(57)【要約】【課題】本発明は、ハンマとアンビルとが嵌合している時に発生するトルクの反動を軽減することができ、作業者への負荷を軽減することが可能になると共に、減速機構部への負荷も軽減するため、長寿命のインパクト工具を提供することである。【解決手段】ハンマ１５が最大に前進してアンビル１７と最大に嵌合している位置から、ハンマ１５が後退してアンビル１７との嵌合から離脱する位置で、カム１４ａのリードが折れ曲がっており、カム１４ａが折れ曲がる直前のカムリード角より、折れ曲がった直後のカムリード角の方が大きいカム形状に構成する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス的な衝撃トルクを発生させるインパクト機構部と、インパクト機構部を駆動させるモータと、前記インパクト機構部と前記モータ間に配置した減速機構部とを有し、更にハンマ、スピンドル、該ハンマと該スピンドルを連結するボール及び前記ハンマのカムを前記ボールを介して前記スピンドルカムに付勢するスプリングとを有し、前記カムのリードに沿って前記ハンマの回転運動が前進及び後退運動に変換されるカム機構と、前記ハンマが打撃するアンビルとを有するインパクト機構部とを備えたインパクト工具において、前記ハンマが最大に前進して前記アンビルと最大に嵌合している位置から、前記ハンマが後退して前記アンビルとの嵌合から離脱する位置で、前記カムのリードが折れ曲がっており、前記カムが折れ曲がる直前のカムリード角より、折れ曲がった直後のカムリード角の方が大きいカム形状であることを特徴とするインパクト工具。
【請求項２】
前記カム形状の折れ曲がりは、曲で接続されることを特徴とする請求項１記載のインパクト工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気や空気などのモータにより回転駆動されて衝撃力を発生するインパクト発生機構部と減速機構部とを備えたネジ或いはボルトを締め付けるためのインパクト工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なインパクト工具は、インパクト機構部であるハンマ、アンビル、スピンドル及びスプリング，減速機構部として前記スピンドルに具備された遊星歯車及びハウジングに固定されているリング状の固定歯車とピニオン、そして駆動部であるモータとを備えている。図１は従来のインパクト工具を示す断面図であり、この図１を用いて以下にインパクト打撃機構を説明する。
【０００３】
ハウジング１内に固着された電動モータ２、このハウジング１内に回転止めを有して支持した固定歯車支持治具７，固定歯車６，遊星歯車８，スピンドル１４が配置され、ハンマケース１０内にハンマ１５とアンビル１７とが配置され、スプリング１２はスピンドル１４の遊星歯車８側とハンマ１５間に配置され、またアンビル１７は十字ねじ回しビット２０等の締付先端工具が連結可能となっている。
【０００４】
減速機構はモータ２に付属したピニオン４と、固定歯車６と遊星歯車８と該遊星歯車８の回転軸でスピンドル１４に支持されたニードルピン９から構成され、遊星歯車８及びニードルピン９は、スピンドル１４の一部を構成している。また、該スピンドル１４は、後端を軸受け１１で軸支し、前端を軸受け１８で軸支されたアンビル１７の中心穴１７ａで回転自在に軸支されている。
【０００５】
ねじに与えるパルス的なインパクトトルクの発生動作は、電力の供給されるモータ２が、スイッチ３を入れると駆動し、モータ２の動力はモータ２の先端に連結されているピニオン４を介して遊星歯車８に伝達される。この遊星歯車８は固定歯車６とかみあうので、ピニオン４の動力はニードルピン９を介してスピンドル１４を回転駆動させ、スピンドル１４のカム溝１４ａとハンマ１５のカム溝１５ａ間に配置されたボール１６を介して、スピンドル１４の回転がハンマ１５に伝達する。また、ハンマ１５は、ハンマ１５とスピンドル１４の遊星歯車８部間に配置されているスプリング１２によって前方に付勢されており、カム溝１４ａ，１５ａに沿って前方に押される。その後、ばね力、回転速度及び慣性モーメントによるエネルギーを持つハンマ１５のハンマ爪１５ｂが、アンビル１７のアンビル爪１７ｂを打撃することで、アンビル１７は回転駆動し、アンビル１７に連結されたビット２０及びビット先端に連結した十字ねじ（図示せず）にトルクを与え、ねじを木材等に締め付ける構成になっている。
【０００６】
その後、ハンマ１５の打撃エネルギーが減少して、アンビル１７のトルクが減少すると、ハンマ１５はアンビル１７から反発し、ハンマ１５はカム溝１５ａ，１４ａに沿って遊星歯車８方向に移動する。その後、ハンマ１５はスプリング１２の圧縮力で再度アンビル１７方向にカム溝１５ａ，１４ａに沿って押し戻され、更にスピンドルのカム溝１４ａとハンマのカム溝１５ａ間に配置されたボール１６を介して、スピンドル１４の回転によりハンマ１５が加速される。ハンマ１５がストッパ２２までの間をカム溝１４ａ，１５ａに沿って往復する間に、スピンドル１４は回転を続けているため、ハンマ１５の爪１５ｂはアンビル１７の爪１７ｂを乗り越え、再度ハンマ爪１５ｂがアンビル爪１７ｂを打撃する場合は、ハンマ１５が約１８０゜回転した状態でアンビル１７を打撃する。このようにハンマ１５の軸方向移動と回転により、アンビル１７に打撃を繰り返すことで、パルス的な衝撃トルクが連続的に発生してねじを締め付けていく。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインパクト工具は、ねじが木材等を締め付ける或いはボルトを鉄板等に締め付ける場合、ハンマはアンビルと嵌合している時にねじ或いはボルトを締め付けることができる。そこで、ハンマとアンビルが嵌合している時に発生しているスプリングの撓みにより発生したばね荷重（Ｆｓ）により、ハンマの内径（Ｄｈ）とカムのリード角（θｃｕｍ）の関係から生ずるトルク（Ｔｓ＝Ｄｈ／２×Ｆｓ×ｔａｎ（θｃｕｍ））が、ボールを介してスピンドル１４に反作用として発生し、遊星歯車を介して固定歯車からハウジングを動かす、いわゆる反動が作業者の手に加わることになり、反動が大きい場合には、作業者の手首に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題を解消し、ビス及びボルト等を締め付けるインパクト発生機構部に必要なトルクを与えるために減速機構部に発生する負荷が、反力として作業者に発生することに着目し、反力が発生する時の負荷を減少させることにより、快適な作業が行えるインパクト工具を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、インパクト機構部のカム形状を改良することにより、反動が発生する時のスプリングの撓みにより生じるトルクを減少させることにより達成される。
【００１０】
なお、反動が発生する時のハンマの位置は、ハンマが最大に前進してアンビルと最大に嵌合している位置から、ハンマが後退してアンビルとの嵌合から離脱するまでの間であり、この離脱した後でカムのリード角を折れ曲がらせ、カムが折れ曲がる直前のカムのリード角を小さく、折れ曲がった直後のカムのリード角を大きくするカム形状としてある。また、カムの折れ曲がり部はＲ（曲線）で接続することにより、より滑らかにボールが転がることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本実施例を説明する。図２はスピンドル側に形成されている従来形状のカム溝で、ボール１６の移動中心軌跡がＡ１−Ｏ−Ａ２のようにＶ字形状を成しており、Ｏ−Ａ１或いはＯ−Ａ２は水平軸からカムのリード角θ１を成している。なお、ハンマ１５の内径にも同様のカム溝を有しているため、ハンマ１５の軸方向の移動量はボール１６の垂直移動量Ｌ１の２倍となる。
【００１２】
図４はハンマ１５が最大に前進してアンビル１７と最大に嵌合している場合を示しており、また図５はハンマ１５が後退してアンビル１７との嵌合から離脱する場合を示している。この図４から図５の間では、ハンマ１５とアンビル１７とが嵌合しており、またスプリング１２が図４のＳ１から図５のＳ２に撓みが生じている。
【００１３】
図２において、ハンマ１５がアンビル１７から離脱する時のボール１６の位置をＡ３或いはＡ４とすると、この位置で発生するバネ荷重（Ｆｓ＝ｋ×（Ｓ０−Ｓ１）），（ｋはスプリング１２のバネ定数、Ｓ０はスプリング１２の自由長）から、ハンマ１５の内径（Ｄｈ）とカムのリード角（θ１）の関係からトルク（ＴｓＡ＝Ｄｈ／２×ＦｓＡ×ｔａｎ（θ１））がハンマ１５とアンビル１７間に発生する。このトルクはボール１６を介してスピンドル１４に反作用として発生し、遊星歯車８を介して固定歯車６からハウジング１を動かす、いわゆる反動が作業者の手に加わる。
【００１４】
そこで、本発明では図３に示すように、Ｂ１−Ｂ３−Ｏ−Ｂ４−Ｂ２のように折れ曲がったカム形状を形成しており、Ｏ−Ｂ３或いはＯ−Ｂ４のカムのリード角（θ２）を図１に示すカムのリード角（θ１）より小さくすることで、Ｂ３或いはＢ４で発生するトルク（ＴｓＢ＝Ｄｈ／２×Ｆｓ×ｔａｎ（θ２））を減少させることが可能となる。
【００１５】
ここで、Ｏ−Ｂ３からＢ３−Ｂ１の繋ぎはＲ（曲線）を設けて滑らかにすることにより、ボール１６の移動がよくなり、摩擦等のロスを軽減することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンマとアンビルとが嵌合している時に発生するトルクの反動を軽減することができ、作業者への負荷を軽減することが可能になると共に、減速機構部への負荷も軽減するため、長寿命のインパクト工具を提供することができる。
【００１７】
また、作業者が反動を受けることでインパクト工具本体の支持が不適切となり、ビットがネジから外れてしまう現象を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インパクト工具の要部断面図である。
【図２】従来のカム部形状を示す平面展開図である。
【図３】本発明になるカム部形状を示す平面展開図である。
【図４】ハンマの移動によるアンビルとの嵌合を説明する断面図である。
【図５】ハンマの移動によるアンビルからの離脱を説明する断面図である。
【符号の説明】
１はハウジング、２はモータ、９は遊星歯車、１０はハンマーケース、１４はスピンドル、１４ａはスピンドル側カム溝、１５はハンマ、１５ａはハンマ側カム溝、１６はボール、１７はアンビル、２０は十字ねじ回しビット、２２はストッパである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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