JP4940012B2 - 打撃工具 - Google Patents

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Description

本発明は、工具ビットに打撃動作を行わせることにより、被加工材(コンクリート)に対しハンマ作業を遂行することが可能な打撃工具に関する。
打撃工具である、例えば電動ハンマドリルを用いて作業をする場合において、工具ビットが長軸方向に打撃動作するハンマモードでのハンマ作業は、作業者の負担を軽減する観点からトリガを電源スイッチが投入状態(オン状態)とされる投入位置に固定できることが好ましく、一方、工具ビットが打撃動作と長軸回りの回転動作とを行うハンマドリルモードでのハンマドリル作業では、作業の性格上、トリガを投入位置に固定することなく作業者が自由に非投入位置と投入位置間で任意に操作できることが好ましい。このような要請に応える機構を備えた電動ハンマドリルは、例えば特開2006−957号公報(特許文献1)に開示されている。
特許文献1に記載の電動ハンマドリルにおいては、モータを通電駆動するために2個の電気スイッチを有する。そしてモード切替部材がハンマモード側に置かれたときには、トリガが投入位置へと移動されて機械的に固定され、これにより一方の電気スイッチが投入状態とされる。この状態で、作業者がスイッチ操作部材を投入操作して他方の電気スイッチを投入状態とすると、モータが通電駆動される構成である。このときは、作業者はトリガを手指により投入位置に固定する(引き続ける)ことなく、モータを連続運転してハンマビットによるハンマ作業を連続的に行うことができる。
一方、モード切替部材がハンマドリルモード側に置かれたときには、スイッチ操作部材が他方の電気スイッチを投入状態とする投入位置へと移動されて機械的に固定される構成である。このときは、作業者はトリガを非投入位置と投入位置間で自由に操作し、モータを任意に駆動あるいは停止してハンマドリル作業を断続的に行うことができる。
特許文献1に記載の電動ハンマドリルでは、モードの切り替えを行うモード切替部材とスイッチ操作部材とを機械的に連結し、当該モード切替部材の操作に応じてスイッチ操作部材を投入位置に機械的に固定し、あるいは当該固定を解除する構成としている。しかしながら、モード切替部材とスイッチ操作部材を機械的に連結する構成では、多数の構成部品が必要となることから、構造が複雑化し、組み付けが面倒になる等の点で、なお改良の余地がある。
特開2006−957号公報
本発明は、かかる点に鑑み、工具ビットの駆動モードを切り替えることができる打撃工具において、モータの通電制御に関する合理的なスイッチ構造を構成するのに有効な技術を提供することを目的とする。
上記課題を達成するため、本発明に係る打撃工具の好ましい形態は、工具ビットを長軸方向に直線状に駆動するモータ、モータに対する通電と遮断を行う第1および第2のスイッチ操作部材、および工具ビットを任意に駆動する第1の駆動モードと工具ビットを連続的に駆動する第2の駆動モードとの間でモードの切り替えを行うモード切替部材を有する。なお、本発明における「第1の駆動モード」とは、モータを作業者の操作に応じて任意(断続的)に駆動することによって、工具ビットに打撃動作と回転動作とによるハンマドリル作業、打撃動作のみによるハンマ作業、あるいは回転動作のみによるドリル作業等を行わせる駆動モードがこれに該当する。また、本発明における「第2の駆動モード」とは、作業者によるスイッチ操作部材の投入操作を維持することなく、モータを連続的に駆動することによって、工具ビットに打撃動作のみによるハンマ作業を行わせる駆動モードがこれに該当する。
本発明の好ましい形態では、第1のスイッチ操作部材は、モータに電流を通電する投入位置と、通電を遮断する非投入位置との間で移動可能とされるとともに、常時には投入位置側から非投入位置側へと付勢されて当該非投入位置に置かれ、モード切替部材が第1の駆動モード側に置かれたときには、手指による投入位置への投入操作が許容され、モード切替部材が第2の駆動モード側に置かれたときには、投入位置に機械的に固定される構成とされる。一方、第2のスイッチ操作部材は、モータに対する通電と遮断を制御するべく手指による投入操作が可能であって、モード切替部材が第1および第2の駆動モードのいずれの側に置かれていても投入操作が許容されている。そして、第2のスイッチ操作部材は、モード切替部材が第1の駆動モード側に置かれているときには、投入操作によるモータの通電制御が行われないように設定され、モード切替部材が第2の駆動モード側に置かれているときには、投入操作によるモータの通電制御が行われるように設定される。なお、第2のスイッチ操作部材の手指による「手指による投入操作」とは、典型的には、押し操作がこれに該当するが、さらに引き操作や回転操作としてもよい。
そしてモード切替部材が第1の駆動モードに置かれた状態では、第1のスイッチ操作部材の手指による投入操作に応じてモータの通電制御が行われ、モード切替部材が第2の駆動モードに置かれた状態では、第2のスイッチ操作部材の手指による投入操作に応じてモータの通電制御が行われるように構成されている。
本発明では、第2のスイッチ操作部材は、手指を用いて投入操作する構成としている。そしてモード切替部材が第1の駆動モード側に置かれた状態では、第2のスイッチ操作部材は、手指による投入操作が行なわれても、モータに対する通電制御が行われないように設定されており、このときは、第1のスイッチ操作部材の投入操作によりモータの通電制御が行われる構成としている。第1のスイッチ操作部材は、投入位置側から非投入位置側へと付勢され、常時には非投入位置側に置かれるスイッチ操作部材である。したがって、第1の駆動モードでは、第1のスイッチ操作部材の手指による投入操作および非投入操作を適宜行うことによって、モータ(工具ビット)を断続的に駆動して、例えばハンマドリル作業、ハンマ作業あるいはドリル作業を行うことができる。
一方、モード切替部材が第2の駆動モード側に置かれた状態では、第1のスイッチ操作部材は、機械的に投入位置に固定される構成とし、このときは、第2のスイッチ操作部材の手指による投入操作によってモータに対する通電制御が行われる構成としている。したがって、第2の駆動モードでは、第2のスイッチ操作部材を投入操作することにより、モータ(工具ビット)を連続的に駆動してハンマ作業を行うことができる。この場合、第2のスイッチ操作部材の投入操作によるモータの通電制御は、当該第2のスイッチ操作部材から手指を離しても維持されるように構成される。
本発明によれば、第2のスイッチ操作部材は、手指による投入操作によってモータの通電制御を行う構成であり、モード切替部材に対する機械的なつながりが不要となる。このため、機械的な構成部材が少なくて済み、それにより構造の簡素化が図られるとともに、組付け性を向上する上で有効となる。また機械的な連結構造が無くなることによって機械的な摺動箇所も減少するため、ハンマ作業時あるいはハンマドリル作業時に発生する粉塵によるスイッチ操作に関する作動不良を防止する上で有効となる。また、本発明によれば、第1の駆動モードでは、第1のスイッチ操作部材を手指により操作することによってモータの通電制御を行い、また第2の駆動モードでは、第2のスイッチ操作部材を手指により操作することによってモータの通電制御を行なう構成としている。すなわち、第1および第2のスイッチ操作部材のいずれか一方を手指により操作することによって、モータの通電制御を行なう構成としたので、操作性が向上する。
本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、第2のスイッチ操作部材は、初期位置と投入操作された投入位置との間での移動が可能とされ、常時には投入位置側から初期位置側に付勢されるとともに当該初期位置に置かれる構成とされている。また、第2のスイッチ操作部材の投入位置への投入操作に連動して投入信号を出力する電気スイッチと、電気スイッチから入力される投入信号に応じてモータの通電を制御する制御部と、を有する。そして制御部は、モード切替部材が第2の駆動モードに置かれた状態では、電気スイッチから入力される投入信号の入力回数に応じてモータの通電制御を行うように構成される。なお、本発明における「入力回数に応じてモータの通電制御を行う」とは、典型的には、電気スイッチの奇数回目(例えば、一回目)の投入信号でモータが通電されるとともに、当該通電状態が偶数回目(例えば、二回目)の投入信号が入力されるまで維持される態様がこれに該当する。したがって、第2のスイッチ操作部材としては、投入位置へと投入操作後、手指を離すと元の初期位置(非投入位置)に戻る形式のスイッチ操作部材が採用される。本発明によれば、第2の駆動モードでは、電気スイッチの投入信号、すなわち第2のスイッチ操作部材の投入操作を制御部が読み込み、その入力回数に応じてモータの通電制御を行う構成であり、これにより第2の駆動モードでの第2のスイッチ操作部材の投入操作によってモータの通電制御を合理的に行うことができる。
本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、制御部は、当該制御部に接続された電源部からの通電が遮断されたとき、第2の駆動モードでの電気スイッチの投入履歴を消去して初期状態に戻すリセット機能を有する構成とした。このような構成とすることで、例えば、工具本体側のコードをコンセントから引き抜いた後、再び差し込むといった行為を行ったときのモータの再起動を防止できる。
本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、工具本体と、工具本体の工具ビット長軸方向の一端部に連接される作業者が握るハンドグリップとを有する。ハンドグリップは、工具ビット長軸方向と交差する方向に延在するように配置されるとともに、工具本体に対し、延在方向の一端側が回動軸を介して工具ビットの長軸方向に相対回動自在に連接され、延在方向の他端側が弾性体を介して工具本体に連接されている。なお「弾性体」とは、典型的には、バネやゴムがこれに該当する。モード切替部材は、工具本体側に装着されている。一方、第1のスイッチ操作部材は、手指による引き操作で投入位置に移動され、引き操作の解除に伴い非投入位置に戻されるトリガによって構成されている。トリガは、ハンドグリップの一端側における工具本体とハンドグリップとの連接部位を通って工具本体側へと延在する連係部材と連結されている。そして連係部材は、第1の駆動モード側から第2の駆動モード側へと移動されるモード切替部材の移動動作に連動してトリガを投入位置へと移動させるとともに、当該投入位置に固定する構成とした。
本発明によれば、上記のように、トリガに連結された連係部材を、工具本体とハンドグリップとの連接部位を通って工具本体側へと延在し、モード切替部材が第2の駆動モード側に置かれたとき、連係部材がモード切替部材に連動してトリガを投入位置へと移動させるとともに、当該投入位置に固定する構成としたものである。これにより、防振構造のハンドグリップ、すなわち延在方向一端側においては、回動軸を介して工具ビット長軸方向に相対回動自在に連接し、延在方向他端側においては、例えばバネやゴム等の弾性体を介して少なくとも工具ビットの長軸方向(打撃動作方向)に相対移動可能に連接した構成のハンドグリップを有する打撃工具への適用が可能となる。
本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ハンドグリップは、トリガを収納可能な内部空間を有し、トリガは投入位置に固定された状態では内部空間に収納される構成とした。このような構成によれば、第2の駆動モードでのハンマ作業時において、作業者がハンドグリップを把持して工具本体を操作するとき、トリガがハンドグリップを把持する手指に対し邪魔にならない。これにより、ハンドグリップを把持してハンマ作業を行う際の操作性を向上することができる。
本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、工具ビットの駆動状態を表示する表示部を有する。なお、本発明における「駆動状態を表示する」とは、典型的には、工具ビットの駆動モードが、第1の駆動モードと第2の駆動モードのいずれの側にあるか、また、第2の駆動モード側にある場合には、第2のスイッチ操作部材が投入位置側と非投入位置側のいずれの側に置かれているかの、各動作状況を作業者が視覚によって判別できるように表示する態様がこれに該当する。また、表示の態様としては、典型的には、単一または複数の発光ダイオードあるいは白熱灯等のライトによる表示がこれに該当し、ライトの点灯、消灯、点滅、あるいは点灯した際の色彩の変化による表示等、の各態様を好適に包含する。
本発明によれば、工具ビットの駆動モードを切り替えることができる打撃工具において、モータの通電制御に関する合理的なスイッチ構造を構成するのに有効な技術が提供されることとなった。
以下、本発明の実施形態につき、図1〜図8を参照して説明する。本実施の形態は、打撃工具の一例として電動ハンマドリルを用いて説明する。図1には電動ハンマドリルの全体構成が示され、図2には電動ハンマドリルの主要部の構成が示されている。図1に示すように、本実施の形態に係る電動ハンマドリル101は、概括的に見て、電動ハンマドリル101の外郭を形成する本体部103、当該本体部103の長軸方向における一端領域(図示左側)に接続されたツールホルダ117、当該ツールホルダ117に着脱自在に取付けられたハンマビット119、本体部103の長軸方向における他端部(図示右側)に連接された作業者が握るハンドグリップ109を主体として構成される。本体部103は、本発明における「工具本体」に対応し、ハンマビット119は、本発明における「工具ビット」に対応する。なお、ハンマビット119は、ツールホルダ117に対し、その長軸方向(本体部103の長軸方向)への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される。なお、説明の便宜上、ハンマビット119側を前、ハンドグリップ109側を後という。
本体部103は、駆動モータ111を収容したモータハウジング105と、運動変換機構113、打撃要素115、および動力伝達機構141を収容したギアハウジング107とを主体として構成されている。駆動モータ111は本発明における「モータ」に対応する。駆動モータ111は、回転軸が本体部103の長軸方向(すなわち、ハンマビット長軸方向)と概ね直交する縦方向(図1において上下方向)となるように配置される。駆動モータ111の回転出力は、運動変換機構113によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素115に伝達され、当該打撃要素115を介してハンマビット長軸方向(図1における左右方向)への衝撃力を発生する。また、駆動モータ111の回転出力は、動力伝達機構141によって適宜減速された上でハンマビット119に回転力として伝達され、当該ハンマビット119が周方向に回転動作される。
ハンドグリップ109は、ハンマビット長軸方向と交差する上下方向に延在された側面視で概ねコの字形に形成されるとともに、上下方向の一端(下端)側が回動軸183を介してモータハウジング105の後端下部に前後方向に回動可能に連接され、他端(上端)側が振動吸収用のコイルバネ185を介してモータハウジング105の後端上部に連接されている。コイルバネ185は、本発明における「弾性体」に対応する。これによって、本体部103からハンドグリップ109への振動の伝達が低減される構成とされる。すなわち、本実施の形態に係る電動ハンマドリル101は、防振構造のハンドグリップ109を備えている。
図2に示すように、運動変換機構113は、駆動モータ111の回転運動を直線運動に変換して打撃要素115に伝達するものであり、駆動モータ111によって駆動されるクランク軸121、クランクアーム123、ピストン125等からなるクランク機構によって構成される。ピストン125は、いわゆる打撃要素115を駆動する駆動子を構成するものであり、シリンダ127内をハンマビット長軸方向と同方向に摺動可能とされる。
打撃機構115は、シリンダ127のボア内壁に摺動自在に配置されてピストン125の摺動動作により当該シリンダボア内の空気バネの作用を介して直線状に駆動される打撃子としてのストライカ129と、ツールホルダ117に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ129の運動エネルギをハンマビット119に伝達する中間子としてのインパクトボルト131を主体として構成される。
一方、ツールホルダ117は、回転可能に構成され、駆動モータ111から動力伝達機構141を介して回転される構成とされる。図2に示すように、動力伝達機構141は、駆動モータ111によって回転駆動される中間ギア133と、中間軸135と、中間軸135と共に回転する第1ベベルギア137と、当該第1ベベルギア137と噛み合い係合し、本体部103の長軸回りに回転する第2ベベルギア139等からなり、駆動モータ111の回転をツールホルダ117に伝達し、更には当該ツールホルダ117に保持されたハンマビット119へと伝達する。
また、中間ギア133と中間軸135との間には、駆動モータ111の回転出力をハンマビット119に伝達あるいは遮断するクラッチ部材143が介装されている。クラッチ部材143は、中間軸135に対し周方向に固定された状態で軸方向には摺動可能に取り付けられており、当該中間軸135に沿って摺動することで、中間ギア133のクラッチ歯と噛み合い係合する動力伝達状態と、当該噛み合い係合が解除される動力遮断状態との間で切り替えられる。図2には動力伝達状態が示される。
クラッチ部材143の切り替え動作は、ハンマビット119の駆動モードを切り替えるモード切替ダイヤル165の操作によって行なわれる。モード切替ダイヤル165は、本発明における「モード切替部材」に対応する。モード切替ダイヤル165は、モータハウジング105の外側に水平面内での回動操作可能に取り付けられており、その回動操作によって本体部103(ギアハウジング107)の内部空間に配置された便宜上図示を省略するクラッチ切替機構が動作し、クラッチ部材143を中間軸135に沿って摺動させ、動力伝達状態あるいは動力遮断状態に切り替える。
なお、本実施の形態においては、便宜上図示を省略するが、本体部103の外側表面には、モード切替ダイヤル165の周方向において、第1ハンマモード位置、第2ハンマモード位置、ハンマドリルモード位置を示す目印が設定されている。すなわち、モード切替ダイヤル165は、少なくともハンマビット119に打撃動作のみを行わせる第1ハンマモード、第2ハンマモード、およびハンマビット119に打撃動作と回転動作とを行わせるハンマドリルモード間でモードの切り替え(選択)が可能とされている。
そして、モード切替ダイヤル165が第1ハンマモード位置あるいは第2ハンマモード位置へと回動操作されたときには、クラッチ部材143が動力遮断状態とされる。この状態で駆動モータ111が通電駆動されると、運動変換機構113のみが駆動される。駆動モータ111の回転出力は、運動変換機構113に伝達され、当該運動変換機構113のピストン125がシリンダ127のボア内で往復直線運動を行う。ピストン125が直線運動を行うと、それに伴い当該ピストン125からストライカ129、インパクトボルト131を経てハンマビット119が打撃動作を行う。このように、クラッチ部材143が動力遮断状態に置かれた第1ハンマモードまたは第2ハンマモードでは、ハンマビット119が打撃動作(ハンマ動作)のみを行い、被加工材(コンクリート)にハンマ作業を遂行する。
一方、モード切替ダイヤル165がハンマドリル位置へと回動操作されたときには、クラッチ部材143が動力伝達状態とされる。この状態で駆動モータ111が通電駆動されると、運動変換機構113に加えて動力伝達機構141が駆動する。駆動モータ111の回転出力は、中間ギア133、クラッチ部材143、中間軸135、第1および第2ベベルギア137,139を介してツールホルダ117およびこのツールホルダ117にて保持されるハンマビット119に伝達される。かくして、クラッチ部材143が動力伝達状態に置かれたハンマドリルモードでは、ハンマビット119が軸方向の打撃動作と周方向の回転動作(ドリル動作)を行い、被加工材(コンクリート)にハンマドリル作業を遂行する。
駆動モータ111は、概括的には、トリガ状の第1スイッチ153によって動作される第1電気スイッチ151、第2スイッチ155によって動作される第2電気スイッチ175、およびモード切替ダイヤル165(実質的には、後述するスライドプレート167)によって動作される第3電気スイッチ177によって通電制御されるように構成される。なお、第1〜第3電気スイッチ151,175,177は、それぞれ常時にオフ状態へと付勢される自動復帰式スイッチである。第1電気スイッチ151は、図3および図4に示すように、本体部103内の後端領域(ハンドグリップ109との対向領域)において、駆動モータ111を制御するコントローラ112に近接状に配置されている。第2電気スイッチ175は、第1電気スイッチ151の上方位置に配置されている。さらに第3電気スイッチ177は、モード切替ダイヤル165の近傍に配置されている。なお、上記の第1〜第3電気スイッチ151,175,177による駆動モータ111の通電制御の詳細については、後述する。
次に駆動モータ111(ハンマビット119)を駆動・停止を操作する操作部(スイッチ構造)につき、図3〜図8を主体にして説明する。図3および図4には操作部が拡大断面図として示される。図5および図6はそれぞれ図3のX−X線断面図であり、図7は図3のY−Y線断面図である。図8はモータの制御回路図である。
ハンドグリップ109側には、第1電気スイッチ151をオン/オフ操作するためのトリガ状の第1スイッチ153が設けられ、本体部103側には、第2電気スイッチ175をオン/オフ操作するためのレバー状の第2スイッチ155が設けられている。トリガ状の第1スイッチ153は、本発明における「第1のスイッチ操作部材」に対応し、レバー状の第2スイッチ155は、本発明における「第2のスイッチ操作部材」に対応する。第1スイッチ153と第2スイッチ155は、ハンマビット長軸方向(本体部103の長軸方向)、すなわち前後方向において、互いに対向するように配置されている。
第1スイッチ153は、中空状をなすハンドグリップ109の内部空間に配置されている。第1スイッチ153は、ハンドグリップ109の延在方向(上下方向)に沿って延在されるとともに、当該延在方向の概ね中央部において取付軸154によってハンドグリップ109に前後方向に回動自在に装着されている。第1スイッチ153は、第1電気スイッチ151をオフ状態とするオフ位置(非投入位置)と、作業者の手指により上部側を引き操作されることによって第1電気スイッチ151をオン状態とするオン位置(投入位置)との間での回動操作が可能とされ、常時には便宜上図示を省略するスプリングによってオン位置からオフ位置へと付勢されている。したがって、第1スイッチ153の上部側は、引き操作されていないときは、ハンドグリップ109の前面開口部から前方へと突出するオフ位置に保持され(図4参照)、手指により引き操作されたオン位置では、ハンドグリップ109の内部空間に収納されてグリップ前面の外側表面と概ね面一となるように設定されている(図3参照)。
第1スイッチ153は、ハンドグリップ109の内部空間を下方へと延在されるとともに、その延在端部が本体部103とハンドグリップ109とをつなぐ下部連接領域109aの内部空間に配置された連結ロッド163の一端(後端)と相対回動自在に連結されている。連結ロッド163は下部連接領域109aの内部空間を通って本体部側(前方)に延在されるとともに、その延在端部(前端)が本体部103側に配置されたスイッチレバー159の先端(下端)に回動自在に連結されている。下部連接領域109aは、本発明における「連接部位」に対応し、連結ロッド163は、本発明における「連係部材」に対応する。
スイッチレバー159は、第1電気スイッチ151を作動するスイッチ作動部材として備えられ、ハンマビット長軸方向と交差する上下方向(第1スイッチ153と概ね平行な方向)に延在するとともに、本体部103に取付軸161を支点にして前後方向に回動自在に装着されている。そして第1スイッチ153が、手指によりオン位置へと回動操作されると、当該第1スイッチ153の回動動作が連結ロッド163を介してスイッチレバー159に伝達され、当該スイッチレバー159が第1電気スイッチ151の動作突起151aを押し、これにより第1電気スイッチ151がオン状態となるように構成されている。
また、スイッチレバー159は、上方へと延在されている。スイッチレバー159の延在側にモード切替ダイヤル165の回動操作によってハンマビット長軸方向(前後方向)へと直線状にスライド動作されるスライドプレート167が配置されている。スライドプレート167は、第1スイッチ153をオン位置に機械的に固定するスイッチ固定部材を構成するものであり、モード切替ダイヤル165が第1ハンマモード位置に置かれたときに後方(図3および図4において右側)へと移動され、モード切替ダイヤル165がハンマドリルモード位置または第2ハンマモード位置に置かれたときに前方へと移動される。そして後方への移動時にスイッチレバー159の上端部159aを後方へ押すように構成される。上端部159aを押されたスイッチレバー159は、第1電気スイッチ151をオン状態とする方向に回動される。このスイッチレバー159の回動動作は、連結ロッド163を介して第1スイッチ153に伝達される。すなわち、モード切替ダイヤル165が第1ハンマモード位置に置かれたときには、第1スイッチ153が第1電気スイッチ151をオン状態とするオン位置へ回動されるとともに、当該オン位置に機械的に固定されるように構成されている。この状態が図3に示される。モード切替ダイヤル165が第2ハンマモード位置またはハンマドリルモード位置に置かれ、スライドプレート167が前方へ移動されたときには、当該スライドプレート167による第1スイッチ153の固定が解除される。この状態が図4に示される。第1ハンマモードは、本発明における「第2の駆動モード」に対応し、ハンマドリルモードおよび第2ハンマモードは、本発明における「第1の駆動モード」に対応する。
図5および図6に示すように、スライドプレート167には、平面視で略方形状の開口167aが形成され、この開口167aにモード切替ダイヤル165に設けた板カム169が係合されている。スライドプレート167は、本体部側に設けたスライドガイド168によってハンマビット長軸方向と同方向にのみ移動することが可能とされる。そしてスライドプレート167は、モード切替ダイヤル165がハンマドリルモード位置または第2ハンマモード位置から第1ハンマモード位置へと回動操作されたときには、当該モード切替ダイヤル165とともに回動される板カム169により開口167aのハンマビット長軸方向と交差する方向の壁面を押されて後方に移動され(図5参照)、モード切替ダイヤル165が第1ハンマモード位置からハンマドリルモード位置または第2ハンマモード位置へと回動操作されたときには、戻しバネ166で押されることで前方に移動されるように構成されている(図6参照)。なお、図6ではハンマドリルモード時の板カム169の位置が実線で示され、第2ハンマモード時の板カム169の位置が二点鎖線で示される。
また、モード切替ダイヤル165がハンマドリルモード位置および第2ハンマモード位置に置かれたときに、スライドプレート167が第3電気スイッチ177の動作突起177aに当接し、モード切替ダイヤル165が第1ハンマモード位置に置かれたときに、スライドプレート167が第3電気スイッチ177の動作突起177aから離間する構成とされる。すなわち、第3電気スイッチ177は、スライドプレート167で押されることでオン状態とされ、スライドプレート167が離れることでオフ状態とされる。
一方、第2スイッチ155は、図3および図4に示すように、その上端部が、本体部103に対する取付軸157を中心として前後方向に回動自在に支持されるとともに、下方に向って延在されている。第2スイッチ155は、第2電気スイッチ175をオフ状態とする初期位置としてのオフ位置(非投入位置)と、オン状態とするオン位置(投入位置)との間での手指による回動操作が可能とされる。第2スイッチ155は、前面側が開口する断面略U字形の上下方向に縦長状に形成されるとともに、手指により前方へ押されることでオン位置に回動され、常時にはスプリング156によりオフ位置に保持される。第2電気スイッチ175は、第2スイッチ155の手指による押し操作によって動作突起175aを押されることでオン状態とされ、第2スイッチ155による押し操作が解除される(手指を離す)ことでオフ状態とされる。
図8には駆動モータ111に対する電流の通電/遮断を制御するモータ制御回路が示される。図示のように、駆動モータ111の駆動回路171には、電源オン/オフ用としての第1電気スイッチ151および半導体スイッチ173が直列に設けられている。第1電気スイッチ151は、第1スイッチ153の操作によりオン/オフ動作される。半導体スイッチ173は、コントローラ112からの制御信号に基づきオン/オフ動作される。これら第1電気スイッチ151と半導体スイッチ173がオン/オフ動作されることによって、電源172から供給される電流を駆動モータ111に通電あるいは遮断する構成とされる。
コントローラ112には、第2電気スイッチ175と第3電気スイッチ177がそれぞれに接続されており、第2スイッチ155の操作による第2電気スイッチ175のオン/オフ信号と、モード切替ダイヤル165の回動操作により選択された第3電気スイッチ177のモード検出信号(モード判別信号)が入力される。コントローラ112は、第2電気スイッチ175から入力されるオン/オフ信号と、第3電気スイッチ177から入力されるモード検出信号に基づき駆動部179を介して半導体スイッチ173のオン/オフを制御する構成とされる。第2電気スイッチ175は、本発明における「電気スイッチ」に対応し、コントローラ112は、本発明における「制御部」に対応する。
コントローラ112は、第3電気スイッチ177から入力されるモード検出信号に基づいて、第2スイッチ155の操作による第2電気スイッチ175のオン/オフ信号を有効、または無効とするように設定されている。すなわち、モード切替ダイヤル165の回動操作によって第1ハンマモードが選択され、第3電気スイッチ177からオフ信号が入力された場合には、コントローラ112は、第2スイッチ155の操作による第2電気スイッチ175のオン/オフ信号によって半導体スイッチ173のオン/オフを制御するように設定されている。つまり、第1ハンマモード選択時には第2スイッチ155のオン/オフ操作を有効とする。また、第1ハンマモードの選択時にはコントローラ112は、第2スイッチ155がオン/オフ操作されたとき、第2電気スイッチ175のオン信号数(第2スイッチ155の押し操作回数)をカウントし、奇数回目のときには半導体スイッチ173をオン動作させ、偶数回目のときには半導体スイッチ173をオフ動作させるように構成されている。例えば、第2スイッチ155の1回目の投入操作では、半導体スイッチ173がオン動作され、当該オン状態が2回目の投入操作が行われるまで維持される。
一方、ハンマドリルモードまたは第2ハンマモードが選択され、第3電気スイッチ177からオン信号が出力されたときには、コントローラ112は、第2電気スイッチ175を電気的にオン状態に固定し、半導体スイッチ173をオン動作する。つまり、ハンマドリルモードまたは第2ハンマモードの選択時には、第2スイッチ155の操作による第2電気スイッチ175のオン/オフ信号を無効とし、第2スイッチ155の投入操作による駆動モータ111の通電制御を禁止する。
なお、コントローラ112に対する通電は、当該コントローラ112に接続された電源部178を介して行われる。電源部178は、第1電気スイッチ151に直列に接続されており、当該第1電気スイッチ151のオン/オフ動作に基づき通電が制御される。そして、コントローラ112は、電源部178からの通電が遮断されたとき、すなわち第1電気スイッチ151がオフ動作されたとき、ハンマドリルモードおよび第2ハンマモードでの第2電気スイッチ175のオン/オフ信号の投入履歴(第2スイッチ155の操作回数)を消去して初期状態に戻すリセット機能を有するように設定されている。このため、例えば、電源172のオン/オフ、つまり本体部側のコードをコンセントから引き抜いた後、再び差し込むといった行為を行ったときの駆動モータ111の再起動を防止することが可能となる。
また、図7に示すように、本体部103には、第2スイッチ155の下方位置に、動作状況を表示する動作状況表示部181が設けられている。動作状況表示部181は、本発明における「表示部」に対応する。動作状況表示部181は、例えば、発光ダイオード(LED)、白熱球等で表示灯を照光することで、電動ハンマドリル101の動作状況を確認できるように構成される。本実施の形態では、モード切替ダイヤル165によって第1ハンマモードが選択されたときには、無灯、つまり消灯とし、ハンマモードまたは第2ハンマモードが選択された状態(第1スイッチ153がオン位置に機械的に固定された状態)において、半導体スイッチ173がオン状態のときには、例えば赤色の発光ダイオードが点灯し、半導体スイッチ173がオフ状態のときには、例えば青色の発光ダイオードが点灯するように構成されている。
次に、上記のように構成された電動ハンマドリル101の作用を説明する。図3はモード切替ダイヤル165の回動操作によって第1ハンマモードが選択された状態を示す。モード切替ダイヤル165が第1ハンマモード位置に回動操作されると、板カム169によってスライドプレート167が後方へと移動される。すると、図5に示すように、スライドプレート167が第3電気スイッチ177から離れ、当該第3電気スイッチ177がオフ状態とされ、コントローラ112にオフ信号を出力する。コントローラ112は、第3電気スイッチ177からオフ信号が入力されると、その後で第2電気スイッチ175から入力されるオン/オフ信号を有効とする。また、スライドプレート167が後方へと移動されると、当該スライドプレート167の後端部によりスイッチレバー159の上端部159aが押され、当該スイッチレバー159が取付軸161を中心として図5において右回りに回動され、第1電気スイッチ151をオン状態とする。この回動動作は、連結ロッド163を介して第1スイッチ153に伝達され、当該第1スイッチ153がオン位置へと回動されるとともに、当該オン位置に固定される。
すなわち、第1ハンマモードの選択時には、第1スイッチ153が第1電気スイッチ151をオン状態とするオン位置に機械的に固定された状態(トリガロックオンモード)となるとともに、第2電気スイッチ175から入力されるオン/オフ信号を有効とする。
したがって、この状態で第2スイッチ155を手指で前方に押すと、当該第2スイッチ155が取付軸157を回動中心としてオン位置へと回動され、第2電気スイッチ175の動作突起175aを押す。これにより第2電気スイッチ175がオン状態となり、オン信号をコントローラ112に出力する。コントローラ112は、第2電気スイッチ175から入力されるオン信号に基づき駆動部179を介して半導体スイッチ173をオン動作させる。このため、駆動モータ111の駆動回路171が閉回路となり、駆動モータ111に通電駆動される。第1ハンマモードでは、動力伝達機構141のクラッチ部材143が動力遮断状態に切り替えられているため、ハンマビット119は打撃動作のみによるハンマ作業を行う。そして半導体スイッチ173のオン動作は、前述したように、第2電気スイッチ175から2回目のオン信号が入力されるまで維持される。つまり、第2スイッチ155から手指を離しても維持されるため、作業者は第2スイッチ155の押し操作を続けることなく、駆動モータ111を連続的に通電駆動し、被加工材に対してハンマビット119の打撃動作によるハンマ作業を連続的に行うことができる。
次に、図4はモード切替ダイヤル165の回動操作によってハンマドリルモードまたは第2ハンマモードが選択された状態を示す。モード切替ダイヤル165がハンマドリルモードまたは第1ハンマモード位置に回動操作されると、戻しバネ166によってスライドプレート167が前方へと移動される。すると、図6に示すように、当該スライドプレート167がスイッチレバー159の上端部159aから離れる方向へと移動する。このため、第1スイッチ153の機械的固定が解除され、当該第1スイッチ153およびスイッチレバー159がスプリングの付勢力によってオフ位置に戻される。このとき、スイッチレバー169は、その先端が第1電気スイッチ151の動作突起151aから離間する方向へと移動するので、第1電気スイッチ151がオフ状態となる。また、前方へと移動するスライドプレート167は、その移動端部において、第3電気スイッチ177の動作突起177aを押す。これにより第3電気スイッチ177がオン状態となる。
この状態において、作業者が手指により第1スイッチ153をスプリングの付勢力に抗してオン位置へ引き操作すると、連結ロッド163を介してスイッチレバー159が取付軸161を中心として図6において右回りに回動し、第1電気スイッチ151の動作突起151aを押す。これにより第1電気スイッチ151がオン状態となり、電源部179を介してコントローラ112が通電する。すると、コントローラ112には第3電気スイッチ177からオン信号が入力されているため、コントローラ112は、当該オン信号に基づき第2電気スイッチ175を電気的にオン状態に固定し、半導体スイッチ173をオン動作させる。このため、駆動モータ111の駆動回路171が閉回路となり、駆動モータ111が通電駆動される。そしてハンマドリルモードが選択されている場合には、動力伝達機構141のクラッチ部材143が動力伝達状態に切り替えられているため、ハンマビット119は打撃動作と回転動作とによるハンマドリル作業を行う。第2ハンマモードが選択されている場合には、動力伝達機構141のクラッチ部材143が動力遮断状態に切り替えられているため、ハンマビット119は打撃動作によるハンマドリル作業を行う。手指による第1スイッチ153の引き操作を解除すれば、第1スイッチ153は、図示省略のスプリングの付勢力によってオフ位置に戻され、それに連動してスイッチレバー159も第2電気スイッチ151をオフ状態とする位置に戻る。
すなわち、ハンマドリルモードまたは第2ハンマモードでは、作業者は第1スイッチ153をオン位置とオフ位置間で自由に操作して自由に操作し、ハンマビット119を任意に駆動あるいは停止して被加工材にハンマドリル作業またはハンマ作業を断続的に行うことができる。
なお、第3電気スイッチ177からオン信号が出力されている状態では、コントローラ112は、第2スイッチ155の操作による第2電気スイッチ175のオン・オフ信号を無効とし、第2スイッチ155の投入操作による駆動モータ111の通電制御を禁止するため、第2スイッチ155が不用意にオン/オフ操作されても半導体スイッチ173のオン状態が維持される。
以上のように、本実施の形態においては、第1ハンマモードでは、第1電気スイッチ151を機械的にオン位置に固定し、この状態で第2スイッチ155の操作による第2電気スイッチ175のオン/オフ信号に基づきコントローラ112によって駆動モータ111の通電制御を行う構成としている。一方、ハンマドリルモードまたは第2ハンマモードでは、第2電気スイッチ175を電気的にオン位置に固定して第2スイッチ175の操作を無効とし、この状態で第1スイッチ153による第1電気スイッチ151のオン/オフ操作によって駆動モータ111の通電制御を行う構成としている。このような構成とすることで、第2電気スイッチ175を操作する第2スイッチ155については、モード切替ダイヤル165との機械的なつながりを不要とすることができる。その結果、駆動モータ111の通電制御を行うスイッチ構造につき、機械的な構成部材が少なくて済み、構造の簡素化が図られるとともに、それに伴い組付け性も向上することになる。また機械的な連結構造が無くなることによって機械的な摺動箇所も減少するため、ハンマ作業あるいはハンマドリル作業時に発生する粉塵によるスイッチ操作に関する作動不良を防止する上で有効となる。
また、本実施の形態によれば、第1ハンマモードを選択した場合、またハンマドリルモードまたは第2ハンマモードを選択した場合のいずれにおいても、第1スイッチ153と第2スイッチ155のいずれか一方のみを手指により操作するだけで駆動モータ111の通電制御を行なうことができるため、操作性が向上する。また、第1スイッチ153と第2スイッチ155とを対向状に配置する構成としたので、片手での操作が可能となり、操作し易い。
また本実施の形態では、ハンドグリップ109の下部側において、本体部103とハンドグリップ109とをつなぐ下部連接領域109aに連結ロッド163を配置し、当該連結ロッド163を介してハンドグリップ109側の第1スイッチ153と、本体部103側のスイッチレバー159とを連結させる構成としている。これにより、防振構造のハンドグリップ109、すなわち本体部103に対し下部連接領域109aでは回動軸183を介して相対回動自在に連接し、上部連接領域109bではコイルバネ185を介して連接したハンドグリップ109を有するハンマドリルに適用することができる。
なお、上述した実施の形態は、第1の駆動モードとして、ハンマドリルモードと第2ハンマモードを有する場合で説明したが、更にハンマビット119に回転動作のみによるドリル作業を行わせるドリルモードを有する構成であっても構わない。また本実施の形態では、駆動モータ111の回転出力を直線運動に変換してストライカ129を駆動する機構として、クランク機構を用いた場合で説明したが、クランク機構に変えて、例えば駆動モータ111によって回転駆動される回転軸に、当該回転軸の軸線に対して所定の傾斜角度で傾斜した状態で揺動板(スワッシュプレート)を取り付け、回転軸の回転に基づき揺動板が回転軸の軸方向に揺動動作を行う構成の揺動機構を採用しても構わない。
また、本実施の形態では、第2スイッチ155を本体部103の後端部に配置したが、ハンドグリップ109の上部連接領域109bに配置してもよい。また、ハンドグリップ109は、非防振構造、すなわち本体部109に対しハンドグリップ109が固定状に連接される構成であってもよい。
なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することが可能である。
(態様1)
「請求項2または3に記載の打撃工具であって、
前記モード切替部材が第1の駆動モードと第2の駆動モードのいずれの側にあるかを検出するモード検出部を有し、
前記制御部は、前記モード検出部から第1の駆動モードの検出信号が入力されたときには、前記電気スイッチから入力される投入信号を無効とすることで前記第2のスイッチ操作部材の投入操作による前記モータの通電制御を禁止し、前記モード検出部から第2の駆動モードの検出信号が入力されたときには、前記電気スイッチから入力される投入信号を有効とし、当該投入信号に基づいてモータの通電制御を行うように構成されていることを特徴とする打撃工具。」
態様1に記載の発明によれば、第1の駆動モードでは、第1のスイッチの投入操作に応じてモータの通電制御を行わせ、第2の駆動モードでは、第2のスイッチの投入操作に応じてモータに対する通電制御を行わせることが可能な打撃工具が提供される。
(態様2)
「請求項1〜6のいずれか1つまたは態様1に記載の打撃工具であって、
前記第2のスイッチ操作部材は、工具ビット長軸方向と交差する方向に延在されるとともに、延在方向の一端部において回動可能とされており、常時には投入位置側から初期位置側に向って付勢され、当該初期位置に保持される構成としたことを特徴とする打撃工具。」
態様2に記載の発明によれば、第2のスイッチ操作部材につき、押して離す、あるいは引いて離すといった簡単なクリック操作で投入操作を行うことができる。
(態様3)
「請求項4または5に記載の打撃工具であって、
前記第2のスイッチ操作部材は、前記ハンドグリップが連接される前記本体部の後部領域において、前記ハンドグリップに配置された前記第1のスイッチ操作部材と対向状に配置されていることを特徴とする打撃工具。」
態様3に記載の発明によれば、第1のスイッチ操作部材と第2のスイッチ操作部材を対向状に配置する構成としたことにより、それらスイッチ操作部材の片手での操作が可能となり、操作性が向上する。
本実施の形態に係る電動ハンマドリルの全体構成を示す断面図である。 電動ハンマドリルの主要部の構成を示す断面図である。 駆動モータの操作部を主体に示す断面図であり、モード切替ダイヤルが第1ハンマモード位置に置かれた状態を示す。 駆動モータの操作部を主体に示す断面図であり、モード切替ダイヤルがハンマドリルモード位置または第2ハンマモード位置に置かれた状態を示す。 図3のX−X線に基づく断面図であり、モード切替ダイヤルが第1ハンマモード位置に置かれた状態を示す。 図3のX−X線に基づく断面図であり、モード切替ダイヤルがハンマドリルモード位置または第2ハンマモード位置に置かれた状態を示す。 図3のY−Y線に基づく断面図である。 駆動モータの制御回路図である。
符号の説明
101 電動ハンマドリル(打撃工具)
103 本体部(工具本体)
105 モータハウジング
107 ギアハウジング
109 ハンドグリップ
109a 下部連接領域
111 駆動モータ
112 コントローラ
113 運動変換機構
115 打撃要素
117 ツールホルダ
119 ハンマビット(工具ビット)
121 クランク軸
123 クランクアーム
125 ピストン
127 シリンダ
129 ストライカ
131 インパクトボルト
133 中間ギア
135 中間軸
137 第1ベベルギア
139 第2ベベルギア
141 動力伝達機構
143 クラッチ部材
151 第1電気スイッチ
151a 動作突起
153 第1スイッチ(第1のスイッチ操作部材)
154 取付軸
155 第2スイッチ(第2のスイッチ操作部材)
156 スプリング(付勢部材)
157 取付軸
159 スイッチレバー
159a 上端部
161 取付軸
163 連結ロッド
165 モード切替ダイヤル(モード切替部材)
166 戻しバネ
167 スライドプレート
167a 開口
168 スライドガイド
169 板カム
171 駆動回路
172 電源
173 半導体スイッチ
175 第2電気スイッチ
175a 動作突起
177 第3電気スイッチ
177a 動作突起
178 電源部
179 駆動部
181 動作状況表示部(表示部)
183 回動軸
185 コイルバネ

Claims (6)

  1. 工具ビットを長軸方向に直線状に駆動するモータと、
    前記モータに対する通電と遮断を行う第1および第2のスイッチ操作部材と、
    前記工具ビットを任意に駆動する第1の駆動モードと、前記工具ビットを連続的に駆動する第2の駆動モードとの間でモードの切り替えを行なうモード切替部材と、を有し、
    前記第1のスイッチ操作部材は、前記モータに電流を通電する投入位置と、前記通電を遮断する非投入位置との間で移動可能とされるとともに、常時には投入位置側から非投入位置側へと付勢されて当該非投入位置に置かれ、前記モード切替部材が第1の駆動モード側に置かれたときには、手指による投入位置への投入操作が許容され、前記モード切替部材が第2の駆動モード側に置かれたときには、投入位置に機械的に固定され、
    前記第2のスイッチ操作部材は、前記モータに対する通電と遮断を制御するべく手指による投入操作が可能であって、前記モード切替部材が第1および第2の駆動モードのいずれの側に置かれていても投入操作が許容されており、前記モード切替部材が第1の駆動モード側に置かれているときには、投入操作による前記モータの通電制御が行われないように設定され、前記モード切替部材が第2の駆動モード側に置かれているときには、投入操作による前記モータの通電制御が行われるように設定され、
    前記モード切替部材が第1の駆動モードに置かれた状態では、前記第1のスイッチ操作部材の手指による投入操作に応じて前記モータの通電制御が行われ、前記モード切替部材が第2の駆動モードに置かれた状態では、前記第2のスイッチ操作部材の手指による投入操作に応じて前記モータの通電制御が行われるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
  2. 請求項1に記載の打撃工具であって、
    前記第2のスイッチ操作部材は、初期位置と投入操作された投入位置との間での移動が可能とされ、常時には投入位置側から初期位置側に付勢されるとともに当該初期位置に置かれる構成とされ、
    前記第2のスイッチ操作部材の投入位置への投入操作に連動して投入信号を出力する電気スイッチと、
    前記電気スイッチから入力される投入信号に応じて前記モータに電流を通電する制御部と、を有し、
    前記制御部は、前記モード切替部材が第2の駆動モードに置かれた状態では、前記電気スイッチから入力される投入信号の入力回数に応じて前記モータの通電制御を行うように構成されていることを特徴とする打撃工具。
  3. 請求項2に記載の打撃工具であって、
    前記制御部は、当該制御部に接続された電源部からの通電が遮断されたとき、第2の駆動モードでの前記電気スイッチの投入履歴を消去して初期状態に戻すリセット機能を有することを特徴とする打撃工具。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の打撃工具であって、
    工具本体と、
    前記工具本体の前記工具ビット長軸方向の一端部に連接される作業者が握るハンドグリップと、を有し、
    前記ハンドグリップは、前記工具ビット長軸方向と交差する方向に延在するように配置されるとともに、前記工具本体に対し、延在方向の一端側が回動軸を介して前記工具ビットの長軸方向に相対回動自在に連接され、延在方向の他端側が弾性体を介して前記工具本体に連接されており、
    前記モード切替部材は、前記工具本体側に装着されており、
    前記第1のスイッチ操作部材は、前記ハンドグリップ側に装着されるとともに、手指による引き操作で投入位置に移動され、引き操作の解除に伴い非投入位置に戻されるトリガによって構成されており、
    前記トリガは、前記ハンドグリップの一端側における前記工具本体と前記ハンドグリップとの連接部位を通って前記工具本体側へと延在する連係部材と連結されており、
    前記連係部材は、第1の駆動モード側から第2の駆動モード側へと移動される前記モード切替部材の移動動作に連動して前記トリガを投入位置へと移動させるとともに、当該投入位置に固定する構成としたことを特徴とする打撃工具。
  5. 請求項4に記載の打撃工具であって、
    前記ハンドグリップは、前記トリガを収納可能な内部空間を有し、
    前記トリガは、前記投入位置に固定された状態では前記内部空間に収納される構成としたことを特徴とする打撃工具。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載の打撃工具であって、
    前記工具ビットの駆動状態を表示する表示部を有することを特徴とする打撃工具。
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