(57)【要約】【課題】  モードを切替えるための切替えピンの変形を低コストの構成にて抑制し得るハンマドリルを提供する。【解決手段】  モータ駆動によって回転する中間軸１４と、中間軸１４とスプライン結合しかつ中間軸１４の軸方向にスライド可能なクラッチ２と、クラッチ２を軸方向に押す切替えピン４１とを有しているハンマドリルであって、切替えピン４１とクラッチ２の両部材の間に生じる摩擦熱によって切替えピン４１が変形することを抑制するために、両部材の間には、両部材のいずれに対しても摺動する中間部材３が設けられている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動によって回転する中間軸と、その中間軸の回転によって回転する先端工具と、前記中間軸とスプライン結合しかつ前記中間軸の軸方向にスライド可能なクラッチと、前記クラッチと係合した際に前記中間軸の回転力を連結アームの往復運動に変換する変換機構と、前記連結アームの往復運動によって前記先端工具に打撃を付与する打撃機構と、前記クラッチを前記変換機構に対して選択的に係合・離脱させるために前記クラッチを軸方向に押す切替えピンとを有しているハンマドリルであって、
前記切替えピンと前記クラッチの両部材の間に生じる摩擦熱によって前記切替えピンが変形することを抑制するために、前記両部材の間には、前記両部材のいずれに対しても摺動する中間部材が設けられていることを特徴とするハンマドリル。
【請求項２】
請求項１に記載のハンマドリルであって、
中間部材に表面処理を施すことによって、前記中間部材の表面の摩擦係数を低下させた構成になっていることを特徴とするハンマドリル。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハンマドリルであって、
中間部材は、Ｃ字状に構成されており、両端部間を弾性的に離間させることによってクラッチの外周面に取付けられ、前記クラッチに形成されたフランジ部に沿う構成になっていることを特徴とするハンマドリル。
【請求項４】
請求項１または２に記載のハンマドリルであって、
中間部材は、両端部が重なるように巻かれた構成とされており、その両端部間を弾性的に離間させることによってクラッチの外周面に取付けられ、前記クラッチに形成されたフランジ部に沿う構成になっていることを特徴とするハンマドリル。
【請求項５】
請求項１または２に記載のハンマドリルであって、
中間部材は、環状の環状部と、その環状部の内周縁に設けられた弾性爪とを有し、前記弾性片を弾性変形させながら前記環状部をクラッチに嵌め込み、前記弾性爪を前記クラッチの外周面に形成した溝に嵌め込む構成になっていることを特徴とするハンマドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンマドリルに関する。特にモータ駆動によって回転する中間軸と、その中間軸の回転によって回転する先端工具と、中間軸とスプライン結合しかつ中間軸の軸方向にスライド可能なクラッチと、クラッチと係合した際に中間軸の回転力を連結アームの往復運動に変換する変換機構と、連結アームの往復運動によって先端工具に打撃を付与する打撃機構と、クラッチを変換機構に対して選択的に係合・離脱させるためにクラッチを軸方向に押す切替えピンとを有しているハンマドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハンマドリルは、先端工具に回転力のみを与えるドリルモードと、回転力と打撃力とを与えるハンマドリルモードとに切替え得る二モードタイプのものと、二モードに加えて打撃力のみを与えるハンマモードにも切替え得る三モードタイプのものなどが知られている。
モードを切替えるための機構は、一般に、中間軸に対してスプライン結合しかつ中間軸の軸方向にスライド可能なクラッチと、クラッチを軸方向に押す切替えピンとを備えている。しかし切替えピンは、クラッチが中間軸とともに回転するのに対して回転しない。そのため切替えピンは、クラッチに対して摺動しながらクラッチを押すため、これらの間に生じた摩擦熱によって変形するという問題があった。
【０００３】
特許文献１に記載のハンマドリルは、上記問題を解決するために、打撃力が不要なモードにおいてクラッチが中間軸に対して回転しない構成になっていた。そのため切替えピンとクラッチとの間において生じていた摩擦熱が抑制されて、摩擦熱による切替えピンの変形が抑制されていた。
【特許文献１】特開平１−２４０２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１に係るクラッチは、中間軸を貫通させる貫通孔を有しており、貫通孔の両端部の内周面にスプラインを有し、これらの間にはスプラインを有しないという複雑な構造になっていた。そのためコスト高になるという問題があった。
そこで本発明は、モードを切替えるための切替えピンの変形を低コストの構成にて抑制し得るハンマドリルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備えるハンマドリルであることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によると、切替えピンとクラッチの両部材の間に生じる摩擦熱によって切替えピンが変形することを抑制するために、両部材の間には、両部材のいずれに対しても摺動する中間部材が設けられている。
したがって中間軸とともに回転しているクラッチを切替えピンにて押した場合、これら両部材間に配設された中間部材がどちらの部材に対しても摺動する。そのため両部材間に生じ得る摩擦熱は、切替えピンと中間部材の間に生じる摩擦熱と、中間部材とクラッチとの間に生じる摩擦熱の二つに分離される。そのため切替えピンに伝わる摩擦熱の熱量が抑制され、摩擦熱による切替えピンの変形が抑制される。
しかも中間部材は、切替えピンやクラッチの間に設けられる形態であればどんな形態でも良いため、従来の構造に比べて、低コストにて摩擦熱による切替えピンの変形を抑制することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明によると、中間部材に表面処理を施すことによって、中間部材の表面の摩擦係数を低下させた構成になっている。
したがって中間部材は、切替えピンとクラッチに対して滑りやすくなって、これらの間に生じる摩擦熱の熱量を抑制することができる。そのため摩擦熱による切替えピンの変形を抑制することができる。
しかも中間部材は、クラッチなどに比べて容易な構成である。そのため低コストにて表面処理を施すことができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によると、中間部材は、Ｃ字状に構成されている。そして両端部間を弾性的に離間させることによってクラッチの外周面に取付けられ、クラッチに形成されたフランジ部に沿う構成になっている。
したがって中間部材は、クラッチの外周側方からクラッチの外周面に取付けることができる。そのため中間部材を容易にクラッチに取付けることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明によると、中間部材は、両端部が重なるように巻かれた構成とされている。そしてその両端部間を弾性的に離間させることによってクラッチの外周面に取付けられ、クラッチに形成されたフランジ部に沿う構成になっている。
したがって中間部材は、クラッチの外周側方からクラッチの外周面に取付けることができる。そのため中間部材を容易にクラッチに取付けることができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明によると、中間部材は、環状の環状部と、その環状部の内周縁に設けられた弾性爪とを有している。そして弾性片を弾性変形させながら環状部をクラッチに嵌め込み、弾性爪をクラッチの外周面に形成した溝に嵌め込む構成になっている。
したがって中間部材は、弾性片によってクラッチの外周面側に容易に取付けられ得る。
しかも中間部材は、環状の環状部を有している。そのため中間部材に対して摺動する切替えピンは、環状部に沿って摺動することができ、例えば段差なく摺動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜７にしたがって説明する。
ハンマドリル１は、図１に示すようにハウジング１０と、ハウジング１０の後方（図１右側）に設けられるモータと（図示省略）、ハウジング１０の先端部に挿脱可能に取付けられる先端工具１８とを有している。
【００１１】
モータと先端工具１８の間には、先端工具１８に回転力を伝達する動力伝達機構と、先端工具１８に衝撃を与える打撃機構３０が設けられている。そしてハンマドリル１は、先端工具１８に回転力のみを与えるドリルモードと、回転力と打撃力とを与えるハンマドリルモードとに切替えるために、図１，３に示すようにクラッチ２、変換機構２０、切替え機構４０とを有している。
【００１２】
動力伝達機構は、図１に示すようにモータの出力軸１２、第一ギヤ６、中間軸１４を有している。
モータの出力軸１２は、ハウジング１０内に組付けられたインナハウジング１１によって軸支されており、ハウジング１０内に突出して第一ギヤ６と噛合っている。
第一ギヤは、ハウジング１０内において出力軸１２と平行に軸支された中間軸１４の後端寄りに固定されており、中間軸１４とともに回転する。
【００１３】
また動力伝達機構は、図１に示すように第二ギヤ１５、第三ギヤ１６、ツールホルダ１７をも有している。
第二ギヤ１５は、中間軸１４の前端寄りに設けられており、第三ギヤ１６と噛合っている。
第三ギヤ１６は、ハウジング１０内において中間軸１４と平行に軸支されたツールホルダ１７と一体に回転する構成になっている。
ツールホルダ１７は、円筒状であって、先端部１７ａに先端工具１８を挿着可能に保持する保持機構を有している。
【００１４】
変換機構２０は、図１に示すようにボススリーブ２１とスワッシュベアリング２２と連結アーム２３とを有している。
ボススリーブ２１は、中間軸１４に対して軸周り回転可能に取付けられており、クラッチ２と係合した際にクラッチ２とともに回転する構成になっている。
スワッシュベアリング２２は、ボススリーブ２１の外周に軸線を傾けた状態で回転可能に外嵌されている。
連結アーム２３は、スワッシュベアリング２２の上部に突設されており、突設先端部がシリンダ３１に対して回動可能に連結されている。
【００１５】
したがってボススリーブ２１がクラッチ２と係合することで、ボススリーブ２１が回転し、連結アーム２３がスワッシュベアリング２２によって前後方向（図１左右方向）に傾動往復運動する。すなわち中間軸１４の回転力がボススリーブ２１とスワッシュベアリング２２とによって連結アーム２３の往復運動に変換されている。
【００１６】
打撃機構３０は、図１に示すようにシリンダ３１、ピストン３２、インパクトボルト３４を有している。
シリンダ３１は、ツールホルダ１７の後方部に遊挿されている。そしてシリンダ３１の後端部は、連結アーム２３と回動可能に連結されている。
シリンダ３１内には、ピストン３２がスライド可能に挿通されており、ピストン３２の後方にて空気室３３を形成する構成になっている。
【００１７】
インパクトボルト３４は、図１に示すようにツールホルダ１７の先端部１７ａ内にスライド可能に収容されている。そしてインパクトボルト３４は、ツールホルダ１７に取付けられたリング体３５によって後方への移動が規制されている。
インパクトボルト３４は、ピストン３２の前方に設けられており、ピストン３２によって押されて前方に移動し、先端工具１８に衝撃を与える構成になっている。
【００１８】
したがって連結アーム２３が往復運動することによって、シリンダ３１が連結アーム２３によって前後方向に往復運動する。そして空気室３３の気圧が変化し、空気室３３の気圧が高くなる。そして空気室３３の気圧にてピストン３２が前方に押され、インパクトボルト３４が前方に移動し、衝撃が先端工具１８に付与される。
【００１９】
クラッチ２は、図１に示すように中間軸１４に対してスプライン結合するスプライン歯２ａを有しており、中間軸１４と一体に回転し、かつ中間軸１４の軸方向に移動する。
クラッチ２の後端部には、図２に示すように複数のクラッチ爪２ｂが設けられており、ボススリーブ２１の前端部に形成された複数の爪２１ａと係合し得る構成になっている。
したがってクラッチ２は、図１に示すように後方位置にてボススリーブ２１と係合し、ボススリーブ２１に対して中間軸１４の回転力を伝達する。
【００２０】
クラッチ２の前方には、図１に示すようにクラッチ２を後方に付勢するコイルバネ２５が設けられている。
コイルバネ２５は、図１に示すように中間軸１４に形成されたフランジ部２ｃとクラッチ２の前端面との間に設けられている。
【００２１】
切替え機構４０は、コイルバネ２５に抗してクラッチ２を前方に移動させる機構であって、図３に示すように切替えピン４１と切替えレバー４２とを有している。
切替えレバー４２は、図３，４に示すようにハウジング１０に対して回動可能に取付けられるボス部４２ａを有しており、ボス部４２ａの中心である中心軸４２ｂを中心に回動操作される構成になっている。
【００２２】
切替えピン４１は、樹脂を原材料としており、図３に示すように円柱状に形成されている。切替えピン４１は、基端部が中心軸４２ｂよりも下方位置にて切替えレバー４２に固定されている。そして先端部がクラッチ２の外周面に形成されたフランジ部２ｃの後方位置（図３紙面手前側）に張出している。
【００２３】
切替えピン４１とクラッチ２の間には、中間部材３が設けられている。
中間部材３は、図７に示すようにＣ字状に構成されており、両端部（３ａ，３ｂ）間が軸方向に弾性的に離間することで、隙間３ｃが拡開される構成になっている。
したがって中間部材３は、両端部（３ａ，３ｂ）間を弾性的に離間させることによってクラッチ２の外周面に取付けられ、クラッチ２に形成されたフランジ部２ｃに沿う構成になっている（図１，３参照）。そして中間部材３の内周部が図２に示すように溝２ｄに填め込まれ、中間部材３の軸方向への抜けが溝２ｄによって防止されている。
【００２４】
中間部材３は、ステンレス鋼製（ＳＵＳ）であって、表面に表面処理が施されている。表面処理は、ポリアミドイミド樹脂溶液中に二硫化モリブデン、グラファイト微粉末を均一分散させた乾性被膜潤滑剤などで行っている。具体的には、アクロス株式会社製のＲＸ９−２などによって表面処理を行っている。
そのため中間部材３は、表面処理によってステンレス鋼そのものよりも表面の摩擦係数が低くなっており、フランジ部２ｃおよび切替えピン４１に対して滑りやすい構成になっている。
【００２５】
ハンマドリル１は、図１の状態においてハンマドリルモードになっており、図６の状態においてはドリルモードになる。
ハンマドリル１をハンマドリルモードからドリルモードに切替える場合は、切替えレバー４２を図４の状態から図５の状態へ反時計回りに回動させる。これにより切替えレバー４２の下端部に固定されている切替えピン４１が前方（図４の矢印Ｂ方向）に移動する。そのため切替えピン４１は、図２に示すように中間部材３を介してクラッチ２を前方に押し、クラッチ２を前方にスライドさせる。
【００２６】
そして図６に示すようにクラッチ２がボススリーブ２１から離間し、クラッチ爪２ｂと爪２１ａとが離脱する。そのため中間軸１４の回転力がボススリーブ２１に伝わらなくなり、先端工具１８には、打撃力が付与されなくなる。かくして先端工具１８には、回転力のみが付与される（ドリルモード）。
ハンマドリル１をドリルモードからハンマドリルモードに切替える際には、切替えレバー４２を図５の位置から図４の位置へ回動させる。これによりクラッチ２がボススリーブ２１と係合して、先端工具１８に回転力と衝撃力が付与される（図１参照）。
【００２７】
中間部材３は、ハンマドリルモードからドリルモードに切替える場合、およびドリルモードの場合において切替えピン４１によって押されている（図２参照）。そしてこの状態では、クラッチ２が中間軸１４と一体に回転するが、切替えピン４１は、回転せず位置保持された状態になっている。そして中間部材３は、クラッチ２と切替えピン４１の両部材に対して摺動する構成になっている。そのため中間部材３は、クラッチ２の回転と切替えピン４１とによって力を受けることによって、クラッチ２に対して摺動すると同時に、切替えピン４１に対しても摺動する。
【００２８】
次に、ハンマドリル１の評価実験を行った。
実験は、ドリルモード、負荷ゼロ下において切替えピン４１が摩擦熱によって変形する時間（または溶ける時間）を測定した。比較の実験として（１）中間部材３を有しないもの、（２）中間部材３を有しているが、中間部材３に表面処理を施していないもの、（３）クラッチ２のフランジ部２ｃに二硫化モリブデンを塗布し、中間部材３を有していないもの、（４）クラッチ２のフランジ部２ｃに表面処理を行い、かつ中間部材３を有していないものを準備して同じ実験を行った。
【００２９】
その結果、（１）２５分（２）３８分（３）３時間４６分（４）２１時間４０分にて切替えピン４１が変形した。一方、本形態では、１２５時間を過ぎても切替えピン４１が変形しなかった。
したがって中間部材３を設けることによって切替えピン４１が変形しにくくなることがわかった。そして中間部材３に表面処理を行うことで切替えピン４１がさらに変形しにくくなることも確認できた。
【００３０】
以上のようにして実施の形態１が形成されている。
すなわち切替えピン４１とクラッチ２の両部材の間には、図２に示すように両部材のいずれに対しても摺動する中間部材３が設けられている。
したがって中間軸１４とともに回転しているクラッチ２を切替えピン４１にて押した場合、これら両部材間に配設された中間部材３がどちらの部材に対しても摺動する。そのため両部材間に生じ得る摩擦熱は、切替えピン４１と中間部材３の間に生じる摩擦熱と、中間部材３とクラッチ２との間に生じる摩擦熱の二つに分離される。そのため切替えピン４１に伝わる摩擦熱の熱量が抑制され、摩擦熱による切替えピン４１の変形が抑制される。
しかも中間部材３は、Ｃ字状であって簡易な構成である。そのため低コストの構造にて摩擦熱による切替えピン４１の変形を抑制することができる。
【００３１】
また中間部材３は、表面処理を施すことによって表面の摩擦係数が低下された構成になっている。
したがって中間部材３は、切替えピン４１とクラッチ２に対して滑りやすくなって、これらの間に生じる摩擦熱の熱量を抑制することができる。そのため摩擦熱による切替えピン４１の変形を抑制することができる。
しかも中間部材３は、クラッチ２などに比べて容易な構成である。そのため低コストにて表面処理を施すことができる。
【００３２】
また中間部材３は、両端部間を弾性的に離間させることによってクラッチ２の外周面に取付けられる。
したがって中間部材３は、クラッチ２の外周側方からクラッチ２の外周面に取付けることができる。そのため中間部材３を容易にクラッチ２に取付けることができる。またメンテナンス性にも優れている。
【００３３】
（実施の形態２，３）
実施の形態２，３を図８，９にしたがって説明する。
実施の形態２，３は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、中間部材３の形状が異なっている。以下、相違点を中心に実施の形態２，３について説明する。
実施の形態２に係る中間部材３は、図８に示すように両端部（３ｄ，３ｅ）が重なるように巻かれた構成になっている。
両端部（３ｄ，３ｅ）の重ね合わせは、切替えピンの摺動の邪魔にならない方向であって、クラッチの回転方向（反時計回り）の後端部３ｅ側が先端部３ｄ側よりも切替えピン側（図面手前側）になるように重ねられている。
【００３４】
そして中間部材３は、両端部（３ｄ，３ｅ）が重ねられているために、切替えピンがクラッチに対して直接当接することを全周に渡って防止している。
また中間部材３は、両端部（３ｄ，３ｅ）間を弾性的に離間させ得る構成にもなっている。したがって中間部材３は、クラッチの外周側方からクラッチの外周面に取付けることもできる。
【００３５】
実施の形態３に係る中間部材３は、図９に示すように環状（例えば円環状）の環状部３ｆと、環状部３ｆの内周縁に設けられた複数の弾性爪３ｇとを一体に有している。
弾性爪３ｇは、環状部３ｆの内周縁から環状部３ｆの中央に張出しており、基端部中心に弾性変形できる構成になっている。したがって中間部材３は、弾性爪３ｇを弾性変形させながら環状部３ｆをクラッチの外周面に嵌め込むことができる。そして弾性爪３ｇをクラッチの外周面に形成された溝（図２中、２ｄ）に嵌め込むことができる。
したがって中間部材３は、弾性爪３ｇによってクラッチの外周面側に容易に取付けられ得る。しかも中間部材３は、環状の環状部３ｆを有している。そのため中間部材３に対して摺動する切替えピンは、環状部３ｆに沿って摺動することができ、段差なく摺動することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
実施の形態４を図１０，１１にしたがって説明する。
実施の形態４は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、中間部材３に代えて中間部材５を有している点が実施の形態１と異なっている。以下、相違点を中心に実施の形態４について説明する。
【００３７】
実施の形態４に係る中間部材５は、図１０に示すように円筒状であって切替えピン４１の先端部４１ａの外周面に軸周り方向に回転可能に取付けられている。
切替えピン４１の先端部４１ａは、図１１に示すように基端部側に比べて径が細くなっており、先端部４１ａと基端部との間に段差部４１ｃを形成する構成になっている。
先端部４１ａには、抜止部材５０が嵌め込まれる溝部４１ｂが形成されており、溝部４１ｂには、抜止部材５０が嵌め込まれる。したがって中間部材５は、抜止部材５０と段差部４１ｃとによって軸方向への抜け止めがなされている。
【００３８】
中間部材５は、実施の形態１と同様にステンレス鋼（ＳＵＳ）を原材料としており、表面には表面処理が施されている。
中間部材５は、ハンマドリルモードからドリルモードに切替える場合、およびドリルモードの場合において切替えピン４１によって押されている。そしてこの状態における中間部材５は、クラッチ２と切替えピン４１の両部材に対して摺動する。そのため中間部材５は、実施の形態１と同様に摩擦熱による切替えピン４１の変形を抑制することができる。
なお実施の形態４に係るクラッチ２は、図２に示す溝２ｄを有していない構成になっている（図１１参照）。
【００３９】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１〜４に限定されず、以下の形態であってもよい。
（１）すなわち実施の形態１〜４に係るハンマドリルは、ドリルモードとハンマドリルモードに切替え得る二モードタイプであった。しかし前記二つのモードに加えて、打撃のみを加えるハンマモードにも切替え得る三モードタイプであっても良い。
（２）実施の形態３に係る中間部材は、複数の弾性爪を有していたが、一つの弾性爪を有する形態であっても良い。
（３）実施の形態１〜４に係る中間部材は、いずれも表面処理を施している。しかし表面処理を施していない形態であって、中間部材がクラッチと切替えピンの両部材に対して摺動する形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１に係るハンマドリルの一部縦断面図である。
【図２】クラッチ近傍の図１の拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線における一部断面矢視図である。
【図４】実施の形態１に係る操作レバー近傍のハンマドリルの裏面図である。
【図５】実施の形態１に係る操作レバー近傍のハンマドリルの裏面図である。
【図６】ドリルモードにおけるハンマドリルの一部縦断面図である。
【図７】実施の形態１に係る中間部材の正面図である。
【図８】実施の形態２に係る中間部材の正面図である。
【図９】実施の形態３に係る中間部材の正面図である。
【図１０】実施の形態４に係るハンマドリルの図１のＡ−Ａ線における一部断面矢視図に相当する図である。
【図１１】図１０における切替えピン先端部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…ハンマドリル
２…クラッチ
２ｃ…フランジ部
３，５…中間部材
３ｆ…環状部
３ｇ…弾性爪
４…切替えピン
１４…中間軸
１７…ツールホルダ
１８…先端工具
２０…変換機構
２１…ボススリーブ
２２…スワッシュベアリング
２３…連結アーム
３０…打撃機構
３１…シリンダ
３２…ピストン
３３…空気室
３４…インパクトボルト
４０…切替え機構
４１…切替えピン
【図１】
2006116619.tif 000003
【図２】
2006116619.tif 000004
【図３】
2006116619.tif 000005
【図４】
2006116619.tif 000006
【図５】
2006116619.tif 000007
【図６】
2006116619.tif 000008
【図７】
2006116619.tif 000009
【図８】
2006116619.tif 000010
【図９】
2006116619.tif 000011
【図１０】
2006116619.tif 000012
【図１１】
2006116619.tif 000013