JP4673118B2 - ハンマドリル装置 - Google Patents

Description

本発明は，正転方向及び逆転方向に回転駆動可能な工具スピンドルと，純ドリルモード，純ハンマモード及びハンマドリルモードから装置機能を選択するためのセレクタと，該セレクタにより操作可能な切り替え手段とを具え，該切り替え手段の位置に応じて工具スピンドルと駆動ピニオンとを選択的に結合し又は分離することにより打撃機構を選択的に作動させ又は不作動とするハンマドリル装置に関するものである。

上述した構成を有するハンマドリル装置は，三通りの装置機能の全てを単一のセレクタで切り替えることができるために操作性に優れている。装置機能を切り替えるためのセレクタは，容易にアクセス可能で良好に視認できる箇所で配置することが可能である。

米国特許第6109364号明細書（特許文献１）に記載されたハンマドリルは，純ドリルモード，純ハンマモード及びハンマドリルモードが，単一の回転セレクタにより切り替え可能である。このセレクタは，回転体に対して相対回転不能に結合されている。中間シャフト上に配置した切り替えブッシュと，工具スピンドル上に配置した切り替えスリーブとが，前記回転体により変位可能とされている。切り替えブッシュの位置に応じてハンマドリルの打撃機構を選択的に作動させ，又は不作動とする。また，切り替えスリーブの位置に応じて工具スピンドルを選択的に回動可能とし，又は装置ハウジングに対して回動不能に固定する。さらに，ハンマドリルには，駆動モータの極性を反転させて工具スピンドルの正転と逆転とを切り替えるための操作部材がオンオフスイッチに隣接して配置されている。
米国特許第6109364号明細書

上述した既知のハンマドリルは，正転と逆転とを切り替えるためにオンオフスイッチとは別体の操作部材を必要とする点で不利である。更に，モータの極性を切り替えて正逆転させるため，モータにより駆動される冷却ファンも双方向回転に形状を適合させる必要があり，その結果としてファンの出力及び冷却効果が低下する。

本発明の課題は，ハンマドリル装置の従来技術における問題点を解消するため，より優れた操作性をもって正転と逆転とを切り替え可能とすることにある。

この課題を解決するため，本発明によるハンマドリル装置は，本文冒頭に記載した形式のものにおいて，切り替え手段を，正転方向での純ドリルモードに対応する第1作動位置と，逆転方向での純ドリルモードに対応する第2作動位置との間でセレクタにより変位可能としたことを特徴とする。すなわち，本発明は，単一のセレクタにより正転と逆転とを切り替え可能とし，ハンマドリル装置の操作性を大幅に向上させるものである。

切り替え手段に正転駆動系及び逆転駆動系を設け，これら駆動系により純ドリルモードで工具スピンドルを，駆動ピニオンに対して選択的に正転結合又は逆転結合させるのが有利である。このような駆動系による回転方向の切り替えにより，駆動モータの極性変換による回転方向の切り替えと対比して，付加的な切り替え機能を有する切り替え手段を極めて容易に実現することができる。僅かなコスト増のみによりセレクタで回転方向を切り替えることが可能であり，優れた操作性を達成することが可能である。更に，二系統の駆動系を用いた回転方向の切り替えにより，モータ及び対応する冷却ファンは一方向だけの回転に適合させるだけでよい。その結果，ファンの形状，特にファンブレード形状を最適化することができ，冷却効果を高めることができる。

セレクタにより切り替え手段を，正転結合及び逆転結合がいずれも解除され，かつ，工具スピンドルがハンマドリル装置のハウジングに対して回動可能となる結合解除位置まで変位可能とするのが有利である。それにより，セレクタで切り替え手段を結合解除位置まで変位させ，ハンマドリルで使用するフラットチゼル又はスパーチゼル等の工具をハンマドリルに対する所望の位置まで回動変位させることが可能である。

特に好適な実施形態において，工具スピンドルを正転駆動系における第１駆動歯車と，逆転駆動系における第２駆動歯車とに対して結合可能とし，これら駆動歯車に相互に対向配置された歯面を設けて駆動ピニオンにより駆動可能とするのが有利である。駆動歯車は切り替え手段により選択的に工具スピンドルに対して並進的に結合可能である。その結果，正転結合と逆転結合とを容易かつ円滑に切り替えることが可能となる。

両駆動歯車を駆動ピニオンに対して恒久的に噛み合わせ，かつ，工具スピンドルに対して選択的に回転結合可能とするのが有利である。駆動歯車は切り替え手段により選択的に工具スピンドルと回転結合することができる。その結果，正転結合と逆転結合とを容易かつ円滑に切り替えることが可能となる。

工具スピンドルを一方の駆動歯車に回転結合するために，駆動歯車と工具スピンドルとの間で切り替え手段にスリーブ状の切り替え部材を設け，該切り替え部材を工具スピンドル上で相対回転不能に，しかも軸線方向には相対変位可能に保持するのが好適である。その結果，切り替え手段の各位置を正確かつ安定に選択することができる。

切り替え手段に純チゼルモードのためのチゼル位置を設けるのが有利であり，このチゼル位置で切り替え手段は工具スピンドルをハンマドリル装置のハウジングに対して相対回転不能に固定する。その結果，チゼルモードにおけるチゼル工具の回動が阻止され，一層正確なチゼル作業が可能となる。

切り替え部材に係合手段を設け，切り替え手段のチゼル位置で該係合手段を，ハウジングに対して固定された対応係合手段と係合させるのが有利である。その結果，純チゼルモードではチゼル工具を回動しないよう極めて安定に保持することが可能である。

打撃機構に駆動素子により駆動される偏心素子を設け，切り替え手段には偏心素子と駆動素子との間で係合及び解放可能なクラッチを設けるのが有利である。このクラッチは，切り替え手段により操作可能である。したがって，打撃機構も切り替え手段により容易にオンオフ操作可能である。

打撃機構を円滑にオンオフ操作するため，クラッチに偏心素子及び駆動素子の何れか一方と恒久的に回転結合したクラッチ素子を設け，クラッチの解放位置で該クラッチ素子を，偏心素子及び駆動素子の他方から回転方向に分離させるのが有利である。

有利な実施形態において，クラッチ素子に切り替え手段の可動領域が当接する斜面を形成し，クラッチ素子を回転時に前記可動領域により軸線方向に押圧する。その結果，偏心素子と駆動素子との間にクラッチ係合を解除させるための分力が生じる。

切り替え手段の可動領域を切り替えプレートに設け，該切り替えプレートをハンマドリル装置内で直線変位可能に配置すると共に，セレクタにより操作可能とするのが好適である。その結果，打撃機構を円滑にオンオフ操作することができる。

駆動系及び打撃機構をの作動状態を切り替える機能を有する切り替えプレートを，スリーブ状の切り替え部材と並進変位可能に結合するのが特に好適である。その結果，切り替え手段の構造を大幅に簡素化すると共に，製造コストを低下することができる。

切り替えプレートに歯型輪郭を設け，該歯型輪郭を，対応してセレクタに設けた歯型輪郭と結合するのが有利である。その結果，特に正確な切り替え手段の操作及び各種装置機能の信頼性の高い切り替えが確実に可能となる。

以下，本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。

図１に示す手持ち式電動ハンマドリル装置は，ハウジング４に所望の装置機能を選択するためのセレクタ６として回転操作部材を設けたものである。矢印Pが表示されたセレクタ６は，ハウジング４に対して５箇所の切り替え位置の何れか一つの位置まで選択的に回動可能であり，これらの位置はハウジング４に表示した対応する記号により示される。各切り替え位置では別の装置機能が選択される。すなわち，チゼル位置M，チゼル調整位置MV，ハンマドリル位置HB，逆転ドリル位置LB及び正転ドリル位置RBである。

図２及び図３に示すように，セレクタ６は切り替え手段８を操作するものである。切り替え手段８は，セレクタ６に対して一体的に結合した歯車１０を有する。歯車１０は，切り替えプレート１４における歯型輪郭１２と噛み合う。切り替えプレート１４は，ハウジングに固定されたガイド手段１８が貫通する長孔１６を有する。切り替えプレート１４は，ハウジング４に対してスライド方向SRに沿って直線変位可能に配置されている。

ハンマドリル装置２の作動方向ARにおける後側に位置する端部において，切り替え手段８の切り替えプレート１４は当接領域２０を有する。この当接領域２０は，切り替えプレート１４を適切に位置決めすることにより，偏心駆動部２６の可動クラッチ素子２４に設けられた斜面２２に対して当接可能である。

偏心駆動部２６は，ハンマドリル装置２のチゼルモード及びハンマモードにおいて工具スピンドル２８の作動方向ARに往復打撃運動を発生する打撃機構（図示せず）の一部である。偏心駆動部２６の偏心素子３０は打撃機構のピストンロッド３２に係合する。偏心素子３０の回転により，ピストンロッド３２には作動方向ARの往復運動が生じる。

偏心素子３０はクラッチ素子２４を介して駆動素子３４と回転結合され，駆動素子３４はモータ３６により駆動されるピニオン３８に対して恒久的に噛み合っている。図２に示すように，クラッチ素子２４はリブ４０をもって溝４２に係合し，この溝４２は偏心素子３０と一体回転結合したシャフト４４に形成したものである。駆動素子３４は，シャフト４４上に回動可能に配置されている。クラッチ素子２４が溝４２に沿って変位して，クラッチ素子２４の係合素子４６が駆動素子３４の対応係合素子４８と係合した状態で，駆動素子３４から偏心素子３０へのトルク伝達が行われる。クラッチ素子２４は，ばね５０により係合位置に向けて附勢されている。

更に，図３に示すように，切り替えプレート１４は作動方向ARの前端部に調整領域５２を有する。この調整領域５２は，切り替え手段８におけるスリーブ状の切り替え部材５４と並進的に結合するものである。例えば，調整領域５２は一方の側から切り替え部材５４に対して押圧されるのに対し，切り替え部材には同時に他方の側からばね力が加えられる。図３に示すように，調整領域５２は作動方向ARの両側に作用する係合部を有する。切り替え部材５４は調整領域５２を通じて工具スピンドル２８上で変位可能とする。

図４は切り替え部材５４を詳細に示すものである。切り替え部材５４は，外周面に係合凹部５６が設けられ，第１端面が係合カム５８を形成し，第２端面にはクラウン状の係合手段６０が設けられている。

図２及び図３に示すように，クラウン状の係合手段６０は，切り替え部材５４の位置に応じて対応係合手段６２と係合可能であり，対応係合手段６２は，ハウジング４内に一体回転可能として挿入された中間リング６４に隣接して配置されている。また，切り替え部材５４は，工具スピンドル２８上に一体回転可能に保持される。工具スピンドル２８は，ハウジング中間リングの対応係合手段６２に係合手段６０が係合すると，切り替え部材５４により回転防止のために固定可能である。

切り替え部材５４は，駆動ピニオン７０を介してモータピニオン３８に結合した第１駆動歯車６６及び第２駆動歯車６８に対して工具スピンドル２８を選択的に回転結合するものである。第１駆動歯車６６は，第２駆動歯車６８の歯面６９に対向して配置された歯面６７を有する。駆動ピニオン７０は両歯車の歯面６７，６８の間に突出すると共に，第１及び第２駆動歯車６６，６８と恒久的に噛み合っている。駆動ピニオン７０は第１駆動歯車６６と共に正転駆動系を，第２駆動歯車６８と共に逆転駆動系を構成するものである。

図５〜図９は切り替え手段８の各切り替え位置におけるハンマドリル装置の機能モードを示す。

図３と同様，図５はチゼル機能に対応する切り替え手段８の位置を示している。切り替え手段８はセレクタ６の操作によりチゼル位置Mまで変位している。セレクタ６の操作に際して，歯型輪郭１２と噛み合った歯車１０が回転する。切り替えプレート１４は，作動方向ARの最外側位置に達するまでスライド方向SRに変位する。更に，切り替え部材５４は調整領域５２を通じて作動方向ARに変位し，クラウン状の係合手段６０はハウジング中間リング６４の対応係合手段６２に係合する。その結果，工具スピンドル２８はハウジング４に対して相対回転不能に固定される。この位置では歯車６６，６８が切り替え部材５４から分離されて回動可能となっている。したがって，工具スピンドルにトルクを伝達するための回転結合が，駆動ピニオン７０と工具スピンドルとの間に存在しない。

切り替え手段８の上記位置では，同時に，偏心駆動部２６の可動切り替え素子２４が，ばね５０の作用下で駆動素子３４に係合する。モータ３６が起動すると，モータピニオン３８，駆動素子３４，クラッチ素子２４及びシャフト４４を通じてトルクが偏心素子３０に伝達され，図示しない打撃機構が作動する。

この位置ではハンマドリル装置２が純チゼル機能を発揮する。その際，工具スピンドル２８は回動することなく，作動方向ARの打撃運動のみを生じる。

セレクタ６をチゼル調整位置MVまで回動すると，切り替え手段８は図６に示した位置を占める。切り替えプレート１４は歯車１０により作動方向ARとは逆方向に変位する。同時に，切り替え部材５４もハウジング中間リング６４から分離される。この位置では，依然として切り替え部材５４が駆動歯車６６，６８から分離されているため，工具スピンドル２８にはトルクが伝達されない。

この位置ではハンマドリル装置がチゼル調整機能を発揮する。工具スピンドル２８に取り付けたチゼル工具（図示せず）は所望の位置まで回動可能である。それにより，例えば，フラットチゼル又はスパーチゼルを運転中に保持しやすくするようにハンマドリル装置２に対して整列させることができる。

セレクタ６をハンマドリル位置HBまで回動すると，切り替え手段８は図７に示した位置を占める。切り替えプレート１４は，作動方向ARとは逆方向に更に変位する。．同時に切り替え部材５４は，係合カム５８が第１駆動歯車６６の対応係合輪郭７２と係合するまで変位する。駆動ピニオン７０，第１駆動歯車６６及び切り替え部材５４を通じて正転方向の回転運動を生じる正転方向結合をモータピニオン３８と工具スピンドル２８との間に達成する。それと同時に，モータ３６により打撃機構が駆動される。

したがって，この位置ではハンマドリル装置２がハンマドリル機能を発揮する。その際，工具スピンドル２８には作動方向ARの打撃運動のみならず，正転方向の回転運動が生じる。

セレクタ６を正転ドリル位置RBまで回動すると，切り替え手段８は図８に示した位置を占める。上述した正転方向結合は維持されている。切り替えプレート１４は，当接領域２０が斜面２２に当接するまで作動方向ARとは逆方向に変位する。偏心駆動部２６が回動すると，クラッチ素子２４は斜面２２を通じて当接領域２０に押圧され，ばね５０に抗して駆動素子３４との係合から解除される。偏心素子３０は駆動素子３４から分離するため，打撃機構は不作動となる。

したがって，この位置ではハンマドリル装置２が正転方向のドリル機能を発揮する。その際，工具スピンドル２８には正転方向の回転運動だけが生じる。

セレクタ６を逆転ドリル位置LBまで回動すると，切り替え手段８は図９に示した位置を占める。偏心素子３０は駆動素子３４から分離される。切り替え部材５４は作動方向ARとは逆方向の最外側に位置する。係合カム５８は，第１駆動歯車６６の対応係合輪郭７２係合との係合から解除される。その代わりに，係合凹部が第２駆動歯車６８の対応係合輪郭７４に係合する。駆動ピニオン７０，第２駆動歯車６８及び切り替え部材５４を通じて逆転方向の回転運動を生じる逆転結合をモータピニオン３８と工具スピンドル２８との間に達成する。

この位置ではハンマドリル装置２が逆転ドリル機能を発揮する。その際，工具スピンドル２８には逆転方向の回転運動だけが生じる。

本発明によるハンマドリル装置の側面図である。 図１に示したハンマドリル装置における偏心駆動部の詳細図である。 図２に示した偏心駆動部を有する切り替え手段の詳細図である。 図３に示した切り替え手段における切り替え部材の側面図である。 図３に示した切り替え手段のチゼル位置を示す説明図である。 図３に示した切り替え手段のチゼル調整位置を示す説明図である。 図３に示した切り替え手段のハンマドリル位置を示す説明図である。 図３に示した切り替え手段の正転ドリル位置を示す説明図である。 図３に示した切り替え手段の逆転ドリル位置を示す説明図である。

符号の説明

２ ハンマドリル装置
４ ハウジング
６ セレクタ
８ 切り替え手段
１０ 歯車
１２ 歯の輪郭
１４ 切り替えプレート
１６ 長孔
１８ ガイド手段
２０ 当接領域
２２ 斜面
２４ クラッチ素子
２６ 偏心駆動部
２８ 工具スピンドル
３０ 偏心素子
３２ ピストンロッド
３４ 駆動素子
３６ モータ
３８ モータピニオン
４０ リブ
４２ 溝
４４ シャフト
４６ 係合素子
４８ 対応係合素子
５０ ばね
５２ 調整領域
５４ 切り替え部材
５６ 係合凹部
５８ 係合カム
６０ 係合手段
６２ 対応係合手段
６４ 中間リング
６６，６８ 歯車
７０ 駆動ピニオン
７２，７４ 対応係合輪郭

Claims (14)

1. 正転方向及び逆転方向に回転駆動可能な工具スピンドル（２８）と，純ドリルモード，純ハンマモード及びハンマドリルモードから装置機能を選択するためのセレクタ（６）と，該セレクタ（６）により操作可能な切り替え手段（８）とを具え，該切り替え手段（８）の位置に応じて工具スピンドル（２８）と駆動ピニオン（７０）とを選択的に回転結合し又は分離することにより打撃機構を選択的に作動させ又は不作動とするハンマドリル装置（２）において，切り替え手段（８）を，正転方向での純ドリルモードに対応する第1作動位置と，逆転方向での純ドリルモードに対応する第2作動位置との間でセレクタ（６）により変位可能としたことを特徴とするハンマドリル装置。
2. 請求項１記載のハンマドリル装置において，切り替え手段（８）に正転駆動系及び逆転駆動系を設け，これら駆動系により純ドリルモードで工具スピンドル（２８）を，駆動ピニオン（７０）に対して選択的に正転結合又は逆転結合させること特徴とするハンマドリル装置。
3. 請求項２記載のハンマドリル装置において，セレクタ（６）により切り替え手段（８）を，正転結合及び逆転結合がいずれも解除され，かつ，工具スピンドル（２８）がハンマドリル装置（２）のハウジング（４）に対して回動可能となる結合解除位置まで変位可能としたことを特徴とするハンマドリル装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のハンマドリル装置において，工具スピンドル（２８）を正転駆動系における第１駆動歯車（６６）と，逆転駆動系における第２駆動歯車（６８）とに対して結合可能とし，これら駆動歯車（６６，６８）に相互に対向配置された歯面（６７，６９）を設けて駆動ピニオン（７０）により駆動可能としたことを特徴とするハンマドリル装置。
5. 請求項４記載のハンマドリル装置において，両駆動歯車（６６，６８）を駆動ピニオン（７０）に対して恒久的に噛み合わせ，かつ，工具スピンドル（２８）に対して選択的に回転結合可能としたことを特徴とするハンマドリル装置。
6. 請求項５記載のハンマドリル装置において，工具スピンドル（２８）を一方の駆動歯車（６６，６８）に回転結合するために，駆動歯車（６６，６８）と工具スピンドル（２８）との間で切り替え手段（８）にスリーブ状の切り替え部材（５４）を設け，該切り替え部材（５４）を工具スピンドル（２８）上で相対回転不能に，しかも軸線方向には相対変位可能に保持することを特徴とするハンマドリル装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のハンマドリル装置において，切り替え手段（８）に純チゼルモードのためにチゼル位置を設け，該チゼル位置で切り替え手段（８）により工具スピンドル（２８）を，ハンマドリル装置（２）のハウジング（４）に対して相対回転不能に固定することを特徴とするハンマドリル装置。
8. 請求項７記載のハンマドリル装置において，切り替え部材（５４）に係合手段（６０）を設け，切り替え手段（８）のチゼル位置で該係合手段（６０）を，ハウジングに対して固定された対応係合手段（６２）と係合させることを特徴とするハンマドリル装置。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のハンマドリル装置において，打撃機構に駆動素子（３４）により駆動される偏心素子（３０）を設け，切り替え手段（８）には偏心素子（３０）と駆動素子（３４）との間で係合及び解放可能なクラッチを設けたことを特徴とするハンマドリル装置。
10. 請求項９記載のハンマドリル装置において，前記クラッチに偏心素子（３０）及び駆動素子（３４）の何れか一方と恒久的に回転結合したクラッチ素子（２４）を設け，クラッチの解放位置で該クラッチ素子（２４）を，偏心素子（３０）及び駆動素子（３４）の他方から回転方向に分離させることを特徴とするハンマドリル装置。
11. 請求項１０記載のハンマドリル装置において，クラッチ素子（２４）に切り替え手段（８）の可動領域（２０）が当接する斜面（２２）を形成し，クラッチ素子（２４）を回転時に前記可動領域（２０）により軸線方向に押圧することを特徴とするハンマドリル装置。
12. 請求項１１記載のハンマドリル装置において，切り替え手段（８）の可動領域（２０）を切り替えプレート（１４）に設け，該切り替えプレート（１４）をハンマドリル装置（２）内で直線変位可能に配置すると共に，セレクタ（６）により操作可能としたことを特徴とするハンマドリル装置。
13. 請求項１２記載のハンマドリル装置において，切り替えプレート（１４）をスリーブ状の切り替え部材（５４）と並進変位可能に結合したことを特徴とするハンマドリル装置。
14. 請求項１２又は１３に記載のハンマドリル装置において，切り替えプレート（１４）に歯型輪郭（１２）を設け，該歯型輪郭を，対応してセレクタ（６）に設けた歯型輪郭と結合することを特徴とするハンマドリル装置。

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