JP2004249418A

JP2004249418A - インパクトドライバ

Info

Publication number: JP2004249418A
Application number: JP2003044002A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Sasaki; 康雄佐々木; Yasuki Omori; 康希大森
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】従来のインパクトドライバでは発生エネルギーが大きく、小ねじ等を締める時にはハンマイナーシャを変えて出力を調整する試みがおこなわれてきているが、より軽量化し、さらに作業中のモータ回転中においてもイナーシャを変える動作がスムーズに出来ることが要求されていた。
【解決手段】モータによって回転され外周面に傾斜したカム溝が穿設されたスピンドルと、該スピンドルにより回転駆動され且つ軸方向に移動可能なハンマと、該ハンマにより回転及び打撃が与えられるアンビルと、該アンビル側に前記ハンマを常に付勢しているスプリングと、前記モータと前記スピンドル間に設けられた減速機部と、これらを収納するケーシングとからなるインパクトドライバにおいて、前記ハンマに半径方向に回動可能にウェイトカムを結合し、前記ハンマの外周にはその軸方向移動により前記ウェイトカムのロックと開放を行うリングを軸方向移動可能に噛合した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ、ボルト、ナットを締付ける際の締付けトルクの変更を容易におこなえるインパクトドライバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インパクトドライバのように回転衝撃でねじ等を締める工具の出力エネルギーは、ハンマのイナーシャとハンマ回転速度の２乗の積で決まる。ハンマイナーシャはハンマの質量と質量の中心位置までの半径の２乗の積で表わせられる。故に、小ねじ類の破損を防ぐためには回転数を低下させ、出力トルクを小さくすることで対処できるものの、仕事の能率は下がるため、より効率よく作業をするためには、回転数を低下させずにハンマイナーシャを少なくすることにより解決できる。大径ねじを締める場合はハンマイナーシャを増やし、出力トルクを大きくすればよい。従来、付加ハンマを、ハンマの外周にハンマと係合しない状態でハウジング内に待機させておき、出力トルクを大きくしたい時にのみ、ハンドル、保持体により、ハンマの外周に噛合わせ、イナーシャ大きくし、トルクを増そうという試みがなされている（例えば、特許文献１参照。）。また、最も苛酷な部位であるハンマの打撃部を別ピースにし、ハンマの径方向にスライド可能にし、出力トルクを増す試みも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】
特開平６−１９０７４１号公報
【特許文献２】
特開平７−９６４７４号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献１の場合、比較的大きなトルクを必要としない場合には、ねじ締めにとって付加ハンマは不用な質量となり、軽量化を目指す工具にとっては大きな問題である。また、締付け途中にねじが締まらない場合、例えば木ねじを締めていて木の節にぶつかってしまい、急遽、もう少しトルクを増やす必要がでた場合等であるが、作業を中断せずにモータを回転させながら、イナーシャを増やす操作、即ちハンマ回転中にハンドル、保持体により付加ハンマをスライドさせると、互いの係合部は軸方向に刻設されておりしかも周速が高く、容易に噛合わないことは明白であり、無理をすると噛合い部が傷んでしまう。特に狭い場所等ねじの頭が見にくいところでは、一度スィッチを切り、モータの回転が停止するまで待ち、ビットをねじ頭から外さないよう注意を払い、片手で本体を押付けながらもう一方の手でハンドル、保持体を操作しなければならない。一度ねじ頭からビットを外してしまうと、再度ねじ頭にビットを合せ、嵌合させるのは難しく、能率がさらに悪いものとなっていた。
【０００４】
また、特許文献の場合、一つには強度的に問題が発生し易い。もとより衝撃を発生させる打撃部は破損、摩耗が発生し易いのであるが、本例の場合、特に発生トルクを大きくする必要があるときにハンマと打撃部の噛合いが少なくなり、ハンマの凹部及び打撃部の変形、破損、摩耗が懸念される。また締付け途中にトルクを増減したい場合も同様に、ハンマが軸方向に往復動しているため、打撃部と筒のテーパ面が干渉する。即ちトルクを増したい場合、筒体を後退させ打撃部が半径方向にスライドを始めた時にハンマが後退すると、テーパ面と打撃部が衝突し破損する恐れがあるため、前例と同様にいちいち作業を中断し、スライドボタンにより筒をスライドさせて締付けなければならず、作業能率が落ちる。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来の欠点を無くし、小形軽量化するとともに、作業中でもトルクをワンタッチでしかも片手で変更出来るようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、モータによって回転され外周面に傾斜したカム溝が穿設されたスピンドルと、該スピンドルにより回転駆動され且つ軸方向に移動可能なハンマと、該ハンマにより回転及び打撃が与えられるアンビルと、該アンビル側に前記ハンマを常に付勢しているスプリングと、前記モータと前記スピンドル間に設けられた減速機部と、これらを収納するケーシングとからなるインパクトドライバにおいて、前記ハンマに半径方向に回動可能にウェイトカムを結合し、前記ハンマの外周にはその軸方向移動により前記ウェイトカムのロックと開放を行うリングを軸方向移動可能に噛合することによって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図４を参照して説明する。
ハウジング２内に図示しないモータを納め、モータを駆動するためのメインスィッチ３、及び図示しない電池を装備するハンドル部４を有し、前記モータからの出力を減速伝達する遊星歯車装置５の前方に、キャリア６と一体に成形されたスピンドル７を有する。スピンドル７の外周にはハンマ８が遊嵌され、スピンドル７の外周面には長手軸に対し左右対称に傾斜しながら穿設されるカム溝９と、ハンマ８の内周面にも設けられるボール溝１０間にボール１１が挟持、係合され相互の軸方向、回転方向動作を規制する。
【０００８】
ハンマ８の前端は２個の爪１５を有し、ハンマケース１２に軸支され、ビット１３を保持するアンビル１４の後端に緩く嵌合し、ハンマ８の後端面側とキャリア６間に付勢されるスプリング１６により常に前方へ付勢され、アンビル１４と噛合う。他方、ハンマ８の後端部外周はウェイトカム１７が収納される溝４０が穿設され、ピン１８によって回動自在にピン結合され、ばね１９によってハンマ８の外周側に回動するよう付勢される。
【０００９】
ハンマ８の外周にはバネ２３とストップボール２４が入る孔３２、及びストップピン２６を圧入固定するための穴２７が開けら、軸方向にはスプライン２０が刻設され、リング２１の内周に刻設されたスプライン溝２２と噛合っている。リング２１の内周には前記したストップボール２４が嵌入する溝２８が２箇所配設されており、さらには、内部にストップピン２６が収納されるようにストップピン２６の径よりわずかに隙間のある長溝穴２９が一箇所開けられる。また外面全周にわたり一条の外周溝３０が設けられ、電磁バルブ３１により軸方向に駆動されるステンレス製のロッド３２の先端部が外周溝３０内に収まっている。電磁バルブ３１は２個の電磁石３３、３４及び鋼材からなるフランジ３５とフランジ３５に圧入固定される駆動軸３２を収納するボックス３６とからなり、モータを駆動する電池を駆動源とした電磁石３３或いは電磁石３４のオン、オフをハンドル部４のメインスィッチ３の近傍、ハウジング２の後部に取付けたシーソースイッチ３７によっておこなう。ボックス３６の内部を覗くための透明プラスチック窓４１がハンマケース１２に開けられている。以上のように構成された本発明のインパクトドライバ１の動作について以下説明する。
【００１０】
図１、図２の状態からビット１３に図示しないねじ頭部を嵌め、木材等に押付けメインスィッチ３を引くと、図示しないモータが正回転を始め遊星歯車装置５経由してスピンドル７、及びハンマ８、アンビル１４が回転を始める。ねじ込みの抵抗が増しアンビル１４に負荷が大きくなるとスピンドルとハンマ８の間で相対回転が生じ、ハンマ８がスプリング１６に抗して後退し、爪がアンビル１４を乗り越えるとスプリング１６の復元によりハンマ８が回転前進しアンビル１４に衝突しビットを介してねじに回転力を付与する。この時、リング２１は軸方向の移動をストップボール２４により規制され、ウェイトカム１７を閉位置にロックした位置にとどまっており、この時ロッド３２はリング２１の外周溝３０に先端部を入れたまま、リング２１と一体になって前後動のみを繰り返す。
【００１１】
トルクを増したい場合は、メインスィッチ３を入れたまま図３の回路に示すように電磁石３３に電圧をかける様にシーソースィッチ３７を入れると、フランジが電磁石３３側に引き寄せられ、ロッド３２はリング２１をアンビル１４側の開放位置に押し、ストップボール２４の係合が外れもう一方の溝２８に瞬時に嵌合する。ここで今までリング２１によって回動を規制されていたウェイトカム１７がバネ１９により起き上がりイナーシャが増えトルクが増す。この時点でハンマ８が後退してきた途中である場合、ストップボール２４の係合が外れもう一方の溝２８に入った後はハンマ８の後退力に比較し、電磁力は充分に弱く設定されるためシーソースィッチ３７を入れたままでも直ちにロッド３２はハンマ８と一体になって動作し、何ら問題は発生しない。シーソースィッチ３７から手を離すと電磁バルブ３１の電源はオフとなる。
【００１２】
図４はイナーシャを増やした後の状態であるが、この状態からイナーシャを減じるには、先ほどとは逆に電磁石３４に電圧がかかるようにシーソースィッチ３７を入れればロッド３２は後退し、図１の状態になる。ハンマ８が後退から前進を始めた時でもリング２１が所定の位置に戻った後は、先ほどと同様にロッド３２は直ちにハンマ８と同一の動きとなり、電磁バルブ２４は傷まず手にショックも無くスムーズな切り替えが出来る。スムーズな切り替え故、窓４１から内部を覗き、イナーシャの増減を目視でも確認できる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ハンマに増やすイナーシャ分を取付けた状態で、通常トルクが少なくて済む場合のイナーシャに設定しておき、トルクを増したいときには、ウェイトカムをハンマ外周よりも外側に位置せしめることにより、ハンマの質量を増やすことなくイナーシャを増やし、トルクを増すことが出来る。
【００１４】
また、増やすイナーシャ分をハンマ外周よりも外側に位置せしめるためのリングを予めハンマ外周に噛合わせておき、軸方向に移動させるのに電磁バルを使用し、ハンドル部近傍に設置したシーソースィッチで電気的にオン、オフし、リングを移動させるための磁力をハンマの軸方向の移動を妨げない程度の力に制御することにより、ハンマの回転中でも滑らかに且つ静かに片手でイナーシャを変えトルクを変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明における電磁バルブの回路図。
【図４】本発明におけるイナーシャ変更後の部分断面図。
【符号の説明】
７はスピンドル、８はハンマ、１４はアンビル、１６はスプリング、１７はウェイトカム、２１はリング、３１は電磁バルブ、３２はロッド、３７はシーソースィッチである。

Claims

モータによって回転され外周面に傾斜したカム溝が穿設されたスピンドルと、該スピンドルにより回転駆動され且つ軸方向に移動可能なハンマと、該ハンマにより回転及び打撃が与えられるアンビルと、該アンビル側に前記ハンマを常に付勢しているスプリングと、前記モータと前記スピンドル間に設けられた減速機部と、これらを収納するケーシングとからなるインパクトドライバにおいて、前記ハンマに半径方向に回動可能にウェイトカムを結合し、前記ハンマの外周にはその軸方向移動により前記ウェイトカムのロックと開放を行うリングを軸方向移動可能に噛合したことを特徴とするインパクトドライバ。
前記リングの軸方向移動を電磁バルブで行うことを特徴とする請求項１記載のインパクトドライバ。
前記電磁バルブをシーソースィッチにより入り切りし、該シーソースィッチを主ハンドルの近傍に配置したことを特徴とする請求項２記載のインパクトドライバ。
前記ウェイトカムの回動は、半径方向に付勢されたバネによって行われることを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のインパクトドライバ。
前記ケーシングに内部覗き窓を設けたことを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれかに記載のインパクトドライバ。