JP2016013609A - 打撃工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】打撃工具100であって、打撃子151と、当該打撃子151を収容するとともに往復動作されるシリンダ147と、空気室153と、シリンダ147を保持するとともに所定の第1位置と第2位置とに置くことが可能な保持部132を有し、保持部132が第2位置に置かれた状態において、シリンダ147に形成された開口200を介して空気室153内の空気を当該空気室外に排出する排出制御機構を有する。
【選択図】図6
Description
当該文献に開示された打撃工具は、先端工具が加工領域に押圧されていない無負荷状態においては、回転体のクラッチ歯とクラッチカムのクラッチ歯との噛み合いを解除することにより、駆動モータを駆動しているにも関わらず、運動変換機構を駆動させないことが可能であった。そして、先端工具が加工領域に対し押圧された負荷状態においては、回転体のクラッチ歯とクラッチカムのクラッチ歯とを噛み合わせることにより、先端工具を駆動させることが可能であった。
保持部は、開口を有するとともに、所定の第1位置と、第1位置とは異なる位置である第2位置とに置かれることが可能に構成される。
排出制御機構は、保持部が第1位置に置かれた状態においては、保持部に対して往復動作するシリンダにつき、空気室内に圧力変動を生じさせることにより打撃子を駆動させるように構成される。さらに、排出制御機構は、保持部が第2位置に置かれた状態においては、保持部に対して往復動作するシリンダにつき、開口を介して空気室内の空気を空気室外に排出して空気室内の圧力変動を規制するように構成される。
一方、保持部が第2位置に置かれている状態においては、排出制御機構により空気室の排気を行うことができる。空気室の排気を行った場合、シリンダが往復動作されても、空気室内に圧力変動が生ずることは無い。よって、シリンダが往復動作を行っている状態であっても、打撃子を駆動させないことが可能となる。すなわち、保持部が第2位置に置かれた状態においては、先端工具は打撃動作を行うことができない。
排出制御機構は、先端工具が加工領域へ押圧されることに伴って保持部を第1位置に置く。保持部が第1位置に置かれた状態においては、開口と通気路の連通は禁止され、空気室内の空気の排出は規制される。さらに、排出制御機構は、先端工具が加工領域に押圧されていない状態においては、保持部を第2位置に置く。保持部が第2位置に置かれた状態においては、開口が通気路に連通されて、空気室内の空気を空気室外に排出するように排出制御を行う。
以下、本発明に係る実施形態につき、図1〜図14に基づき説明する。図1〜図14には本発明の実施形態に係る打撃工具の一例として、ハンマドリル100の構成が示されている。
図1に示すように、実施形態に係るハンマドリル100の外郭は、本体部101により構成される。本体部101の先端領域には、ドリルビット119を着脱自在に取付けるためのハンマチャック135が設けられる。本体部101におけるドリルビット119とは反対側の領域にはハンドグリップ107が設けられる。ハンマドリル100において、ハンマチャック135が設けられている側を前側、ハンドグリップ107が設けられている側を後側と称する。また、図1〜図14における上側および下側を、ハンマドリル100における上側および下側とそれぞれ称する。
ドリルビット119の長軸方向119zと平行な方向を、ハンマドリル100の長手方向100zとする。なお、ドリルビット119の長軸方向119zは、打撃方向119zと称することがある。長手方向100zと交差する方向を高さ方向100yとする。高さ方向100yと長手方向100zとは直交する関係にある。高さ方向100yは、図1〜図14における上側と下側に延在される。長手方向100zと高さ方向100yの双方に交差する方向を、幅方向100xとする。
ハンマドリル100の構成において、長手方向100zの長さを「長さ」と称し、高さ方向100yの長さを「高さ」と称し、幅方向100xの長さを「幅」と称することがある。
ハンマドリル100は、ドリルビット119を直線状に駆動し、打撃動作を行わせることができる。また、ハンマドリル100は、ドリルビット119を周方向に回転させる回転動作を行わせることができる。実施形態に係るハンマドリル100は、ドリルビット119に打撃動作および回転動作を行わせるハンマドリルモードと、ドリルビット119に回転動作のみを行わせるドリルモードとを有する。なお、使用者は、図1に示されるモードチェンジレバー159を操作することにより、ハンマドリルモードとドリルモーとを選択することができる。モードチェンジレバー159は、矢印159cの方向に回動可能に構成される。
図1に示す通り、ハンドグリップ107における下側にはバッテリ160が、前側にはトリガ107aがそれぞれ設けられる。バッテリ160は、後述する駆動モータ111のための電源であり、ハンドグリップ107に対して着脱自在に形成される。トリガ107aは駆動モータ111を駆動するスイッチであり、使用者に引かれることにより操作される。
次に、図2〜図8に基づき、本体部101の内部において、ドリルビット119を駆動する機械構造を説明する。後述する通り、本体部101は、下死点と上死点の間で往復動作を行うシリンダ147を有する。シリンダ147はスリーブ132に保持されており、当該スリーブ132は、ドリルビット119が加工領域に押圧された負荷状態においては第1位置に置かれ、ドリルビット119が加工領域に押圧されていない無負荷状態においては第2位置に置かれる。すなわち、ドリルビット119を駆動する機械構造は、種々の条件に応じた動作を行う。
ここで、図2〜図6はハンマドリル100の内部構造を示す一部拡大断面図をそれぞれ示すものである。具体的には、図2および図6は、負荷状態においてシリンダ147が下死点にある状態を示す。図3は、負荷状態において、シリンダ147が上死点にある状態を示す。図4は、無負荷状態において、シリンダ147が下死点にある状態を示す。図5は、無負荷状態において、シリンダ147が上死点にある状態を示す。
ハンマチャック135は前後方向に摺動可能に構成されるとともに、前側に付勢されている。ドリルビット119を本体部101に取付ける場合、使用者は、ドリルビット119をチャック装着部133の開口に挿通させる。ドリルビット119を本体部101から取り外す場合、使用者は、ハンマチャック135を指により把持して後側に移動させる。使用者が、ドリルビット119をチャック装着部133から取り外し、ハンマチャック135から指を離すと、ハンマチャック135が前側に移動される。
図2に示す通り、駆動モータ111は、モータ軸111aが長手方向100zと平行となるように配置される。駆動モータ111の回転出力は、回転動力伝達機構113によって適宜減速された上でチャック装着部133に伝達され、この結果ドリルビット119が周方向に回転動作される。
また駆動モータ111の回転出力は、運動変換機構115によって直線運動に適宜変換された後、打撃要素117に伝達される。打撃要素117は、ドリルビット119に長軸方向119zへの衝撃力を与え、これによってドリルビット119が打撃駆動される。
スリーブ132は、ワッシャプレート155およびチェンジプレート156に接続される。チェンジプレート156とインナハウジング103との間に圧縮コイルバネ157が配置され、当該圧縮コイルバネ157はスリーブ132を前方に付勢する。無負荷状態において、圧縮コイルバネ157が付勢することにより置かれるスリーブ132の位置を、第2位置とする(図4および図5参照)。一方、負荷状態において、圧縮コイルバネ157が圧縮することによりスリーブ132が置かれる位置を、第1位置とする(図2〜図3および図6参照)。なお、第1位置は、使用者がドリルビット119に加える押圧力により圧縮コイルバネ157の圧縮状態が異なるため、不特定の位置となる。本発明において、第1位置とは、後述するスリーブ132の通気路300と、後側軸受128とが当接する位置関係にある場合を規定する。この圧縮コイルバネ157が、本発明に係る「付勢部材」の一例である。
一方、クラッチカム141が前側に移動された場合は、クラッチ歯141aおよびクラッチ歯142aの噛み合いが解除される。よってこの場合は、回転軸123が回転しても回転体142が回転されないため、シリンダ147が駆動されない。このクラッチカム141が、本発明に係る「シリンダ往復動作解除クラッチ」の一例である。
なお、本実施形態においては、シリンダ147が最も前側に移動された位置を下死点とし、最も後側に移動された位置を上死点とする。
このシリンダ147が本発明に係る「シリンダ」の一例であり、ストライカ151が本発明に係る「打撃子」の一例であり、スリーブ132が本発明に係る「保持部」の一例である。
図6に示す通り、シリンダ147は、第1開口200と、第2開口147aを有する。これらの開口は、シリンダ147における後側から前側の方向において、第1開口200、第2開口147aの順に形成される。第2開口147aと、スリーブ132におけるスリーブ開口132aは、シリンダ147が駆動されている状況下において連携し、シリンダ147とスリーブ132とを円滑に摺動させるための吸気および排気を行う。すなわち、第2開口147aとスリーブ開口132aとが連結されることに伴う吸気および排気は、シリンダ147の駆動に伴う空気室153内の圧力変動に対し、実質的な影響を及ぼさない。
この第1開口200が本発明に係る「開口」であり、通気路300が本発明に係る「通気路」の一例であり、吸排気制御機構が本発明に係る「排出制御機構」の一例である。
一方、スリーブ132が第2位置に置かれている場合は、シリンダ147は駆動されるものの、後述する吸排気制御機構により、ドリルビット119は打撃動作を行わない。
この際、モードチェンジレバー159のドリルモードの選択に伴い、ピン部159bがチェンジプレート156を前方に移動させる。チェンジプレート156の前方への移動に伴い、スリーブ132が前側に移動され、第2位置に置かれる。このような状況下において、使用者がドリルビット119に負荷を加えたとしても、ピン部159bがチェンジプレート156の後側への移動を規制するため、スリーブ132は第2位置に置かれたままとなる。すなわち、使用者がドリルモードを選択した場合においては、スリーブ132は常時に第2位置に固定される。
次に、図9〜図10に基づき、吸排気制御機構の説明を行う。
図9は、スリーブ132の全体構成を示す説明図であり、図10は、スリーブ132における通気路300の周辺を拡大した説明図である。スリーブ132における後側領域には、第1通気路301と、第2通気路302とにより構成される通気路300が形成される。第1通気路301は、スリーブ132における外周側の任意の位置に設けられる。第1通気路301は、スリーブ132の軸方向に直交する周方向における、同一線上に複数個所設けることが望ましい。実施形態における第1通気路301は、当該同一線上において4箇所設けられている。第1通気路301は、前側端部301aと、後側端部301bとを有する。
第2通気路302は、第1通気路301が形成されている領域における、スリーブ132の内径に設けられる。具体的には、第2通気路302は、スリーブ132の内径を、周方向に亘り切削することにより形成される。この結果、第1通気路301と第2通気路302とは連続される。
前述の通り、第2通気路302は、スリーブ132の内径を周方向に亘り掘削することにより形成される。この際、第2通気路302を形成する以前のスリーブ132は、均一の厚さを有する。すなわち、図10に示す通り、第1領域1321における厚み1321yと、第3領域1323における厚み1323yは、同一である。一方、第2領域1322における、第1通気路301が形成されていない箇所の厚み1322yは、第1領域1321の厚み1321yおよび第3領域1323の厚み1323yと比して薄い(短い)。
図11および図12は、使用者がハンマドリルモードを選択するとともに、ドリルビット119が加工領域に押圧されている負荷状態にある場合の説明図である。この場合、スリーブ132は、第1位置に置かれる。その結果、第1通気路301は後側軸受128の内周面に当接される。後側軸受128の内周面は、第1通気路301を覆うことにより、空気室153の吸気および排気を防止する封止部400を形成する。この後側軸受128が、本発明に係る「軸受」の一例である。
図11は、シリンダ147が下死点にある状態を示す。この場合、シリンダ147の第1開口200は、スリーブ132における第1領域1321の内周面に当接する。すなわち、第1開口200を通じては、空気室153は吸気および排気が行われない。シリンダの第2開口147aは、スリーブ開口132aと連結されている。しかし、第2開口147aとスリーブ開口132aとは、シリンダ147とスリーブ132との摺動を円滑に行うための吸気および排気を行うために連結するものである。
なお、シリンダ147が図12の上死点から図11の下死点に移動する途中においても、上述と同様の動作により、空気室153の吸気および排気は行われない。
この結果、ハンマドリルモードが選択され、なおかつ負荷状態にある場合において、ドリルビット119は、シリンダ147の往復運動によりストライカ151を駆動し、打撃動作を行うとともに、スリーブ132の回転に伴う回転動作を行うことが可能となる。
図13は、シリンダ147が下死点にある状態を示す。この場合、シリンダ147の第1開口200は、第2通気路302と合致する。この結果、空気室153は、通気路300を通じて吸気および排気が行われる。すなわち、シリンダ147が移動しても、空気室153内の圧力は変化されないため、ストライカ151は駆動されず、ドリルビット119は打撃動作を行わない。
なお、第1開口200の前側端部200aは第2通気路302の前側端部302aよりも前側にあり、第1開口200の後側端部200bは第2通気路302の前側端部302aよりも後側にある。つまり、第1開口200と通気路300とを通じて、空気室153の吸気および排気を行うためには、第1開口200の後側端部200bが第2通気路302の前側端部302aよりも後側にあることが必要である。
そして、第1開口200の前側端部200aがスリーブ132の第3領域1323と当接する位置まで移動する。この場合、空気室153の吸気および排気は、第1開口200を通じては行われない。しかし、第1開口200が第3領域1323を通過するのは瞬間的である。すなわち、このような短時間内において空気室153の吸気および排気が行われなくても、空気室153内にストライカ151を駆動するほどの圧力変動は生じない。
したがって、シリンダ147が下死点と上死点の間にある状況であっても、空気室153内の圧力は変化されないため、ストライカ151は駆動されず、ドリルビット119は打撃動作を行わない。
なお、シリンダ147が図14の上死点から図13の下死点に移動する途中においても、上述と同様の動作により、空気室153の吸気および排気が行われる。
この結果、空気室153は、第1開口200と第3通気路303を通じて吸気および排気が行われる。すなわち、シリンダ147が移動しても、空気室153内の圧力は変化されないため、ストライカ151は駆動されず、ドリルビット119は打撃動作を行わない。
本実施形態におけるハンマドリル100においては、無負荷状態においてはストライカ151が移動されないため、上述のような問題を解消することができる。
上述した実施形態における各構成要素と、本発明における各構成要素の対応関係を次の通り示す。
ハンマドリル100は、本発明に係る「打撃工具」の一例である。ドリルビット119は、本発明に係る「先端工具」の一例である。チャック装着部133は、本発明に係る「ツールホルダ」の一例である。回転動力伝達機構113は、本発明に係る「回転機構部」の一例である。運動変換機構115は、本発明に係る「シリンダ駆動機構」の一例である。運動変換機構115と打撃要素117とにより構成される機構は、本発明に係る「先端工具打撃機構部」の一例である。シリンダ147は、本発明に係る「シリンダ」の一例である。ストライカ151は、本発明に係る「打撃子」の一例である。スリーブ132は、本発明に係る「保持部」の一例である。空気室153は、本発明に係る「空気室」の一例である。クラッチカム141は、本発明に係る「シリンダ往復動作解除クラッチ」の一例である。第1開口200は、本発明に係る「開口」の一例である。通気路300は、本発明に係る「通気路」の一例である。吸排気制御機構は、本発明に係る「排出制御機構」の一例である。圧縮コイルバネ157は、本発明に係る「付勢部材」の一例である。後側軸受128は、本発明に係る「軸受」の一例である。
(態様1)
本発明の構成において、
「負荷状態においてシリンダが下死点に置かれている場合、開口は、保持部における通気路よりも前側の領域に位置することを特徴とする。」
(態様2)
本発明の構成において、
「負荷状態においてシリンダが上死点に置かれている場合、開口は、保持部における通気路よりも後側の領域に位置することを特徴とする。」
(態様3)
本発明の構成において、
「無負荷状態においてシリンダが下死点に置かれている場合、開口は、通気路と合致することを特徴とする。」
(態様4)
本発明の構成において、
「無負荷状態においてシリンダが上死点に置かれている場合、開口は、保持部の後側端部を超えた位置に置かれることを特徴とする。」
100x 幅方向
100z 長手方向
100y 高さ方向
101 本体部
103 インナハウジング
105 ギアハウジング
107 ハンドグリップ
107a トリガ
111 駆動モータ
111a モータ軸
113 回転動力伝達機構
115 運動変換機構
117 打撃要素
119 ドリルビット(先端工具)
119z 長軸方向
121 ピニオン
122 被動ギア
123 中間軸
124 第1伝達ギア
125 第2伝達ギア
126 トルクリミッター
127 前側軸受
128 後側軸受(軸受)
131 ツールホルダガイド
132 スリーブ(保持部)
132a スリーブ開口
132b リングスプリング
1321 第1領域
1321y 厚み
1322 第2領域
1322y 厚み
1323 第3領域
1323y 厚み
133 チャック装着部(ツールホルダ)
133a リング状部材
135 ハンマチャック
141 クラッチカム(シリンダ往復動作解除クラッチ)
141a クラッチ歯
142 回転体
142a クラッチ歯
143 スワッシュプレート
144 軸受
145 揺動ロッド
147 シリンダ
147a 第2開口
148 係合部材
151 ストライカ(打撃子)
152 インパクトボルト
153 空気室
155 ワッシャプレート
156 チェンジプレート
157 圧縮コイルバネ
159 モードチェンジレバー
159a 軸部
159b ピン部
159c 矢印
160 バッテリ
200 第1開口(開口)
200a 前側端部
200b 後側端部
300 通気路
301 第1通気路
301a 前側端部
302b 後側端部
302 第2通気路
302a 前側端部
302b 後側端部
303 第3通気路
400 封止部
Claims (8)
- 先端工具を用いて所定の打撃作業を行う打撃工具であって、
前記先端工具を保持するツールホルダと、前記先端工具を打撃動作させるための先端工具打撃機構部と、排出制御機構とを有し、
前記先端工具打撃機構部は、
打撃子と、前記打撃子を収容するシリンダと、前記打撃子と前記シリンダの間に形成される空気室と、前記シリンダを保持する保持部と、前記保持部に保持された状態にて前記シリンダを前記保持部に対して往復動作させるシリンダ駆動機構とを有し、前記シリンダの往復動作により、前記空気室内に生じる圧力変動を介して、前記打撃子が直線状に駆動され、前記打撃子の直線状の駆動動作によって前記先端工具が打撃動作されるように構成され、
前記保持部は、開口を有するとともに、所定の第1位置と、前記第1位置とは異なる位置である第2位置とに置かれることが可能に構成され、
前記排出制御機構は、
前記保持部が前記第1位置に置かれた状態においては、前記保持部に対して往復動作する前記シリンダにつき、前記空気室内に圧力変動を生じさせることにより前記打撃子を駆動させ、
前記保持部が前記第2位置に置かれた状態においては、前記保持部に対して往復動作する前記シリンダにつき、前記開口を介して前記空気室内の空気を前記空気室外に排出して前記空気室内の圧力変動を規制することを特徴とする打撃工具。 - 請求項1に記載された打撃工具であって、
前記保持部には、前記空気室内の空気を、前記開口に連通して前記空気室外に排出するための通気路が設けられ、
前記排出制御機構は、
前記先端工具が加工領域へ押圧されることに伴って前記保持部を前記第1位置に置くとともに、前記開口と前記通気路の連通を禁止して、前記空気室内の空気の排出を規制し、
前記先端工具が加工領域に押圧されていない状態においては、前記保持部を前記第2位置に置くことにより、前記開口を前記通気路に連通して、前記空気室内の空気を前記空気室外に排出するように排出制御を行うことを特徴とする打撃工具。 - 請求項2に記載された打撃工具であって、
前記保持部は所定の長軸周りに回転することが許容され、
前記通気路は前記保持部の周方向に連続状に形成された領域を有し、前記保持部が第2位置に置かれた状態で回転する場合に、前記空気室内の空気が前記空気室外に排出されるよう構成されていることを特徴する打撃工具。 - 請求項3に記載の打撃工具であって、
前記保持部および前記ツールホルダを回転駆動する回転機構部を有し、
前記先端工具は、前記先端工具を保持するツールホルダが前記回転機構部によって回転されることで、打撃作業に加えてドリル作業を遂行可能に構成されていることを特徴とする打撃工具。 - 請求項2から4のいずれか1項に記載された打撃工具であって、
前記保持部と前記ツールホルダは一体化されるとともに、付勢部材を介して打撃工具前方へと付勢されており、
前記先端工具の加工領域への押圧により、前記保持部は、前記ツールホルダを介し、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1位置に置かれ、
前記先端工具の加工領域への押圧が解除されることにより、前記保持部は、前記第2位置に置かれることを特徴とする打撃工具。 - 請求項2から5のいずれか1項に記載された打撃工具であって、
前記保持部は、軸受により、前記長軸周りに回転自在に支持され、
前記軸受は、前記保持部が前記第1位置に置かれた状態で、前記通気路を封止するように配置されていることを特徴とする打撃工具。 - 請求項2から6のいずれか1項に記載された打撃工具であって、
前記シリンダは、所定の上死点と下死点の間で往復駆動され、
前記保持部の前記通気路は、前記保持部が前記第2位置に置かれた状態で、前記上死点と下死点間での前記シリンダの往復動作に対応して延在状に形成され、
前記保持部が前記第2位置に置かれた場合、前記通気路は、前記上死点と下死点の間を往復動作する前記シリンダの前記開口と連通され、これによって前記空気室内の空気が前記空気室外に常時に排出されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。 - 請求項2から7のいずれか1項に記載された打撃工具であって、
前記保持部に対する前記シリンダの往復動作を解除することで、前記先端工具の打撃動作を規制してドリル作業のみを遂行させるシリンダ往復動解除クラッチを有し、
前記排出制御機構は、
前記シリンダ往復動作解除クラッチが前記保持部に対する前記シリンダの往復動作を解除している場合は、前記先端工具が加工領域へ押圧されている状態においても前記保持部を前記第2位置に置くことを特徴とする打撃工具。
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