JP5525386B2 - Impact rotary tool - Google Patents
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Description
本発明は、インパクトレンチやインパクトドライバー等の打撃動作を伴って回転駆動を伝達するインパクト回転工具に関するものである。 The present invention relates to an impact rotary tool that transmits rotational drive with an impact operation such as an impact wrench or impact driver.
従来からインパクト回転工具は、駆動源であるモータと、モータにより回転するハンマと、ハンマに打撃されて回転を伝達するアンビルと、アンビルの回転を出力する出力部と、からなる(例えば、特許文献1等参照)。 Conventionally, an impact rotary tool includes a motor that is a driving source, a hammer that is rotated by the motor, an anvil that is struck by the hammer and transmits the rotation, and an output unit that outputs the rotation of the anvil (for example, Patent Documents). 1 etc.).
このようなものでは、ハンマが軸方向に移動しながら回転して打撃を行うため、ハンマに衝突されたアンビルには、モータからの回転駆動である回転方向(軸の周方向)の力の他に、軸方向の力も与えられている。そして、この軸方向の力は、出力部に取り付けられた先端工具と、該先端工具により締付けあるいは緩められるネジ等の被締付部材と、の接触部位を振動させるため、工具使用時に騒音を発生させる原因になっている。そのため、特許文献1等では、ハンマを回転させる駆動軸とアンビルの軸方向の隙間に緩衝材を配置して、アンビルが軸方向に振動することを抑制して、先端工具と被締付部材の間から発生する騒音を低減している。
In such a case, since the hammer rotates and strikes while moving in the axial direction, the anvil collided with the hammer has a force in the rotational direction (the circumferential direction of the shaft) that is a rotational drive from the motor. In addition, axial forces are also provided. This axial force vibrates the contact part between the tip tool attached to the output section and the member to be tightened such as a screw that is tightened or loosened by the tip tool, generating noise when using the tool. It is a cause. For this reason, in
しかしながら、これら従来のものでは、軸方向の力により発生する騒音は低減できるが、ハンマとアンビルの衝突時(打撃時)に回転方向の力により発生する騒音(衝突音)を低減できないという問題がある。 However, these conventional devices can reduce the noise generated by the axial force, but cannot reduce the noise (collision sound) generated by the rotational force when the hammer and the anvil collide (when hit). is there.
そこで、この事情に鑑み、打撃時に、回転方向の力により発生する騒音を低減したインパクト回転工具を提供することを課題とした。 Therefore, in view of this situation, an object of the present invention is to provide an impact rotary tool that reduces noise generated by force in the rotational direction at the time of impact.
この課題を解決するために、本発明のインパクト回転工具は、モータを有した駆動部と、前記駆動部の回転駆動を出力する出力部と、前記駆動部の回転駆動を打撃動作を伴って前記出力部に伝達する打撃部と、を有し、前記打撃部が、前記駆動部により回転するハンマと、前記ハンマに打撃される被打撃面を有すると共に前記出力部に回転駆動を伝達するアンビルと、前記アンビルに取り付けられると共に前記アンビルより剛性の低い緩衝部材と、からなり、前記緩衝部材が前記被打撃面より前記アンビルの回転方向に突出したものであることを特徴とする。 In order to solve this problem, an impact rotary tool according to the present invention includes a drive unit having a motor, an output unit that outputs the rotation drive of the drive unit, and the rotation drive of the drive unit with a striking operation. A hammer part that transmits to the output part, and the hammer part has a hammered surface that is struck by the hammer, and an anvil that transmits the rotational drive to the output part. The cushioning member is attached to the anvil and has a lower rigidity than the anvil. The cushioning member protrudes from the hit surface in the rotation direction of the anvil.
このインパクト回転工具として、前記緩衝部材が均一な厚さで回転方向に突出したものであることが好ましい。 As the impact rotating tool, it is preferable that the buffer member protrudes in the rotation direction with a uniform thickness.
このインパクト回転工具として、前記緩衝部材が不均一な厚さで回転方向に突出したものであることが好ましい。 As this impact rotary tool, it is preferable that the buffer member protrudes in the rotational direction with a non-uniform thickness.
このインパクト回転工具として、前記アンビルが回転方向に突出した突起を有し、前記突起が突出した先端に前記被打撃面を有したものであることが好ましい。 As the impact rotating tool, it is preferable that the anvil has a protrusion protruding in the rotation direction, and the hit surface is provided at a tip from which the protrusion protrudes.
このインパクト回転工具として、前記緩衝部材より剛性の高い剛性部材を有し、前記剛性部材が前記緩衝部材を介して前記アンビルに取り付けられたものであることが好ましい。 It is preferable that the impact rotating tool has a rigid member having higher rigidity than the buffer member, and the rigid member is attached to the anvil via the buffer member.
このような構成としたことで、打撃時に、回転方向の力により発生する騒音を低減することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce noise generated by force in the rotational direction at the time of impact.
以下、インパクト回転工具の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of an impact rotary tool will be described based on the drawings.
実施形態の一例のインパクト回転工具は、図1に示すように、駆動源であるモータ6が収納された円筒部4と、円筒部4の周面に一端が接続された把持部2と、把持部2の他端に設けられた電源部(特に図示しない)と、からなる。そして、外装は、二つ割りのハウジング1で構成されており、図1は両ハウジング1の継ぎ目で切断した図である。
As shown in FIG. 1, the impact rotary tool according to the embodiment includes a
把持部2は、モータ6の回転速度等を操作するトリガスイッチ3と、インパクト回転工具を制御する制御回路(特に図示しない)と、を備えている。そして、電源部は二次電池やバッテリー等を有した電池パックからなり、把持部2に脱着自在で取り付けられている。更に、電源部は制御回路及びモータ6に電力を供給すると共に、電池パックの容量や残量等の情報を制御回路に出力している。なお、電源部は外部の商用電源とインパクト回転工具を電気的に接続する接続コードからなるものであってもよい。
The
また、円筒部4は、図1乃至図4に示すように、モータ6を有した駆動部5と、駆動部5の回転駆動を出力する出力部23と、駆動部5の回転駆動を打撃動作を伴って出力部23に伝達する打撃部9と、を備えている。
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 4, the
駆動部5は、ブラシレス型のモータ6と、モータ6の回転駆動を減速して打撃部9に伝達する減速部8と、を有しており、減速部8は、例えば、遊星減速機構である。そして、打撃部9は、モータ6により回転するハンマ12と、ハンマ12に打撃されて回転するアンビル15と、を備えたインパクト機構であり、詳細は後述する。
The
出力部23は回転駆動を外部に出力する出力軸24からなり、出力軸24の先端は先端工具(特に図示しない)を脱着自在に取り付けるチャック25になっており、出力部23は先端工具を回転させることで、回転駆動を外部に出力している。そして、モータ6の回転軸7と、打撃部9のハンマ12及びアンビル15の回転中心と、出力部23の出力軸24は、略同一直線上に並んで配置されている。
The
以下、回転軸7等の並ぶ直線を軸方向とし、該軸方向に視た形状を平面視とし、ハンマ12やアンビル15が回転する回転円の円周に沿った方向を回転方向とし、該回転円の中心から外周への径に沿った向きをラジアル方向として打撃部9を説明する。
Hereinafter, the straight line of the
打撃部9は、減速部8から回転駆動が入力される駆動軸10と、駆動軸10により回転するハンマ12と、ハンマ12に打撃されるアンビル15と、駆動軸10とハンマ12を接続するカム部11と、を有している。そして、駆動軸10は、モータ6に近い側の端部に減速部8が接続されており、他方の端部の外周にハンマ12がカム部11を介して取り付けられている。そして、ハンマ12はカム部11により軸方向に移動自在で、且つ駆動軸10により回転されるものとなっている。なお、符号26はハンマをアンビル側に付勢する付勢ばねである。
The
そのため、打撃部9は、駆動軸10の一端から回転駆動が入力されると、カム部11を介してハンマ12を回転させて、ハンマ12をアンビル15に衝突させる打撃動作を行っている。そして、ハンマ12及びアンビル15は、打撃動作に伴う衝突に耐えられる程度の高い剛性を有した剛性材料で形成されている。なお、剛性材料とは、例えば、鉄やステンレス、あるいはチタン等の金属部材であり、高い剛性とは、打撃時の衝突で、ヒビ割れや欠け落ち等の破損や、彎曲や凹み等の形状変形等を生じ難い程度の剛性である。
Therefore, when the rotational drive is input from one end of the
また、ハンマ12はアンビル15に衝突する突出部13を複数(実施例では二つ)備えており、突出部13はハンマ12のアンビル15側の端部から軸方向に突出してハンマ12と一体で設けられている。そして、突出部13は平面視略三角形の角柱状で突出しており、三角形の角の一つをハンマ12の回転中心に向けると共に、残りの角を回転方向に並べて配置されている。更に、平面視において、突出部13は互いにハンマ12の回転中心を基点として点対称で位置しており、角柱の回転方向を向く側面が、打撃時にアンビル15と接触する打撃面14になっている。
The
アンビル15はハンマ12及び駆動軸10と略同芯で回転自在になっており、回転中心と略同芯で配置された平面視略環状の本体部16と、突出部13が衝突する平面視矩形状の接触部17と、からなる。そして、本体部16は出力軸24に接続されており、アンビル15の回転を出力軸24に伝達している。更に、接触部17は突出部13と同数で本体部16からラジアル方向に突出して設けられており、接触部17と本体部16は平面視においてアンビル15の回転中心を通る同一直線上に並んでいる。すなわち、アンビル15は本体部16の外周に二つの接触部17を有すると共に、接触部17が本体部16を介して互いに背中を向けて配置されている。
The
そして、接触部17は回転方向を向く両側に夫々、軸方向に平行な側面18と、回転方向に突出した突起19と、を有しており、突起19は側面18より外周側に位置している。この突起19は回転方向の先端部20が側面18と略平行な平面形状になっており、先端部20が突出部13に打撃される被打撃面となっている。
And the
また、接触部17の側面18には矩形状の緩衝部材21が取り付けられており、緩衝部材21はアンビル15より剛性の低い柔軟な部材で形成されており、柔軟な部材とは、例えば、エラストマーや、軟質ゴム等の粘性と弾性を併せ持つ固体の粘弾性体等である。なお、粘弾性体とは、打撃時にハンマ12に押されて彎曲や凹みあるいは圧縮等の形状変形を生じると共に、このハンマ12から開放されると、膨張等の形状変形を生じて、打撃前と略同様の元の形状(本例では矩形)に戻るものである。
In addition, a
詳しくは、緩衝部材21が側面18と略同寸同形の端面を有した角柱形状であると共に、両端面は互いに略平行で形成されており、両端面間の寸法である角柱の高さ(突出厚さL1)が略均一になっている。そして、一方の端面は側面18に固定されており、他方の端面22は被打撃面より突出して位置しており、緩衝部材21は、アンビル15の突起19より内周側に配置されると共に、突起19より回転方向に突出している。更に、緩衝部材21は突起19とラジアル方向に並んでおり、緩衝部材21の外周側の面と突起19の内周側の面が接触している。
Specifically, the cushioning
すなわち、接触部17の側面18から突起19の先端部20までの寸法である突起19の突出厚さL2に比べて緩衝部材21の突出厚さL1の方が大きく、緩衝部材21は接触部17の側面18から略均一な寸法で回転方向に突出している。そして、緩衝部材21は他方の端面22が被打撃面より突出して位置するため、打撃時に突出部13が緩衝部材21と最初に衝突するものとなっており、緩衝部材21との衝突時には回転駆動が緩衝部材21からアンビル15に伝達される。
That is, the protrusion thickness L1 of the
このように、突出部13と緩衝部材21を衝突させることで、緩衝部材21が柔軟な部材で形成されているために、衝突時に回転方向の力によって発生する騒音を、剛性部材どうしを衝突させるものに比べて、低減することができる。そして、緩衝部材21の突出厚さL1を略均一にして設けたことで、他方の端面22の略全体に打撃面14が接触して、緩衝部材21を回転方向に略同じ割合で形状変形させることができる。そのため、緩衝部材21を介して接触部17に伝達された回転駆動が、軸方向に対して傾いて付与されることを抑制できて、アンビル15回転時に軸芯のぶれが抑制されて、回転駆動を安定して伝達することができる。
In this way, by causing the protruding
また、打撃時に、駆動軸10のトルクが大きくなる等で、突出部13からアンビル15に向けて一定値を越えた衝撃が与えられると、緩衝部材21が突出部13に押されて回転方向に圧縮されて、他方の端面22が突起19の被打撃面と面一になる。そして、緩衝部材21を圧縮した突出部13は、緩衝部材21に接触した状態で、突起19にも衝突して、突出部13から突起19を介してアンビル15に回転駆動が伝達される。すなわち、一定値を越えた衝撃での打撃時には、剛性部材と柔軟な部材が衝突した後、剛性部材どうしが衝突して、回転駆動は突出部13から緩衝部材21と突起19の両方を介してアンビル15に伝達される。
Further, when an impact exceeding a certain value is applied from the protruding
そして、この剛性部材どうしの衝突により、緩衝部材21を介して回転駆動を伝達する場合に比べて、大きな回転駆動を安定して伝達し易くすることができると共に、大きな回転駆動に伴う大きな衝撃で緩衝部材21が破損することを抑制できる。また、突出部13が突起19より先(衝突初期)に緩衝部材21に接触するため、衝突初期から剛性部材どうしが衝突するものより、衝突初期の騒音を低減することができる。更に、突起19と緩衝部材21がラジアル方向に接しているため、突出部13と突起19の衝突時の騒音の一部を緩衝部材21で吸収できて、剛性部材どうしの衝突によって発生した衝突中期及び終期の騒音も低減することができる。
The collision between the rigid members makes it possible to stably transmit a large rotational drive stably as compared with the case where the rotational drive is transmitted via the
なお、接触部17は、緩衝部材21を外周側に設けて突起19を内周側に設けたり、ラジアル方向に緩衝部材21、突起19、緩衝部材21の順に並べて設けて突起19の外周側と内周側に夫々緩衝部材21を配置したりして構成してもよい。ましてや、突起19を側面18を被打撃面として、側面18の外周側あるいは内周側に凹所を形成すると共に、凹所に緩衝部材21を配置して、騒音を低減可能なアンビル15をコンパクトに構成してもよい。
The
また、緩衝部材21の変形例として、緩衝部材21の突出厚さを不均一にしたり、一部の突出厚さを他の部位と異ならせたりして、打撃時の衝撃に応じて緩衝部材21の形状変形の割合や突出部13との接触面積を異ならせてもよい。
Further, as a modification of the
このものとして、例えば、図5に示すように、緩衝部材21の回転方向の突出厚さを外周に向けて漸次的に大きくすることで、駆動軸10のトルク(打撃時の衝撃)の増減に応じて緩衝部材21の衝突時の接触面積を変化させることができる。すなわち、打撃時の衝撃が大きくなると、緩衝部材21の突出部13との接触面積が大きくなり、衝撃が小さくなると、接触面積が小さくなり、衝撃の強さに応じて、緩衝部材21と突出部13の接触面積を変化させるものとなっている。
For example, as shown in FIG. 5, by gradually increasing the protrusion thickness in the rotational direction of the
そして、衝撃が小さい際には、接触面積が小さくなるため、突出部13と緩衝部材21の接触抵抗を小さく抑えることができる。そのため、緩衝部材21に接触した状態の打撃後のハンマ12が、アンビル15を乗り越え易くなり、衝撃の小さい低トルク時における打撃動作の安定性を向上させることができる。更に、衝撃の大きい高トルク時には、接触面積が大きくなるため、緩衝部材21が接触面全体に衝撃を分散して受けられ、高トルクに伴う大きな衝撃による緩衝部材21の破損を抑制することができる。なお、緩衝部材21の突出厚さが不均一なものは、内周に向けて漸次的に突出厚さが大きくなるものはもちろん、ラジアル方向の中央から内周及び外周に向かうほど漸次的に変化するもの等であってもよい。
And when an impact is small, since a contact area becomes small, the contact resistance of the
ましてや、緩衝部材21は、均一な突出厚さの部位のラジアル方向の一端や中間等の一部に凸部や凹部を設けて、凸部や凹部を設けた部位の突出厚さを他の部位の突出厚さと異ならせて、衝撃に応じて衝突時の接触面積を変化させてもよい。もちろん、緩衝部材21は、ラジアル方向の一端に凸部を有し他端に凹部を有した階段状に突出したもの等の突出厚さの異なる部位を複数有したものであってもよい。
In addition, the
また、インパクト回転工具の他の実施形態の一例では、図6に示すように、被打撃面を有した剛性部材をアンビル15と別部材で構成すると共に、この剛性部材を緩衝部材21を介してアンビル15に取り付けたものとなっている。なお、本例では、アンビル15の構成を除く他の構成は、前述の実施形態で説明した構成と略同様の構成であるため、説明は省略する。
In an example of another embodiment of the impact rotary tool, as shown in FIG. 6, the rigid member having the hit surface is configured as a separate member from the
詳しくは、接触部17の各側面18に夫々矩形状の緩衝部材21が二つ配置されており、各側面18の緩衝部材21はラジアル方向に並ぶと共に、ラジアル方向で向かい合う面の間に伝達部材26が取り付けられている。
Specifically, two
伝達部材26は円形状の端面を有した円柱であり、アンビル15と略同様に、緩衝部材より剛性が高い剛性部材からなる。そして、伝達部材26は柱の中心軸が接触部17の側面18に沿って配置されており、柱の端部が夫々緩衝部材21に埋め込まれて、緩衝部材21に保持されている。更に、伝達部材26は緩衝部材21の他方の端面22より回転方向の内側(接触部17の側面18に近い側)にあり、伝達部材26の周面は突出部13に打撃される被打撃面となっており、緩衝部材21が伝達部材26より回転方向に突出している。
The
そのため、小トルクでの打撃時には、突出部13が伝達部材26と衝突せずに緩衝部材21のみと衝突し、回転駆動は緩衝部材21からアンビル15に伝達される。そして、小トルクより大きく高トルク(詳細は後述する)より小さい中トルクでの打撃時には、突出部13が緩衝部材21を回転方向に圧縮して伝達部材26に衝突する。この中トルクでの打撃時には、回転駆動が伝達部材26から緩衝部材21を介してアンビル15に伝達される。
Therefore, when hitting with a small torque, the projecting
更に、中トルクより大きい高トルクでの打撃時には、突出部13が、伝達部材26に衝突した後に、緩衝部材21を回転方向に更に圧縮して、伝達部材26の周面を接触部17の側面18に衝突させる。すなわち、高トルクでの打撃時には、伝達部材26及び緩衝部材21に接触した状態で、突出部13が伝達部材26を間に挟んで接触部17を打撃して、突出部13と接触部17が伝達部材26を介して剛性部材どうしで衝突する。
Further, at the time of hitting with a high torque larger than the medium torque, after the protruding
このように、本例のものは、打撃時に突出部13が緩衝部材21と最初に衝突することで、突出部13と緩衝部材21の衝突時の騒音の発生を抑制できると共に、剛性部材どうしの衝突時の騒音を緩衝部材21で吸収できる。そのため、打撃動作が剛性部材どうしの衝突しかない従来のものに比べて、打撃時の回転方向の力によって発生する騒音を低減することができる。そして、伝達部材26を配置したことで、高トルクでの打撃時に、剛性部材どうしの衝突が可能となり、前述の突起19を設けた例のように、大きな回転駆動を安定して伝達し易くできると共に、衝撃による緩衝部材21の破損を抑制できる。
As described above, in this example, the
更に、伝達部材26を緩衝部材21を介して取り付けたことで、接触部17に衝突しない程度の衝撃(中トルク)で伝達部材26が打撃された際には、剛性部材どうしを衝突させることができる。そのため、突出部1を緩衝部材21のみに衝突させるものに比べて、緩衝部材21に吸収される回転駆動を抑えられ、中トルクでの打撃における回転駆動の伝達損失を低減することができる。そして、緩衝部材21のラジアル方向の間に伝達部材26を配置したことで、剛性部材どうしの衝突に伴って発生する騒音を、緩衝部材21で吸収し易くでき、打撃時の騒音を低減することができる。
Furthermore, by attaching the
なお、伝達部材26の形状は、楕円形状の円柱や、矩形状の端面を有した角柱はもちろん、円形状や楕円形状や矩形状の板面を有し該板面を被打撃面とした板材、あるいは表面を被打撃面とした球等であってもよい。また、緩衝部材21で被打撃面を覆うことで衝突時の騒音をより低減できるが、大きい回転駆動を伝達し易くするために、被打撃面の一部を回転方向に露出させて、ハンマ12とアンビル15が剛性部材どうしで衝突可能に構成することが好ましい。
Note that the shape of the
もちろん、インパクト回転工具は、回転駆動を出力する工具であれば、チャック25と先端工具が一体で構成されたものや、出力軸24の軸方向が回転軸7に略直交して配置されたコーナー用のもの等であってもよい。ましてや、打撃部9が打撃動作を行うインパクトモードと、打撃部9に打撃動作を行わせない非インパクトモードを切替可能で備えたものであってもよい。この非インパクトモードとは、ハンマ12をアンビル15に固定するあるいは駆動軸10をアンビル15や出力軸24に固定する等で、駆動軸10と出力軸24を一体で回転させて、打撃部9に打撃動作を行わせずに回転駆動を伝達するモードである。
Of course, as long as the impact rotary tool is a tool that outputs rotational drive, the
5 駆動部
6 モータ
9 打撃部
12 ハンマ
15 アンビル
19 突起
21 緩衝部材
23 出力部
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