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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-04-09
(45)【発行日】2025-04-17
(54)【発明の名称】インパクト工具
(51)【国際特許分類】
B25B 21/02 20060101AFI20250410BHJP
【ＦＩ】
B25B21/02 G
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2021001036
(22)【出願日】2021-01-06
(65)【公開番号】P2022106194
(43)【公開日】2022-07-19
【審査請求日】2023-10-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000137292
【氏名又は名称】株式会社マキタ
(74)【代理人】
【識別番号】100078721
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
(74)【代理人】
【識別番号】100121142
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 恭一
(72)【発明者】
【氏名】川合 靖仁
【審査官】山内 康明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１２８８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８４０４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１２３０８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１７６５５９０（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５１９０５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３２６６８６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｂ ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータと、前記モータにより回転し、前方へ延びるスピンドルと、
前記スピンドルにより保持されるハンマと、
前記ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、を有し、
前記スピンドルは、減速部を有するキャリア部と、前記キャリア部の前方に配置されて前記ハンマを保持する軸部とに分割され、前記キャリア部と前記軸部との間には、前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達するカム機構が設けられて、
前記ハンマは、前記軸部との間に介在されたボールを介して保持されて、前記ボールが前記軸部の外周面に形成されたカム溝内で転動することで、前記ハンマは、前記アンビルと回転方向で係合する前進位置と、前記アンビルと回転方向で非係合となる後退位置との間を前後移動可能に設けられると共に、前記軸部に外装されたコイルバネにより前記前進位置へ付勢されており、
前記カム機構は、前記キャリア部の中心から前方へ突設されるカム突起と、前記軸部に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合され、後退位置で前記カム突起と係合して前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達し、前進位置で前記キャリア部と前記軸部とを相対回転させるカムと、前記カムを前記後退位置に付勢する付勢手段とを含むと共に、前記カム突起と前記カムとは、カム用ボールを介して係合して前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達するものであり、
前記カム機構は、前記アンビルへの前記回転方向の負荷の高まりによって前記ボールが前記カム溝の最後端に達する前記ハンマの後退位置でも前記ハンマの回転エネルギーが減衰されず、当該回転エネルギーが前記付勢手段による前記カムと前記カム突起との係合力を越えた際に、前記軸部を前記キャリア部に対して相対回転させるインパクト工具。
【請求項2】
前記カム突起の外周面には、前記カム用ボールを保持する後カム凹部が形成され、前記カムの後端には、前記カム用ボールが係合する前カム凹部が形成されている請求項１に記載のインパクト工具。
【請求項3】
前記カム用ボールと前記後カム凹部と前記前カム凹部とは、複数設けられる請求項２に記載のインパクト工具。
【請求項4】
前記カムは、結合用ボールを介して前記軸部に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合される請求項１乃至３の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項5】
前記軸部は、後端を開口する筒状に形成され、前記カムと前記付勢手段とは、前記軸部内に収容されている請求項１乃至４の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項6】
前記軸部内には、後部が前部よりも大径となるカム収容孔が形成され、前記カムは、前記カム収容孔の前部に挿入される小径部と、前記カム収容孔の後部に挿入される大径部とを有する２段径の軸体である請求項５に記載のインパクト工具。
【請求項7】
前記付勢手段は、前記小径部に外装される複数の皿バネである請求項６に記載のインパクト工具。
【請求項8】
前記軸部の後端は、前記カム突起を収容して前記キャリア部へ回転可能に結合されている請求項５乃至７の何れかに記載のインパクト工具。
【請求項9】
前記キャリア部の前面には、前記カム突起と同心円となるリング状の連結部が形成され、前記連結部の内側に前記軸部の後端が回転可能に連結される請求項８に記載のインパクト工具。
【請求項10】
前記連結部と前記軸部の後端とは、前記連結部及び前記軸部の周方向に配列された複数の連結用ボールを介して連結される請求項９に記載のインパクト工具。
【請求項11】
前記軸部には、前記コイルバネの後端を受けるフランジが形成されている請求項１乃至１０の何れかに記載のインパクト工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インパクトドライバ等のインパクト工具に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばインパクトドライバにおいては、特許文献１に開示されるように、後部にモータを、前部にモータの駆動によって回転打撃するアンビルを含む出力部を備える。出力部は、モータの回転によって回転するスピンドルと、スピンドルにボールを介してカム結合されるハンマとをさらに備える。ハンマは、スピンドルに外装されるコイルバネによって前進位置に付勢されて、前面に設けた爪が回転方向でアンビルのアームと係合可能となっている。
よって、モータが駆動してスピンドルが回転すると、ハンマを介してアンビルが回転し、アンビルに装着したビットによるネジ締めが可能となる。ネジ締めが進んでアンビルのトルクが高まると、ハンマが、ボールをスピンドルに設けたカム溝に沿って転動させながらコイルバネの付勢に抗して後退する。爪がアームから離れると、コイルバネの付勢とカム溝の案内とにより、ハンマは前進しながら回転して爪を再びアームに係合させ、アンビルに回転打撃力（インパクト）を発生させる。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。
よって、モータが駆動してスピンドルが回転すると、ハンマを介してアンビルが回転し、アンビルに装着したビットによるネジ締めが可能となる。ネジ締めが進んでアンビルのトルクが高まると、ハンマが、ボールをスピンドルに設けたカム溝に沿って転動させながらコイルバネの付勢に抗して後退する。爪がアームから離れると、コイルバネの付勢とカム溝の案内とにより、ハンマは前進しながら回転して爪を再びアームに係合させ、アンビルに回転打撃力（インパクト）を発生させる。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなインパクト工具において、高負荷でネジ締めを行うと、ハンマは、インパクトの反力により、ボールがカム溝の後端位置に位置するまで完全後退することがある。ハンマが完全後退しても、回転エネルギーによって回転し続けようとするため、ボールを介したスピンドルへの衝撃負荷が前段のプラネタリギヤ等の内部機構に加わる過負荷状態となる。よって、耐久性の低下を招くおそれがある。
【0005】
そこで、本発明は、衝撃負荷による耐久性の低下を効果的に抑制できるインパクト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、本発明は、モータと、
前記モータにより回転し、前方へ延びるスピンドルと、
前記スピンドルにより保持されるハンマと、
前記ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、を有し、
前記スピンドルは、減速部を有するキャリア部と、前記キャリア部の前方に配置されて前記ハンマを保持する軸部とに分割され、前記キャリア部と前記軸部との間には、前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達するカム機構が設けられて、
前記ハンマは、前記軸部との間に介在されたボールを介して保持されて、前記ボールが前記軸部の外周面に形成されたカム溝内で転動することで、前記ハンマは、前記アンビルと回転方向で係合する前進位置と、前記アンビルと回転方向で非係合となる後退位置との間を前後移動可能に設けられると共に、前記軸部に外装されたコイルバネにより前記前進位置へ付勢されており、
前記カム機構は、前記キャリア部の中心から前方へ突設されるカム突起と、前記軸部に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合され、後退位置で前記カム突起と係合して前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達し、前進位置で前記キャリア部と前記軸部とを相対回転させるカムと、前記カムを前記後退位置に付勢する付勢手段とを含むと共に、前記カム突起と前記カムとは、カム用ボールを介して係合して前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達するものであり、
前記カム機構は、前記アンビルへの前記回転方向の負荷の高まりによって前記ボールが前記カム溝の最後端に達する前記ハンマの後退位置でも前記ハンマの回転エネルギーが減衰されず、当該回転エネルギーが前記付勢手段による前記カムと前記カム突起との係合力を越えた際に、前記軸部を前記キャリア部に対して相対回転させることを特徴とする。
前記モータにより回転し、前方へ延びるスピンドルと、
前記スピンドルにより保持されるハンマと、
前記ハンマにより回転方向に打撃されるアンビルと、を有し、
前記スピンドルは、減速部を有するキャリア部と、前記キャリア部の前方に配置されて前記ハンマを保持する軸部とに分割され、前記キャリア部と前記軸部との間には、前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達するカム機構が設けられて、
前記ハンマは、前記軸部との間に介在されたボールを介して保持されて、前記ボールが前記軸部の外周面に形成されたカム溝内で転動することで、前記ハンマは、前記アンビルと回転方向で係合する前進位置と、前記アンビルと回転方向で非係合となる後退位置との間を前後移動可能に設けられると共に、前記軸部に外装されたコイルバネにより前記前進位置へ付勢されており、
前記カム機構は、前記キャリア部の中心から前方へ突設されるカム突起と、前記軸部に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合され、後退位置で前記カム突起と係合して前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達し、前進位置で前記キャリア部と前記軸部とを相対回転させるカムと、前記カムを前記後退位置に付勢する付勢手段とを含むと共に、前記カム突起と前記カムとは、カム用ボールを介して係合して前記キャリア部の回転を前記軸部に伝達するものであり、
前記カム機構は、前記アンビルへの前記回転方向の負荷の高まりによって前記ボールが前記カム溝の最後端に達する前記ハンマの後退位置でも前記ハンマの回転エネルギーが減衰されず、当該回転エネルギーが前記付勢手段による前記カムと前記カム突起との係合力を越えた際に、前記軸部を前記キャリア部に対して相対回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ボールがカム溝の最後端に達するハンマの後退位置でもハンマの回転エネルギーが減衰されない際にはキャリア部と軸部とが相対回転することで回転エネルギーを吸収できる。よって、衝撃負荷による耐久性の低下を効果的に抑制可能となる。
また、ハンマを付勢するコイルバネを弱くすることができるため、インパクトが最初に発生するタイミングを早くすることができる。よって、カムアウト（ビットの先端が浮き上がり、ねじ頭の外へ逃げてしまう現象）が起こりにくくなる。
また、ハンマを付勢するコイルバネを弱くすることができるため、インパクトが最初に発生するタイミングを早くすることができる。よって、カムアウト（ビットの先端が浮き上がり、ねじ頭の外へ逃げてしまう現象）が起こりにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【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は、インパクト工具の一例である充電式のインパクトドライバの側面図である。図２は、インパクトドライバの中央縦断面図である。
インパクトドライバ１は、本体部２とグリップ部３とを有する。本体部２は、中心軸を前後方向として形成されている。グリップ部３は、本体部２から下方へ突出する。インパクトドライバ１は、ハウジングとして、本体ハウジング４と、リヤカバー５と、ハンマケース６とを備えている。本体ハウジング４は、モータハウジング７と、グリップハウジング８と、バッテリ装着部９とを含んでいる。モータハウジング７は、筒状に形成されて本体部２の後側を形成する。グリップハウジング８は、グリップ部３を形成する。バッテリ装着部９には、電源となるバッテリパック１０が装着される。
図１は、インパクト工具の一例である充電式のインパクトドライバの側面図である。図２は、インパクトドライバの中央縦断面図である。
インパクトドライバ１は、本体部２とグリップ部３とを有する。本体部２は、中心軸を前後方向として形成されている。グリップ部３は、本体部２から下方へ突出する。インパクトドライバ１は、ハウジングとして、本体ハウジング４と、リヤカバー５と、ハンマケース６とを備えている。本体ハウジング４は、モータハウジング７と、グリップハウジング８と、バッテリ装着部９とを含んでいる。モータハウジング７は、筒状に形成されて本体部２の後側を形成する。グリップハウジング８は、グリップ部３を形成する。バッテリ装着部９には、電源となるバッテリパック１０が装着される。
【0010】
本体ハウジング４及びリヤカバー５は、樹脂製である。本体ハウジング４は、左右の半割ハウジング４ａ，４ｂに分割され、右側から複数のネジ１１，１１・・によって組み付けられる。リヤカバー５は、キャップ状で、後方から左右２本のネジによってモータハウジング７に組み付けられる。
ハンマケース６は、金属製で、モータハウジング７の前部に組み付けられて本体部２の前側を形成する。ハンマケース６の左右でモータハウジング７との間には、前方を照射する図示しないライトが設けられている。
ハンマケース６は、金属製で、モータハウジング７の前部に組み付けられて本体部２の前側を形成する。ハンマケース６の左右でモータハウジング７との間には、前方を照射する図示しないライトが設けられている。
【0011】
本体部２には、後方から、ブラシレスモータ１２、減速機構１３、スピンドル１４、打撃機構１５の順で設けられている。ブラシレスモータ１２は、モータハウジング７及びリヤカバー５内に収容される。減速機構１３、スピンドル１４、打撃機構１５は、ハンマケース６内に収容される。打撃機構１５には、アンビル１６が設けられる。アンビル１６の前端は、ハンマケース６から前方へ突出している。
グリップ部３の上部には、スイッチ１７が収容されている。スイッチ１７は、トリガ１８を前方へ突出させている。
ハンマケース６とスイッチ１７との間には、ブラシレスモータ１２の正逆切替レバー１９が設けられている。正逆切替レバー１９の前方には、切替スイッチ２０が設けられている。切替スイッチ２０は、ボタン部を前面に露出させた前向き姿勢で保持されている。ボタン部の押し操作の繰り返しにより、打撃力や登録した打撃モードが切り替わるようになっている。
グリップ部３の上部には、スイッチ１７が収容されている。スイッチ１７は、トリガ１８を前方へ突出させている。
ハンマケース６とスイッチ１７との間には、ブラシレスモータ１２の正逆切替レバー１９が設けられている。正逆切替レバー１９の前方には、切替スイッチ２０が設けられている。切替スイッチ２０は、ボタン部を前面に露出させた前向き姿勢で保持されている。ボタン部の押し操作の繰り返しにより、打撃力や登録した打撃モードが切り替わるようになっている。
【0012】
バッテリ装着部９内には、バッテリパック１０に内包される複数の電池セルと電気的に接続される端子台２１と、その上方に位置するコントローラ２２とが収容されている。コントローラ２２には、マイコンやスイッチング素子等を搭載した制御回路基板２３が設けられている。バッテリ装着部９の上面には、表示パネル２４が設けられている。表示パネル２４は、制御回路基板２３へ電気的に接続されて、ブラシレスモータ１２の回転数やバッテリパック１０の残量表示を行う。表示パネル２４では、ライトのＯＮ／ＯＦＦの切替等の操作も可能となっている。
【0013】
ブラシレスモータ１２は、ステータ２５とロータ２６とを有するインナロータ型である。ステータ２５は、ステータコア２７と、ステータコア２７の前後に位置するインシュレータ２８，２８と、複数のコイル２９，２９・・とを含む。コイル２９は、インシュレータ２８を介してステータコア２７に巻回される。
前側のインシュレータ２８には、センサ回路基板３０が設けられている。センサ回路基板３０は、ロータ２６のセンサ用永久磁石３４の位置を検出して回転検出信号を出力する３つの回転検出素子（図示略）を搭載している。
ロータ２６は、回転軸３１と、筒状のロータコア３２と、永久磁石３３と、センサ用永久磁石３４とを有する。回転軸３１は、ロータ２６の軸心に位置して前後方向に延びる。永久磁石３３は、ロータコア３２の外側に配置される筒状である。センサ用永久磁石３４は、ロータコア３２の前側に配置される。
前側のインシュレータ２８には、センサ回路基板３０が設けられている。センサ回路基板３０は、ロータ２６のセンサ用永久磁石３４の位置を検出して回転検出信号を出力する３つの回転検出素子（図示略）を搭載している。
ロータ２６は、回転軸３１と、筒状のロータコア３２と、永久磁石３３と、センサ用永久磁石３４とを有する。回転軸３１は、ロータ２６の軸心に位置して前後方向に延びる。永久磁石３３は、ロータコア３２の外側に配置される筒状である。センサ用永久磁石３４は、ロータコア３２の前側に配置される。
【0014】
リヤカバー５の後側内面の中央部には、軸受３５が保持されている。軸受３５は、回転軸３１の後端を軸支している。軸受３５の前方で回転軸３１には、モータ冷却用のファン３６が取り付けられている。ファン３６の外側でリヤカバー５の周面には、複数の排気口３７，３７・・が形成されている。排気口３７の前方でモータハウジング７の左右の側面には、複数の吸気口３８，３８・・が形成されている。
【0015】
ブラシレスモータ１２の前方でモータハウジング７内には、ベアリングボックス４０が保持されている。ベアリングボックス４０は、中央部を後側に突出させた段差形状を有する円盤状となっている。モータハウジング７の内面には、ベアリングボックス４０に係止する係止リブ４１が設けられている。
ベアリングボックス４０は、中心に回転軸３１を貫通させて、後側で保持した軸受４２で回転軸３１を支持している。回転軸３１の前端には、ピニオン４３が取り付けられている。
図３にも示すように、ベアリングボックス４０の外周には、前方へ延びるリング状の内壁部４４が形成されている。内壁部４４の外周面には、ネジ部が形成され、ハンマケース６の後端内周には、雌ネジ部が形成されている。内壁部４４は、ハンマケース６にねじ込み結合される。ハンマケース６の下面には、突起４５が形成されている。突起４５は、左右の半割ハウジング４ａ，４ｂに挟持される。よって、ハンマケース６は、モータハウジング７内で回り止めされる。また、ハンマケース６は、ベアリングボックス４０に係止する係止リブ４１によって前後方向に位置決めされる。
ベアリングボックス４０は、中心に回転軸３１を貫通させて、後側で保持した軸受４２で回転軸３１を支持している。回転軸３１の前端には、ピニオン４３が取り付けられている。
図３にも示すように、ベアリングボックス４０の外周には、前方へ延びるリング状の内壁部４４が形成されている。内壁部４４の外周面には、ネジ部が形成され、ハンマケース６の後端内周には、雌ネジ部が形成されている。内壁部４４は、ハンマケース６にねじ込み結合される。ハンマケース６の下面には、突起４５が形成されている。突起４５は、左右の半割ハウジング４ａ，４ｂに挟持される。よって、ハンマケース６は、モータハウジング７内で回り止めされる。また、ハンマケース６は、ベアリングボックス４０に係止する係止リブ４１によって前後方向に位置決めされる。
【0016】
内壁部４４内には、減速機構１３を形成するインターナルギヤ４６が保持されている。インターナルギヤ４６は、図４にも示すように、外周面に、前方へ突出する複数の凸部４７，４７・・を有する。各凸部４７は、内壁部４４とハンマケース６との間に挟持される。ハンマケース６の内周面には、各凸部４７が嵌合する複数の凹部４８，４８・・を有する。インターナルギヤ４６は、図５に示すように、凸部４７と凹部４８との係合によって回転規制されている。内壁部４４の内側には、インターナルギヤ４６の後端を受けるＯリング４９が設けられている。
ハンマケース６は、前方へ向けて先細りのテーパ形状となる筒状体である。ハンマケース６の前端には、アンビル１６を支持する軸受５０が設けられている。軸受５０の後方でアンビル１６には、一対のアーム５１，５１が設けられている。アーム５１，５１の前側でハンマケース６の内壁面には、アーム５１，５１を受ける受けリング５２が設けられている。
ハンマケース６は、前方へ向けて先細りのテーパ形状となる筒状体である。ハンマケース６の前端には、アンビル１６を支持する軸受５０が設けられている。軸受５０の後方でアンビル１６には、一対のアーム５１，５１が設けられている。アーム５１，５１の前側でハンマケース６の内壁面には、アーム５１，５１を受ける受けリング５２が設けられている。
【0017】
スピンドル１４は、前側の軸部５５と後側のキャリア部５６とに分割されている。キャリア部５６は、中空で円盤状を有する。キャリア部５６の中心には、後方へ開口する筒部５７が形成されている。筒部５７は、軸受５８を介してベアリングボックス４０に保持される。回転軸３１のピニオン４３は、筒部５７内に突出している。キャリア部５６は、インターナルギヤ４６の内歯に噛み合う３つのプラネタリギヤ５９，５９・・を備えている。各プラネタリギヤ５９は、ピン６０によって回転可能に支持されている。各プラネタリギヤ５９は、ピニオン４３と噛合して減速機構１３を形成している。
【0018】
キャリア部５６の前面中心には、カム突起６１が前向きに突設されている。カム突起６１は、軸部５５の後部内に突出している。カム突起６１の周面には、図６にも示すように、３つの後カム凹部６２，６２・・が形成されている。各後カム凹部６２は、カム突起６１を前端から後方へ向けて切り欠いた形状となっている。各後カム凹部６２は、カム突起６１の周方向に延びる内面及び底面を有して、カム突起６１の周方向へ等間隔に配置されている。後カム凹部６２，６２・・に、３つのカム用ボール６３，６３・・が収容されている。各カム用ボール６３は、後述するカム７５の拡開部７７によってカム突起６１の径方向外側への移動が規制されて、後カム凹部６２内で周方向へ転動可能となっている。
キャリア部５６の前面でカム突起６１の周囲には、連結部６４が形成されている。連結部６４は、カム突起６１と同心で前方へ突設されるリング状の突起である。連結部６４の内周面には、外凹部６５が全周に亘って形成されている。
キャリア部５６の前面でカム突起６１の周囲には、連結部６４が形成されている。連結部６４は、カム突起６１と同心で前方へ突設されるリング状の突起である。連結部６４の内周面には、外凹部６５が全周に亘って形成されている。
【0019】
軸部５５は、キャリア部５６の連結部６４の内径よりも小さい外径を有する筒状である。軸部５５の後端は、カム突起６１と連結部６４との間に配置される。軸部５５の後端外周面には、連結部６４の外凹部６５と対向する内凹部６６が全周に亘って形成されている。外凹部６５と内凹部６６との間には、図５にも示すように、複数の連結用ボール６７，６７・・が両者に跨がって嵌合している。よって、軸部５５は、キャリア部５６に対して抜け止めされ、且つ同軸で回転可能に連結される。
軸部５５は、後方へ開口するカム収容孔６８を有する。カム収容孔６８は、前側が小径孔６９、後側が大径孔７０となる二段径を有する。内凹部６６の前方で軸部５５には、連結部６４よりも大径のフランジ７１が形成されている。
軸部５５は、後方へ開口するカム収容孔６８を有する。カム収容孔６８は、前側が小径孔６９、後側が大径孔７０となる二段径を有する。内凹部６６の前方で軸部５５には、連結部６４よりも大径のフランジ７１が形成されている。
【0020】
カム収容孔６８には、カム７５が収容されている。カム７５は、前軸部７６と拡開部７７，７７・・とを有する。前軸部７６は、小径孔６９に挿入される。拡開部７７，７７・・は、周方向に３つ設けられて大径孔７０に挿入される。前軸部７６の外周面には、図７にも示すように、３つの内溝７８，７８・・が設けられている。各内溝７８は、前軸部７６の周方向へ等間隔に配置されて、前後方向に延びている。内溝７８と対向する小径孔６９の内周面には、３つの外溝７９，７９・・が設けられている。各外溝７９は、小径孔６９の後端から前方に延びている。内溝７８と外溝７９との間には、３つの結合用ボール８０，８０・・が両者に跨がって嵌合している。結合用ボール８０により、カム７５は軸部５５と回転方向で一体に結合される。但し、カム７５は、両溝７８，７９を結合用ボール８０が前後に転動する範囲で軸部５５に対して前後方向へ相対移動可能となる。
拡開部７７，７７・・の後端には、３つの前カム凹部８１，８１・・が形成されている。各前カム凹部８１は、前方へ凹む円弧状に形成されている。前カム凹部８１は、後カム凹部６２に収容されたカム用ボール６３に前方から嵌合している。
前軸部７６には、複数の皿バネ８２，８２・・が外装されている。皿バネ８２は、大径孔７０の前側の内底面と拡開部７７の前面との間に配置されて、カム７５を後方へ付勢している。よって、皿バネ８２の付勢力により、各前カム凹部８１にはカム用ボール６３が係合する。これにより、カム突起６１の回転はカム７５に伝達される。
拡開部７７，７７・・の後端には、３つの前カム凹部８１，８１・・が形成されている。各前カム凹部８１は、前方へ凹む円弧状に形成されている。前カム凹部８１は、後カム凹部６２に収容されたカム用ボール６３に前方から嵌合している。
前軸部７６には、複数の皿バネ８２，８２・・が外装されている。皿バネ８２は、大径孔７０の前側の内底面と拡開部７７の前面との間に配置されて、カム７５を後方へ付勢している。よって、皿バネ８２の付勢力により、各前カム凹部８１にはカム用ボール６３が係合する。これにより、カム突起６１の回転はカム７５に伝達される。
【0021】
軸部５５には、ハンマ８５が外装されている。ハンマ８５は、前面に一対の爪８６，８６を有する。ハンマ８５の内周面には、一対の外カム溝８７，８７が形成されている。外カム溝８７は、ハンマ８５の軸線を中心とした点対称位置に配置されて、前端から後方へ延びる。軸部５５の外周面には、一対の内カム溝８８，８８が形成されている。内カム溝８８は、軸部５５の軸線を中心とした点対称位置に配置されて、尖端が前側となるＶ字形状となっている。外カム溝８７と内カム溝８８との間には、両溝に跨がって２つのボール８９，８９が嵌合している。このボール８９，８９により、ハンマ８５と軸部５５とは回転方向で結合される。
【0022】
ハンマ８５の後面には、リング状の溝９０が形成されている。溝９０の底部には、複数のバネ用ボール９１，９１・・が収容されている。バネ用ボール９１の後方には、ワッシャー９２が配置されている。
軸部５５には、コイルバネ９３が外装されている。コイルバネ９３は、後方へ向かうに従って縮径するテーパ形状で、後端が軸部５５のフランジ７１に当接し、前端が溝９０内でワッシャー９２に当接している。溝９０の内側の周面を形成するハンマ８５の中央筒部９４は、コイルバネ９３と同様に、後方へ向かうに従って縮径するテーパ形状となっている。中央筒部９４は、溝９０の外側の周面を形成するハンマ８５の外径側よりも後方へ突出している。
軸部５５には、コイルバネ９３が外装されている。コイルバネ９３は、後方へ向かうに従って縮径するテーパ形状で、後端が軸部５５のフランジ７１に当接し、前端が溝９０内でワッシャー９２に当接している。溝９０の内側の周面を形成するハンマ８５の中央筒部９４は、コイルバネ９３と同様に、後方へ向かうに従って縮径するテーパ形状となっている。中央筒部９４は、溝９０の外側の周面を形成するハンマ８５の外径側よりも後方へ突出している。
【0023】
よって、ハンマ８５は、コイルバネ９３により、図８に示す前進位置に付勢される。この前進位置では、ボール８９，８９が外カム溝８７，８７の後端と内カム溝８８，８８の尖端とに位置している。
軸部５５の前端中心には、嵌合凹部９５が形成されている。アンビル１６の後面中心には、嵌合凹部９５に嵌合する嵌合凸部９６が形成されている。軸部５５の軸心には、嵌合凹部９５とカム収容孔６８とを連通させる連通孔９７が形成されている。連通孔９７の前端には、嵌合凸部９６の後端を受ける受けボール９８が嵌合している。
軸部５５には、前グリス供給孔９９と後グリス供給孔１００とが形成されている。前グリス供給孔９９は、内カム溝８８，８８の間で連通孔９７と連通して軸部５５の外周面に開口する。後グリス供給孔１００は、カム収容孔６８の小径孔６９及び外溝７９と連通して軸部５５の外周面に開口する。前グリス供給孔９９と後グリス供給孔１００とは、前方から見て互いに直交している。
軸部５５の前端中心には、嵌合凹部９５が形成されている。アンビル１６の後面中心には、嵌合凹部９５に嵌合する嵌合凸部９６が形成されている。軸部５５の軸心には、嵌合凹部９５とカム収容孔６８とを連通させる連通孔９７が形成されている。連通孔９７の前端には、嵌合凸部９６の後端を受ける受けボール９８が嵌合している。
軸部５５には、前グリス供給孔９９と後グリス供給孔１００とが形成されている。前グリス供給孔９９は、内カム溝８８，８８の間で連通孔９７と連通して軸部５５の外周面に開口する。後グリス供給孔１００は、カム収容孔６８の小径孔６９及び外溝７９と連通して軸部５５の外周面に開口する。前グリス供給孔９９と後グリス供給孔１００とは、前方から見て互いに直交している。
【0024】
以上の如く構成されたインパクトドライバ１では、アンビル１６に図示しないビットを装着した後、トリガ１８を押し込んでスイッチ１７をＯＮさせる。すると、ブラシレスモータ１２に給電されて回転軸３１が回転する。具体的には、制御回路基板２３のマイコンが、センサ回路基板３０の回転検出素子から出力される回転検出信号（ロータ２６のセンサ用永久磁石３４の位置を示す回転検出信号）を得てロータ２６の回転状態を取得する。そして、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ステータ２５の各コイル２９に対し順番に電流を流すことでロータ２６を回転させる。
【0025】
回転軸３１が回転すると、ピニオン４３と噛合するプラネタリギヤ５９がインターナルギヤ４６内で公転運動する。よって、キャリア部５６が減速して回転する。キャリア部５６と一体のカム突起６１の回転は、図６に二点鎖線で示すように、後カム凹部６２の周方向の端部に転動したカム用ボール６３を介してカム７５に伝わる。カム７５の回転は、結合用ボール８０，８０・・を介して軸部５５に伝わる。すると、ハンマ８５は、ボール８９，８９を介して軸部５５と共に回転し、爪８６，８６が係合するアーム５１，５１を介してアンビル１６を回転させる。よって、ビットによるネジ締めが可能となる。
ネジ締めが進んでアンビル１６のトルクが高まると、ハンマ８５が、ボール８９，８９を軸部５５の内カム溝８８，８８に沿って転動させながらコイルバネ９３の付勢に抗して後退する。そして、爪８６，８６がアーム５１，５１から離れると、ハンマ８５は、コイルバネ９３の付勢と内カム溝８８，８８の案内とにより、前進しながら回転して爪８６，８６を再びアーム５１，５１に係合させる。よって、アンビル１６に回転打撃力（インパクト）が発生する。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。
ネジ締めが進んでアンビル１６のトルクが高まると、ハンマ８５が、ボール８９，８９を軸部５５の内カム溝８８，８８に沿って転動させながらコイルバネ９３の付勢に抗して後退する。そして、爪８６，８６がアーム５１，５１から離れると、ハンマ８５は、コイルバネ９３の付勢と内カム溝８８，８８の案内とにより、前進しながら回転して爪８６，８６を再びアーム５１，５１に係合させる。よって、アンビル１６に回転打撃力（インパクト）が発生する。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。
【0026】
そして、高負荷状態でネジ締めが行われると、ハンマ８５が後退する際、図９に示すように、ボール８９，８９が内カム溝８８，８８の後端まで転動する場合がある（ハンマ８５の完全後退状態）。このときハンマ８５の中央筒部９４の後端は、軸部５５のフランジ７１に当接しない。
こうしてハンマ８５が完全後退しても回転エネルギーが減衰されない場合、ハンマ８５及び軸部５５とがさらに回転し続けようとする。このため、軸部５５の回転エネルギーが、皿バネ８２によるカム７５とカム突起６１との係合力を越えることになる。すると、図１０に示すように、軸部５５と回転方向で一体のカム７５が、前カム凹部８１の周方向の端部側へカム用ボール６３を相対的に転動させて、皿バネ８２を圧縮変形させて付勢に抗して回転しながら前進する。このカム７５の前進と皿バネ８２の圧縮変形とにより、カム突起６１と軸部５５との位相がずれて回転エネルギーが減衰される。よって、ハンマ８５が完全後退してもキャリア部５６に衝撃荷重は伝わらない。
なお、完全後退したハンマ８５がコイルバネ９３の付勢により前進を開始すると、皿バネ８２の付勢により、カム７５は後退して前カム凹部８１の周方向の中央にカム用ボール６３を相対的に転動させる。よって、カム突起６１と軸部５５との位相のずれが解消される。
こうしてハンマ８５が完全後退しても回転エネルギーが減衰されない場合、ハンマ８５及び軸部５５とがさらに回転し続けようとする。このため、軸部５５の回転エネルギーが、皿バネ８２によるカム７５とカム突起６１との係合力を越えることになる。すると、図１０に示すように、軸部５５と回転方向で一体のカム７５が、前カム凹部８１の周方向の端部側へカム用ボール６３を相対的に転動させて、皿バネ８２を圧縮変形させて付勢に抗して回転しながら前進する。このカム７５の前進と皿バネ８２の圧縮変形とにより、カム突起６１と軸部５５との位相がずれて回転エネルギーが減衰される。よって、ハンマ８５が完全後退してもキャリア部５６に衝撃荷重は伝わらない。
なお、完全後退したハンマ８５がコイルバネ９３の付勢により前進を開始すると、皿バネ８２の付勢により、カム７５は後退して前カム凹部８１の周方向の中央にカム用ボール６３を相対的に転動させる。よって、カム突起６１と軸部５５との位相のずれが解消される。
【0027】
上記形態のインパクトドライバ１は、ブラシレスモータ１２（モータ）と、ブラシレスモータ１２により回転し、プラネタリギヤ５９（減速部）を有するキャリア部５６と、キャリア部５６の回転が伝達され、且つ過負荷時にはキャリア部５６に対して相対回転可能な軸部５５とを含む。また、インパクトドライバ１は、軸部５５により保持されるハンマ８５と、ハンマ８５により回転方向に打撃されるアンビル１６とを有する。
この構成により、過負荷時にはキャリア部５６と軸部５５とが相対回転することで回転エネルギーを吸収できる。よって、衝撃負荷による耐久性の低下を効果的に抑制可能となる。また、ハンマ８５を付勢するコイルバネ９３を弱くすることができる。よって、ネジ締めが進んで最初にインパクトが発生するタイミングが早くなり、カムアウトが起こりにくくなる。
この構成により、過負荷時にはキャリア部５６と軸部５５とが相対回転することで回転エネルギーを吸収できる。よって、衝撃負荷による耐久性の低下を効果的に抑制可能となる。また、ハンマ８５を付勢するコイルバネ９３を弱くすることができる。よって、ネジ締めが進んで最初にインパクトが発生するタイミングが早くなり、カムアウトが起こりにくくなる。
【0028】
軸部５５は、前方へ延び、ハンマ８５は、軸部５５との間に介在されたボール８９を介して保持される。また、ハンマ８５は、ボール８９が軸部５５の外周面に形成された内カム溝８８（カム溝）内で転動することで、アンビル１６と回転方向で係合する前進位置と、アンビル１６と回転方向で非係合となる後退位置との間を前後移動可能に設けられる。また、ハンマ８５は、軸部５５に外装されたコイルバネ９３により前進位置へ付勢されている。そして、ボール８９が内カム溝８８の最後端に達するハンマ８５の後退位置で過負荷が発生した際に、軸部５５がキャリア部５６に対して相対回転する。
よって、スピンドル１４を軸部５５とキャリア部５６との分割構造とすることで、過負荷時の相対回転を実現可能となる。
よって、スピンドル１４を軸部５５とキャリア部５６との分割構造とすることで、過負荷時の相対回転を実現可能となる。
【0029】
キャリア部５６と軸部５５との間に、キャリア部５６の回転を軸部５５に伝達し、軸部５５への過負荷時にはキャリア部５６と軸部５５とを相対回転させるカム機構（カム突起６１、カム７５、皿バネ８２）が設けられている。
よって、キャリア部５６と軸部５５とをカム機構を用いて容易に相対回転させることができる。
カム機構を、キャリア部５６の中心から前方へ突設されるカム突起６１と、軸部５５に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合され、後退位置でカム突起６１と係合してキャリア部５６の回転を軸部５５に伝達し、前進位置でキャリア部５６と軸部５５とを相対回転させるカム７５と、カム７５を後退位置に付勢する皿バネ８２（付勢手段）とを含む構成としている。
よって、ハンマ８５が完全後退した際の衝撃荷重を皿バネ８２の変形に変換して回転エネルギーを効果的に減衰させることができる。
よって、キャリア部５６と軸部５５とをカム機構を用いて容易に相対回転させることができる。
カム機構を、キャリア部５６の中心から前方へ突設されるカム突起６１と、軸部５５に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合され、後退位置でカム突起６１と係合してキャリア部５６の回転を軸部５５に伝達し、前進位置でキャリア部５６と軸部５５とを相対回転させるカム７５と、カム７５を後退位置に付勢する皿バネ８２（付勢手段）とを含む構成としている。
よって、ハンマ８５が完全後退した際の衝撃荷重を皿バネ８２の変形に変換して回転エネルギーを効果的に減衰させることができる。
【0030】
カム突起６１とカム７５とは、カム用ボール６３を介して係合してキャリア部５６の回転を軸部５５に伝達する。よって、キャリア部５６の回転がスムーズにカム７５へと伝達可能となる。
カム突起６１の外周面には、カム用ボール６３を保持する後カム凹部６２が形成され、カム７５の後端には、カム用ボール６３が係合する前カム凹部８１が形成されている。よって、カム突起６１からカム７５への回転伝達とカム７５の前進による皿バネ８２の変形とを容易に実現することができる。
カム用ボール６３と後カム凹部６２と前カム凹部８１とは、３つ設けられる。よって、カム突起６１からカム７５への回転伝達とカム７５の前進による皿バネ８２の変形とをバランス良く実現することができる。
カム突起６１の外周面には、カム用ボール６３を保持する後カム凹部６２が形成され、カム７５の後端には、カム用ボール６３が係合する前カム凹部８１が形成されている。よって、カム突起６１からカム７５への回転伝達とカム７５の前進による皿バネ８２の変形とを容易に実現することができる。
カム用ボール６３と後カム凹部６２と前カム凹部８１とは、３つ設けられる。よって、カム突起６１からカム７５への回転伝達とカム７５の前進による皿バネ８２の変形とをバランス良く実現することができる。
【0031】
カム７５は、結合用ボール８０を介して軸部５５に対して一体回転可能且つ前後移動可能に結合される。よって、カム７５から軸部５５への回転伝達と相対回転との切換を確実に行うことができる。
軸部５５は、後端を開口する筒状に形成され、カム７５と皿バネ８２とは、軸部５５内に収容されている。よって、軸部５５を利用してカム機構を省スペースで設置可能となる。
軸部５５内には、後部が前部よりも大径となるカム収容孔６８が形成され、カム７５は、カム収容孔６８の前部に挿入される前軸部７６（小径部）と、カム収容孔６８の後部に挿入される拡開部７７（大径部）とを有する２段径の軸体となっている。
付勢手段は、前軸部７６に外装される複数の皿バネ８２となっている。よって、付勢手段を軸部５５内で省スペースで形成できる。
軸部５５は、後端を開口する筒状に形成され、カム７５と皿バネ８２とは、軸部５５内に収容されている。よって、軸部５５を利用してカム機構を省スペースで設置可能となる。
軸部５５内には、後部が前部よりも大径となるカム収容孔６８が形成され、カム７５は、カム収容孔６８の前部に挿入される前軸部７６（小径部）と、カム収容孔６８の後部に挿入される拡開部７７（大径部）とを有する２段径の軸体となっている。
付勢手段は、前軸部７６に外装される複数の皿バネ８２となっている。よって、付勢手段を軸部５５内で省スペースで形成できる。
【0032】
軸部５５の後端は、カム突起６１を収容してキャリア部５６へ回転可能に結合されている。よって、スピンドル１４を分割しても軸部５５とキャリア部５６とをコンパクトに一体化できる。
キャリア部５６の前面には、カム突起６１と同心円となるリング状の連結部６４が形成され、連結部６４の内側に軸部５５の後端が回転可能に連結される。よって、連結部６４を利用して軸部５５の連結が容易に行える。
連結部６４と軸部５５の後端とは、連結部６４及び軸部５５の周方向に配列された複数の連結用ボール６７を介して連結される。よって、相対回転を許容した軸部５５とキャリア部５６との連結が確実に行える。
軸部５５には、コイルバネ９３の後端を受けるフランジ７１が形成されている。よって、コイルバネ９３を軸部５５と一体に回転させることができる。
キャリア部５６の前面には、カム突起６１と同心円となるリング状の連結部６４が形成され、連結部６４の内側に軸部５５の後端が回転可能に連結される。よって、連結部６４を利用して軸部５５の連結が容易に行える。
連結部６４と軸部５５の後端とは、連結部６４及び軸部５５の周方向に配列された複数の連結用ボール６７を介して連結される。よって、相対回転を許容した軸部５５とキャリア部５６との連結が確実に行える。
軸部５５には、コイルバネ９３の後端を受けるフランジ７１が形成されている。よって、コイルバネ９３を軸部５５と一体に回転させることができる。
【0033】
以下、変更例について説明する。
上記形態では、キャリア部にカム突起を、カムに、カム突起に被さる拡開部を設けているが、これと逆に、カムの後部にカム突起を、キャリア部の前面に、カム突起に被さる拡開部を設けてもよい。前後のカム凹部とボールとの数も増減可能である。
カムを付勢する皿バネの数は適宜変更可能である。付勢手段としては皿バネ以外にコイルバネ等も採用できる。
軸部とカムとを結合する内外溝及びボールの数は増減可能である。ボールを用いず、キー結合やスプライン結合を採用してもよい。
減速機構のプラネタリギヤの数も増減可能である。
モータはブラシレスに限らない。電源もバッテリパックに限らず、商用電源であってもよい。
本発明は、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等の他のインパクト工具にも適用できる。
上記形態では、キャリア部にカム突起を、カムに、カム突起に被さる拡開部を設けているが、これと逆に、カムの後部にカム突起を、キャリア部の前面に、カム突起に被さる拡開部を設けてもよい。前後のカム凹部とボールとの数も増減可能である。
カムを付勢する皿バネの数は適宜変更可能である。付勢手段としては皿バネ以外にコイルバネ等も採用できる。
軸部とカムとを結合する内外溝及びボールの数は増減可能である。ボールを用いず、キー結合やスプライン結合を採用してもよい。
減速機構のプラネタリギヤの数も増減可能である。
モータはブラシレスに限らない。電源もバッテリパックに限らず、商用電源であってもよい。
本発明は、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等の他のインパクト工具にも適用できる。
【符号の説明】
【0034】
１・・インパクトドライバ、２・・本体部、３・・グリップ部、４・・本体ハウジング、６・・ハンマケース、１２・・ブラシレスモータ、１３・・減速機構、１４・・スピンドル、１５・・打撃機構、１６・・アンビル、２２・・コントローラ、３１・・回転軸、４３・・ピニオン、５５・・軸部、５６・・キャリア部、５９・・プラネタリギヤ、６１・・カム突起、６２・・後カム凹部、６３・・カム用ボール、６４・・連結部、６７・・連結用ボール、６８・・カム収容孔、７１・・フランジ、７５・・カム、７６・・前軸部、７７・・拡開部、８１・・前カム凹部、８２・・皿バネ、８５・・ハンマ、８９・・ボール、９３・・コイルバネ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】