JP4758559B2 - 手持式の電動工具装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、空圧式打撃機構のための空撃防止手段を有する手持式の電動工具装置（例えば、ハンマドリル、ハンマチゼル等）に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
空圧式打撃機構を有する手持式の電動工具装置では、中空シリンダ内で軸線方向に変位可能に配置された駆動ピストンと、駆動ピストンに対して軸線方向に離間配置された打撃手段との間に位置する空気ばねの往復運動を利用して、工具に作用させるべき打撃力を発生させている。この打撃力の伝達は、限定された範囲内で軸線方向に変位できるよう工具ホルダ内に保持された工具に軸線方向の押圧力（負荷）が作用しない条件下では、空撃防止手段により遮断されるものであり、そのために空撃防止手段は、空気ばねをアクティブ制御された制御弁を介して外部に排気し、打撃力を発生させるための圧力差を解消する機能を担っている。
【０００３】
ヨーロッパ特許７５９３４１号に記載されている電動工具装置は、空圧式打撃機構のための空撃防止手段として、軸線方向に固定された中空のガイドシリンダと、このガイドシリンダ内で軸線方向に変位可能な打撃部材（フリーピストン）とを具えている。ほぼ中空円筒形状の工具ホルダにより、その軸線方向における前側部分内で工具を限定された範囲内で軸線方向に変位可能に保持する。工具ホルダは、その後端面における、軸線方向に固定された回転軸受部位に至るまで、空気ばねの軸線方向領域内に延在してガイドシリンダを外周側から包囲する。工具ホルダ内面には、前端側に向けて内径が順次に減少する３個の段部が設けられている。第１の段部は、戻しばねのための軸線方向におけるストッパーを形成する。第２の段部は、工具ホルダとフリーピストンとの間で軸線方向に変位可能に配置された伝達部材のための環状ダンパーを軸線方向に変位可能とし、かつ、限定された範囲内で半径方向にも変位可能とするストッパーを形成する。さらに、第３の段部は伝達部材のための軸線方向におけるストッパーを形成する。工具ホルダの軸線方向における後端領域で、工具ホルダとガイドシリンダとの間の半径方向スペース内に、空気ばねを排気するためにガイドシリンダの周壁に設けられている弁孔を超えて軸線方向に変位可能な制御スリーブが配置され、この制御スリーブには戻しばねのためのストッパーが設けられている。
【０００４】
空撃を防止するために、工具に軸線方向の押圧力が及ぼされない条件下では、第３の段部に当接した伝達部材が、その段階で第２の段部に当接しているダンパーを介して制御スリーブを、戻しばねの作用下で前方から第１の段部に至るまで軸線方向に変位させてガイドシリンダの弁孔を能動的に開放し、これにより打撃力を発生させるための圧力差を解消する。
【０００５】
上述した空撃防止手段は、弁孔を開放するために必要とされる制御スリーブの本来の軸線方向ストロークに加えて、工具ホルダに対する伝達部材の空撃ストロークが加重される点で不利である。シール性能が劣化すると、ほこりの外部からの進入や油の漏出が防止できなくなり、汚染が拡大する。これに対して、伝達部材の十分に有効なシール性能を実現するためには、装置全体の全長及び重量が増加するのみならず、工具ホルダの連動部の磨耗により満足すべき耐用寿命を達成するのが困難となる。また、空撃防止手段に必要とされる部品の点数が増加する結果、打撃機構の信頼性が低下する。
【０００６】
ドイツ特許１９７２４５３１Ａ１号にも、空圧式打撃機構のための空撃防止手段を有し、工具ホルダが限定された範囲内で軸線方向に変位可能である手持式の電動工具装置が記載されている。この場合、工具に軸線方向の押圧力が作用しない条件下では、工具ホルダ内に形成された段部を介して、又は工具ホルダの外面と係合する戻しばね（圧縮コイルばね等）を介して、伝達部材が工具ホルダを前方に向けて変位させ、これにより弁孔を能動的に開放して空気ばねを排気する。そのために工具ホルダ及びガイドシリンダが剛性構造体として構成され、この構造体は回転可能であると共に限定された範囲内で軸線方向にも変位可能に支承されるものである。戻しばねは、電動工具装置を上向きに使用する場合に空撃防止手段の重量を支持する機能も発揮する。この空撃防止手段は、伝達部材の空撃ストロークが弁孔の開放のために必要とされるだけの値であるため、ガイドシリンダを付加した工具ホルダの運動質量が増加する点で不利である。この大きな運動質量のため、空撃防止手段の作動位置を達成するために克服すべき戻しばねのばね力を増加させる必要があり、ユーザが及ぼすべき操作力を増大させ、作業の快適性を損なう結果となる。
【０００７】
【発明の課題】
したがって、本発明の課題は、手持式の電動工具装置における空圧式打撃機構用の空撃防止手段を改良し、上述した欠点を解消すると共に戻しばね力を低減させた場合でも工具ホルダに対する伝達部材の軸線方向における空撃ストロークを短縮可能とし、これにより作業の快適性を維持しつつ空圧式打撃機構の耐用寿命を延長することである。
【０００８】
【課題の解決手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために本発明は、請求項１に記載したとおり、軸線方向に固定されたガイドシリンダ内で、軸線方向に変位可能とされた駆動ピストンにより、空気ばねを介してフリーピストンに打撃力を作用可能とし、空撃を防止するために前記空気ばねに通じる前記ガイドシリンダの弁孔が、戻しばねの作用下で軸線方向に変位可能とされた制御スリーブによって開放可能とされ、更に、工具ホルダ内でフリーピストンからの打撃力を該工具ホルダ内に保持された工具に伝達可能とする伝達部材を具え、該工具ホルダが前記ガイドシリンダを全長および全周の少なくとも各一部に亙って外周側から包囲する電動工具装置において、前記工具ホルダを限定された範囲内で軸線方向に変位可能に支持すると共に、該工具ホルダに対して前記制御スリーブを隣接させて配置してなることを特徴とする。さらに、本発明の好適な実施形態は、従属請求項に記載したとおりである。
【００１０】
本発明によれば、ガイドシリンダを外周側から部分的に包囲する制御スリーブがハウジングに対して戻しばねの作用下で軸線方向に変位する際、軸線方向に固定されたガイドシリンダに設けられ、かつ、空気ばねに通じる弁孔を超えて変位することにより空撃防止機能が達成されるものである。そして、工具に軸線方向の押圧力が作用しない条件下では、限定された範囲内で軸線方向に変位可能とされている工具ホルダの内部で伝達部材が段部に当接することにより工具ホルダを前方に向けて変位させ、その際に伝達部材が短い空撃ストローク運動を行う。その時点で既に弁孔を開放している制御スリーブは、工具ホルダに直結される構成とすることができる。また、代案として、制御スリーブを工具ホルダと一体の剛性構造体として構成することも可能である。これにより、工具ホルダの重量を支持するために制御スリーブに係合させる戻しばねのばね力を減少させることが可能であり、空撃防止手段の作動位置を達成するために必要とされる操作力を大幅に低減することが可能となる。
【００１１】
本発明を実施するにあたり、工具ホルダに対する伝達部材の空撃ストロークを、弁孔を開閉するために必要とされる工具ホルダの空撃ストロークの数分の一、例えば約１／３として、異物の搬入を効果的に防止可能とするのが好適である。さらに、伝達部材の空撃ストロークを減少させたことにより、工具ホルダに設けられる連動ウェブを大型化して工具ホルダの長寿命化を達成することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、空撃防止手段を実現するための部品点数が少ないため、装置全体の製造コストを低下させ、併せて作動の信頼性を向上することも可能である。
【００１３】
【実施の形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について詳述する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明による手持式の電動工具装置における空圧式打撃機構１のための空撃防止手段を示すものである。本発明において、空撃防止手段は軸線方向に固定されたガイドシリンダ２を具え、このガイドシリンダ２内で軸線方向に変位可能な駆動ピストン３が、空気ばね４を介して同様に軸線方向に変位可能なフリーピストン５に打撃力を作用させる構成とされている。ガイドシリンダ２は中空円筒形状の工具ホルダ６により外周側から包囲されている。工具は、工具ホルダ６の前側部分内において、限定された範囲内で軸線方向に変位可能に保持されるものである。工具ホルダ６の内面には、３箇所に段部が形成されている。第１の段部は、戻しばね７の前端部を係止するものである。第２の段部は、軸線方向において工具とフリーピストン５との間に配置され、かつ、軸線方向に変位可能とされた伝達部材９を減衰させるための環状ダンパー８を工具ホルダ６内に固定するものである。さらに、第３の段部は、伝達部材９の前端部と係合してその軸線方向変位を規制するものである。工具ホルダ６の後側部分には、工具ホルダとガイドシリンダ２との間の環状スペース内に制御スリーブ１１を配置する。制御スリーブ１１は、ガイドシリンダ２の周壁に設けられて空気ばね４を排気可能とするための弁孔１０を超えて軸線方向に変位可能としたものであり、戻しばね７を係止するストッパーを前端に有している。
【００１５】
図２は空撃防止手段の作動位置の前側位置を示し、図１は空撃に際しての前側位置を示すものである。両者の対比から明らかなとおり、軸線方向Ａに固定されたガイドシリンダ２内の空気ばね４に通じる弁孔１０は、戻しばね７によりハウジングに対して軸線方向に付勢された制御スリーブ１１によって開閉される。その際、工具に軸線方向の押圧力が作用しない条件下では、軸線方向に変位可能な工具ホルダ６内で段部に当接した伝達部材９を介して、工具ホルダ６が前方に向けて変位する。そのために、工具ホルダ６に対する伝達部材９の短い軸線方向の空撃ストローク１２、好適には３〜１５ｍｍのストロークを、作動位置を超えて設定する。空撃ストローク１２は工具ホルダ６の空撃ストロークの約１／３とする。この段階で既に弁孔１０を開放している制御スリーブ１１のためのストッパーが、制御スリーブ１１に隣接する位置で工具ホルダ６自体に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電動工具装置における空撃状態を示す断面図である。
【図２】 図１の電動工具装置における空撃防止手段の作動位置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 空圧式打撃機構
２ ガイドシリンダ
３ 駆動ピストン
４ 空気ばね
５ フリーピストン
６ 工具ホルダ
７ 戻しばね
８ ダンパー
９ 伝達部材
１０ 弁孔
１１ 制御スリーブ
１２ 空撃ストローク

Claims (4)

1. 空圧式打撃機構（１）のための空撃防止手段を有する手持式の電動工具装置であって、軸線方向に固定されたガイドシリンダ（２）内で、軸線方向に変位可能とされた駆動ピストン（３）により、空気ばね（４）を介してフリーピストン（５）に打撃力を作用可能とし、空撃を防止するために前記空気ばね（４）に通じる前記ガイドシリンダ（２）の弁孔（１０）が、戻しばね（７）の作用下で軸線方向に変位可能とされた制御スリーブ（１１）によって開放可能とされ、更に、工具ホルダ（６）内でフリーピストン（５）からの打撃力を該工具ホルダ（６）内に保持された工具に伝達可能とする伝達部材（９）を具え、該工具ホルダ（６）が前記ガイドシリンダ（２）を全長および全周の少なくとも各一部に亙って外周側から包囲する電動工具装置において、前記工具ホルダ（６）を限定された範囲内で軸線方向に変位可能に支持すると共に、該工具ホルダ（６）に対して前記制御スリーブ（１１）を隣接させて配置してなることを特徴とする電動工具装置。
2. 請求項１記載の装置において、前記制御スリーブ（１１）を、前記工具ホルダ（６）に剛固に結合してなることを特徴とする電動工具装置。
3. 請求項１又は２記載の装置において、前記工具ホルダ（６）に対する前記伝達部材（９）の軸線方向における空撃ストローク（１２）を、工具ホルダの空撃ストロークの約１／３としてなることを特徴とする電動工具装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の装置において、作動位置を達成するための所要エネルギを低減するため、前記戻しばね（７）により専ら工具ホルダ（６）の重量のみ又は工具ホルダ（６）及び制御スリーブの重量のみを補償することを特徴とする電動工具装置。

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