(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃子と、該打撃子により打撃され所定の範囲内で軸方向移動が可能なハンマと、該ハンマにより打撃される先端工具とを有する打撃工具において、前記ハンマが軸方向に移動する際に前記ハンマに回転運動を与える手段を有することを特徴とする打撃工具。
【請求項２】
前記ハンマに回転運動を与える手段は、前記ハンマに設けた所定のリード角を有したカム溝と、該カム溝に係合する移動不能の係合部材によりなることを特徴とする請求項１記載の打撃工具。
【請求項３】
前記係合部材は、スチールボールであることを特徴とする請求項２記載の打撃工具。
【請求項４】
前記カム溝の軸方向長さは前記ハンマの最大移動距離よりも長いことを特徴とする請求項２記載の打撃工具。
【請求項５】
前記カム溝と前記係合部材の間に軸方向間隙を設けたことを特徴とする請求項２乃至４記載の打撃工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打撃工具における空打ち防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータの回転力を打撃力に変換する往復動変換機構部を備えた打撃工具には、実開昭５７−１１８１８５号公報に開示されているような空打ち防止装置の設けられているものがある。空打ちとは、例えば被加工物であるコンクリート等から先端工具を離すことにより、被加工物側に移動する先端工具の端部にハンマが衝突し、更に上記衝突により生じる反発力によってハンマが反先端工具側に移動することから、先端工具に幾度となくハンマが衝突し、必要以上に先端工具を打撃してしまう現象であり、このため先端工具の保持部等に大きな負荷を与えてしまい、結果的に上記保持部等の長寿命化を図ることができないという問題を招いていた。
【０００３】
上記空打ち防止装置は、被加工物から先端工具を離した場合、先端工具側に移動するハンマと係合可能なリングを設けることによって、ハンマを確実に把持して反先端工具側への移動を防ぐように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空打ち防止装置は、被加工物から先端工具を離した場合にハンマが反先端工具側に移動しないようにハンマと係合可能なリングを設けている。このような空打ち防止装置において、打撃作業を再開する場合には、上記リングからハンマを先端工具により押し出す必要がある。しかし、ハンマは上記リングに確固に係合しているため、作業者は非常に大きな押し付け力を必要とし、結果的に操作性及び作業性が悪いという問題を有していた。
【０００５】
なお、上記構成において、上記リングが摩耗してしまった場合には、ハンマとの係合力が低下してしまうため、これにより空打ちが生じてしまい先端工具の保持部等に大きな負荷が係ることから、結果的に上記保持部等の長寿命化を図ることができないという問題を有していた。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解消し、操作性及び耐久性に優れた打撃工具を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、モータの回転力を打撃力に変換する往復動変換機構部と、往復動変換機構部により往復動する打撃子と、打撃子により打撃され且つ先端工具の軸方向に移動するハンマとを備えた打撃工具において、ハンマに回転捩じり運動を与えることにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明になる打撃工具１１の空打ち防止装置を図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明になる先端工具１を被加工物（図示せず）に押し付けた状態を示す縦断側面図、図２は図１とは９０度断面角度を代えた断面図であって、本発明になる先端工具１を被加工物から離した状態を示す縦断側面図、図３は図２に示すカム溝７に生じる運動エネルギーの釣合いを示す分力図である。
【０００９】
まず、図１及び図２により本実施例の構成を説明する。
【００１０】
先端工具１は被加工物（図示せず）を破砕やはつり等をする一般にチゼルやブルポイントやカッタと言われる工具であり、リテーナスリーブ２に内蔵された状態で、後端をハンマ３により打撃される。リテーナスリーブ２は工具本体１１に一体に取り付けられたフロントカバ４に内蔵されており、フロントカバ４に対して所定の位置で固定される構成となっている。
【００１１】
ハンマホルダ８はハンマ３にかかる反動を受ける機能も有しており、打撃子１２によりハンマ３の後端（図中右側端面）を打撃され、この打撃がハンマ３から先端工具１に伝達されることに伴って生じるハンマ３への反動（図中右方向の力）をハンマホルダ８は受けている。ハンマホルダ８の後側（図中右側）にはダンパ９及びダンパワッシャ１０が設けられており、ハンマ３の反動を吸収するよう構成されている。
【００１２】
ハンマ３には所定のリード角を有したカム溝７が設けられており、このカム溝７と係合するスチールボール５がハンマホルダ８に設けた穴６とフロントカバ４の内周面により形成される位置に設けられている。なお、カム溝７の軸方向長さはハンマ３の軸方向移動距離よりも長く構成されており、ハンマ３が最も後方（図中右側）に移動した場合（図１の状態）、及びハンマ３が最も前方（図中左側）に移動した場合（図２の状態）であっても、スチールボール５はカム溝７の端部には至らないように構成されている。また、カム溝７の幅は接触する部分のスチールボール５の径よりも大きく構成されている。
【００１３】
次に、このように構成された打撃工具の動作について説明する。
【００１４】
まず、被加工物を加工する際は、作業者は工具本体１１を被加工物側へ押圧して先端工具１を被加工物に当接させ、図示しないモータへの電力供給を開始することで、図示しない往復変換機構を経て打撃子１２が往復動を開始し、打撃子１２がハンマ３の後端（図中右側端面）を打撃し、この打撃力がハンマ３の前端（図中左側端面）によって先端工具１の後端を打撃する。この時、作業者は工具本体１１を被加工物側へ押圧しているため、この力により先端工具１１を経てハンマ３は図中右側へ位置している。ハンマ３は、その後端をハンマホルダ８で規制され、その前端を先端工具１で規制されているため、図１の状態から軸方向に大きく移動することはない。なお、ハンマ３は図１の状態で微少には移動するものの、その微少な移動は前述したカム溝７とスチールボール５との径の差から生じる間隙よりも小さいものであるため、カム溝７とスチールボール５との存在は、打撃力伝達において何ら影響はしていない。
【００１５】
このように動作している打撃工具を、作業者が作業終了と共に被加工物から離すと、先端工具１の前方への移動を規制するものがなくなるため、打撃子１２によって打撃されたハンマ３及びハンマ３により打撃された先端工具１は前方へ移動する。ハンマ３が所定量前方へ移動すると、ハンマ３の動きはリテーナスリーブ２の内面で規制され（図２の状態）るが、打撃子１２により相当な打撃力を受けるため、ハンマ３がリテーナスリーブ２の内面に当接する力も十分大きい。なお、ハンマ３が図１の状態から図２の状態へ移動するにあたっては、打撃子１２からの打撃力を受けて単にハンマ３が軸方向に移動するのではなく、カム溝７とスチールボール５の存在により回転しながら軸方向に移動することになるので、打撃子１２から受けた力は回転によりその一部が消費され、従来に比較してハンマ３の軸方向移動エネルギーは小さくなる。しかし、従来に比較して小さいものの、ハンマ３が打撃子１２から受けた打撃力によって軸方向に移動するエネルギーはまだ十分に大きいものであるため、ハンマ３が図２の状態まで前方へ移動した際にリテーナスリーブ２の内面に当接する力はまだ十分に大きい。このため、ハンマ３には図２中矢印２０方向に反動の運動エネルギーが発生する。
【００１６】
ここで、図３を用いてカム溝７に生じる運動エネルギーについて説明する。
【００１７】
ハンマ３が図２中矢印２０方向に反動により移動すると、ハンマ３の運動エネルギー１５(Ｅ)は、カム溝７のリード角θにより、カム溝直角方向成分１３(Ｅcosθ)とカム溝接線方向成分１４(Ｅsinθ)に分解される。ここで、カム溝７とスチールボール５との摩擦係数(μ)を考慮するとカム溝直角方向成分１３による摩擦エネルギー１６はμＥcosθとなる。つまり、カム溝直角方向成分１３による摩擦エネルギー１６(μＥcosθ)が、カム溝接線方向成分１４による回転ねじり運動の抵抗になっている。即ち、ハンマ３の運動エネルギー１５(Ｅ)は、カム溝接線方向成分１４と摩擦エネルギー１６に変換されているため、最終的にハンマ３の軸方向移動エネルギー（Ｅ'）は、カム溝接線方向成分１４と摩擦エネルギー１６の差分（Ｅsinθ−μＥcosθ）の軸方向エネルギーとなるため、次式で表される。
【００１８】
Ｅ'＝Ｅ・（sinθ−μsocθ）sinθ
ここで、（sinθ−μsocθ）sinθは１以下であるため、Ｅ'＜Ｅであり、カム溝７及びスチールボール５の作用により運動エネルギー１５(Ｅ)は軸方向移動エネルギー（Ｅ'）に減衰される。
【００１９】
これにより、先端工具１はハンマ３により幾度となく打撃されずにすむと共に、早期にハンマ３の運動エネルギ１５が小さくなることから、空打ちにより先端工具の保持部等に大きな負荷を与えることがないため、上記保持部等の長寿命化を図ることができる。更に上記構成では、先端工具１によりハンマ３を移動させる際に必要な作業者の押し付け力が非常に小さいため、効率良く打撃作業を行うことができる使い勝手に優れた打撃工具を提供することができる。
【００２０】
なお、角度θの設定について、角度θが４５度のときにカム溝直角方向成分１３(Ｅcosθ)とカム溝接線方向成分１４(Ｅsinθ)が同じであることが図３から理解されるが、角度θを小さくするとカム溝直角方向成分１３が大きくなり、角度θを大きくするとカム溝接線方向成分１４が大きくなることも併せて理解されよう。より大きな減衰とするためには、上記（sinθ−μsocθ）sinθを小さくすれば良いため角度θを小さくすれば良いことになるが、角度θを小さくするとカム溝直角方向成分１３が大きくなり、このカム溝直角方向成分１３を受けるスチールボール５やカム溝７が破損してしまうといった材料強度上の問題を生じさせる。従って、角度θの設定にあたっては、スチールボール５やカム溝７の強度を考慮した上で設定しなければならない。
【００２１】
なお、本実施例では、ハンマに回転運動（回転ねじり運動）を与える手段としてカム溝７とスチールボール５を挙げているが、特段これに限らず、例えば、ハンマ３の表面に所定のリード角を有した突起を設け、この突起と係合する係合部材を打撃工具本体側に設けても良い。
【００２２】
また、本実施例では、単数のスチールボール５及びカム溝７を設けることによりハンマ３に回転ねじり運動を与えているが、複数のスチールボール５及びカム溝７によってハンマ３に回転ねじり運動を与えても良い。また、ハンマ３の回転ねじり方向は、カム溝７の形状により異なるが右ねじりでも左ねじりでも良い。
【００２３】
また、本実施例では、スチールボール５の例を示したが、スチールボールに限らず、突起やコロといった係合部材であっても支障はない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンマに回転捩じり運動を与えることで、操作性及び耐久性に優れた打撃工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる先端工具を被加工物に押し付けた状態を示す縦断側面図である。
【図２】本発明になる先端工具を被加工物から離した状態を示す縦断側面図である。
【図３】図２に示すカム溝に生じる運動エネルギーの釣り合いを示す分力図である。
【符号の説明】
１は先端工具、３はハンマ、４はフロントカバ、５はスチールボール、６は遊嵌穴、７はリード角を有するカム溝、８はハンマホルダ、１１は打撃工具、１２は打撃子である。
【図１】
0003539186.tif 000002
【図２】
0003539186.tif 000003
【図３】
0003539186.tif 000004