JP7236921B2 - 打撃工具 - Google Patents

Description

本発明は、電動ハンマやハンマードリル等の打撃工具に関する。

電動ハンマやハンマードリル等の打撃工具は、モータからの回転をクランク機構等によってピストンの前後動に変換し、ピストンに連動してシリンダやツールホルダ内で前後動する打撃子により、ツールホルダに装着された先端工具の後端を中間子を介して間接的に打撃することで打撃動作が可能となっている。
この打撃工具においては、ツールホルダに先端工具が装着されない状態や、先端工具を被加工面に押し付けていない状態（以下これらを「非打撃状態」という。）では、ピストンが往復動しても打撃子による中間子への打撃が行われないように空打ち防止機構を備えたものが知られている。例えば特許文献１には、シリンダの先端に係止用Ｏリングを設け、中間子には円錐面を形成して、非打撃状態では、最初の空打ちで通常打撃時よりも前進した中間子の円錐面に係止用Ｏリングが係合して中間子の前後移動に抵抗を加えることで、中間子の打撃子側への移動を規制してその後の空打ちを防止するようにした発明が記載されている。

特許第３３６９８４４号公報

しかし、特許文献１の発明は、中間子の移動規制を弾性体であるＯリングにより直接行っているため、中間子への接触を繰り返すことでＯリングが摩耗或いは劣化し、中間子に加えられる抵抗力が低下して空打ち防止機能が発揮できなくなるおそれがある。

そこで、本発明は、中間子の打撃子側への移動規制を図るものであっても、安定した空打ち防止機能を発揮させることができる打撃工具を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、先端工具を保持する筒状のツールホルダと、モータからの回転に伴って前後動するピストンと、当該ピストンに連動して前後動する打撃子と、当該打撃子と先端工具との間でツールホルダ内へ前後移動可能に収容され、通常打撃時には先端工具の後端に当接して打撃子からの打撃を先端工具へ間接的に伝える中間子とを含んでなる打撃機構を備えた打撃工具であって、
ツールホルダ内における中間子の前側でツールホルダと中間子との間に、少なくとも１つが金属製である少なくとも２つのリング部材が、それぞれ前後方向へ移動して互いの間にクリアランスが発生可能な状態で収容されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、リング部材は２つであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、リング部材は何れも金属製であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、中間子は、ツールホルダの内面に対して摺動する大径部と、大径部から前方へ突出してリング部材に遊挿する小径部とを含んでなることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、最前方位置のリング部材の前面は、ツールホルダに形成された先細りリング状の段部に当接する同形状のテーパ面となっていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、ツールホルダに、非打撃状態で中間子に当接してその前後移動に抵抗を付与可能な抵抗体が設けられていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、リング部材の１つは弾性材料で形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７の構成において、弾性材料で形成されるリング部材は、外周がツールホルダの内面に、内周が中間子の外面にそれぞれ接触していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ツールホルダ内における中間子の前側でツールホルダと中間子との間に、少なくとも２つのリング部材を、それぞれ前後方向へ移動して互いの間にクリアランスが発生可能な状態で収容したことで、リング部材同士の間に僅かなクリアランスが生じることで中間子の跳ね返りが不規則になり、跳ね返り量が少なくなる。よって、中間子の打撃子側への移動規制を図るものであっても、安定した空打ち防止機能を発揮させることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、リング部材を２つとしているので、最小限の部品の追加で空打ち防止機能を発揮させることができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、２つのリング部材を何れも金属製としているので、耐久性も確保できる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、中間子を大径部と小径部とを含んでなるものとしているので、小径部によってリング部材を前側へ確実に配置できる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかの効果に加えて、最前方位置のリング部材の前面を、ツールホルダに形成された先細りリング状の段部に当接する同形状のテーパ面としているので、当該リング部材をツールホルダ内に適正姿勢で配置できる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れかの効果に加えて、ツールホルダに、非打撃状態で中間子に当接してその前後移動に抵抗を付与可能な抵抗体を設けたことで、空打ちによって前進する中間子を減勢して跳ね返りをより効果的に抑えることができる。
請求項７に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、リング部材の１つをの弾性材料で形成することで、前進する中間子の勢いを吸収できる。
請求項８に記載の発明によれば、請求項７の効果に加えて、弾性材料で形成されるリング部材の外周をツールホルダの内面に、内周を中間子の外面にそれぞれ接触させることで、リング部材の変形を抑えて耐久性を維持できると共に、当該リング部材と中間子との間の空間が密閉され、クッション効果が得られる。

ハンマードリルの一部中央縦断面図である（通常打撃時）。 ハンマードリルの一部中央縦断面図である（非打撃状態）。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、打撃工具であるハンマードリル１の一例を示す中央縦断面図である。
ハンマードリル１は、本体ハウジング２の前側下部に、出力軸５を上向きにしたモータ４を収容するモータハウジング３を上下方向に連結し、その上方に、それぞれ出力軸５と噛合するクランクシャフト７及び中間シャフト８を収容したギアハウジング６を内設している。ギアハウジング６の前側には、筒状のツールホルダ１０を前向きに収容する前ハウジング９を組み付けている。本体ハウジング２の後部には、スイッチ及びスイッチレバーを設けて電源コードが接続される図示しないハンドルハウジングが連結され、本体ハウジング２の前部には、前ハウジング９を覆うハウジングカバー１１が連結されている。
中間シャフト８は、ツールホルダ１０の後端に設けられたベベルギア１２と噛合し、ツールホルダ１０の先端には、操作スリーブ１３によってドリルビット等の先端工具Ｔが装着可能となっている。

ツールホルダ１０内には、クランクシャフト７の偏心ピン１４にコネクティングロッド１５を介して連結されて往復動するピストン１６が設けられている。ピストン１６の前方には、空気室１７を介して、前方へ突出する前軸部１９を備えた打撃子１８と、その前方に位置する中間子２０とがそれぞれ前後移動可能に収容されて打撃機構が形成されている。
中間子２０は、中間部位がツールホルダ１０の内面に対して摺動する大径部２１となっており、中間子２０の後部には、後方へ行くに従って徐々に小径となり、大径部２１と同軸で後方へ突出する後軸部２２が形成されている。中間子２０の前部にも、大径部２１よりも小径の小径部２３が同軸で突設されている。
一方、ツールホルダ１０の内周面には、ピストン１６及び打撃子１８が収容される後ガイド面２４と、中間子２０が収容されて後ガイド面２４よりも小径の前ガイド面２５とがそれぞれ形成されている。また、後ガイド面２４において、図１に示す通常打撃時での打撃子１８の前進位置よりも前側には、後ガイド面２４の内径よりも大径で、空打ち時に前進した打撃子１８の外周面と非接触となる非ガイド面２６が部分的に設けられて、非ガイド面２６の位置でツールホルダ１０には、ツールホルダ１０の内外を連通させる空気抜き孔２７，２７が貫通形成されている。

さらに、ツールホルダ１０内で後ガイド面２４の前端には、中間子２０の後軸部２２が貫通して大径部２１の後面を受ける前受けリング２８が設けられ、前受けリング２８の後方には、空打ちによって打撃子１８が前進した際に打撃子１８の前軸部１９を把持する把持リング２９が設けられている。また、把持リング２９の後方には、前軸部１９が貫通して打撃子１８の前面を受ける後受けリング３０が設けられている。
これら前受けリング２８、把持リング２９、後受けリング３０は、前受けリング２８が後ガイド面２４と前ガイド面２５との間に形成される段部に当接して前方への移動が規制された状態で、把持リング２９、後受けリング３０の順に収容されて、後受けリング３０が後ガイド面２４に係止する係止リング３１によって後退が規制されることで前後への位置決めがなされている。

一方、ツールホルダ１０における前ガイド面２５の後端位置には、半径方向で外側から内側へ向かって先細りのテーパ状となる貫通孔３５が半径方向に形成されて、この貫通孔３５に抵抗ピン３６が挿入されている。この抵抗ピン３６は、貫通孔３５に合わせた先細りのテーパ状に形成された金属製の軸体で、先細りの先端は半球面状に形成されている。
この抵抗ピン３６の位置でツールホルダ１０の外周には、リーフスプリング３７が外装されている。このリーフスプリング３７は、帯状の金属板をＣ字状に折曲してなるもので、長手方向の端部に抵抗ピン３６の基端を挿通させて抵抗ピン３６をツールホルダ１０の中心側へ押圧し、先端が貫通孔３５から内側へ突出する突出位置に付勢している。

そして、ツールホルダ１０における中間子２０の前方には、先端工具Ｔ及び小径部２３が遊挿可能な小径の先端部４０が形成されて、前ガイド面２５との間に、前方へ先細りとなるリング状の段部４１を形成している。
この段部４１の後方で中間子２０の前側には、前リング４２と後リング４３とが前後移動可能に収容されている。この２つのリング４２，４３は金属製で、何れも中間子２０の小径部２３が遊挿可能な内径を有している。前リング４２は、後リング４３よりも軸方向に長く形成されており、前面には、段部４１の内面側の傾斜に合わせた先細りリング状のテーパ面４４が形成されている。
よって、通常打撃時から中間子２０が前進すると、中間子２０は段部４１に直接当接せず、後リング４３に当接するようになっている。

以上の如く構成されたハンマードリル１においては、本体ハウジング２の左側面に設けられた図示しないチェンジレバーにより、クランクシャフト７を回転させて先端工具Ｔに打撃を付与するハンマモード、中間シャフト８を回転させてツールホルダ１０と共に先端工具Ｔを回転させるドリルモード、クランクシャフト７と中間シャフト８とを同時に回転させて先端工具Ｔに打撃と回転とを付与するハンマドリルモードとが選択可能となっている。
ここで、ツールホルダ１０の先端から先端工具Ｔを差し込み装着し、先端工具Ｔの先端を被加工面に押し当てると、先端工具Ｔが押し込まれて中間子２０を後退させ、中間子２０が前受けリング２８に当接して後軸部２２を後受けリング３０内に臨ませた図１の後退位置で押し込みが規制される。この後退位置では、ツールホルダ１０内に突出している抵抗ピン３６の先端部が中間子２０の大径部２１に当接するため、抵抗ピン３６は、リーフスプリング３７の付勢に抗して貫通孔３５内を径方向外側へ後退し、先端を大径部２１の外周に押圧させた状態となる。

次に、チェンジレバーでハンマモード或いはハンマドリルモードを選択した状態でスイッチレバーを押し込み操作してスイッチをＯＮさせると、モータ４が駆動して出力軸５が回転し、クランクシャフト７を回転させる。よって、偏心ピン１４の偏心運動によってコネクティングロッド１５を介してピストン１６が前後動し、空気室１７を介して打撃子１８を前後動させ、打撃子１８の前軸部１９が、後受けリング３０内の中間子２０の後軸部２２を打撃する。こうして打撃子１８により中間子２０を介して先端工具Ｔが間接的に打撃され、先端工具Ｔによる被加工面の切削等が可能となる。このとき中間子２０の大径部２１は、後リング４３から離間しているため、前リング４２と後リング４３とは、前後移動が規制されない状態となる。

そして、先端工具Ｔを被加工面に押し当てない（或いは先端工具Ｔをツールホルダ１０に装着していない）非打撃状態のままスイッチレバーを押し込み操作すると、図２に示すように、打撃子１８による最初の打撃（空打ち）で中間子２０が後退位置から前方へ移動することになる。このとき、中間子２０は、抵抗ピン３６によって半径方向外側から押圧されて抵抗が付与された状態で前進するため、前進の勢いは減勢される。
また、前進した中間子２０は、後リング４３に当接することになるが、前述のように前リング４２と後リング４３とはツールホルダ１０内で前後移動が規制されていないので、先端工具Ｔが押し込まれた際等に後方へ移動することで、段部４１と前リング４２との間、前リング４２と後リング４３との間にそれぞれクリアランスが生じやすくなっている。よって、中間子２０が当接した後リング４３が前リング４２に当接したり、前リング４２が段部４１に当接したりすることで中間子２０の跳ね返りが不規則になり、跳ね返り量は少なくなってその後の空打ちは防止される。
なお、中間子２０が跳ね返っても、中間子２０が前進して突出位置に復帰している抵抗ピン３６の先端が大径部２１の後端に後方から係合するため、ここで中間子２０の後退は規制され、後退位置まで戻ることはない。

一方、最初の空打ちで前進した打撃子１８は、前軸部１９の先端が前受けリング２８内に達する位置まで前進する。ここで、ツールホルダ１０には、打撃子１８の前進によって開放する通気孔３２，３２・・（図２）が周方向に複数形成されているため、空気室１７がツールホルダ１０の外部と連通して空気バネの作用が失われる。よって、打撃子１８は、前軸部１９の前端が把持リング２９に嵌合する位置で保持されてピストン１６との連動が遮断される。
また、ツールホルダ１０の後ガイド面２４には、打撃子１８より大径の非ガイド面２６が形成されているので、打撃子１８が最初の空打ちで前進する際、非ガイド面２６の内側に進入して後ガイド面２４による前進のガイドを失わせる。これにより、打撃子１８が通常打撃時の前後動の軸線から傾きやすくなり、中間子２０に対する最初の空打ちの打撃力自体が弱められる。なお、打撃子１８の前軸部１９の前端面と中間子２０の後軸部２２の後端面とは、互いに相手側へ膨出する球面状となっているため、打撃子１８に多少の傾きが生じても前軸部１９による後軸部２２への適正な当接は確保される。

このように、上記形態のハンマードリル１によれば、ツールホルダ１０内における中間子２０の前側でツールホルダ１０と中間子２０との間に、２つの前リング４２及び後リング４３（リング部材）が、それぞれ前後方向へ移動可能な状態で収容されていることで、２つの前リング４２と後リング４３との間に僅かなクリアランスが生じることで中間子２０の跳ね返りが不規則になり、跳ね返り量が少なくなる。よって、中間子２０の打撃子１８側への移動規制を図るものであっても、安定した空打ち防止機能を発揮させることができる。

特にここでは、リング部材を前リング４２と後リング４３との２つとしているので、最小限の部品の追加で空打ち防止機能を発揮させることができる。
また、前リング４２と後リング４３とを何れも金属製としているので、耐久性も確保できる。
さらに、中間子２０を、ツールホルダ１０の内面に対して摺動する大径部２１と、大径部２１から前方へ突出して前リング４２及び後リング４３に遊挿する小径部２３とを含んでなるものとしているので、小径部２３によって前リング４２と後リング４３とを前側へ確実に配置できる。

一方、最前方位置の前リング４２の前面を、ツールホルダ１０に形成された先細りリング状の段部４１に当接する同形状のテーパ面４４としているので、前リング４２をツールホルダ１０内に適正姿勢で配置できる。
また、ツールホルダ１０に、非打撃状態で中間子２０に当接してその前後移動に抵抗を付与可能な抵抗ピン３６（抵抗体）を設けているので、空打ちによって前進する中間子２０を減勢して跳ね返りをより効果的に抑えることができる。
なお、抵抗体としては、中間子に対して抵抗を付与するものに限らず、先端工具に対して抵抗を付与するものとしてもよい。抵抗体の数や配置も適宜変更可能である。但し、抵抗体は省略可能である。非ガイド面も省略できる。

なお、上記形態ではリング部材を２つとしているが、３つ以上配置してもよいし、各リング部材の形状も適宜変更できる。
また、リング部材は全て金属製とすると耐久性が得られるが、リング部材の１つをゴム等の弾性材料で形成することもできる。弾性材料とすれば前進する中間子の勢いを吸収できる。この場合、弾性材料のリング部材は前側にあってもよい。
さらに、弾性材料で形成されるリング部材は、外周をツールホルダの内面に、内周を中間子の外面にそれぞれ接触させるのが望ましい。このようにすれば、当該リング部材の変形を抑えて耐久性を維持できると共に、当該リング部材と中間子との間の空間が密閉され、クッション効果が得られる。

その他、ハンマードリルの形態も、例えば打撃機構は、ツールホルダと平行な中間軸に設けたボススリーブに軸線を傾けたスワッシュベアリングを介してアームを揺動可能に設けて、アームに連結したピストンシリンダを前後動させる構造であっても、中間子の前側のリング部材は採用できる。また、モータの向きや種類も上記形態に限らないし、ＡＣ機でなくバッテリーパックを装着するＤＣ機であってもよい。
さらに、打撃工具としてはハンマードリルに限らず、打撃機構のみを備えた電動ハンマであっても本発明は適用可能である。

１・・ハンマードリル、２・・本体ハウジング、３・・モータハウジング、４・・モータ、５・・出力軸、１０・・ツールホルダ、１４・・偏心ピン、１５・・コネクティングロッド、１６・・ピストン、１７・・空気室、１８・・打撃子、２０・・中間子、２１・・大径部、２３・・小径部、３６・・抵抗ピン、４０・・先端部、４１・・段部、４２・・前リング、４３・・後リング、４４・・テーパ面、Ｔ・・先端工具。

Claims (8)

1. 先端工具を保持する筒状のツールホルダと、モータからの回転に伴って前後動するピストンと、当該ピストンに連動して前後動する打撃子と、当該打撃子と前記先端工具との間で前記ツールホルダ内へ前後移動可能に収容され、通常打撃時には前記先端工具の後端に当接して前記打撃子からの打撃を前記先端工具へ間接的に伝える中間子とを含んでなる打撃機構を備えた打撃工具であって、
   前記ツールホルダ内における前記中間子の前側で前記ツールホルダと前記中間子との間に、少なくとも１つが金属製である少なくとも２つのリング部材が、それぞれ前後方向へ移動して互いの間にクリアランスが発生可能な状態で収容されていることを特徴とする打撃工具。
2. 前記リング部材は２つであることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
3. 前記リング部材は何れも金属製であることを特徴とする請求項２に記載の打撃工具。
4. 前記中間子は、前記ツールホルダの内面に対して摺動する大径部と、前記大径部から前方へ突出して前記リング部材に遊挿する小径部とを含んでなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の打撃工具。
5. 最前方位置の前記リング部材の前面は、前記ツールホルダに形成された先細りリング状の段部に当接する同形状のテーパ面となっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の打撃工具。
6. 前記ツールホルダに、非打撃状態で前記中間子に当接してその前後移動に抵抗を付与可能な抵抗体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の打撃工具。
7. 前記リング部材の１つは弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の打撃工具。
8. 前記弾性材料で形成される前記リング部材は、外周が前記ツールホルダの内面に、内周が前記中間子の外面にそれぞれ接触していることを特徴とする請求項７に記載の打撃工具。

Images