JP2018108617A - 作業工具 - Google Patents

Abstract

【課題】工具ビットが抜けにくい構造の作業工具を提供する。【解決手段】作業工具１は、工具ビット３０を着脱可能に装着するビット装着穴１１を有するアンビル１０と、ビット装着穴１１の内周面とアンビル１０の外周面との間を貫く貫通長穴１２と、貫通長穴１２と係合し、貫通長穴１２の長手方向に沿って移動可能な金属球１７と、アンビル１０の外周面と対向する内周面を有し、当該内周面に金属球１７と係合するカム溝２１を有する補助部材２０と、を備える。ビット装着穴１１に工具ビット３０を挿入していくと、金属球１７が工具ビット３０に押されて奥側に移動するのに伴い、補助部材２０が回転し、金属球１７がカム溝２１の奥端部２１ａまで移動し、金属球１７がビット装着穴１１の外方に退避可能となる。【選択図】図１１

Description

本発明は、工具ビットにより例えばネジ締め作業や穴開け作業等を行う作業工具に関する。

下記特許文献１は、インパクトドライバにおける工具ビット（先端工具）の保持構造を開示する。この保持構造では、工具ビットを保持部材（アンビル）の穴に挿入するだけのワンタッチで工具ビットの装着が可能である。

特開２００９−２４８２１０号公報

工具ビットは、挿入が簡単であることに加え、作業中の振動により不用意に抜けないことが重要である。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、工具ビットが抜けにくい構造の作業工具を提供することにある。

本発明のある態様は、作業工具である。この作業工具は、
工具ビットを着脱可能に装着するビット装着穴を有するビット保持部材と、
前記ビット装着穴の内周面と前記ビット保持部材の外周面との間を貫く貫通長穴と、
前記貫通長穴と係合し、前記貫通長穴の長手方向に沿って移動可能な係合部材と、
前記ビット保持部材の外周面と対向する内周面を有し、当該内周面に前記係合部材と係合するカム溝を有する筒状の補助部材と、を備え、
前記ビット装着穴に工具ビットを挿入していくと、前記係合部材が前記工具ビットに押されて前記貫通長穴に沿ってビット挿入方向奥側に移動するのに伴い、前記補助部材が回転し、前記係合部材が前記カム溝の奥側の端部まで移動し、前記係合部材が前記ビット装着穴の外方に退避可能となることを特徴とする。

前記貫通長穴の長手方向と前記カム溝の延出方向は、互いに非平行であって、少なくともいずれかが螺旋状であり、
前記カム溝は、ビット挿入方向の奥側の端部が深くなっていてもよい。

前記係合部材が前記カム溝の手前側の端部に向けて移動するように前記補助部材を回転方向に付勢する付勢手段を備えてもよい。

前記補助部材をビット挿入方向の奥側に向けて付勢する付勢手段を備えてもよい。

前記係合部材が前記カム溝の手前側の端部に向けて移動するように前記補助部材を回転方向に付勢すると共に、前記補助部材をビット挿入方向の奥側に向けて付勢する、単一のコイルバネからなる付勢手段を備えてもよい。

前記付勢手段のビット挿入方向の手前側の端部を支持するバネ受け部材を備え、
前記付勢手段のビット挿入方向の奥側の端部は、前記補助部材に支持されてもよい。

前記バネ受け部材は、前記ビット保持部材に対する回転が規制されてもよい。

前記貫通長穴の長手方向はビット挿入方向と平行であり、前記カム溝は螺旋状に延びてもよい。

前記カム溝は、ビット挿入方向の奥側の端部が深くなっている以外は、一定の深さであってもよい。

前記補助部材と共にビット挿入方向と平行に移動可能であり、前記係合部材による工具ビットの抜け方向への移動規制の有効、無効を切替可能な筒状の操作部材を備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、工具ビットが抜けにくい構造の作業工具を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る作業工具１の側断面図。 作業工具１の工具ビット保持機構の分解側断面図。 工具ビット保持機構の正断面図（図９のＣ−Ｃ断面図）。 図２のアンビル１０と金属球１７との係合状態を示す正断面図。 図２の補助部材２０の正面図。 補助部材２０の展開図であり、内周面側から見た展開図。 図６のＡ矢視図。 図６のＢ−Ｂ断面図。 工具ビット保持機構の側断面図。 図９の状態における補助部材２０の展開図であり、金属球１７と共に内周面側から見た展開図。 工具ビット３０の挿入過程における工具ビット保持機構の側断面図（その１）。 図１１の状態における補助部材２０の展開図であり、金属球１７と共に内周面側から見た展開図。 工具ビット３０の挿入過程における工具ビット保持機構の側断面図（その２）。 図１３の状態における補助部材２０の展開図であり、金属球１７と共に内周面側から見た展開図。 工具ビット３０を挿入した状態における工具ビット保持機構の側断面図。 図１５の状態における補助部材２０の展開図であり、金属球１７と共に内周面側から見た展開図。 工具ビット３０を挿入し且つ操作部材１５を手前に引いた状態における工具ビット保持機構の側断面図。 図１７の状態における補助部材２０の展開図であり、金属球１７と共に内周面側から見た展開図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る作業工具１の側断面図である。図１により、上下、前後の各方向を定義する。作業工具１は、インパクトドライバであり、工具ビット保持機構に特徴を有し、他の部分は従来と同様である。まず、工具ビット保持機構以外の全体構成を簡単に説明する。作業工具１において、ハウジング２は、筒状の胴体部２ａと、胴体部２ａの略中央部から下方に延びるハンドル部２ｂと、ハンドル部２ｂの下端部に設けられた電池パック装着部２ｃと、を有する。胴体部２ａの前部には、ハンマケース９が取り付けられる。ハンドル部２ｂの上端部には、使用者がモータ３の駆動、停止を切り替えるトリガスイッチ（操作スイッチ）７が設けられる。電池パック装着部２ｃには、電池パック８が着脱可能に装着される。

胴体部２ａ及びハンマケース９の内側には、後方から順に、モータ３、減速機構４、スピンドル５、ハンマ６、及びアンビル１０が設けられる。モータ３は、原動機の例示であり、ここではブラシレスモータとしている。減速機構４は、例えば遊星歯車機構であり、モータ３の回転を減速し、スピンドル５に伝達する。スピンドル５によりハンマ６が回転し、ハンマ６がアンビル１０に回転打撃力を与える。アンビル１０は、ビット保持部材であり、ハンマケース９に回転自在に支持され、ハンマケース９から前方に突出した先端部に、ビット装着穴１１を有する。ビット装着穴１１に保持されたドライバビット等の工具ビット３０（図１４）が、回転打撃力により回転駆動される。モータ３の回転から回転打撃力発生までの構成、動作は周知なので、これ以上の詳細な説明は省略する。

以下、図２以降を参照し、作業工具１の工具ビット保持機構を説明する。図２に示すように、工具ビット保持機構は、アンビル１０、操作部材１５、係合部材としての金属球１７、付勢手段としてのコイルバネ１８、補助部材２０、バネ受け部材２７、及び止め輪２９を含む。アンビル１０は、鉄等の金属製であり、自身の先端に開口し、工具ビット３０（図１１）を着脱可能に装着するビット装着穴１１を有する。また、アンビル１０の外周面には、互いに軸周り方向位置が１８０度異なる２つの貫通長穴１２が設けられる。各々の貫通長穴１２は、ビット装着穴１１の内周面とアンビル１０の外周面との間を貫く。各々の貫通長穴１２の長手方向は、前後方向（ビット挿入方向）と平行である。各々の貫通長穴１２に鋼球等の金属球１７が係合し、各々の金属球１７は貫通長穴１２の長手方向に沿って移動可能である。なお、図４に示すように、貫通長穴１２は、ビット装着穴１１に臨む開口径が金属球１７の外径より小さくなるように絞られていて、金属球１７がビット装着穴１１側に脱落しないようになっている。

補助部材２０は、アンビル１０の周囲を囲むように筒状に形成されたアルミ等の金属製であり、アンビル１０に対して回転可能である。補助部材２０は、アンビル１０の外周面と対向する内周面を有し、当該内周面に互いに軸周り方向位置が１８０度異なる２つのカム溝２１を有する。各々のカム溝２１は、図６に示すようにビット装着穴１１の軸を中心に螺旋状に延び、図９に示すようにアンビル１０の貫通長穴１２と部分的に対面し、金属球１７と係合する。貫通長穴１２の長手方向とカム溝２１の延出方向は、互いに非平行である。図７及び図８に示すように、カム溝２１は、ビット挿入方向の奥側の端部（奥端部２１ａ）が、他の部分と比較して深くなっている。一方、カム溝２１は、奥端部２１ａが深くなっている以外は、一定の深さである。図６ではカム溝２１の奥端部２１ａとそれ以外の部分との境界部分には境界線を示しているが、図１０等の図６以外での境界線は省略している。

バネ受け部材２７は、補助部材２０の前方においてアンビル１０の外周面と係合する環状の金属板であり、アンビル１０に対する回転が規制される。具体的には、図３に示すように、バネ受け部材２７の内周の一部である直線部２７ａと、アンビル１０の外周面の一部である平面部１０ａと、が互いに係合（対面接触）し、バネ受け部材２７がアンビル１０に対して回転不能とされている。止め輪２９は、金属リングであり、アンビル１０の外周面に圧入等により固定され、バネ受け部材２７の前方への抜けを防止する。

コイルバネ１８は、軸方向に延びる後端部１８ａ（図２）が補助部材２０に支持され（図５に示す補助部材２０の切欠部２２に挿入され）、軸方向に延びる前端部１８ｂ（図２及び図３）がバネ受け部材２７のバネ支持穴２８に挿通支持され、補助部材２０を後方（ビット挿入方向の奥側）に付勢すると共に、補助部材２０を回転方向に付勢する。回転方向への付勢は、ここでは前方から見て時計回り方向への付勢であり、金属球１７がカム溝２１の手前側の端部に向けて移動するように行われる。コイルバネ１８の付勢により、図９及び図１０に示す工具ビット３０挿入前の状態において、補助部材２０は、自身のカム溝２１の手前側の端部に金属球１７が位置する回転位置にあり、金属球１７は、貫通長穴１２の前端に位置する。

操作部材１５は、コイルバネ１８、補助部材２０、及びバネ受け部材２７を囲む筒状部材であり、アンビル１０に対して回転可能、かつ補助部材２０と共に前後方向（ビット挿入方向）に移動可能である。操作部材１５の後端面は、アンビル１０の外周面の段差部と係合して後方への移動が規制されると共に、補助部材２０の後端面を支持して補助部材２０の後方への移動を規制する。図９及び図１０に示す工具ビット３０挿入前の状態において、操作部材１５は、コイルバネ１８により、補助部材２０と共に後方に付勢され、後端位置（後端面がアンビル１０の段差部と係合する位置）にある。使用者は、図１７に示すように操作部材１５を手前に引くことで、後述のように金属球１７による工具ビット３０の抜け方向（前方）への移動規制を解除（無効化）できる。

以下、図９以降を参照し、工具ビット保持機構の動作を説明する。なお、図１０、図１２、図１４、図１６、及び図１８において、アンビル１０の貫通長穴１２を破線で示すと共に、展開した補助部材２０の内周面を含む平面で切断した金属球１７の断面をハッチングで強調表示している。

図９及び図１０の状態からビット装着穴１１に工具ビット３０を挿入していくと、図１１及び図１２に示すように、金属球１７は工具ビット３０の傾斜面に押されて貫通長穴１２に沿って後方（ビット挿入方向の奥側）に移動し、貫通長穴１２の後端に至る。金属球１７が後方に移動するのに伴い、補助部材２０は前方から見て反時計回り方向に回転し、金属球１７はカム溝２１の奥端部２１ａまで移動する。

図１１及び図１２の状態から更に工具ビット３０を挿入していくと、図１３及び図１４に示すように、金属球１７は、工具ビット３０の傾斜面に乗り上げ、カム溝２１の奥端部２１ａ内に入り込む（ビット装着穴１１から外方に退避する）。すなわち、図１１及び図１２の状態では、金属球１７がカム溝２１の奥端部２１ａに移動しているため、金属球１７がカム溝２１の奥端部２１ａ内に退避可能であり、工具ビット３０を更に挿入可能となっている。

図１３及び図１４の状態から更に工具ビット３０を挿入していくと、図１５及び図１６に示すように、金属球１７が工具ビット３０のくびれ部３１と係合し、コイルバネ１８の付勢により、補助部材２０は前方から見て時計回り方向に回転する。補助部材２０の時計回り方向への回転に伴い、金属球１７は、カム溝２１の手前側の端部に移動し、かつ貫通長穴１２の前端に移動する。図１５及び図１６の状態では、金属球１７は、ビット装着穴１１の内部に延在し、くびれ部３１との係合により、工具ビット３０の抜け方向（前方）への移動を規制する。

工具ビット３０をビット装着穴１１から引き抜く場合、図１７に示すように、使用者は操作部材１５を手前側に引く。すると、図１７及び図１８に示すように、補助部材２０は、操作部材１５と共にコイルバネ１８の付勢に抗して前方に移動する。補助部材２０は、金属球１７との係合により、前方への移動に伴って反時計回り方向に回転し、金属球１７は、貫通長穴１２の前端位置に留まりながら、カム溝２１の奥端部２１ａに移動する。これにより、金属球１７は、奥端部２１ａ内に退避可能となり、工具ビット３０を引き抜くことができる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 補助部材２０は、金属球１７がカム溝２１の手前側の端部に位置するようにコイルバネ１８により回転方向に付勢されるため、図１５及び図１６に示すように工具ビット３０をビット装着穴１１に装着した状態で、金属球１７は、カム溝２１の手前側の端部に位置し、かつ貫通長穴１２の前端に位置することになる。したがって、金属球１７を直接前方に向けてバネ等で付勢しなくても、貫通長穴１２内での金属球１７の位置を確実に前端に定めることができる。このため、金属球１７は、多少の振動が加わっても貫通長穴１２の前端に位置し、工具ビット３０の抜け方向（前方）への移動を規制でき、工具ビット３０が抜けにくい構造を実現できる。

(2) 金属球１７は、カム溝２１の奥端部２１ａに来るまでは工具ビット３０の抜け方向への移動を規制するため、操作部材１５が振動により多少前方に移動しても、工具ビット３０の抜け方向への移動規制が解除されず、工具ビット３０が抜けにくい構造を実現できる。

(3) 補助部材２０の回転方向の付勢と軸方向の付勢を単一のコイルバネ１８で行うため、別々の付勢手段を設ける場合と比較して部品点数を削減でき、また省スペース化にも有利である。

(4) 補助部材２０のカム溝２１は、奥端部２１ａ以外の部分が一定の深さであって傾斜していないため、当該部分が傾斜面と平坦面の組合せである場合と比較して、操作部材１５を引く場合に滑らかな動作となって使いやすい。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

作業工具１は、インパクトドライバに限定されず、通常の電動ドライバやドライバドリル、エアモータを使用するエアドライバであってもよく、工具ビットを着脱可能な作業工具（携帯用工具）全般に本発明は適用可能である。

アンビル１０の貫通長穴１２、補助部材２０のカム溝２１、及び金属球１７は、実施の形態で例示した個数（２つ）に限定されず、それぞれ１つであっても３つ以上であってもよい。複数の場合、好ましくは軸周り方向に等角度間隔で配置する。

実施の形態では、カム溝２１が螺旋状に延び、貫通長穴１２の長手方向がビット挿入方向と平行である場合を説明したが、これとは逆に、カム溝２１がビット挿入方向に延び、貫通長穴１２の長手方向が螺旋状であってもよい。ただし、この場合、実施の形態と異なり、金属球１７が軸周り方向に移動することになり、工具ビット３０の側面の凹凸に影響されるデメリットがある。

１ 作業工具（携帯用工具）、２ ハウジング、２ａ 胴体部、２ｂ ハンドル部、２ｃ 電池パック装着部、３ モータ、４ 減速機構、５ スピンドル、６ ハンマ、７ トリガスイッチ（操作スイッチ）、８ 電池パック、９ ハンマケース、１０ アンビル（ビット保持部材）、１０ａ 平面部、１１ ビット装着穴、１２ 貫通長穴、１５ 操作部材、１７ 金属球（係合部材）、１８ コイルバネ（付勢手段）、２０ 補助部材、２１ カム溝、２１ａ 奥端部、２２ 切欠部（バネ支持部）、２７ バネ受け部材、２７ａ 直線部、２８ バネ支持穴、２９ 止め輪、３０ 工具ビット、３１ くびれ部

Claims (10)

1. 工具ビットを着脱可能に装着するビット装着穴を有するビット保持部材と、
   前記ビット装着穴の内周面と前記ビット保持部材の外周面との間を貫く貫通長穴と、
   前記貫通長穴と係合し、前記貫通長穴の長手方向に沿って移動可能な係合部材と、
   前記ビット保持部材の外周面と対向する内周面を有し、当該内周面に前記係合部材と係合するカム溝を有する筒状の補助部材と、を備え、
   前記ビット装着穴に工具ビットを挿入していくと、前記係合部材が前記工具ビットに押されて前記貫通長穴に沿ってビット挿入方向奥側に移動するのに伴い、前記補助部材が回転し、前記係合部材が前記カム溝の奥側の端部まで移動し、前記係合部材が前記ビット装着穴の外方に退避可能となることを特徴とする、作業工具。
2. 前記貫通長穴の長手方向と前記カム溝の延出方向は、互いに非平行であって、少なくともいずれかが螺旋状であり、
   前記カム溝は、ビット挿入方向の奥側の端部が深くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の作業工具。
3. 前記係合部材が前記カム溝の手前側の端部に向けて移動するように前記補助部材を回転方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の作業工具。
4. 前記補助部材をビット挿入方向の奥側に向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の作業工具。
5. 前記係合部材が前記カム溝の手前側の端部に向けて移動するように前記補助部材を回転方向に付勢すると共に、前記補助部材をビット挿入方向の奥側に向けて付勢する、単一のコイルバネからなる付勢手段を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の作業工具。
6. 前記付勢手段のビット挿入方向の手前側の端部を支持するバネ受け部材を備え、
   前記付勢手段のビット挿入方向の奥側の端部は、前記補助部材に支持されることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の作業工具。
7. 前記バネ受け部材は、前記ビット保持部材に対する回転が規制されることを特徴とする、請求項６に記載の作業工具。
8. 前記貫通長穴の長手方向はビット挿入方向と平行であり、前記カム溝は螺旋状に延びることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の作業工具。
9. 前記カム溝は、ビット挿入方向の奥側の端部が深くなっている以外は、一定の深さであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の作業工具。
10. 前記補助部材と共にビット挿入方向と平行に移動可能であり、前記係合部材による工具ビットの抜け方向への移動規制の有効、無効を切替可能な筒状の操作部材を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の作業工具。

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