(57)【要約】【課題】操作スリーブを用いても出力軸の突出長さを短くでき、全長のコンパクト化が達成できるようにする。【解決手段】工具保持装置９０は、動力が伝達されるアンビル１４と、アンビル１４の軸心に前端へ向けて開口形成され、ビットが挿入される挿入孔９１と、アンビル１４へ半径方向に貫通形成されて挿入孔９１と連通する貫通孔９２，９２と、貫通孔９２，９２内に配置されて挿入孔に９１対して出没可能なボール９３，９３と、アンビル１４にその軸方向へスライド可能に外装され、後退位置でボール９３，９３を挿入孔９１内への突出位置に押圧し、前進位置でボール９３，９３の押圧を解除する操作スリーブ９９と、を含み、ボール９３，９３を突出位置に付勢する板バネ９７が設けられて、操作スリーブ９９は、前進位置で板バネ９７を露出させる長さで形成されている。【選択図】図４
2018163561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具保持装置であって、
動力が伝達される出力軸と、
前記出力軸の軸心に前端へ向けて開口形成され、ビットが挿入される挿入孔と、
前記出力軸へ半径方向に貫通形成されて前記挿入孔と連通する貫通孔と、
前記貫通孔内に配置されて前記挿入孔に対して出没可能なボールと、
前記出力軸にその軸方向へスライド可能に外装され、前後何れか一方の位置で前記ボールを前記挿入孔内への突出位置に押圧し、他方の位置で前記ボールの押圧を解除する操作スリーブと、を含み、
前記ボールを前記突出位置に付勢する弾性体が設けられ、前記操作スリーブは、前記他方の位置で前記弾性体の少なくとも一部を露出させる長さで形成されていることを特徴とする工具保持装置。
【請求項２】
前記弾性体は、前記ボールの外側で前記出力軸に外装される板バネであることを特徴とする請求項１に記載の工具保持装置。
【請求項３】
前記板バネは、周方向に両端が分断された分断部分を有するリング状であることを特徴とする請求項２に記載の工具保持装置。
【請求項４】
前記分断部分は、軸方向から傾斜して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の工具保持装置。
【請求項５】
前記板バネは、前記ボールの前後何れかの半分側で前記ボールの外側に外装されることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の工具保持装置。
【請求項６】
前記一方の位置で前記操作スリーブの当該側の端部は、前記出力軸の半径方向で前記ボールの当該側の端部と重なっていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の工具保持装置。
【請求項７】
前記操作スリーブの前記一方側の端部内周には、当該端部へ行くに従って拡開するテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の工具保持装置。
【請求項８】
前記他方の位置で前記操作スリーブの前記一方側の端部は、前記出力軸の半径方向で前記ボールと重ならないことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の工具保持装置。
【請求項９】
電動工具であって、
モータを収容するハウジングと、
前記ハウジングから突出し、前記モータの駆動によって動力が伝達される出力軸と、を含み、
前記出力軸に、請求項１乃至８の何れかに記載の工具保持装置が設けられていることを特徴とする電動工具。
【請求項１０】
モータと、
前記モータにより回転するスピンドルと、
前記スピンドルに保持されるハンマと、
前記ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、
前記ハンマを収容するケースと、
前記ケースに保持される前側の第１の軸受及び後側の第２の軸受と、を含み、
前記第１の軸受及び前記第２の軸受は、前記アンビルを回転可能に直接保持していることを特徴とするインパクト工具。
【請求項１１】
前記第１の軸受及び前記第２の軸受は、共にボールベアリングであることを特徴とする請求項１０に記載のインパクト工具。
【請求項１２】
前記ケースには、前記第１の軸受及び前記第２の軸受を保持する軸受保持部が形成されており、
前記軸受保持部の内径は軸方向に同一となるように形成されて、
前記第１の軸受及び前記第２の軸受の外径は同一であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のインパクト工具。
【請求項１３】
前記第１の軸受の径方向内側には、第１のリング状部材が配置され、
前記第２の軸受の径方向内側には、第２のリング状部材が配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項１４】
前記アンビルの後方に前記ハンマが配置されており、
前記第１の軸受及び前記第２の軸受は、前記ケースに後方から挿入されて保持されることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項１５】
前記第１の軸受は、第１の内輪と、第１の外輪と、当該内輪と外輪との間の第１のボールと、を含み、
前記第２の軸受は、第２の内輪と、第２の外輪と、当該内輪と外輪との間の第２のボールと、を含み、
前記第１の軸受と前記第２の軸受との間には、前記第１の外輪と前記第２の外輪とに当接するスペーサ部材が配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１４の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項１６】
前記ケースには、前記第２の軸受の後面に当接する止め輪が設けられていることを特徴とする請求項１０乃至１５の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項１７】
モータと、
前記モータにより回転するスピンドルと、
前記スピンドルに保持されるハンマと、
前記ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、
前記ハンマを収容し、前記アンビルが突出するケースと、を含み、
前記アンビルにおける前記ケースからの突出量が１０ｍｍの位置において、９．８Ｎの荷重を掛けた際の前記アンビルの変位量が０．０４ｍｍ以下であることを特徴とするインパクト工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパクトドライバといった電動工具等において、アンビル等の出力軸にビットを装着するために用いられる工具保持装置と、電動工具及びインパクト工具とに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインパクトドライバでは、特許文献１に示すように、モータから回転伝達されるスピンドルに、ボールを介してハンマを連結すると共に、スピンドルに外装されるコイルバネによって、ハンマを、ビットが装着される出力軸となるアンビルと係合させて、アンビルへのトルクの高まりに応じて、ハンマをアンビルに係脱させて回転打撃力（インパクト）を間欠的に発生させる。
このようなインパクトドライバにおいて、アンビルには、ビットが差し込まれる挿入孔が軸心に設けられると共に、挿入孔に連通する半径方向の貫通孔が設けられて、その貫通孔に配置したボールを、アンビルへ前後動可能に外装した操作スリーブで押圧してビットに係合させる工具保持装置が設けられる。この工具保持装置では、操作スリーブがコイルバネによって係合位置（後退位置）に付勢されており、ビットの取り外しは、操作スリーブをコイルバネの付勢に抗してボールを押圧しない前進位置にスライドさせることで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１０７３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の工具保持装置においては、操作スリーブを前進位置へスライドさせた際にボールが脱落しないように、操作スリーブの後端にボールに被さる脱落防止部を延設する必要がある。このため、操作スリーブが軸方向に長くなってそのストロークを確保するために出力軸の突出長さを短くすることができなかった。
一方、アンビルは、特許文献１に開示されるニードルベアリング等の軸受によってハンマケース等のケースに軸支されているが、構造上軸受とアンビルとの間にクリアランスが生じるため、回転時にアンビルががたついて先端のビットに振れが生じるという問題があった。【０００５】
そこで、本発明は、操作スリーブを用いても出力軸の突出長さを短くでき、全長のコンパクト化が達成できる工具保持装置及び電動工具を提供することを目的としたものである。
また、本発明は、アンビルのがたつきを低減することができるインパクト工具を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、動力が伝達される出力軸と、出力軸の軸心に前端へ向けて開口形成され、ビットが挿入される挿入孔と、出力軸へ半径方向に貫通形成されて挿入孔と連通する貫通孔と、貫通孔内に配置されて挿入孔に対して出没可能なボールと、出力軸にその軸方向へスライド可能に外装され、前後何れか一方の位置でボールを挿入孔内への突出位置に押圧し、他方の位置でボールの押圧を解除する操作スリーブと、を含み、ボールを突出位置に付勢する弾性体が設けられ、操作スリーブは、他方の位置で弾性体の少なくとも一部を露出させる長さで形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、弾性体は、ボールの外側で出力軸に外装される板バネであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、板バネは、周方向に両端が分断された分断部分を有するリング状であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成において、分断部分は、軸方向から傾斜して形成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４の何れかの構成において、板バネは、ボールの前後何れかの半分側でボールの外側に外装されることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、一方の位置で操作スリーブの当該側の端部は、出力軸の半径方向でボールの当該側の端部と重なっていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかの構成において、操作スリーブの一方側の端部内周には、当該端部へ行くに従って拡開するテーパ部が形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかの構成において、他方の位置で操作スリーブの一方側の端部は、出力軸の半径方向で前記ボールと重ならないことを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、モータを収容するハウジングから、モータの駆動によって動力が伝達される出力軸が突出されてなる電動工具であって、
出力軸に、請求項１乃至８の何れかに記載の工具保持装置が設けられていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、インパクト工具であって、モータと、モータにより回転するスピンドルと、スピンドルに保持されるハンマと、ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、ハンマを収容するケースと、ケースに保持される前側の第１の軸受及び後側の第２の軸受と、を含み、第１の軸受及び第２の軸受は、アンビルを回転可能に直接保持していることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０の構成において、第１の軸受及び第２の軸受は、共にボールベアリングであることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１の構成において、ケースには、第１の軸受及び第２の軸受を保持する軸受保持部が形成されており、軸受保持部の内径は軸方向に同一となるように形成されて、第１の軸受及び第２の軸受の外径は同一であることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０乃至１２の何れかの構成において、第１の軸受の径方向内側には、第１のリング状部材が配置され、第２の軸受の径方向内側には、第２のリング状部材が配置されていることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１０乃至１３の何れかの構成において、アンビルの後方にハンマが配置されており、第１の軸受及び第２の軸受は、ケースに後方から挿入されて保持されることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１０乃至１４の何れかの構成において、第１の軸受は、第１の内輪と、第１の外輪と、当該内輪と外輪との間の第１のボールと、を含み、第２の軸受は、第２の内輪と、第２の外輪と、当該内輪と外輪との間の第２のボールと、を含み、第１の軸受と第２の軸受との間には、第１の外輪と第２の外輪とに当接するスペーサ部材が配置されていることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１０乃至１５の何れかの構成において、ケースには、第２の軸受の後面に当接する止め輪が設けられていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項１７に記載の発明は、インパクト工具であって、モータと、モータにより回転するスピンドルと、スピンドルに保持されるハンマと、ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、ハンマを収容し、アンビルが突出するケースと、を含み、アンビルにおけるケースからの突出量が１０ｍｍの位置において、９．８Ｎの荷重を掛けた際のアンビルの変位量が０．０４ｍｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ボールを突出位置に付勢する弾性体が設けられ、操作スリーブは、ボールの押圧を解除する他方の位置で弾性体の少なくとも一部を露出させる長さで形成されているので、操作スリーブを他方の位置へスライドさせても弾性体によってボールの脱落が防止され、操作スリーブが前後へ延びる長さが短くなる。よって、ボールを従来よりも後側若しくは前側に配置可能となり、操作スリーブを用いても出力軸の突出長さを短くすることができ、ひいては全長のコンパクト化が達成できる。
また、本発明によれば、前後２つの軸受によってアンビルを回転可能に直接保持しているので、アンビルのがたつきを効果的に低減することができ、先端のビットの振れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インパクトドライバの斜視図である。
【図２】インパクトドライバの側面図である。
【図３】インパクトドライバの中央縦断面図である。
【図４】本体部の拡大断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】板バネの斜視図である。
【図７】（Ａ）は工具保持装置の拡大図（操作スリーブは前進位置）、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）はビットの装着手順を示す説明図である。
【図９】工具保持装置の変更例を示す説明図である。
【図１０】変更例を示すアンビル部分の拡大断面図である。
【図１１】（Ａ）は、変更例に係るインパクトドライバの振れ抑制効果の検証方法の説明図、（Ｂ）は他の製品群を含む検証結果表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［インパクトドライバの説明］
図１は、電動工具の一例であるインパクトドライバの斜視図、図２は側面図、図３は中央縦断面図、図４は本体部の拡大断面図である。
インパクトドライバ１は、中心軸を前後方向とする本体部２と、その本体部２から下方へ突出するグリップ部３とを有する。インパクトドライバ１のハウジングは、本体部２を形成する筒状のモータハウジング５とグリップ部３を形成するグリップハウジング６とが連設される本体ハウジング４と、モータハウジング５の後端にネジ止め装着される後カバー７と、モータハウジング５の前部に組み付けられるケースとしてのハンマケース８とから構成されている。本体ハウジング４は、左右の半割ハウジング４ａ，４ｂに分割され、左右方向のネジ９，９・・によって組み付けられる。
【００１０】
本体部２には、後方から、モータ１０、遊星歯車減速機構１１、スピンドル１２、打撃機構１３の順で設けられている。モータ１０はモータハウジング５に、遊星歯車減速機構１１、スピンドル１２、打撃機構１３はハンマケース８にそれぞれ収容されて、打撃機構１３に設けられた出力軸となるアンビル１４が、ハンマケース８の前端から前方へ突出している。
グリップ部３の上部には、トリガ１６を前方へ突出させたスイッチ１５が収容されて、グリップ部３の下端には、電源となるバッテリーパック１８が装着されるバッテリー装着部１７が形成されている。このバッテリー装着部１７内には、バッテリーパック１８と電気的に接続される端子台１９と、その上方に位置するコントローラ２０とが収容されている。コントローラ２０には、マイコンやスイッチング端子等を搭載した制御回路基板２１が設けられて、バッテリー装着部１７の上面には、制御回路基板２１に電気的に接続されて動作モードの選択やバッテリーパック１８の残量表示等が可能な操作パネル２１ａが設けられている。
【００１１】
モータ１０は、ステータ２２とロータ２３とを有するインナロータ型のブラシレスモータである。まずステータ２２は、固定子鉄心２４と、固定子鉄心２４の前後に設けられる前絶縁部材２５及び後絶縁部材２６と、前絶縁部材２５及び後絶縁部材２６を介して固定子鉄心２４に巻回される複数のコイル２７，２７・・と、を有してモータハウジング５内に保持されている。前絶縁部材２５には、コイル２７のワイヤを一端に挟んでヒュージングする３つのヒュージング端子２８，２８・・が設けられて、各ヒュージング端子２８の他端が、前絶縁部材２５の下端から下向きに突設した連結片２９に引き回されている。この連結片２９に、コントローラ２０から配線されて各ヒュージング端子２８に対応するリード線をはんだ付けした側面視コ字状の端子ユニット３０が、下方から挟み込むようにネジ３１によって組み付けられて電気的接続されている。端子ユニット３０から引き出される三相の電源線は、スイッチ１５の後方でグリップ部３内を通ってコントローラ２０内の制御回路基板２１に接続されている。
【００１２】
ロータ２３は、軸心に位置する回転軸３２と、回転軸３２の周囲に配置される筒状の回転子鉄心３３と、回転子鉄心３３の外側に配置され、筒状で周方向に極性を交互に変えた永久磁石３４と、これらの前側において放射状に配置された複数のセンサ用永久磁石３５，３５・・と、を有する。前絶縁部材２５の前端には、ロータ２３のセンサ用永久磁石３５の位置を検出して回転検出信号を出力する３つの回転検出素子を搭載したセンサ回路基板３６がネジ固定されている。このセンサ回路基板３６の下端には、回転検出信号を出力する信号線が接続されて、この信号線も、電源線と同様にスイッチ１５の後方でグリップ部３内を通ってコントローラ２０内の制御回路基板２１に接続されている。
【００１３】
後カバー７は、モータハウジング５の後方から図示しないネジによって取り付けられるキャップ状で、この後カバー７に保持された軸受３７が回転軸３２の後端を軸支している。３８は、軸受３７の前方で金属製のインサートブッシュ３９を介して回転軸３２に取り付けられたモータ冷却用の遠心ファンで、ここでは中央部が前方へすり鉢状に膨出する膨出部４０となっており、軸受３７は膨出部４０のすぐ後側で遠心ファン３８と径方向でオーバーラップするように配置されている。後カバー７の側面には、遠心ファン３８の径方向外側に位置する排気口４１，４１・・が形成されて、モータハウジング５の側面には吸気口４２，４２・・が形成されている。
【００１４】
一方、回転軸３２の前端は、モータ１０の前方でモータハウジング５に保持されたベアリングリテーナ４３を貫通して前方へ突出し、ベアリングリテーナ４３の後部に保持された軸受４４によって軸支されている。４５は、回転軸３２の前端に取り付けられたピニオンである。
ベアリングリテーナ４３は、中央にくびれ部を形成した金属製の円盤状で、モータハウジング５の内面に設けたリブ４６がくびれ部に嵌合することで、ベアリングリテーナ４３は前後方向への移動を規制された状態でモータハウジング５に保持される。
また、ベアリングリテーナ４３の前面周縁には、外周に雄ネジ部を形成したリング壁４７が前方へ向けて突設されて、このリング壁４７に、ハンマケース８の後端内周に設けた雌ネジ部が結合されている。
【００１５】
ハンマケース８は、前半部が先細りとなって前筒部４８が形成される金属製の筒状体で、蓋となるベアリングリテーナ４３によって後部が閉塞される。ハンマケース８の下面には、突起４９が形成されて、組み付け状態では、左右の半割ハウジング４ａ，４ｂの内面に突設された図示しない押さえリブがそれぞれ突起４９の側面に当接するようになっている。また、ハンマケース８の左右の側面には、図示しない突条が形成されており、この突条が、半割ハウジング４ａ，４ｂの内面に形成された図示しない凹溝に嵌合するようになっている。この突起４９と押さえリブ、突条と凹溝との係合により、ハンマケース８の回転規制がなされる。
【００１６】
ハンマケース８とスイッチ１５との間には、モータ１０の正逆切替レバー５０が左右へスライド可能に設けられ、その前方で本体ハウジング４には、ハンマケース８の下面に沿って照射部５１が設けられている。この照射部５１内には、アンビル１４の前方を照射するＬＥＤ５２を備えたＬＥＤ基板５３が収容されると共に、ＬＥＤ基板５３を前方から覆うレンズ５４が取り付けられている。照射部５１の前端上部において、左右の半割ハウジング４ａ，４ｂの一方には凹部５５が、他方には凸部５６がそれぞれ設けられて、組み付け状態で凹部５５と凸部５６とが嵌合することで照射部５１内でのレンズ５４の位置決めが図れるようになっている。
また、モータハウジング５の前方には、ハンマケース８の前部から前筒部４８にかけて覆うカバー５７が設けられ、カバー５７の前端外周部には、ゴム製のバンパ５８が装着されている。
【００１７】
そして、ベアリングリテーナ４３の前部には、軸受６０が保持されて、軸受６０によってスピンドル１２の後端が軸支されている。このスピンドル１２は、後部に中空で円盤状のキャリア部６１を有し、後面から軸心に形成した有底孔６２内に、回転軸３２の前端及びピニオン４５を突出させている。
遊星歯車減速機構１１は、内歯を有するインターナルギヤ６３と、インターナルギヤ６３に噛み合う外歯を有する３つのプラネタリーギヤ６４，６４・・とを含む。インターナルギヤ６３は、ベアリングリテーナ４３のリング壁４７の内側に同軸で収容され、その前部外周側には、ハンマケース８の内周面で雌ネジ部の前方に形成された図示しない凹部に係合する回り止め部６５が設けられている。この回り止め部６５がリング壁４７とハンマケース８の内周面に設けられた段部６６とに挟持されることで軸方向への移動も規制される。プラネタリーギヤ６４は、ピン６７によってスピンドル１２のキャリア部６１内で回転可能に支持されて、回転軸３２のピニオン４５と噛合している。
【００１８】
打撃機構１３は、スピンドル１２に外装されるハンマ７０と、そのハンマ７０を前方へ付勢するコイルバネ７１とを含む。まずハンマ７０は、前面に一対の図示しない爪を有し、内面に形成した外側カム溝７２と、スピンドル１２の表面に形成した内側カム溝７３とに跨がって嵌合されるボール７４，７４を介してスピンドル１２と結合されている。また、ハンマ７０の後面には、リング状の溝７５が形成されて、ここにコイルバネ７１の前端が挿入されている。コイルバネ７１の後端は、キャリア部６１の前面に当接している。ハンマ７０の内周には、インパクト動作時の後退位置でスピンドル１２の有底孔６２から半径方向に貫通形成された連通孔７６，７６と連通するリング状の凹溝７７が形成されて、有底孔６２内のグリスを連通孔７６から凹溝７７へ供給してハンマ７０とスピンドル１２との間の潤滑を図るようにしている。
【００１９】
［アンビルの軸支構造の説明］
アンビル１４は、ハンマケース８の軸受保持部としての前筒部４８内に保持された前後２つの第１、第２の軸受としてのボールベアリング７８Ａ，７８Ｂによって軸支されている。アンビル１４の後端には、ハンマ７０の爪と回転方向で係合する一対のアーム７９，７９が形成されている。
このボールベアリング７８Ａ，７８Ｂは、図７，９に示すように、それぞれ第１、第２の内輪としての内輪７８ａと、第１、第２の外輪としての外輪７８ｂと、両輪の間で周方向に一列で配置される第１、第２のボールとしての複数のボール７８ｃ，７８ｃ・・とを含んでなり、２つのボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの間には、スペーサ部材としての中間ワッシャ８７が介在されている。この中間ワッシャ８７がボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの外輪７８ｂ，７８ｂにそれぞれ当接することで、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの間に所定の間隔を保持している。
【００２０】
ここでのボールベアリング７８Ａ，７８Ａ及び中間ワッシャ８７の外径は共に同一で、前後に亘って等径となる前筒部４８の内径部４８ａに後方から挿入されている。前筒部４８の前端には、内径部４８ａよりも小径となるリング状の位置決め部４８ｂが周設されて、前側のボールベアリング７８Ａの外輪７８ｂが位置決め部４８ｂに当接することで前方への位置決めが図られている。前筒部４８内で前側のボールベアリング７８Ａと位置決め部４８ｂとの間には、アンビル１４と位置決め部４８ｂとの間を閉塞してボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの防塵を図る前ワッシャ８０が設けられ、後側のボールベアリング７８Ｂの後方には、ボールベアリング７８Ｂの後方への位置決め用の止め輪としての後ワッシャ８１が設けられている。この後ワッシャ８１は、ボールベアリング７８Ｂ及び内径部４８ａよりも大きい外径を有して前筒部４８の内周面に設けられた周方向の溝４８ｃに嵌合し、ボールベアリング７８Ｂの外輪７８ｂに当接している。
【００２１】
また、アーム７９，７９の前方で前筒部４８の後面内周側には、内径が後ワッシャ８１の外径より小さく、外径が後ワッシャ８１の外径よりも大きいリング状の保持部８２が同軸で突設され、その保持部８２の外側に、後面が保持部８２よりも後方位置となる厚みを有する樹脂製の外ワッシャ８３が嵌合している。この外ワッシャ８３は、アーム７９，７９を受けるものである。
さらに、アンビル１４におけるボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの内側には、第１、第２のリング状部材としてのＯリング８４，８４が前後に２つ設けられて、それぞれボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの内輪７８ａ，７８ａと接触している。アンビル１４の後面軸心には、スピンドル１２の前端軸心に設けた嵌合凹部８６に嵌合する嵌合突起８５が形成されている。なお、Ｏリング８４，８４は必要性に応じて省略することもできる。
【００２２】
［工具保持装置の説明］
そして、アンビル１４には、ビットを保持するための工具保持装置９０が設けられている。この工具保持装置９０について詳述する。
まず、アンビル１４の軸心には、ビットを前方から挿入可能な横断面六角形状の挿入孔９１が前端から開口形成され、アンビル１４内には、図５に示すように、一対の半径方向の貫通孔９２，９２が、挿入孔９１を中心とした点対称位置で、挿入孔９１と連通形成されている。貫通孔９２，９２には、ボール９３，９３が収容されて、貫通孔９２における挿入孔９１との連通側の開口９４は、ボール９３の直径よりも小さく形成されて、ボール９３が挿入孔９１側へ落下しないようになっている。
この貫通孔９２，９２及びボール９３，９３は、外側に位置する前筒部４８の前端とアンビル１４の半径方向でオーバーラップする位置まで後方に配置されている。
【００２３】
また、アンビル１４の外周で貫通孔９２，９２を含む前半部分は、後半側よりも小径の小径部９５となっており、小径部９５の根元には、貫通孔９２，９２を含む全周に亘って保持溝９６が形成されて、ここに弾性体としての板バネ９７が外装されている。この板バネ９７は、ボール９３の直径の略半分の前後幅を有し、図６に示すように一箇所を分断したリング状で、分断部分９８は、軸方向から傾斜した斜めスリット状となっている。この板バネ９７がやや押し広げられた格好で保持溝９６を周回してボール９３，９３の後半分側に当接している。こうして板バネ９７が押し広げられても、分断部分９８は斜めにカットされているので、ボール９３，９３との接触は維持できる。よって、ボール９３，９３は、常態では、収縮付勢される板バネ９７によって、貫通孔９２，９２の開口９４，９４から挿入孔９１内へ部分的に突出する突出位置へ付勢されることになる。
【００２４】
さらに、アンビル１４の小径部９５には、操作スリーブ９９が外装されている。この操作スリーブ９９は、後端内側に、小径部９５の外周に近接する突条１００を有してその前側の内周を突条１００の内径よりも大径とした筒体で、小径部９５に外装したコイルバネ１０１を、小径部９５の前端外周で止めリング１０２に位置決めされた止めワッシャ１０３と突条１００との間に介在させている。これにより操作スリーブ９９は、常態では後端が小径部９５の根元外周に形成されたリング状のストッパ面１０４に当接する後退位置へ付勢される。
この後退位置では、突条１００が、板バネ９７によって突出位置に押圧されるボール９３，９３の前半分側に近接して、ボール９３，９３の外側への移動を規制するようになっている。突条１００の後面には、板バネ９７の前端が当接しており、その後側で操作スリーブ９９の内周は、板バネ９７よりも大径の逃げ部１０５となっている。
なお、挿入孔９１の径方向外側には、後ワッシャ８１、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂ、中間ワッシャ８７が配置されているため、挿入孔９１の後方に後ワッシャ８１、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂ、中間ワッシャ８７が配置される場合に比べて、前後方向の長さを短くすることができる。ここでは挿入孔９１の後端の径方向外側には、保持部８２も配置されている。
【００２５】
以上の如く構成されたインパクトドライバ１において、工具保持装置９０のアンビル１４にビットを装着する際には、後退位置（一方の位置）の操作スリーブ９９を、図７に示すように、コイルバネ１０１の付勢に抗して、後端が保持溝９６の前端外側となる前進位置（他方の位置）までスライドさせる。これにより、突条１００がボール９３，９３の外側から前方へ離れてボール９３，９３の外側への移動規制が解除される。但し、板バネ９７の収縮付勢により、開口９４からの突出位置は維持されているため、ボール９３，９３は貫通孔９２から脱落しない。この前進位置では、操作スリーブ９９の後端がボール９３，９３の前端に略重なってボール９３，９３及び板バネ９７を露出させている。
ここから図８（Ａ）に示すように、操作スリーブ９９を前進位置に保持したまま、挿入孔９１にビット１０６の後端を差し込む。すると、図８（Ｂ）に示すように、ビット１０６の後端が当接したボール９３，９３が、板バネ９７の収縮付勢に抗して貫通孔９２の外側へ押し出されて、貫通孔９２内へ没入する退避位置へ移動する。よって、ビット１０６を挿入孔９１の奥まで差し込むことができる。
【００２６】
ビット１０６が挿入孔９１の奥まで差し込まれると、図８（Ｃ）に示すように、ビット１０６の中間部に設けた係合溝１０７がボール９３，９３の内側に位置するため、板バネ９７の収縮付勢により、ボール９３，９３は再び突出位置に復帰して係合溝１０７に係合する。
ここから図８（Ｄ）に示すように、操作スリーブ９９を後退位置へスライドさせると、突条１００が再びボール９３，９３の前半部外側に近接して外側への移動を規制するため、ビット１０６は、係合溝１０７に係合して移動規制されるボール９３，９３によって抜け止めされる。この後退位置へのスライドの際、操作スリーブ９９の後端内周には逃げ部１０５が形成されているので、板バネ９７に干渉することなく後退位置までスムーズにスライドできる。
【００２７】
こうして工具保持装置９０によってアンビル１４にビット１０６を装着した後、トリガ１６を押し込んでスイッチ１５をＯＮさせると、モータ１０に給電されて回転軸３２が回転する。すなわち、制御回路基板２１のマイコンが、センサ回路基板３６の回転検出素子から出力されるロータ２３のセンサ用永久磁石３５の位置を示す回転検出信号を得てロータ２３の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ステータ２２の各コイル２７に対し順番に電流を流すことでロータ２３を回転させる。
【００２８】
すると、ピニオン４５と噛合するプラネタリーギヤ６４がインターナルギヤ６３内で公転運動し、キャリア部６１を介してスピンドル１２を減速して回転させる。よって、ハンマ７０も回転して爪が係合するアーム７９，７９を介してアンビル１４を回転させ、ビット１０６によるネジ締めが可能となる。ネジ締めが進んでアンビル１４のトルクが高まると、ハンマ７０が、ボール７４，７４をスピンドル１２の内側カム溝７３，７３に沿って転動させながらコイルバネ７１の付勢に抗して後退し、爪がアーム７９，７９から離れると、コイルバネ７１の付勢と内側カム溝７３，７３の案内とにより、ハンマ７０は前進しながら回転して爪を再びアーム７９，７９に係合させ、アンビル１４に回転打撃力（インパクト）を発生させる。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。
ここで、アンビル１４は、工具保持装置９０によってボール９３，９３を含む係合部分より前方がボールベアリング７８Ａ近くまで後退しているので、前筒部４８からの突出量が短くなり、狭い場所でも支障なく作業が行える。
また、アンビル１４は、前後２つのボールベアリング７８Ａ，７８Ｂによって軸支されているので、アンビル１４のがたつきが抑えられ、先端のビット１０６に振れが生じにくくなる。
【００２９】
［工具保持装置に係る発明の効果］
このように、上記形態のインパクトドライバ１及び工具保持装置９０によれば、ボール９３を突出位置に付勢する弾性体（板バネ９７）が設けられ、操作スリーブ９９は、前進位置で板バネ９７の全部を露出させる長さで形成されているので、操作スリーブ９９を前進させても板バネ９７によってボール９３，９３の脱落が防止され、操作スリーブ９９が後方へ延びる長さが短くなる。よって、ボール９３，９３を従来よりも後側に配置可能となり、操作スリーブ９９を用いてもアンビル１４の突出長さを短くすることができ、ひいては本体部２の全長のコンパクト化が達成できる。
【００３０】
特にここでは、弾性体を、ボール９３，９３の外側でアンビル１４に外装される板バネ９７としているので、ボール９３，９３の脱落防止が容易に行える。
また、板バネ９７を、周方向に両端が分断された分断部分９８を有するリング状としているので、アンビル１４への装着が簡単に行える。
さらに、分断部分９８は、軸方向から傾斜して形成されているので、分断部分９８でもボール９３，９３の付勢が可能となり、アンビル１４へ装着する際に位相を考慮する必要が無くなる。
加えて、板バネ９７は、ボール９３，９３の後半分側でボール９３，９３の外側に外装されているので、板バネ９７が必要最小限の大きさとなってコスト低減に繋がる。
【００３１】
一方、後退位置で操作スリーブ９９の後端は、アンビル１４の半径方向でボール９３，９３の後端と重なっているので、操作スリーブ９９が後方へ延びる長さを極力短くすることができる。
また、前進位置で操作スリーブ９９の後端は、アンビル１４の半径方向でボール９３，９３と重ならないので、操作スリーブ９９を取り外さなくてもボール９３，９３や板バネ９７の交換等が容易に行える。
【００３２】
なお、上記形態では、板バネの前後幅をボールの直径の半分としているが、図９に示す工具保持装置９０Ａのように、板バネ９７の幅をボール９３の直径と同じにしても差し支えない。また、操作スリーブ９９における突条１００の後側内周には、逃げ部に代えて、後端へ行くに従って拡開するテーパ部１０８を設けるようにしてもよい。このように操作スリーブ９９の後部内周にテーパ部１０８を設ければ、操作スリーブ９９の後端のエッジが板バネ９７に干渉することを効果的に防止することができる。
【００３３】
また、貫通孔及びボールの数や配置は上記形態に限らず、両者を１つずつ設けたり、３つずつ設けたりしてもよい。
さらに、板バネの形状も、分断部分は傾斜させずに軸方向と平行に形成することもできるし、リング状でなく各貫通孔ごとに独立した板バネを用いることもできる。
そして、上記形態では、操作スリーブの後退位置でボールを突出位置に押圧し、前進位置でボールの押圧を解除する構造としているが、これと逆に、ボールを出力軸の前側に配置して、操作スリーブの前進位置でボールを突出位置に押圧し、後退位置でボールの押圧を解除する構造としてもよい。この場合、板バネをボールの前半分側でボールの外側に外装するようにしたり、前進位置で操作スリーブの前端が出力軸の半径方向でボールの前端と重なるようにしたり、操作スリーブの前部内周に前端へ行くに従って拡開するテーパ部を形成したり、後退位置で操作スリーブの前端が出力軸の半径方向でボールと重ならないようにしたりすることになる。
【００３４】
その他、電動工具としてはインパクトドライバに限らず、出力軸にビットを着脱するものであれば、アングルインパクトドライバやスクリュードライバ等の他の電動工具にも本発明の工具保持装置は適用可能である。また、電動工具に限らず、エアモータを用いた空圧工具や、ドライバビット等を着脱可能な手動工具であっても本発明の工具保持装置は適用可能である。
【００３５】
［アンビルの軸支構造に係る発明の効果］
そして、上記形態のインパクトドライバ１によれば、前後２つの軸受（ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂ）によってアンビル１４を回転可能に直接保持しているので、保持部分が前後に長くなってアンビル１４のがたつきを効果的に低減することができる。よって、先端のビット１０６の振れを抑えることができる。
特にここでは、２つの軸受を共にボールベアリング７８Ａ，７８Ｂとしているので、軸受を２つ配置しても前後方向にコンパクトとなる。
また、ハンマケース８の前筒部４８の内径部４８ａを軸方向に同一で形成して、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの外径を同一としているので、径方向にもコンパクトとなる。
【００３６】
一方、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの径方向内側には、Ｏリング８４，８４が配置されているので、内側のシール性も確保できる。
また、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂは、ハンマケース８に後方から挿入されて保持されているので、ハンマケース８への組付けが容易に行える。
さらに、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂは、それぞれ内輪７８ａと、外輪８ｂと、ボール７８ｃとを含み、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂの間には、前後の外輪８ｂ、８ｂとに当接する中間ワッシャ８７が配置されているので、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂを間隔をおいて前後に配置でき、アンビル１４のがたつきをより効果的に低減することができる。
そして、ハンマケース８には、ボールベアリング７８Ｂの後面に当接する後ワッシャ８１が設けられているので、後方から挿入したボールベアリング７８Ｂを簡単に位置決めできる。
【００３７】
なお、前後２つのボールベアリングの間には、軸方向に重ねた複数のワッシャを介在させて間隔をより広く確保するようにしてもよいし、逆にワッシャ等のスペーサ部材をなくしてボールベアリング同士を当接させてもよい。前後のボールベアリングの外径を互いに変えることもできる。
また、軸受としては、上記形態のように内輪と外輪との間に複数のボールが一列で配置されるボールベアリング（単列玉軸受）に限らず、内輪と外輪との間に複数のボールが２列等の複数列で配置される複列玉軸受を採用して、これを前後に２個配置することもできる。さらに、ニードルベアリングを採用してこれを前後に２個配置することもできる。
【００３８】
そして、上記形態では、工具保持装置と、２つの軸受によるアンビルの軸支構造とを併設したインパクトドライバについて説明しているが、工具保持装置がなくアンビルの軸支構造のみを設けたインパクト工具であってもよい。
図１０はその一例を示すもので、このインパクトドライバ１Ａにおいて、アンビル１４の小径部９５には、ボール９３，９３を挿入孔９１への突出位置に付勢する板バネを設けておらず、コイルバネ１０１によって操作スリーブ９９がストッパ面１０４に当接する後退位置では、操作スリーブ９９の内面に周設した突条１１０によってボール９３，９３が挿入孔９１側へ押圧される構造となっている。
また、このインパクトドライバ１Ａでは、スピンドル１２の前端軸心に嵌合突起１１１が形成され、アンビル１４の後面軸心に、嵌合突起１１１が同軸で嵌合する嵌合凹部１１２が形成されている。スピンドル１２の軸心には、有底孔６２から嵌合突起１１１まで貫通して有底孔６２を嵌合凹部１１２に連通させ、有底孔６２内のグリスを嵌合凹部１１２へ供給してスピンドル１２とアンビル１４との潤滑を図る軸心孔１１３が形成されている。
なお、このインパクトドライバ１Ａでも挿入孔９１の径方向外側には、ボールベアリング７８Ａ，７８Ｂ、中間ワッシャ８７が配置されているため、挿入孔９１の後方にボールベアリング７８Ａ，７８Ｂ、中間ワッシャ８７が配置される場合に比べて、前後方向の長さが短くなっている。
【００３９】
［振れ抑制効果の検証］
図１０に示すインパクトドライバ１Ａについて、出願日前に販売されていた製品群との比較を行い、振れ抑制効果の優位性を確認した。
検証方法は、図１１（Ａ）に示される。ここでは上記した製品群を同じ条件で計測するために、アンビル１４におけるハンマケース８の前端面から１０ｍｍの箇所に、フォースゲージ１２０により１ｋｇｆ（９．８Ｎ）の荷重を左右からそれぞれ加え、その反対側の位置に、ダイヤルゲージ１２１を配置して、アンビル１４が左右でどの程度変位するかをダイヤルゲージ１２１によって計測した。ここで、１ｋｇｆ（９．８Ｎ）とは、ネジ締めの際にアンビル１４が拗れた（軸からずれた方向に力が掛かった）際に想定される荷重である。
【００４０】
検証結果は、図１１（Ｂ）の表に示すものであった。軸受の種類はそれぞれ表中に示しているが、ボールベアリングを２つ使用したものは、本発明の実施例のみである。本発明の実施品では、表中に示した通り、１ｋｇｆ（９．８Ｎ）の荷重を掛けた際の変位は、平均０．０２ｍｍとなっており、他の製品群と比較してアンビル１４の振れが非常に小さくなっていることが分かる。
なお、本発明においては、多少の精度誤差を含めて、０．０４ｍｍとなることを許容している。この場合でも他の製品群に対する優位性は保たれる。また、０．０２ｍｍ以下であってもよい。例えば、０．０１ｍｍ以下であれば、さらにアンビル１４の振れが小さいこととなり、より使いやすいインパクトドライバとなる。
なお、上記した製品群は、いくつかの種類の軸受を使用していたが、その軸受・ハンマケース・アンビルの精度を高めることにより、本発明と同様に、０．０４ｍｍとすることができる場合もある。
【符号の説明】
【００４１】
１，１Ａ・・インパクトドライバ、２・・本体部、３・・グリップ部、４・・本体ハウジング、８・・ハンマケース、１０・・モータ、１１・・遊星歯車減速機構、１２・・スピンドル、１３・・打撃機構、１４・・アンビル、２２・・ステータ、２３・・ロータ、３２・・回転軸、４８・・前筒部、４８ａ・・内径部、７０・・ハンマ、７８Ａ，７８Ｂ・・ボールベアリング、７８ａ・・内輪、７８ｂ・・外輪、７８ｃ・・ボール、８１・・後ワッシャ、８４・・Ｏリング、８７・・中間ワッシャ、９０，９０Ａ・・工具保持装置、９１・・挿入孔、９２・・貫通孔、９３・・ボール、９４・・開口、９５・・小径部、９６・・保持溝、９７・・板バネ、９８・・分断部分、９９・・操作スリーブ、１００・・突条、１０１・・コイルバネ、１０６・・ビット、１０７・・係合溝、１０８・・テーパ部。
【図１】
2018163561.tif 000003
【図２】
2018163561.tif 000004
【図３】
2018163561.tif 000005
【図４】
2018163561.tif 000006
【図５】
2018163561.tif 000007
【図６】
2018163561.tif 000008
【図７】
2018163561.tif 000009
【図８】
2018163561.tif 000010
【図９】
2018163561.tif 000011
【図１０】
2018163561.tif 000012
【図１１】
2018163561.tif 000013
【国際調査報告】
2018163561.tif 000014
2018163561.tif 000015
2018163561.tif 000016
2018163561.tif 000017
2018163561.tif 000018
2018163561.tif 000019
2018163561.tif 000020
2018163561.tif 000021