JP6725056B2 - 打撃作業機 - Google Patents

Description

本開示は、打撃子で先端工具に打撃力を加える打撃作業機に関する。

打撃子で先端工具に打撃力を加える打撃作業機は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打撃作業機は、保持具、中間子、シリンダ、打撃子、ピストン、抜け止め、及び空気室を有する。保持具は先端工具を保持し、シリンダは中間子を移動可能に支持する。打撃子はシリンダ内に移動可能に配置され、ピストンはシリンダ内に移動可能に配置されている。空気室はシリンダ内でピストンと打撃子との間に形成されている。抜け止めが保持具に設けられている。先端工具は凸部を有する。保持具は保持孔を有し、保持孔に段部が設けられている。特許文献１に記載されている打込機は、先端工具が抜け止めに当たってはね上がるときに凸部が段部に当たり、先端工具の移動速度が減速される。

特開昭５８−１２０４７４号公報

しかし、特許文献１に記載された打撃作業機は、保持具の保持孔の内径は、凸部が移動できる大きさにする必要があるため、先端工具が保持孔内で径方向に動いて作業性が低下する可能性があった。

本開示の目的は、先端工具が保持具に対して径方向に動くことを抑制可能な、打撃作業機を提供することにある。

一実施形態の打撃作業機は、先端工具の被保持部を保持する筒形状の保持具と、前記保持具の中心線方向に移動可能であり、かつ、前記保持具で保持される前記先端工具を打撃する打撃子と、を有する打撃作業機であって、前記保持具は、前記先端工具を前記打撃子で打撃可能に前記被保持部を保持し、かつ、前記中心線を中心とする円周方向の所定位置から第１角度の範囲で前記被保持部が回転可能な状態で前記被保持部を保持する第１保持部と、前記中心線方向で前記第１保持部とは異なる位置に配置され、かつ、前記先端工具を前記打撃子で打撃不可能に前記被保持部を保持し、かつ、前記所定位置から前記第１角度よりも大きい第２角度の範囲で前記被保持部が回転可能な状態で前記被保持部を保持する第２保持部と、を有し、前記保持具は、前記被保持部が前記第２保持部に保持されて前記所定位置からの回転角度が前記第１角度未満であると、前記被保持部が前記第２保持部から前記第１保持部へ移動することを許容し、前記保持具は、前記被保持部が前記第２保持部に保持されて前記所定位置からの回転角度が前記第１角度以上であると、前記被保持部が前記第２保持部から前記第１保持部へ移動することを規制する。

一実施形態の打撃作業機によれば、先端工具が保持具に対して径方向に動くことを抑制可能である。

本発明の打撃作業機の実施形態を示す正面断面図である。 図１の打撃作業機の部分的な正面断面図である。 図２のＤ１−Ｄ１線における側面断面図である。 図２の部分的な断面図である。 図２の部分的な断面図である。 図４のＤ２−Ｄ２線における側面断面図である。 図５のＤ３−Ｄ３線における側面断面図である。 図５のＤ３−Ｄ３線における側面断面図である。 図４のＤ４−Ｄ４線における側面断面図である。 打撃作業機で使用可能な先端工具の例を示す正面図である。 図１０の先端工具をフロントカバーで保持した状態であり、図４のＤ２−Ｄ２線における側面断面図である。 図１０の先端工具をフロントカバーで保持した状態であり、図４のＤ４−Ｄ４線における側面断面図である。 打撃作業機の他の例を示す部分的な正面断面図である。 打撃作業機の他の例を示す部分的な正面断面図である。 図１４のＤ７−Ｄ７線における側面断面図である。 図１４のＤ５−Ｄ５線における側面断面図である。 図１３の打撃作業機で用いる先端工具の正面図である。 図１７のＤ６−Ｄ６線における側面断面図である。 図１４の打撃作業機の要部を拡大した正面断面図である。

以下、本開示の打撃作業機の実施の形態を図面に基づいて説明する。それぞれの図面においては、共通する部材には同一の符号が付されている。

図１に示す打撃作業機１０はハンマドリルである。打撃作業機１０は、ケーシング１１、クランク機構１２及び電動モータ１３を有する。ケーシング１１は、ギヤケース１４、クランクケース１５、カバー１６、モータケース１７、ハンドル１８及びフロントケース１９を有する。ギヤケース１４はクランクケース１５とモータケース１７との間に配置されている。カバー１６は、クランクケース１５の外側に取り付けられている。ハンドル１８はギヤケース１４に固定され、モータケース１７はギヤケース１４に固定されている。ハンドル１８にトリガ２０が設けられている。また、ハンドル１８に電力ケーブル２１が取り付けられている。電力ケーブル２１は、電源、例えば、交流電源に接続される。

クランクケース１５は金属製であり、フロントケース１９がクランクケース１５に固定されている。フロントケース１９は筒形状であり、シリンダ２２は、クランクケース１５内及びフロントケース１９内に亘って配置されている。フロントケース１９にフロントカバー２３が取り付けられている。フロントケース１９の中心線Ａ１に沿った方向で、フロントケース１９は、フロントカバー２３とクランクケース１５との間に配置されている。中心線Ａ１はシリンダ２２の中心と共通である。

ピストン２４がシリンダ２２内に設けられている。ピストン２４はシリンダ２２に対して中心線Ａ１方向に作動可能である。ピストン２４の外周面にシール部材２５が取り付けされており、シール部材２５はシリンダ２２の内周面に接触してシール面を形成する。

電動モータ１３はモータケース１７内に設けられている。電動モータ１３は、環状のステータ２６と、ステータ２６の内側に配置したロータ２７と、を有する。出力軸２８がロータ２７に固定され、出力軸２８及びロータ２７は、中心線Ａ２を中心として回転可能である。出力軸２８は、軸受２９，３０により回転可能に支持されており、出力軸２８の外周面に駆動ギヤ３１が設けられている。

さらに、ギヤケース１４とクランクケース１５との間に収容室３２が形成されている。クランク機構１２はクランクケース１５内に設けられている。クランク機構１２は、出力軸２８の回転力を、ピストン２４の動作力に変換する運動変換機構である。クランク機構１２は、駆動ギヤ３１に噛み合う従動ギヤ３３と、従動ギヤ３３が固定されたクランクシャフト３４と、クランクシャフト３４とピストン２４とを連結するコネクティングロッド３５と、を有する。クランクシャフト３４は、軸受３６，３７により中心線Ａ３を中心として回転可能に支持されている。クランクシャフト３４はクランクピン３８を有する。クランクピン３８は、中心線Ａ３から偏心した位置に配置されている。クランクピン３８は、クランクシャフト３４が回転すると中心線Ａ３の周囲を公転する。コネクティングロッド３５はクランクピン３８に連結されている。

環状のベベルギヤ３９がシリンダ２２の外周面に取り付けられている。ベベルギヤ３９はシリンダ２２と共に一体回転する。回転力伝達軸４０が、収容室３２及びクランクケース１５内に亘って設けられている。回転力伝達軸４０は、軸受４１，４２を介してギヤケース１４及びクランクケース１５により回転可能に支持されている。回転力伝達軸４０の中心線Ａ４は、中心線Ａ３と平行である。回転力伝達軸４０は、出力軸２８の回転力をベベルギヤ３９に伝達する要素であり、回転力伝達軸４０にピニオンギヤ４３が設けられている。ピニオンギヤ４３は、ベベルギヤ３９に噛み合っている。さらに、従動ギヤ４４が回転力伝達軸４０に固定され、従動ギヤ４４は駆動ギヤ３１に噛み合っている。

シリンダ２２及びベベルギヤ３９は、軸受４５を介してクランクケース１５により回転可能に支持されている。ベベルギヤ３９は軸受４５によりクランクケース１５に対して中心線Ａ１方向に位置決めされている。シリンダ２２は、軸受４６を介してフロントケース１９により回転可能に支持されている。シリンダ２２に通気路４７，４８が設けられている。通気路４７，４８は、シリンダ２２を径方向に貫通して設けられている。通気路４７と通気路４８とは、中心線Ａ１方向で異なる位置に配置されている。通気路４７は、中心線Ａ１方向で中心線Ａ３と通気路４８との間に配置されている。

シリンダ２２を径方向に貫通する長穴４９が設けられている。長穴４９は、中心線Ａ１方向でフロントカバー２３と通気路４８との間に設けられている。シリンダ２２の内周面に環状のストッパ５０が設けられている。ストッパ５０は、中心線Ａ１方向でフロントカバー２３と長穴４９との間に設けられている。

図２のように、ドライバ５１が、シリンダ２２内及びフロントカバー２３内に亘って設けられている。ドライバ５１は筒形状であり、ドライバ５１は、シリンダ２２と共に一体回転する。ドライバ５１は、ドライバ５１は第１筒部７５及び第２筒部７６を有する。第２筒部７６はガイド孔５２を有し、第２筒部７６は保持孔５３を有する。第２筒部７６の外径は、第１筒部７５の外径よりも大きい。ガイド孔５２及び保持孔５３は中心線Ａ１を中心として設けられている。ガイド孔５２は中心線Ａ１方向で保持孔５３とストッパ５０との間に設けられている。ガイド孔５２の内周面は、中心線Ａ１に対して垂直な平面での断面形状が円形である。保持孔５３の内周面は、中心線Ａ１に対して垂直な平面での断面形状が多角形である。保持孔５３の内周面形状は、図９に示すように六角形である。ガイド孔５２の内径は、保持孔５３の最大内径よりも大きい。ドライバ５１の内面にストッパ面５４が設けられている。ストッパ面５４は、中心線Ａ１に対して傾斜した環状のテーパ面である。

ドライバ５１とストッパ５０との間に、バンパ５５、及び２個のスペーサ５６，５７が配置されている。バンパ５５は、中心線Ａ１方向でスペーサ５６とスペーサ５７との間に配置されている。バンパ５５は環状の合成ゴムであり、スペーサ５６，５７は金属製であり、かつ、環状である。

中間打撃子５８が、ドライバ５１内及びシリンダ２２内に亘って配置されている。中間打撃子５８は、ガイド孔５２に沿って中心線Ａ１方向に移動可能である。中間打撃子５８は、ストッパ面５４及びスペーサ５６により、中心線Ａ１方向の移動範囲が規制される。中間打撃子５８は第１軸部９３、第２軸部６０及び第３軸部５９を有する。第２軸部６０は、中心線Ａ１方向で第３軸部５９と第１軸部９３との間に設けられている。第２軸部６０の外径は、第３軸部５９の外径よりも大きく、かつ、第１軸部９３の外径よりも小さい。第１軸部９３は第２筒部７６のガイド孔５２に配置されている。第１軸部９３はガイド孔５２内で中心線Ａ１方向に移動可能である。

第３軸部５９の外周面に付勢力伝達要素６１が取り付けられている。付勢力伝達要素６１は金属製であり、かつ、図３に示すように環状である。付勢力伝達要素６１の外周面から径方向に突出した係合突起６２が設けられている。係合突起６２は、長穴４９内に配置されている。係合突起６２は、長穴４９内で中心線Ａ１方向に移動可能である。付勢力伝達要素６１と第２軸部６０との間にリング６３及びバンパ６４が設けられている。リング６３は金属製であり、バンパ６４は合成ゴム製である。

樹脂製のスリーブ６５が、シリンダ２２の外周面に取り付けられている。スリーブ６５はシリンダ２２に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。スリーブ６５の中心線Ａ１方向の端部に係合溝６６が設けられ、係合突起６２は係合溝６６内に配置されている。金属製のカラー６７が、シリンダ２２の外周面に取り付けられている。カラー６７は円筒形状であり、かつ、中心線Ａ１方向でカラー６７とベベルギヤ３９との間に配置されている。カラー６７はシリンダ２２に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。

金属製のスプリング６８がシリンダ２２の外周面に取り付けられている。スプリング６８は圧縮スプリングであり、カラー６７とベベルギヤ３９との間に圧縮された状態で設けられている。スプリング６８の中心線Ａ１方向の付勢力は、カラー６７を介してスリーブ６５に伝達される。スリーブ６５に加えられた付勢力は、付勢力伝達要素６１、バンパ６４及びリング６３を介して中間打撃子５８に伝達される。つまり、中間打撃子５８は、スプリング６８から、中心線Ａ１方向でストッパ面５４に近づく向きの付勢力を受ける。

打撃子６９がシリンダ２２内で中心線Ａ１方向に移動可能に設けられている。打撃子６９は、中心線Ａ１方向でピストン２４と中間打撃子５８との間に配置されている。打撃子６９の外周面にシール部材７０が取り付けられており、シール部材７０がシリンダ２２の内周面に接触してシール面を形成する。シリンダ２２内で打撃子６９とピストン２４との間に空気室７１が設けられている。通気路４７及び通気路４８は、空気室７１につながる。ピストン２４が作動する際に、空気室７１の圧力が変動する。

フロントカバー２３は、図２、図４及び図５のように、収容孔７２、第１保持孔７３及び第２保持孔７４を有する。中心線Ａ１方向で第１保持孔７３は第２保持孔７４と収容孔７２との間に配置されている。第１保持孔７３及び第２保持孔７４は、中心線Ａ１方向に延ばされている。収容孔７２、第１保持孔７３及び第２保持孔７４は、中心線Ａ１を中心として配置されている。第１筒部７５は収容孔７２に配置されている。

中心線Ａ１に対して垂直な平面内で、収容孔７２の内周面形状は円形である。中心線Ａ１に対して垂直な平面視で、第１保持孔７３の内周面形状は多角形である。図６に示す第１保持孔７３は、内周面形状が六角形である例を示す。つまり、第１保持孔７３の内周面により、６個の第１保持面７７が形成されている。隣り合う第１保持面７７同士の間に角部８７がそれぞれ形成されている。図８に示す第１保持孔７３の外接円の直径Ｌ２は、収容孔７２の内径よりも小さく、かつ、保持孔５３の内接円の直径よりも大きい。

図７及び図８のように、第２保持孔７４の内周面は、複数の湾曲面７８と、複数の平坦面７９と、を有する。図７及び図８は、湾曲面７８が６個設けられ、平坦面７９が６個設けられている例を示す。平坦面７９は、中心線Ａに対して垂直な平面視で、第１保持孔７３の第１保持面７７と重なるように形成される。複数の湾曲面７８は、第２保持孔７４の径方向で外側に向けてそれぞれ膨らんでいる。湾曲面７８と平坦面７９とは、第２保持孔７４の円周方向に交互に配置されている。湾曲面７８と平坦面７９とが互いに接続されている。６個の湾曲面７８の外接円の直径Ｌ１は、直径Ｌ２よりも大きい。平坦面７９の内接円の直径Ｌ３は、直径Ｌ２よりも小さい。図６に示す第１保持孔７３の内接円の直径Ｌ３は、図８に示す平坦面７９の内接円の直径Ｌ３と等しい。また、第１保持孔７３の内面と、６個の湾曲面７８とを接続する端面８０がそれぞれ設けられている。端面８０は中心線Ａ１に対して垂直な平坦面である。端面８０と第１保持面７７との境界に縁部９１がそれぞれ形成されている。縁部９１はエッジである。

図４及び図５のように、フロントカバー２３にホルダ８１が取り付けられている。ホルダ８１は係合部８２を有する。ホルダ８１は金属製である。先端工具８３をフロントカバー２３に取り付け、かつ、先端工具８３をフロントカバー２３から取り外すことが可能である。先端工具８３は、打撃作業機１０の打撃力を対象物に伝達し、かつ、回転力を対象物に伝達しない場合に用いる。

先端工具８３は、第１軸部８４、第２軸部８５及び大径部８６を有する。中心線Ａ１は、先端工具８３の中心でもあり、大径部８６は中心線Ａ１方向で第１軸部８４と第２軸部８５との間に配置されている。第１軸部８４の中心線Ａ１方向の長さは、第１保持孔７３の長さと、第２保持孔７４の長さとの合計よりも大きい。第１軸部８４の断面形状は、図９のように円形であり、大径部８６の断面形状は、図７のように六角形である。図９のように、第１軸部８４の直径は、ドライバ５１の保持孔５３の内接円の直径よりも小さい。図８のように、大径部８６の外接円の直径Ｌ４は、直径Ｌ３よりも大きく、かつ、直径Ｌ２よりも小さい。図７のように、大径部８６は６個の表面８８を有し、隣り合う表面８８同士の接続箇所に角部８９がそれぞれ形成されている。

図４及び図５のように、各表面８８と第１軸部８４の表面との境界に縁部９０がそれぞれ形成されている。各縁部９０は、先端工具８３の全周に亘って環状に形成されている。中心線Ａ１を含む平面断面内で、各縁部９０は湾曲している。先端工具８３において、第２軸部８５と大径部８６との間に係合部９２が設けられている。係合部９２は先端工具８３の全周に設けられ、係合部９２の直径は、図８に示す大径部８６の直径Ｌ４よりも大きい。

次に、打撃作業機１０の使用例を説明する。スプリング６８の付勢力は、カラー６７、スリーブ６５、付勢力伝達要素６１、バンパ６４及びリング６３を介して中間打撃子５８に伝達され、第１軸部９３がストッパ面５４に押し付けられて中間打撃子５８が停止する。

作業者は、先端工具８３とフロントカバー２３とを中心線Ａ１を中心として同心状に位置させ、第１軸部８４をフロントカバー２３に近づける。すると、第１軸部８４は、第２保持孔７４及び第１保持孔７３を通って保持孔５３に進入し、大径部８６は第２保持孔７４に進入する。そして、図８のように、中心線Ａ１を中心とする円周方向で、角部８９の位置と角部８７の位置との差、つまり、角部８７と角部８９との間の所定角度θ２が所定角度θ１以上であると、縁部９０が縁部９１に接触し、先端工具８３の移動が規制され、先端工具８３は停止する。

そして、フロントカバー２３に保持された先端工具８３を対象物に押し付けて、先端工具８３に加える中心線Ａ１方向の移動力を増加すると、中心線Ａ１方向の移動力の一部が、縁部９０と縁部９１との接触箇所で、縁部９１に沿う方向の分力に変換され、その分力で先端工具８３が中心線Ａ１を中心として回転する。図８に示す例では、先端工具８３が時計方向に回転する。そして、中心線Ａ１を中心とする円周方向で、角部８９の位置と角部８７の位置との差、つまり、所定角度θ２が所定角度θ１未満であると、縁部９０は縁部９１に接触せず、大径部８６は、図４のように第１保持孔７３に進入する。大径部８６が第１保持孔７３に進入可能となる所定角度θ１は、図６に所定角度θ１で表してある。所定角度θ１，θ２は、角部８７を基準とする円周方向の角度である。所定角度θ１は第１角度に相当し、所定角度θ２は第２角度に相当し、角部８７は、所定位置に相当する。

さらに、第１軸部８４の端部が中間打撃子５８の第１軸部９３の端部に接触すると、中間打撃子５８はスプリング６８の付勢力に抗してストッパ面５４から離れる。そして、第１軸部９３が図２のようにスペーサ５６に接触して中間打撃子５８が停止すると、先端工具８３も停止する。

次いで、作業者がトリガ２０に操作力を加えると、電動モータ１３に電力が供給されて出力軸２８が回転する。出力軸２８の回転力は、クランク機構１２によりピストン２４の往復動力に変換される。ピストン２４が、シリンダ２２内で中心線Ａ３から離れる向きで移動すると、空気室７１の圧力が上昇して打撃力が発生し、打撃子６９が中間打撃子５８を打撃する。その打撃力は先端工具８３を介して対象物に伝達される。このように、第１保持孔７３が大径部８６を保持すると、中間打撃子５８は先端工具８３を打撃可能である。

また、出力軸２８の回転力は、従動ギヤ４４、回転力伝達軸４０及びピニオンギヤ４３を介してベベルギヤ３９に伝達される。ベベルギヤ３９と共にシリンダ２２が回転し、かつ、ドライバ５１が回転する。先端工具８３の第１軸部８４の断面形状は円形であり、かつ、図９のように、第１軸部８４の直径は、六角形の保持孔５３の内接円の直径よりも小さい。また、図６のように、大径部８６の角部８９は第１保持面７７に接触する。このため、シリンダ２２の回転力で先端工具８３が回転することは無く、先端工具８３に対して中心線Ａ１方向の打撃力のみが加えられる。

以後、ピストン２４がシリンダ２２内で往復動すると、打撃子６９の打撃力が先端工具８３に連続的に加えられる。先端工具８３が対象物に押し付けられ、かつ、先端工具８３に打撃力が加えられている間、大径部８６は、図４のように第１保持孔７３及び第２保持孔７４の両方に位置する。

作業者がトリガ２０に対する操作力を解除すると、電動モータ１３が停止する。また、作業者が先端工具８３を対象物から離し、かつ、中心線Ａ１を鉛直線に対して傾斜させると、先端工具８３はフロントケース１９よりも下に位置する。すると、先端工具８３は自重で中心線Ａ１に沿って下降し、図５のように、大径部８６は第１保持孔７３から退出する。そして、係合部９２が係合部８２に接触し、先端工具８３はフロントカバー２３に対して停止する。このように、ホルダ８１は、先端工具８３がフロントカバー２３から不用意に抜け出すことを防止する。

一方、電動モータ１３が回転している状態で先端工具８３が対象物から離れ、かつ、先端工具８３に打撃力が加わると、先端工具８３はフロントケース１９から離れる向きで中心線Ａ１に沿って移動する。すると、図５のように、大径部８６は第１保持孔７３から退出し、かつ、係合部９２が係合部８２に衝突し、その反動で先端工具８３はフロントケース１９に近づく向きで移動する。

すると、作業者が先端工具８３を対象物に押し付けた場合と同様に、縁部９０が縁部９１に衝突する。そして、先端工具８３の中心線Ａ１方向の移動力の一部が、縁部９０と縁部９１との接触箇所で縁部９１の沿う方向の分力に変換され、その分力で先端工具８３が中心線Ａ１を中心として回転するため、先端工具８３の中心線Ａ方向の移動力は低減される。このため、先端工具８３は、縁部９０が縁部９１に接触した時点から、中間打撃子５８に近づく向きの移動が抑制されるか、または、中間打撃子５８から離れる向きに移動する。

このように、縁部９１は、先端工具８３が中心線Ａ１方向に移動して、第１保持孔７３に進入することを許容するが、その移動量を低減する。したがって、打撃作業機１０における空打ちを防止できる。空打ちとは、先端工具８３が対象物に押し付けられていない状態で打撃子６９の打撃力が先端工具８３に伝達されることである。電動モータ１３が回転している状態で先端工具８３が対象物から離れ、かつ、先端工具８３に打撃力が加わると、先端工具８３は中心線Ａ１方向でフロントケース１９から離れる方向に移動する。すると、係合部９２が係合部８２に衝突して反発し、先端工具８３は、中心線Ａ１方向でフロントケース１９に近づく方向に移動する。そして、第１軸部８４の端部が中間打撃子５８の第１軸部９３の端部に衝突して反発し、先端工具８３は、中心線Ａ１方向でフロントケース１９から離れる方向に移動する。このように、先端工具８３は、中心線Ａ１方向に往復動する挙動を繰り返し、先端工具８３は何度も中間打撃子５８に打撃されることになり、空打ちが連続的に発生してしまう。

しかしながら、本開示の打撃作業機１０は、先端工具８３が中心線Ａ１方向に移動して第１保持孔７３に進入する移動力を低減する。このため、先端工具８３が中心線Ａ１方向に往復動する範囲の増加が抑制される。したがって、先端工具８３は、大径部８６が第１保持孔７３に保持されない状態で、最終的に停止する。第２保持孔７４が大径部８６を保持し、かつ、第１保持孔７３が大径部８６を保持していないと、中間打撃子５８は先端工具８３を打撃不可能であるため、空打ちが繰り返し生じることが抑制される。

本開示の打撃作業機１０は、先端工具８３の中心線Ａ１方向の移動力の一部を、先端工具８３の回転力に変換することで、先端工具８３が中間打撃子５８に近づくことを抑制する。このため、第１保持孔７３の内接円の直径Ｌ３と、第２保持孔７４の平坦面７９の内接円の直径Ｌ３とを等しくすることができる。つまり、先端工具８３の大径部８６の外周と、第２保持孔７４の内周との間に形成される径方向の隙間量を、なるべく小さくすることができる。したがって、先端工具８３の中心軸が、フロントケース１９の中心線Ａ１に対して交差するように傾斜することを抑制でき、作業性が向上する。

また、打撃作業機１０は、先端工具８３が対象物から離れており、スプリング６８の付勢力で中間打撃子５８がストッパ面５４に押し付けられている状態で、カラー６７は通気路４８を開いている。つまり、空気室７１は通気路４８を介して、シリンダ２２の外部とつながっている。このため、ピストン２４がシリンダ２２内で往復動しても、空気室７１の空気が通気路４８から排出され、空気室７１の空気圧の上昇が抑制される。したがって、先端工具８３が対象物から離れている状態で、空打ちを一層低減できる。

さらに、先端工具８３を対象物に押し付けて、図２のように、中間打撃子５８をストッパ面５４から離すと、カラー６７が通気路４８を塞ぐ。このため、ピストン２４がシリンダ２２内で中心線Ａ３から離れる向きで移動すると、空気室７１の圧力が上昇して十分な打撃力を得ることができる。

フロントカバー２３で保持可能な他の先端工具の例を、図１０を参照して説明する。図９に示す先端工具９４は、第１軸部８４、第２軸部８５、大径部８６及び係合部９２を有する。大径部８６の断面形状は、図１１のように円形であり、大径部８６の直径は、第１保持孔７３の内接円の直径よりも小さい。第１軸部８４の断面形状は、図１２のように六角形であり、第１軸部８４の外接円の直径は、保持孔５３の最大内径よりも小さく、かつ、保持孔５３の最小内径よりも大きい。

次に、図１０の先端工具９４を、図２に示すフロントカバー２３に取り付ける作業を説明する。作業者は、第１軸部８４を第２保持孔７４を経由して第１保持孔７３に進入させ、次いで、第１軸部８４を図１２のように保持孔５３に進入させる。第１軸部８４が保持孔５３内に位置すると、フロントカバー２３と先端工具９４とが同心状になる。第１軸部８４が中間打撃子５８に接触すると、先端工具９４が停止する。

そして、作業者が先端工具９４に押し付けると、その反力で中間打撃子５８はスプリング６８の付勢力に抗してストッパ面５４から離れる。また、フロントカバー２３と先端工具９４とが同心状であり、かつ、大径部８６の直径は、第１保持孔７３の内接円の直径よりも小さいため、大径部８６は端面８０に接触することが無く、大径部８６は第２保持孔７４から第１保持孔７３に移動する。そして、第１軸部９３がスペーサ５６に接触して中間打撃子５８が停止すると、先端工具９４も停止する。

次いで、作業者がトリガ２０に操作力を加えて電動モータ１３の出力軸２８が回転すると、前述と同様に打撃子６９がシリンダ２２内で往復動し、打撃子６９は、中間打撃子５８を介して先端工具９４を間接的に打撃する。

また、図１２のように、保持孔５３の断面形状は六角形であり、かつ、第１軸部８４の断面形状は六角形であり、第１軸部８４の外接円の直径は、保持孔５３の最大内径よりも小さく、かつ、保持孔５３の最小内径よりも大きい。このため、出力軸２８の回転力がドライバ５１に伝達されると、ドライバ５１の回転力が先端工具９４に伝達される。このように、先端工具９４には、打撃力及び回転力の両方が伝達される。

また、先端工具９４が対象物から離れると、スプリング６８の付勢力で中間打撃子５８がストッパ面５４に押し付けられ、カラー６７は通気路４８を開く。このため、ピストン２４がシリンダ２２内で往復動しても、先端工具９４に打撃力が加えられることを抑制できる。

打撃作業機の他の例を図１３及び図１４を参照して説明する。図１３及び図１４に示す打撃作業機１０は、金属製のリテーナスリーブ９５を有する。リテーナスリーブ９５は筒形状であり、かつ、フロントケース１９内に配置されている。リテーナスリーブ９５は、第１筒部９６、第２筒部９７及び第３筒部９８を有する。第２筒部９７は、中心線Ａ１に沿った方向で、第１筒部９６と第３筒部９８との間に設けられている。第２筒部９７の内径は、第１筒部９６の内径よりも小さく、かつ、第３筒部９８の内径よりも大きい。

第１筒部９６と第２筒部９７との接続箇所に、段部９９が設けられている。段部９９は、リテーナスリーブ９５の内周に環状に設けられている。シリンダ２２の一部が第１筒部９６内に配置されている。シリンダ２２はリテーナスリーブ９５と共に一体回転するように連結されている。バンパ５５、スペーサ５６，５７は、シリンダ２２の端部と段部９９との間に配置されている。第２筒部９７と第３筒部９８との接続箇所に、ストッパ面１００が設けられている。ストッパ面１００は、リテーナスリーブ９５の内周に環状に設けられている。中間打撃子５８は第２筒部９７内に設けられ、かつ、中心線Ａ１方向に移動可能である。中間打撃子５８は、図２に示す第３軸部５９を備えていない。

フロントケース１９の内周面に環状のリブ１０１が設けられている。リブ１０１はすべり軸受１０２を支持している。すべり軸受１０２はリブ１０１に対して回転しないように取り付けられており、すべり軸受１０２は外向きのフランジ１０３を有する。フランジ１０３がリブ１０１に接触し、すべり軸受１０２は中心線Ａ１方向の移動が規制される。すべり軸受１０２内に第２筒部９７が配置され、すべり軸受１０２はリテーナスリーブ９５を回転可能に支持する。

第１筒部９６の外周面に、外向きのフランジ１０４が設けられている。フランジ１０３とフランジ１０４との間に、環状のスペーサ１０５及び環状のバンパ１０６が設けられている。

クラッチ１０７がシリンダ２２の外周面に取り付けられている。クラッチ１０７は、シリンダ２２と共に一体回転し、かつ、シリンダ２２に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。クランクケース１５に操作部材が設けられており、作業者が操作部材を操作すると、クラッチ１０７はシリンダ２２に対して中心線Ａ１方向に移動する。操作部材を操作すると、ハンマドリルモードとハンマモードとを切り替え可能である。

第１筒部９６とクラッチ１０７との間に弾性部材１０８が設けられている。弾性部材１０８は、クラッチ１０７をベベルギヤ３９に近づける向きで中心線Ａ１方向に付勢する。弾性部材１０８は、例えば、金属製の圧縮コイルスプリングを用いることができる。図１３及び図１４に示すベベルギヤ３９は、シリンダ２２に対して相対回転可能である。

クランクケース１５の内周面に回り止め１０９が設けられている。回り止め１０９は環状であり、かつ、クランクケース１５に対して回転しないように取り付けられている。クラッチ１０７が中心線Ａ１方向に移動して停止すると、クラッチ１０７は、ベベルギヤ３９または回り止め１０９の何れか一方に係合する。シリンダ２２に通気路４８が設けられている。通気路４８は、中心線Ａ１方向で第１筒部９６とクラッチ１０７との間に配置されている。

第３筒部９８の端部にキャップ１１０が取り付けられている。キャップ１１０は軸穴１１１を有する。フロントカバー１１２がキャップ１１０に取り付けられている。フロントカバー１１２は環状である。リテーナスリーブ９５の外周面に環状のプレート１１３が取り付けられている。環状のホルダ１１４が第３筒部９８に取り付けられている。ホルダ１１４は、第３筒部９８に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。プレート１１３とホルダ１１４との間に弾性部材１１５が設けられており、弾性部材１１５はホルダ１１４を中心線Ａ１方向に付勢し、かつ、フロントカバー１１２に押し付ける。弾性部材１１５は、例えば金属製の圧縮コイルスプリングである。

第３筒部９８は、図１５及び図１９のように保持孔１１６を有する。保持孔１１６は第３筒部９８を径方向に貫通している。保持孔１１６は第３筒部９８の円周方向で異なる位置に複数配置されている。ビットロック１１７が保持孔１１６に配置されている。ビットロック１１７は金属製であり、ビットロック１１７は保持孔１１６内で第３筒部９８の径方向に移動可能である。ホルダ１１４は、第３筒部９８の径方向でビットロック１１７の外側に位置し、ホルダ１１４はビットロック１１７が保持孔１１６から抜け出すことを防止する。

図１９のように、第３筒部９８の軸孔１２６の内面にレール１１８が設けられている。レール１１８は、中心線Ａ１方向に沿って直線状に配置されている。レール１１８は、図１５のように第３筒部９８の円周方向に複数設けられている。レール１１８は、図１９のように、第１ガイド部１１９及び第２ガイド部１２０を有する。第２ガイド部１２０は、中心線Ａ１方向で第１ガイド部１１９とストッパ面１００との間に配置されている。第３筒部９８の円周方向で、第１ガイド部１１９の幅Ｌ５は第２ガイド部１２０の幅Ｌ６よりも小さい。

また、第１ガイド部１１９と第２ガイド部１２０とを接続する接続部１２１が設けられている。接続部１２１は、中心線Ａ１方向で第１ガイド部１１９と第２ガイド部１２０との間に配置されている。第３筒部９８の軸孔１２６内のうち、中心線Ａ１方向で第２ガイド部１２０が配置されている領域が、第１保持孔１２７である。軸孔１２６内のうち、中心線Ａ１方向で第１ガイド部１１９が配置されている領域が、第２保持孔１２８である。

図１３、図１４及び図１９に示すように、リテーナスリーブ９５に着脱可能な先端工具１２２が設けられている。先端工具１２２は、先端工具８３とは形状が異なる。先端工具１２２は軸形状であり、先端工具１２２は、図１６、図１７及び図１８のように、ガイド溝１２３及び保持溝１２４を有する。ガイド溝１２３及び保持溝１２４は先端工具１２２の長手方向に沿って直線状に配置されている。ガイド溝１２３は先端工具１２２の円周方向に間隔をおいて複数配置されている。保持溝１２４は先端工具１２２の円周方向に間隔をおいて複数配置されている。先端工具１２２がリテーナスリーブ９５により保持されていると、レール１１８はガイド溝１２３に配置され、ビットロック１１７の一部は保持溝１２４に配置される。

図１３及び図１４に示す打撃作業機１０の使用例を説明する。先端工具１２２が中間打撃子５８よりも下にあり、かつ、中心線Ａ１が水平線に対して傾斜するように打撃作業機１０が保持されていると、ビットロック１１７は、自重でリテーナスリーブ９５に対して下降しており、ビットロック１１７は、図１３のように、保持溝１２４内で先端工具１２２の後端１２５に最も近い位置にある。そして、ビットロック１１７が先端工具１２２に係合することで、先端工具１２２がリテーナスリーブ９５から抜け出すことを防止する。ここで、第１ガイド部１１９はガイド溝１２３内に位置し、第２ガイド部１２０はガイド溝１２３外に位置する。

また、ピストン２４が停止していると、打撃子６９も停止する。中間打撃子５８は打撃子６９に押されてストッパ面１００に接触して停止している。中間打撃子５８がストッパ面１００に接触し、かつ、第２ガイド部１２０がガイド溝１２３外に位置すると、中間打撃子５８と先端工具１２２とは離れている。このため、ピストン２４が往復動して打撃子６９が中間打撃子５８を打撃しても、その打撃力は先端工具１２２に伝達されず、空打ちを防止できる。

先端工具１２２を対象物に押し付けて中心線Ａ１方向に移動させると、図１５のように、先端工具１２２の端部が接続部１２１に接触する。先端工具１２２と接続部１２１との接触箇所で分力が生じ、中心線Ａ１方向の移動力の一部が先端工具１２２を回転させる向きの力に変換される。先端工具１２２は、例えば、図１５で時計方向に所定角度θ１の範囲で回転し、先端工具１２２の回転方向で、ガイド溝１２３の中心と第２ガイド部１２０の中心とが一致すると、先端工具１２２は中心線Ａ１方向に移動する。つまり、第１ガイド部１１９及び第２ガイド部１２０の両方が、ガイド溝１２３内に収容される。そして、先端工具１２２が中間打撃子５８に接触し、中間打撃子５８が中心線Ａ１方向に移動する。そして、図１４のように、第１軸部９３がスペーサ５６に接触すると、中間打撃子５８及び先端工具１２２が停止する。

ピストン２４がシリンダ２２内で通気路４８から離れるように、中心線Ａ１方向に移動すると、打撃子６９が中間打撃子５８から離れる向きで移動し、シール部材７０は、通気路４８と空気室７１とを遮断する。ピストン２４がシリンダ２２内で通気路４８に近づくように中心線Ａ１方向に移動すると、図１４のように、打撃子６９が中間打撃子５８を打撃する。中間打撃子５８に加えられた打撃力は、先端工具１２２に伝達される。このように、第１保持孔１２７が先端工具１２２を保持していると、中間打撃子５８で先端工具１２２を打撃可能である。

操作部材が操作されてハンマドリルモードが選択されていると、クラッチ１０７は、図１４のようにベベルギヤ３９に係合し、かつ、回り止め１０９から解放される。ベベルギヤ３９の回転力は、クラッチ１０７及びシリンダ２２を介してリテーナスリーブ９５に伝達される。リテーナスリーブ９５の回転力は、ビットロック１１７と先端工具１２２との係合力、レール１１８と先端工具１２２との係合力により、先端工具１２２に伝達される。このため、先端工具１２２は、中間打撃子５８から打撃力を受け、かつ、中心線Ａ１を中心として回転する。

これに対して、操作部材が操作されてハンマモードが選択されていると、クラッチ１０７は回り止め１０９に係合し、かつ、ベベルギヤ３９から解放される。このため、ベベルギヤ３９の回転力はシリンダ２２に伝達されず、かつ、回り止め１０９は、シリンダ２２の回転を防止する。したがって、先端工具１２２に回転力は伝達されず、先端工具１２２に打撃力が伝達される。

次に、先端工具１２２を対象物に押し付け、かつ、ピストン２４をシリンダ２２内で往復動作中に、先端工具１２２が対象物から離れた場合の作用を説明する。先端工具１２２は、中間打撃子５８により打撃されて、第１筒部９６から離れる向きで中心線Ａ１方向に移動し、図１３のように先端工具１２２の後端１２５に最も近い箇所が、ビットロック１１７に衝突する。この時点で、第１ガイド部１１９はガイド溝１２３内に位置し、第２ガイド部１２０はガイド溝１２３外に位置する。

そして、先端工具１２２はビットロック１１７に衝突した反力で、第１筒部９６に近づく向きで中心線Ａ１方向に移動しようとする。すると、図１５のように、先端工具１２２の端部が接続部１２１に接触し、先端工具１２２の中心線Ａ１方向の移動力の一部が先端工具１２２を回転させる向きの力に変換される。このため、先端工具１２２は、接続部１２１に接触した時点から、先端工具１２２が中間打撃子５８に近づく向きの移動が抑制されるか、または、中間打撃子５８から離れる向きに移動する。

このように、接続部１２１は、先端工具１２２が中心線Ａ１方向に移動して第１保持孔１２７に進入することを許容するが、その移動量を低減する。したがって、先端工具１２２が対象物から離れている状態で、先端工具１２２を空打ちすることを防止できる。そして、第２保持孔１２８が先端工具１２２を保持し、かつ、第１保持孔１２７が先端工具１２２を保持していないと、中間打撃子５８は、先端工具１２２を打撃不可能である。

本開示の要素の技術的意味を説明すると、先端工具８３，１２２、フロントカバー２３及びリテーナスリーブ９５は、保持具の一例であり、中心線Ａ１は中心線の一例である。第１保持孔７３，１２７は第１保持部の一例であり、第２保持孔７４，１２８は第２保持部の一例である。大径部８６は被保持部の一例である。縁部９１及び接続部１２１は規制部の一例である。複数の第１保持面７７は、複数の第１保持面の一例である。直径Ｌ１は最大内径の一例であり、直径Ｌ２は最大内径の一例である。複数の平坦面７９は、複数の第２保持面の一例である。通気路４８は排気通路の一例である。

打撃作業機は、実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、打撃作業機は、コンクリートや石材等を対象物として、斫り作業、穴あけ作業、破砕作業を行うハンマドリルの他、ハンマドライバを含む。ハンマドライバは、先端工具が対象物としてのねじ部材を打撃しながら回転する。モータは、電動モータ、内燃機関、油圧モータ、空気圧モータを含む。電動モータに電力を供給する電源は、交流電源、直流電源を含む。直流電源は、ケーシングに着脱可能なバッテリを含む。

モータの回転力をピストンの往復動作力に変換する運動変換機構は、クランク機構の他、カム機構を含む。打撃作業機は、モータの出力軸の中心線Ａ２と、ピストンが動作する方向の中心線Ａ１とが直角に配置される構造の他、中心線Ａ１と中心線Ａ２とが、互いに平行である構造を含む。

本開示において、端面８０は段部として把握することも可能である。また、図８で先端工具８３が時計回りに回転する例を説明しているが、先端工具８３とフロントカバー２３との円周方向の位置関係により、図８で先端工具８３が反時計回りに回転することもある。図１５で先端工具１２２が時計回りに回転する例を説明したが、先端工具１２２とリテーナスリーブ９５との円周方向の位置関係により、図１５で先端工具１２２が反時計回りに回転することもある。第１保持孔及び大径部の断面形状は、多角形であればよく、六角形の他、三角形、五角形、八角形でもよい。

１０…打撃作業機、２２…シリンダ、２３…フロントカバー、２４…ピストン、４８…通気路、６９…打撃子、７１…空気室、７３，１２７…第１保持孔（第１保持部）、７４，１２８…第２保持孔（第２保持部）、７７…第１保持面、７８…湾曲面、７９…平坦面、８３，１２２…先端工具、８６…大径部（被保持部）、９１…縁部、９５…リテーナスリーブ、１２１…接続部、Ａ１…中心線、Ｌ１，Ｌ２…直径。

Claims (8)

1. 先端工具の被保持部を保持する筒形状の保持具と、前記保持具の中心線方向に移動可能であり、かつ、前記保持具で保持される前記先端工具を打撃する打撃子と、を有する打撃作業機であって、
   前記保持具は、
   前記先端工具を前記打撃子で打撃可能に前記被保持部を保持し、かつ、前記中心線を中心とする円周方向の所定位置から第１角度の範囲で前記被保持部が回転可能な状態で前記被保持部を保持する第１保持部と、
   前記中心線方向で前記第１保持部とは異なる位置に配置され、かつ、前記先端工具を前記打撃子で打撃不可能に前記被保持部を保持し、かつ、前記所定位置から前記第１角度よりも大きい第２角度の範囲で前記被保持部が回転可能な状態で前記被保持部を保持する第２保持部と、
   を有し、
   前記保持具は、前記被保持部が前記第２保持部に保持されて前記所定位置からの回転角度が前記第１角度未満であると、前記被保持部が前記第２保持部から前記第１保持部へ移動することを許容し、
   前記保持具は、前記被保持部が前記第２保持部に保持されて前記所定位置からの回転角度が前記第１角度以上であると、前記被保持部が前記第２保持部から前記第１保持部へ移動することを規制する、打撃作業機。
2. 前記保持具は、前記被保持部に接触することで、前記被保持部が前記第２保持部から前記第１保持部へ移動することを規制する規制部を有し、
   前記規制部は、前記被保持部を前記中心線を中心として回転させることで、前記被保持部が前記第２保持部から前記第１保持部へ移動することを許容する、請求項１に記載の打撃作業機。
3. 前記第１保持部は、前記中心線方向に延びる第１保持孔を含み、
   前記第２保持部は、前記第１保持孔と前記中心線方向に連続して配置され、前記中心線方向に延びる第２保持孔を含み、
   前記規制部は、前記中心線方向で前記第１保持孔と前記第２保持孔との間に配置されている、請求項２記載の打撃作業機。
4. 前記第１保持孔は、前記被保持部が前記中心線を中心として回転することを防止する複数の第１保持面を有する、請求項３記載の打撃作業機。
5. 前記第１保持孔は、前記中心線に対して垂直な平面視で六角形であり、
   前記第２保持孔の最大内径は、前記第１保持孔の最大内径よりも大きい、請求項２または３記載の打撃作業機。
6. 前記第２保持孔は、前記被保持部を前記中心線を中心として所定角度の範囲内で回転可能に支持する複数の第２保持面を有する、請求項３乃至５の何れか１項記載の打撃作業機。
7. 前記第２保持孔は、前記中心線を中心とする円周方向で複数の第２保持面同士の間に配置され、かつ、前記中心線を中心とする径方向で外側に向けて膨らんだ湾曲面を有する、請求項６記載の打撃作業機。
8. 前記打撃子を前記中心線方向に移動可能に支持するシリンダと、
   前記シリンダ内で前記中心線方向に移動可能なピストンと、
   前記シリンダ内で前記ピストンと前記打撃子との間に配置され、かつ、前記ピストンの作動により圧力が変動する空気室と、
   前記中心線方向で前記打撃子と前記ピストンとの間に配置され、かつ、前記空気室に接続され、かつ、前記ピストンが前記打撃子に向けて作動する際に前記空気室の圧力が上昇することを抑制する排気通路と、
   を有する、請求項１乃至７の何れか１項記載の打撃作業機。

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