(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、該電動モータにより動力伝達機構を介して回転されるスピンドルと、先端工具が装着可能な取付部を有するアンビルと、前記スピンドルに取り付けられ、前記アンビルに回転打撃を付加するハンマーとを備えた回転打撃工具であって、
前記スピンドルと前記アンビルとの間に、前記スピンドルの回転力を前記アンビルに対して回転方向の摩擦力として伝える回転付勢装置を備えたことを特徴とする回転打撃工具。
【請求項２】
請求項１に記載の回転打撃工具であって、前記回転付勢装置が、前記スピンドルと前記アンビルとのいずれか一方又は双方に対して摩擦接触された摩擦部材によって構成されていることを特徴とする回転打撃工具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転打撃工具であって、前記回転付勢装置が、前記スピンドルと前記アンビルとのいずれか一方に設けられた凹部内に収容されたコイルバネによって構成されており、そのコイルバネは、軸方向の一側が前記凹部内面に摩擦接触され、他側が前記スピンドル又は前記アンビルに固着又は摩擦接触されていることを特徴とする回転打撃工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばインパクトレンチ又はインパクトドライバと称される回転打撃工具に係り、詳しくは回転方向に打撃を与えて、ねじを強固に締め付けることができる回転打撃工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転打撃工具、例えばインパクトレンチは、電動モータを駆動源として、遊星歯車列からなる動力伝達機構を介して回転されるスピンドルを備え、そのスピンドルの先端側外周には、アンビルに対して回転打撃を与えるためのハンマーが取り付けられている。アンビルはその先端にボルトの締付工具であるソケットを装着するものであって、スピンドルと同一軸線上に自由回転可能に配置されている。
スピンドルとハンマーとは、該スピンドル及びハンマーにそれぞれ設けられたカム溝と、そのカム溝に嵌合するボール（鋼球）からなるカム機構を介して連係され、スピンドルの回転がハンマーに伝達される。また、ハンマーとアンビルとは、相互の対向面に設けられた爪を介して係合し、ハンマーに一定値を超える負荷（ネジ締め抵抗）が作用したときには、該ハンマーがスピンドルと共に回転しつつアンビルから離れる方向に移動（後退）して爪が解離される構成とされている。そして、爪が解離されることに伴いハンマーに対する負荷が消去されると、該ハンマーはスプリングの加圧力でアンビルに接近する方向へ回転しつつ移動（前進）し、爪相互が衝撃的に係合する。すなわち、ハンマーがアンビルを回転打撃する。このことによって、アンビルからソケットを経てボルトに回転打撃を与えてネジ締めが行われる構成となっている。このような構造のインパクトレンチは、例えば実公昭５５−１６９３６８号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構造のインパクトレンチによると、ボルトのネジ締め作業時においては、ハンマーがアンビルの回転打撃後、その反動でアンビルの爪から外れる方向に移動しつつ回転する。それに伴い、ハウジングに軸受によって回転可能に支持されているアンビル及びそれに取り付けられているソケットもそれぞれ反対方向に回動する。このため、ボルト頭部とソケットの嵌合面及びソケットとアンビルとの嵌合面に関して回転方向に密着状態が維持されない。
図３はネジ締め時におけるボルト頭部とソケットとの嵌合面の状態を例示したものである。すなわち、（Ａ）はハンマーによるアンビルの回転打撃時を示しており、ソケット２０とボルト頭部２４との嵌合面がネジ締め方向（図示矢印方向）に密着したネジ締め時の状態である。（Ｂ）は回転打撃後を示しており、打撃の反動によってソケット２０が反転され、嵌合面に関してネジ締め方向に隙間が生じている。
従って、従来のインパクトレンチによると、（Ｂ）の嵌合状態から（Ａ）の嵌合状態、すなわち、ソケット２０の回転力がボルト頭部２４に伝達可能なネジ締め方向に密着状態となるまでは、打撃エネルギーがソケット２０からボルト頭部２４に有効に伝達されないことになる。なお、このような現象は、アンビルのソケット取付部（四角形）に四角孔を嵌合することで取り付けられるソケットの取付部についても同様のことである。
すなわち、従来の回転打撃工具では、ネジ締め作業時におけるハンマーによる打撃エネルギーの伝達効率が低下し、また大きな打撃音が発生するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハンマーの打撃力がネジ締めに効率良く伝達することが可能で、しかも騒音の低減に有効な回転打撃工具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係る回転打撃工具は、特許請求の範囲の各請求項に記載の通りの構成を備えた。
従って、請求項１の発明によれば、スピンドル及びハンマーが回転されるとき、その回転力は回転付勢装置を介してアンビルに回転方向の付勢力（摩擦力）として伝えることができる。このことにより、ネジ締め時において、回転打撃から次の回転打撃が加えられるまでの間、アンビルを前回の打撃位置に保持することができる。
このため、例えばアンビルの先端に先端工具としてソケットを装着してボルトをネジ締めする場合であれば、ソケットとアンビルとの嵌合面及びソケットとボルト頭部との嵌合面に関して、回転打撃時の位置関係、すなわち、密着状態に保持することができる。その結果、ハンマーを経てアンビル、ソケット及びボルトに対する打撃エネルギーの伝達効率を高めることができるとともに、騒音発生を低減することができる。
【０００６】
また、請求項２の発明によれば、スピンドル又はハンマーの回転力をアンビルに回転方向の付勢力として伝える回転付勢装置として摩擦力を利用する構成であるため、簡単な構成で所期の目的を達成することができる。
【０００７】
また、請求項３の発明によれば、スピンドル又はアンビルに設定した凹部にスプリングを収容する構成のため、狭いスペースを利用して組み込むことが可能となり、回転打撃工具を大型化することなく、また既存構造を大幅に変更することなく、実施することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、回転打撃工具の一例として、ボルトの締付け作業に使用するインパクトレンチに適用したものである。図１はインパクトレンチの一部破断側面図であり、図２は要部の拡大断面図であり、図３はネジ締め時におけるソケットとボルト頭部との嵌合状態を示す説明図である。
図１に示すように、インパクトレンチは、ハウジング１内の後側（図示左側）に収容された駆動源としての電動モータ（図示省略）を備えており、該電動モータの出力軸２の回転力が動力伝達機構としての遊星歯車列３を介してスピンドル８に伝達される。
【０００９】
遊星歯車列３は、図１に示すように、前記出力軸２に設けられたピニオンギヤ（サンギヤ）５と、そのピニオンギヤ５と噛み合う複数の遊星ギヤ６と、遊星ギヤ６に噛み合うインターナルギヤ７とによって構成され、これらはハウジング１に固着されたギヤボックス４内に組み込まれている。インターナルギヤ７はギヤボックス４に固着され、各遊星ギヤ６はスピンドル８の後端部（図示左側）に一体に形成された外張出状のキャリア部９に支軸６ａを介して回転可能に支持されている。スピンドル８は、出力軸２と同一軸線上に配置され、出力軸２側の端部が前記ギヤボックス４に軸受１０によって回転可能に支持されている。
【００１０】
スピンドル８の先端側（図示右側）には、アンビル１６に回転打撃力を付加するための回転打撃機構１１が取り付けられている。回転打撃機構１１は、ハンマー１２を主体に構成され、このハンマー１２はスピンドル８に回転可能にかつ軸方向に移動可能に嵌合されている。そして、スピンドル８とハンマー１２とは、該スピンドル８の軸線を挟んで外周面の対称位置に形成された２個のカム溝８ａ、及びこれに対応してハンマー１２の内周面に形成された２個のカム溝１２ａ、さらにそれらカム溝８ａ，１２ａにそれぞれ嵌合される２個のボール（鋼球）１３からなるカム機構１４を介して連係され、スピンドル８の回転がハンマー１２に伝達されるようになっている。
なお、スピンドル８のカム溝８ａは、回転軸線に対して傾斜する側面視Ｖ字形でかつ断面半円形に形成され、一方、これに対向してハンマー１２に設けられるカム溝１２ａは、内面視で略三角形に形成されている。このため、スピンドル８に対してハンマー１２が相対的に回転すると、該ハンマー１２はスピンドル８に対して軸方向（回転軸線に沿った方向）に前進又は後退する。
【００１１】
また、ハンマー１２とスピンドル８のキャリア部９との間には圧縮スプリング１５が介装されており、この圧縮スプリング１５によりハンマー１２は、該ハンマー１２に対向状に配置されるアンビル１６側（前方）に向かって押圧されている。このため、ハンマー１２の後退動作は、圧縮スプリング１５の押圧力に抗してなされることになる。ハンマー１２の前端面には、２個の爪（係合凸部）１２ｂがアンビル１６側に突き出して設けられ、この爪１２ｂに対応してアンビル１６の後端に２個の爪（係合アーム）１６ａが放射方向に突設されている。
従って、ハンマー１２が圧縮スプリング１５の押圧力により前進した位置では、ハンマー１２の爪１２ｂがアンビル１６の爪１６ａに対して回転方向に係合し、これによりアンビル１６に対して回転方向の打撃が与えられる。一方、アンビル１６側からハンマー１２に一定値を超える負荷（ネジ締め抵抗）が働いたときは、ハンマー１２は前記のカム機構１４を介して後退され、爪１２ｂ，１６ａの係合が解除される。
【００１２】
アンビル１６は、ハウジング１の前端に取り付けたインパクトケース１７に軸受１８を介して回転可能に支持されている。また、アンビル１６の爪１６ａとインパクトケース１７と間にはライニング１９が挟み込まれている。このライニング１９によりアンビル１６が軸方向にがたつきなく回転支持される。
アンビル１６の先端側は、インパクトケース１７から突き出されており、この突き出し部分の先端には、先端工具としてのボルト締め用のソケット２０を着脱可能に装着するためのソケット取付部（四角軸）１６ｂが設けられている。
【００１３】
次に、スピンドル８とアンビル１６との間に設けられ、該スピンドル８の回転力をアンビル１６に回転方向の付勢力として伝えることによってアンビル１６の自由回転を抑えるための回転付勢装置を説明する。
この回転付勢装置は、スピンドル８とアンビル１６との間に介在されるコイルスプリング２３をその主たる構成部材としている。図示のように、スピンドル８の先端には小径の突軸２１が形成され、その突軸２１はアンビル１６の軸中心に開けられた有底状の円形孔（凹部）２２内の一部に嵌入されている。そして、円形孔２２内には、コイルスプリング２３が加圧状態で収容配置され、このコイルスプリング２３は、一端が突軸２１の先端部に形成された小径部２１ａに圧入され、他端が円形孔２２の孔底に形成された小径孔２２ａの内周面に圧入されている。
【００１４】
すなわち、コイルスプリング２３はスピンドル８とアンビル１６の双方に対して摩擦接触されている。これによりスピンドル８の回転力は、コイルスプリング２３の圧入嵌合面の周方向の摩擦力と、小径部２１ａの段差面との当接面及び小径孔２２ａの孔底に対する当接面との軸方向の摩擦力を介してアンビル１６に回転方向の付勢力として付加される構成となっている。
【００１５】
本実施の形態に係るインパクトレンチは上述のように構成したものである。従って、ボルトの締付け作業時において、ソケット２０を経てアンビル１６に一定値以上の負荷（ねじ締め抵抗）が付加されると、ハンマー１２がスピンドル８に対して相対回転しつつ軸方向に後退して爪１２ｂがアンビル１６の爪１６ａから外れ、これによりハンマー１２とアンビル１６との係合が解除される。
ハンマー１２とアンビル１６との係合が解除されると、負荷が消去され、それに伴いハンマー１２が圧縮スプリング１５の押圧力により前進しつつ回転し、この時にハンマー１２の爪１２ｂがアンビル１６の爪１６ａに対して衝撃的に係合する。すなわち、打撃力が加えられ、これによりアンビル１２が回転方向に打撃されて大きなねじ締め力でボルトが締め付けらされる。このような回転打撃作用が繰り返されることでボルトが完全に締め付けられる。
【００１６】
上記のボルトの締付け作業時において、アンビル１６に対して回転打撃が加えられてから次の回転打撃が加えられるまでの間において、本実施の形態においては、スピンドル８とアンビル１６との間に摩擦接触状態で介在されたコイルスプリング２３の摩擦力によってアンビル１６が回転方向に付勢される。このことにより、回転打撃による反動でアンビル１６が反転することを抑えることができたため、アンビル１６とソケット２０の嵌合面及びソケット２０とボルト頭部２４との嵌合面は、ハンマー１２による回転打撃時の状態に保持される。
例えば、図３の（Ａ）に示すように、ソケット２０の六角孔内周面がボルトの頭部（六角形）２４に押し付けられ、ネジ締め方向に関して隙間のない密着状態に保持される。そして、このことは、図示はしないが、アンビル１６のソケット取付部（四角形）１６ｂと、ソケット２０の六角孔内周面との嵌合面についても同様である。
このことにより、その後に行われるハンマー１２の回転打撃力がアンビル１６からソケット２０へ、そしてソケット２０からボルトへ効率的に伝達される。また、嵌合面が密着状態に保持されることから、打撃音の発生も隙間がある場合に比べて小さくなる。
なお、上記の説明はボルトを締め付ける場合であるが、ボルトを緩める方向についても、回転方向が逆向きとなる点を除いては同様である。
【００１７】
また、本実施の形態では、アンビル１６の軸中心部に円形孔２２を設け、その孔内にコイルスプリング２３を収容することで、アンビル１６を回転方向の付勢する回転付勢装置を構成したので、既存のインパクトレンチと同一の大きさで、しかも既存の構造を大幅に変更することもなく、新規の機能を追加することができる。
また、回転付勢装置としてコイルスプリング２３を用いることによって、このコイルスプリング２３を加圧（圧縮）した状態で収容することによって、当接面に多少の摩耗が生じても、長期にわたって摩擦力を維持することができる。
【００１８】
なお、本発明は上記した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内で適宜変更することが可能である。
例えば、コイルスプリング２３は突軸２１の小径部２１ａ及び円形孔２２の小径孔２２ａにそれぞれ圧入することで、その嵌合面間の摩擦力を回転方向付勢力として利用し、加えて予めコイルスプリング２３を加圧した状態で収容することによって軸方向端面の当接面の摩擦抵抗を回転方向付勢力として利用する構成としたが、しかしながら、そのいずれか一方の摩擦抵抗を利用する形態に変更してもよい。また、コイルスプリング２３は、スピンドル８又はアンビル１６のいずれか一方に対して摩擦する構成とし、他方には固定してもよい。
さらにまた、コイルスプリング２３に変えて、図４に示すように、アンビル１６の円形孔２２内に、ばね又はゴム等の弾性加圧材３１によって孔底に加圧される摩擦板３２を収容する構成に変更してもよい。この場合、弾性加圧材３１を省略した形での実施も可能であるが、弾性加圧材３１を用いた方が、摩擦板３２の摩耗に対しても適応することができる。また、図５に示す如く、アンビル１６の円形孔２２の孔底側に、スピンドル８の突軸２１の先端に当接する摩擦板３３を設け、その摩擦板３３の摩耗時には、アンビル１６のソケット取付部１６ｂ側からネジ３４によって調整できるような構成に変更してもよい。
【００１９】
さらには、アンビル１６の回転付勢装置は、上記のコイルスプリング２３や摩擦板３２，３３に代え、図６に示すように、アンビル１６の円形孔２２と、スピンドル８の突軸２１とで塞がれる空間内に適度の粘性を有するゲル状の粘性材料３５を封じ込め、その粘性材料３５の粘度を利用してアンビル１６の自由回転を防止するように構成することも可能である。
また、実施の形態及び上記の各変更例では、スピンドル８側に突軸２１を設け、アンビル１６側に円形孔２２を設けたが、スピンドル８側に円形孔２２を設け、アンビル１６側に突軸２１を設けても成立する。
また、本実施の形態は、インパクトレンチの場合で説明したが、これに限らずインパクトドライバに適用できることは当然である。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回転打撃工具において、ハンマーの回転打撃力をネジ締めに効率良く伝達することができるとともに、ハンマーの回転打撃による騒音を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るインパクトレンチを示す一部破断側面図である。
【図２】要部を示す拡大断面図である。
【図３】ボルトの締付け時におけるソケットとボルト頭部との嵌合態様を示す説明図であり、（Ａ）は回転打撃時のネジ締め方向に密着した嵌合状態を示し、（Ｂ）は回転打撃による反動でソケットが反転したときの嵌合状態を示している。
【図４】アンビルの回転付勢装置の変更例を示す断面図である。
【図５】アンビルの回転付勢装置の他の変更例を示す断面図である。
【図６】アンビルの回転付勢装置のさらに他の変更例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ハウジング
２…出力軸
３…遊星歯車列
８…スピンドル
１２…ハンマー
１４…カム機構
１６…アンビル
２０…ソケット
２１…突軸
２２…円形孔
２３…コイルスプリング
２４…ボルト頭部
【図１】
0003678962.tif 000002
【図２】
0003678962.tif 000003
【図３】
0003678962.tif 000004
【図４】
0003678962.tif 000005
【図５】
0003678962.tif 000006
【図６】
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