JP2004249418A - インパクトドライバ - Google Patents
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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
【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。
【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 (5)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003044002A JP2004249418A (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | インパクトドライバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003044002A JP2004249418A (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | インパクトドライバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004249418A true JP2004249418A (ja) | 2004-09-09 |
Family
ID=33026836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003044002A Withdrawn JP2004249418A (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | インパクトドライバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004249418A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9522461B2 (en) | 2010-06-30 | 2016-12-20 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Impact tool |
-
2003
- 2003-02-21 JP JP2003044002A patent/JP2004249418A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9522461B2 (en) | 2010-06-30 | 2016-12-20 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Impact tool |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060509 |