JP2008200802A - インパクト回転出力装置及びインパクト電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、所望のインパクトを付与できるインパクト機構を備えるインパクト回転出力装置を提供することを目的とする。
【解決手段】回転駆動力を入力する駆動伝達ユニット２３と、回転する回転ハンマ３４と、回転駆動力を出力するアンビル３６とを同心軸上に配置し、回転ハンマ３４をアンビル３６側に付勢するコイルスプリング３１と、回転ハンマ３４の回転駆動力をアンビル３６に伝達可能に係止する回転係合部３４ｄ及び係合片３６ｂと、回転ハンマ３４をアンビル３６からの回転負荷によって駆動伝達ユニット２３に対して相対回転させるとともに、回転係合部３４ｄ及び係合片３６ｂの係止が解消するまでコイルスプリング３１の付勢力に反して軸方向にスライドさせるＶ字嵌合溝２３ｄ，３４ｃ及びスライドボール３５と、コイルスプリング３１に予めストレスを付与するアジャスタボール２５、球面状凹部２６ｂ，２６ｃとを備えた。
【選択図】図４

Description

この発明は、例えば、インパクトドライバーのように、インパクトを与えながら出力軸を回転させるようなインパクト回転出力装置、及び該インパクト回転出力装置を内蔵するインパクト電動工具に関する。

このような、インパクト回転出力装置は、回転ハンマをチャックに接続された出力軸部にコイルスプリングによって付勢し、モータから回転駆動力が入力された回転ハンマと出力軸部とが回転方向に係止された状態でともに回転する。そして、チャック側からの回転方向の負荷によって、前記コイルスプリングの付勢力に反して、前記係止状態が解消するまで軸方向に回転ハンマを後方スライドさせる。そして、回転ハンマと出力軸部とが所定角度相対回転した後、前記付勢力によって回転ハンマを前方移動させ、回転ハンマと出力軸部とが再び回転方向に係止されて回転する。なお、前記回転ハンマの前方移動は、コイルスプリングの付勢力によって勢いよく前方移動するため、回転ハンマは出力軸部に衝突し、該出力軸部にインパクトを与えることができる。

しかし、従来のこのようなインパクト回転出力装置の場合、後方スライド量が一定であり、すなわちコイルスプリングの付勢力が生じる縮み量が一定であるためインパクトは一定に生じる。したがって、前記インパクトは螺入する螺子や螺入される板材等の被締め付け対象部材にとって強すぎたり、弱すぎたりし、被締め付け対象部材に応じたインパクトを得ることは困難であった。
そこで、対象部材の硬度に応じたインパクトを付与する構成としたインパクト回転出力装置が提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１に記載されているインパクト回転出力装置は、対象部材が硬くなるにつれ、すなわち締め付け反力が大きくなるにつれ、回転ハンマの後方スライド量が大きくなる構成とし、さらには、縮み量が大きくなると非線形的に付勢力が大きくなる非線形コイルスプリングを備えたことによって、対象部材の硬度に応じたインパクトが付与できるインパクト機構を構成している。

このインパクト機構は、対象部材が硬くなるにつれ、回転ハンマの後方スライド量が大きくなるため、コイルスプリングの縮み量が大きくなり、これによりインパクトを与えるための付勢力が非線形に大きくなるものであり、対象部材の硬度に応じたインパクトが付与できるものである。

しかし、このインパクト機構においては、インパクトの大きさが対象部材の硬さによる締め付け反力に起因するため、例えば、利用者の締め付け条件等の様々な条件に合わせる等の所望のインパクトを付与することはできず、利用者の満足を得るものではなかった。

特開２００２−２２４９７１号公報

そこで、この発明は、所望のインパクトを付与できるインパクト機構を備えるインパクト回転出力装置、及び該インパクト回転出力装置を内蔵するインパクト電動工具を提供することを目的とする。

この発明は、回転駆動力を入力する回転入力体と、該回転入力体によって回転する回転ハンマと、回転駆動力を出力する回転出力部とを同心軸上に配置し、
前記回転ハンマを前記回転出力部側に付勢する付勢体と、前記回転出力部側に付勢された前記回転ハンマの回転駆動力を前記回転出力部に伝達可能に、前記回転出力部と前記回転ハンマとを係止する係止手段と、前記回転ハンマを、前記回転出力部からの回転負荷によって回転入力体に対して相対回転させるとともに、前記係止手段の係止が解消するまで前記付勢体の付勢力に反して軸方向にスライドさせるスライド手段と、前記付勢体に予めストレスを付与するプレストレス付与手段とを備えたインパクト回転出力装置であることを特徴とする。

前記構成により、スライド手段によって係止手段の係止が解消するまで回転ハンマをスライドさせ、そのスライドによって付勢体にストレスを付加し、そして付勢体の前記ストレスによる付勢力によって回転ハンマを回転出力部側に移動させ、その際の回転ハンマと回転出力部との移動による衝突によってインパクトを付与することができる。

さらには、予め、プレストレス付与手段によって付勢体に予めストレスを付与できるため、スライド手段による回転ハンマのスライド量が同じであっても、付勢体に予め付与されているストレスを調整することで所望の付勢力を得ることができる。したがって、所望のインパクトを得ることができる。

この発明の態様として、回転固定された回転固定体を備えるとともに、前記付勢手段を、前記回転固定体を反力として前記回転ハンマを前記回転出力部側に付勢するコイルスプリングで形成するとともに、前記回転固定体と、前記コイルスプリングと、前記回転ハンマとをこの順で配置し、該コイルスプリングの前記回転固定体側、或いは前記回転ハンマ側の少なくとも一方に、回転摩擦力を低減する回転摩擦力低減手段を備えることができる。
前記回転摩擦力低減手段は、ベアリング、又はグリス等の潤滑材や摩擦低減塗装等の塗布で構成することを含む。

これにより、回転固定された回転固定体と回転する回転ハンマとによって生じる相対回転の回転摩擦力を低減することができ、回転摩擦力による回転駆動力の損失を低減して出力することができる。また、各部品への負荷として作用する回転摩擦力が低減され、装置の耐久性を向上させることができる。
また、例えば、一般に流通量の多い通常のコイルを用いることができ、部品コストを低減することができる。

また、この発明の態様として、前記回転摩擦力低減手段を、周方向に複数配した転動体で形成することができる。
前記転動体は、ローラ型、又は球体で形成された転動体であることを含む。
これにより、より確実に、且つ周方向にわたって略均等に回転摩擦力を低減することができ、回転摩擦力による回転ロスを効率よく低減して回転駆動力を出力することができる。

また、この発明の態様として、前記プレストレス付与手段を、前記コイルスプリングに、長さ方向のストレスを付与する構成とすることができる。
前記長さ方向のストレスとは、自然長のコイルスプリングを長さ方向に縮めるストレスであることを含む。
これにより、簡単な構造で、コイルスプリングに予めストレスを付与することができる。

また、この発明の態様として、前記プレストレス付与手段を、前記コイルスプリングの軸方向の取付位置を調整して、所望の前記長さ方向のストレスを付与する取付位置調整手段で構成することができる。
前記取付位置は、軸方向に配設したコイル状のコイルスプリングの一端であり、コイルスプリングを装置に取付けるの端部の軸方向の位置であることを示す。
前記構成により、取付位置を軸方向に調整して、容易にコイルスプリングに所望のストレスを予め付与することができる。

また、この発明の態様として、前記取付位置調整手段を、前記回転固定体と前記コイルスプリングの取付部分との間に介在させた軸方向の凹凸で形成した嵌合手段で構成し、該嵌合手段の凹凸の軸方向の嵌合深さによって前記取付位置を調整する構成とすることができる。

前記軸方向の凹凸で形成した嵌合手段は、例えば、前記回転固定体側に配置した凹部とコイルスプリングの取付部分に配置した凹部とを嵌合片によって行う嵌合、前記回転固定体側に配置した凹部とコイルスプリングの取付部分に配置した凸部との嵌合、或いはその逆の構成による嵌合手段であることを含む。

これにより、単純な構造で、コイルスプリングの取付位置を調整することができる。また、例えば、複数の深さの凹部を配置することで、さらに容易に、コイルスプリングの取付位置を調整することができる。

また、この発明は、前記インパクト回転出力装置を出力系に介装した電動工具であることを特徴とする。
これにより、所望のインパクトを付与できる電動工具を提供することができる。

この発明の態様として、外部からの前記取付位置調整手段の操作を許容する操作手段を備えることができる。
これにより、例えば、締め付け対象を確認した上で、外部から操作して操作手段取付位置調整手段を調整できるため、締め付け対象に応じた適宜のインパクトを付与することができ、利用者の満足度を向上することができる。

この発明によれば、所望のインパクトを付与できるインパクト機構を備えるインパクト回転出力装置、及び該インパクト回転出力装置を内蔵するインパクト電動工具を提供することができる。

この発明の一実施の形態を以下図面に基づいて詳述する。
本発明のインパクト回転出力装置１を採用したインパクト電動工具１００の斜視図である図１及びインパクト電動工具１００の側面図による説明図である図２とともに、インパクト電動工具１００について説明する。このインパクト電動工具１００は、本体部分１１０と、接続可動部１１５を介して該本体部分１１０に対して折畳み可能に接続されたハンドル部１２０とで構成されている。

それぞれは略円筒形状のハウジングで形成され、本体部分１１０にはインパクト回転出力装置１を内蔵し（図２参照）、利用者が使用時に握持するハンドル部１２０にはインパクト回転出力装置１に電力供給するバッテリを内蔵するとともに、モータＭの駆動信号を入力するＯＮ／ＯＦＦスイッチを設けている（図示省略）。

なお、インパクト回転出力装置１の先端にあるドライバビッドを装着するチャック４３は本体部分１１０の先端から突出させ、本体部分１１０の長さ方向中央付近の両側部には、上下方向にスライドさせて、インパクトの大きさであるインパクト量を調整するアジャスタノブ２７を外部から操作する操作窓１１１を具備する。

なお、本実施形態では、バッテリ式の可倒タイプの電動工具について説明するが、この発明自体、電力源や工具の形状タイプを限定した電動工具ではなく、一般的なコード付きガンタイプの電動工具等であってもよい。また装着工具についてもドリルやグラインダ又はルータ等その他のものであってもよい。さらに駆動源についても電動だけではなく圧縮空気や油圧駆動等であってもよい。

次に、インパクト回転出力装置１を構成する各構成要素の正面と側面を併記した分解説明図である図３と、各構成要素の分解斜視図である図４、組み付け状態のインパクト回転出力装置１の縦断面図による説明図である図５とともに、インパクト回転出力装置１について説明する。なお、図３において、トルクアジャスタリング２６については正面でなく、背面を示している。

このインパクト回転出力装置１は、正転及び逆転が選択可能なモータＭと、後述のインパクト機構部２（図３参照）と、チャック４３を有するスピンドル部４とで構成され、このインパクト機構部２を介してモータＭの回転駆動力をスピンドル部４に伝達している。
モータＭは、前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチから駆動信号を受付け、前記バッテリから電力供給されて回転駆動し、回転軸に備えたモータギアＭ１から回転出力する構成である。

インパクト機構部２は、固定ギアケース２１、ベアリング２２、駆動伝達ユニット２３、固定リング２４、アジャスタボール２５、トルクアジャスタリング２６、アジャスタノブ２７、ベアリングプレート２８、ベアリングボール２９、リングプレート３０、コイルスプリング３１、リングプレート３２、ベアリングボール３３、回転ハンマ３４、スライドボール３５、並びにアンビル３６で構成され、およそこの順で配置されている（図３参照）。

固定ギアケース２１はモータＭよりひと回り大きな正面視円形で形成され、内周面に内周ギア２１ａを備え、本体部分１１０（図１）内部に固定されている。また、正面両側部には固定リング２４の取付片２４ａをはめ込んで取付ける取付溝２１ｂを形成し、さらには背面中央にモータギアＭ１の通過を許容する貫通孔２１ｃを形成している。
ベアリング２２は、鋼球を内包するリング形状のボールベアリングあり、回転が固定された固定ギアケース２１に対して後述する駆動伝達ユニット２３の円滑な回転ために回転摩擦力を低減するものである。

駆動伝達ユニット２３は、後端側（図３おいて左側）の軸内部に、モータギアＭ１の挿入を許容するモータギア挿入部２３ａを備え、該モータギア挿入部２３ａの外側に２つの遊星ギア２３ｂを対向させて保持するとともに、軸方向に長い出力軸２３ｃを有している。

出力軸２３ｃは、スライドボール３５が嵌合する後方に広がる平面視Ｖ字状に形成され且つ外周に沿って形成されたＶ字嵌合溝２３ｄを前方外周の対向する２ヶ所に備え、前端（図３おいて右側）の軸内部に後述するスピンドル部４のスピンドル挿入軸４１ａの挿入を許容するスピンドル軸挿入部２３ｅを設けている。

なお、遊星ギア２３ｂが、モータギア挿入部２３ａに挿入されたモータギアＭ１と嵌合するとともに、固定ギアケース２１の内周ギア２１ａとも嵌合して遊星歯車機構を構成している。詳しくは、本体部分１１０に固定された内周ギア２１ａが外輪歯車（ｏｕｔｅｒ ｇｅａｒ）を、モータギアＭ１が太陽歯車（ｓｕｎ ｇｅａｒ）を、内周ギア２１ａとモータギアＭ１の両方に嵌合している遊星ギア２３ｂが遊星歯車（ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｇｅａｒ）を、そして２つの遊星ギア２３ｂを保持している駆動伝達ユニット２３が遊星キャリア（ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｃａｒｒｉｅｒ）を構成している。これにより、モータギアＭ１から入力されたモータＭの回転をモータギア挿入部２３ａ及び内周ギア２１ａを介して伝達し、遊星キャリアである駆動伝達ユニット２３を適宜の回転に減速して出力することができる。

固定リング２４は、両側部に外側に突出する取付片２４ａと、正面視中央に出力軸２３ｃの通過を許容する貫通孔２４ｂと、正面（前方側の面）の該貫通孔２４ｂの径外側で６方向に配置した半球状凹部２４ｃを備えている。なお、半球状凹部２４ｃは、はめ込まれる球体のアジャスタボール２５の半球形と略同一形状の凹部であり、正面視０時、２時、４時、６時、８時、並びに１０時の位置に配している。
アジャスタボール２５は、上述したように半球状凹部２４ｃにはめ込まれる鋼製の球体形状であり、半球状凹部２４ｃの配置数と同じ６個備えている。

トルクアジャスタリング２６は、正面視中央に出力軸２３ｃの通過を許容する通過孔２６ａと、該通過孔２６ａの外周側の背面に前記半球状凹部２４ｃに対向する配置に設けた６箇所の球面状凹部２６ｂと、及びそれぞれの球面状凹部２６ｂから背面視反時計方向に２０度回転させた位置に設けた６箇所の球面状凹部２６ｃと、該通過孔２６ａの径外側の正面に正面視円形で断面円弧形状の円形溝２６ｄ（図４）と、両側方に突出する係合片２６ｅとを備えている。

なお、球面状凹部２６ｂはアジャスタボール２５の半径の半分程度位置で、半径に対して直交する面で球体を切断して形成するようなドーム形状の凹部であり、球面状凹部２６ｃはアジャスタボール２５の半径の２／３程度深さのドーム形状の凹部で形成している。したがって球面状凹部２６ｃは球面状凹部２６ｂに比べて深いドーム形状で形成されている。

アジャスタノブ２７は、前記本体部分１１０の内面と略同一の径で形成した円弧部２７ａと、該円弧部２７ａの外側中央で外向きに突出する操作凸部２７ｂと、円弧部２７ａ内側に下駄状に突出し、２枚の間で係合片２６ｅの上下縁部と係止する係止鍔２７ｃとで構成し、同形状で形成した２つのアジャスタノブ２７を係止鍔２７ｃ対向させて、トルクアジャスタリング２６の外側に配置している。

ベアリングプレート２８は、トルクアジャスタリング２６と略同一の径を有するリング状で形成され、ベアリング作用を効するベアリングボール２９と遊嵌する遊嵌孔２８ａを、ベアリングボール２９と同じ数の１２箇所を等間隔で設けている。なお、ベアリングプレート２８の遊嵌孔２８ａに遊嵌されたベアリングボール２９は、インパクト機構部２の組み付け時において、転動可能に円形溝２６ｄに嵌着する。

リングプレート３０，３２は、後述するコイルスプリング３１と略同一の径を有するリング状のプレートであり、コイルスプリング３１は、軸方向（図２の側面図において左右方向）に伸縮して軸方向の付勢力が作用するスプリングである。なお、リングプレート３０はコイルスプリング３１の後方側端部に、リングプレート３２はコイルスプリング３１の前方側端部に配置されている。

ベアリングボール３３は、リングプレート３２と、後述する回転ハンマ３４のリング溝３４ｂとの間に介在し、回転ハンマ３４とコイルスプリング３１との間に相対回転が生じた場合の回転摩擦力を低減するものである。

回転ハンマ３４は、正面視中央に出力軸２３ｃの通過を許容する貫通孔３４ａと、回転ハンマ３４の背面側が開放され、貫通孔３４ａよりひと回り大きな径の背面視リング状であり、貫通孔３４ａより２／３程度の深さを有する空間で形成されたリング溝３４ｂと、貫通孔３４ａの前方内周面の対向する２ヶ所に設けられ、スライドボール３５が嵌合する前方に広がる平面視Ｖ字状のＶ字嵌合溝３４ｃと、正面から軸方向に突出する２つの回転係合部３４ｄとで構成している。

Ｖ字嵌合溝３４ｃが配置された対向方向と直交する方向で対向させて配置されている回転係合部３４ｄは、回転ハンマ３４の外周から所定幅で形成された正面視円弧形状であり、すなわち扇形状で軸方向に突出して形成し、回転ハンマ３４の中心軸からの放射方向に形成された側面部分が、アンビル３６の係合片３６ｂと係合してスピンドル部４に回転駆動力を伝達する構成である。

スライドボール３５は、ベアリングボール３３等より径のひと回り大きな鋼製の球形であり、出力軸２３ｃのＶ字嵌合溝２３ｄと、回転ハンマ３４のＶ字嵌合溝３４ｃに嵌合し、出力軸２３ｃにおける回転ハンマ３４のスライド範囲をＶ字嵌合溝２３ｄ，３４ｃによる範囲に規制している。

アンビル３６は、回転ハンマ３４の回転係合部３４ｄの内側に嵌り込む大きさの径で形成したリング部３６ａと、該リング部３６ａの側面から外側に突出する係合片３６ｂと、回転ハンマ３４から入力された回転駆動力をスピンドル部４に伝達する回転伝達凸部３６ｃとで構成している。なお、回転伝達凸部３６ｃは、リング部３６ａの正面から突出する態様で、円周方向に等間隔で所定間隔を隔てて４箇所形成している。

スピンドル部４は、該回転伝達凸部３６ｃの所定間隔内に嵌着する回転伝達片４１ｂを対向する２ヶ所に備えるとともに、後方に伸びて出力軸２３ｃのスピンドル軸挿入部２３ｅと接合されるスピンドル挿入軸４１ａとを有するスピンドル軸４１と、回転伝達片４１ｂをカバーするカバーケース４２と、チャック４３を組み合わせて構成している。

なお、前記モータＭ、固定ギアケース２１、ベアリング２２、駆動伝達ユニット２３、固定リング２４、トルクアジャスタリング２６、ベアリングプレート２８、リングプレート３０、コイルスプリング３１、リングプレート３２、回転ハンマ３４、アンビル３６、並びにスピンドル部４は、同心軸上に配置されている。

次に、前記構成で形成されたインパクト回転出力装置１の組み付けについて説明する。
上述したように、モータＭ、固定ギアケース２１、並びにベアリング２２とともに組み付けて遊星歯車機構を構成している駆動伝達ユニット２３の出力軸２３ｃに固定リング２４からアンビル３６までと、スピンドル部４を組み付ける。詳述すると、固定リング２４、トルクアジャスタリング２６、ベアリングプレート２８、リングプレート３０、コイルスプリング３１、リングプレート３２、回転ハンマ３４、アンビル３６、並びにスピンドル部４を、出力軸２３ｃの中心軸状にこの順で配置するとともに、アジャスタボール２５を固定リング２４の半球状凹部２４ｃに嵌着させ、ベアリングボール２９を遊嵌孔２８ａに遊嵌させ、ベアリングボール３３をリングプレート３２とリング溝３４ｂの間に介在させて組み付ける。

このように配置した各要素の正面視中央に貫通孔２４ｂや通過孔２６ａ等を連通する貫通空間が形成され、先端が回転ハンマ３４の正面側から突出するまで貫通空間に出力軸２３ｃを挿入し、その状態でスライドボール３５を、出力軸２３ｃのＶ字嵌合溝２３ｄと、回転ハンマ３４のＶ字嵌合溝３４ｃに嵌合する。そして、その前方のアンビル３６を挟むようにスピンドル部４を配置し、スピンドル軸４１をスピンドル軸挿入部２３ｅに挿入して、インパクト回転出力装置１の組み付けを完了する。

さらに、詳述すると、このとき、アジャスタボール２５は後方側が固定リング２４の半球状凹部２４ｃに嵌合し、正面側はトルクアジャスタリング２６の背面の０時位置から均等に配した６箇所の球面状凹部２６ｂに嵌合している。この状態においてコイルスプリング３１は、固定リング２４と、回転ハンマ３４のリング溝３４ｂの間で軸方向に圧縮されている。すなわち、リングプレート３０の正面からリングプレート３２の背面までの軸方向距離ｙ（図５（ａ）参照）がコイルスプリング３１の自然長よりわずかに短く形成される。したがって、コイルスプリング３１は、固定ギアケース２１を介して固定された固定リング２４を反力として、回転ハンマ３４を前方に付勢している。

次に、このようにして組み付けられたインパクト回転出力装置１の動作について、組み付けられたインパクト回転出力装置１のうちインパクト機構部２の斜視図による説明図である図６、及び図５とともに説明する。

モータギアＭ１を介して遊星歯車機構にモータＭから入力された回転力は遊星キャリアである駆動伝達ユニット２３を回転させ、この状態において、それぞれの開き方向が逆方向に設定されたＶ字嵌合溝２３ｄとＶ字嵌合溝３４ｃの頂点部分にスライドボール３５が嵌合しているため、アジャスタボール２５を介して回転ハンマ３４は出力軸２３ｃとともに回転する。したがって、通常回転状態である図５（ａ）や図６（ａ）に示すように、回転係合部３４ｄと係合片３６ｂとが係合してともに回転し、回転伝達凸部３６ｃに係合しているスピンドル部４が回転する構成である。なお、このときコイルスプリング３１は、回転ハンマ３４を前方向に付勢しているため、前記係合状態を安定して回転させることができる。

このようにして、組み付けられたインパクト回転出力装置１を内蔵するインパクト電動工具１００を用いてスピンドル部４に装着したドライバビット（図示省略）で螺子等の被締め付け部材を被螺入部材に回転させて螺入することができる。

なお、この螺入において、被締め付け部材及びドライバビットを介してスピンドル部４に螺入反力が入力されるが、例えば、被螺入部材が硬い場合、すなわちこの螺入反力が大きくなると被締め付け部材による螺入負荷が大きくなり、スピンドル部４の回転が遅くなろうとする。しかし、回転係合部３４ｄと係合片３６ｂが係合しているため、スピンドル部４、アンビル３６、回転ハンマ３４は出力軸２３ｃの回転より遅れ、出力軸２３ｃの回転方向と逆方向の相対回転が生じる。

このとき、Ｖ字嵌合溝２３ｄとＶ字嵌合溝３４ｃに嵌合しているスライドボール３５によって出力軸２３ｃと一体回転していた回転ハンマ３４は、前記相対回転によってスライドボール３５がＶ字嵌合溝２３ｄとＶ字嵌合溝３４ｃの相対回転方向に移動し、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、後方にスライドして、回転係合部３４ｄと係合片３６ｂとの係合が解消される。このとき、コイルスプリング３１はさらに軸方向に圧縮され、さらなる付勢力で回転ハンマ３４を前方に付勢する。

回転係合部３４ｄと係合片３６ｂとの係合が解消されたことにより、回転ハンマ３４と、スピンドル部４及びアンビル３６とは相対回転可能となり、出力軸２３ｃと再びともに回転する回転ハンマ３４の回転係合部３４ｄが、係合片３６ｂの背面を摺動して係合片３６ｂを跨いだ反対側まで相対回転すると、コイルスプリング３１の付勢力によって回転ハンマ３４は前方に押出される。このとき、回転ハンマ３４は瞬間的に前方に押出されるため、回転ハンマ３４の正面とアンビル３６の背面とが衝突し、さらには再び回転係合部３４ｄと対向側の係合片３６ｂとが係合する。

このように、回転ハンマ３４とアンビル３６との衝突及び回転係合部３４ｄと係合片３６ｂとの再度の係合によって、インパクト回転出力装置１はスピンドル部４に対して前方方向及び回転方向のインパクトを付与することができる。そして、インパクトが付与されたスピンドル部４はドライバビットを介して被締め付け部材にインパクトを付与してさらに締め付けることができる。

なお、このインパクトの大きさであるインパクト量はコイルスプリング３１の付勢力によって決定されるが、コイルスプリング３１の付勢力はコイルスプリング３１の自然長からの縮み量に比例する。また、回転ハンマ３４が後方にスライドしてコイルスプリング３１を付勢するスライド量は、回転係合部３４ｄと係合片３６ｂの高さから決定されるため一定である。したがって、インパクト回転出力装置１が付与するインパクト量を調整するためには、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すような通常回転状態でのコイルスプリング３１を縮み量、すなわち、リングプレート３０の正面からリングプレート３２の背面までの軸方向距離ｙ（図５（ａ）参照）を調整することによって、最終のインパクトを発生するための付勢力を調整することができる。

しかし、出力軸２３ｃに組み付けられた回転ハンマ３４の通常状態の位置はＶ字嵌合溝２３ｄとＶ字嵌合溝３４ｃとに嵌合したスライドボール３５によって保持され、固定リング２４は固定されているため、リング溝３４ｂの前端と固定リング２４正面との通常状態における距離は変わらず、アジャスタボール２５、トルクアジャスタリング２６、ベアリングプレート２８、ベアリングボール３３、リングプレート３０、並びにリングプレート３２の軸方向のサイズも変わらない。したがって、固定リング２４の正面とリングプレート３２背面との通常状態における軸方向距離Ｌ（図７）は変わらない。

そこで、固定リング２４に対するトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整することで通常状態における軸方向距離ｙを調整する。
詳述すると、トルクアジャスタリング２６は、固定リング２４の半球状凹部２４ｃに嵌着したアジャスタボール２５を介して軸方向位置が決定している。なお、トルクアジャスタリング２６の取付位置についてトルクアジャスタリング２６部分の背面図によって説明する説明図である図７に示すように、アジャスタボール２５の半径の半分程度の深さのドーム形状である球面状凹部２６ｂに嵌着したアジャスタボール２５によって、トルクアジャスタリング２６の背面と固定リング２４の正面との間隔がｘとなる位置にトルクアジャスタリング２６を配することができる。

したがって、このときコイルスプリング３１の自然長と軸方向距離ｙとの差異がコイルスプリング３１の縮み量となり、すなわちコイルスプリング３１の付勢力となる。なお、この状態を中間インパクトと設定する。

次に、弱インパクト時のトルクアジャスタリング２６の取付位置について説明する説明図である図８とともに、弱インパクトについて説明する。
インパクト回転出力装置１のインパクト量を前記中間インパクトより小さくする場合、通常状態におけるコイルスプリング３１の付勢力を低減させる、すなわち、コイルスプリング３１の自然長からの縮み量を低減することとなる。

そこで、本体部分１１０の外部からアジャスタノブ２７を操作して、トルクアジャスタリング２６をインパクト回転出力装置１の背面側から見て反時計方向に２０度回転させる。これにより、半球状凹部２４ｃに嵌合したアジャスタボール２５は移動せず、アジャスタボール２５は回転したトルクアジャスタリング２６の球面状凹部２６ｃに嵌合する。この球面状凹部２６ｃは上述したように、アジャスタボール２５の半径の２／３程度の深さであり、球面状凹部２６ｂより深いドーム形状であるため、トルクアジャスタリング２６の背面と固定リング２４の正面との間隔が中間インパクト時のｘよりアジャスタボール２５の半径の１／６程度短いｘａとなる位置に固定リング２４を配することができる。

したがって、このときの軸方向距離ｙａとコイルスプリング３１の自然長との差異がコイルスプリング３１の縮み量となり、すなわちコイルスプリング３１の付勢力となるが、中間インパクト時の縮み量と比較してアジャスタボール２５の半径の１／６程度少なく設定でき、その分コイルスプリング３１の付勢力も小さくすることができる。よって、インパクト回転出力装置１によって生じるインパクト量を小さくすることができる。

逆に、強インパクト時のトルクアジャスタリング２６の取付位置について説明する説明図である図９とともに、強インパクトについて説明する。
インパクト回転出力装置１のインパクトを前記中間インパクトより大きくする場合、通常状態におけるコイルスプリング３１の自然長からの縮み量を増大させて、コイルスプリング３１の付勢力を増大させる。そのために、本体部分１１０の外部からアジャスタノブ２７を操作して、中間インパクトの状態からトルクアジャスタリング２６をインパクト回転出力装置１の背面側から見て時計方向に２０度回転させる。これにより、半球状凹部２４ｃに嵌合したアジャスタボール２５は移動せず、アジャスタボール２５は回転したアジャスタボール２５のトルクアジャスタリング２６の背面部分に乗り上げる。

したがって、トルクアジャスタリング２６の背面と固定リング２４の正面との間隔は、中間インパクト時のｘよりアジャスタボール２５の半径の半分程度長いｘｂとなる位置に固定リング２４を配することができる。したがって、このときの軸方向距離ｙｂとコイルスプリング３１の自然長との差異がコイルスプリング３１の縮み量となり、すなわちコイルスプリング３１の付勢力となるが、中間インパクト時の縮み量と比較してアジャスタボール２５の半径の半分程度大きく設定でき、その分コイルスプリング３１の付勢力も大きくすることができる。よって、インパクト回転出力装置１によって生じるインパクト量を大きくすることができる。

このようにして、インパクト回転出力装置１は、固定側のコイルスプリング３１の取付位置となるリングプレート３２の正面の位置すなわち、リングプレート３２の軸方向位置を決定するトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整することでコイルスプリング３１が回転ハンマ３４を付勢する付勢力、すなわちコイルスプリング３１によって付与されるインパクト量を調整することができる。

また、固定リング２４の半球状凹部２４ｃに係合して位置固定されたアジャスタボール２５と係合する係合深さを調整することによってトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整することができる。

また、アジャスタボール２５と係合する球面状凹部２６ｂと球面状凹部２６ｃとトルクアジャスタリング２６の背面が、回転方向に配置されているため、トルクアジャスタリング２６を回転させることによって、アジャスタボール２５との係合深さを変更でき、容易にトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整できる。

さらには、本体部分１１０の外部からアジャスタノブ２７を操作してトルクアジャスタリング２６を回転できるため、利用者は容易にトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整することができる。

また、コイルスプリング３１にプレストレスが付与され、コイルスプリング３１が固定リング２４側及び回転ハンマ３４側に付勢している状態であっても、コイルスプリング３１の軸方向両側にベアリングプレート２８及びベアリングボール２９、並びにベアリングボール３３を備えたため、固定リング２４と回転ハンマ３４との間で生じる相対回転による回転摩擦力を低減することができる。したがって、回転摩擦力による回転駆動力の損失を抑制することができる。

また、例えば、一般に流通量の多い通常のコイルスプリング３１を用いることができ、縮み量によって非線形に付勢力が異なる非線形コイルスプリング等の特殊なコイルスプリングを用いる場合と比較して、部品コストを低減することができる。

なお、アジャスタボール２５の係合深さによって位置固定された固定リング２４からのトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整したが、固定リング２４に対してトルクアジャスタリング２６を軸方向に螺入出することでトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を調整する構成であってもよい。この構成は、固定リング２４側とトルクアジャスタリング２６側と軸方向の螺子山を設けることで実現することができる。これにより、固定リング２４に対するトルクアジャスタリング２６の軸方向位置を無段階で調整することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
本発明の回転入力体は、駆動伝達ユニット２３に対応し、
以下同様に、
回転出力部は、スピンドル部４に対応し、
付勢体及びコイルスプリングは、コイルスプリング３１に対応し、
係止手段は、回転係合部３４ｄ及び係合片３６ｂに対応し、
スライド手段は、Ｖ字嵌合溝３４ｃ、Ｖ字嵌合溝２３ｄ、並びにスライドボール３５に対応し、
プレストレス付与手段は、アジャスタボール２５、球面状凹部２６ｂ、球面状凹部２６ｃ並びにトルクアジャスタリング２６に対応し、
回転固定体は、固定リング２４に対応し、
回転摩擦力低減手段は、ベアリングプレート２８及びベアリングボール２９、並びにベアリングボール３３に対応し、
転動体は、ベアリングボール２９，３３に対応し、
取付位置調整手段は、アジャスタボール２５、球面状凹部２６ｂ、球面状凹部２６ｃ並びにトルクアジャスタリング２６に対応し、
嵌合手段は、アジャスタボール２５、球面状凹部２６ｂ、並びに球面状凹部２６ｃに対応し、
操作手段は、アジャスタノブ２７に対応するも、
この発明は、前述の実施態様の構成のみに限定されるものではない。

インパクト回転出力装置を採用したインパクト電動工具の斜視図。 回転出力装置を採用したインパクト電動工具の側面図による説明図。 インパクト回転出力装置を構成する各構成要素の正面と側面を併記した分解説明図。 インパクト回転出力装置を構成する各構成要素の分解斜視図。 組み付け状態のインパクト回転出力装置の縦断面図による説明図。 インパクト機構部の斜視図によるインパクト回転出力装置の動作についての説明図。 中間インパクト時のトルクアジャスタリングの取付位置について説明する説明図。 弱インパクト時のトルクアジャスタリングの取付位置について説明する説明図。 強インパクト時のトルクアジャスタリングの取付位置について説明する説明図。

符号の説明

１…インパクト回転出力装置
４…スピンドル部
２３…駆動伝達ユニット
２３ｄ，３４ｃ…Ｖ字嵌合溝
２４…固定リング
２５…アジャスタボール
２６…トルクアジャスタリング
２６ｂ，２６ｃ…球面状凹部
２７…アジャスタノブ
２８…ベアリングプレート
２９，３３…ベアリングボール
３１…コイルスプリング
３４…回転ハンマ
３４ｄ…回転係合部
３５…スライドボール
３６…アンビル
３６ｂ…係合片
１００…インパクト電動工具

Claims (8)

1. 回転駆動力を入力する回転入力体と、
   該回転入力体によって回転する回転ハンマと、
   回転駆動力を出力する回転出力部とを同心軸上に配置し、
   前記回転ハンマを前記回転出力部側に付勢する付勢体と、
   前記回転出力部側に付勢された前記回転ハンマの回転駆動力を前記回転出力部に伝達可能に、前記回転出力部と前記回転ハンマとを係止する係止手段と、
   前記回転ハンマを、前記回転出力部からの回転負荷によって回転入力体に対して相対回転させるとともに、前記係止手段の係止が解消するまで前記付勢体の付勢力に反して軸方向にスライドさせるスライド手段と、
   前記付勢体に予めストレスを付与するプレストレス付与手段とを備えた
   インパクト回転出力装置。
2. 回転固定された回転固定体を備えるととも、
   前記付勢手段を、
   前記回転固定体を反力として前記回転ハンマを前記回転出力部側に付勢するコイルスプリングで形成するとともに、
   前記回転固定体と、前記コイルスプリングと、前記回転ハンマとをこの順で配置し、
   該コイルスプリングの前記回転固定体側、或いは前記回転ハンマ側の少なくとも一方に、回転摩擦力を低減する回転摩擦力低減手段を備えた
   請求項１に記載のインパクト回転出力装置。
3. 前記回転摩擦力低減手段を、
   周方向に複数配した転動体で形成した
   請求項１又は２に記載のインパクト回転出力装置。
4. 前記プレストレス付与手段を、
   前記コイルスプリングに、長さ方向のストレスを付与する構成とした
   請求項２又は３に記載のインパクト回転出力装置。
5. 前記プレストレス付与手段を、
   前記コイルスプリングの軸方向の取付位置を調整して、所望の前記長さ方向のストレスを付与する取付位置調整手段で構成した
   請求項４に記載のインパクト回転出力装置。
6. 前記取付位置調整手段を、
   前記回転固定体と前記コイルスプリングの取付部分との間に介在させた軸方向の凹凸で形成した嵌合手段で構成し、
   該嵌合手段の凹凸の軸方向の嵌合深さによって前記取付位置を調整する構成とした
   請求項５に記載のインパクト回転出力装置。
7. 請求項１〜６のうちの１つに記載のインパクト回転出力装置を出力系に介装した
   インパクト電動工具。
8. 外部からの前記取付位置調整手段の操作を許容する操作手段を備えた
   請求項７に記載のインパクト電動工具。

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