(57)【要約】【課題】離脱トルクを上昇させることなく、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力を増加することの可能な、打撃作業機を提供する。【解決手段】回転可能であり、かつ、第１係合部４６ａを有するハンマ４０と、回転可能な複数の第２係合部６３ａ，６３ｂを有する工具支持部材６０と、を備え、第１係合部４６ａが第２係合部６３ａに係合してハンマ４０の回転力を工具支持部材６０に伝達する第１状態と、第１係合部４６ａが第２係合部６３ａから離脱してハンマ４０が工具支持部材６０に対して回転し、かつ、第１係合部４６ａが第２係合部６３ａに衝突する第２状態と、を有する打撃作業機であって、第２係合部６３ａから離脱した第１係合部４６ａが、ハンマ４０の回転方向で２つの第２係合部を避けてから第２係合部６３ａを打撃させるように構成した。【選択図】図２
2019130613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能であり、かつ、第１係合部を有するハンマと、回転可能であり、かつ、回転方向に沿って配置された複数の第２係合部を有する工具支持部材と、を備え、前記第１係合部が１つの前記第２係合部に係合して前記ハンマの回転力を前記工具支持部材に伝達する第１状態と、前記第１係合部が係合している１つの前記第２係合部から離脱して前記ハンマが前記工具支持部材に対して回転し、かつ、前記第１係合部を１つの前記第２係合部に衝突させる第２状態と、を有する打撃作業機であって、
１つの前記第２係合部から離脱した前記第１係合部を、前記ハンマの回転方向で２つの前記第２係合部を避けてから１つの前記第２係合部に衝突させるように構成した、打撃作業機。
【請求項２】
前記ハンマと共に軸線を中心として回転可能に配置され、かつ、前記ハンマを前記工具支持部材に対して前記軸線方向及び回転方向に移動可能に支持する回転部材と、
前記回転部材に設けた第１カム溝と、
前記ハンマに設けた第２カム溝と、
前記第１カム溝に形成され、かつ、前記軸線方向に対して傾斜した第１傾斜縁と、
前記第２カム溝に形成され、かつ、前記軸線方向に対して傾斜した第２傾斜縁と、
前記第１カム溝及び前記第２カム溝により保持される転動体と、
が更に設けられ、
前記ハンマは、前記転動体が前記第１カム溝及び前記第２カム溝内で転動することで、前記工具支持部材に対して前記軸線方向及び回転方向に移動可能であり、
前記軸線方向に対して交差する直線と前記第１傾斜縁との間、及び前記直線と前記第２傾斜縁との間に、同一角度のリード角が形成されている、請求項１記載の打撃作業機。
【請求項３】
前記ハンマと共に軸線を中心として回転可能に配置され、かつ、前記ハンマを前記工具支持部材に対して前記軸線方向及び回転方向に移動可能に支持する回転部材と、
前記回転部材に回転力を伝達するモータと、
前記モータの回転数を制御する制御部と、
が更に設けられ、
前記制御部は、前記モータの回転数を制御することにより、１つの前記第２係合部から離脱した前記第１係合部を、前記ハンマの回転方向で２つの前記第２係合部を避けてから１つの前記第２係合部に衝突させる、請求項１記載の打撃作業機。
【請求項４】
前記第１係合部は、前記ハンマの回転方向に３つ設けられ、
前記第２係合部は、前記工具支持部材の回転方向に３つ設けられている、請求項２記載の打撃作業機。
【請求項５】
前記第１係合部が１つの前記第２係合部に衝突する前に前記ハンマが有する回転方向の運動エネルギーを打撃エネルギーＥとし、
前記第１係合部が１つの前記第２係合部から離脱するために必要な前記ハンマのトルクを離脱トルクＴB とすると、
前記打撃エネルギーＥは、
８．０×ＴB ＜Ｅ＜１２．５×ＴB
の範囲内である、請求項４記載の打撃作業機。
【請求項６】
前記軸線方向で前記第１係合部と１つの前記第２係合部とが係合する長さの最大値を最大係合量をＡとし、
前記リード角をθとすると、
前記最大係合量Ａは、
（−０．１２５×θ＋６．０）−０．５＜Ａ＜（−０．１２５×θ＋６．０）＋０．５
の範囲内に設定されている、請求項４記載の打撃作業機。
【請求項７】
前記第１係合部は、前記ハンマの回転方向に２つ設けられ、
前記第２係合部は、前記工具支持部材の回転方向に２つ設けられている、請求項４記載の打撃作業機。
【請求項８】
前記第１係合部が１つの前記第２係合部に衝突する前に前記ハンマが有する回転方向の運動エネルギーを打撃エネルギーＥとし、
前記第１係合部が１つの前記第２係合部から離脱するために必要な前記ハンマのトルクを離脱トルクＴB とすると、
前記打撃エネルギーＥは、
１３．３×ＴB＜Ｅ＜２０．０×ＴB
の範囲内に設定されている、請求項７記載の打撃作業機。
【請求項９】
前記軸線方向における前記第１係合部と１つの前記第２係合部との係合長さを最大係合量をＡとし、
前記リード角をθとすると、
前記最大係合量Ａは、
（−０．１２５×θ＋６．０）−０．７＜Ａ＜（−０．１２５×θ＋６．０）＋０．７
の範囲内に設定されている、請求項７記載の打撃作業機。
【請求項１０】
前記制御部は、前記モータの回転数が異なる複数のモードを設定可能であり、
前記複数のモードは、前記第１係合部が避ける前記第２係合部の数が異なる、請求項３記載の打撃作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンマが工具支持部材に対して、ハンマの回転方向の打撃力を加えることの可能な打撃作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンマが工具支持部材に対して、ハンマの回転方向の打撃力を加えることの可能な打撃作業機の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打撃作業機は、モータ、回転部材、ハンマ、工具支持部材及び制御部を有する。モータ、回転部材、ハンマ及び工具支持部材は、軸線を中心として回転可能である。ハンマは、回転方向に沿って配置された第１係合部を有する。工具支持部材は、回転方向に沿って配置された第２係合部を有する。工具支持部材は、先端工具を支持する。
【０００３】
特許文献１に記載された打撃作業機では、モータの回転力が回転部材を経由してハンマに伝達される。第１係合部と第２係合部とが係合していると、ハンマの回転力が工具支持部材に伝達される。先端工具が工具支持部材と共に回転し、先端工具は、ねじ部材を締め付ける。工具支持部材を回転させるために必要なハンマの回転力が増加すると、ハンマが軸線に沿った方向に移動し、第１係合部が第２係合部から離脱し、かつ、第１係合部が第２係合部を乗り越える。第１係合部は、乗り越えた第２係合部とは異なる第２係合部に衝突し、ハンマから工具支持部材に打撃力を加える。第１係合部が第２係合部を乗り越えて、他の第２係合部に衝突する際、第１係合部は第２係合部を１つ飛ばすことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２１４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者は、第１係合部が第２係合部から離脱する際におけるハンマのトルク、つまり、離脱トルクを上昇させることなく、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力を増加させることを、課題として認識した。
【０００６】
本発明の目的は、離脱トルクを上昇させることなく、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力を増加させることの可能な、打撃作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態の打撃作業機は、回転可能であり、かつ、第１係合部を有するハンマと、回転可能であり、かつ、回転方向に沿って配置された複数の第２係合部を有する工具支持部材と、を備え、前記第１係合部が１つの前記第２係合部に係合して前記ハンマの回転力を前記工具支持部材に伝達する第１状態と、前記第１係合部が係合している１つの前記第２係合部から離脱して前記ハンマが前記工具支持部材に対して回転し、かつ、前記第１係合部を１つの前記第２係合部に衝突させる第２状態と、を有する打撃作業機であって、１つの前記第２係合部から離脱した前記第１係合部を、前記ハンマの回転方向で２つの前記第２係合部を避けてから１つの前記第２係合部に衝突させるように構成した。
【発明の効果】
【０００８】
一実施形態の発明は、離脱トルクを上昇させることなく、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力を増加させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に含まれる打撃作業機の実施形態１であるインパクト工具を示す側面断面図である。
【図２】図１に示すインパクト工具の要部を示す側面断面図である。
【図３Ａ】図２に示すアンビルの正面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ−Ｂ線におけるアンビルの側面断面図である。
【図４Ａ】図２に示すハンマの正面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＣ−Ｃ線におけるハンマの側面断面図である。
【図５Ａ】図２に示すスピンドルの正面図である。
【図５Ｂ】図２に示すスピンドルの側面図である。
【図６】インパクト工具の制御系統を示すブロック図である。
【図７】図１に示すインパクト工具の制御例１を示すフローチャートである。
【図８】図１に示すインパクト工具のモードと、モータの回転数との関係を示す線図である。
【図９Ａ】図１に示すインパクト工具において、ハンマの打撃爪がアンビルの係合部を乗り越えて、他の係合部を打撃する例を示す図である。
【図９Ｂ】図１に示すインパクト工具において、ハンマの打撃爪がアンビルの係合部を乗り越えた後、係合部を１つ飛ばして他の係合部を打撃する例を示す図である。
【図９Ｃ】図１に示すインパクト工具において、ハンマの打撃爪がアンビルの係合部を乗り越えた後、係合部を２つ飛ばして他の係合部を打撃する例を示す図である。
【図１０】図１に示すインパクト工具において、打撃エネルギーと離脱トルクとの関係の一例を示す線図である。
【図１１】図１に示すインパクト工具において、最大係合量とカムリード角との関係の一例を示す線図である。
【図１２】打撃作業機の実施形態２であるインパクト工具を示す側面断面図である。
【図１３Ａ】図１２に示すインパクト工具の要部を示す側面断面図である。
【図１３Ｂ】図１２に示すインパクト工具の要部を示す側面図である。
【図１４Ａ】図１２に示すアンビルの正面図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＧ−Ｇ線におけるアンビルの側面断面図である。
【図１５Ａ】図１２に示すハンマの正面図である。
【図１５Ｂ】図１５ＡのＨ−Ｈ線におけるハンマの側面断面図である。
【図１６Ａ】図１２に示すスピンドルの正面図である。
【図１６Ｂ】図１２に示すスピンドルの側面図である。
【図１６Ｃ】図１６ＡのＩ−Ｉ線におけるスピンドルの側面断面図である。
【図１７】図１２に示すインパクト工具の制御例１を示すフローチャートである。
【図１８】図１２に示すインパクト工具のモードと、モータの回転数との関係を示す線図である。
【図１９Ａ】図１２に示すインパクト工具において、ハンマの打撃爪がアンビルの係合部を乗り越えて、他の係合部を打撃する例を示す図である。
【図１９Ｂ】図１２に示すインパクト工具において、ハンマの打撃爪がアンビルの係合部を乗り越えた後、係合部を１つ飛ばして他の係合部を打撃する例を示す図である。
【図１９Ｃ】図１２に示すインパクト工具において、ハンマの打撃爪がアンビルの係合部を乗り越えた後、係合部を２つ飛ばして他の係合部を打撃する例を示す図である。
【図２０】図１２に示すインパクト工具において、打撃エネルギーと離脱トルクとの関係の一例を示す線図である。
【図２１】図１２に示すインパクト工具において、最大係合量とカムリード角との関係の一例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の打撃作業機に含まれるいくつかの実施形態のうち、代表的な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（実施形態１）
打撃作業機の実施形態１に相当するインパクト工具は、図１に示されている。インパクト工具１は、本体２、ハンマケース３、モータ４、減速機構２０、スピンドル３０、ハンマ４０及びアンビル６０を有する。本体２及びハンマケース３は、ハウジングを構成する。本体２は、胴体部２ａ、ハンドル部２ｂ及び装着部２ｃを有する。胴体部２ａは筒形状であり、ハンドル部２ｂは、胴体部２ａの外面から、胴体部２ａの径方向に突出している。本体２は、インパクト工具１の側面視で略Ｔ字形状である。ハンマケース３は、胴体部２ａに固定されている。ハンドル部２ｂの第１端部は、胴体部２ａに接続され、ハンドル部２ｂの第２端部は、装着部２ｃに接続されている。
【００１２】
蓄電池１０が設けられ、蓄電池１０は、装着部２ｃに対して取り付け及び取り外しが可能である。蓄電池１０は、収容ケースと、収容ケース内に収容した複数の電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池である。電池セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。蓄電池１０は直流電源である。
【００１３】
モータ４は、ブラシレスの直流電動モータであり、モータ４は、胴体部２ａの内部に設けられている。減速機構２０、スピンドル３０及びハンマ４０は、ハンマケース３の内部に設けられている。アンビル６０は、ハンマケース３の内部から、ハンマケース３の外部に亘って配置されている。モータ４、減速機構２０、スピンドル３０、ハンマ４０及びアンビル６０は、軸線Ａ１を中心として同心状に配置されている。
【００１４】
実施形態１では、インパクト工具１の側面視で、軸線Ａ１に沿った方向、または、軸線Ａ１と平行な方向を、“前後方向”と記載する。また、インパクト工具１の側面視で、軸線Ａ１に対して交差する方向を、“上下方向”と記載する。減速機構２０、スピンドル３０及びハンマ４０は、前後方向でモータ４とアンビル６０との間に配置されている。また、ハンドル部２ｂは、胴体部２ａに対して上下方向に突出している。
【００１５】
減速機構２０は、モータ４及びスピンドル３０に対して動力伝達可能に接続されている。ハンマ４０は、スピンドル３０に対して動力伝達可能に接続されている。ハンマ４０は、アンビル６０に対して動力伝達経路を接続及び遮断が可能である。モータ４は蓄電池１０から電力が供給されて回転し、モータ４の回転力は、減速機構２０、スピンドル３０及びハンマ４０を介してアンビル６０に伝達される。アンビル６０は先端工具１８３を保持する。先端工具１８３は、一例としてドライバビットを含む。
【００１６】
モータ４は、ロータ４ａ、ステータコア４ｂ及び回転軸４ｃを有する。ロータ４ａは回転軸４ｃに固定されており、ロータ４ａ及び回転軸４ｃは、軸線Ａ１を中心として回転可能である。ロータ４ａは、図６に示す永久磁石１９８及び積層鉄心を有する。ステータコア４ｂは、積層鉄心及び図６に示すコイル１８６Ｕ，１８６Ｖ，１８６Ｗを有する。インバータ回路基板５が、胴体部２ａの内部に設けられている。複数のスイッチング素子１５及び回転位置検出素子１６が、インバータ回路基板５に設けられている。複数のスイッチング素子１５のそれぞれは、一例として、半導体スイッチ（ＦＥＴ：Field effect transistor ）である。複数のスイッチング素子１５は、ステータコア４ｂと蓄電池１０との間の電気回路を接続及び遮断する。モータ４は、回転軸４ｃの回転方向を、第１方向及び第２方向とで切り替え可能である。
【００１７】
回転位置検出素子１６は、一例としてホールＩＣであり、回転位置検出素子１６は、ロータ４ａの回転位置を検出する。冷却ファン１３が胴体部２ａの内部に設けられている。冷却ファン１３は、回転軸４ｃに取り付けられている。本体２は、吸気口１７，１８及び排気口を有する。冷却ファン１３が回転すると、本体２の外部の空気が、吸気口１７，１８を経由して本体２の内部に吸い込まれ、その空気は、モータ４、スイッチング素子１５を冷却する。本体２の内部の空気は、排気口から本体２の外部に排出される。
【００１８】
トリガ６ａが、ハンドル部２ｂに設けられ、ＤＣスピードコントロールスイッチ６が、ハンドル部２ｂの内部に設けられている。ＤＣスピードコントロールスイッチ６は、作業者がトリガ６ａに操作力を加えるとオンし、トリガ６ａの操作力を解除するとオフする。ＤＣスピードコントロールスイッチ６がオンしていると、トリガ６ａの操作量ｂに応じた信号を発生する。ＤＣスピードコントロールスイッチ６の信号は、演算部１８８へ入力される。また、回転方向切替スイッチ７が、胴体部２ａに設けられている。作業者が回転方向切替スイッチ７を操作して、モータ４の回転軸４ｃの回転方向を切り替え可能である。さらに、モード設定スイッチ９が装着部２ｃに設けられている。モード設定スイッチ９は、一例としてタクタイルスイッチを用いることが可能である。作業者がモード設定スイッチ９を操作して複数のモード、一例として４つのモードを選択的に切り替え可能である。各モードにおけるモータ４の最高回転数が互いに異なる。
【００１９】
減速機構２０は、サンギヤ２１と、リングギヤ２３と、サンギヤ２１及びリングギヤ２３に噛み合うピニオンギヤ２２を支持するキャリヤ３７，３８と、を有する。リングギヤ２３は、胴体部２ａに対して回転しないように設けられている。サンギヤ２１は、回転軸４ｃと共に一体回転可能である。キャリヤ３７，３８は一体成形品である。キャリヤ３７，３８は、シャフト２４ａ，２４ｂ，２４ｃを介して、３個のピニオンギヤ２２をそれぞれ自転可能及び公転可能に支持する。キャリヤ３７，３８はスピンドル３０と共に一体回転可能である。減速機構２０は、サンギヤ２１が入力要素であり、リングギヤ２３が反力要素であり、キャリヤ３７，３８が出力要素である。モータ４の回転軸４ｃが回転すると、減速機構２０は、スピンドル３０の回転速度を回転軸４ｃの回転速度よりも低速とし、かつ、回転力を増幅する。
【００２０】
スピンドル３０は、軸部３１及び遊星キャリヤ部３５を有する。軸部３１の外周面にカム溝３３，３４が形成されている。キャリヤ３７，３８は、遊星キャリヤ部３５に設けられている。スピンドル３０におけるモータ４側の端部には、軸線Ａ１に沿った方向で前方側に窪む円柱孔３５ａが形成され、サンギヤ２１の収容空間とされる。一方、スピンドル３０のアンビル６０側の端部に、嵌合孔３１ａが形成されている。嵌合孔３１ａは、円柱状である。
【００２１】
ハンマ４０は、スピンドル３０の前方側から装着されている。軸部３１の外周面と、ハンマ４０の内周面の後方側の一部とが接している。カム溝３３，３４は、スピンドル３０の側面視で略Ｖ字状の窪み部分である。カム溝３３，３４と対向するハンマ４０の内周面には、カム溝４４，４５が形成される。スピンドル３０とハンマ４０は、カム溝３３，３４とカム溝４４，４５との間に、カムボール５１ａ，５１ｂが、転動可能に設けられている。カムボール５１ａ，５１ｂは、金属製、一例として、ステンレス製、炭素鋼製、超硬合金性等を含む。スピンドル３０とカムボール５１ａ，５１ｂとの係合力、ハンマ４０とカムボール５１ａ，５１ｂとの係合力により、スピンドル３０とハンマ４０との間で回転力が伝達される。
【００２２】
カムボール５１ａ，５１ｂが転動することによって、ハンマ４０とスピンドル３０とが、回転方向に相対移動可能である。また、ハンマ４０はスピンドル３０に対して軸線Ａ１方向に移動可能である。また、ハンマ４０は、スプリング５４によってスピンドル３０に対して常に前方に向けて付勢されている。ハンマ４０は、スプリング５４を圧縮しながら後方へ移動可能である。
【００２３】
スピンドル３０の静止時には、カムボール５１ａ，５１ｂと、カム溝３３，３４と、カム溝４４，４５との係合位置と、スプリング５４の付勢力とのバランス関係によって、ハンマ４０の前面４２ａと、アンビル６０の係合部６３ａの後端面との間に、軸線Ａ１方向の隙間がある。係合部６３ａと打撃爪４６ａとが係合している状態で、軸線Ａ１方向で係合部６３ａと打撃爪４６ａとが重なる長さを係合量と呼ぶ。
【００２４】
係合量は、ハンマ４０の後方向の移動によって変化する。係合量は、スピンドル３０の静止時、または、ハンマ４０がアンビル６０に打撃力を加える前の初期位置において、最大係合量Ａである。アンビル６０が先端工具１８３から受ける力により、ハンマ４０に伝わる反トルクが大きくなると、カムボール５１ａ、５１ｂが転動し、ハンマ４０とアンビル６０との回転方向における相対位置、及びハンマ４０とアンビル６０との軸線Ａ１方向における相対位置が変化する。
【００２５】
スプリング５４は圧縮スプリングであり、スプリング５４の前方に複数のスチールボール５２が配置されている。スプリング５４は、ワッシャ５３とワッシャ５５との間に配置されている。ワッシャ５５の内周側においては、中央をスピンドル３０が貫通するように形成された円環状のダンパ５６が配置される。ダンパ５６は、一例としてゴム等の弾性体である。ダンパ５６は、ハンマ４０の最大後退時において、ハンマ４０が減速機構２０との衝突することを防止する。ダンパ５６は、カム溝３３，３４の端部と、カム溝４４，４５の端部とに、カムボール５１ａ，５１ｂが衝突する際の衝撃を緩和する。
【００２６】
アンビル６０は、軸受１９ａを介してハンマケース３により回転可能に支持されている。スピンドル３０は、軸受１９ｂ及び軸受ホルダ８を介して、本体２により回転可能に支持されている。
【００２７】
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照してアンビル６０を説明する。アンビル６０は、金属で一体成形されている。アンビル６０は、円筒形の軸部６１と、被打撃部６２と、を有する。軸部６１と被打撃部６２とは、軸線Ａ１方向に並べて配置されている。被打撃部６２は、アンビル６０の回転方向で等間隔、つまり、１２０度間隔で配置した３つの係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃを有する。装着孔６１ａが、軸部６１の前側端部から内側部分に形成されている。装着孔６１ａは、アンビル６０の正面視で、断面形状が六角形である。先端工具１８３は、装着孔６１ａに取り付け及び取り外しが可能である。
【００２８】
装着孔６１ａにおける軸線Ａ１方向の途中には、２つの貫通穴６１ｂが形成されている。貫通穴６１ｂは、軸部６１を径方向に貫通する。図１に示す金属球６９は、２つの貫通穴６１ｂにそれぞれ配置される。金属球６９は、ビット保持部７０の構成要素である。軸部６１は、軸受１９ａにより支持されている。
【００２９】
係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃは、被打撃面６４ａ，６４ｂ，６４ｃと、被打撃面６４ａ，６４ｂ，６４ｃの反対側に形成された被打撃面６５ａ，６５ｂ，６５ｃとを、それぞれ有する。打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、ハンマ４０の回転方向に応じて、被打撃面６４ａ，６４ｂ，６４ｃ、または、被打撃面６５ａ，６５ｂ，６５ｃの何れかに係合可能である。被打撃部６２の後方側には、円筒状の軸部６６が形成されている。軸部６６は、図２に示すように、スピンドル３０の嵌合孔３１ａに配置される。
【００３０】
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照してハンマ４０の形状を説明する。ハンマ４０は、円筒部４１，４３及び接続部４２を有する。円筒部４１は、円筒部４３の径方向で円筒部４３の内側に配置されている。接続部４２は、円筒部４１と円筒部４３とを接続する。ハンマ４０は金属製であり、ハンマ４０の直径は、一例として３５〜４４ｍｍの範囲内に設定可能である。ハンマ４０のイナーシャは、一例として、0.39［ｋｇ・ｃｍ２］、つまり、0.00038 ［Ｎ・ｍ２]以下に設定可能である。接続部４２の前面４２ａには、３つの打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃが設けられている。打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、前面４２ａから軸線Ａ１方向に突出している。打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、ハンマ４０の回転方向に等間隔、つまり、１２０度間隔で配置されている。
【００３１】
円筒部４１は軸孔４１ａを有し、軸孔４１ａに軸部３１が配置される。円筒部４１の内周面にカム溝４４，４５が形成されている。カム溝４４，４５は、円筒部４１の内周面を平面に展開した際に略台形状の輪郭を有する窪みである。また、ハンマ４０は、溝４４ａ，４５ａを有し、溝４４ａはカム溝４４に接続され、溝４５ａはカム溝４５に接続されている。溝４４ａは、カムボール５１ａをカム溝４４に挿入するための経路である。溝４４ｂは、カムボール５１ｂをカム溝４５に挿入するための経路である。
【００３２】
さらに、カム溝４４，４５は、軸線Ａ１に対して傾斜した傾斜縁１８４を、それぞれ有する。カム溝４４，４５のカムリード角θＨは、一例として次の範囲内に設定可能である。
【００３３】
θＨ＝１３〜２０［ｄｅｇ］
カムリード角θＨは、直線Ｌ１と傾斜縁１８４との間に形成される鋭角側の角度である。直線Ｌ１は、軸線Ａ１に対して９０度の角度で交差する線分である。
【００３４】
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照してスピンドル３０を説明する。スピンドル３０は金属製である。軸部３１の外周面には２本のカム溝３３，３４が形成されている。カム溝３３，３４は、スピンドル３０の回転方向で１８０度隔てた位置に設けられている。カム溝３３，３４は、その形状が同一である。スピンドル３０の側面視で、カム溝３３，３４の形状は略Ｖ字状である。カム溝３３，３４は、軸線Ａ１に対して傾斜した傾斜縁１８５を、それぞれ有する。
【００３５】
軸線Ａ１に対して９０度の角度で交差する直線Ｌ２と、傾斜縁１８５との間に形成される鋭角側の角度であるカムリード角θＳは、例えば２６〜３６［ｄｅｇ］の範囲内に設定されている。また、カムリード角θＨとカムリード角θＳとは同一である。カムリード角θＨ，θＳが大きくなるほど、離脱トルクが大きくなる。離脱トルクとは、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃの何れかと、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃの何れかとが離脱する際におけるハンマ４０の回転力である。離脱トルクが大きくなるほど、蓄電池１０からモータ４に供給する電流の最大値が大きくなる。
【００３６】
キャリヤ３７，３８は、スピンドル３０の回転方向で等間隔を置いて配置した３つの嵌合穴３７ａ，３７ｂ，３７ｃを、それぞれ有する。嵌合穴３７ａにシャフト２４ａが固定され、嵌合穴３７ｂにシャフト２４ｂが固定され、嵌合穴３７ｃにシャフト２４ｃが固定されている。キャリヤ３７の前方に段付き部３６が形成されている。
【００３７】
また、装着部２ｃ内にモータ制御部１８７が設けられている。モータ制御部１８７は、演算部１８８と、制御信号出力回路１８９と、モータ電流検出回路１９０と、電池電圧検出回路１９１と、ロータ位置検出回路１９２と、モータ回転数検出回路１９３と、電圧供給回路１９４と、スイッチ操作検出回路１９５と、印加電圧設定回路１９６と、電圧検出回路１９７と、を有している。
【００３８】
回転位置検出素子１６から出力される信号は、ロータ位置検出回路１９２に入力され、ロータ位置検出回路１９２はロータ４ａの回転位相を検出し、ロータ位置検出回路１９２から出力された信号は演算部１８８に入力される。
【００３９】
演算部１８８は、処理プログラムとデータに基づいて、スイッチング素子１５に対して駆動信号を出力する中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、を含むマイクロコンピュータである。
【００４０】
蓄電池１０からスイッチング素子１５に電力を供給する経路に抵抗Ｒsが配置されており、モータ電流検出回路１９０は、抵抗Ｒsの電圧降下から、モータ４に供給される電流値を検出し、検出信号を演算部１８８へ出力する。電池電圧検出回路１９１は、蓄電池１０からスイッチング素子１５に供給される電圧を検出し、検出信号を演算部１８８へ出力する。
【００４１】
ロータ位置検出回路１９２は、回転位置検出素子１６の出力信号を受けて、ロータ４ａの位置信号を演算部１８８及びモータ回転数検出回路１９３へ出力する。モータ回転数検出回路１９３は、入力される位置信号からロータ４ａの回転数を検出し、その検出結果を演算部１８８へ出力する。本実施形態では、ロータ４ａの回転数をモータ４の回転数として取り扱う。
【００４２】
蓄電池１０の電圧は、電圧供給回路１９４を介してモータ制御部１８７に供給される。また、電圧検出回路１９７は、電圧供給回路１９４を介してモータ制御部１８７に供給される蓄電池１０の電圧を検出し、検出結果を演算部１８８へ出力する。
【００４３】
モード設定スイッチ９の操作信号がスイッチ操作検出回路１９５に送られると、スイッチ操作検出回路１９５は、選択されたモードを判断して演算部１８８に送る。演算部１８８は、一例として低速モード、中速モード、高速モード、超高速モードの何れかを選択する。各モードにおけるモータ４の最高回転数は、互い異なる。モータ４の最高回転数は、単位時間あたりにおけるモータ４の回転数である。モード設定スイッチ９の操作信号は、印加電圧設定回路１９６にも送られる。印加電圧設定回路１９６は、各モードにおけるモータ４の最高回転数に対応させて、蓄電池１０からモータ４に印加する電圧の範囲を設定し、信号を演算部１８８に送る。
【００４４】
また、ＤＣスピードコントロールスイッチ６は、トリガ６ａの操作量に応じた信号を演算部１８８に送る。演算部１８８は、トリガ６ａの操作量に応じてモータ４の目標回転数を設定する。演算部１８８が設定するモータ４の目標回転数は、選択されているモードにおける最高回転数以下である。
【００４５】
演算部１８８は、各種の回路及び各種のスイッチから入力される信号に基づいて、モータ４のコイル１８６Ｕ，１８６Ｖ，１８６Ｗに供給する電流の向き、各スイッチング素子１５のオン・オフタイミング、各スイッチング素子１５のオン割合いとしてのデューティ比を求め、その信号を制御信号出力回路１８９へ出力する。
【００４６】
演算部１８８は、ロータ位置検出回路１９２の位置検出信号に基づいて、所定のスイッチング素子１５を、それぞれ交互にオン・オフ動作するスイッチング制御を実行するための駆動信号、所定のスイッチング素子１５をそれぞれスイッチング制御するためのパルス変調幅信号を形成して制御信号出力回路１８９に出力する。
【００４７】
この制御により、コイル１８６Ｕ，１８６Ｖ，１８６Ｗのそれぞれに、所定の通電の向き、所定の通電タイミング、所定の期間で交互に通電が行われ、モータ４が、目標回転方向及び目標回転数で回転される。目標回転方向は、作業者が回転方向切替スイッチ７を操作して設定し、目標回転数は、作業者がトリガ６ａを操作して調整する。
【００４８】
なお、作業者がトリガ６ａに対する操作力を解除すると、蓄電池１０の電圧はコイル１８６Ｕ，１８６Ｖ，１８６Ｗに供給されず、モータ４は停止する。また、装着部２ｃに表示部１９９が設けられており、表示部１９９は液晶ディスプレイまたはランプにより構成されている。演算部１８８から表示部１９９に表示信号が出力される。作業者は、表示部１９９を目視して、モータ４を制御するモード、モータ４の実際の回転数、蓄電池１０の電圧を確認可能である。
【００４９】
次に、モータ４の回転力が、減速機構２０を経由してスピンドル３０に伝達された際の作用を説明する。スピンドル３０の回転力は、カムボール５１ａ，５１ｂを介してハンマ４０に伝達され、ハンマ４０が回転する。ハンマ４０が回転すると、ハンマ４０の打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃが、アンビル６０の係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃに単独で係合し、アンビル６０が回転する。先端工具１８３がねじ部材の溝に位置し、かつ、ねじ部材が相手部材に押し付けられている状態において、アンビル６０と共に先端工具１８３が回転すると、ねじ部材が締め付けられる。ねじ部材を締め付けるために必要なハンマ４０のトルクが所定値以下であると、ハンマ４０は軸線Ａ１方向に移動することなく停止しており、係合量は、最大係合量Ａである。
【００５０】
ねじ部材を締め付けるために必要なハンマ４０のトルクが所定値を超えると、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃとがそれぞれ単独で係合している箇所の反力により、アンビル６０を軸線Ａ１方向で後退させる向きの分力が生じる。このため、ハンマ４０は、カム溝３３，３４に沿ってスピンドル３０に対して回転し、かつ、スプリング５４の付勢力に抗して、減速機構２０に近づくように後退する。
【００５１】
そして、ハンマ４０の打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃが、アンビル６０の係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃをそれぞれ乗り越えると、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃが、アンビル６０の係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃからそれぞれ解放、つまり、離脱する。すると、ハンマ４０は、スピンドル３０の回転力に加え、スプリング５４に蓄積されていた弾性エネルギーにより、回転しながら減速機構２０から離れるように前方に移動する。
【００５２】
ハンマ４０が前方へ移動すると、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃにそれぞれ単独で係合する。具体的には、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃにそれぞれ打撃力を加える。このようにして、ハンマ４０からアンビル６０に対して回転方向の打撃力が加えられ、ねじ部材が相手部材にねじ込まれる。
【００５３】
（制御例１）
次に、モータ制御部１８７が実行する制御例１を、図７のフローチャートを参照して説明する。モータ制御部１８７は、ステップＳ１で作業者がモード設定スイッチ９を操作して決定したモードを判別する。一例として、低速モード、中速モード、高速モード、超高速モードの４つを選択的に切り替え可能である。モータ制御部１８７は、ステップＳ２で６ａが操作されてＤＣスピードコントロールスイッチ６がオンしたことを検知すると、モータ４を回転させる。このため、先端工具１８３は、ねじ部材の締め付けを行う。
【００５４】
モータ制御部１８７は、ステップＳ３でボルトの締め付けか、ビスの締め付けかを判断する。ビスは、木ねじとも呼ばれる。ねじ部材がボルトであるかビスであるかにより、モータ電流検出回路１９０で検出される実効電流値が異なる。これは、ボルトの径はねじ部材の径よりも太く、ボルトの回転抵抗はビスの回転抵抗よりも大きいからである。すなわち、ボルトを締め付ける際の実効電流値は、ビスを締め付ける際の実効電流値よりも高い。
【００５５】
さらに、ねじ部材の径以外の条件により実効電流値が異なるため、実効電流値に基づいて、ビスとボルトとを判別することも可能である。例えば、ビスの外周面に雄ねじが設けられており、ビスは、雌ねじが設けられていない相手部材に対して固定される。つまり、ビスは回転中に相手の一部を削るか、または塑性変形させながら相手部材に食い込む。これに対して、ボルトは外周面に雄ねじが設けられており、ボルトは、雌ねじが設けられた相手部材に対して固定される。つまり、ボルトの雄ねじと相手部材の雌ねじとが噛み合いながら、ボルトが回転する。
【００５６】
このため、先端工具１８３が、ボルトを締め付ける場合の作業負荷は、先端工具１８３が、ねじ部材を締め付ける場合の作業負荷よりも小さい。また、ボルトの軸部にスプリングワッシャが取り付けられていると、ボルトを回転させるために必要な回転力は、ビスに比べて更に大きくなる。このように、ビスとボルトとを比べると、必要な回転力が異なり、かつ、実効電流値も異なる。なお、ボルトが固定される相手部材は、雌ねじを有するナットと、雌ねじが形成された構造物と、を含む。構造物は、壁、床、天井、ハウジング、ブラケットを含む。
【００５７】
また、モータ制御部１８７は、ステップＳ４において、ステップＳ１で決定されたモードに応じて、モータ４の最高回転数を設定する。各モードにおけるモータ４の最高回転数の一例は、図８に示す通りである。時刻ｔ０からモータ４の回転数が上昇し、時刻ｔ１以降は、モータ４の回転数が最高回転数になっている。各モードでハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は、図８に示す通りである。低速モードにおけるモータ４の最高回転数は4,000rpmである。中速モードにおけるモータ４の最高回転数は14,000rpm である。高速速モードにおけるモータ４の最高回転数の範囲は20,000rpm である。超高速モードにおけるモータ４の最高回転数は26,000rpm である。
【００５８】
ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数について説明する。低速モード及び中速モードでは３．０回打撃し、高速モードでは１．５回打撃し、超高速モードでは１．０回打撃する。
【００５９】
モータ４の回転数が14,000rpmと20,000rpm との間のＮ２以下であると、打撃回数は３回である。モータ４の回転数がＮ２を超え、かつ、20,000rpm と26,000rpm との間のＮ１以下であると、打撃回数は１．５回である。モータ４の回転数がＮ１を超えると、打撃回数は１回である。ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する状態の詳細は、後述する。
【００６０】
さらにモータ制御部１８７は、ステップＳ４でモータ４の回転数を制御するにあたり、ステップＳ３の判別結果を利用することもできる。上記のように、先端工具１８３でボルトを締め付ける場合の実効電流値は、先端工具１８３でビスを締め付ける場合の実効電流値よりも高い。このため、ボルトの締付時には、スイッチング素子１５の耐久性が低下する可能性がある。この不都合を回避するため、ボルトの締付けによりスイッチング素子１５の耐久性が低下しないように、打撃エネルギーを抑制すると、実効電流の低いビスの締め付け時に、打撃エネルギーが不足する可能性がある。
【００６１】
そこで、ステップＳ４で中速モードまたは高速モードでモータ４の回転数を制御するにあたり、ねじ部材がボルトであるかビスであるかの判別結果に応じて、モータ４の回転数を制御すれば、決定したモードと、締め付けるねじ部材の種類とが適合しない場合でも、ボルトの締め付け時におけるスイッチング素子１５の耐久性の低下を抑制でき、かつ、ビスの締め付け時におけるモータ４のパワー不足を防止できる。
【００６２】
例えば、ステップＳ４において、高速モードでは、ボルトを締め付ける際にモータ４の実際の回転数の上昇勾配が緩やかな第１制御を実行し、ビスを締め付ける場合に、モータ４の実際の回転数の上昇勾配が急激な第２制御を実行可能である。ちなみに、第１制御を実行する仕様のインパクト工具１は、作業者が使い易い。これに対して、第２制御を実行する仕様のインパクト工具１は、第１制御を実行する仕様のインパクト工具１に比べてビスの締め速度が速く、高性能である。
【００６３】
また、モータ制御部１８７は、高速モードが選択されているとステップＳ５で以下の制御を行う。モータ制御部１８７は、蓄電池１０の電圧が低下して、モータ４の実際の回転数が24,000rpm 以下になった場合は、モータ４の実際の回転数を20,000rpm まで低下させる。すると、打撃爪が係合部を乗り越えた場合、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は、１．５回になる。さらに、モータ制御部１８７は、蓄電池１０の電圧が低下して、モータ４の実際の回転数が18,000rpm 以下になった場合は、モータ４の実際の回転数を14,000rpm まで低下させる。すると、打撃爪が係合部を乗り越えた場合、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は、３．０回になる。
【００６４】
モータ制御部１８７は、ステップＳ６でトリガ６ａの操作が解除され、ＤＣスピードコントロールスイッチ６がオフしたことを検知すると、モータ４を停止し、図７のフローチャートを終了する。
【００６５】
次に、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転、つまり、３６０度回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数について説明する。なお、ハンマ４０は３つの打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃを有し、アンビル６０は３つの係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃを有するが、１つの打撃爪が１つの係合部をそれぞれ単独で打撃するタイミングは同じであるため、３つの打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃが、３つの係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃをそれぞれ単独で同時に打撃する動作を１回の打撃として取り扱う。本開示では、便宜上、打撃爪４６ａが、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃを個別に打撃する例を説明する。
【００６６】
そして、低速モードまたは中速モードが選択されていると、図９Ａに示すように、打撃爪４６ａが、係合部６３ａを乗り越えると、打撃爪４６ａは、係合部６３ａの隣に位置する係合部６３ｂを打撃する。打撃爪４６ａが、係合部６３ａを乗り越える際に、アンビル６０に対するハンマ４０の回転方向の位置を０度として示す。打撃爪４６ａが係合部６３ｂを打撃する際、アンビル６０に対するハンマ４０の回転方向の位置は、０度に対して１２０度である。つまり、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は、図８のように３．０回である。
【００６７】
一方、高速モードが選択されていると、図９Ｂに示すように、打撃爪６２ａは、係合部６３ａを乗り越えることに加え、１つの係合部６３ｂを飛ばして係合部６３ｃを打撃する。打撃爪４６ａが係合部６３ｃを打撃する際、アンビル６０に対するハンマ４０の回転方向の位置は、０度に対して２４０度の位置である。このため、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は１．５回である。この打撃回数は、ハンマ４０がアンビル６０に対して２回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数である３回に、１／２回転を乗算して求めた値である。
【００６８】
さらに、超高速モードが選択されていると、図９Ｃに示すように、打撃爪４６ａは、３係合部６３ａを乗り越えることに加え、２つの係合部６３ｂ，６３ｃを飛ばして係合部６３ａを打撃する。つまり、打撃爪４６ａは、係合部６３ａを乗り越えた後、２つの係合部６３ｂ，６３ｃを打撃せずに係合部６３ａを打撃する。打撃爪４６ａが係合部６３ａを打撃する際、アンビル６０に対するハンマ４０の回転方向の位置は、０度に対して３６０度の位置である。このように、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は１．０回である。
【００６９】
このように、モータ４の実際の回転数が変化すると、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数が異なる理由は、次の通りである。ハンマ４０の回転方向において、打撃部が係合部から離脱する０度の第１位置から、打撃部が係合部を打撃する第２位置に至るまでの間におけるハンマ４０の回転角度は、モータ４の実際の回転数が高いほど大きくなり、ハンマ４０のイナーシャが増加するためである。
【００７０】
そして、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回転方向の運動エネルギー、つまり、打撃エネルギーは、各種の条件に応じて定まる。各種の条件は、一例として、カムリード角θＨ、θＳ、ハンマ４０の回転力、ハンマ４０の回転速度、ハンマ４０のイナーシャ、スプリング５４のばね定数等を含む。スプリング５４のばね定数は、一例として、４０ｋｇｆ／ｃｍ以下に設定可能である。
【００７１】
図１０は、実施形態のインパクト工具１及び比較例のインパクト工具について、打撃エネルギーと離脱トルクと、の関係を示す特性線図である。打撃エネルギーＥは、ハンマがアンビルを打撃する直前に、ハンマが有するエネルギーである。図１０に実線で示す実施形態の特性は、超高速モードが選択され、かつ、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を１回打撃する際の打撃エネルギーである。図１０に破線で示す比較例の特性は、ハンマがアンビルに対して２回転する間に、ハンマがアンビルを３回打撃する際、言い換えると、ハンマがアンビルに対して１回転する間に、ハンマがアンビルを１．５回打撃する際、１回毎の打撃エネルギーである。
【００７２】
また、打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢは、トリガの操作量が最大であり、相手部材が木材であり、相手部材の反発率が０．３１である、という条件下で算出した。離脱トルクＴＢ［ｋｇ・ｃｍ］、及び打撃エネルギーＥ［Ｎ・ｍ２×（ｒａｄ／ｓ）］は、次の式１及び式２により算出した値である。
【００７３】
式１：離脱トルクＴＢ［ｋｇ・ｃｍ］＝ばね定数［ｋｇ／ｃｍ］×ばね押付け高さ［ｃｍ］×ｔａｎ（カムリード角［ｄｅｇ］×カム接点半径［ｃｍ］）
但し、ばね押付け高さ［ｃｍ］は、ばねの自由長［ｃｍ］−離脱時のばね高さ［ｃｍ］である。本実施形態では、ばね押付け高さは１．１ｃｍである。また、“ばね”は、スプリング５４を意味する。カムリード角θ［ｄｅｇ］は、カムリード角θＨ［ｄｅｇ］、カムリード角θＳ［ｄｅｇ］である。カム接点半径［ｃｍ］は、スピンドル３０の軸線Ａ１から、スピンドル３０に形成されたカム溝３３、３４の深さ方向の中心点までの距離である。カム接点半径［ｃｍ］は、本実施形態では０．７ｃｍである。なお、離脱トルクＴＢは、静的な状態における離脱トルクを示しており、上記した部品の各寸法から容易に算出することが可能である。
【００７４】
式２：打撃エネルギーＥ［Ｎ・ｍ２×（ｒａｄ／ｓ）２］
＝０．５×ハンマイナーシャ［Ｎ・ｍ２］×（ハンマ打撃直前速度［ｒａｄ／ｓ］）２
但し、
ハンマ打撃直前速度［ｒａｄ／ｓ］＝スピンドル角速度［ｒａｄ／ｓ］＋（スピンドル角速度［ｒａｄ／ｓ］×反発率を考慮した係数）
である。
【００７５】
また、
スピンドル角速度［ｒａｄ／ｓ］＝２×π×スピンドル回転数［ｒｐｓ］
である。さらに、反発率を考慮した係数は、本実施形態では“１．９”である。ここに示すスピンドル回転数は、ねじ締め作業時におけるスピンドル３０の回転数である。スピンドル３０の回転数は、モータ４の実際の回転数、減速機構２０の減速比に基づいて算出することが可能である。また、反発率を考慮した係数は、木材の硬さにより変動する。
【００７６】
図１０に示した各プロット点は、本実施形態のインパクト工具１に対応する打撃特性と、比較例の打撃特性とに相当する。プロット群９２は、本実施形態のインパクト工具１における打撃エネルギーＥと離脱トルクＴＢの関係である。プロット群９１は、比較例の打撃エネルギーＥと離脱トルクＴＢの関係である。そして、打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢは、上限の係数及び下限の係数の範囲内にある。上限の係数Ｋ４及び下限の係数Ｋ３は、本実施形態のインパクト工具１に対応する。上限の係数Ｋ２及び下限の係数Ｋ１は、比較例に対応する。
【００７７】
インパクト工具１における打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢが、図１０に示す係数Ｋ４と係数Ｋ３との間の範囲内にあるということは、
式３：８．０×ＴＢ＜Ｅ＜１２．５×ＴＢ
であることを意味する。
【００７８】
図１０において、実施形態の特性と比較例の特性とを比べると、打撃エネルギーＥが同じであると、実施形態の離脱トルクＴＢが、比較例の離脱トルクＴＢよりも低いことが分かる。実施形態の離脱トルクＴＢは、一例として、１０〜２０ｋｇ・ｃｍの範囲内、より具体的には、１２〜１８ｋｇ・ｃｍの範囲内に設定可能である。
【００７９】
そして、実施形態のインパクト工具１は、打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢが、図１０に示す係数Ｋ４と係数Ｋ３との間の範囲内になるようにするために、最大係合量Ａ［ｍｍ］と、カムリード角θ［ｄｅｇ］との関係が、式４に示す構成である。
式４：（−０．１２５×θ＋６．０）−０．５＜Ａ＜（−０．１２５×θ＋６．０）＋０．５
そして、最大係合量Ａ［ｍｍ］と、カムリード角θ［ｄｅｇ］との関係の一例は、図１１に示されている。仕様１、２、３は、何れも実施形態１に相当する。仕様１は、基準となる最大係合量Ａに対応し、仕様２は、基準となる最大係合量Ａよりも０．５ｍｍ大きい最大係合量に対応し、仕様３は、基準となる最大係合量Ａよりも０．５ｍｍ小さい最大係合量に対応する。
【００８０】
比較例１は、基準となる最大係合量に対応し、比較例２は、基準となる最大係合量よりも０．５ｍｍ大きい最大係合量に対応し、比較例３は、基準となる最大係合量よりも０．５ｍｍ小さい最大係合量に対応する。なお、比較例のインパクト工具は、式４の“６．０”に代えて“７．５”となる構成である。図１１のように、最大係合量が同じであるとすれば、実施形態におけるカムリード角θは、比較例におけるカムリード角よりも小さいことが分かる。
【００８１】
実施形態のインパクト工具１は、式４に示す構成を有する。このため、作業者が超高速モードを選択し、かつ、モータ４の実際の回転数がＮ１を超えた状態において、打撃爪が係合部を乗り越えた後、打撃爪は、他の係合部を２つ飛ばしてから係合部に打撃力を加えることができる。したがって、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０に加える打撃エネルギーを、比較例の打撃エネルギーに比べて高くすることができる。また、打撃エネルギーが同じであるとすれば、インパクト工具１の離脱トルクは、比較例におけるインパクト工具の離脱トルクよりも低くすることができる。
【００８２】
（実施形態２）
実施形態２に相当するインパクト工具を、図１２に基づいて説明する。インパクト工具１０１は、本体２、ハンマケース１０３、減速機構１２０、モータ４を有する。モータ４の回転力は、減速機構１２０を介してスピンドル１３０に伝達される。図１２に示す構成において、図１に示す構成と同じ構成は、図１と同じ符号を付してある。
【００８３】
実施形態２では、インパクト工具１０１の側面視で、軸線Ｄ１に沿った方向、または、軸線Ｄ１と平行な方向を、“前後方向”と記載する。実施形態２では、インパクト工具１０１の側面視で、軸線Ｄ１に対して交差する方向を、“上下方向”と記載する。
【００８４】
スピンドル１３０の回転力は、ハンマ１４０及びアンビル１６０に伝達される。スピンドル１３０、ハンマ１４０、アンビル１６０は、金属製のハンマケース１０３の内部に収容されている。モータ４、スピンドル１３０、ハンマ１４０、アンビル１６０は、軸線Ｄ１を中心として同心状に配置されている。アンビル１６０は軸受１１９ａによって回転可能に支持されている。
【００８５】
アンビル１６０の先端に、キャリヤ１６１ａが設けられている。キャリヤ１６１ａは、軸線Ｄ１に対して垂直な平面内における断面形状が四角形である。キャリヤ１６１ａの側面には穴部１６１ｂが設けられる。キャリヤ１６１ａには、六角ソケット等の先端工具２００を取り付け及び取り外しが可能である。先端工具２００は、ボルトの頭部を収容する凹部を有する。穴部１６１ｂに図示しないピンを通し、先端工具２００をキャリヤ１６１ａに固定できる。
【００８６】
減速機構１２０は、サンギヤ１２１、リングギヤ１２３、キャリヤ１３７，１３８を有する。サンギヤ１２１は、モータ４の回転軸４ｃの先端に固定されている。リングギヤ１２３は、サンギヤ１２１と同心状に配置され、リングギヤ１２３は本体２に固定されている。キャリヤ１３７，１３８は、２つのプラネタリーギヤ１２２ａ，１２２ｂを自転可能及び公転可能に支持している。２つのプラネタリーギヤ１２２ａ，１２２ｂは、共にサンギヤ１２１及びリングギヤ１２３に噛み合っている。
【００８７】
キャリヤ１３７，１３８は、スピンドル１３０の後端部分に設けられている。シャフト１２４ａ，１２４ｂは、キャリヤ１３７，１３８に固定されている。プラネタリーギヤ１２２ａは、シャフト１２４ａに取り付けられ、プラネタリーギヤ１２２ｂは、シャフト１２４ｂに取り付けられている。サンギヤ１２１は入力要素であり、リングギヤ１２３は反力要素であり、キャリヤ１３７，１３８は出力要素である。回転軸４ｃの回転力は、減速機構１２０を介してスピンドル１３０に伝達される。回転軸４ｃの回転速度に対して、スピンドル１３０の回転速度は低速となり、かつ、トルクが増幅される。
【００８８】
円筒状のスピンドル１３０の外周側にカム溝１３３，１３４が形成されている。スピンドル１３０の後方側に、キャリヤ１３７，１３８が接続されている。スピンドル１３０のモータ４側の内部空間は、サンギヤ１２１の収容空間たる円柱孔１３５ａとされている。アンビル１６０側の前方側の嵌合孔１３１ａにはアンビル１６０の軸部１６６が収容される。
【００８９】
ハンマ１４０はスピンドル１３０の前方側から装着され、スピンドル１３０の軸部の外周面とハンマ１４０の内周面の後方側の一部が接するように配置される。カム溝１３３，１３４は側面視で略Ｖ字状の窪み部分であり、カム溝１３３，１３４と対向するハンマ１４０の内周面に、カム溝１４４，１４５が形成されている。カム溝１３３，１３４及びカム溝１４４，１４５に亘ってカムボール１５１ａ，１５１ｂが配置されている。カムボール１５１ａ，１５１ｂは金属製、一例として、ステンレス製、炭素鋼製、超硬合金製等を含む。スピンドル１３０とカムボール１５１ａ，１５２ｂとの係合力、カムボール１５１ａ，１５２ｂと、ハンマ１４０との係合力により、スピンドル１３０とハンマ１４０との間で回転力が伝達される。カムボール１５１ａ，１５１ｂが転動することによって、ハンマ１４０とスピンドル１３０とが、回転方向に相対移動可能である。ハンマ１４０は、スプリング１５４によって常に前方側に付勢される。
【００９０】
スピンドル１３０の静止時には、ハンマ１４０の前面１４２ａとアンビル１６０の爪部の後端面とは軸方向に僅かに隙間を隔てた位置にある。一方、アンビル１６０の係合部１６３ａとハンマ１４０の打撃爪１４６ａとは、図１３Ａに示す軸線Ｄ１方向で係合する。係合量は、ハンマ１４０の後方向への移動によって変化する。係合量の最大値は、最大係合量Ｆである。
【００９１】
スプリング１５４は圧縮スプリングであり、その前方側には複数のスチールボール１５２がワッシャ１５３に押さえられた状態で配置されている。スプリング１５４の後方側は、内周側が軸方向に円筒状に延び、かつ、外周側が円環状の座金１５５によって、スピンドル１３０のキャリヤ１３７にて保持される。座金１５５の円筒部分とスピンドル１３０の間には、円筒状の弾性体によるダンパ１５６が配置される。スピンドル１３０は、図１３Ａのように、軸受１１９ｂを介して軸受ホルダ１０８により支持されている。リングギヤ１２３と軸受ホルダ１０８との間に、図１３Ｂに示すＯリング１２９が介在されている。
【００９２】
アンビル１６０は金属の一体成形にて製造されている。アンビル１６０は、図１４Ｂに示すように、円筒形の出力軸部１６１と、被打撃部１６２とを有する。係合部１６３ａ，１６３ｂが、被打撃部１６２に設けられている。出力軸部１６１は、キャリヤ１６１ａ及び円柱部１６１ｃを有する。円柱部１６１ｃは、図１２に示す軸受１１９ａによって支持されている。アンビル１６０は、図１４Ｂに示す油分供給孔１６７を有する。油分供給孔１６７は、軸方向溝１６７ｂ及び径方向溝１６７ａを有する。油分供給孔１６７は、グリスを軸受１１９ａに供給する。被打撃部１６２は、２つの係合部１６３ａ，１６３ｂを有する。２つの係合部１６３ａ，１６３ｂは、アンビル１６０の回転方向において、１８０［ｄｅｇ］隔てて配置されている。係合部１６３ａ，１６３ｂの回転方向の側面は、ハンマ１４０の打撃爪によって締め付け方向の回転時に打撃される被打撃面１６４ａ，１６４ｂと、その反対側に形成され緩め方向の回転時に打撃される被打撃面１６５ａ，１６５ｂと、を有する。被打撃部１６２の軸方向後方側には、円柱状の軸部１６６が形成されている。軸部１６６は、スピンドル１３０の嵌合孔１３１ａに配置されている。
【００９３】
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照してハンマ１４０の形状を説明する。ハンマ１４０は、円筒部１４１，１４３及び接続部１４２を有する。円筒部１４１は、円筒部１４３の内部に配置され、接続部１４２は、円筒部１４１と円筒部１４３とを接続している。ハンマ１４０は金属製である。ハンマ１４０の直径ｄ３は、一例として４４ｍｍ以上に設定可能である。接続部１４２は前面１４２ａを有し、前面１４２ａの２カ所には、２つの打撃爪１４６ａ，１４６ｂが形成されている。２つの打撃爪１４６ａ，１４６ｂは、軸線Ｄ１方向に突出している。打撃爪１４６ａ，１４６ｂは、ハンマ１４０の回転方向で、１８０度間隔で配置されている。
【００９４】
円筒部１４１は軸孔１４１ａを有し、円筒部１４１の内面にカム溝１４４，１４５が形成されている。カム溝１４４，１４５は、円筒部１４１の内周面を平面に展開した際に略台形状の輪郭を有する窪みである。カム溝１４４，１４５は、図１６Ｃに示すカム溝１３３，１３４と共に、図１３Ａに示すカムボール１５１ａ，１５１ｂを支持する。また、ハンマ１４０は、溝１４４ａ，１４５ａを有する。溝１４４ａは、カム溝１４４に接続され、溝１４５ａはカム溝１４５に接続されている。溝１４４ａは、カムボール１５１ａをカム溝１４４に挿入する経路である。溝１４４ａは、カムボール１５１ａをカム溝１４４に挿入する経路である。
【００９５】
カム溝１４４，１４５は、軸線Ｄ１に対して傾斜した傾斜縁２０１を、それぞれ有する。傾斜縁２０１は２つを１組としてＶ字状に配置されている。軸線Ｄ１に対して９０度の角度で交差する直線Ｌ３と、傾斜縁２０１との間に鋭角側の角度であるカムリード角θＨ１が設定される。カムリード角θＨ１は、一例として、１２〜２８［ｄｅｇ］の範囲内に設定可能である。
【００９６】
次に、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃを参照してスピンドル１３０の形状を説明する。スピンドル１３０は略円筒状の金属製であり、軸部１３１、遊星キャリア部１３５、後方側端部１３９、嵌合孔１３１ａ、円柱孔１３５ａを有する。嵌合孔１３１ａと円柱孔１３５ａとがつながっている。スピンドル１３０は、アンビル１６０と減速機構１２０との間に配置されている。後方側端部１３９は、スピンドル１３０の軸線Ｄ１方向の端部に設けられている。後方側端部１３９は、図１３Ａに示す軸受１１９ｂにより回転可能に支持されている。スピンドル１３０の軸部１３１の直径は、一例として１６ｍｍ以上に設定可能である。
【００９７】
軸部１３１の外周面には２組のカム溝１３３，１３４が形成されている。カム溝１３３，１３４の形状は、スピンドル１３０の側面視で略Ｖ字状である。カム溝１３３，１３４は、軸線Ｄ１に対して傾斜した傾斜縁２０２を、それぞれ有する。傾斜縁２０２は２つを１組としてＶ字状に配置されている。軸線Ｄ１に対して９０度の角度で交差する直線Ｌ４と、傾斜縁２０２との間に鋭角側の角度であるカムリード角θｓ１が設定される。カムリード角θｓ１は、一例として、１２〜２８［ｄｅｇ］の範囲内に設定可能である。
【００９８】
遊星キャリア部１３５は、軸線Ｄ１方向で軸部１３１と後方側端部１３９との間に設けられている。遊星キャリア部１３５、円盤状のキャリヤ１３７，１３８を有する。キャリヤ１３７は、前方側の大径部１３７ｃと、後方側の小径部１３７ｄとが連結されて形成されている。キャリヤ１３７は、軸線Ｄ１と直交方向に延在している。キャリヤ１３７は、２つの嵌合穴１３７ａ，１３７ｂを有する。嵌合穴１３７ａ，１３７ｂは、キャリヤ１３７を軸線Ｄ１方向に貫通する。
【００９９】
キャリヤ１３７の後方側には、キャリヤ１３７と平行かつ所定の間隔を隔ててキャリヤ１３８が設けられている。キャリヤ１３８は２つの嵌合穴１３８ａ，１３８ｂを有する。嵌合穴１３７ａ，１３７ｂ，１３８ａ，１３８ｂは、シャフト１２４ａ，１２４ｂを介してプラネタリーギヤ１２２ａ，１２２ｂを回転可能及び公転可能に支持する。
【０１００】
図１２に示すインパクト工具１０１は、図６に示す制御系統を用いることが可能である。図１２に示すインパクト工具１０１においても、作業者がモード設定スイッチ９を操作することにより、複数のモードのいずれかを選択的に切り替え可能である。モータ制御部１８７は、選択されたモードに応じてモータ４の最高回転数を設定する。モータ制御部１８７は、トリガ６ａの操作量に応じて、モータ４の目標回転数を制御する。
【０１０１】
インパクト工具１０１におけるモータ４の回転力は、減速機構１２０を介してスピンドル１３０に伝達される。スピンドル１３０の回転力は、カムボール１５１ａ，１５１ｂを介してハンマ１４０に伝達される。ハンマ１４０の打撃爪１４６ａ，１４６ｂと、アンビル１６０の係合部１６３ａ，１６３ｂとが単独で係合し、ハンマ１４０の回転力がアンビル１６０に伝達される。
【０１０２】
ねじ部材を締め付けるために必要なハンマ１４０のトルクが所定値以下であると、ハンマ１４０は軸線Ｄ１方向に移動することなく停止しており、最大係合量Ｆが維持される。
【０１０３】
ねじ部材を締め付けるために必要なハンマ１４０のトルクが所定値を超えると、打撃爪１４６ａ，１４６ｂと、係合部１６３ａ，１６３ｂとがそれぞれ単独で係合している箇所の反力により、アンビル１６０を軸線Ｄ１方向で後退させる向きの分力が生じる。このため、ハンマ１４０はスピンドル１３０に対して回転し、かつ、スプリング１５４の付勢力に抗して、減速機構１２０に近づくように後退する。
【０１０４】
そして、ハンマ１４０の打撃爪１４６ａ，１４６ｂが、アンビル６０の係合部１６３ａ，１６３ｂをそれぞれ単独で乗り越えると、打撃爪１４６ａ，１４６ｂが、アンビル１６０の係合部１６３ａ，１６３ｂからそれぞれ解放、つまり、離脱する。すると、ハンマ１４０は、スピンドル１３０の回転力に加え、スプリング１５４に蓄積されていた弾性エネルギーにより、回転しながら減速機構１２０から離れるように前方に移動する。
【０１０５】
ハンマ１４０が前方へ移動すると、打撃爪１４６ａ，１４６ｂは、係合部１６３ａ，１６３ｂをそれぞれ打撃し、かつ、にそれぞれ係合する。このようにして、ハンマ１４０からアンビル１６０に対して回転方向の打撃力が加えられ、ねじ部材が相手部材にねじ込まれる。
【０１０６】
（制御例２）
次に、モータ制御部１８７が実行する制御例２を、図１７のフローチャートを参照して説明する。モータ制御部１８７は、ステップＳ１１で作業者がモード設定スイッチ９を操作して決定したモードを判別する。一例として、低速モード、中速モード、高速モード、超高速モードの４つを選択的に切り替え可能である。モータ制御部１８７は、ステップＳ１２で６ａが操作されてＤＣスピードコントロールスイッチ６がオンしたことを検知すると、モータ４を回転させる。つまり、ねじ部材の締め付けが開始される。
【０１０７】
モータ制御部１８７は、ステップＳ１３でボルトの締め付けか、ビスの締め付けかを判断する。また、モータ制御部１８７は、ステップＳ１４において、ステップＳ１１で決定されたモードに応じて、モータ４の最高回転数を設定する。各モードにおけるモータ４の最高回転数の一例は、図１８に示す通りである。図１８において、各モードに対応するモータの最高回転数は、図８に示すモータの最高回転数と同じである。
【０１０８】
ハンマ１４０がアンビル１６０に対して１回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する回数について説明する。低速モード及び中速モードでは２．０回打撃し、高速モードでは１．０回打撃し、超高速モードでは２／３回打撃する。ハンマ１４０がアンビル１６０に対して５４０度回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を１回打撃している。つまり、ハンマ１４０がアンビル１６０に対して１回転する間、すなわち、３６０度回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する回数に換算すると、２／３回打撃することになる。
【０１０９】
モータ４の回転数が14,000rpmと20,000rpm との間のＮ２以下であると、打撃回数は２回である。モータ４の回転数がＮ２を超え、かつ、20,000rpm と26,000rpm との間のＮ１以下であると、打撃回数は１．０回である。モータ４の回転数がＮ１を超えると、打撃回数は２／３回である。ハンマ１４０がアンビル１６０に対して１回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する状態の詳細は、後述する。
【０１１０】
さらに、モータ制御部１８７は、ステップＳ１４でモータ４の回転数を制御するにあたり、ステップＳ１３の判別結果を利用することもできる。
【０１１１】
また、モータ制御部１８７は、高速モードが選択されているとステップＳ１５で以下の制御を行う。モータ制御部１８７は、蓄電池１０の電圧が低下して、モータ４の実際の回転数が24,000rpm 以下になると、モータ４の実際の回転数を20,000rpm まで低下させる。すると、打撃爪が係合部を乗り越えた場合、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は、１．０回になる。
【０１１２】
さらに、モータ制御部１８７は、蓄電池１０の電圧が低下して、モータ４の実際の回転数が18,000rpm 以下になると、モータ４の実際の回転数を14,000rpm まで低下させる。すると、打撃爪が係合部を乗り越えた場合、ハンマ４０がアンビル６０に対して１回転する間に、ハンマ４０がアンビル６０を打撃する回数は２．０回になる。
【０１１３】
モータ制御部１８７は、ステップＳ１６でトリガ６ａの操作が解除され、ＤＣスピードコントロールスイッチ６がオフしたことを検知すると、モータ４を停止し、図１７のフローチャートを終了する。
【０１１４】
次に、ハンマ１４０がアンビル６０に対して１回転、つまり、３６０度回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する回数について説明する。なお、ハンマ１４０は２つの打撃爪１４６ａ，１４６ｂを有し、アンビル１６０は２つの係合部１６３ａ，１６３ｂを有するが、１つの打撃爪が１つの係合部をそれぞれ単独で打撃するタイミングは同じであるため、２つの打撃爪１４６ａ，１４６ｂが、２つの係合部１６３ａ，１６３ｂをそれぞれ単独で同時に打撃する動作を１回の打撃として取り扱う。ここでは、便宜上、打撃爪１４６ａが、係合部１６３ａ，１６３ｂを個別に打撃する例を説明する。
【０１１５】
そして、低速モードまたは中速モードが選択されていると、図１９Ａに示すように、打撃爪１４６ａが、係合部１６３ａを乗り越えると、打撃爪１４６ａは、係合部１６３ａの隣に位置する係合部１６３ｂを打撃する。打撃爪１４６ａが、係合部１６３ａを乗り越える際に、アンビル１６０に対するハンマ１４０の回転方向の位置を０度として示す。打撃爪１４６ａが係合部１６３ｂを打撃する際、アンビル１６０に対するハンマ１４０の回転方向の位置は、０度に対して１８０度である。つまり、ハンマ１４０がアンビル１６０に対して１回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃することの可能な回数は、図１８のように２．０回である。
【０１１６】
一方、高速モードが選択されていると、図１９Ｂに示すように、打撃爪１４６ａは、係合部１６３ａを乗り越えた後、１つの係合部１６３ｂを飛ばして係合部１６３ａを打撃する。具体的に説明すると、打撃爪１４６ａは、係合部１６３ａを乗り越えた後、係合部１６３ｂを打撃することなく、ハンマ１４０の回転方向で係合部１６３ｂよりも前方に位置する係合部１６３ａを打撃する。打撃爪１４６ａが係合部１６３ａを打撃する際、アンビル１６０に対するハンマ１４０の回転方向の位置は、０度に対して３６０度の位置である。このため、ハンマ１４０がアンビル１６０に対して１回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する回数は１．０回である。
【０１１７】
さらに、超高速モードが選択されていると、図１９Ｃに示すように、打撃爪１４６ａは、１つの係合部１６３ａを乗り越えることに加え、２つの係合部１６３ｂ，１６３ａを飛ばして係合部１６３ｂを打撃する。打撃爪１４６ａが係合部１６３ｂを打撃する際、アンビル１６０に対する１ハンマ４０の回転方向の位置は、０度に対して５４０度の位置である。このため、ハンマ１４０がアンビル１６０に対して１回転する間に、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する回数は２／３回である。
【０１１８】
また、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する時の打撃エネルギーは、各種の条件、例えば、カムリード角θＨ１，θＳ１、ハンマ１４０の回転力、ハンマ１４０の回転速度、ハンマ１４０のイナーシャ、スプリング１５４のばね定数等に応じて定まる。スプリング１５４のばね定数は、一例として、４０ｋｇｆ／ｃｍ以下に設定可能である。
【０１１９】
図２０は、インパクト工具１０１における打撃エネルギーと離脱トルクとの関係を示す特性線図である。打撃エネルギーＥは、ハンマ１４０がアンビル１６０を打撃する直前に、ハンマ１４０が有するエネルギーである。図２０に実線で示す実施形態の特性は、超高速モードが選択され、かつ、ハンマ１４０がアンビル１６０に対して回転して、ハンマ１４０がアンビル１６０を１回打撃する際の打撃エネルギーである。図２０に破線で示す比較例の特性は、ハンマがアンビルに対して回転して、ハンマがアンビルを打撃する際の打撃エネルギーである。
【０１２０】
打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢの算出条件、および算出式は、実施形態１と同じである。図２０に示した各プロット点は、インパクト工具１０１に対応する打撃特性と、比較例の打撃特性とに相当する。プロット群２０３は、本実施形態のインパクト工具１０１における打撃エネルギーＥと離脱トルクＴＢとの関係である。プロット群２０４は、比較例の打撃エネルギーＥと離脱トルクＴＢとの関係である。そして、打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢは、上限の係数及び下限の係数の範囲内にある。上限の係数Ｋ６及び下限の係数Ｋ５は、本実施形態のインパクト工具１０１に対応する。上限の係数Ｋ８及び下限の係数Ｋ７は、比較例に対応する。
【０１２１】
インパクト工具１０１における打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢが、図２０に示す係数Ｋ６と係数Ｋ５との間の範囲内にあるということは、
式５：１３．３×ＴＢ＜Ｅ＜２０．０×ＴＢ
であることを意味する。
【０１２２】
図２０において、実施形態の特性と比較例の特性とを比べると、打撃エネルギーＥが同じであるとして、実施形態の離脱トルクＴＢが、比較例の離脱トルクＴＢよりも低いことが分かる。実施形態における離脱トルクＴＢは、一例として、７〜１５ｋｇ・ｃｍの範囲内に設定可能である。
【０１２３】
そして、実施形態のインパクト工具１０１は、打撃エネルギーＥ及び離脱トルクＴＢが、図２０に示す係数Ｋ６と係数Ｋ５との間の範囲内になるようにするために、最大係合量Ｆ［ｍｍ］と、カムリード角θ［ｄｅｇ］との関係が、式６に示す構成である。
式６：（−０．１２５×θ＋６．０）−０．７＜Ａ＜（−０．１２５×θ＋６．０）＋０．７
また、最大係合量Ｆ［ｍｍ］と、カムリード角θ［ｄｅｇ］との関係の一例は、図２１に示されている。仕様４、５、６は、何れも実施形態２に相当する。仕様４は、基準となる最大係合量Ｆに対応し、仕様５は、基準となる最大係合量Ａよりも０．７ｍｍ大きい最大係合量に対応し、仕様６３は、基準となる最大係合量Ａよりも０．７ｍｍ小さい最大係合量に対応する。
【０１２４】
比較例４は、基準となる最大係合量に対応し、比較例５は、基準となる最大係合量よりも０．７ｍｍ大きい最大係合量に対応し、比較例３は、基準となる最大係合量よりも５ｍｍ小さい最大係合量に対応する。なお、比較例のインパクト工具は、式６の“６．０”に代えて“６．５”となっている。実施形態２におけるカムリード角θは、比較例におけるカムリード角よりも小さい。
【０１２５】
インパクト工具１０１は、式６に示す構成を有する。このため、作業者が超高速モードを選択し、かつ、モータ４の実際の回転数Ｎ１を超えた状態において、打撃爪が係合部を乗り越えた後、打撃爪は、他の係合部を２つ飛ばしてから係合部に打撃力を加えることが可能である。したがって、ハンマ１４０がアンビル１６０に対して回転し、ハンマ１４０がアンビル１６０に加える打撃エネルギーを、比較例の打撃エネルギーに比べて高くすることができる。また、打撃エネルギーが同じであるとすれば、実施形態２におけるインパクト工具１０１の離脱トルクは、比較例におけるインパクト工具の離脱トルクよりも低い。
【０１２６】
本実施形態で説明した事項と、請求項に記載した事項との対応関係の一例を説明する。インパクト工具１、１０１は、打撃作業機の一例である。ハンマ４０，１４０は、ハンマの一例であり、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃは、第１係合部の一例である。アンビル６０，１６０は、工具支持部材の一例であり、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，１６３ａ，１６３ｂは、第２係合部の一例である。カムリード角θＨを有するカム溝４４，４５、カムリード角θＨ１を有するカム溝１４４，１４５、カムリード角θＳを有するカム溝３３，３４、カムリード角θＳ１を有するカム溝１３３，１３４、スイッチング素子１５、モータ制御部１８７は、飛ばし機構の一例である。
【０１２７】
軸線Ａ１、Ｄ１は、軸線の一例である。スピンドル３０，１３０は、回転部材の一例である。カム溝３３，３４，１４４，１４５は、第１カム溝の一例である。カム溝４４，４５，１４４，１４５は、第２カム溝の一例である。傾斜縁１８５、２０２は、第１傾斜縁の一例である。傾斜縁１８４、２０１は、第２傾斜縁の一例である。カムボール５１ａ，５１ｂ，１５１ａ，１５１ｂは、転動体の一例である。カムリード角θＨ，θＨ１，θＳ，θＳ１は、リード角の一例である。モータ４は、モータの一例であり、モータ制御部１８７、スイッチング素子１５は、制御部の一例である。超高速モード、高速モード、中速モード、低速モードは、複数のモードの一例である。
【０１２８】
また、打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃとが、それぞれ単独で係合してハンマ４０の回転力をアンビル６０に伝達する状態は、第１状態の一例である。さらに、打撃爪１４６ａ，１４６ｂと、係合部１６３ａ，１６３ｂとが、それぞれ単独で係合してハンマ１４０の回転力をアンビル１６０に伝達する状態は、第１状態の一例である。
【０１２９】
打撃爪４６ａ，４６ｂ，４６ｃが、係合部６３ａ，６３ｂ，６３ｃにそれぞれ単独で衝突して打撃力を加える状態が、第２状態の一例である。さらに、打撃爪１４６ａ，１４６ｂが、係合部１６３ａ，１６３ｂにそれぞれ単独で衝突して打撃力を加える状態が、第２状態の一例である。
【０１３０】
本実施形態において、第１係合部が１つの第２係合部を乗り越えた後、２つの第２係合部を飛ばしてから１つの第２係合部に衝突するとは、第１係合部が２つの第２係合部を避けてから１つの第２係合部に衝突することを意味する。第１係合部が衝突する１つの第２係合部は、第１係合部が乗り越えた１つの第２係合部とは異なる第２係合部である場合と、第１係合部が衝突する１つの第２係合部は、第１係合部が乗り越えた１つの第２係合部と同じ第２係合部である場合と、を含む。
【０１３１】
本実施形態で開示したインパクト工具は、上記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で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、先端工具により回転するねじ部材は、ボルト、ビス、ナットを含む。さらに、先端工具は、木材、コンクリート等に穴をあけるドリルビットを含む。また、減速機構に代えて、入力要素と出力要素との間の変速比を段階的または無段階に変更可能な変速機構を設けることもできる。この場合、ハウジングに変速比切り替えスイッチを設け、作業者が変速比切り替えスイッチを操作して、変速機構の変速比を変更する。
【０１３２】
さらに、電動モータに電流を供給する電源は、蓄電池のような直流電源の他、交流電源を含む。交流電源を電源として用いる場合、電動モータと交流電源とが、電力ケーブルにより接続される。さらに、電動モータは、ブラシレス電動モータに代えて、ブラシ付き電動モータを用いることも可能である。また、モータは、電動モータの他に、油圧モータ、空気モータ、エンジンを含む。さらに、制御部は、電気部品または電子部品の単体でもよいし、複数の電気部品または複数の電子部品を有するユニットでもよい。電気部品または電子部品は、プロセッサ、制御回路及びモジュールを含む。
【符号の説明】
【０１３３】
１，１０１…インパクト工具、４…モータ、１５…スイッチング素子、３０，１３０…スピンドル、３３，３４，４４，４５，１３３，１３４，１４４，１４５…カム溝、４０，１４０…ハンマ、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃ…打撃爪、５１ａ，５１ｂ，１５１ａ，１５１ｂ…カムボール、６０，１６０…アンビル、６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，１６３ａ，１６３ｂ…係合部、１８４，１８５，２０１，２０２…傾斜縁、１８７…モータ制御部、Ａ１，Ｄ１…軸線、θＨ，θＨ１，θＳ，θＳ１…カムリード角
【図１】
2019130613.tif 000003
【図２】
2019130613.tif 000004
【図３Ａ】
2019130613.tif 000005
【図３Ｂ】
2019130613.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2019130613.tif 000009
【図５Ｂ】
2019130613.tif 000010
【図６】
2019130613.tif 000011
【図７】
2019130613.tif 000012
【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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