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
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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
【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)。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007039323A JP2008200802A (ja) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | インパクト回転出力装置及びインパクト電動工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007039323A JP2008200802A (ja) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | インパクト回転出力装置及びインパクト電動工具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008200802A true JP2008200802A (ja) | 2008-09-04 |
Family
ID=39778805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007039323A Withdrawn JP2008200802A (ja) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | インパクト回転出力装置及びインパクト電動工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008200802A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106239433A (zh) * | 2016-09-14 | 2016-12-21 | 群胜科技(苏州)有限公司 | 一种冲击电钻档位调节装置 |
KR20220009542A (ko) * | 2020-07-15 | 2022-01-25 | 계양전기 주식회사 | 전동공구 |
-
2007
- 2007-02-20 JP JP2007039323A patent/JP2008200802A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
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KR20220009542A (ko) * | 2020-07-15 | 2022-01-25 | 계양전기 주식회사 | 전동공구 |
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