JP2006068873A - インパクトレンチ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、組み立て性が良く、先端工具を繰り返し交換しても破損することのないインパクトレンチを提供することある。
【解決手段】 先端工具（１７）を嵌めるための嵌合部（１２ｂ）と、径方向に延びる第１の穴部（１２ｄ）と、該第１の穴部（１２ｄ）と交わる第２の穴部（１２ｆ）とを有するアンビル（１２）と、該第１の穴部（１２ｄ）に挿入され、先端工具（１７）を係止するための金属からなる係止部材（１４）と、該第２の穴部（１２ｆ）に挿入され、該係止部材（１４）を径方向外側に押圧するゴム或いは合成樹脂からなる弾性体（１５）と、を備えたインパクトレンチ（１）において、該係止部材（１４）の該弾性体（１５）と当接する当接部（１４ａ）の形状を角のない滑らかな曲面で構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、衝撃的なトルクを発生することで被締付け材を締め付けるインパクトレンチに関するものであり、特に先端工具を着脱する機構に関するものである。

インパクトレンチは、一般木造住宅建築，電気，ガス，水道，管工事，内装工事など多岐に渡り使用されている。ボルト・ナット等の被締付け材やソケット等の先端工具には多様なサイズがあり、ユーザーは被締付け材のサイズに合う先端工具を選定して使用している。多様なサイズのボルト・ナットに対応するため、ユーザーは頻繁に先端工具を交換する必要がある。

従来技術について、図７乃至図９を参照しながら説明する。

ソケット１６をアンビル１２に掛止するために設けられた係止ピン１１４は、アンビル１２の外周面より突出している。係止ピン１１４をソケット１６に向かって押圧するように、弾性ピン１５が設けられている。

ソケット１６を着脱する動作について説明する。

ソケット１６をアンビル１２に取り付けるには、ソケット１６をアンビル１２の嵌合部１２ｂに嵌め、図７の左方に向かって押し込む。ソケット１６によって係止ピン１１４は一旦引き込み、ソケット１６の係止穴１６ｃと係止ピン１１４とが一致した時に再び係止ピン１４が突出し、係止穴１６ｃと係合する。この係合によってソケット１６がアンビル１２に係止される。

係止ピン１１４と弾性ピン１５とをアンビル１２に取り付ける手順を説明する。

まずアンビル１２の係止ピン穴１２ｄに、係止ピン１１４を挿入しておく。係止ピン１１４の段差１１４ｂとアンビル１２の段差１２ｅとが係合することで、係止ピン１１４の抜け止めがなされる。次に係止ピン穴１２ｄと交差するように設けられた弾性ピン穴１２ｆに弾性ピン１５を挿入する。弾性ピン１５は、係止ピン１１４を常に係止穴１６ｃと係合するように押圧する。また係止ピン１１４の抜け止めとしても作用する。

係止ピン１１４は鋼材を旋盤加工することよって製作される。係止ピン１１４の弾性ピン１５と当接する部分である当接部１１４ｇは、その外周においてＣ面取り１１４ｈが施されるのが一般的である。旋盤加工においては、加工品の角部を仕上げるにはＣ面取りが最も簡単で、コストを抑えることができるからである。

当接部１１４ｇの外周端部をＣ面取り１１４ｈによって仕上げると、エッジ部１１４ｉが残る。ソケット１６を着脱する時には弾性ピン１５が変形してせん断応力が発生するが、このせん断応力はエッジ部１１４ｉ付近で最も大きくなる。ソケット１６の着脱を繰り返し行うと、エッジ部１１４ｉ付近から図８に示すような亀裂が発生し、弾性ピン１５が破損することがある。また作業時には振動によってソケット１６と係止ピン１１４とが衝突を繰り返し、やはり弾性ピン１５にせん断応力が発生する。

また弾性ピン１５を弾性ピン穴１２ｆに挿入する時には、図９に示すようにエッジ部１１４ｉと、係合ピン穴１２ｄと弾性ピン穴１２ｆとの稜線１２ｉ、１２ｊと、の間の距離Ｌ０で通路が狭くなっている。このため、弾性ピン１５がエッジ部１１４ｉや稜線１２ｉ、１２ｊに引っ掛かりやすくなる。組み立て難いし、エッジ部１１４ｉや稜線１２ｉ、１２ｊによって弾性ピン１５が傷付けられる。その状態で無理に押し込むと、図１０に示すように弾性ピン１５が座屈した状態で組まれる。この状態では弾性ピン１５の弾性力によって弾性ピン１５が徐々に抜けていく。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、組み立て性が良く、先端工具を繰り返し交換しても破損することのないインパクトレンチを提供することある。

請求項１に記載したように、モータと、該モータの回転駆動力を衝撃トルクに変換するインパクト機構部と、該インパクト機構部からの衝撃トルクが伝達されるアンビルであって、先端工具を嵌めるための嵌合部と、径方向に延びる第１の穴部と、該第１の穴部と交わる第２の穴部とを有するアンビルと、該第１の穴部に挿入され、先端工具を係止するための金属からなる係止部材と、該第２の穴部に挿入され、該係止部材を該アンビルの径方向外側に押圧するゴム或いは合成樹脂からなる弾性体と、を備えたインパクトレンチにおいて、該係止部材の該弾性体と当接する当接部の形状を角のない滑らかな曲面で構成する。

このようにすれば、係止部材を第１の穴部に挿入してから弾性体を第２の穴部に挿入する時に、通路が広くなるので弾性体が第２の穴部の内部で引っ掛かり難くなる。よって弾性体に傷が付き難くなり、また弾性体を挿入しやすくなる。先端工具を交換する時には係合部材が弾性体を押しながら内側に引っ込むが、この時当接部によって弾性体にかかるせん断応力は小さくなる。よって交換を繰り返しても弾性体が破損し難くなる。

該当接部は、請求項２に記載したように半球形状で構成してもよいし、請求項３に記載したように底面が該弾性体と当接し、底面と外周面とが滑らかな曲線で繋がる円筒形状で構成してもよい。

請求項４に記載したように、上記いずれかの構成において、該インパクト機構部が該アンビルの軸方向に往復動するハンマを備えたものである場合がある。この場合、ハンマの往復動によってアンビルの軸方向に振動が発生し、先端工具と係止部材とが衝突を繰り返すことによっても、弾性体にせん断応力がかかることになる。すなわち弾性体はより過酷な条件にさらされることになる。この場合にも、請求項１乃至３に記載された構成を適用すれば、弾性体にかかるせん断応力が小さくなり、弾性体が破損し難くなる。

請求項１乃至３記載の構成によれば、弾性体をアンビルに組み込む時に弾性体に傷が付き難くなり、また弾性体を挿入しやすくなる。また交換を繰り返しても弾性体が破損し難くなる。なお請求項４はハンマの往復動に伴って振動が発生する場合であるが、請求項１乃至３記載の構成によれば、この振動に対しても弾性体は破損し難くなる。

従って組み立て性が良く、先端工具を繰り返し交換しても破損することのないインパクトレンチを提供することができる。

本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照しながら説明する。

インパクトレンチ１の構成について、図１を参照しながら説明する。

インパクトレンチ１は、駆動源であるモータ５と、モータ５を収容する外郭であるハウジング２と、モータ５の駆動力が伝達される減速機構部６と、減速機構部６に接続されるインパクト機構部７と、インパクト機構部７から衝撃トルクを与えられる先端工具保持部であるアンビル１２と、を有する。アンビル１２には先端工具であるソケット１６が着脱可能に取り付けられ、ソケット１６を介してナット等の被締め付け材１７に接続される。

インパクト機構部７は、スピンドル８、ハンマ１０、スチールボール９、スプリング１１からなる。スピンドル８には図示せぬカム溝が凹設される。ハンマ１０は略円筒形状であり、スピンドル８に対して軸方向に摺動移動可能且つ回転可能に設けられる。ハンマ１０とスピンドル８が摺動する部分には、スピンドル８の図示せぬカム溝に対応して別の図示せぬカム溝が凹設される。スピンドル８とハンマ１０の間には、両方の図示せぬカム溝に係合するように、スチールボール９が挿入される。スピンドル８とハンマ１０の間には、ハンマ１０を前方を押圧するようにスプリング１１が設けられる。

ハンマ１０の前端にはハンマ爪１０ａが突設される。ハンマ爪１０ａはハンマ１０の中心に対して対象に２ヵ所設けられる。スピンドル８の前方には、アンビル１２がハンマケース１０に対して回転可能に設けられる。アンビル１４は、略Ｔ字形状であり、先端にはソケット１６を装着するための嵌合部１２ｂが、後端にはハンマ爪１０ａと係合可能なアンビル爪１２ａが中心に対して対称に突設される。

インパクトレンチ１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。

電池パック３の電力がスイッチ４に供給される。トリガ４ａを操作することによって、スイッチ４からモータ５に電力が供給される。モータ５は、電力を供給されると回転駆動を初め、その駆動力は減速機構部６で減速され、インパクト機構部７に伝達される。

ねじ締め作業などで締め付けトルクが所定値よりも大きくなると、インパクト機構部７とアンビル１２との間に相対的なトルクが生じ、トルクがスプリング１１の押圧力に打ち勝つと、ハンマ１０はスピンドル８に対して回動しながら後退する。ハンマ１０が所定の位置よりも後退すると、ハンマ爪１０ａとアンビル爪１２ａとの係合は解かれ、ハンマ１０はスプリング１１の押圧力によってただちに元の位置に戻ろうとする。一方で、ハンマ１０とアンビル１４とは相対的に回転している。従って、ハンマ爪１０ａは先程とは違うもう一方のアンビル爪１２ａに衝突して、両者の間に衝撃トルクが発生する。そして、アンビル１４とスピンドル８とを相対的に回転させるトルクが大きいままであれば、上記の打撃動作が反復して行われ、アンビル１４には間欠的な衝撃トルクが連続して発生する。

ソケット１６を着脱する機構について、図２を参照しながら説明する。

ソケット１６は略円筒状であり、鋼材等の金属からなる。ソケット１６は、アンビル１２に接続するための四角穴１６ａと、ボルト・ナット等の被締付け材１７に接続するための六角穴１６ｂと、後述の係止ピン１４と係合することでソケット１６の軸方向の移動を規制する係止穴１２ｄと、ソケット１６の装着をスムーズにするための面取り部１６ｄと、を有する。

アンビル１２は、ソケット１６の四角穴１６ａを嵌めるために断面が略四角形に形成された嵌合部１２ｂと、嵌合部１２ｂの中程においてアンビル１２の径方向に貫通する第１の穴部である係合ピン穴１２ｄと、嵌合部１２ｂの端部からアンビル１２の軸方向に延び、係合ピン穴１２ｄと交わってさらに奥の方まで延びる第２の穴部である弾性ピン穴１２ｆと、を有する。係合ピン穴１２ｄの内周には、後述の係合ピン１４の抜け止めとして作用する段差部１２ｅが形成される。弾性ピン穴１２ｄの開口端には大径部１２ｈが形成され、大径部１２ｈの隣には後述の弾性ピン１５の抜け止めとして作用する溝部１２ｇが形成される。

係合ピン穴１２ｄには、ソケット１６を係止するため係止部材である係合ピン１４が挿入される。係合ピン１４は鋼材等の金属からなり、ソケット１６の係合穴１６ｃと係合することでソケット１６の軸方向の移動を規制するテーパ状の係合凸部１４ｃと、後述の弾性ピン１５に当接して押圧される半球状の当接部１４ａと、アンビル１２の段差部１２ｅと係合することで係合ピン１４の脱落を防止する段差部１４ｂと、を有する。

弾性ピン穴１２ｆには、係合ピン１４をソケット１６の係合穴１６ｃと係合する方向に押圧するための弾性ピン１５が挿入される。弾性ピン１５はゴム、合成樹脂等の弾性体からなり、弾性ピン穴１２ｆに挿入される時に引っ掛かりを少なくするために形成されるテーパ状の案内部１５ａと、周囲に比べて大径に形成され、アンビル１２の溝部１２ｇと係合することで弾性ピン１５の抜け止めとして作用する抜け止め部１５ｂと、を有する。抜け止め部１５ｂの外周は、弾性ピン１５を挿入しやすくするためにテーパ状に形成される。

係合ピン１４は、当接部１４ａにおいて弾性ピンによってアンビル１２の径方向外側に常に押圧されている。よって係合凸部１４ｃは係合穴と係合しているのでソケット１６の軸方向の移動が規制され、ソケット１６の脱落が防止される。

ソケット１６の着脱について、図２及び図３を参照しながら説明する。

アンビル１２からソケット１６を取り外すには、図２の状態からソケット１６を図２中の右方向に引張る。係合穴１６ｃがテーパ状の係合凸部１４ｃに当接し、係合ピン１４が引っ込む。図３に示すように、係合凸部１４ｃは四角穴部１６ａの内面に当接するまで引っ込み、弾性ピン１５が変形する。

この時、弾性ピン１５が、弾性ピン穴１２ｆと係合ピン穴１２ｄとが交わる稜線１２ｉ及び１２ｊ（図３参照）と、係合ピン１４の当接部１４ｂとで挟まれることにより、弾性ピン１２にせん断応力が発生する。本発明では当接部１４ｂを半球状に形成してあるので、従来エッジ部によって挟まれていたのに比べ、せん断応力が小さくなる。

図３の状態からソケット１６をさらに図３中右方向に引張れば、ソケット１６が外れる。ソケット１６を取り付ける手順は、取り外す手順の逆である。途中で図３に示すように弾性ピン１２が変形してせん断応力が発生するが、この時のせん断応力も小さくなる。よってソケット１６の着脱を繰り返しても弾性体が破損し難くなる。

打撃動作が行われている時の弾性ピン１５の状態について、図２を参照しながら説明する。

インパクト機構部７によって打撃動作が行われている時、ハンマ１０の往復動によってアンビル１２の軸方向に振動が発生する。これによりソケット１６と係止ピン１４とが衝突を繰り返し、弾性ピン１５に繰り返しせん断応力がかかることになる。この時にも、当接部１４ａが半球状に形成されてることにより、弾性ピン１５に生ずるせん断応力が小さくなり、弾性体が破損し難くなる。

係止ピン１４と弾性ピン１５とをアンビル１２に組み込む時の動作について、図４を参照しながら説明する。

まず係止ピン１４を係止ピン穴１２ｄに、係止ピン１４の段差１４ｂがアンビル１２の段差１２ｅに当接するまで挿入しておく。次に弾性ピン１５を大径部１２ｈから弾性ピン穴１２ｆに挿入していく。

この時弾性ピン１５は、弾性ピン１５との接触点１４ｆと、係止ピン穴１２ｄと弾性ピン穴１２ｆとの稜線１２ｉ、１２ｊと、に当接して傾いた状態となる。接触点１４ｆは、従来技術におけるエッジ部１１４ｈと比べて図中左方にある。また当接部１４ｂの弾性ピン穴１２ｆに対する突出長さは従来と同等に設定してある。よって本実施の形態における接触点１４ｆと稜線１２ｉ、１２ｊとの間の距離Ｌ１は、従来技術におけるエッジ部１１４ｈと稜線１２ｉ、１２ｊとの距離Ｌ０に比べて大きくなっている。これにより弾性ピン１５が通る通路が広くなるので、稜線１２ｉ、１２ｊに引っ掛かり難くなる。また接触点１４ｆ付近は滑らかな曲面（半球状）で形成されているので、弾性ピン１５は接触点１４ｆに対しても引っ掛かり難い。よって弾性ピン１５に傷が付き難くなり、また弾性体を挿入しやすくなる。

なお図５及び図６に示すように、底面１４ｇと外周面１４ｉとが滑らかな曲面１４ｈで繋がるような略円筒形状で構成してもよい。

本発明の実施の形態に係るインパクトレンチを示す全体構造断面図。 図１において要部の部品のみを示す拡大図。 図２においてソケットを着脱する途中の状態を示す図。 図２において弾性ピンを組み込む途中の状態を示す図。 本発明の別の実施の形態に係るインパクトレンチの要部の部品のみを示す拡大図。 図５においてソケットを着脱する途中の状態を示す図。 従来のインパクトレンチの要部の部品のみを示す拡大図。 図７においてソケットを着脱する途中の状態を示す図。 図８において弾性ピンを組み込む途中の状態を示す図。 図８において弾性ピンが座屈したまま組まれた状態を示す図。

符号の説明

１ インパクトレンチ
２ ハウジング
３ 電池パック
４ スイッチ
５ モーター
６ 減速機構部
７ インパクト機構部
８ スピンドル
９ スチールボール
１０ ハンマ
１０ａ ハンマ爪
１１ スプリング
１２ アンビル
１２ａ アンビル爪 １２ｂ 嵌合部 １２ｃ 段差 １２ｄ 係止ピン穴
１２ｅ 段差 １２ｆ 弾性ピン穴 １２ｇ 溝部 １２ｈ 大径部
１２ｉ、１２ｊ 稜線
１３ ハンマケース
１４ 係止ピン
１４ａ 当接部 １４ｂ 段差 １４ｃ 係止凸部 １４ｄ、１４ｅ
１４ｆ 接触点 １４ｇ 底面 １４ｈ 滑らかな曲面 １４ｉ 外周面
１５ 弾性ピン
１５ａ 案内部 １５ｂ 大径部
１６ ソケット
１６ａ 四角穴 １６ｂ 六角穴
１７ ナット（被締付け材）
１１４ 係止ピン
１１４ａ 当接部 １１４ｂ 段差 １１４ｃ 係止凸部 １１４ｆ 接触点
１１４ｉ エッジ部
Ｌ１、Ｌ２ 距離

Claims (4)

1. モータと、
   該モータの回転駆動力を衝撃トルクに変換するインパクト機構部と、
   該インパクト機構部からの衝撃トルクが伝達されるアンビルであって、先端工具を嵌めるための嵌合部と、径方向に延びる第１の穴部と、該第１の穴部と交わる第２の穴部とを有するアンビルと、
   該第１の穴部に挿入され、先端工具を係止するための金属からなる係止部材と、
   該第２の穴部に挿入され、該係止部材を該アンビルの径方向外側に押圧するゴム或いは合成樹脂からなる弾性体と、
   を備えたインパクトレンチにおいて、
   該係止部材の該弾性体と当接する当接部の形状を、角のない滑らかな曲面で構成したことを特徴とするインパクトレンチ。
2. 該当接部は半球形状で構成されることを特徴とする請求項１記載のインパクトレンチ。
3. 該当接部は、底面が該弾性体と当接し、底面と外周面とが滑らかな曲線で繋がる円筒形状で構成されることを特徴とする請求項１記載のインパクトレンチ。
4. 該インパクト機構部は、該アンビルの軸方向に往復動するハンマを備えたものであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一に記載のインパクトレンチ。