震動機構付き電動工具
【課題】震動切替部材を含む震動機構全体を省スペースで構成し、工具全体のコンパクト化を図る。
【解決手段】震動機構付きのインパクトドライバにおいて、震動切替部材を、前進位置で第２カム９３に外嵌し、内周に設けた内突起９９を第２カム９３の外周に設けた突起９６に係止させて第２カム９３を回転規制する震動切替リング９７として、震動切替リング９７を前進位置へ付勢するコイルバネを設ける一方、モード切替リング６４と震動切替リング９７との間に、震動切替リング９７の前面に外周側から係止して後端の係合突起１０５をモード切替リング６４に係合させ、モード切替リング６４の操作により、震動切替リング９７の前進位置への移動を許容する第１の位置と、震動切替リング９７を後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレート１０１を設けた。
【解決手段】震動機構付きのインパクトドライバにおいて、震動切替部材を、前進位置で第２カム９３に外嵌し、内周に設けた内突起９９を第２カム９３の外周に設けた突起９６に係止させて第２カム９３を回転規制する震動切替リング９７として、震動切替リング９７を前進位置へ付勢するコイルバネを設ける一方、モード切替リング６４と震動切替リング９７との間に、震動切替リング９７の前面に外周側から係止して後端の係合突起１０５をモード切替リング６４に係合させ、モード切替リング６４の操作により、震動切替リング９７の前進位置への移動を許容する第１の位置と、震動切替リング９７を後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレート１０１を設けた。
【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最終出力軸に軸方向の震動を付与する震動機構を備えたインパクトドライバ等の電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
震動機構付き電動工具は、モータを収容したハウジングの前方に突出されてモータから回転伝達されるスピンドルやアンビル等の最終出力軸を備えると共に、ハウジングに、最終出力軸に軸方向の震動を付与する震動機構を備えている。例えば特許文献１には、震動機構付き電動工具として、最終出力軸であるアンビルへ一体に固着される第１カムと、その後方で互いに係合し、アンビルへ回転可能に外装される第２カムと、第２カムの外周に形成された係止歯に噛合可能な係止歯を前端に有する震動切替レバー（震動切替部材）とを含む震動機構を備えたインパクトドライバが開示されている。このインパクトドライバでは、震動切替レバーに設けた連結突起を切替ケースに設けた震動切替溝内に遊挿させて、切替ボタンによる切替ケースの回転により、震動切替レバーを、第２カムに噛合する前進位置と、第２カムから離間する後退位置とに前後移動させることで、震動の有無が切替可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４６８７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の震動機構付き電動工具においては、第２カムと震動切替部材とを軸方向へ直列に配置して、震動切替部材の前端に設けた係止歯を第２カムの外周の係止歯に噛合させているため、震動切替部材の軸方向の寸法が長くなって震動機構全体のスペースが大きくなり、ひいては工具全体のコンパクト化の障害になる。
【０００５】
そこで、本発明は、震動切替部材を含む震動機構全体を省スペースで構成でき、工具全体のコンパクト化が可能となる震動機構付き電動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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、震動切替部材を、前進位置で第２カムに外嵌し、内周に設けた係止部を第２カムの外周に設けた被係止部に係止させて第２カムを回転規制するリング体として、震動切替部材を前進位置へ付勢する付勢手段を設ける一方、切替操作部材と震動切替部材との間に、震動切替部材の前面に外周側から係止して後端を切替操作部材に係合させ、切替操作部材の操作により、震動切替部材の前進位置への移動を許容する第１の位置と、震動切替部材を後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレートを設け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の構成に加えて、ハウジング内に、最終出力軸を軸支して震動機構を保持するインナーハウジングを設けて、連係プレートを、インナーハウジングの外周に凹設した外溝内で前後移動可能に保持させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、震動切替部材を含む震動機構全体を省スペースで構成でき、工具全体のコンパクト化が可能となる。
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、連係プレートをインナーハウジングの外周から突出させずに配設でき、径方向でのコンパクト化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インパクトドライバの一部縦断面図である。
【図２】インパクトドライバの平面図である。
【図３】内部機構の分解斜視図である。
【図４】本体ハウジング以外のハウジング及び震動機構の分解斜視図である。
【図５】ユニット部分の左側面図である。
【図６】（Ａ）はＡ−Ａ線断面、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面、（Ｃ）はＣ−Ｃ線断面をそれぞれ示す。
【図７】（Ａ）は、インパクトモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図８】インパクトモードでのユニット部分の縦断面図である。
【図９】（Ａ）は、震動ドリルモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図１０】震動ドリルモードでのユニット部分の縦断面図である。
【図１１】（Ａ）は、ドリルモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図１２】ドリルモードでのユニット部分の縦断面図である。
【図１３】（Ａ）は、クラッチモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図１４】クラッチモードでのユニット部分の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，２に、電動工具の一例であるインパクトドライバ１を示し、図３，４にその内部機構の一部を示す。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る本体ハウジング２を有し、本体ハウジング２内に、後方（図１の右側を前方とする。）からモータ４、遊星歯車減速機構６、スピンドル７がそれぞれ収容されている。また、本体ハウジング２の前部には、スピンドル７と共に打撃機構９を収容した筒状のインナーハウジング８が組み付けられて、スピンドル７の前方同軸上に配置された最終出力軸としてのアンビル１０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。前ハウジング１２内には、震動機構９０が収容されて、本体ハウジング２を除いて遊星歯車減速機構６より前側の機構をユニット化している。１３は、前ハウジング１２の前端に嵌着されたゴム製リング状のバンパである。本体ハウジング２の下方には、ハンドル１４が下向きに延設され、ハンドル１４内には、トリガー１６を備えたスイッチ１５が収容されている。
【００１０】
［遊星歯車減速機構及び変速機構］
遊星歯車減速機構６は、本体ハウジング２内に組み付けられる筒状のギヤハウジング１７内に収容されている。ギヤハウジング１７の後部には、モータ４の出力軸５に嵌着したピニオン１８が軸支されてギヤハウジング１７内に突出している。遊星歯車減速機構６は、第１インターナルギヤ１９内で遊星運動する一段目の遊星歯車２１，２１・・を保持する第１キャリア２０と、第２インターナルギヤ２２内で遊星運動する二段目の遊星歯車２４，２４・・を保持する第２キャリア２３とを備え、ピニオン１８に一段目の遊星歯車２１，２１・・を噛合させている。また、第２キャリア２３は、スピンドル７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２５に軸支されている。
【００１１】
ここで、第１インターナルギヤ１９は、内周前側に、周方向へ所定間隔で複数の内歯２６，２６・・を備える一方、第２インターナルギヤ２２は、外周前側にリング状の係合溝２７を、外周後側に、周方向へ所定間隔で突設した複数の外歯２８，２８・・をそれぞれ備えている。また、第２インターナルギヤ２２は、第２キャリア２３の後方へ一体に連結したスパーギヤ２９と二段目の遊星歯車２４との双方に噛合する前進位置と、第１インターナルギヤ１９の内歯２６に外歯２８を係合させて二段目の遊星歯車２４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。
このスパーギヤ２９は、遊星歯車２４を支持する支持ピン３０に貫通されて第２キャリア２３と遊星歯車２４との間に位置する別体のギヤで、第２キャリア２３の外径は、歯先を含むスパーギヤ２９の外径よりも小径となっている。３６は、ギヤハウジング１７内でボールベアリング２５を保持する保持リングである。
【００１２】
第２インターナルギヤ２２の外側には、ギヤハウジング１７及びインナーハウジング８の内周面に沿って前後へスライド可能なスライドリング３１が設けられて、スライドリング３１の外側から半径方向に貫通する係合ピン３２が、第２インターナルギヤ２２の係合溝２７と係合している。スライドリング３１の上部外周には、ギヤハウジング１７の上部に突出する突起３３が設けられて、この突起３３が、図５及び図６（Ａ）にも示すように、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ボタン３４に、前後のコイルバネ３５，３５を介して保持されている。
よって、スライドボタン３４の前後へのスライド操作により、スライドリング３１を介して第２インターナルギヤ２２の位置を前後へ切替可能となる変速機構が形成される。すなわち、図１，２及び図８に示す第２インターナルギヤ２２の前進位置では、第２インターナルギヤ２２がスパーギヤ２９と一体回転することで遊星歯車２４の遊星運動をキャンセルした高速モード（２速）となり、図１２に示す第２インターナルギヤ２２の後退位置では、第２インターナルギヤ２２が固定されて遊星歯車２４を遊星運動させる低速モード（１速）となる。
【００１３】
［打撃機構］
打撃機構９は、アンビル１０の後端に設けた一対のアーム１１，１１にハンマーを係脱させる構造であるが、ここでのハンマーは、スピンドル７の前端に外装され、アーム１１，１１に係合する一対の爪４１，４１を前面に突設した筒状のメインハンマー４０と、そのメインハンマー４０の後方でスピンドル７に同軸で遊挿されて前方が開口する有底筒状で、周壁４３がメインハンマー４０に後方から外装されるサブハンマー４２とに分割されている。つまり、メインハンマー４０とサブハンマー４２の周壁４３とを合わせた径が従前のハンマーの外径と等しくなっている。
まず、メインハンマー４０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４４，４４と、スピンドル７の外周面で先端を前方に向けて凹設されたＶ字溝４５，４５とに跨って嵌合するボール４６，４６を介してスピンドル７と連結されている。
【００１４】
一方、メインハンマー４０とサブハンマー４２との間でスピンドル７には、コイルバネ４７が外装されて、メインハンマー４０を爪４１がアーム１１に係合する前進位置へ付勢する一方、サブハンマー４２を後方へ付勢している。サブハンマー４２と第２キャリア２３との間でスピンドル７には、ワッシャー４８が外装され、サブハンマー４２の後面に凹設されたリング溝４９には、後面から突出する複数のボール５０，５０・・が収容されてスラスト軸受を形成している。よって、コイルバネ４７によって後方へ付勢されるサブハンマー４２は、ボール５０がワッシャー４８に当接する後方位置へ回転可能な状態で押圧されることになる。
【００１５】
また、サブハンマー４２の周壁４３の内周面には、前端から軸方向で後方へ伸びる複数の案内溝５１，５１・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されており、メインハンマー４０の外周には、案内溝５１よりも短い複数の長円溝５２，５２・・が、周方向に案内溝５１と同じ間隔で形成されて、案内溝５１と長円溝５２とに跨って円柱状の連結ピン５３，５３・・が嵌合している。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とは、連結ピン５３により、軸方向への移動はそれぞれ許容された状態で、回転方向へは一体に連結される。
さらに、メインハンマー４０の外周面で後端際には、周方向にリング状の嵌合溝５４が凹設される一方、サブハンマー４２の周壁４３において、案内溝５１の後端位置で案内溝５１，５１の間には、半径方向に貫通する複数の円形孔５５，５５・・が形成されて、その円形孔５５にボール５６がそれぞれ嵌合している。
【００１６】
そして、サブハンマー４２の周壁４３には、切替リング５７が外装されている。この切替リング５７は、後側が周壁４３の外周面に摺接する小径部５８、前側が周壁４３の外周面から半径方向へ離間する大径部５９となる二段径を有し、小径部５８の外周面には、リング状の凹溝６０が形成されている。また、切替リング５７は、インナーハウジング８の内周に設けた前側段部６１と、周壁４３の後端外周に設けた後側段部６２との間でのみ前後へスライド可能となっている。
一方、インナーハウジング８には、図４，５に示すように、本体ハウジング２の前方に位置する切替操作部材としてのモード切替リング６４を前端外周へ一体回転可能に装着した連係スリーブ６３が外装されている。連係スリーブ６３の外周で点対称位置には、前後方向の長円となる一対の貫通孔６５，６５が形成され、各貫通孔６５に沿った外周面には、貫通孔６５より一回り大きい四角形状の案内凹部６６が形成されている。
【００１７】
この貫通孔６５に、外側端部が案内凹部６６に嵌合する正方形状のフランジ部６８に形成される筒状のガイドホルダ６７が貫通して、半径方向で連係スリーブ６３の軸心側へ突出すると共に、案内凹部６６によるフランジ部６８の案内により、前後方向へ移動可能となっている。インナーハウジング８には、ガイドホルダ６７が貫通し、貫通孔６５の前端に対応する位置で周方向に形成される前側溝７０と、貫通孔６５の後端に対応する位置で周方向に形成される後側溝７１と、前側溝７０と後側溝７１とを連通させる傾斜溝７２とからなるガイド溝６９が形成されている。ガイドホルダ６７には、図６（Ｂ）にも示すように、インナーハウジング８の軸心側からガイドピン７３が差し込まれて、ガイドピン７３の頭部７４を切替リング５７の凹溝６０に嵌合させている。
【００１８】
なお、アンビル１０は、後面軸心に形成した軸受孔７５に、スピンドル７の前端に突設した小径の先端部７６を嵌合させて、スピンドル７の前端を同軸で軸支している。軸受孔７５には、コイルバネ７７によって先端部７６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７８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１０の前端には、ビットの装着孔７９が形成されると共に、装着孔７９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１０に設けたボール８１（図３）を後退位置で装着孔内へ押圧するスリーブ８０等を備えたチャック機構が設けられている。
【００１９】
［震動機構］
震動機構９０は、インナーハウジング８の前面へ同軸で結合される前筒３７と、その前筒３７に外装される前ハウジング１２との内側に収容される。まず前ハウジング１２内でアンビル１０には、図４にも示すように、後面にカム面９１ａを形成した第１カム９１が一体に固着されて、前ハウジング１２内でボールベアリング９２に軸支されている。第１カム９１の後方でアンビル１０には、前面にカム面９３ａを形成した第２カム９３が回転可能に外装されている。この第２カム９３は、インナーハウジング８の前面でリング状の受け金９５に沿って収容された複数のボール９４，９４・・によって後面が保持されて、常態ではカム面９３ａを第１カム９１のカム面９１ａと係合させている。第２カム９３の外周には、半径方向へ突出する被係止部としての複数の突起９６，９６・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されている。
【００２０】
一方、前筒３７内には、震動切替リング９７が設けられている。この震動切替リング９７は、第２カム９３の外径よりも内径が大きいリング体で、図６（Ｃ）に示すように、外周に突設した複数の外突起９８，９８・・を、前筒３７の内面に設けた軸方向の規制溝３８，３８・・に嵌合させることで、前筒３７内で回転規制された状態で前後移動可能に保持されている。震動切替リング９７の内周には、第２カム９３に外装させた状態で第２カム９３の突起９６に係止する係止部としての内突起９９が突設されている。すなわち、震動切替リング９７が第２カム９３に外装される前進位置では、第２カム９３の回転を規制し、震動切替リング９７が第２カム９３から離間する後退位置では、第２カム９３の回転を許容するものとなる。但し、前筒３７内で震動切替リング９７とインナーハウジング８との間には、付勢手段としてのコイルバネ１００が設けられて、震動切替リング９７を前進位置へ付勢している。
【００２１】
また、震動切替リング９７には、一対の連係プレート１０１，１０１が係止している。この連係プレート１０１は、インナーハウジング８の前側側面へ点対称に配設される帯板状の金属板で、インナーハウジング８の側面で前後方向に形成した一対の外溝３９，３９に嵌合する後板部１０２と、その後板部１０２から前筒３７に設けた透孔３７ａを貫通して内側へ折曲する中板部１０３と、その中板部１０３から前筒３７の内面に沿って前方へ突出し、前端が内側へ折曲される前板部１０４とを有する。よって、連係プレート１０１は、外溝３９による後板部１０２の案内で前後方向へ移動可能となるが、後板部１０２は外溝３９に嵌合しているため、インナーハウジング８の外周面から突出することはない。１０５は、後板部１０２の外面に形成されて外側へ突出する係合突起である。各連係プレート１０１は、前板部１０４の前端が震動切替リング９７の外側から前面に係止することで、震動切替リング９７と共に前進位置へ付勢されている。
【００２２】
インナーハウジング８に外装される連係スリーブ６３は、周方向の一部を軸方向全長に亘って切り欠いたＣ字状の筒状体で、中央部に周方向の切欠き８２を有し、この切欠き８２に、インナーハウジング８の外周面に突設した案内突起８３を嵌合させることで、前後方向への移動を規制された状態で回転可能となっている。連係スリーブ６３の前側外周面には、モード切替リング６４の後側内周面に設けた前後方向の連結溝８５に嵌合する連結突起８４が突設されて、連結溝８５と連結突起８４との嵌合により、モード切替リング６４と連係スリーブ６３とは回転方向で一体に連結されている。
【００２３】
この連結状態で、図７に示すように、連係スリーブ６３の前端と、モード切替リング６４の内周面で周方向に沿って形成した段部８６との間に、連係プレート１０１の係合突起１０５が位置している。段部８６の一部は、前方へ凹設されて周方向の両側がテーパ状に傾斜する凹部８７となっており、この凹部８７に係合突起１０５が位置すると、連係プレート１０１は、コイルバネ１００の付勢により、震動切替リング９７の前進位置への移動を許容する第１の位置へ前進する。一方、凹部８７以外の段部８６に係合突起１０５が位置すると、連係プレート１０１は、震動切替リング９７をコイルバネ１００の付勢に抗して後退位置に移動させる第２の位置へ後退することになる。
【００２４】
そして、連係スリーブ６３の後側の外周面には、図４，５に示すように、周方向に沿った第１突条８８Ａと、その第１突条８８Ａの端部から周方向へ行くに従って後方へ直線状に傾斜する第２突条８８Ｂとが突設されている。一方、スライドボタン３４の下面で前端左側（前方から見て左側、以下左右は同様に前方から見た方向で説明する。）のコーナー部には、１速である後退位置で連係スリーブ６３が回転した際に、第２突条８８Ｂの先端と係合する受け突起８９が突設されている。よって、そのまま連係スリーブ６３が回転すると、第２突条８８Ｂに沿って受け突起８９が前方へ案内されることで、スライドボタン３４は前進する。受け突起８９が第１突条８８Ａの前方に乗り上がると、スライドボタン３４は２速である前進位置に到達するようになっている。
【００２５】
一方、インナーハウジング８の後方下面には、一対のマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂが、プランジャ１０７Ａ，１０７Ｂを前方へ向けて配設されており、連係スリーブ６３の後端には、連係スリーブ６３の所定の切替位置でマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂのプランジャ１０７Ａ，１０７Ｂを押し込み又はその解除を行う接触子１０８が設けられている。このマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂは、インパクトドライバ１のハンドル１４の下端に設けた図示しないコントローラに、クラッチモードのＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するもので、コントローラは、マイクロスイッチ１０６Ｂのプランジャ１０７Ｂのみの押し込みによるＯＮ信号が入力されると、モータ４に設けた図示しないトルクセンサから得られるトルク値を監視し、設定されたトルク値に達すると、モータ４へ制動をかけてアンビル１０へのトルクを遮断するものとなる。
【００２６】
［各動作モードの選択］
以上の如く構成されたインパクトドライバ１において、モード切替リング６４及び連係スリーブ６３の回転位置（切替位置）と各動作モードとについて説明する。
（１）インパクトモード
まず、図７に示すように、モード切替リング６４を前方から見て最も右側へ回転させた第１位置では、ガイドホルダ６７も右回転方向へ移動し、ガイド溝６９内を移動して後側溝７１に達する。よって、ガイドホルダ６７は貫通孔６５の後端に位置する。すると、ガイドピン７３を介してガイドホルダ６７に連結される切替リング５７は、図８に示すように、大径部５９をボール５６の外側に位置させる後退位置となる。この後退位置でボール５６は、周壁４３の内周面に没入してメインハンマー４０の嵌合溝５４から離間する解除位置へ移動することができ、メインハンマー４０の後退を許容するインパクトモードとなる。
【００２７】
このとき、第１突条８８Ａがスライドボタン３４の受け突起８９の後方に位置してスライドボタン３４を前進位置に移動させているため、スライドボタン３４の後退は規制され、常に高速モードとなる。一方、連係プレート１０１の係合突起１０５は、凹部８７から左側へ外れて段部８６に係止しているため（図７以降のユニット部分の側面図では、係合突起１０５の位置をわかりやすくするためにモード切替リング６４の一部を切り欠いて示している。）、連係プレート１０１は後退位置にあって震動切替リング９７を後退させて第２カム９３の回転をフリーとする。また、接触子１０８は、マイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂの何れのプランジャ１０７Ａ，１０７Ｂにも当接していない。
【００２８】
従って、ハンドル１４に設けたトリガー１６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６を介してスピンドル７に伝わり、スピンドル７を回転させる。スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させるため、アンビル１０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。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。なお、アンビル１０の回転に伴って第１カム９１が回転しても、これと係合する第２カム９３の回転はフリーであるため、第２カム９３も一体回転してアンビル１０に震動は発生しない。
【００２９】
ネジ締めが進んでアンビル１０のトルクが高まると、メインハンマー４０の回転とスピンドル７の回転とにずれが生じるため、メインハンマー４０は、ボール４６がＶ字溝４５に沿って転動することで、スピンドル７に対して相対的に回転しながらコイルバネ４７の付勢に抗して後退する。このときサブハンマー４２は、メインハンマー４０の後退を許容しつつ連結ピン５３を介してメインハンマー４０と一体に回転する。
そして、メインハンマー４０の爪４１がアーム１１から外れると、メインハンマー４０はコイルバネ４７の付勢により、ボール４６がＶ字溝４５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、メインハンマー４０の爪４１が再びアーム１１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１０への係脱を繰り返すことで増し締めが行われる。
【００３０】
このとき、サブハンマー４２もメインハンマー４０に追従して回転するため、両ハンマー４０，４２を合わせた質量でアンビル１０へ係脱することになる。また、回転時には後面のボール５０がワッシャー４８の前面を転動することで回転抵抗が軽減されるため、メインハンマー４０の前後動に伴ってコイルバネ４７が伸縮してもサブハンマー４２はスムーズに回転できる。さらに、メインハンマー４０がインパクト発生時に前後動を繰り返しても、サブハンマー４２は後方位置を維持して前後へ移動することはないため、インパクト発生時の振動は抑えられる。
【００３１】
（２）震動ドリルモード
次に、図９に示すように、モード切替リング６４を第１位置から所定角度左回転させた第２位置では、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動し、ガイド溝６９内を移動して前側溝７０に達する。よって、ガイドホルダ６７は貫通孔６５の前端に位置する。すると、切替リング５７は、図１０に示すように、小径部５８をボール５６の外側に位置させる前進位置となる。この前進位置でボール５６は、図１２にも示すように小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定されるため、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制する。
【００３２】
このとき、連係プレート１０１の係合突起１０５は、凹部８７が同じ位相となっているため、そのまま前進して凹部８７に嵌合する。よって、震動切替リング９７が前進位置に移動し、第２カム９３の回転を規制する震動ドリルモードとなる。
なお、連係プレート１０１が前進した際、震動切替リング９７の内突起９９と第２カム９３の突起９６との位相が合致して震動切替リング９７が前進位置へ移動できないことがある。しかし、震動切替リング９７はコイルバネ１００で付勢されているため、アンビル１０と共に第１カム９１が回転してこれと係合する第２カム９３が回転すると、突起９６と内突起９９との位相がずれるため、震動切替リング９７が前進して第２カム９３の回転を規制できる。
一方、第１突条８８Ａは、インパクトモードと同様にまだ受け突起８９の後方に位置しているため、スライドボタン３４の後退は規制され、常に高速モードとなる。また、接触子１０８は、マイクロスイッチ１０６Ａのプランジャ１０７Ａのみを押圧しているため、クラッチは作動しない。
【００３３】
従って、トリガー１６を操作してスピンドル７を回転させると、スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させる。このアンビルの回転に伴って第１カム９１が回転すると、回転規制される第２カム９３とカム面９１ａ，９３ａ同士が干渉する。アンビル１０は、アーム１１の前後に遊びがある状態で軸支されているため、カム面９１ａ、９３ａ同士の干渉によってアンビル１０に軸方向の震動が発生する。また、連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。
そして、アンビル１０のトルクが高まっても、メインハンマー４０はボール５６によって後退が規制されるため、メインハンマー４０はアンビル１０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１０はスピンドル７と一体回転することになる。
【００３４】
（３）ドリルモード
次に、図１１に示すように、モード切替リング６４を第２位置から所定角度左回転させた第３位置では、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動するが、そのまま前側溝７０内に位置するため、ガイドホルダ６７が貫通孔６５の前端に位置する状態は変わらない。これにより、図１２にも示すように、切替リング５７は前進位置にあってボール５６も、小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定される。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制するドリルモードとなる。
【００３５】
このとき、連係プレート１０１の係合突起１０５は、凹部８７が左側へ移動することで再び段部８６に係止しているため、連係プレート１０１は後退位置にあって震動切替リング９７を後退させて第２カム９３の回転をフリーとする。また、接触子１０８は、両方のマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂのプランジャ１０７Ａ，１０７Ｂを同時に押圧しているため、クラッチは作動しない。
一方、第１突条８８Ａは、スライドボタン３４から左側へ離れ、第２突条部８８Ｂも端部を受け突起８９よりも後方に位置させているため、図１２に示すようにスライドボタン３４の後退が可能となる。よって、高低何れのモードも選択できる。
【００３６】
従って、トリガー１６を操作してスピンドル７を回転させると、スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させる。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。なお、アンビル１０の回転に伴って第１カム９１が回転しても、これと対向する第２カム９３の回転はフリーであるため、アンビル１０に震動は発生しない。
そして、アンビル１０のトルクが高まっても、メインハンマー４０はボール５６によって後退が規制されるため、メインハンマー４０はアンビル１０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１０はスピンドル７と一体回転することになる。
【００３７】
（４）クラッチモード
次に、図１３に示すように、モード切替リング６４を第３位置から所定角度左回転させた第４位置では、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動するが、そのまま前側溝７０内に位置するため、図１４に示すように、ガイドホルダ６７が貫通孔６５の前端に位置する状態は変わらない。よって、切替リング５７は前進位置にあってボール５６も、小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定される。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制する。
このとき、連係プレート１０１の係合突起１０５は、第３位置と同様に段部８６に係止しているため、連係プレート１０１は後退位置にあって震動切替リング９７を後退させて第２カム９３の回転をフリーとする。但し、接触子１０８は、マイクロスイッチ１０６Ｂのプランジャ１０７Ｂのみを押圧しているため、クラッチモードとなる。
一方、第１、第２突条８８Ａ，８８Ｂはスライドボタン３４から左側へ離れているため、スライドボタン３４の前後何れへのスライド操作が可能となる。
【００３８】
従って、トリガー１６を操作してスピンドル７を回転させると、スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させる。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。なお、アンビル１０の回転に伴って第１カム９１が回転しても、これと対向する第２カム９３の回転はフリーであるため、アンビル１０に震動は発生しない。
そして、アンビル１０のトルクが高まってトルクセンサで検出されるトルク値が設定したトルク値に達すると、モータ４に制動がかけられてスピンドル７からアンビル１０へのトルク伝達が遮断されることになる。
【００３９】
なお、モード切替リング６４の外周面には、図２に示すように、各動作モードに対応する表示Ｍ１（インパクトモード）、Ｍ２（震動ドリルモード）、Ｍ３（ドリルモード）、Ｍ４（クラッチモード）がそれぞれ表記されており、各表示を本体ハウジング２の上面前端に表示された矢印１０９に合わせることで各動作モードが選択されるようになっている。
また、低速で使用していたドリルモードやクラッチモードから震動ドリルモード又はインパクトモードに切り替える場合は、上記動作と逆に、スライドボタン３４から離れていた第２突条８８Ｂが、連係スリーブ６３の右回転によって、後退位置にあるスライドボタン３４の受け突起８９に係合し、そのまま連係スリーブ６３の回転に連れて第２突条８８Ｂに沿って受け突起８９を相対的にスライドさせながらスライドボタン３４を前進位置に移動させることになる。よって、震動ドリルモード及びインパクトモードでは常に高速モードとなる。
【００４０】
このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、震動切替部材を、前進位置で第２カム９３に外嵌し、内周に設けた内突起９９を第２カム９３の外周に設けた突起９６に係止させて第２カム９３を回転規制する震動切替リング９７として、震動切替リング９７を前進位置へ付勢するコイルバネ１００を設ける一方、モード切替リング６４と震動切替リング９７との間に、震動切替リング９７の前面に外周側から係止して後端の係合突起１０５をモード切替リング６４に係合させ、モード切替リング６４の操作により、震動切替リング９７の前進位置への移動を許容する第１の位置と、震動切替リング９７を後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレート１０１を設けたことで、震動切替リング９７を含む震動機構９０全体を省スペースで構成できる。よって、工具全体のコンパクト化が可能となる。
【００４１】
特にここでは、本体ハウジング２内に、アンビル１０を軸支して震動機構９０を保持するインナーハウジング８を設けて、連係プレート１０１を、インナーハウジング８の外周に凹設した外溝３９内で前後移動可能に保持させたことで、連係プレート１０１をインナーハウジング８の外周から突出させずに配設でき、径方向でのコンパクト化も可能となる。
【００４２】
なお、上記形態では、震動切替リングを第２カムに外嵌した際の回転規制を、震動切替リングの内周に設けた内突起と第２カムに設けた突起との係止によって行っているが、この内突起と突起との数の変更は勿論、その形状も、例えば横断面が山形の突起を連続状に形成して互いに噛合させる等、適宜変更可能である。
また、連係プレートも、数の変更に加え、第２カムとの位置関係によっては中板部をなくして全体を直線板状とする等の設計変更が可能である。
【００４３】
さらに、遊星歯車減速機構や打撃機構等は上記構造に限定するものではなく、例えば変速機構がないものやインパクト／ドリルの切替が行えないもの等であっても本発明は適用可能である。従って、切替操作部材も、上記形態のような回転操作されるモード切替リングに限らず、震動機構付き電動工具の形態によっては、前後方向へのスライド操作によって連係プレートを前後移動させる構造も採用できる。
【符号の説明】
【００４４】
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、６・・遊星歯車減速機構、７・・スピンドル、８・・インナーハウジング、９・・打撃機構、１０・・アンビル、１１・・アーム、１２・・前ハウジング、１７・・ギヤハウジング、１９・・第１インターナルギヤ、２０・・第１キャリア、２１，２４・・遊星歯車、２２・・第２インターナルギヤ、２３・・第２キャリア、３１・・スライドリング、３４・・スライドボタン、４０・・メインハンマー、４１・・爪、４２・・サブハンマー、４３・・周壁、４７・・コイルバネ、４８・・ワッシャー、４９・・リング溝、５０，５６・・ボール、５７・・切替リング、５８・・小径部、５９・・大径部、６３・・連係スリーブ、６４・・モード切替リング、６５・・貫通孔、６７・・ガイドホルダ、６９・・ガイド溝、７３・・ガイドピン、８６・・段部、８７・・凹部、８８Ａ・・第１突条、８８Ｂ・・第２突条、８９・・受け突起、９０・・震動機構、９１・・第１カム、９３・・第２カム、９７・・震動切替リング、１０１・・連係プレート、１０５・・係合突起、１０６Ａ，１０６Ｂ・・マイクロスイッチ、１０８・・接触子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングの前方へ突出させた最終出力軸に軸方向の震動を付与する震動機構を備えたインパクトドライバ等の電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
震動機構付き電動工具は、モータを収容したハウジングの前方に突出されてモータから回転伝達されるスピンドルやアンビル等の最終出力軸を備えると共に、ハウジングに、最終出力軸に軸方向の震動を付与する震動機構を備えている。例えば特許文献１には、震動機構付き電動工具として、最終出力軸であるアンビルへ一体に固着される第１カムと、その後方で互いに係合し、アンビルへ回転可能に外装される第２カムと、第２カムの外周に形成された係止歯に噛合可能な係止歯を前端に有する震動切替レバー（震動切替部材）とを含む震動機構を備えたインパクトドライバが開示されている。このインパクトドライバでは、震動切替レバーに設けた連結突起を切替ケースに設けた震動切替溝内に遊挿させて、切替ボタンによる切替ケースの回転により、震動切替レバーを、第２カムに噛合する前進位置と、第２カムから離間する後退位置とに前後移動させることで、震動の有無が切替可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４６８７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の震動機構付き電動工具においては、第２カムと震動切替部材とを軸方向へ直列に配置して、震動切替部材の前端に設けた係止歯を第２カムの外周の係止歯に噛合させているため、震動切替部材の軸方向の寸法が長くなって震動機構全体のスペースが大きくなり、ひいては工具全体のコンパクト化の障害になる。
【０００５】
そこで、本発明は、震動切替部材を含む震動機構全体を省スペースで構成でき、工具全体のコンパクト化が可能となる震動機構付き電動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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、震動切替部材を、前進位置で第２カムに外嵌し、内周に設けた係止部を第２カムの外周に設けた被係止部に係止させて第２カムを回転規制するリング体として、震動切替部材を前進位置へ付勢する付勢手段を設ける一方、切替操作部材と震動切替部材との間に、震動切替部材の前面に外周側から係止して後端を切替操作部材に係合させ、切替操作部材の操作により、震動切替部材の前進位置への移動を許容する第１の位置と、震動切替部材を後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレートを設け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の構成に加えて、ハウジング内に、最終出力軸を軸支して震動機構を保持するインナーハウジングを設けて、連係プレートを、インナーハウジングの外周に凹設した外溝内で前後移動可能に保持させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、震動切替部材を含む震動機構全体を省スペースで構成でき、工具全体のコンパクト化が可能となる。
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、連係プレートをインナーハウジングの外周から突出させずに配設でき、径方向でのコンパクト化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インパクトドライバの一部縦断面図である。
【図２】インパクトドライバの平面図である。
【図３】内部機構の分解斜視図である。
【図４】本体ハウジング以外のハウジング及び震動機構の分解斜視図である。
【図５】ユニット部分の左側面図である。
【図６】（Ａ）はＡ−Ａ線断面、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面、（Ｃ）はＣ−Ｃ線断面をそれぞれ示す。
【図７】（Ａ）は、インパクトモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図８】インパクトモードでのユニット部分の縦断面図である。
【図９】（Ａ）は、震動ドリルモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図１０】震動ドリルモードでのユニット部分の縦断面図である。
【図１１】（Ａ）は、ドリルモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図１２】ドリルモードでのユニット部分の縦断面図である。
【図１３】（Ａ）は、クラッチモードでのユニット部分の左側面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図１４】クラッチモードでのユニット部分の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，２に、電動工具の一例であるインパクトドライバ１を示し、図３，４にその内部機構の一部を示す。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る本体ハウジング２を有し、本体ハウジング２内に、後方（図１の右側を前方とする。）からモータ４、遊星歯車減速機構６、スピンドル７がそれぞれ収容されている。また、本体ハウジング２の前部には、スピンドル７と共に打撃機構９を収容した筒状のインナーハウジング８が組み付けられて、スピンドル７の前方同軸上に配置された最終出力軸としてのアンビル１０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。前ハウジング１２内には、震動機構９０が収容されて、本体ハウジング２を除いて遊星歯車減速機構６より前側の機構をユニット化している。１３は、前ハウジング１２の前端に嵌着されたゴム製リング状のバンパである。本体ハウジング２の下方には、ハンドル１４が下向きに延設され、ハンドル１４内には、トリガー１６を備えたスイッチ１５が収容されている。
【００１０】
［遊星歯車減速機構及び変速機構］
遊星歯車減速機構６は、本体ハウジング２内に組み付けられる筒状のギヤハウジング１７内に収容されている。ギヤハウジング１７の後部には、モータ４の出力軸５に嵌着したピニオン１８が軸支されてギヤハウジング１７内に突出している。遊星歯車減速機構６は、第１インターナルギヤ１９内で遊星運動する一段目の遊星歯車２１，２１・・を保持する第１キャリア２０と、第２インターナルギヤ２２内で遊星運動する二段目の遊星歯車２４，２４・・を保持する第２キャリア２３とを備え、ピニオン１８に一段目の遊星歯車２１，２１・・を噛合させている。また、第２キャリア２３は、スピンドル７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２５に軸支されている。
【００１１】
ここで、第１インターナルギヤ１９は、内周前側に、周方向へ所定間隔で複数の内歯２６，２６・・を備える一方、第２インターナルギヤ２２は、外周前側にリング状の係合溝２７を、外周後側に、周方向へ所定間隔で突設した複数の外歯２８，２８・・をそれぞれ備えている。また、第２インターナルギヤ２２は、第２キャリア２３の後方へ一体に連結したスパーギヤ２９と二段目の遊星歯車２４との双方に噛合する前進位置と、第１インターナルギヤ１９の内歯２６に外歯２８を係合させて二段目の遊星歯車２４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。
このスパーギヤ２９は、遊星歯車２４を支持する支持ピン３０に貫通されて第２キャリア２３と遊星歯車２４との間に位置する別体のギヤで、第２キャリア２３の外径は、歯先を含むスパーギヤ２９の外径よりも小径となっている。３６は、ギヤハウジング１７内でボールベアリング２５を保持する保持リングである。
【００１２】
第２インターナルギヤ２２の外側には、ギヤハウジング１７及びインナーハウジング８の内周面に沿って前後へスライド可能なスライドリング３１が設けられて、スライドリング３１の外側から半径方向に貫通する係合ピン３２が、第２インターナルギヤ２２の係合溝２７と係合している。スライドリング３１の上部外周には、ギヤハウジング１７の上部に突出する突起３３が設けられて、この突起３３が、図５及び図６（Ａ）にも示すように、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ボタン３４に、前後のコイルバネ３５，３５を介して保持されている。
よって、スライドボタン３４の前後へのスライド操作により、スライドリング３１を介して第２インターナルギヤ２２の位置を前後へ切替可能となる変速機構が形成される。すなわち、図１，２及び図８に示す第２インターナルギヤ２２の前進位置では、第２インターナルギヤ２２がスパーギヤ２９と一体回転することで遊星歯車２４の遊星運動をキャンセルした高速モード（２速）となり、図１２に示す第２インターナルギヤ２２の後退位置では、第２インターナルギヤ２２が固定されて遊星歯車２４を遊星運動させる低速モード（１速）となる。
【００１３】
［打撃機構］
打撃機構９は、アンビル１０の後端に設けた一対のアーム１１，１１にハンマーを係脱させる構造であるが、ここでのハンマーは、スピンドル７の前端に外装され、アーム１１，１１に係合する一対の爪４１，４１を前面に突設した筒状のメインハンマー４０と、そのメインハンマー４０の後方でスピンドル７に同軸で遊挿されて前方が開口する有底筒状で、周壁４３がメインハンマー４０に後方から外装されるサブハンマー４２とに分割されている。つまり、メインハンマー４０とサブハンマー４２の周壁４３とを合わせた径が従前のハンマーの外径と等しくなっている。
まず、メインハンマー４０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４４，４４と、スピンドル７の外周面で先端を前方に向けて凹設されたＶ字溝４５，４５とに跨って嵌合するボール４６，４６を介してスピンドル７と連結されている。
【００１４】
一方、メインハンマー４０とサブハンマー４２との間でスピンドル７には、コイルバネ４７が外装されて、メインハンマー４０を爪４１がアーム１１に係合する前進位置へ付勢する一方、サブハンマー４２を後方へ付勢している。サブハンマー４２と第２キャリア２３との間でスピンドル７には、ワッシャー４８が外装され、サブハンマー４２の後面に凹設されたリング溝４９には、後面から突出する複数のボール５０，５０・・が収容されてスラスト軸受を形成している。よって、コイルバネ４７によって後方へ付勢されるサブハンマー４２は、ボール５０がワッシャー４８に当接する後方位置へ回転可能な状態で押圧されることになる。
【００１５】
また、サブハンマー４２の周壁４３の内周面には、前端から軸方向で後方へ伸びる複数の案内溝５１，５１・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されており、メインハンマー４０の外周には、案内溝５１よりも短い複数の長円溝５２，５２・・が、周方向に案内溝５１と同じ間隔で形成されて、案内溝５１と長円溝５２とに跨って円柱状の連結ピン５３，５３・・が嵌合している。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とは、連結ピン５３により、軸方向への移動はそれぞれ許容された状態で、回転方向へは一体に連結される。
さらに、メインハンマー４０の外周面で後端際には、周方向にリング状の嵌合溝５４が凹設される一方、サブハンマー４２の周壁４３において、案内溝５１の後端位置で案内溝５１，５１の間には、半径方向に貫通する複数の円形孔５５，５５・・が形成されて、その円形孔５５にボール５６がそれぞれ嵌合している。
【００１６】
そして、サブハンマー４２の周壁４３には、切替リング５７が外装されている。この切替リング５７は、後側が周壁４３の外周面に摺接する小径部５８、前側が周壁４３の外周面から半径方向へ離間する大径部５９となる二段径を有し、小径部５８の外周面には、リング状の凹溝６０が形成されている。また、切替リング５７は、インナーハウジング８の内周に設けた前側段部６１と、周壁４３の後端外周に設けた後側段部６２との間でのみ前後へスライド可能となっている。
一方、インナーハウジング８には、図４，５に示すように、本体ハウジング２の前方に位置する切替操作部材としてのモード切替リング６４を前端外周へ一体回転可能に装着した連係スリーブ６３が外装されている。連係スリーブ６３の外周で点対称位置には、前後方向の長円となる一対の貫通孔６５，６５が形成され、各貫通孔６５に沿った外周面には、貫通孔６５より一回り大きい四角形状の案内凹部６６が形成されている。
【００１７】
この貫通孔６５に、外側端部が案内凹部６６に嵌合する正方形状のフランジ部６８に形成される筒状のガイドホルダ６７が貫通して、半径方向で連係スリーブ６３の軸心側へ突出すると共に、案内凹部６６によるフランジ部６８の案内により、前後方向へ移動可能となっている。インナーハウジング８には、ガイドホルダ６７が貫通し、貫通孔６５の前端に対応する位置で周方向に形成される前側溝７０と、貫通孔６５の後端に対応する位置で周方向に形成される後側溝７１と、前側溝７０と後側溝７１とを連通させる傾斜溝７２とからなるガイド溝６９が形成されている。ガイドホルダ６７には、図６（Ｂ）にも示すように、インナーハウジング８の軸心側からガイドピン７３が差し込まれて、ガイドピン７３の頭部７４を切替リング５７の凹溝６０に嵌合させている。
【００１８】
なお、アンビル１０は、後面軸心に形成した軸受孔７５に、スピンドル７の前端に突設した小径の先端部７６を嵌合させて、スピンドル７の前端を同軸で軸支している。軸受孔７５には、コイルバネ７７によって先端部７６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７８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１０の前端には、ビットの装着孔７９が形成されると共に、装着孔７９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１０に設けたボール８１（図３）を後退位置で装着孔内へ押圧するスリーブ８０等を備えたチャック機構が設けられている。
【００１９】
［震動機構］
震動機構９０は、インナーハウジング８の前面へ同軸で結合される前筒３７と、その前筒３７に外装される前ハウジング１２との内側に収容される。まず前ハウジング１２内でアンビル１０には、図４にも示すように、後面にカム面９１ａを形成した第１カム９１が一体に固着されて、前ハウジング１２内でボールベアリング９２に軸支されている。第１カム９１の後方でアンビル１０には、前面にカム面９３ａを形成した第２カム９３が回転可能に外装されている。この第２カム９３は、インナーハウジング８の前面でリング状の受け金９５に沿って収容された複数のボール９４，９４・・によって後面が保持されて、常態ではカム面９３ａを第１カム９１のカム面９１ａと係合させている。第２カム９３の外周には、半径方向へ突出する被係止部としての複数の突起９６，９６・・が、周方向へ等間隔をおいて形成されている。
【００２０】
一方、前筒３７内には、震動切替リング９７が設けられている。この震動切替リング９７は、第２カム９３の外径よりも内径が大きいリング体で、図６（Ｃ）に示すように、外周に突設した複数の外突起９８，９８・・を、前筒３７の内面に設けた軸方向の規制溝３８，３８・・に嵌合させることで、前筒３７内で回転規制された状態で前後移動可能に保持されている。震動切替リング９７の内周には、第２カム９３に外装させた状態で第２カム９３の突起９６に係止する係止部としての内突起９９が突設されている。すなわち、震動切替リング９７が第２カム９３に外装される前進位置では、第２カム９３の回転を規制し、震動切替リング９７が第２カム９３から離間する後退位置では、第２カム９３の回転を許容するものとなる。但し、前筒３７内で震動切替リング９７とインナーハウジング８との間には、付勢手段としてのコイルバネ１００が設けられて、震動切替リング９７を前進位置へ付勢している。
【００２１】
また、震動切替リング９７には、一対の連係プレート１０１，１０１が係止している。この連係プレート１０１は、インナーハウジング８の前側側面へ点対称に配設される帯板状の金属板で、インナーハウジング８の側面で前後方向に形成した一対の外溝３９，３９に嵌合する後板部１０２と、その後板部１０２から前筒３７に設けた透孔３７ａを貫通して内側へ折曲する中板部１０３と、その中板部１０３から前筒３７の内面に沿って前方へ突出し、前端が内側へ折曲される前板部１０４とを有する。よって、連係プレート１０１は、外溝３９による後板部１０２の案内で前後方向へ移動可能となるが、後板部１０２は外溝３９に嵌合しているため、インナーハウジング８の外周面から突出することはない。１０５は、後板部１０２の外面に形成されて外側へ突出する係合突起である。各連係プレート１０１は、前板部１０４の前端が震動切替リング９７の外側から前面に係止することで、震動切替リング９７と共に前進位置へ付勢されている。
【００２２】
インナーハウジング８に外装される連係スリーブ６３は、周方向の一部を軸方向全長に亘って切り欠いたＣ字状の筒状体で、中央部に周方向の切欠き８２を有し、この切欠き８２に、インナーハウジング８の外周面に突設した案内突起８３を嵌合させることで、前後方向への移動を規制された状態で回転可能となっている。連係スリーブ６３の前側外周面には、モード切替リング６４の後側内周面に設けた前後方向の連結溝８５に嵌合する連結突起８４が突設されて、連結溝８５と連結突起８４との嵌合により、モード切替リング６４と連係スリーブ６３とは回転方向で一体に連結されている。
【００２３】
この連結状態で、図７に示すように、連係スリーブ６３の前端と、モード切替リング６４の内周面で周方向に沿って形成した段部８６との間に、連係プレート１０１の係合突起１０５が位置している。段部８６の一部は、前方へ凹設されて周方向の両側がテーパ状に傾斜する凹部８７となっており、この凹部８７に係合突起１０５が位置すると、連係プレート１０１は、コイルバネ１００の付勢により、震動切替リング９７の前進位置への移動を許容する第１の位置へ前進する。一方、凹部８７以外の段部８６に係合突起１０５が位置すると、連係プレート１０１は、震動切替リング９７をコイルバネ１００の付勢に抗して後退位置に移動させる第２の位置へ後退することになる。
【００２４】
そして、連係スリーブ６３の後側の外周面には、図４，５に示すように、周方向に沿った第１突条８８Ａと、その第１突条８８Ａの端部から周方向へ行くに従って後方へ直線状に傾斜する第２突条８８Ｂとが突設されている。一方、スライドボタン３４の下面で前端左側（前方から見て左側、以下左右は同様に前方から見た方向で説明する。）のコーナー部には、１速である後退位置で連係スリーブ６３が回転した際に、第２突条８８Ｂの先端と係合する受け突起８９が突設されている。よって、そのまま連係スリーブ６３が回転すると、第２突条８８Ｂに沿って受け突起８９が前方へ案内されることで、スライドボタン３４は前進する。受け突起８９が第１突条８８Ａの前方に乗り上がると、スライドボタン３４は２速である前進位置に到達するようになっている。
【００２５】
一方、インナーハウジング８の後方下面には、一対のマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂが、プランジャ１０７Ａ，１０７Ｂを前方へ向けて配設されており、連係スリーブ６３の後端には、連係スリーブ６３の所定の切替位置でマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂのプランジャ１０７Ａ，１０７Ｂを押し込み又はその解除を行う接触子１０８が設けられている。このマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂは、インパクトドライバ１のハンドル１４の下端に設けた図示しないコントローラに、クラッチモードのＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するもので、コントローラは、マイクロスイッチ１０６Ｂのプランジャ１０７Ｂのみの押し込みによるＯＮ信号が入力されると、モータ４に設けた図示しないトルクセンサから得られるトルク値を監視し、設定されたトルク値に達すると、モータ４へ制動をかけてアンビル１０へのトルクを遮断するものとなる。
【００２６】
［各動作モードの選択］
以上の如く構成されたインパクトドライバ１において、モード切替リング６４及び連係スリーブ６３の回転位置（切替位置）と各動作モードとについて説明する。
（１）インパクトモード
まず、図７に示すように、モード切替リング６４を前方から見て最も右側へ回転させた第１位置では、ガイドホルダ６７も右回転方向へ移動し、ガイド溝６９内を移動して後側溝７１に達する。よって、ガイドホルダ６７は貫通孔６５の後端に位置する。すると、ガイドピン７３を介してガイドホルダ６７に連結される切替リング５７は、図８に示すように、大径部５９をボール５６の外側に位置させる後退位置となる。この後退位置でボール５６は、周壁４３の内周面に没入してメインハンマー４０の嵌合溝５４から離間する解除位置へ移動することができ、メインハンマー４０の後退を許容するインパクトモードとなる。
【００２７】
このとき、第１突条８８Ａがスライドボタン３４の受け突起８９の後方に位置してスライドボタン３４を前進位置に移動させているため、スライドボタン３４の後退は規制され、常に高速モードとなる。一方、連係プレート１０１の係合突起１０５は、凹部８７から左側へ外れて段部８６に係止しているため（図７以降のユニット部分の側面図では、係合突起１０５の位置をわかりやすくするためにモード切替リング６４の一部を切り欠いて示している。）、連係プレート１０１は後退位置にあって震動切替リング９７を後退させて第２カム９３の回転をフリーとする。また、接触子１０８は、マイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂの何れのプランジャ１０７Ａ，１０７Ｂにも当接していない。
【００２８】
従って、ハンドル１４に設けたトリガー１６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６を介してスピンドル７に伝わり、スピンドル７を回転させる。スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させるため、アンビル１０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。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。なお、アンビル１０の回転に伴って第１カム９１が回転しても、これと係合する第２カム９３の回転はフリーであるため、第２カム９３も一体回転してアンビル１０に震動は発生しない。
【００２９】
ネジ締めが進んでアンビル１０のトルクが高まると、メインハンマー４０の回転とスピンドル７の回転とにずれが生じるため、メインハンマー４０は、ボール４６がＶ字溝４５に沿って転動することで、スピンドル７に対して相対的に回転しながらコイルバネ４７の付勢に抗して後退する。このときサブハンマー４２は、メインハンマー４０の後退を許容しつつ連結ピン５３を介してメインハンマー４０と一体に回転する。
そして、メインハンマー４０の爪４１がアーム１１から外れると、メインハンマー４０はコイルバネ４７の付勢により、ボール４６がＶ字溝４５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、メインハンマー４０の爪４１が再びアーム１１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１０への係脱を繰り返すことで増し締めが行われる。
【００３０】
このとき、サブハンマー４２もメインハンマー４０に追従して回転するため、両ハンマー４０，４２を合わせた質量でアンビル１０へ係脱することになる。また、回転時には後面のボール５０がワッシャー４８の前面を転動することで回転抵抗が軽減されるため、メインハンマー４０の前後動に伴ってコイルバネ４７が伸縮してもサブハンマー４２はスムーズに回転できる。さらに、メインハンマー４０がインパクト発生時に前後動を繰り返しても、サブハンマー４２は後方位置を維持して前後へ移動することはないため、インパクト発生時の振動は抑えられる。
【００３１】
（２）震動ドリルモード
次に、図９に示すように、モード切替リング６４を第１位置から所定角度左回転させた第２位置では、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動し、ガイド溝６９内を移動して前側溝７０に達する。よって、ガイドホルダ６７は貫通孔６５の前端に位置する。すると、切替リング５７は、図１０に示すように、小径部５８をボール５６の外側に位置させる前進位置となる。この前進位置でボール５６は、図１２にも示すように小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定されるため、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制する。
【００３２】
このとき、連係プレート１０１の係合突起１０５は、凹部８７が同じ位相となっているため、そのまま前進して凹部８７に嵌合する。よって、震動切替リング９７が前進位置に移動し、第２カム９３の回転を規制する震動ドリルモードとなる。
なお、連係プレート１０１が前進した際、震動切替リング９７の内突起９９と第２カム９３の突起９６との位相が合致して震動切替リング９７が前進位置へ移動できないことがある。しかし、震動切替リング９７はコイルバネ１００で付勢されているため、アンビル１０と共に第１カム９１が回転してこれと係合する第２カム９３が回転すると、突起９６と内突起９９との位相がずれるため、震動切替リング９７が前進して第２カム９３の回転を規制できる。
一方、第１突条８８Ａは、インパクトモードと同様にまだ受け突起８９の後方に位置しているため、スライドボタン３４の後退は規制され、常に高速モードとなる。また、接触子１０８は、マイクロスイッチ１０６Ａのプランジャ１０７Ａのみを押圧しているため、クラッチは作動しない。
【００３３】
従って、トリガー１６を操作してスピンドル７を回転させると、スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させる。このアンビルの回転に伴って第１カム９１が回転すると、回転規制される第２カム９３とカム面９１ａ，９３ａ同士が干渉する。アンビル１０は、アーム１１の前後に遊びがある状態で軸支されているため、カム面９１ａ、９３ａ同士の干渉によってアンビル１０に軸方向の震動が発生する。また、連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。
そして、アンビル１０のトルクが高まっても、メインハンマー４０はボール５６によって後退が規制されるため、メインハンマー４０はアンビル１０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１０はスピンドル７と一体回転することになる。
【００３４】
（３）ドリルモード
次に、図１１に示すように、モード切替リング６４を第２位置から所定角度左回転させた第３位置では、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動するが、そのまま前側溝７０内に位置するため、ガイドホルダ６７が貫通孔６５の前端に位置する状態は変わらない。これにより、図１２にも示すように、切替リング５７は前進位置にあってボール５６も、小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定される。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制するドリルモードとなる。
【００３５】
このとき、連係プレート１０１の係合突起１０５は、凹部８７が左側へ移動することで再び段部８６に係止しているため、連係プレート１０１は後退位置にあって震動切替リング９７を後退させて第２カム９３の回転をフリーとする。また、接触子１０８は、両方のマイクロスイッチ１０６Ａ，１０６Ｂのプランジャ１０７Ａ，１０７Ｂを同時に押圧しているため、クラッチは作動しない。
一方、第１突条８８Ａは、スライドボタン３４から左側へ離れ、第２突条部８８Ｂも端部を受け突起８９よりも後方に位置させているため、図１２に示すようにスライドボタン３４の後退が可能となる。よって、高低何れのモードも選択できる。
【００３６】
従って、トリガー１６を操作してスピンドル７を回転させると、スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させる。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。なお、アンビル１０の回転に伴って第１カム９１が回転しても、これと対向する第２カム９３の回転はフリーであるため、アンビル１０に震動は発生しない。
そして、アンビル１０のトルクが高まっても、メインハンマー４０はボール５６によって後退が規制されるため、メインハンマー４０はアンビル１０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１０はスピンドル７と一体回転することになる。
【００３７】
（４）クラッチモード
次に、図１３に示すように、モード切替リング６４を第３位置から所定角度左回転させた第４位置では、ガイドホルダ６７も周方向で左回転方向へ移動するが、そのまま前側溝７０内に位置するため、図１４に示すように、ガイドホルダ６７が貫通孔６５の前端に位置する状態は変わらない。よって、切替リング５７は前進位置にあってボール５６も、小径部５８に押されてメインハンマー４０の嵌合溝５４に嵌合する連結位置に固定される。よって、メインハンマー４０とサブハンマー４２とを前後方向で連結してメインハンマー４０の後退を規制する。
このとき、連係プレート１０１の係合突起１０５は、第３位置と同様に段部８６に係止しているため、連係プレート１０１は後退位置にあって震動切替リング９７を後退させて第２カム９３の回転をフリーとする。但し、接触子１０８は、マイクロスイッチ１０６Ｂのプランジャ１０７Ｂのみを押圧しているため、クラッチモードとなる。
一方、第１、第２突条８８Ａ，８８Ｂはスライドボタン３４から左側へ離れているため、スライドボタン３４の前後何れへのスライド操作が可能となる。
【００３８】
従って、トリガー１６を操作してスピンドル７を回転させると、スピンドル７は、ボール４６を介してメインハンマー４０を回転させ、メインハンマー４０が係合するアンビル１０を回転させる。このとき連結ピン５３を介して回転方向に連結されるサブハンマー４２もメインハンマー４０と一体に回転する。なお、アンビル１０の回転に伴って第１カム９１が回転しても、これと対向する第２カム９３の回転はフリーであるため、アンビル１０に震動は発生しない。
そして、アンビル１０のトルクが高まってトルクセンサで検出されるトルク値が設定したトルク値に達すると、モータ４に制動がかけられてスピンドル７からアンビル１０へのトルク伝達が遮断されることになる。
【００３９】
なお、モード切替リング６４の外周面には、図２に示すように、各動作モードに対応する表示Ｍ１（インパクトモード）、Ｍ２（震動ドリルモード）、Ｍ３（ドリルモード）、Ｍ４（クラッチモード）がそれぞれ表記されており、各表示を本体ハウジング２の上面前端に表示された矢印１０９に合わせることで各動作モードが選択されるようになっている。
また、低速で使用していたドリルモードやクラッチモードから震動ドリルモード又はインパクトモードに切り替える場合は、上記動作と逆に、スライドボタン３４から離れていた第２突条８８Ｂが、連係スリーブ６３の右回転によって、後退位置にあるスライドボタン３４の受け突起８９に係合し、そのまま連係スリーブ６３の回転に連れて第２突条８８Ｂに沿って受け突起８９を相対的にスライドさせながらスライドボタン３４を前進位置に移動させることになる。よって、震動ドリルモード及びインパクトモードでは常に高速モードとなる。
【００４０】
このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、震動切替部材を、前進位置で第２カム９３に外嵌し、内周に設けた内突起９９を第２カム９３の外周に設けた突起９６に係止させて第２カム９３を回転規制する震動切替リング９７として、震動切替リング９７を前進位置へ付勢するコイルバネ１００を設ける一方、モード切替リング６４と震動切替リング９７との間に、震動切替リング９７の前面に外周側から係止して後端の係合突起１０５をモード切替リング６４に係合させ、モード切替リング６４の操作により、震動切替リング９７の前進位置への移動を許容する第１の位置と、震動切替リング９７を後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレート１０１を設けたことで、震動切替リング９７を含む震動機構９０全体を省スペースで構成できる。よって、工具全体のコンパクト化が可能となる。
【００４１】
特にここでは、本体ハウジング２内に、アンビル１０を軸支して震動機構９０を保持するインナーハウジング８を設けて、連係プレート１０１を、インナーハウジング８の外周に凹設した外溝３９内で前後移動可能に保持させたことで、連係プレート１０１をインナーハウジング８の外周から突出させずに配設でき、径方向でのコンパクト化も可能となる。
【００４２】
なお、上記形態では、震動切替リングを第２カムに外嵌した際の回転規制を、震動切替リングの内周に設けた内突起と第２カムに設けた突起との係止によって行っているが、この内突起と突起との数の変更は勿論、その形状も、例えば横断面が山形の突起を連続状に形成して互いに噛合させる等、適宜変更可能である。
また、連係プレートも、数の変更に加え、第２カムとの位置関係によっては中板部をなくして全体を直線板状とする等の設計変更が可能である。
【００４３】
さらに、遊星歯車減速機構や打撃機構等は上記構造に限定するものではなく、例えば変速機構がないものやインパクト／ドリルの切替が行えないもの等であっても本発明は適用可能である。従って、切替操作部材も、上記形態のような回転操作されるモード切替リングに限らず、震動機構付き電動工具の形態によっては、前後方向へのスライド操作によって連係プレートを前後移動させる構造も採用できる。
【符号の説明】
【００４４】
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、６・・遊星歯車減速機構、７・・スピンドル、８・・インナーハウジング、９・・打撃機構、１０・・アンビル、１１・・アーム、１２・・前ハウジング、１７・・ギヤハウジング、１９・・第１インターナルギヤ、２０・・第１キャリア、２１，２４・・遊星歯車、２２・・第２インターナルギヤ、２３・・第２キャリア、３１・・スライドリング、３４・・スライドボタン、４０・・メインハンマー、４１・・爪、４２・・サブハンマー、４３・・周壁、４７・・コイルバネ、４８・・ワッシャー、４９・・リング溝、５０，５６・・ボール、５７・・切替リング、５８・・小径部、５９・・大径部、６３・・連係スリーブ、６４・・モード切替リング、６５・・貫通孔、６７・・ガイドホルダ、６９・・ガイド溝、７３・・ガイドピン、８６・・段部、８７・・凹部、８８Ａ・・第１突条、８８Ｂ・・第２突条、８９・・受け突起、９０・・震動機構、９１・・第１カム、９３・・第２カム、９７・・震動切替リング、１０１・・連係プレート、１０５・・係合突起、１０６Ａ，１０６Ｂ・・マイクロスイッチ、１０８・・接触子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを収容したハウジングの前方に突出されて前記モータから回転伝達される最終出力軸と、その最終出力軸に軸方向への震動を付与する震動機構とを備え、前記震動機構が、前記最終出力軸へ一体に固着された第１カムと、その第１カムの後方で互いに係合し、前記最終出力軸へ回転可能に外装された第２カムと、その第２カムの後方に設けられ、前記第２カムに係止して回転規制する前進位置と前記第２カムから離間する後退位置との間で前後移動可能な震動切替部材とを含み、前記ハウジングに設けられた切替操作部材の操作により、前記震動切替部材を前後移動させる震動機構付き電動工具であって、
前記震動切替部材を、前記前進位置で前記第２カムに外嵌し、内周に設けた係止部を前記第２カムの外周に設けた被係止部に係止させて前記第２カムを回転規制するリング体として、前記震動切替部材を前記前進位置へ付勢する付勢手段を設ける一方、
前記切替操作部材と前記震動切替部材との間に、前記震動切替部材の前面に外周側から係止して後端を前記切替操作部材に係合させ、前記切替操作部材の操作により、前記震動切替部材の前記前進位置への移動を許容する第１の位置と、前記震動切替部材を前記後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレートを設けたことを特徴とする震動機構付き電動工具。
【請求項２】
前記ハウジング内に、前記最終出力軸を軸支して前記震動機構を保持するインナーハウジングを設けて、前記連係プレートを、前記インナーハウジングの外周に凹設した外溝内で前後移動可能に保持させたことを特徴とする請求項１に記載の震動機構付き電動工具。
【請求項１】
モータを収容したハウジングの前方に突出されて前記モータから回転伝達される最終出力軸と、その最終出力軸に軸方向への震動を付与する震動機構とを備え、前記震動機構が、前記最終出力軸へ一体に固着された第１カムと、その第１カムの後方で互いに係合し、前記最終出力軸へ回転可能に外装された第２カムと、その第２カムの後方に設けられ、前記第２カムに係止して回転規制する前進位置と前記第２カムから離間する後退位置との間で前後移動可能な震動切替部材とを含み、前記ハウジングに設けられた切替操作部材の操作により、前記震動切替部材を前後移動させる震動機構付き電動工具であって、
前記震動切替部材を、前記前進位置で前記第２カムに外嵌し、内周に設けた係止部を前記第２カムの外周に設けた被係止部に係止させて前記第２カムを回転規制するリング体として、前記震動切替部材を前記前進位置へ付勢する付勢手段を設ける一方、
前記切替操作部材と前記震動切替部材との間に、前記震動切替部材の前面に外周側から係止して後端を前記切替操作部材に係合させ、前記切替操作部材の操作により、前記震動切替部材の前記前進位置への移動を許容する第１の位置と、前記震動切替部材を前記後退位置へ移動させる第２の位置とに前後移動する連係プレートを設けたことを特徴とする震動機構付き電動工具。
【請求項２】
前記ハウジング内に、前記最終出力軸を軸支して前記震動機構を保持するインナーハウジングを設けて、前記連係プレートを、前記インナーハウジングの外周に凹設した外溝内で前後移動可能に保持させたことを特徴とする請求項１に記載の震動機構付き電動工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３５０９１（Ｐ２０１３−３５０９１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１８９９（Ｐ２０１１−１７１８９９）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
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