打撃工具
【課題】作業性を損なうことなくドリルモードへの切替を可能とする。
【解決手段】インパクトドライバ１において、スピンドル９の外面に前後方向の摺動溝４６を凹設して、摺動溝４６内にストッパピン４８を、ハンマー２５に設けた係止凹部５３に係止する前進位置と、係止凹部５３から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、スピンドル９にチェンジリング３７を外装して、インナーハウジング８内に、チェンジリング３７の第１の回転位置でストッパピン４８を前進位置に摺動させ、第２の回転位置でストッパピン４８を後退位置に摺動させる変換機構を設けて、チェンジリング３７の第１の回転位置への回転操作に伴うストッパピン４８の前進位置への摺動により、ストッパピン４８をスピンドル９とハンマー２５とに跨って係止させてハンマー２５をスピンドル９と一体回転させるドリルモードを選択可能とした。
【解決手段】インパクトドライバ１において、スピンドル９の外面に前後方向の摺動溝４６を凹設して、摺動溝４６内にストッパピン４８を、ハンマー２５に設けた係止凹部５３に係止する前進位置と、係止凹部５３から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、スピンドル９にチェンジリング３７を外装して、インナーハウジング８内に、チェンジリング３７の第１の回転位置でストッパピン４８を前進位置に摺動させ、第２の回転位置でストッパピン４８を後退位置に摺動させる変換機構を設けて、チェンジリング３７の第１の回転位置への回転操作に伴うストッパピン４８の前進位置への摺動により、ストッパピン４８をスピンドル９とハンマー２５とに跨って係止させてハンマー２５をスピンドル９と一体回転させるドリルモードを選択可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングの前方へ突出させたアンビルに回転打撃力を発生させるインパクトドライバ等の打撃工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
インパクトドライバ等の打撃工具は、ハウジング内でモータによって回転するスピンドルと、そのスピンドルに外装されて両者に設けた溝に跨って嵌合するボールを介して連結され、前面に爪を突設したハンマーと、ハウジングに同軸で軸支され、ビットが装着される前端をハウジングの前方へ突出させ、後端にアームを放射状に形成したアンビルと、ハンマーを爪とアームとが回転方向で係合する前進位置に付勢するコイルバネとを備えている。すなわち、アンビルのトルクが高まった際には、溝内を転動するボールの案内でハンマーが後退してアームから離れ、再びコイルバネの付勢によって回転しながら前進してアームに係合する動作を繰り返すことで、アンビルに回転打撃力（インパクト）を間欠的に発生させるものである。
【０００３】
このような打撃工具は、例えば下穴にネジ止めを行うような場合に、まず電動ドリルで下穴を穿設した後、インパクトドライバ等の打撃工具でネジ止めを行うというように作業に応じて使い分けられている。従って、工具の準備や交換が必要となって作業性が低下してしまう。インパクトドライバにドリルビットを装着すれば穿孔は可能であるが、タイル等の比較的脆い被加工材であると、インパクトの発生によって破損するおそれがある。
そこで、特許文献１に示すように、ハンマーの後方に、軸方向へのスライドによってハンマーの後端に係脱する切替リングを設けて、ハウジングに設けた回転スライダを外部から操作して切替リングを前後にスライドさせることで、ハンマーをアンビルに係脱させるインパクトモードと、ハンマーを常にスピンドルと一体回転させるドリルモードとを切替可能とした打撃工具が発明されている。この打撃工具によれば工具の使い分けが不要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７００３０３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されるモード切替機構は、ハンマーの後方に切替リングをスライド可能に配置するため、切替リングを保持する支持部材を新たに設けたりする必要が生じ、部品点数が増えてコストアップに繋がる。また、スピンドルとその後段の減速機構との外側で回転スライダと切替リングとを連結させるため、ハウジングが大径化してコンパクト化の障害にもなる。
【０００６】
そこで、本発明は、低コスト且つコンパクトとなる構造でドリルモードを得ることができる打撃工具を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スピンドルの外面に前後方向の摺動溝を形成して、摺動溝内にピン部材を、ハンマーに設けた係止凹部に係止する前進位置と、係止凹部から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、スピンドルに、ハウジングの外部から回転操作可能な切替部材を外装して、ハウジング内に、切替部材の第１の回転位置でピン部材を前進位置に摺動させ、第２の回転位置でピン部材を後退位置に摺動させる変換機構を設けて、切替部材の第１の回転位置への回転操作に伴うピン部材の前進位置への摺動により、ピン部材をスピンドルとハンマーとに跨って係止させてハンマーをスピンドルと一体回転させるドリルモードを選択可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、変換機構は、摺動溝の後端からスピンドルの外面周方向に連設される案内溝と、その案内溝に対向して切替部材の内面周方向に形成される押圧溝と、案内溝と押圧溝とに跨って収容されるボールと、を含み、切替部材の第１の回転位置では、押圧溝が案内溝から周方向にずれることでボールを押圧して摺動溝に進入させて、ピン部材を前進位置に摺動させることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、変換機構に、スピンドルの軸心に形成されて摺動溝と連通する軸孔内で前後移動可能に設けられ、ピン部材の前方で摺動溝内に突出する突出部を備えた戻し部材と、その戻し部材を後方へ押圧して突出部を介してピン部材を後退位置に付勢する付勢手段と、を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、本来のインパクトモードに加えて、インパクトが発生しないドリルモードでも使用できる。よって、工具の使い分けが不要となって作業性が良好となる。而も、切替部材の回転をスピンドルの外面に設けたピン部材の摺動に変換してハンマーに係脱させるので、少ない部品点数且つ省スペースでモード切替が可能となり、低コスト且つコンパクトな構造となる。
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ボールの移動量がそのままピン部材の移動量となり、切替部材の回転を効率良くピン部材の摺動に変換することができる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、切替部材の第２の回転位置でピン部材をハンマーから確実に離間させることができ、モード切替の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インパクトドライバの一部縦断面図である（インパクトモード）。
【図２】内部機構の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図である（ドリルモード）。
【図６】規制ピン部分の横断面図である。
【図７】図５から４５°位相を変えた縦断面図である。
【図８】震動機構部分の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、打撃工具の一例であるインパクトドライバ１を示す。このインパクトドライバ１は、左右の半割ハウジング３，３を組み付けて形成され、モータ４を収容する本体ハウジング２を有し、その本体ハウジング２の前方（図１の右側）に、遊星歯車減速機構７を収容したギヤハウジング６を組み付けると共に、筒状のインナーハウジング８を、後部が本体ハウジング２内に挿入される格好で組み付けている。インナーハウジング８の内部には、スピンドル９、打撃機構１０、アンビル１１がそれぞれ収容されて、アンビル１１がインナーハウジング８及びその前端に固定される前ハウジング１２に軸支されて前方へ突出している。本体ハウジング２の下方には、モータ４を駆動させるトリガー１４を備えたハンドル１３が形成されている。
【００１１】
モータ４の出力軸５には、ピニオン１５が嵌着されてギヤハウジング６内の軸心に突出している。遊星歯車減速機構７は、一段目の遊星歯車１７を保持する第１キャリア１６と、二段目の遊星歯車１９を保持する第２キャリア１８とを備え、ピニオン１５に一段目の遊星歯車１７を噛合させている。また、第２キャリア１８は、スピンドル９の後端へ一体に形成されてインナーハウジング８内でボールベアリング２０に軸支されている。また、二段目の遊星歯車１９が遊星運動するインターナルギヤ２１は、第２キャリア１８と遊星歯車１９との双方に噛合する前進位置と、遊星歯車１９のみに噛合する後退位置との間でスライド可能に設けられている。
【００１２】
ギヤハウジング６及びインナーハウジング８の内周面には、インターナルギヤ２１の外周と係合するスライドスリーブ２２が前後移動可能に収容されている。このスライドスリーブ２２の外周には、ギヤハウジング６及びインナーハウジング８の外部に突出する突起２３が設けられて、この突起２３が、本体ハウジング２に前後へスライド可能に設けたスライドスイッチ２４に保持されている。
よって、スライドスイッチ２４の前後へのスライド操作により、スライドスリーブ２２を介してインターナルギヤ２１の位置を前後へ切替可能となり、スピンドル９の回転速度を二段階に選択できる。
【００１３】
一方、打撃機構１０は、図２にも示すように、スピンドル９の前端に外装され、アンビル１１の後端に設けられた一対のアーム２７，２７に係合する一対の爪２６，２６を前面に突設したハンマー２５と、そのハンマー２５を爪２６がアーム２７に係合する前進位置へ付勢するコイルバネ２８とを備えている。ハンマー２５は、その内周面に前端から後方へ向けて凹設されて後端が先細りとなる山形溝２９，２９と、スピンドル９の外周面で先端を前方に向けて凹設されたＶ字溝３０，３０とに跨って嵌合するボール３１，３１を介してスピンドル９と連結されている。
【００１４】
アンビル１１は、後面軸心に形成した軸受孔３２に、スピンドル９の前端に突設した小径部３３を嵌合させて、スピンドル９の前端を同軸で軸支している。軸受孔３２には、コイルバネ３４によって小径部３３の端面に押圧されてスラスト方向の荷重を受けるボール３５が収容されている。
さらに、前ハウジング１２から突出するアンビル１１の前端には、ビットの装着孔３６が形成されると共に、装着孔３６に挿入されたビットを抜け止め装着するために、アンビル１１に設けたボール７７，７７を後退位置で装着孔３６内へ押圧するスリーブ７６と、スリーブ７６を後退位置へ付勢するコイルバネ７８とからなるチャック機構７５が設けられている。
【００１５】
そして、インナーハウジング８内において、スピンドル９には、切替部材としてのチェンジリング３７が、第２キャリア１８の前方で回転可能に外装されている。このチェンジリング３７は、前面内周側に周方向の押圧溝３８，３８を点対称に凹設した円盤状で、外周に設けたフランジ３９の後面には、放射方向に稜線を有する複数の歯４０，４０・・が、周方向へ等間隔で全周に亘って形成されている。
また、チェンジリング３７の外側でインナーハウジング８内には、前方を開口した皿状の受けリング４１が回転可能に収容されて、前面に、放射方向に稜線を有する複数の歯４２，４２・・が、周方向へ等間隔で全周に亘って形成されている。この前面にチェンジリング３７のフランジ３９の後面が噛み合うことで、チェンジリング３７と受けリング４１とが一体回転するようになっている。受けリング４１の外周で点対称位置には、半径方向へ突出する一対の連結ピン４３，４３が突設されている。
【００１６】
一方、スピンドル９の外周面には、チェンジリング３７の押圧溝３８に対応した周方向の案内溝４５と、その案内溝４５の端部と連通して前方へ伸びる軸方向の摺動溝４６とからなるＬ字溝４４が、点対称位置で一対形成されて、押圧溝３８と案内溝４５とに跨って、３つのボール４７，４７・・が転動可能に嵌合している。また、摺動溝４６には、ピン部材となるストッパピン４８が前後移動可能に収容されている。
【００１７】
４９は、チェンジリング３７の前方でスピンドル９に外装された保持リングで、点対称位置に一対の膨出部５０，５０が形成されると共に、膨出部５０と９０°位相が異なる点対称位置に一対の保持片５１，５１が前方へ向けて切り起こし形成されている。この保持リング４９は、案内溝４５の前方でスピンドル９へ直交状に貫通された一対の係止ピン５２，５２の両端に膨出部５０，５０を係止させると共に、コイルバネ２８の後端を外周に当接させることで、係止ピン５２に係止する位置で前後動及び回転を規制された状態で保持されている。この位置で、保持片５１，５１は摺動溝４６，４６と同じ位相にあってストッパピン４８，４８を外側から保持し、摺動溝４６からの脱落を防止している。
【００１８】
よって、受けリング４１と共にチェンジリング３７が、押圧溝３８が案内溝４５から略ずれるまで前方に対して右回転する第１の回転位置にある場合、押圧溝３８の端面が最後尾のボール４７を周方向へ押圧し、ボール４７を案内溝４５から摺動溝４６へ転動させる。これにより最前部のボール４７がストッパピン４８を押圧して摺動溝４６の前方へ押し上げることになる。この押し上げ位置では、ストッパピン４８の先端が、ハンマー２５の後端内周に形成された係止凹部５３，５３に係止して、ストッパピン４８を介してスピンドル９とハンマー２５とを回転方向で一体に連結することになる。なお、ハンマー２５は、コイルバネ２８の付勢によって、スピンドル９が回転しない状態では常にボール３１が山形溝２９とＶ字溝３０との尖端間で嵌合する位相となっており、この位相で摺動溝４６に対して係止凹部５３が前後方向で並ぶように形成されている。
【００１９】
また、スピンドル９の軸心には、図３にも示すように、摺動溝４６の前側部分と一対の連通孔５４ａ，５４ａを介して連通し、前方が閉塞された軸孔５４が形成されて、この軸孔５４内に戻し部材としての戻しプレート５５が設けられている。この戻しプレート５５は、軸孔５４内で前後移動可能且つ前方に設けた付勢手段としてのコイルバネ５７によって後方へ付勢されて、両端に設けた一対の突出部５６，５６を、連通孔５４ａ，５４ａを貫通して摺動溝４６内へ突出させて、ストッパピン４８，４８の前端に当接させている。
【００２０】
従って、受けリング４１と共にチェンジリング３７が、押圧溝３８が案内溝４５に一致する第２の回転位置にある場合、図４にも示すように、戻しプレート５５によってストッパピン４８，４８が後方へ押圧されることで、ボール４７もストッパピン４８に押圧されて摺動溝４６から案内溝４５内に収まることになる。この位置ではストッパピン４８，４８は係止凹部５３，５３から離間している。
５８は、第２キャリア１８とチェンジリング３７との間に配置されるクリック板で、第２キャリア１８の前面に突出する遊星歯車１９の支軸６０の端部に内周が係合してスピンドル９と回転方向で一体に連結されている。このクリック板５８に切り起こし形成したクリック片５９が、第１、第２の回転位置に合わせてチェンジリング３７の後面に凹設した２箇所の凹部３７ａへそれぞれ弾性係止することで、チェンジリング３７の各回転位置での位置決めが行われるようになっている。
【００２１】
このチェンジリング３７の回転位置は、受けリング４１を介して本体ハウジング２の外部から操作可能となっている。
まず、受けリング４１の外周に設けた各連結ピン４３は、インナーハウジング８へ周方向に形成された一対のスリット６１を貫通している。このスリット６１の両端がそれぞれチェンジリング３７の第１、第２の回転位置に対応し、クリック片５９によるチェンジリング３７の位置決めがなされるようになっている。各スリット６１の両端には、後方側へ傾斜して連結ピン４３を後方へ案内する傾斜部６２Ａ，６２Ｂが形成されて、位置決めされたチェンジリング３７から受けリング４１を一旦後退させるようにしている。また、各傾斜部６２Ｂの後端には、周方向の第２スリット６１ａがそれぞれ連設されている。
【００２２】
さらに、インナーハウジング８の外周には、連結スリーブ６３が設けられている。この連結スリーブ６３は、スリット６１を貫通した各連結ピン４３が挿入する一対の透孔６４，６４を有する一方、外周面に、一対の軸方向の突条６５，６５を形成して、インナーハウジング８へ回転可能に外装されている。また、透孔６４，６４は、スリット６１から傾斜部６２Ａ，６２Ｂへの連結ピン４３の前後方向の移動を許容するために前後に伸びる長円となっている。
【００２３】
この連結スリーブ６３の外側に、操作スリーブ６６が外装されている。この操作スリーブ６６は、連結スリーブ６３に形成した突条６５，６５が嵌合する図示しない溝を内面に備えて本体ハウジング２と前ハウジング１２との間で回転可能に設けられて、操作スリーブ６６の回転によって連結スリーブ６３を一体に回転可能としている。６７は、操作スリーブ６６の後端内側でインナーハウジング８へ点対称に設けられる規制ピンで、この規制ピン６７は、前進位置のハンマー２５のすぐ後方でインナーハウジング８の内面から軸心に向けて出没可能に設けられている。インナーハウジング８の外側で規制ピン６７には、規制ピン６７の外端に設けたサークリップ６８との間でコイルバネ６９が外装されて、常態では規制ピン６７を、その内端がインナーハウジング８の内面から突出しない外側位置に付勢している。この規制ピン６７との干渉を回避するために、連結スリーブ６３の中間部位には逃げ部７０が形成されている。
【００２４】
従って、操作スリーブ６６を回転させると、連結スリーブ６３も一体に回転し、透孔６４に挿入する連結ピン４３を介して受けリング４１が回転し、これと噛み合うチェンジリング３７が回転することになる。
また、操作スリーブ６６の後端内周には、図６にも示すように、周方向の両側が傾斜面となる一対の山形突起７１，７１が点対称に突設されている。この山形突起７１は、チェンジリング３７を第１の回転位置に回転させる操作スリーブ６６の回転位置で規制ピン６７，６７と同じ位相となるもので、この状態で規制ピン６７，６７をコイルバネ６９の付勢に抗して内端がインナーハウジング８内へ突出する内側位置へ押圧する。
【００２５】
一方、前ハウジング１２内には、アンビル１１の震動機構８０が設けられている。この震動機構８０は、図２及び図７，８に示すように、アンビル１１が圧入されて一体に回転する固定リング８１と、その固定リング８１の後方でアンビル１１へ別体回転可能に外装される可動リング８２と、その可動リング８２に対して後方から係脱可能な切替リング８３と、その切替リング８３を可動リング８２との係止位置へ付勢するコイルバネ８４と、切替リング８３を操作スリーブ６６の回転操作に連係させる一対の連係金具８５とを含んでなる。
固定リング８１と可動リング８２との互いの対向面には、半径方向が稜線となる複数の山形歯からなる噛み合い面８６，８７が形成されている。可動リング８２の後方でインナーハウジング８の前面には、可動リング８２の後面に当接する複数のボール８８，８８・・を転動可能に支持するリング状の受け金具８９が設けられて、可動リング８２をボール８８，８８・・によって回転可能に支持している。
【００２６】
また、可動リング８２の外周には、周方向に複数の外突起９０，９０・・が突設されて、可動リング８２より大径となる切替リング８３の内周には、可動リング８２の外突起９０が周方向で係合可能な複数の内突起９１，９１・・が突設されて、切替リング８３が可動リング８２の外側に外装される状態で、可動リング８２の回転を規制可能となっている。さらに、切替リング８３は、インナーハウジング８の前面に突設された筒状の保持壁８ａ内で、切替リング８３の外周に突設した複数の規制突起９２，９２・・を、保持壁８ａの内面で前後方向に凹設された案内溝９３に嵌合させることで、回転が規制された状態で前後移動可能に保持されている。
【００２７】
連係金具８５は、切替リング８３の外周で点対称に突設した一対の小突起９４，９４を前端に貫通させた板状体で、インナーハウジング８の外面に凹設したガイド溝９５に嵌合して前後方向へ移動可能に設けられている。連係金具８５の後部には、後端が外側へ折り返される係止片９６が形成されている。
この係止片９６は、受けリング４１の連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ａ，６２Ｂ間で移動する操作スリーブ６６の左回転位置と中間回転位置との間では、操作スリーブ６６の前端内周へ周方向に突設した突条９７と係止して連係金具８５をコイルバネ８４の付勢に抗して後退させるものである。これにより切替リング８３は、可動リング８２から離間して可動リング８２の回転をフリーにする。
【００２８】
一方、係止片９６は、受けリング４１の連結ピン４３，４３が第２スリット６１ａの端部に移動する操作スリーブ６６の右回転位置では、突条９７から外れて連係金具８５及び切替リング８３をコイルバネ８４の付勢によって前進させる。これにより、切替リング８３が可動リング８２の外周に係合し、可動リング８２の回転を規制することになる。なお、突条９７の端部には、係止片９６の相対的な乗り降りをガイドする傾斜面９８が形成されている。
【００２９】
以上の如く構成されたインパクトドライバ１においては、操作スリーブ６６を左回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３がスリット６１の左端に達する位置に回転すると共に、チェンジリング３７は第２の回転位置に回転してクリック片５９に一方の凹部３７ａを係止させる。ここからさらに操作スリーブ６６を左回転位置まで回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ａに進入することでチェンジリング３７から後方へ離間する。
【００３０】
この状態では、前述のようにストッパピン４８は戻しプレート５５を介したコイルバネ５７の付勢によってＬ字溝４４の摺動溝４６内を後退しているため、ストッパピン４８はハンマー２５の係止凹部５３に係止しないインパクトモードとなる。
よって、ハンドル１３に設けたトリガー１４を操作してモータ４を駆動させると、出力軸５の回転が遊星歯車減速機構７を介してスピンドル９に伝わり、スピンドル９を回転させる。スピンドル９は、ボール３１を介してハンマー２５を回転させ、ハンマー２５が係合するアンビル１１を回転させるため、アンビル１１の先端に装着したビットによってネジ締め等が可能となる。
【００３１】
ネジ締めが進んでアンビル１１のトルクが高まると、ハンマー２５の回転とスピンドル９の回転とにずれが生じるため、ハンマー２５は、ボール３１がＶ字溝３０に沿って転動することで、スピンドル９に対して相対的に回転しながらコイルバネ２８の付勢に抗して後退する。
そして、ハンマー２５の爪２６がアーム２７から外れると、ハンマー２５はコイルバネ２８の付勢により、ボール３１がＶ字溝３０の先端に向けて転動することで回転しながら前進する。よって、ハンマー２５の爪２６が再びアーム２７に係合して回転打撃力（インパクト）を発生させる。このアンビル１１への係脱を繰り返すことで増し締めが行われる。
【００３２】
一方、操作スリーブ６６を右回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ａから再びスリット６１内に復帰することで前進してチェンジリング３７と噛み合い、連結ピン４３，４３がスリット６１の右端に達する回転位置に回転すると共に、チェンジリング３７はクリック片５９が他方の凹部３７ａに係止する第１の回転位置に回転する。さらに操作スリーブ６６を中間回転位置まで右回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ｂに進入することでチェンジリング３７から後方へ離間する。
この状態では、図５に示すように、ストッパピン４８はチェンジリング３７の押圧溝３８によってボール４７を介して押圧され、コイルバネ５７の付勢に抗してＬ字溝４４の摺動溝４６内を前進するため、ストッパピン４８がハンマー２５の係止凹部５３に係止するドリルモードとなる。
【００３３】
このインパクトモードからドリルモードへの切り替えの際、ハンマー２５の爪２６がアーム２７に係合せずにその後面へ乗り上がっている場合がある。この場合、ハンマー２５が前進位置に達していないので、ハンマー２５の側面が規制ピン６７の突出側に位置することになる。従って、操作スリーブ６６を回転させると、突出が規制される規制ピン６７が山形突起７１に乗り上がらず、山形突起７１と干渉して操作スリーブ６６の回転が規制される。これにより、ハンマー２５がアンビル１１と連結されないままドリルモードとして使用されるおそれがなくなる。なお、この規制は、インパクトモードで一旦スピンドル９及びハンマー２５を回転させれば、ハンマー２５の爪２６が再びアーム２５に係合する前進位置へ復帰するため、操作スリーブ６６の回転操作が可能となる。
【００３４】
よって、トリガー１４を操作してモータ４を駆動させると、スピンドル９の回転に伴ってハンマー２５が回転し、ハンマー２５とアンビル１１とが一体に回転する。
そして、アンビル１１のトルクが高まっても、ハンマー２５はストッパピン４８に係止して後退と共にスピンドル９との相対回転が規制されるため、ハンマー２５はアンビル１１に対して係脱動作を行わない。よって、インパクトは発生せず、アンビル１１はスピンドル９と一体回転することになる。
なお、このドリルモードとインパクトモードでは、前述のように切替リング８３は後退して可動リング８２と係合していない。従って、アンビル１１と共に固定リング８１が回転しても、可動リング８２は固定リング８１と共に回転するため、アンビル１１に震動は発生しない。
【００３５】
そして、ドリルモードから操作スリーブ６６をさらに右回転位置まで回転させると、受けリング４１は、チェンジリング３７から離間したまま連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ｂから第２スリット６１ａに進入する位置に回転する。チェンジリング３７は第１の回転位置のままである。
この状態では、前述のように切替リング８３は前進して可動リング８２と係合し、可動リング８２を回転規制する震動ドリルモードとなる。アンビル１１のアーム２７と、インナーハウジング８の内部前面に設けたワッシャー９９との間には、隙間が設定されてアンビル１１が前後へ微動可能となっているため、アンビル１１が回転すると、アンビル１１と一体回転する固定リング８１と回転規制される可動リング８２との噛み合い面８６，８７同士の干渉により、アンビル１１に震動が発生することになる。
【００３６】
このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、スピンドル９の外面に前後方向の摺動溝４６を凹設して、摺動溝４６内にストッパピン４８を、ハンマー２５に設けた係止凹部５３に係止する前進位置と、係止凹部５３から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、スピンドル９に、インナーハウジング８の外部から回転操作可能なチェンジリング３７を外装して、インナーハウジング８内に、チェンジリング３７の第１の回転位置でストッパピン４８を前進位置に摺動させ、第２の回転位置でストッパピン４８を後退位置に摺動させる変換機構を設けて、チェンジリング３７の第１の回転位置への回転操作に伴うストッパピン４８の前進位置への摺動により、ストッパピン４８をスピンドル９とハンマー２５とに跨って係止させてハンマー２５をスピンドル９と一体回転させるドリルモードを選択可能としたことで、本来のインパクトモードに加えて、インパクトが発生しないドリルモードでも使用できる。よって、工具の使い分けが不要となって作業性が良好となる。而も、チェンジリング３７の回転をスピンドル９の外面に設けたストッパピン４８の摺動に変換してハンマー２５に係脱させるので、少ない部品点数且つ省スペースでモード切替が可能となり、低コスト且つコンパクトな構造となる。
【００３７】
特にここでは、変換機構を、摺動溝４６の後端からスピンドル９の外面周方向に連設される案内溝４５と、その案内溝４５に対向してチェンジリング３７の内面周方向に形成される押圧溝３８と、案内溝４５と押圧溝３８とに跨って収容されるボール４７と、を含むものとして、チェンジリング３７の第１の回転位置では、押圧溝３８が案内溝４５から周方向にずれることでボール４７を押圧して摺動溝４６に進入させて、ストッパピン４８を前進位置に摺動させようにしているので、ボール４７の移動量がそのままストッパピン４８の移動量となり、チェンジリング３７の回転を効率良くストッパピン４８の摺動に変換することができる。
【００３８】
また、変換機構に、スピンドル９の軸心に形成されて摺動溝４６と連通する軸孔５４内で前後移動可能に設けられ、ストッパピン４８の前方で摺動溝４６内に突出する突出部５６を備えた戻しプレート５５と、その戻しプレート５５を後方へ押圧して突出部５６を介してストッパピン４８を後退位置に付勢するコイルバネ５７と、を設けたことで、チェンジリング３７の第２の回転位置でストッパピン４８をハンマー２５から確実に離間させることができ、モード切替の信頼性が高まる。
【００３９】
なお、スピンドルの外面に設けるボールの数は適宜増減可能で、Ｌ字溝と係止凹部の数も一対ずつに限らず、３つ以上設けることは可能である。また、ストッパピンの摺動溝やボールの案内溝を、凹設でなくスピンドルの外面に突設した一対の突条によって形成したりしてもよい。
一方、チェンジリングの回転操作に係る構造も、例えば受けリングをなくしてチェンジリングの外周に連結ピンを突設して連結スリーブのスリットに挿通させたり、連結スリーブをなくして操作スリーブをチェンジリングの外側に位置させて、受けリング又はチェンジリングに設けた連結ピンを直接結合させたり等して差し支えない。また、連結ピンと透孔との関係を逆にしてもよい。
【００４０】
その他、例えばハウジングについては、インナーハウジングがないものや、インナーハウジングや前ハウジングもなく本体ハウジングにハンマーケースが結合されるもの等、遊星歯車減速機構については、三段以上の速度切替が可能なものや、速度切替機構がないもの、震動機構がないもの等、それぞれ形態は適宜変更可能である。勿論インパクトドライバ以外に、アングルインパクトドライバやインパクトレンチ等の他の打撃工具であっても本発明は採用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・インパクトドライバ、２・・本体ハウジング、４・・モータ、５・・出力軸、７・・遊星歯車減速機構、８・・インナーハウジング、８ａ・・保護壁、９・・スピンドル、１０・・打撃機構、１１・・アンビル、１４・・トリガー、２５・・ハンマー、２６・・爪、２７・・アーム、２８，５７・・コイルバネ、３１・・ボール、３７・・チェンジリング、３７ａ・・凹部、３８・・押圧溝、４０，４２・・歯、４１・・受けリング、４３・・連結ピン、４４・・Ｌ字溝、４５・・案内溝、４６・・摺動溝、４７・・ボール、４８・・ストッパピン、４９・・保持リング、５２・・係止ピン、５３・・係止凹部、５５・・戻しプレート、５６・・突出部、６１・・スリット、６１ａ・・第２スリット、６２Ａ，６２Ｂ・・傾斜部、６３・・連結スリーブ、６４・・透孔、６６・・操作スリーブ、６７・・規制ピン、７１・・山形突起、７５・・チャック機構、８０・・震動機構、８１・・固定リング、８２・・可動リング、８３・・切替リング、８６，８７・・噛み合い面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングの前方へ突出させたアンビルに回転打撃力を発生させるインパクトドライバ等の打撃工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
インパクトドライバ等の打撃工具は、ハウジング内でモータによって回転するスピンドルと、そのスピンドルに外装されて両者に設けた溝に跨って嵌合するボールを介して連結され、前面に爪を突設したハンマーと、ハウジングに同軸で軸支され、ビットが装着される前端をハウジングの前方へ突出させ、後端にアームを放射状に形成したアンビルと、ハンマーを爪とアームとが回転方向で係合する前進位置に付勢するコイルバネとを備えている。すなわち、アンビルのトルクが高まった際には、溝内を転動するボールの案内でハンマーが後退してアームから離れ、再びコイルバネの付勢によって回転しながら前進してアームに係合する動作を繰り返すことで、アンビルに回転打撃力（インパクト）を間欠的に発生させるものである。
【０００３】
このような打撃工具は、例えば下穴にネジ止めを行うような場合に、まず電動ドリルで下穴を穿設した後、インパクトドライバ等の打撃工具でネジ止めを行うというように作業に応じて使い分けられている。従って、工具の準備や交換が必要となって作業性が低下してしまう。インパクトドライバにドリルビットを装着すれば穿孔は可能であるが、タイル等の比較的脆い被加工材であると、インパクトの発生によって破損するおそれがある。
そこで、特許文献１に示すように、ハンマーの後方に、軸方向へのスライドによってハンマーの後端に係脱する切替リングを設けて、ハウジングに設けた回転スライダを外部から操作して切替リングを前後にスライドさせることで、ハンマーをアンビルに係脱させるインパクトモードと、ハンマーを常にスピンドルと一体回転させるドリルモードとを切替可能とした打撃工具が発明されている。この打撃工具によれば工具の使い分けが不要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７００３０３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されるモード切替機構は、ハンマーの後方に切替リングをスライド可能に配置するため、切替リングを保持する支持部材を新たに設けたりする必要が生じ、部品点数が増えてコストアップに繋がる。また、スピンドルとその後段の減速機構との外側で回転スライダと切替リングとを連結させるため、ハウジングが大径化してコンパクト化の障害にもなる。
【０００６】
そこで、本発明は、低コスト且つコンパクトとなる構造でドリルモードを得ることができる打撃工具を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スピンドルの外面に前後方向の摺動溝を形成して、摺動溝内にピン部材を、ハンマーに設けた係止凹部に係止する前進位置と、係止凹部から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、スピンドルに、ハウジングの外部から回転操作可能な切替部材を外装して、ハウジング内に、切替部材の第１の回転位置でピン部材を前進位置に摺動させ、第２の回転位置でピン部材を後退位置に摺動させる変換機構を設けて、切替部材の第１の回転位置への回転操作に伴うピン部材の前進位置への摺動により、ピン部材をスピンドルとハンマーとに跨って係止させてハンマーをスピンドルと一体回転させるドリルモードを選択可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、変換機構は、摺動溝の後端からスピンドルの外面周方向に連設される案内溝と、その案内溝に対向して切替部材の内面周方向に形成される押圧溝と、案内溝と押圧溝とに跨って収容されるボールと、を含み、切替部材の第１の回転位置では、押圧溝が案内溝から周方向にずれることでボールを押圧して摺動溝に進入させて、ピン部材を前進位置に摺動させることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、変換機構に、スピンドルの軸心に形成されて摺動溝と連通する軸孔内で前後移動可能に設けられ、ピン部材の前方で摺動溝内に突出する突出部を備えた戻し部材と、その戻し部材を後方へ押圧して突出部を介してピン部材を後退位置に付勢する付勢手段と、を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、本来のインパクトモードに加えて、インパクトが発生しないドリルモードでも使用できる。よって、工具の使い分けが不要となって作業性が良好となる。而も、切替部材の回転をスピンドルの外面に設けたピン部材の摺動に変換してハンマーに係脱させるので、少ない部品点数且つ省スペースでモード切替が可能となり、低コスト且つコンパクトな構造となる。
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ボールの移動量がそのままピン部材の移動量となり、切替部材の回転を効率良くピン部材の摺動に変換することができる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、切替部材の第２の回転位置でピン部材をハンマーから確実に離間させることができ、モード切替の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インパクトドライバの一部縦断面図である（インパクトモード）。
【図２】内部機構の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図である（ドリルモード）。
【図６】規制ピン部分の横断面図である。
【図７】図５から４５°位相を変えた縦断面図である。
【図８】震動機構部分の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、打撃工具の一例であるインパクトドライバ１を示す。このインパクトドライバ１は、左右の半割ハウジング３，３を組み付けて形成され、モータ４を収容する本体ハウジング２を有し、その本体ハウジング２の前方（図１の右側）に、遊星歯車減速機構７を収容したギヤハウジング６を組み付けると共に、筒状のインナーハウジング８を、後部が本体ハウジング２内に挿入される格好で組み付けている。インナーハウジング８の内部には、スピンドル９、打撃機構１０、アンビル１１がそれぞれ収容されて、アンビル１１がインナーハウジング８及びその前端に固定される前ハウジング１２に軸支されて前方へ突出している。本体ハウジング２の下方には、モータ４を駆動させるトリガー１４を備えたハンドル１３が形成されている。
【００１１】
モータ４の出力軸５には、ピニオン１５が嵌着されてギヤハウジング６内の軸心に突出している。遊星歯車減速機構７は、一段目の遊星歯車１７を保持する第１キャリア１６と、二段目の遊星歯車１９を保持する第２キャリア１８とを備え、ピニオン１５に一段目の遊星歯車１７を噛合させている。また、第２キャリア１８は、スピンドル９の後端へ一体に形成されてインナーハウジング８内でボールベアリング２０に軸支されている。また、二段目の遊星歯車１９が遊星運動するインターナルギヤ２１は、第２キャリア１８と遊星歯車１９との双方に噛合する前進位置と、遊星歯車１９のみに噛合する後退位置との間でスライド可能に設けられている。
【００１２】
ギヤハウジング６及びインナーハウジング８の内周面には、インターナルギヤ２１の外周と係合するスライドスリーブ２２が前後移動可能に収容されている。このスライドスリーブ２２の外周には、ギヤハウジング６及びインナーハウジング８の外部に突出する突起２３が設けられて、この突起２３が、本体ハウジング２に前後へスライド可能に設けたスライドスイッチ２４に保持されている。
よって、スライドスイッチ２４の前後へのスライド操作により、スライドスリーブ２２を介してインターナルギヤ２１の位置を前後へ切替可能となり、スピンドル９の回転速度を二段階に選択できる。
【００１３】
一方、打撃機構１０は、図２にも示すように、スピンドル９の前端に外装され、アンビル１１の後端に設けられた一対のアーム２７，２７に係合する一対の爪２６，２６を前面に突設したハンマー２５と、そのハンマー２５を爪２６がアーム２７に係合する前進位置へ付勢するコイルバネ２８とを備えている。ハンマー２５は、その内周面に前端から後方へ向けて凹設されて後端が先細りとなる山形溝２９，２９と、スピンドル９の外周面で先端を前方に向けて凹設されたＶ字溝３０，３０とに跨って嵌合するボール３１，３１を介してスピンドル９と連結されている。
【００１４】
アンビル１１は、後面軸心に形成した軸受孔３２に、スピンドル９の前端に突設した小径部３３を嵌合させて、スピンドル９の前端を同軸で軸支している。軸受孔３２には、コイルバネ３４によって小径部３３の端面に押圧されてスラスト方向の荷重を受けるボール３５が収容されている。
さらに、前ハウジング１２から突出するアンビル１１の前端には、ビットの装着孔３６が形成されると共に、装着孔３６に挿入されたビットを抜け止め装着するために、アンビル１１に設けたボール７７，７７を後退位置で装着孔３６内へ押圧するスリーブ７６と、スリーブ７６を後退位置へ付勢するコイルバネ７８とからなるチャック機構７５が設けられている。
【００１５】
そして、インナーハウジング８内において、スピンドル９には、切替部材としてのチェンジリング３７が、第２キャリア１８の前方で回転可能に外装されている。このチェンジリング３７は、前面内周側に周方向の押圧溝３８，３８を点対称に凹設した円盤状で、外周に設けたフランジ３９の後面には、放射方向に稜線を有する複数の歯４０，４０・・が、周方向へ等間隔で全周に亘って形成されている。
また、チェンジリング３７の外側でインナーハウジング８内には、前方を開口した皿状の受けリング４１が回転可能に収容されて、前面に、放射方向に稜線を有する複数の歯４２，４２・・が、周方向へ等間隔で全周に亘って形成されている。この前面にチェンジリング３７のフランジ３９の後面が噛み合うことで、チェンジリング３７と受けリング４１とが一体回転するようになっている。受けリング４１の外周で点対称位置には、半径方向へ突出する一対の連結ピン４３，４３が突設されている。
【００１６】
一方、スピンドル９の外周面には、チェンジリング３７の押圧溝３８に対応した周方向の案内溝４５と、その案内溝４５の端部と連通して前方へ伸びる軸方向の摺動溝４６とからなるＬ字溝４４が、点対称位置で一対形成されて、押圧溝３８と案内溝４５とに跨って、３つのボール４７，４７・・が転動可能に嵌合している。また、摺動溝４６には、ピン部材となるストッパピン４８が前後移動可能に収容されている。
【００１７】
４９は、チェンジリング３７の前方でスピンドル９に外装された保持リングで、点対称位置に一対の膨出部５０，５０が形成されると共に、膨出部５０と９０°位相が異なる点対称位置に一対の保持片５１，５１が前方へ向けて切り起こし形成されている。この保持リング４９は、案内溝４５の前方でスピンドル９へ直交状に貫通された一対の係止ピン５２，５２の両端に膨出部５０，５０を係止させると共に、コイルバネ２８の後端を外周に当接させることで、係止ピン５２に係止する位置で前後動及び回転を規制された状態で保持されている。この位置で、保持片５１，５１は摺動溝４６，４６と同じ位相にあってストッパピン４８，４８を外側から保持し、摺動溝４６からの脱落を防止している。
【００１８】
よって、受けリング４１と共にチェンジリング３７が、押圧溝３８が案内溝４５から略ずれるまで前方に対して右回転する第１の回転位置にある場合、押圧溝３８の端面が最後尾のボール４７を周方向へ押圧し、ボール４７を案内溝４５から摺動溝４６へ転動させる。これにより最前部のボール４７がストッパピン４８を押圧して摺動溝４６の前方へ押し上げることになる。この押し上げ位置では、ストッパピン４８の先端が、ハンマー２５の後端内周に形成された係止凹部５３，５３に係止して、ストッパピン４８を介してスピンドル９とハンマー２５とを回転方向で一体に連結することになる。なお、ハンマー２５は、コイルバネ２８の付勢によって、スピンドル９が回転しない状態では常にボール３１が山形溝２９とＶ字溝３０との尖端間で嵌合する位相となっており、この位相で摺動溝４６に対して係止凹部５３が前後方向で並ぶように形成されている。
【００１９】
また、スピンドル９の軸心には、図３にも示すように、摺動溝４６の前側部分と一対の連通孔５４ａ，５４ａを介して連通し、前方が閉塞された軸孔５４が形成されて、この軸孔５４内に戻し部材としての戻しプレート５５が設けられている。この戻しプレート５５は、軸孔５４内で前後移動可能且つ前方に設けた付勢手段としてのコイルバネ５７によって後方へ付勢されて、両端に設けた一対の突出部５６，５６を、連通孔５４ａ，５４ａを貫通して摺動溝４６内へ突出させて、ストッパピン４８，４８の前端に当接させている。
【００２０】
従って、受けリング４１と共にチェンジリング３７が、押圧溝３８が案内溝４５に一致する第２の回転位置にある場合、図４にも示すように、戻しプレート５５によってストッパピン４８，４８が後方へ押圧されることで、ボール４７もストッパピン４８に押圧されて摺動溝４６から案内溝４５内に収まることになる。この位置ではストッパピン４８，４８は係止凹部５３，５３から離間している。
５８は、第２キャリア１８とチェンジリング３７との間に配置されるクリック板で、第２キャリア１８の前面に突出する遊星歯車１９の支軸６０の端部に内周が係合してスピンドル９と回転方向で一体に連結されている。このクリック板５８に切り起こし形成したクリック片５９が、第１、第２の回転位置に合わせてチェンジリング３７の後面に凹設した２箇所の凹部３７ａへそれぞれ弾性係止することで、チェンジリング３７の各回転位置での位置決めが行われるようになっている。
【００２１】
このチェンジリング３７の回転位置は、受けリング４１を介して本体ハウジング２の外部から操作可能となっている。
まず、受けリング４１の外周に設けた各連結ピン４３は、インナーハウジング８へ周方向に形成された一対のスリット６１を貫通している。このスリット６１の両端がそれぞれチェンジリング３７の第１、第２の回転位置に対応し、クリック片５９によるチェンジリング３７の位置決めがなされるようになっている。各スリット６１の両端には、後方側へ傾斜して連結ピン４３を後方へ案内する傾斜部６２Ａ，６２Ｂが形成されて、位置決めされたチェンジリング３７から受けリング４１を一旦後退させるようにしている。また、各傾斜部６２Ｂの後端には、周方向の第２スリット６１ａがそれぞれ連設されている。
【００２２】
さらに、インナーハウジング８の外周には、連結スリーブ６３が設けられている。この連結スリーブ６３は、スリット６１を貫通した各連結ピン４３が挿入する一対の透孔６４，６４を有する一方、外周面に、一対の軸方向の突条６５，６５を形成して、インナーハウジング８へ回転可能に外装されている。また、透孔６４，６４は、スリット６１から傾斜部６２Ａ，６２Ｂへの連結ピン４３の前後方向の移動を許容するために前後に伸びる長円となっている。
【００２３】
この連結スリーブ６３の外側に、操作スリーブ６６が外装されている。この操作スリーブ６６は、連結スリーブ６３に形成した突条６５，６５が嵌合する図示しない溝を内面に備えて本体ハウジング２と前ハウジング１２との間で回転可能に設けられて、操作スリーブ６６の回転によって連結スリーブ６３を一体に回転可能としている。６７は、操作スリーブ６６の後端内側でインナーハウジング８へ点対称に設けられる規制ピンで、この規制ピン６７は、前進位置のハンマー２５のすぐ後方でインナーハウジング８の内面から軸心に向けて出没可能に設けられている。インナーハウジング８の外側で規制ピン６７には、規制ピン６７の外端に設けたサークリップ６８との間でコイルバネ６９が外装されて、常態では規制ピン６７を、その内端がインナーハウジング８の内面から突出しない外側位置に付勢している。この規制ピン６７との干渉を回避するために、連結スリーブ６３の中間部位には逃げ部７０が形成されている。
【００２４】
従って、操作スリーブ６６を回転させると、連結スリーブ６３も一体に回転し、透孔６４に挿入する連結ピン４３を介して受けリング４１が回転し、これと噛み合うチェンジリング３７が回転することになる。
また、操作スリーブ６６の後端内周には、図６にも示すように、周方向の両側が傾斜面となる一対の山形突起７１，７１が点対称に突設されている。この山形突起７１は、チェンジリング３７を第１の回転位置に回転させる操作スリーブ６６の回転位置で規制ピン６７，６７と同じ位相となるもので、この状態で規制ピン６７，６７をコイルバネ６９の付勢に抗して内端がインナーハウジング８内へ突出する内側位置へ押圧する。
【００２５】
一方、前ハウジング１２内には、アンビル１１の震動機構８０が設けられている。この震動機構８０は、図２及び図７，８に示すように、アンビル１１が圧入されて一体に回転する固定リング８１と、その固定リング８１の後方でアンビル１１へ別体回転可能に外装される可動リング８２と、その可動リング８２に対して後方から係脱可能な切替リング８３と、その切替リング８３を可動リング８２との係止位置へ付勢するコイルバネ８４と、切替リング８３を操作スリーブ６６の回転操作に連係させる一対の連係金具８５とを含んでなる。
固定リング８１と可動リング８２との互いの対向面には、半径方向が稜線となる複数の山形歯からなる噛み合い面８６，８７が形成されている。可動リング８２の後方でインナーハウジング８の前面には、可動リング８２の後面に当接する複数のボール８８，８８・・を転動可能に支持するリング状の受け金具８９が設けられて、可動リング８２をボール８８，８８・・によって回転可能に支持している。
【００２６】
また、可動リング８２の外周には、周方向に複数の外突起９０，９０・・が突設されて、可動リング８２より大径となる切替リング８３の内周には、可動リング８２の外突起９０が周方向で係合可能な複数の内突起９１，９１・・が突設されて、切替リング８３が可動リング８２の外側に外装される状態で、可動リング８２の回転を規制可能となっている。さらに、切替リング８３は、インナーハウジング８の前面に突設された筒状の保持壁８ａ内で、切替リング８３の外周に突設した複数の規制突起９２，９２・・を、保持壁８ａの内面で前後方向に凹設された案内溝９３に嵌合させることで、回転が規制された状態で前後移動可能に保持されている。
【００２７】
連係金具８５は、切替リング８３の外周で点対称に突設した一対の小突起９４，９４を前端に貫通させた板状体で、インナーハウジング８の外面に凹設したガイド溝９５に嵌合して前後方向へ移動可能に設けられている。連係金具８５の後部には、後端が外側へ折り返される係止片９６が形成されている。
この係止片９６は、受けリング４１の連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ａ，６２Ｂ間で移動する操作スリーブ６６の左回転位置と中間回転位置との間では、操作スリーブ６６の前端内周へ周方向に突設した突条９７と係止して連係金具８５をコイルバネ８４の付勢に抗して後退させるものである。これにより切替リング８３は、可動リング８２から離間して可動リング８２の回転をフリーにする。
【００２８】
一方、係止片９６は、受けリング４１の連結ピン４３，４３が第２スリット６１ａの端部に移動する操作スリーブ６６の右回転位置では、突条９７から外れて連係金具８５及び切替リング８３をコイルバネ８４の付勢によって前進させる。これにより、切替リング８３が可動リング８２の外周に係合し、可動リング８２の回転を規制することになる。なお、突条９７の端部には、係止片９６の相対的な乗り降りをガイドする傾斜面９８が形成されている。
【００２９】
以上の如く構成されたインパクトドライバ１においては、操作スリーブ６６を左回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３がスリット６１の左端に達する位置に回転すると共に、チェンジリング３７は第２の回転位置に回転してクリック片５９に一方の凹部３７ａを係止させる。ここからさらに操作スリーブ６６を左回転位置まで回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ａに進入することでチェンジリング３７から後方へ離間する。
【００３０】
この状態では、前述のようにストッパピン４８は戻しプレート５５を介したコイルバネ５７の付勢によってＬ字溝４４の摺動溝４６内を後退しているため、ストッパピン４８はハンマー２５の係止凹部５３に係止しないインパクトモードとなる。
よって、ハンドル１３に設けたトリガー１４を操作してモータ４を駆動させると、出力軸５の回転が遊星歯車減速機構７を介してスピンドル９に伝わり、スピンドル９を回転させる。スピンドル９は、ボール３１を介してハンマー２５を回転させ、ハンマー２５が係合するアンビル１１を回転させるため、アンビル１１の先端に装着したビットによってネジ締め等が可能となる。
【００３１】
ネジ締めが進んでアンビル１１のトルクが高まると、ハンマー２５の回転とスピンドル９の回転とにずれが生じるため、ハンマー２５は、ボール３１がＶ字溝３０に沿って転動することで、スピンドル９に対して相対的に回転しながらコイルバネ２８の付勢に抗して後退する。
そして、ハンマー２５の爪２６がアーム２７から外れると、ハンマー２５はコイルバネ２８の付勢により、ボール３１がＶ字溝３０の先端に向けて転動することで回転しながら前進する。よって、ハンマー２５の爪２６が再びアーム２７に係合して回転打撃力（インパクト）を発生させる。このアンビル１１への係脱を繰り返すことで増し締めが行われる。
【００３２】
一方、操作スリーブ６６を右回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ａから再びスリット６１内に復帰することで前進してチェンジリング３７と噛み合い、連結ピン４３，４３がスリット６１の右端に達する回転位置に回転すると共に、チェンジリング３７はクリック片５９が他方の凹部３７ａに係止する第１の回転位置に回転する。さらに操作スリーブ６６を中間回転位置まで右回転させると、受けリング４１は、連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ｂに進入することでチェンジリング３７から後方へ離間する。
この状態では、図５に示すように、ストッパピン４８はチェンジリング３７の押圧溝３８によってボール４７を介して押圧され、コイルバネ５７の付勢に抗してＬ字溝４４の摺動溝４６内を前進するため、ストッパピン４８がハンマー２５の係止凹部５３に係止するドリルモードとなる。
【００３３】
このインパクトモードからドリルモードへの切り替えの際、ハンマー２５の爪２６がアーム２７に係合せずにその後面へ乗り上がっている場合がある。この場合、ハンマー２５が前進位置に達していないので、ハンマー２５の側面が規制ピン６７の突出側に位置することになる。従って、操作スリーブ６６を回転させると、突出が規制される規制ピン６７が山形突起７１に乗り上がらず、山形突起７１と干渉して操作スリーブ６６の回転が規制される。これにより、ハンマー２５がアンビル１１と連結されないままドリルモードとして使用されるおそれがなくなる。なお、この規制は、インパクトモードで一旦スピンドル９及びハンマー２５を回転させれば、ハンマー２５の爪２６が再びアーム２５に係合する前進位置へ復帰するため、操作スリーブ６６の回転操作が可能となる。
【００３４】
よって、トリガー１４を操作してモータ４を駆動させると、スピンドル９の回転に伴ってハンマー２５が回転し、ハンマー２５とアンビル１１とが一体に回転する。
そして、アンビル１１のトルクが高まっても、ハンマー２５はストッパピン４８に係止して後退と共にスピンドル９との相対回転が規制されるため、ハンマー２５はアンビル１１に対して係脱動作を行わない。よって、インパクトは発生せず、アンビル１１はスピンドル９と一体回転することになる。
なお、このドリルモードとインパクトモードでは、前述のように切替リング８３は後退して可動リング８２と係合していない。従って、アンビル１１と共に固定リング８１が回転しても、可動リング８２は固定リング８１と共に回転するため、アンビル１１に震動は発生しない。
【００３５】
そして、ドリルモードから操作スリーブ６６をさらに右回転位置まで回転させると、受けリング４１は、チェンジリング３７から離間したまま連結ピン４３，４３が傾斜部６２Ｂから第２スリット６１ａに進入する位置に回転する。チェンジリング３７は第１の回転位置のままである。
この状態では、前述のように切替リング８３は前進して可動リング８２と係合し、可動リング８２を回転規制する震動ドリルモードとなる。アンビル１１のアーム２７と、インナーハウジング８の内部前面に設けたワッシャー９９との間には、隙間が設定されてアンビル１１が前後へ微動可能となっているため、アンビル１１が回転すると、アンビル１１と一体回転する固定リング８１と回転規制される可動リング８２との噛み合い面８６，８７同士の干渉により、アンビル１１に震動が発生することになる。
【００３６】
このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、スピンドル９の外面に前後方向の摺動溝４６を凹設して、摺動溝４６内にストッパピン４８を、ハンマー２５に設けた係止凹部５３に係止する前進位置と、係止凹部５３から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、スピンドル９に、インナーハウジング８の外部から回転操作可能なチェンジリング３７を外装して、インナーハウジング８内に、チェンジリング３７の第１の回転位置でストッパピン４８を前進位置に摺動させ、第２の回転位置でストッパピン４８を後退位置に摺動させる変換機構を設けて、チェンジリング３７の第１の回転位置への回転操作に伴うストッパピン４８の前進位置への摺動により、ストッパピン４８をスピンドル９とハンマー２５とに跨って係止させてハンマー２５をスピンドル９と一体回転させるドリルモードを選択可能としたことで、本来のインパクトモードに加えて、インパクトが発生しないドリルモードでも使用できる。よって、工具の使い分けが不要となって作業性が良好となる。而も、チェンジリング３７の回転をスピンドル９の外面に設けたストッパピン４８の摺動に変換してハンマー２５に係脱させるので、少ない部品点数且つ省スペースでモード切替が可能となり、低コスト且つコンパクトな構造となる。
【００３７】
特にここでは、変換機構を、摺動溝４６の後端からスピンドル９の外面周方向に連設される案内溝４５と、その案内溝４５に対向してチェンジリング３７の内面周方向に形成される押圧溝３８と、案内溝４５と押圧溝３８とに跨って収容されるボール４７と、を含むものとして、チェンジリング３７の第１の回転位置では、押圧溝３８が案内溝４５から周方向にずれることでボール４７を押圧して摺動溝４６に進入させて、ストッパピン４８を前進位置に摺動させようにしているので、ボール４７の移動量がそのままストッパピン４８の移動量となり、チェンジリング３７の回転を効率良くストッパピン４８の摺動に変換することができる。
【００３８】
また、変換機構に、スピンドル９の軸心に形成されて摺動溝４６と連通する軸孔５４内で前後移動可能に設けられ、ストッパピン４８の前方で摺動溝４６内に突出する突出部５６を備えた戻しプレート５５と、その戻しプレート５５を後方へ押圧して突出部５６を介してストッパピン４８を後退位置に付勢するコイルバネ５７と、を設けたことで、チェンジリング３７の第２の回転位置でストッパピン４８をハンマー２５から確実に離間させることができ、モード切替の信頼性が高まる。
【００３９】
なお、スピンドルの外面に設けるボールの数は適宜増減可能で、Ｌ字溝と係止凹部の数も一対ずつに限らず、３つ以上設けることは可能である。また、ストッパピンの摺動溝やボールの案内溝を、凹設でなくスピンドルの外面に突設した一対の突条によって形成したりしてもよい。
一方、チェンジリングの回転操作に係る構造も、例えば受けリングをなくしてチェンジリングの外周に連結ピンを突設して連結スリーブのスリットに挿通させたり、連結スリーブをなくして操作スリーブをチェンジリングの外側に位置させて、受けリング又はチェンジリングに設けた連結ピンを直接結合させたり等して差し支えない。また、連結ピンと透孔との関係を逆にしてもよい。
【００４０】
その他、例えばハウジングについては、インナーハウジングがないものや、インナーハウジングや前ハウジングもなく本体ハウジングにハンマーケースが結合されるもの等、遊星歯車減速機構については、三段以上の速度切替が可能なものや、速度切替機構がないもの、震動機構がないもの等、それぞれ形態は適宜変更可能である。勿論インパクトドライバ以外に、アングルインパクトドライバやインパクトレンチ等の他の打撃工具であっても本発明は採用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・インパクトドライバ、２・・本体ハウジング、４・・モータ、５・・出力軸、７・・遊星歯車減速機構、８・・インナーハウジング、８ａ・・保護壁、９・・スピンドル、１０・・打撃機構、１１・・アンビル、１４・・トリガー、２５・・ハンマー、２６・・爪、２７・・アーム、２８，５７・・コイルバネ、３１・・ボール、３７・・チェンジリング、３７ａ・・凹部、３８・・押圧溝、４０，４２・・歯、４１・・受けリング、４３・・連結ピン、４４・・Ｌ字溝、４５・・案内溝、４６・・摺動溝、４７・・ボール、４８・・ストッパピン、４９・・保持リング、５２・・係止ピン、５３・・係止凹部、５５・・戻しプレート、５６・・突出部、６１・・スリット、６１ａ・・第２スリット、６２Ａ，６２Ｂ・・傾斜部、６３・・連結スリーブ、６４・・透孔、６６・・操作スリーブ、６７・・規制ピン、７１・・山形突起、７５・・チャック機構、８０・・震動機構、８１・・固定リング、８２・・可動リング、８３・・切替リング、８６，８７・・噛み合い面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内でモータによって回転するスピンドルと、そのスピンドルの前方で前記ハウジングに同軸で軸支され、ビットが装着される前端を前記ハウジングの前方へ突出させ、後端にアームを放射状に突設したアンビルと、そのアームに係合する爪を前面に突設して前記スピンドルに外装され、前記アンビルのトルクに応じて前後移動して前記アームと係脱し、前記スピンドルの回転を回転打撃力として前記アンビルに伝達するハンマーと、を備えた打撃工具であって、
前記スピンドルの外面に前後方向の摺動溝を形成して、前記摺動溝内にピン部材を、前記ハンマーに設けた係止凹部に係止する前進位置と、前記係止凹部から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、
前記スピンドルに、前記ハウジングの外部から回転操作可能な切替部材を外装して、前記ハウジング内に、前記切替部材の第１の回転位置で前記ピン部材を前記前進位置に摺動させ、第２の回転位置で前記ピン部材を前記後退位置に摺動させる変換機構を設けて、
前記切替部材の前記第１の回転位置への回転操作に伴う前記ピン部材の前記前進位置への摺動により、前記ピン部材を前記スピンドルとハンマーとに跨って係止させて前記ハンマーを前記スピンドルと一体回転させるドリルモードを選択可能とした
ことを特徴とする打撃工具。
【請求項２】
前記変換機構は、前記摺動溝の後端から前記スピンドルの外面周方向に連設される案内溝と、その案内溝に対向して前記切替部材の内面周方向に形成される押圧溝と、前記案内溝と押圧溝とに跨って収容されるボールと、を含み、前記切替部材の第１の回転位置では、前記押圧溝が前記案内溝から周方向にずれることで前記ボールを押圧して前記摺動溝に進入させて、前記ピン部材を前記前進位置に摺動させることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
【請求項３】
前記変換機構に、前記スピンドルの軸心に形成されて前記摺動溝と連通する軸孔内で前後移動可能に設けられ、前記ピン部材の前方で前記摺動溝内に突出する突出部を備えた戻し部材と、その戻し部材を後方へ押圧して前記突出部を介して前記ピン部材を後退位置に付勢する付勢手段と、を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の打撃工具。
【請求項１】
ハウジング内でモータによって回転するスピンドルと、そのスピンドルの前方で前記ハウジングに同軸で軸支され、ビットが装着される前端を前記ハウジングの前方へ突出させ、後端にアームを放射状に突設したアンビルと、そのアームに係合する爪を前面に突設して前記スピンドルに外装され、前記アンビルのトルクに応じて前後移動して前記アームと係脱し、前記スピンドルの回転を回転打撃力として前記アンビルに伝達するハンマーと、を備えた打撃工具であって、
前記スピンドルの外面に前後方向の摺動溝を形成して、前記摺動溝内にピン部材を、前記ハンマーに設けた係止凹部に係止する前進位置と、前記係止凹部から離間する後退位置との間で前後方向へ摺動可能に嵌合し、
前記スピンドルに、前記ハウジングの外部から回転操作可能な切替部材を外装して、前記ハウジング内に、前記切替部材の第１の回転位置で前記ピン部材を前記前進位置に摺動させ、第２の回転位置で前記ピン部材を前記後退位置に摺動させる変換機構を設けて、
前記切替部材の前記第１の回転位置への回転操作に伴う前記ピン部材の前記前進位置への摺動により、前記ピン部材を前記スピンドルとハンマーとに跨って係止させて前記ハンマーを前記スピンドルと一体回転させるドリルモードを選択可能とした
ことを特徴とする打撃工具。
【請求項２】
前記変換機構は、前記摺動溝の後端から前記スピンドルの外面周方向に連設される案内溝と、その案内溝に対向して前記切替部材の内面周方向に形成される押圧溝と、前記案内溝と押圧溝とに跨って収容されるボールと、を含み、前記切替部材の第１の回転位置では、前記押圧溝が前記案内溝から周方向にずれることで前記ボールを押圧して前記摺動溝に進入させて、前記ピン部材を前記前進位置に摺動させることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
【請求項３】
前記変換機構に、前記スピンドルの軸心に形成されて前記摺動溝と連通する軸孔内で前後移動可能に設けられ、前記ピン部材の前方で前記摺動溝内に突出する突出部を備えた戻し部材と、その戻し部材を後方へ押圧して前記突出部を介して前記ピン部材を後退位置に付勢する付勢手段と、を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の打撃工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６１０１（Ｐ２０１２−６１０１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２９９６（Ｐ２０１０−１４２９９６）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
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