JP2009172732A - インパクト回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】インパクト回転工具において、弾性体の破断を防止して、カム機構内における振動及び騒音の発生を確実に防止する。
【解決手段】インパクト回転工具１は、モータ２を動力とする駆動軸１２と、駆動軸１２の回転が出力されるアンビル１３と、アンビル１３を打撃するハンマ１４と、ハンマ１４にアンビル１３を打撃する動作を行わせるカム機構１５と、ハンマ１４をアンビル１３側に向けて付勢するハンマバネ１６とを備える。ハンマバネ１６の後端側にあるプレート３８の前方には、鋼球３６、３６が駆動軸１２の軸部カム溝３４、３４の後端壁に衝突して騒音及び振動が発生することがないように、ハンマ１４の後退量を制限する金属板４０が弾性体４１を介して設けられる。ハンマバネ１６は、弾性体４１の外径の変形量を規制するように設定されており、弾性体４１が上述の衝撃力を吸収して過剰に圧縮されることを防止する規制部材として機能する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボルトやナット等のねじの締め付け作業に使用されるインパクトレンチやインパクトドライバ等のインパクト回転工具に関するものである。

インパクト回転工具は、回転駆動される駆動軸と連結されたハンマが、出力軸に設けられたアンビルを打撃することにより、打撃による強い衝撃力が出力軸に付加され、出力軸が回転するものである。駆動軸とハンマは、カム機構を介して互いに相対回転可能に且つ前進後退可能に連結されており、駆動軸とハンマの間には、ハンマをアンビル側に向けて付勢するハンマバネが設けられている。

ところで、ハンマはハンマバネに蓄積されたバネ力により前進し、一方、出力軸がボルト等の対象部材からの反力を受け、出力軸の回転が減速してハンマの回転が駆動軸に対して遅れるときにカム機構により、ハンマは後退するようになっている。このような工具において、ハンマが後退したとき、カム機構に設けられた鋼球がカム溝の端部壁に衝突して、騒音及び振動が発生することがある。そこで、このような騒音や振動の発生を防止するものとして、ハンマの後退量を制限する弾性体をハンマの後方に設けたインパクト回転工具が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００２−４６０７８号公報 特開平１１−３２０４３２号公報

しかしながら、上述のような従来の工具では、対象部材の剛性が大きい場合やねじのかじりが発生した場合、ハンマに大きな反力が作用することになり、ハンマが勢いよく後退することで弾性体に大きな衝撃力が作用する。そのため、弾性体の破断を引き起こすことがあり、上述の振動と騒音を確実に防止することができない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、弾性体の破断を防止して、カム機構内における振動及び騒音の発生を確実に防止することが可能なインパクト回転工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、モータを動力とする駆動軸と、前記駆動軸の回転が出力されるアンビルと、前記アンビルを打撃するハンマと、前記ハンマに前記アンビルを打撃する動作を行わせるカム機構と、前記ハンマが後退することにより圧縮され、当該ハンマをアンビル側に向けて付勢するハンマバネとを備えたインパクト回転工具において、前記ハンマの前記駆動軸に対する相対回転の遅れに伴って、当該ハンマが前記カム機構により当該駆動軸に対して後退するときに生じる衝撃力を緩和する弾性体と、前記弾性体の外径の変形量を規制する規制部材とをさらに備えるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部材は、前記ハンマバネの一部分となるように構成されたものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部材は、リング状に形成されているものである。

請求項１の発明によれば、ハンマが後退するときに生じる衝撃力により弾性体が径方向に増大することが抑制されるので、弾性体が過剰に圧縮されることがなくなり、弾性体の破損を防止することができる。そのため、カム機構内における振動及び騒音の発生を確実に防止でき、ユーザは本工具を快適に使用することが可能となる。

請求項２の発明によれば、規制部材がハンマバネの一部分となるように構成されているので、弾性体が径方向に増大して規制部材と当接するとき、当該弾性体には圧縮されたハンマバネから均一な力が加わり、傷や偏応力による弾性体の耐久性の低下を防止することができる。

請求項２の発明と同様に、弾性体の耐久性の低下を防止することができるインパクト回転工具が得られる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るインパクト回転工具について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態に係るインパクト回転工具１の概略構成を示す。インパクト回転工具（以下、本工具という）１は、駆動源であるモータ２と、モータ２と接続され、先端に取り付けられるビット３を打撃力を付加して回転させる打撃機構部４と、モータ２を制御する制御回路５と、上記各部を収容する本体カバー６と、本体カバー６に着脱自在に取り付けられる充電池７を備える。ここで、ビット３は、ボルトやナット等のねじの種類に応じて多数の種類があり、打撃機構部４に着脱自在に取り付けられる。

制御回路５は、ユーザが後述するトリガスイッチ８を引き込むことで、充電池７から電力をモータ２に供給し、トリガスイッチ８の引き込み量に応じた回転速度でモータ２を回転させる。本体カバー６は、モータ２及び打撃機構部４を収容するハウジング部９と、制御回路５を収容する共に操作に際しユーザによって把持されるように形成されたグリップ部１０で構成される。グリップ部１０の前面には、モータ２の起動とその回転速度の調整を行うためのトリガスイッチ８が設けられている。

図２は打撃機構部４の内部構成を示す。打撃機構部４は、モータ２と減速機１１を介して接続される駆動軸１２と、駆動軸１２の回転が出力されるアンビル１３と、アンビル１３を打撃するハンマ１４と、ハンマ１４にアンビル１３を打撃する動作を行わせるカム機構１５と、ハンマ１４をアンビル１３側に向けて付勢するハンマバネ１６とを備える。

減速機１１は、モータ２の前方に配置される。減速機１１は、遊星歯車機構であって、モータ２の回転軸１７に形成されたギアである太陽ギア１８と、太陽ギア１８と噛み合う複数の遊星ギア１９、１９と、遊星ギア１９、１９と噛み合うリングギア２０と、上記各部を収容するケース２１とで構成される。太陽ギア１８は、駆動軸１２の中央に形成された孔２２に差し込まれている。遊星ギア１９、１９は、太陽ギア１８の周囲に配置され、駆動軸１２の後端側に形成されるキャリア２３に挿通された軸２４、２４によってそれぞれの中心が固定されている。リングギア２０はケース２１の内周壁に固定されており、ケース２１は本体カバー６のハウジング部９に固定されている。上記のように減速機１１を構成することで、モータ２の回転が上記各ギアにより定められる所定の減速比で減速され、駆動軸１２に伝達される。

駆動軸１２は、上述したキャリア２３と、キャリア２３の中心を通る軸部２５で構成される。軸部２５は、後端側が減速機１１のケース２１内に固定されたベアリング２６により保持され、前端側がアンビル１３に形成された後部穴２７により回転自在に保持されている。

アンビル１３は、ハンマ１４の前方に配置されており、後端側にはハンマ１４によって打撃される際にハンマ１４と係合するアーム部２８、２８が形成されている。アンビル１３は、本体カバー６のハウジング部９の前端側に固定されたメタル軸受２９により保持されており、前端側がハウジング部９の前端面より突出している。アンビル１３の前端側には、ビット３を挿入するためのビット挿入穴３０が形成されていると共に、ビット挿入穴３０に挿入したビット３を固定するためのチャック機構３１が設けられている。

ハンマ１４は、その中央に駆動軸１２の軸部２５が遊嵌される貫通孔３２を有しており、駆動軸１２に対して相対回転可能に且つ前進後退可能に連結されている。ハンマ１４は、ハンマバネ１６の復元力により、アンビル１３側に向けて付勢されている。ハンマ１４の前端側には、アンビル１３のアーム部２８、２８と係合するハンマ爪３３、３３が放射状に形成されている。

カム機構１５は、軸部２５の前側外周面に螺旋状に形成された軸部カム溝３４、３４と、ハンマ１４の内周面に形成されたハンマカム溝３５、３５と、軸部カム溝３４、３４とハンマカム溝３５、３５の双方に係合する鋼球３６、３６とで構成される。軸部カム溝３４、３４とハンマカム溝３５、３５はそれぞれ、鋼球３６、３６の半球分が入り込めるように形成されており、軸部カム溝３４、３４とハンマカム溝３５、３５が重なって形成される空間に鋼球３６、３６が配設されている。上記のようなカム機構１５を構成することで、駆動軸１２の回転が鋼球３６、３６を介してハンマ１４に伝達される。

ハンマバネ１６は、中央の空間３７に駆動軸１２の軸部２５が挿通され、駆動軸１２のキャリア２３部とハンマ１４の間に圧縮されて配設されている。ハンマバネ１６は、後端側がキャリア２３部に固定されたプレート３８により保持され、前端側がハンマ１４に固定されたプレート３９により保持されている。

ハンマバネ１６の後端側にある上記プレート３８の前方には、ハンマ１４が駆動軸１２に対して後退するときに、鋼球３６、３６が駆動軸１２の軸部カム溝３４、３４の後端壁（図示しない）に衝突して騒音及び振動が発生することがないように、ハンマ１４の後退量を制限する金属板４０が弾性体４１を介して設けられる。弾性体４１は、金属板４０とハンマ１４が当接するときに生じる衝撃力を緩和するためのものである。金属板４０と弾性体４１は、軸部２５が挿通されると共にハンマバネ１６の空間３７に位置するようにリング状に形成されている。ここで、上述したハンマバネ１６は、その内径が弾性体４１の外径の変形量を規制するように設定されており、弾性体４１が上述の衝撃力を吸収して過剰に圧縮されることを防止する規制部材として機能する。

次に、上記のように構成されたインパクト回転工具１における打撃機構部４の動作について説明する。図３（ａ）（ｂ）は上記打撃機構部４の動作状態を示しており、（ａ）はハンマ１４が最大限前進した状態を示し、（ｂ）はハンマ１４が最大限後退した状態を示す。

ねじの締付を開始する前は、図３（ａ）のように、ハンマ１４がハンマバネ１６の復元力によりアンビル１３側に向けて付勢され、ハンマ１４のハンマ爪３３、３３とアンビル１３のアーム部２８、２８が係合している。ユーザがトリガスイッチ８を引き込んでねじの締付を開始すると、モータ２が回転する。モータ２の回転は減速機１１にて減速されて駆動軸１２に出力され、駆動軸１２の回転は鋼球３６、３６を介してハンマ１４に伝達される。このとき、ハンマ爪３３、３３とアーム部２８、２８が係合しているので、ハンマ１４の回転はアンビル１３に伝達され、アンビル１３に取り付けられたビット３が回転する。

ここで、ねじの締付トルクが高くなって、アンビル１３に大きな負荷がかかった場合について述べる。この場合、アンビル１３の回転が遅くなり、これに伴って、ハンマ１４の回転が遅くなって駆動軸１２の回転に対して相対的に遅れることになる。すると、鋼球３６、３６が軸部カム溝３４、３４の前端壁から後退し、これに伴ってハンマ１４がハンマバネ１６を圧縮しながら駆動軸１２に対して後退し、ハンマ爪３３、３３とアーム部２８、２８の係合が外れる。その後、ハンマ１４は、図３（ｂ）のように、金属板４０及び弾性体４１により制限される位置まで後退する。このとき、鋼球３６、３６が駆動軸１２の軸部カム溝３４、３４の後端壁に衝突することはない。ここで、ハンマ１４が金属板４０と当接したとき、弾性体４１は軸方向に圧縮されて径方向に増大し、その外周面と圧縮されたハンマバネ１６の内側が当接する。

その後、鋼球３６、３６はハンマバネ１６の復元力により軸部カム溝３４、３４に沿って前進し、これに伴ってハンマ１４が駆動軸１２に対して前進する。すると、ハンマ１４のハンマ爪３３、３３とアンビル１３のアーム部２８、２８が再び係合し、アンビル１３がハンマ１４によって打撃されてアンビル１３に回転力が加えられる。

以上、本実施形態に係るインパクト回転工具１によれば、ハンマ１４が駆動軸１２に対して後退して金属板４０と当接したときに、弾性体４１が過剰に圧縮されることがなくなり、弾性体４１の破損を防止することできる。また、弾性体４１には、圧縮されたハンマバネ１６から均一な力が加わるので、傷や偏応力による弾性体４１の耐久性の低下を防止することができる。そのため、カム機構１５内における振動及び騒音の発生を確実に防止でき、ユーザは本工具を快適に使用することが可能となる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るインパクト回転工具について図４と上述の図１及び図２を参照して説明する。図４（ａ）（ｂ）は本工具１の打撃機構部４の動作状態を示しており、（ａ）はハンマ１４が最大限前進した状態を示し、（ｂ）はハンマ１４が最大限後退した状態を示す。本工具１は、ハンマバネ１６を規制部材として機能させる代わりに、ハンマバネ１６の後端側にあるプレート３８に弾性体４１の外径の変形量を規制する規制部４２を設けた点で第１の実施形態と相違する。規制部４２は、プレート３８の前端面から前方に突出するように形成されている。その他の構成については図１及び図２と同様である。これにより、カム機構１５内における振動及び騒音の発生を確実に防止でき、ユーザは本工具を快適に使用することが可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るインパクト回転工具について図５と上述の図１及び図２を参照して説明する。図５（ａ）（ｂ）は本工具１の打撃機構部４の動作状態を示しており、（ａ）はハンマ１４が最大限前進した状態を示し、（ｂ）はハンマ１４が最大限後退した状態を示す。本工具１は、ハンマバネ１６の後端側を保持できるようにしたキャリア２３に前方に突出する規制部４２を設けた点で他の実施形態と相違する。その他の構成については図１及び図２と同様である。これにより、カム機構１５内における振動及び騒音の発生を確実に防止でき、ユーザは本工具を快適に使用することが可能となる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ハンマバネ１６、プレート３８又はキャリア２３部の一部が弾性体４１の外径の変形量を規制する構成を例示したが、規制部材として新たな別部品を設けたものであってもよい。

本発明の第１の実施形態に係るインパクト回転工具を示す側面図。 上記インパクト回転工具の打撃機構部を示す側面断面図。 （ａ）は上記打撃機構部において、ハンマとアンビルが係合した状態を示す側面断面図、（ｂ）はハンマが金属板と当接した状態を示す側面断面図。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係るインパクト回転工具の打撃機構部において、ハンマとアンビルが係合した状態を示す側面断面図、（ｂ）はハンマが金属板と当接した状態を示す側面断面図。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係るインパクト回転工具の打撃機構部において、ハンマとアンビルが係合した状態を示す側面断面図、（ｂ）はハンマが金属板と当接した状態を示す側面断面図。

符号の説明

１ インパクト回転工具
２ モータ
８ トリガスイッチ
１２ 駆動軸
１３ アンビル
１４ ハンマ
１５ カム機構
１６ ハンマバネ（規制部材）
４１ 弾性体

Claims (3)

1. モータを動力とする駆動軸と、前記駆動軸の回転が出力されるアンビルと、前記アンビルを打撃するハンマと、前記ハンマに前記アンビルを打撃する動作を行わせるカム機構と、前記ハンマが後退することにより圧縮され、当該ハンマをアンビル側に向けて付勢するハンマバネとを備えたインパクト回転工具において、
   前記ハンマの前記駆動軸に対する相対回転の遅れに伴って、当該ハンマが前記カム機構により当該駆動軸に対して後退するときに生じる衝撃力を緩和する弾性体と、
   前記弾性体の外径の変形量を規制する規制部材とをさらに備えることを特徴とするインパクト回転工具。
2. 前記規制部材は、前記ハンマバネの一部分となるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のインパクト回転工具。
3. 前記規制部材は、リング状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインパクト回転工具。

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