドル軸４２の前側軸部４２Ｂの外周部と重なっている。

（スピンドル４１の製造方法について）　スピンドル４１の製造では、第１工程として、鋳造や切削等によって、スピンドル軸４２と、スピンドル軸４２から径方向外側へ延出され且つギヤ室４３Ａを備えていないキャリア部４３と、を成形する（図３（Ａ）の２点鎖線にて示されるキャリア部４３を参照）。

次に、第２工程として、図３（Ａ）に示されるように、エンドミルＥＭによってキャリア部４３の前後方向中間部を径方向外側から切削して、キャリア部４３において、後側キャリアプレート４４、前側キャリアプレート４５、及びプレート連結部４６を形成する（第２工程）。この場合には、エンドミルＥＭのキャリア部４３への挿入方向を適宜変更して、キャリア部４３に対して切削加工を施す。これにより、後側キャリアプレート４４と前側キャリアプレート４５との間に、ギヤ室４３Ａが形成される。なお、第２工程では、プレート連結部４６の傾斜面４６Ａと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面との間に、根元Ｒ部４６Ｄが形成されるが、プレート連結部４６の角部４６Ｃは、面取りされていない状態になっている（図３（Ｂ）において、２点鎖線にて示されるプレート連結部４６の径方向内側端部を参照）。

次に、第３工程として、図５に示されるように、ドリルＤＲによってキャリア部４３に孔あけ加工を施して、キャリア部４３に面取用孔部４７を形成すると共に、プレート連結部４６の角部４６Ｃを面取りする（第３工程）。具体的には、ドリルＤＲによってキャリア部４３の後側キャリアプレート４４を後側から切削して、後側キャリアプレート４４に面取用孔部４７を貫通形成する。続けて、キャリア部４３のプレート連結部４６における角部４６Ｃを切削して、角部４６Ｃを面取りする。さらに続いて、キャリア部４３の前側キャリアプレート４５を後側から切削して、凹状の面取用孔部４７を形成する。これにより、プレート連結部４６の厚み方向全体に亘って、角部４６Ｃが面取りされる。また、面取用孔部４７のキャリア部４３への形成後又は形成時に、他のドリルによってキャリア部４３に対して孔あけ加工を施して、キャリア部４３に支持孔４８を形成する。

（作用効果）　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成されたインパクト工具１では、作業者のトリガ１２への引き操作によってモータ２０が駆動すると、モータ２０の回転力が減速機構３２によってスピンドル４１のキャリア部４３に伝達されて、スピンドル４１が中心軸回りに回転する。スピンドル４１の回転力は、鋼球５２、スピンドルカム溝４２Ｃ、及びハンマカム溝５０Ｂによってハンマ５０に伝達されて、ハンマ５０がスピンドル４１と一体回転する。ハンマ５０が回転すると、ハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとの係合によって、アンビル５６がハンマ５０と共に回転する。これにより、先端工具７０がアンビル５６と共に回転して、加工材に対して締付加工を施すことができる。

締付加工時における先端工具７０を回転させるために必要となる回転力（トルク）が低い場合には、ハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとの係合状態が維持される。一方、例えば、締付加工の終期において、先端工具７０を回転させるための回転力（トルク）が所定値より高くなると、先端工具７０及びアンビル５６の回転が停止する。一方、減速機構３２によるスピンドル４１へのモータ２０の駆動力伝達は継続しているため、モータ２０の駆動力によってハンマ５０がアンビル５６に対して相対回転して、先端工具７０に回転打撃力が付与される。

具体的には、鋼球５２が、ハンマカム溝５０Ｂ内及びスピンドルカム溝４２Ｃ内を転動して、ハンマ５０が、ハンマスプリング５４の付勢力に抗して、スピンドル４１及びアンビル５６に対して後側へ相対移動する。このときには、ハンマ爪５０Ｅの側面がアンビル爪５６Ｂの側面を摺動しながら、ハンマ５０がアンビル５６に対して後側へ移動する。そして、ハンマ５０の後側へ移動量が、前後方向におけるハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとのラップ量を超えると、ハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとの係合状態が解除される。

ハンマ爪５０Ｅとアンビル爪５６Ｂとの係合状態の解除後には、ハンマ爪５０Ｅがアンビル爪５６Ｂを乗り越えるように回転すると共に、ハンマスプリング５４の付勢力によってハンマ５０が前側へ瞬時に押し出される。これにより、ハンマ爪５０Ｅが次のアンビル爪５６Ｂに係合する。その結果、ハンマ５０からアンビル５６に回転打撃力が付与される。したがって、先端工具７０からネジ等の締付部材に対して良好な締付力を付与することができる。

このように、インパクト工具１では、モータ２０の駆動力がスピンドル４１によってハンマ５０及びアンビル５６に伝達されて、先端工具７０に回転力及び打撃力が付与される。また、スピンドル４１では、減速機構３２のアイドルギヤ３５を、キャリア部４３のギヤ室４３Ａに収容し、キャリア部４３において回転可能に支持している。このキャリア部４３は、前後方向に対向して配置された後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５を有しており、後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５がプレート連結部４６によって連結されている。また、プレート連結部４６は、前後方向から見て、スピンドル軸４２側へ凸となる角部４６Ｃを有している。これにより、インパクト工具１の作動時におけるスピンドル４１（キャリア部４３）に入力される力によって、角部４６Ｃに応力集中が発生する可能性がある。そして、角部４６Ｃに発生する応力集中によって、仮に角部４６Ｃが破損すると、スピンドル４１及びインパクト工具１の耐久性が低下する虞がある。

ここで、プレート連結部４６の角部４６Ｃが、面取りされている。これにより、角部４６Ｃの応力集中の発生を抑制することができると共に、インパクト工具１の耐久性を向上することができる。また、深さ方向を前後方向する面取用孔部４７が、キャリア部４３に形成されている。具体的には、面取用孔部４７が、後側キャリアプレート４４の後面から前側キャリアプレート４５の後部に亘って形成されている。すなわち、面取用孔部４７が、後側キャリアプレート４４を貫通すると共に、前側キャリアプレート４５の後部に形成されている。さらに、前後方向から見て、面取用孔部４７の内周面の一部が、角部４６Ｃと一致している。これにより、前述したように、スピンドル４１の製造方法の第３工程において、ドリルＤＲを用いてキャリア部４３に対して後側から孔あけ加工（切削加工）を施すことで、プレート連結部４６の厚み方向全体に亘って角部４６Ｃを容易に面取りすることができる。したがって、スピンドル４１の加工性を向上することができる。以上により、インパクト工具１の耐久性及び加工性を向上することができる。

また、面取用孔部４７は、前後方向から見て、円形状に形成されている。このため、上述のようにドリルＤＲを用いた孔あけ加工によって、角部４６Ｃを容易に面取りすることができる。また、例えば、面取用孔部４７の断面形状を長孔状にする場合と比べて、面取用孔部４７の加工時間を短くすることができる。したがって、スピンドル４１の加工性を一層向上することができる。

また、面取用孔部４７は、後側キャリアプレート４４において前後方向に貫通する孔であり、前側キャリアプレート４５において後側へ開口された凹状の止め孔として構成されている。このため、面取用孔部４７が、後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５を貫通する孔として構成されるよりも、キャリア部４３の強度を高くすることができる。

また、プレート連結部４６の側面は、一対の傾斜面４６Ａによって構成されており、傾斜面４６Ａと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面との境界部には、根元Ｒ部４６Ｄが形成されている。これにより、当該境界部における応力集中の発生を抑制しつつ、プレート連結部４６の破損を効果的に抑制することができる。以下、この点について、図６に示される比較例のスピンドルと比較しつつ説明する。なお、図６では、本実施の形態のスピンドル４１と同様に形成されている部分には、同一の符号を付している。

この図に示されるように、比較例のスピンドルでは、面取用孔部４７をキャリア部４３に形成する代わりに、エンドミルをギヤ室４３Ｃ内に挿入し、エンドミルによって角部４６Ｃを切削することで、角部４６Ｃを面取りしている。この場合には、エンドミルの加工によって、角部４６Ｃと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面との境界部にも、根元Ｒ部４６Ｄが形成される。このため、傾斜面４６Ａの根元Ｒ部４６Ｄと角部４６Ｃの根元Ｒ部４６Ｄとの交差部（図６において矢印Ｃにて示される部分）が、比較的鋭利な角となる。これにより、比較例のスピンドルでは、当該交差部に応力集中が発生し易くなり、プレート連結部４６が破損する可能性がある。

これに対して、図４に示されるように、本実施の形態では、面取用孔部４７がプレート連結部４６を前後方向に貫通して、角部４６Ｃが面取りされるため、傾斜面４６Ａの根元Ｒ部４６Ｄと角部４６Ｃとの交差部に、上記のようの鋭利な角（交差部）が形成されなくなる。すなわち、本実施の形態によれば、角部４６Ｃと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面との境界部に根元Ｒ部４６Ｄを形成しつつ、根元Ｒ部４６Ｄにおける角部４６Ｃとの交差部における応力集中の発生を抑制できる。したがって、傾斜面４６Ａと後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５の内周面との境界部における応力集中の発生を抑制しつつ、プレート連結部４６の破損を効果的に抑制することができる。

また、前後方向から見て、面取用孔部４７の一部が、スピンドル軸４２の前側軸部４２Ｂの外周部と重なっている。このため、例えば、面取用孔部４７を前側軸部４２Ｂと重ならないように径方向外側へ配置する構成と比べて、プレート連結部４６の断面積を大きくすることができる。これにより、プレート連結部４６の強度を有効に確保することができる。

また、先端工具７０がスピンドル４１の前側に位置し、前側キャリアプレート４５が後側キャリアプレート４４の前側に配置されている。そして、インパクト工具１では、回転力及び打撃力が先端工具７０に付与されるため、回転力及び打撃力を先端工具７０に付与するときにキャリア部４３に作用する反力が、後側キャリアプレート４４よりも前側キャリアプレート４５の方が大きくなる。ここで、前側キャリアプレート４５の前面の径方向内側部分には、厚肉部４５Ａが形成されており、前後方向から見て、角部４６Ｃが、厚肉部４５Ａと重なっている。換言すると、前側キャリアプレート４５には、角部４６Ｃよりも径方向外側において、薄肉部が形成されており、薄肉部が前側キャリアプレート４５の周方向の全周に亘って形成されている。これにより、キャリア部４３において、より大きな反力が作用する前側キャリアプレート４５と角部４６Ｃとの境界部の強度を確保しつつ、スピンドル４１の軽量化に寄与することができる。換言すると、角部４６Ｃの破損を効果的に抑制しつつ、スピンドル４１の軽量化に寄与することができる。

なお、本実施の形態では、スピンドル４１の第３工程において、ドリルＤＲを用いて面取用孔部４７をキャリア部４３に形成しているが、エンドミルを用いて面取用孔部４７をキャリア部４３に形成してもよい。この場合には、図７に示されるように、前側キャリアプレート４５に形成される面取用孔部４７の底面が平面状に形成される。

また、本実施の形態では、面取用孔部４７が、後側キャリアプレート４４において貫通した孔として形成され、前側キャリアプレート４５において後側へ開放された凹状の止め孔として形成されているが、図８に示されるように、面取用孔部４７を、後側キャリアプレート４４及び前側キャリアプレート４５において貫通した孔部として形成してもよい。これにより、スピンドル４１の加工性を一層向上することができる。なお、この場合には、面取用孔部４７が、本実施形態と比べて、径方向外側に位置するようになる。

また、本実施の形態では、スピンドル４１の第３工程において、ドリルＤＲによってキャリア部４３を後側から切削加工して、面取用孔部４７をキャリア部４３に形成しているが、ドリルＤＲによってキャリア部４３を前側から切削加工して、面取用孔部４７をキャリア部４３に形成してもよい。この場合には、面取用孔部４７が、前側キャリアプレート４５において貫通する孔として構成され、後側キャリアプレート４４において前側へ開口する凹状の止め孔として構成される。

また、本実施の形態では、面取用孔部４７が、前後方向から見て、円形状に形成されているが、面取用孔部４７の形状はこれに限らない。例えば、図９に示されるように、面取用孔部４７を、スピンドル４１の周方向を長手方向とする長孔状に形成してもよい。

１…インパクト工具（作業機）、２０…モータ、３５…アイドルギヤ（伝達部材）、４１…スピンドル、４２…スピンドル軸（軸部）、４３…キャリア部（突出部）、４４…後側キャリアプレート（第１壁部）、４５…前側キャリアプレート（第２壁部）、４５Ａ…厚肉部、４６…プレート連結部（連結部）、４６Ａ…傾斜面（側面）、４６Ｄ…根元Ｒ部、４７…面取用孔部（孔部）、５６…アンビル（先端工具保持部）、７０…先端工具

Claims

モータと、
前記モータの駆動力によって回転するスピンドルと、
先端工具を保持すると共に、前記スピンドルの回転力によって駆動する先端工具保持部と、
を備え、
前記スピンドルは、
軸部と、
前記軸部から径方向外側へ延出された第１壁部と、
前記軸部から径方向外側へ延出され、前記軸部の軸方向において第１壁部と対向して配置された第２壁部と、
前記軸部の径方向外側で且つ前記第１壁部と前記第２壁部との間において前記第１壁部及び前記第２壁部を連結すると共に、前記軸方向から見て前記軸部側へ凸となる面取りされた角部を有する連結部と、
深さ方向を前記軸方向として前記第１壁部及び前記第２壁部の一方から前記第１壁部及び前記第２壁部の他方に亘って形成され、前記軸方向から見て内周面の一部が前記角部と一致している面取用孔部と、
を含んで構成されている作業機。
前記面取用孔部が、前記第１壁部及び前記第２壁部の一方を貫通しており、前記第１壁部及び前記第２壁部の他方に形成された前記面取用孔部は、前記第１壁部及び前記第２壁部の一方へ開口された凹状に形成されている請求項１に記載の作業機。
前記面取用孔部が、前記第１壁部及び前記第２壁部を貫通している請求項１に記載の作業機。
前記面取用孔部が、前記軸方向から見て円形状に形成されている請求項１に記載の作業機。
前記面取用孔部が、前記軸方向から見て、前記スピンドルの周方向を長手方向とする長孔状に形成されている請求項１に記載の作業機。
前記連結部は、
前記軸方向から見て、前記軸部の径方向内側へ向かうに従い互いに接近する方向に延在された一対の側面と、
一対の前記側面が交差する部分に形成された前記角部と、
を含んで構成されており、
前記側面と前記第１壁部及び前記第２壁部の内周面との境界部には、根元Ｒ部が形成されている請求項１に記載の作業機。
前記軸方向から見て、前記面取用孔部の一部が前記軸部と重なっている請求項１に記載の作業機。
前記先端工具が、前記スピンドルの軸方向の一方側に位置し、前記第２壁部が前記第１壁部の前記軸方向の一方側に配置されており、
前記第２壁部には、厚肉部が設けられており、前記軸方向から見て、前記厚肉部が、前記角部と重なっている請求項１に記載の作業機。
前記第１壁部と前記第２壁部との間には、３箇所の前記連結部が設けられており、
前記連結部が、前記軸部の周方向に等間隔に配置されている請求項１～請求項８の何れか１項に記載の作業機。
前記第１壁部と前記第２壁部との間には、前記モータの駆動力を伝達する３個の伝達部材が配置されており、
前記軸方向から見て、前記面取用孔部が前記角部に対して前記軸部の径方向内側に隣接して配置されると共に、前記伝達部材と前記連結部とが前記軸部の周方向に交互に配置されている請求項９に記載の作業機。
作業機に用いられるスピンドルの製造方法であって、
前記スピンドルは、
軸部と、
前記軸部から径方向外側へ延出された第１壁部と、
前記軸部から径方向外側へ延出され、前記軸部の軸方向において第１壁部と対向して配置された第２壁部と、
前記軸部の径方向外側で且つ前記第１壁部と前記第２壁部との間において前記第１壁部及び前記第２壁部を連結すると共に、面取りされた角部を有する連結部と、
深さ方向を前記軸方向として前記第１壁部及び前記第２壁部に形成され、前記軸方向から見て内周面の一部が前記角部と一致している面取用孔部と、
を含んで構成されており、
前記軸部と前記軸部から径方向外側へ延出した突出部を成形する第１工程と、
エンドミルによって前記突出部を径方向外側から切削して、前記突出部に前記第１壁部、前記第２壁部、及び前記連結部を形成する第２工程と、
ドリル又はエンドミルによって前記突出部を前記軸方向の一方側又は他方側から切削して、前記面取用孔部を形成すると共に前記角部を面取りする第３工程と、
を備えたスピンドルの製造方法。