(57)【要約】磁気インパクト装置は、少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動可能な少なくとも一つのハンマーを備える。少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の一方は少なくとも一つの磁石を備え、少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の他方は少なくとも一つの磁石または磁性材料を備える。駆動ユニットは、少なくとも一つのハンマーを少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
2005523175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成を備えた磁気インパクト装置
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
駆動ユニット、この駆動ユニットは上記の少なくとも一つのハンマーを上記少なくとも一つのチャックに対して移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項２】
請求項１の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックとが備えられ、
ハンマーの数とチャックの数が同一である。
【請求項３】
請求項１の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックとが備えられ、
複数のハンマーが半径方向で固定されるシャフトを有し、
複数のチャックが複数のハンマーに対応して設けられた。
【請求項４】
請求項３の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーがシャフトに対して実質的に等しい角度間隔で半径方向に結合し、
複数のチャックが複数のハンマーの周囲に沿って実質的に等しい角度間隔で設けられた。
【請求項５】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーは、少なくとも一つの磁性材料性のヨークを備え、このヨークに少なくとも一つの磁石が設けられた。
【請求項６】
請求項５の磁気インパクト装置において、
第１と第２のヨークが設けられてこれらの間に少なくとも一つの磁石を設けた。
【請求項７】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つの磁石は永久磁石である。
【請求項８】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーがシャフトに結合し、
上記駆動ユニットが少なくとも一つのハンマーをこのシャフトの周りに回転させる。
【請求項９】
請求項８の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのチャックは、フレーム形状となり、その内部を少なくとも一つのハンマーが貫通する。
【請求項１０】
請求項８の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックが上記シャフトの軸に直交する平面において実質的に扇状の断面を有する。
【請求項１１】
請求項１０の磁気インパクト装置において、
上記少なくとも一つのハンマーの実質的な扇状断面の中心角が、上記少なくとも一つのチャックの実質的な扇状断面の中心角と実質的に等しい。
【請求項１２】
請求項８の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーは、フレーム形状となり、その内部を少なくとも一つのチャックが貫通する。
【請求項１３】
請求項８の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックを備え、
ハンマー間の角度間隔が実質的に等しく、チャック間の角度間隔が実質的に等しい。
【請求項１４】
請求項１３の磁気インパクト装置において、
ハンマー間の角度間隔とチャック間の角度間隔が実質的に等しい。
【請求項１５】
請求項８の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックを備え、
ハンマーが磁石を備え、磁石の磁化方向がシャフトの周方向に沿ったものであり、磁石のＮ極とＳ極とがシャフトの間の周りで交互に並ぶ。
【請求項１６】
請求項８の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックを備え、
ハンマーの数及びチャックの数は、磁気インパクト装置の最大エネルギー変化及び目標ピークトルクに基づいて決定される。
【請求項１７】
請求項８の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーの直径は、目標トルクの増加に伴って増加する。
【請求項１８】
請求項８の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックを備え、
各ハンマーは、第１と第２の磁石を有し、これらの磁化方向がシャフトの半径方向に並ぶ。
【請求項１９】
請求項８の磁気インパクト装置において、
円筒状のシャフトを備え、この中にシャフトが同軸に収められ、少なくとも一つのハンマーが円筒状シャフトの外周面に結合し、
スプリングが円筒状シャフトとシャフトとを結合する。
【請求項２０】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーがシャフトに結合し、
駆動ユニットによって少なくとも一つのハンマーをシャフトの軸方向に沿ってリニアに移動させる。
【請求項２１】
請求項２０の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックを備え、
複数のチャックが複数のハンマーを包囲する。
【請求項２２】
請求項２１の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーと複数のチャックとが同軸上に形成された。
【請求項２３】
請求項２０の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックが上記シャフトの軸に直交する平面において実質的に扇状の断面を有する。
【請求項２４】
請求項２０の磁気インパクト装置において、
複数のハンマーが設けられ、
ハンマー間の角度間隔が実質的に等しい。
【請求項２５】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのチャックと少なくとも一つのハンマーとの間のエアーギャップは最大約０．２５mmである。
【請求項２６】
請求項１の磁気インパクト装置において、
磁性材料は軟磁性材料である。
【請求項２７】
請求項１９の磁気インパクト装置において、
上記のスプリングは、磁石に保持されるピーク磁気エネルギーに実質的に等しいモータエネルギーを保持する。
【請求項２８】
以下の構成を備えた電動工具
磁気インパクト装置、この磁気インパクト装置は、以下の構成を備える
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
駆動ユニット、この駆動ユニットは上記の少なくとも一つのハンマーを上記少なくとも一つのチャックに対して移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項２９】
以下の構成を備えた磁気インパクト装置
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
駆動手段、この駆動手段は上記の少なくとも一つのハンマーを上記少なくとも一つのチャックに対して移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項３０】
インパクト運動を磁気的に発生する方法であって、
少なくとも一つのチャックを用意し、
少なくとも一つのハンマーを用意し、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックの一方に少なくとも一つの磁石を設け、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックの他方に少なくとも一つの磁石或いは磁性材料を設け、
少なくとも一つのチャックに対して少なくとも一つのハンマーを移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項３１】
請求項３０の方法において、
複数のハンマーと複数のチャックとが備えられ、
ハンマーの数とチャックの数が同一である。
【請求項３２】
請求項３０の方法において、
複数のハンマーがシャフトに対して実質的に等しい角度間隔で半径方向に結合し、
複数のチャックが複数のハンマーの周囲に沿って実質的に等しい角度間隔で設けられた。
【請求項３３】
請求項３０の方法において、
少なくとも一つのハンマーは、少なくとも一つの磁性材料性のヨークを備え、このヨークに少なくとも一つの磁石が設けられた。
【請求項３４】
請求項３３の方法において、
第１と第２のヨークが設けられてこれらの間に少なくとも一つの磁石を設けた。
【請求項３５】
請求項３０の方法において、
少なくとも一つのハンマーが固定されたシャフトの周りで、少なくとも一つのハンマーが回転する。
【請求項３６】
請求項３５の方法において、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックが上記シャフトの軸に直交する平面において実質的に扇状の断面を有する。
【請求項３７】
請求項３６の方法において、
上記少なくとも一つのハンマーの実質的な扇状断面の中心角が、上記少なくとも一つのチャックの実質的な扇状断面の中心角と実質的に等しい。
【請求項３８】
請求項３５の方法において、
ハンマー間の角度間隔が実質的に等しく、チャック間の角度間隔が実質的に等しい。
【請求項３９】
請求項３８の方法において、
ハンマー間の角度間隔とチャック間の角度間隔が実質的に等しい。
【請求項４０】
請求項３５の方法において、
ハンマーが磁石を備え、磁石の磁化方向がシャフトの周方向に沿ったものであり、磁石のＮ極とＳ極とがシャフトの間の周りで交互に並ぶ。
【請求項４１】
請求項３５の方法において、
ハンマーの数及びチャックの数は、磁気インパクト装置の最大エネルギー変化及び目標ピークトルクに基づいて決定される。
【請求項４２】
請求項３５の方法において、
少なくとも一つのハンマーの直径は、目標トルクの増加に伴って増加する。
【請求項４３】
請求項３５の方法において、
各ハンマーは、第１と第２の磁石を有し、これらの磁化方向がシャフトの半径方向に並ぶ。
【請求項４４】
請求項３５の方法において、
円筒状のシャフトの中にシャフトを同軸に配置し、
少なくとも一つのハンマーを円筒状シャフトの外周面に結合し、
円筒状シャフトとシャフトとをスプリングを介して結合する。
【請求項４５】
請求項３０の方法において、
少なくとも一つのハンマーが結合されたシャフトの軸方向に沿って少なくとも一つのハンマーをリニアに移動させる。
【請求項４６】
請求項４５の方法において、
複数のチャックが複数のハンマーを包囲する。
【請求項４７】
請求項４６の方法において、
複数のハンマーと複数のチャックとが同軸上に形成された。
【請求項４８】
請求項４５の方法において、
複数のハンマーが設けられ、
ハンマー間の角度間隔が実質的に等しい。
【請求項４９】
請求項３０の方法において、
少なくとも一つのチャックと少なくとも一つのハンマーとの間のエアーギャップは最大約０．２５mmである。
【請求項５０】
請求項４４の方法において、
上記のスプリングは、磁石に保持されるピーク磁気エネルギーに実質的に等しいモータエネルギーを保持する。
【請求項５１】
以下の構成からなる磁気インパクト発生器
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
上記の少なくとも一つのハンマーが上記少なくとも一つのチャックに対して移動して、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させるようになった。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気インパクト装置、磁気インパクト装置を備えた電動工具、及び磁気インパクト発生器に関するものである。本発明は、更に磁気的にインパクト運動を発生させる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
穴あけ、締め付け等に使用される携帯用電動工具は小型と軽量で、しかも高パワー機能が期待されている。図１に示されるように、工具は一般に電気モータ１１０にて駆動される。モータ１１０の回転運動は、中間機構１２０を介して、工具ビット１１５を保持するチャック１６０に伝達される。モータ１１０は、携帯用電動工具に課される全体サイズや重量の制限のために、モータ１１０は通常小さくなっている。小さなモータでの限られたパワーでは、所定の負荷を駆動するのに十分でないことがある。ハンマー型機構１２０は、小さな装置から高出力トルクを発生させるとする要求に応えて導入されている。
【０００３】
図２では、ハンマー型機構１２０がモータ１１０にて回転される。ハンマー型機構１２０はハンマー120a、１２０ｂを備える。ハンマー型機構１２０は、大きな回転角、例えば、半回転（１８０°）にわたるモータ１１０の回転エネルギーを蓄える。その後、ハンマー１２０ａ、１２０ｂがチャック１６０を叩くことでチャック１６０の回転に対して小さな回転角度（例えば１０°）で回転インパクトトルクを発生させる。このような携帯用電動工具では、ハンマー１２０ａ、１２０ｂがチャック１６０を叩く時に騒音が発生する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の一つの態様では、磁気インパクト装置に少なくとも一つのチャックと、少なくとも一つのハンマーと、駆動ユニットが備えられる。少なくとも一つのハンマーは、少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在となっている。少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の一方は少なくとも一つの磁石を備え、少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の他方は少なくとも一つの磁石や磁性材料を備える。駆動ユニットは、少なくとも一つのハンマーを少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【０００５】
本発明の他の態様では、電動工具に磁気インパクト装置を備えるものである。磁気インパクト装置は少なくとも一つのチャックと、少なくとも一つのハンマーと、駆動ユニットを備える。少なくとも一つのハンマーは、少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在となっている。少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の一方は少なくとも一つの磁石を備え、少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の他方は少なくとも一つの磁石や磁性材料を備える。駆動ユニットは、少なくとも一つのハンマーを少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【０００６】
本発明の更なる態様では、電動工具用磁気インパク発生器に、少なくとも一つのチャックと、少なくとも一つのハンマーと、駆動ユニットを備える。少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の一方は少なくとも一つの磁石を備え、少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の他方は少なくとも一つの磁石や磁性材料を備える。少なくとも一つのハンマーは、少なくとも一つのチャックに対して相対移動自在に構成されて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【０００７】
本発明の更なる態様では、磁気的にインパクト運動を発生させる方法が少なくとも一つのチャックと少なくとも一つのハンマーを設けるものである。少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の一方は少なくとも一つの磁石を備え、少なくも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックとの内の他方は少なくとも一つの磁石や磁性材料を備える。少なくとも一つのハンマーは少なくとも一つのチャックに対して相対移動されて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【０００８】
本発明のより完全なる理解及びこれに伴う多くの利点は、添付する図面に関連させて詳細な説明を参照することでより明確に理解できることにより、容易に得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付する図面を参照して実施形態を説明する。種々の図面を通して、同様の番号は対応する同一の要素を示す。
【００１０】
図３では、穴あけ、締め付け等に使用される携帯用電動工具１００に磁気インパクト装置２５が備えられる。磁気インパクト装置２５は、インパクト発生器２、モータ１０、及びシャフト８を備え、シャフト８がインパクト発生器２とモータ１０とを結合している。磁気インパクト装置２５は、インパクト運動を発生させるように構成される。携帯用電動工具１００は、例えば、インパクトドライバー等を備える。
【００１１】
図４及び図５では、インパクト発生器２が少なくとも一つのハンマー４と少なくとも一つのチャック６を備える。本実施形態においては、インパクト発生器２は複数のハンマー４と複数のチャック６とを備える。ハンマー４は、例えば、剛体プレートである。チャック６は、例えば、ハンマーを収容できるフレームである。ハンマー４は、例えば、実質的に同一の角度間隔（θｈｓ）（図７参照）で、シャフト８の周面に結合される。シャフト８は、Ｘ−Ｙ平面と直交するシャフト８の軸Ｚの周りで回転可能である。図４及び５では、インパクト発生器２は、例えば、９個のハンマー４を備える。ハンマー４の両面（４ａ）はＺ軸から延出してＸ−Ｙ平面と実質的に直交する。ハンマー４は、Ｘ−Ｙ平面に沿って実質的に扇型の断面を有する。
【００１２】
図４、５及び７に示すように、本実施形態においては、ハンマー４の側面（４ａ）間での中心角（θｈ）は約２０°である。ハンマー４間の角度間隔（θｈｓ）は、例えば、ハンマー４の中心角（θｈ）と実質的に等しく、約２０°である。しかしながら、ハンマー４間の角度間隔（θｈｓ）は、ハンマー４の中心角（θｈ）と異なるようにしてもよい。シャフト８はモータ１０に接続される。従って、モータ１０がシャフト８を介してハンマー４を回転させる。チャック６は、例えばドライバー２０のようなツールに接続され、インパクト回転力によってねじを回転させる。
【００１３】
チャック６はハンマー４と同心上に設けられてシャフト８の周りでハンマー４に対して相対的に回転可能となっている。チャック６は高透磁率を有する軟磁性材料で形成される。チャック6は、例えば等角度間隔で、シャフト8の周りに設けられる。図４及び５では、インパクト発生器２は、例えば、９個のチャック６を備える。本実施形態において、ハンマー４の数とチャック６の数は、等しくされているが、これらの数は異なってもよい。チャック６は、例えば、平面視で実質的に台形状（図５参照）となっている。チャック６は、平面視において実質的に扇形となってもよい。
【００１４】
本実施形態において、チャック６の中心角（θｃ）は、例えば、約２０°である。チャック６間の角度間隔（θｃｓ）は、例えば、チャック６の中心角（θｃ）と実質的に等しい、すなわち約２０°である。しかしながら、チャック６間の角度間隔（θｃｓ）は、チャック６の中心角（θｃ）と異なってもよい。
更に、チャック６間の角度間隔（θｃｓ）とチャック６の中心角（θｃ）とは、ハンマー４間の角度間隔（θｈｓ）やハンマー４の中心角（θｈ）とそれぞれ異なるようにしてもよい。
【００１５】
図６及び７は、インパクト発生器２を示す。ここでは、図面を簡略化するために２つのハンマー４と２つのチャック６だけを示している。図６及び７では、ハンマー４は第１及び第２のヨーク（４ｃ、４ｄ）と、永久磁石（４ｂ）を備え、永久磁石は第１及び第２のヨーク（４ｃ、４ｄ）間に挟まれる。永久磁石（４ｂ）はシャフト８に結合され、シャフト８から半径方向に延出する。第１及び第２のヨーク（４ｃ、４ｄ）は、高透磁率の軟磁性材料で形成される。第１及び第２のヨーク（４ｃ、４ｄ）の機能は、永久磁石（４ｂ）から発生する磁界を集中させて、チャック６へ磁界を配向させることである。永久磁石（４ｂ）及び第１及び第２のヨーク（４ｃ、４ｄ）の外周面は、Ｘ−Ｙ平面において弧状となる。永久磁石（４ｂ）の弧の中心角（θｍ）は、例えば１０°である。第１及び第２のヨーク（４ｃ、４ｄ）の弧の中心角（θｙ）は、それぞれ、例えば約５°である。軸Ｚを含む平面に沿ったハンマー４の断面は、実質的に矩形である。ハンマー４とチャック６とのエアーギャップは、例えば、０．２５ｍｍである。このエアーギャップはできるだけ小さいことが望ましい。
【００１６】
図８では、永久磁石（４ｂ）の磁化方向が、シャフト８の周面に沿ったものとなっている。図８に示すように、ハンマー４は永久磁石（４ｂ）のＮ極とＳ極とが交互に配置されるようになっている。
【００１７】
図８、９（ａ）〜９（ｃ）、及び１０（ａ）〜１０（ｃ）を参照して、磁気インパクト装置２５の動作を説明する。これらの図面においては、説明を簡潔にするため、ハンマー４の内ハンマー４１、４２と、チャック６の内チャック６１、６２とが示される。図１０（ａ）〜１０（ｃ）は、重力下で曲面上を転動するボールを機構的に簡単にたとえたものである。図９（ａ）では、ハンマー４２とチャック６２との間に形成される移動角（Δθ）（図７参照）はゼロに等しい。すなわち、チャック６２は実質的にハンマー４２を完全に収容する。この角度において、ハンマー４２からの磁力線は、対応するチャック６２の軟磁性材料を通過して磁気回路を閉じる。従って、ハンマー４２は安定に平衡し、チャック６２に強固に吸引される。永久磁石（４ｂ）（またはエアーギャップに）に蓄えられた磁気エネルギーは最小となる。図１０（ａ）を参照すると、この状態は、ボールが曲面の底部に位置している状態と同様である。この状態では、ボールの位置エネルギーは最小である。
【００１８】
図９（ｂ）において、ハンマー４２が回転すると（例えば、時計回り方向へ）、チャック６２は磁気吸引力によりハンマー４２へと吸引される。チャック６の負荷が回転トルクよりも大きくて、ハンマー４によってチャック６が回転できない場合は、モータ１０によって与えられたエネルギーは移動角（Δθ）が増大するに従って磁気エネルギーとして蓄えられ始める。図１０（ｂ）を参照すると、この状態は、ボールが曲面の傾斜に沿って上って行く状態と同様で、ボールの位置エネルギーが増大する。
【００１９】
図９（ｃ）では、１８０°／ｎ（ここで「ｎ」はハンマーまたはチャックの数を表す）の移動角（Δθ）、例えば、２０°において、ハンマー４２は２つの連続したチャック６１、６２の間の中間に位置する。この角度では、ハンマー４２が不安定な平衡状態となる。図１０（ｃ）を参照すると、この状態は曲面の頂点にボールが位置する状態と同様であり、ボールの位置エネルギーは最大である。
【００２０】
図９（ｃ）に戻ってこれを参照すれば、ハンマー４２が時計回り方向へ少し回転することで、ハンマー４２が前方のチャック６１側へ磁気的に吸引されることになる。この磁気吸引のトルクによって、ハンマー４２が前方のチャック６１側、すなわち、次の安定平衡位置へ加速されて、蓄えていた磁気エネルギーを放散する。十分な角度運動量とすることで、ハンマー４２が前方のチャック６１（安定平衡位置）を超えて進み、前方のチャック６１に対して、時計回り方向への瞬間的な吸引トルクを与える。このトルクが、非接触方式で磁気的に発生するインパクトトルクである。すなわち、ハンマー４２が一つのチャック６２の吸引から逃れるように作用する間に蓄えられる磁気エネルギーが、次のチャック６１に対してインパクトを発生させるために使用される。
【００２１】
インパクトを発生させるために必要な磁界は、永久磁石によって与えられる。インパクトを発生させるために蓄えられそして伝達される磁気エネルギーは、永久磁石の内部エネルギーの変化に相当する。永久磁石の最小内部エネルギーはゼロである。永久磁石の最大内部エネルギーは、残留磁気（Ｂｒ）及び全体積中での永久磁石の体積分率によって規定される。このようなパラメータを用いれば、インパクトを発生させるために利用できる最大のエネルギー変化を推定できる。本実施形態では、例えば、残留磁気（Ｂｒ）は約１．２テスラであり、体積分率は約０．１８である。この場合、推定最大エネルギー変化は、約４．４Ｊとなる。
【００２２】
図４、５で示される磁気インパクト装置２５の磁界シミュレーションの結果を図１１に示す。ハンマー４とチャック６との間で発生した磁気トルクは、移動角度（Δθ）が０°から１８０°／ｎに変化するに従って、実質的に三角形状で変化する。０°から１８０°／ｎの角度でのトルクの積分値（トルク曲線の下方の領域）は、上述のエネルギー変化にほぼ等しい。目的とするピークトルク及び最大のエネルギー変化がわかれば、インパクト発生器の最大寸法（例えば、直径が約６０ｍｍで長さが約６０ｍｍ）を考慮して、ハンマー及びチャックの数を決定することができる。本実施形態では、最大エネルギー変化が４．４（Ｊ）で、目的のピークトルクが３０（Ｎｍ）であることから、上の数は約９個に等しくなる。
【００２３】
トルクは、ハンマー４とチャック６との間の磁気相互作用が生じる半径に応じて増大する。例えば、図４、５に示すインパクト発生器２において、ハンマー４の半径は、装置に規制される最大半径（３０ｍｍ）及び軟磁性材料で可能な最大の磁界（約２テスラ）の範囲内で、可能な限り大きく（例えば、２７．５ｍｍ）設定される。
【００２４】
本発明の本実施形態に係る磁気インパクト装置２５では、機械的ハンマーインパクト装置につきもののインパクトノイズが減少できる。
【００２５】
図４〜７に示す磁気インパクト装置２５では、永久磁石（４ｂ）がシャフト８に結合されて、シャフト８から放射状に延出する。また、図８に示すように、永久磁石（４ｂ）の磁化方向はシャフト８の周方向に沿ったものである。しかしながら、図１２や１３に示すように、ハンマー４は、ヨーク（４ｅ）及び第１と第２の永久磁石（４ｆ、４ｇ）を備えることができる。図１２と１３では、ヨーク（４ｅ）はシャフト８に結合されている。第１及び第２の永久磁石（４ｆ、４ｇ）は、ヨーク（４ｅ）の外周面に設けられて、時計回りの回転方向に沿って第１の永久磁石（４ｆ）が第２の永久磁石（４ｇ）に対して、前方に位置する。第１と第２の永久磁石（４ｆ、４ｇ）は半径方向に磁化される。第１の永久磁石（４ｆ）の磁化方向は、第２の永久磁石（４ｇ）の磁化方向と逆となっている（図１３参照）。
【００２６】
図１４は、本発明の他の実施形態に係る磁気インパクト装置２５の一部を示す上面図である。図１４では、シャフト８が円筒シャフト８０内に同軸に設けられている。シャフト８の外周面は機械バネ１２を介して円筒シャフト８０に結合されている。ハンマー４は、例えば、等角度間隔で、円筒シャフト８０の外周表面に結合される。チャック６はハンマー４と同軸上に設けられ、円筒シャフト８０の周りでハンマー４に対して相対的に回転可能となっている。
【００２７】
図４に示す実施形態では、電気モータ１０がハンマー４を回転させる。一般的に電気モータ１０は小型である。このようなモータは比較的低いトルクを発生するため、１８０°／ｎの移動角（Δθ）でのエアーギャップ内で十分なエネルギーを蓄えることが難しい。
【００２８】
図１４に示す磁気インパクト装置２５では、機械バネ１２がモータ１０とハンマーとの間に設けられているため、エアーギャップ内に蓄えられるエネルギーが増大できる。すなわち、モータがシャフト８を回転させる時にバネ１２が弾性的に変形してここにエネルギーを蓄える。シャフト８のトルクは、バネ１２を介して、増幅されて円筒シャフト８０へ伝達される。従って、モータ１０の出力トルクが小さくても、モータ１０はハンマー４とチャック６との間の磁力に抗してハンマー４を回転させることができる。バネ１２の選択は、モータの大きな回転角度（例えば１８０°）に亘って蓄積されるモータエネルギーが、１８０°／ｎの小さな移動角度（例えば２０°）において蓄積されるピークエネルギーに等しくなるように行われる。
【００２９】
上述した本発明の実施形態では、チャック６がフレーム形状とされてこの内部をハンマー４が通過するものである。しかしながら、ハンマーをフレーム形状としてこの内部をチャックが通過するようにしてもよい。
【００３０】
図１５及び図１６は、本発明の更に他の実施形態に係る磁気インパクト装置２５を示す。図１５、１６では、インパクト発生器２が複数のハンマー４と複数のチャック６とを備える。ハンマー４は、例えば、図４、５に示されるハンマーと同様である。ハンマー４は、例えば、実質的に等角度間隔でシャフト８の周面に結合される。シャフト８は、リニアモータ１０に結合され、シャフト８のＺ軸に沿って直線的に移動可能となる。図１５と図１６では、インパクト発生器２は、例えば、６個のハンマー４を備える。
【００３１】
チャック６はハンマー４と同軸上に配置され、Ｚ軸に沿って相対的に直線移動自在となっている。チャック６はシャフト８の周りに配置されて対応するハンマー４にそれぞれ対面する。図１５と図１６では、インパクト発生器２には、例えば、６個のチャック６を備える。本実施形態において、ハンマー４の数とチャック６の数とは同数としているが、これらの数は異なるようにしてもよい。
【００３２】
図１５を参照すると、ハンマー４がチャック６より外れた場合、ハンマー４がチャック６に対して磁気的に吸引される。ハンマー４は、Ｚ軸に沿って第１移動方向（ＭＤ１）に移動する。ハンマー４はチャック６（平衡点）を超えて進み、チャック６に対して第１移動方向（ＭＤ１）への瞬間的な吸引力を与える。この力が非接触方式で磁気的に発生されるリニアインパクト力である。すなわち、ハンマー４がチャック６の吸引力から逃れるように作用するときに蓄積される磁気エネルギーがチャック６のインパクトを発生させるために使用される。次に、ハンマー４が第１移動方向（ＭＤ１）と反対の第２移動方向（ＭＤ２）に移動すると、磁気インパクト装置２５は第２移動方向（ＭＤ２）へのリニアインパクト運動を発生させる。本発明の本実施形態では、インパクトノイズが少ないリニアインパクト運動を発生させることができる。
【００３３】
上述した実施形態では、永久磁石がハンマー４に設けられている。しかしながら、永久磁石がチャック６に設けられ、ハンマー４を磁性材料とすることも可能である。更に、永久磁石をチャック６とハンマー４との両方に設けてもよい。
【００３４】
上述した実施形態では、回転インパクト運動やリニアインパクト運動を発生するようにしている。しかしながら、回転インパクト運動とリニアインパクト運動とを組み合わせたインパクト運動を発生させる磁気インパクト装置を設けることも可能である。
【００３５】
上述の教示内容に照らし合わせれば、数々の変更や変形を行うことができることは明白である。従って、本発明は、請求の範囲内において、明細書での説明で特定したもの以外についても実施できるものであると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術の携帯用電動工具の断面図。
【図２】従来技術のハンマー型インパク発生器の概略上面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る電動工具の概略側面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の斜視図。
【図５】本発明の一実施形態に係る上記磁気インパクト装置の概略上面図。
【図６】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト発生器の斜視図。
【図７】本発明の一実施形態に係る上記磁気インパクト発生器の上面図。
【図８】本発明の一実施形態に係る上記磁気インパクト発生器の概略上面図。
【図９ａ】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の動作を説明するための説明図。
【図９ｂ】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の動作を説明するための説明図。
【図９ｃ】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の動作を説明するための説明図。
【図１０ａ】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の動作を説明するために、重力下で曲面上を転動するボールを機構的にたとえた説明図。
【図１０ｂ】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の動作を説明するために、重力下で曲面上を転動するボールを機構的にたとえた説明図。
【図１０ｃ】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の動作を説明するために、重力下で曲面上を転動するボールを機構的にたとえた説明図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る磁気インパクト装置の磁界シミュレーションの結果を示す。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るインパクト発生器の斜視図。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る上記インパクト発生器の上面図。
【図１４】本発明の更に他の実施形態に係るインパクト発生器の上面図。
【図１５】本発明の他の実施形態に係るインパクト発生器の斜視図。
【図１６】図１５に示すインパクト発生器の上面図。
【図１】
2005523175.tif 000003
【図２】
2005523175.tif 000004
【図３】
2005523175.tif 000005
【図４】
2005523175.tif 000006
【図５】
2005523175.tif 000007
【図６】
2005523175.tif 000008
【図７】
2005523175.tif 000009
【図８】
2005523175.tif 000010
【図９ａ】
2005523175.tif 000011
【図９ｂ】
2005523175.tif 000012
【図９ｃ】
2005523175.tif 000013
【図１０ａ】
2005523175.tif 000014
【図１０ｂ】
2005523175.tif 000015
【図１０ｃ】
2005523175.tif 000016
【図１１】
2005523175.tif 000017
【図１２】
2005523175.tif 000018
【図１３】
2005523175.tif 000019
【図１４】
2005523175.tif 000020
【図１５】
2005523175.tif 000021
【図１６】
2005523175.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月26日(2004.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成を備えた磁気インパクト装置
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
駆動ユニット、この駆動ユニットは上記の少なくとも一つのハンマーを上記少なくとも一つのチャックに対して移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項２】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーは、少なくとも一つの磁性材料性のヨークを備え、このヨークに少なくとも一つの磁石が設けられた。
【請求項３】
請求項２の磁気インパクト装置において、
第１と第２のヨークが設けられてこれらの間に少なくとも一つの磁石を設けた。
【請求項４】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーがシャフトに結合し、
上記駆動ユニットが少なくとも一つのハンマーをこのシャフトの周りに回転させる。
【請求項５】
請求項４の磁気インパクト装置において、
円筒状のシャフトを備え、この中にシャフトが同軸に収められ、少なくとも一つのハンマーが円筒状シャフトの外周面に結合し、
スプリングが円筒状シャフトとシャフトとを結合する。
【請求項６】
請求項１の磁気インパクト装置において、
少なくとも一つのハンマーがシャフトに結合し、
駆動ユニットによって少なくとも一つのハンマーをシャフトの軸方向に沿ってリニアに移動させる。
【請求項７】
請求項５の磁気インパクト装置において、
上記のスプリングは、磁石に保持されるピーク磁気エネルギーに実質的に等しいモータエネルギーを保持する。
【請求項８】
以下の構成を備えた電動工具
磁気インパクト装置、この磁気インパクト装置は、以下の構成を備える
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
駆動ユニット、この駆動ユニットは上記の少なくとも一つのハンマーを上記少なくとも一つのチャックに対して移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項９】
インパクト運動を磁気的に発生する方法であって、
少なくとも一つのチャックを用意し、
少なくとも一つのハンマーを用意し、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックの一方に少なくとも一つの磁石を設け、
少なくとも一つのハンマーと少なくとも一つのチャックの他方に少なくとも一つの磁石或いは磁性材料を設け、
少なくとも一つのチャックに対して少なくとも一つのハンマーを移動させて、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させる。
【請求項１０】
以下の構成からなる磁気インパクト発生器
少なくとも一つのチャック；
少なくとも一つのハンマー、このハンマーは上記少なくとも一つのチャックに対して相対的に移動自在であり、チャックとハンマーとの何れか一方が少なくとも一つの磁石を有し、他方が少なくとも一つの磁石やまたは磁性材料を有する、
上記の少なくとも一つのハンマーが上記少なくとも一つのチャックに対して移動して、少なくとも一つのチャックのインパクト運動を磁気的に発生させるようになった。
【国際調査報告】
2005523175.tif 000023
2005523175.tif 000024
2005523175.tif 000025
2005523175.tif 000026
2005523175.tif 000027