(57)【要約】【課題】  衝撃式作業工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の低減に資する技術を提供する。【解決手段】  本発明の衝撃式作業工具１０１は、工具本体１０３と、打撃動作を行うハンマ作動部材１１９，１４５と、ハンマ作動部材がハンマ作業をする際に、反力伝達位置において、ハンマ作動部材１１９，１４５からの反力が伝達されるウェイト１６３と、伝達された反力によって後方へと移動するウェイト１６３に押されて弾性変形し、これによって反力を吸収する弾性要素１６５とを有する。そしてウェイト１６３と弾性要素１６５が工具本体１０３の長軸上における同位置において並列状に配置されている。【選択図】  図２
2008194762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体と、
前記工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、
前記ハンマ作動部材が前記被加工材にハンマ作業をする際に、前記ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介して前記ハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、前記ハンマ作動部材からの反力が伝達されるウェイトと、伝達された反力によって前記反力伝達位置から後方へと移動する前記ウェイトに押されて弾性変形し、これによって当該ウェイトに伝達された反力を吸収する弾性要素と、を有し、
前記ウェイトと前記弾性要素が前記工具本体の長軸上における同位置において並列状に配置されていることを特徴とする衝撃式作業工具。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃式作業工具であって、
前記工具本体に収容されたシリンダと、
前記シリンダ内において、前記ハンマ作動部材の長軸方向に直線運動を行う駆動子と、
前記駆動子と前記ハンマ作動部材との間において、前記シリンダ内を前記ハンマ作動部材の長軸方向に直線動作可能とされた打撃子と、
前記シリンダ内において、前記駆動子と前記打撃子との間に形成された空気室と、を有し、
前記駆動子の直線運動に伴う前記空気室の圧力変動によって前記打撃子が直線動作して前記ハンマ作動部材を打撃する構成とされ、
前記空気室と外部とを連通する連通部と、
前記シリンダの外側に配置され、前記連通部を開く開放位置と前記連通部を閉じる閉止位置との間で移動可能とされた弁部材と、
前記弁部材を前記開放位置に保持するべく付勢力を作用し、これにより前記空気室の圧力変動を不能とする付勢部材と、を更に有し、
前記ハンマ作業に先立って、前記ハンマ作動部材が被加工材に押し付けられて前記打撃子側へと後退動作する際、前記ウェイトおよび前記弾性要素は、前記後退動作する前記ハンマ作動部材に押されて一体状に後退動作するとともに、当該後退動作により前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁部材を前記閉止位置に移動させ、これにより前記空気室の圧力変動を可能な状態とするように構成されていることを特徴とする衝撃式作業工具。
【請求項３】
請求項２に記載の衝撃式作業工具であって、
前記ウェイトおよび前記弁部材の少なくとも一方は、筒状に形成されるとともに、相対移動可能に係合された状態で長軸方向の一端側において抜け止めされており、
前記弾性要素は、抜け止めされた状態の前記ウェイトおよび前記弁部材との間に長軸方向に弾発状に介在され、これにより前記ウェイト、前記弁部材および前記弾性要素がユニット化されていることを特徴とする衝撃式作業工具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の衝撃式作業工具であって、
前記工具本体は、前記ハンマ作動部材から伝達される反力によって前記ウェイトが後方に移動することを許容する空間を有し、前記空間には、前記ウェイトが所定の移動量を超えて後退移動したとき、当該ウェイトと当接して変形することで衝撃を緩和する緩衝部材が配置されていることを特徴とする衝撃式作業工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工材に直線状のハンマ作業を行う衝撃式作業工具において、ハンマ作業の際に被加工材から受ける反力を緩和する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平８−３１８３４２号公報（特許文献１）には、ハンマドリルにおいて、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力を緩和する技術が開示されている。特許文献１に記載のハンマドリルでは、本体側部材であるシリンダの軸方向端面と、ビットに打撃を加える中間子としてのインパクトボルトとの間にラバーリング（緩衝部材）が介在されている。そしてビットの打撃動作後、当該被加工材から受ける反力でビットが跳ね返り、インパクトボルトがラバーリングに衝突したとき、当該ラバーリングが撓むことによって衝撃力を緩和する構成である。一方、ラバーリングは、ハンマ作業時における被加工材に対するハンマドリル本体の位置決め部材としても機能する。すなわち、ビットの打撃動作中は、作業者がハンマドリル本体に前方への押圧力を加えることで、ビットの先端を被加工材に押し付けた状態を維持する（ビットを打撃位置に保持する）が、このときのビットの押し付け力を本体側部材であるシリンダがラバーリングを介して受ける構成である。
【０００３】
上述したように、従来のラバーリングは、ハンマ作業時において、ビットの跳ね返りによる衝撃力を緩和する機能と、ハンマドリルの位置決め機能とを併有するものである。ビットの跳ね返りを緩衝するには、ラバーリングは柔らかいほうがよい。他方、ハンマドリルの位置決めをよくするにはラバーリングは硬いほうがよい。つまり従来のラバーリング構造では、当該ラバーリングには異なる性質が求められることになり、両機能を満足するような硬度に設定することが困難である、という点でなお改良の余地がある。
【特許文献１】特開平８−３１８３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑み、衝撃式作業工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の低減に資する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明に係る衝撃式作業工具の好ましい形態は、工具本体と、工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材とを有する。なお本発明における「所定のハンマ作業」とは、ハンマ作動部材が直線状の打撃動作のみを行うハンマ作業のみならず、直線状の打撃動作と周方向の回転動作とを行うハンマドリル作業を包含する。また本発明における「ハンマ作動部材」とは、典型的には、工具ビットおよび当該工具ビットに当接した状態で打撃力を伝達するインパクトボルトがこれに該当する。
【０００６】
本発明の好ましい形態によれば、衝撃式作業工具は、ハンマ作動部材が被加工材にハンマ作業をする際に、ハンマ作動部材が被加工材から受ける反力につき、ウェイトが当該ハンマ作動部材に直接に当接した状態に置かれるか、または硬質の金属製の介在物を介して当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からの反力が伝達されるウェイトと、伝達された反力によって反力伝達位置から後方へと移動するウェイトに押されて弾性変形し、これによって当該ウェイトに伝達された反力を吸収する弾性要素とを有し、ウェイトと弾性要素が工具本体の長軸上における同位置において並列状に配置された構成とされる。なお本発明における「ウェイト」は、典型的には、筒状部材によって形成されるが、周方向において互いに分離された複数の部材から構成する態様を包含する。また「弾性要素」としては、典型的にはバネがこれに該当するが、ゴムを適用してもよい。
【０００７】
ハンマ作業時において、ハンマ作動部材は打撃動作後に被加工材から反力を受けて跳ね返る。本発明によれば、ハンマ作動部材が被加工材から受ける反力につき、ウェイトが当該ハンマ作動部材に直接に当接した状態に置かれるか、または硬質の金属製の介在物を介して当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からウェイトへと伝達される構成としたものであり、当該反力がほぼ１００％伝達されることになる。換言すれば、ハンマ作動部材とウェイトとの間で運動量が交換される形態での反力の伝達であり、この反力の伝達によりウェイトは反力の作用方向である後方へと移動する。そして後方へと移動するウェイトの反力は、当該ウェイトが弾性要素を弾性変形させることで吸収される。すなわち、本発明によれば、ハンマ作動部材に生ずる跳ね返りによる反力を、ウェイトの後方への移動と、当該ウェイトの移動による弾性要素の弾性変形によって吸収することができ、これにより衝撃式作業工具の低振動化が実現される。
【０００８】
なお衝撃式作業工具によるハンマ作業は、作業者が工具本体に前方への押圧力を加えてハンマ作動部材の先端を被加工材に押し付けた負荷状態（被加工材に対して衝撃式作業工具を位置決めした状態）で行われる。このとき、ハンマ作動部材は、駆動機構によって駆動される位置、すなわち打撃子がハンマ作動部材を打撃する打撃位置に保持される。本発明における「反力伝達位置」とは、駆動機構によってハンマ作動部材が駆動されたとき、ハンマ作動部材とウェイトが直接に接触しているか、または介在物を介して接触しているかを問わず、当該ハンマ作動部材に発生した被加工材からの反力がハンマ作動部材からウェイトに伝達される位置であり、したがって上記の打撃位置とほぼ同位置である。
【０００９】
本発明の衝撃式作業工具の好ましい形態によれば、ウェイトと弾性要素が工具本体の長軸上における同位置において並列状に配置された構成とされる。なお本発明における「並列状に配置」する態様としては、シリンダの径方向に並列状に配置する構成とすることが好ましく、その場合、例えばウェイトが筒状部材から構成されるとすれば、ウェイトの内径側に弾性要素が配置される態様、あるいはウェイトの外径側に弾性要素が配置される態様のいずれも好適に包含する。本発明によれば、上記のようにウェイトと弾性要素とを工具本体の長軸上における同位置において並列状に配置することにより、作業工具の長軸方向長さを変えることなく、長軸と交差する方向においてウェイトの質量を確保することができる。
【００１０】
また本発明の衝撃式作業工具の更なる形態は、工具本体に収容されたシリンダと、シリンダ内において、ハンマ作動部材の長軸方向に直線運動を行う駆動子と、駆動子とハンマ作動部材と間において、シリンダ内をハンマ作動部材の長軸方向に直線動作可能とされた打撃子と、シリンダ内において、駆動子と前記打撃子との間に形成された空気室と、を有し、そして駆動子の直線運動に伴う空気室の圧力変動によって打撃子が直線動作してハンマ作動部材を打撃する構成とされている。また空気室と外部とを連通する連通部と、シリンダの外側に配置され、連通部を開く開放位置と連通部を閉じる閉止位置との間で移動可能とされた弁部材と、弁部材を開放位置に保持するべく付勢力を作用し、これにより空気室内の圧力変動を不能とする付勢部材を更に有している。そしてハンマ作業に先立って、ハンマ作動部材が被加工材に押し付けられて打撃子側へと後退動作する際、ウェイトおよび弾性要素は、後退動作するハンマ作動部材に押されて一体状に後退動作するとともに、当該後退動作により付勢部材の付勢力に抗して弁部材を閉止位置に移動させ、これにより空気室の圧力変動を可能とするように構成されている。
【００１１】
本発明によれば、ハンマ作動部材が被加工材に押し付けられていない無負荷時には、弁部材は付勢部材の付勢力によって連通部を開く開放位置に保持される。この状態では駆動子が直線動作されても空気室の圧力変動（バネ作用）が不能な状態とされ、打撃子の直線動作を制止してハンマ作動部材の空打ちを防止する。一方、ハンマ作業に先立って、ハンマ作動部材が被加工材に押し付けられた負荷時には、ハンマ作動部材によって押されたウェイトおよび弾性要素が一体状に打撃子側へと後退動作し、弁部材を後方へと押して通気孔を閉じる位置へ移動する。これにより、空気室のバネ作用が可能な状態、すなわちハンマ作業が可能な状態に切り替えられる。
本発明では、空打ち防止用の弁部材を移動する手段として、ウェイトおよび弾性要素を利用している。つまりウェイトおよび弾性要素がハンマ作動部材の弁部材を移動させるための動作伝達部材を兼用する構成としたので、本来であれば当該動作伝達部材が配置される工具本体の長軸方向と交差する方向のスペースを、ウェイトおよび弾性要素の配置スペースとして利用できる。このため、作業工具の長軸方向長さのみならず径方向寸法を変えることなく、ウェイトの質量を稼ぐことが可能となる。また部品点数も削減されるので、構造の簡素化が図られる。
【００１２】
また本発明の衝撃式作業工具の更なる形態では、ウェイトおよび弁部材の少なくとも一方は、筒状に形成されるとともに、相対移動可能に係合された状態で長軸方向の一端側において抜け止めされている。ここで「筒状」とは、全体が筒状をなす態様のみならず、一部が筒状をなす態様を好適に包含する。また弾性要素は、抜け止めされた状態のウェイトおよび弁部材との間に長軸方向に弾発状に介在され、これによりウェイト、弁部材および弾性要素がユニット化された構成とされる。すなわち、本発明においては、ハンマ作業時における跳ね返りによる衝撃を吸収する機構の構成部材であるウェイトおよび弾性要素と、空打ち防止機構の構成部材である弁部材とを１つのユニット部品としている。このため、これらの各部材を工具本体内に組み付けるに際し、一部品として取り扱うことが可能となり、組付け性あるいは修理性を向上することができる。連通部を開閉する弁部材は、シリンダの外側に配置される。したがって、弁部材とユニット化されるウェイトもシリンダの外側に配置される。このようなことから、ウェイトおよび弁部材の少なくとも一方を筒状に形成することによってシリンダに対する合理的な配置構成が得られる。
【００１３】
また本発明の衝撃式作業工具の更なる形態では、工具本体は、ハンマ作動部材から伝達される反力によるウェイトの後方への移動を許容する空間を有し、当該空間には、ウェイトが所定の移動量を超えて後退移動したとき、当該ウェイトと当接して変形することで衝撃を緩和する緩衝部材が配置された構成とされる。なお本発明における「所定の移動量を超える」とは、ウェイトが弾性要素の弾性変形による衝撃吸収領域を超えて移動する状態をいう。また本発明における「緩衝部材」としては、典型的にはゴムがこれに該当するが、バネを適用してもよい。本発明によれば、ハンマ作業時に何らかの原因でハンマ作動部材に過大な跳ね返り力が作用したような場合において、ウェイトと工具本体との衝突を緩衝部材によって緩和することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、衝撃式作業工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の低減に資する技術が提供されることとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態につき、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、衝撃式作業工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。図１は本実施の形態に係る電動式ハンマドリルの全体構成を示す側断面図、図２はハンマドリルの主要部を示す拡大断面図であり、それぞれハンマビットが被加工材に押し付けられていない無負荷時（初期状態）を示している。図３はハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時（実動時）を示す断面図、図４はハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時（実動時）を示す断面図であり、筒状ウェイトおよびコイルバネの作動状態が示される。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３と、当該本体部１０３の先端領域（図示左側）にツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられたハンマビット１１９と、本体部１０３のハンマビット１１９の反対側に連接された作業者が握るハンドグリップ１０９とを主体として構成されている。本体部１０３は、本発明における「工具本体」に対応する。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７によってそ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。
【００１７】
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、駆動機構としての運動変換機構１１３、打撃要素１１５および動力伝達機構１１７を収容したギアハウジング１０７とによって構成されている。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１１９の長軸方向（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１１７によって適宜減速された上でハンマビット１１９に伝達され、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、側面視で概ねコの字形に形成されるとともに、下端側が回動軸１０９ａ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、上端側が振動吸収用の弾性バネ１０９ｂ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。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ている。またハンドグリップ１０９には、作業者が引き操作することで駆動モータ１１１を通電駆動するトリガ１０９ｃが設けられている。
【００１８】
図２に示すように、運動変換機構１１３は、駆動モータ１１１により水平面内にて回転駆動される駆動ギア１２１、当該駆動ギア１２１に噛み合い係合する被動ギア１２３、当該被動ギア１２３と一体に水平面内にて回転するクランク板１２５、当該クランク板１２５の回転中心から所定距離偏心した位置に一方の端部が偏心軸１２６を介して遊嵌状に連接されたクランクアーム１２７、当該クランクアーム１２７の他端部に連結軸１２８を介して取り付けられた駆動子としてのピストン１２９を主体として構成される。上記のクランク板１２５、クランクアーム１２７、ピストン１２９によってクランク機構が構成される。
【００１９】
一方、動力伝達機構１１７は、駆動モータ１１１によって駆動される駆動ギア１２１、当該駆動ギア１２１に噛み合い係合する伝達ギア１３１、当該伝達ギア１３１とともに水平面内にて回転される伝達軸１３３、当該伝達軸１３３に設けられた小ベベルギア１３４、当該小ベベルギア１３４に噛み合い係合する大ベベルギア１３５、当該大ベベルギア１３５とともに鉛直面内にて回転されるツールホルダ１３７を主体として構成される。なおハンマドリル１０１は、ハンマビット１１９に対し長軸方向への打撃力のみを加えて被加工材の加工作業を行うハンマ作業と、長軸方向への打撃力と周方向への回転力とを加えて被加工材の加工作業を行うハンマドリル作業とを適宜切り替えて遂行できるように構成されるが、このことについては、本発明には直接的には関係しないため、その説明を省略する。被加工材については、便宜上その図示を省略する。
【００２０】
打撃要素１１５は、ピストン１２９とともにシリンダ１４１のボア内壁に摺動自在に配置された打撃子としてのストライカ１４３を主体に構成される。ストライカ１４３は、ピストン１２９の摺動動作に伴うシリンダ１４１の空気室１４１ａの空気バネを介して駆動され、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置された中間子としてのインパクトボルト１４５に衝突（打撃）し、当該インパクトボルト１４５を介してハンマビット１１９に打撃力を伝達する。インパクトボルト１４５およびハンマビット１１９は、本発明における「ハンマ作動部材」に対応する。なおインパクトボルト１４５は、軸方向において、ツールホルダ１３７の筒孔内周面に密接状に嵌合する大径部１４５ａと、ツールホルダ１３７の筒孔内周面との間に所定大の空間を有する小径部１４５ｂと、それら両径部１４５ａ，１４５ｂの境界領域に形成されたテーパ部１４５ｃとからなり、大径部１４５ａが前側、小径部１４５ｂが後側となるようにツールホルダ１３７内に配置される。
【００２１】
ハンマドリル１０１は、作業者が本体部１０３に前方への押圧力を加えてハンマビット１１９を被加工材に押し付けた負荷状態（図３および図４に示す状態）において、ハンマビット１１９とともに後方（ピストン１２９側）へと押し込まれるインパクトボルト１４５と当接することによって被加工材に対し本体部１０３を位置決めする位置決め部材１５１を有する。位置決め部材１５１は、リング状に形成されたゴム製のラバーリング１５３と、当該ラバーリング１５３の軸方向前面側に接合された硬質の前金属座金１５５と、ラバーリング１５３の軸方向後面側に接合された硬質の後金属座金１５７とからなるユニット部品であり、インパクトボルト１４５の小径部１４５ｂに遊嵌状に嵌合されている。
【００２２】
位置決め部材１５１は、インパクトボルト１４５が後方へ押し込まれたとき、インパクトボルト１４５のテーパ部１４５ｃが位置決め部材１５１の前金属座金１５５に当接し、後金属座金１５７がシリンダ１４１の前端部に当接する構成とされる。これにより、位置決め部材１５１のラバーリング１５３は、インパクトボルト１４５をギアハウジング１０７に固定状に装着されたシリンダ１４１に弾発状に連結する。なお前金属座金１５５は、その内径部がテーパ状に形成され、インパクトボルト１４５が後方へ押し込まれたとき、そのテーパ状内径部が当該インパクトボルト１４５のテーパ部１４５ｃに密接状に当接される。
【００２３】
本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、被加工材に対するハンマ作業時において、打撃動作後のハンマビット１１９の跳ね返りによる衝撃力（反力）を吸収するために、ハンマビット長軸方向において、インパクトボルト１４５と前金属座金１５５を介して当接する硬質金属製の筒状ウェイト１６３、当該筒状ウェイト１６３を常時にインパクトボルト１４５側（前方）に付勢するコイルバネ１６５、および筒状ウェイト１６３とコイルバネ１６５との間に介在された粘弾性部材としてのゴムリング１６４を有する。なお筒状ウェイト１６３およびコイルバネ１６５を主体として構成される衝撃吸収機構は、インパクトダンパーとも呼ばれる。筒状ウェイト１６３は、本発明における「ウェイト」に対応し、コイルバネ１６５は、本発明における「弾性要素」に対応し、前金属座金１５５は、本発明における「介在物」に対応する。
【００２４】
筒状ウェイト１６３は、シリンダ１４１の外周面とツールホルダ１３７の内周面との間の空間に配置されてハンマビット長軸方向に移動可能とされるとともに、当該ツールホルダ１３７の内周面によって移動を案内される構成とされる。筒状ウェイト１６３は、軸方向前端が位置決め部材１５１における前金属座金１５５の外周側後面に面接触状態で当接される。すなわち、筒状ウェイト１６３は、前金属座金１５５を介してインパクトボルト１４５と当接状態に置かれる。これにより、打撃動作後にハンマビット１１９およびインパクトボルト１４５が被加工材から反力を受けて跳ね返ったとき、インパクトボルト１４５からの反力が、前金属座金１５５を介在物として当該インパクトボルト１４５と当接された状態の筒状ウェイト１６３へと伝達される構成とされる。前金属座金１５５は、反力伝達部材を構成するものであり、後金属座金１５７およびラバーリング１５３の外径よりも大径に形成されており、その外径側領域において筒状ウェイト１６３の軸方向前端と当接されている。
【００２５】
筒状ウェイト１６３は、後方に向って所定長さで延びており、その内側（内径側）にゴムリング１６４およびコイルバネ１６５が配置されている。ゴムリング１６４とコイルバネ１６５は、ゴムリング１６４が前側に置かれた状態で互いに直列に配置されるとともに、筒状ウェイト１６３に対しては長軸上の同位置において並列状に配置されている。ゴムリング１６４は、その前面と後面にそれぞれ接合された金属製のワッシャ１６６とのリングユニットとして構成されるとともに、筒状ウェイト１６３とコイルバネ１６５との間に介在されている。そしてゴムリング１６４は、筒状ウェイト１６３の前端内径部に着脱自在に取り付けられた係止部としての金属製の止リング１６８に前側のワッシャ１６６が当接されており、これにより筒状ウェイト１６３に対する前方向への抜け止めがなされている。ゴムリング１６４は、インパクトボルト１４５からの反力が筒状ウェイト１６３に伝達された際に当該筒状ウェイト１６３に生ずる応力波によって弾性変形し（撓み）、これによって応力波を吸収してコイルバネ１６５への伝達を抑える。すなわち、ゴムリング１６４は、主として応力波を吸収する部材として備えられている。一方、コイルバネ１６５は、インパクトボルト１４５からの反力を受けた筒状ウェイト１６３が後方へと移動されたとき、ゴムリング１６４を介して当該筒状ウェイト１６３により押されて弾性変形し、これによって反力を吸収する。
【００２６】
また筒状ウェイト１６３の後側には、後述する空打ち防止機構１８１の弁部材を構成するスライドスリーブ１８３が長軸方向への相対移動可能に嵌入されている。スライドスリーブ１８３は、軸方向の前端部に径方向に突出する周方向の外側突部１８３ａを有し、この外側突部１８３ａが筒状ウェイト１６３の軸方向後端部に形成された径方向に突出する係止部としての内側突部１６３ａに係合されており、これにより筒状ウェイト１６３に対する後方からの抜け止めがなされている。そして後側のワッシャ１６６の後端面とスライドスリーブ１８３の軸方向前端面との間にコイルバネ１６５が所定の初期荷重が掛けられた状態で弾発状に介在されている。かくして、筒状ウェイト１６３、ゴムリング１６４、およびコイルバネ１６５と、空打ち防止機構１８１の構成部材であるスライドスリーブ１８３がユニット化されている。
【００２７】
空打ち防止機構１８１は、空気バネの作用を介してストライカ１４３を駆動する空気室１４１ａを外部に連通するべくシリンダ１４１に形成された通気孔１４１ｂと、当該通気孔１４１ｂを開く開き位置と通気孔１４１ｂを閉じる閉じ位置との間で長軸方向に切替え動作されるスライドスリーブ１８３と、スライドスリーブ１８３を開き位置に保持するように前方に向って付勢する加圧バネ１８５とを主体として構成されている。通気孔１４１ｂは、本発明における「連通部」に対応し、加圧バネ１８５は、本発明における「付勢部材」に対応する。また開き位置は、本発明における「開放位置」に対応し、閉じ位置は、本発明における「閉止位置」に対応する。
【００２８】
スライドスリーブ１８３は、シリンダ１４１の外周領域に配置されるとともに、ハンマビット長軸方向に移動可能とされている。加圧バネ１８５は、スライドスリーブ１８３の軸方向後端面とギアハウジング１０７におけるハンマビット長軸方向と交差する内壁面１０７ａとの間に介在され、当該スライドスリーブ１８３を前方へと付勢し、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられていない無負荷状態では、通気孔１４１ｂを開く開き位置に保持する（図１および図２参照）。通気孔１４１ｂが開いた状態では、空気バネの作用が無効とされる。無負荷状態では、筒状ウェイト１６３は、コイルバネ１６５、ゴムリング１６４を介してスライドスリーブ１８３によって前方へと押され、その前端面によって位置決め部材１５１の前金属座金１５５を前方に押す。前方に押された前金属座金１５５は、ツールホルダ１３７の段差面１３７ａに当接された位置に保持され、このとき位置決め部材１５１の後金属座金１５７がシリンダ１４１の前端部から離間される。
【００２９】
一方、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられて当該ハンマビット１１９とともにインパクトボルト１４５が後方へと押し込まれた負荷状態（図３および図４に示す状態）では、スライドスリーブ１８３は、前金属座金１５５、筒状ウェイト１６３、ゴムリング１６４、およびコイルバネ１６５を介して後方の閉じ位置へと移動され、通気孔１４１ｂを閉じる構成とされる。そして通気孔１４１ｂが閉じた状態のときに空気バネの作用が有効とされる。このように、跳ね返りによる衝撃を吸収する機構の構成部材が、ハンマビット１１９の押し込み動作をスライドスリーブ１８３に伝達する動作伝達部材として機能するように構成される。そして閉じ位置へと移動されたスライドスリーブ１８３は、その後端面が前述の大ベベルギア１３５に形成されたストッパ面１３５ａに当接し、これにより後方への移動が規制され、この状態でストライカ１４３によってインパクトボルト１４５に対する打撃作用が行われる。インパクトボルト１４５に打撃が加えられる打撃位置は、インパクトボルト１４５からの反力が筒状ウェイト１６３に伝達する位置でもあり、この位置が、本発明における「反力伝達位置」に対応する。なお大ベベルギア１３５は、ハンマビット長軸回りの回転が許容された状態で長軸方向の移動が規制された状態でギアハウジング１０７に装着されている。
【００３０】
ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられた負荷状態では、上記のようにスライドスリーブ１８３が大ベベルギア１３５のストッパに当接することによって、コイルバネ１６５の軸方向後端部が実質的に固定される。これにより、コイルバネ１６５は衝撃吸収のための弾性変形が可能とされる。また筒状ウェイト１６３の後方には、空間Ｓが形成されている。この空間Ｓは、ハンマビット長軸方向に所定長さで延びる環状の空間であり、ハンマビット１１９の被加工材に対する押し付けに伴い当該ハンマビット１１９と共に後方へと押し込まれた筒状ウェイト１６３が更に後方へ移動することを許容する。なお空間Ｓの後端は、長軸方向の移動が規制された大ベベルギア１３５のストッパ面１３５ａによって規定される。そして空間Ｓには、筒状ウェイト１６３が所定の移動量を超えて後退移動したとき、当該筒状ウェイト１６３と当接して変形することによって衝撃を吸収するゴムストッパ１８７が配置されている。ゴムストッパ１８７は、本発明における「緩衝部材」に対応する。
【００３１】
次に上記のように構成されるハンマドリル１０１の作用について説明する。図１および図２にはハンマビット１１９が被加工材に押し付けられていない無負荷状態が示される。この無負荷状態では、空打ち防止機構１８１の加圧バネ１８５の作用により、スライドスリーブ１８３が前方に押されて通気孔１４１ｂを開く開き位置に保持されている。このため、空気室１４１ａが通気孔１４１ｂを介して外部に連通し、空気バネの作用が無効とされる。
【００３２】
一方、作業者により本体部１０３に前方への押圧力が加えられ、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられると、当該被加工材にて押し返されたハンマビット１１９とともにインパクトボルト１４５が後方のピストン１２９側へと押し込まれる。後方へ移動されたインパクトボルト１４５は、位置決め部材１５１の前金属座金１５５に当接して当該位置決め部材１５１を後方へと押す。このため、位置決め部材１５１とともに筒状ウェイト１６３、ゴムリング１６４、およびコイルバネ１６５が後方へと移動し、スライドスリーブ１８３を加圧バネ１８５の付勢力に抗して後方へと移動させる。これにより、スライドスリーブ１８３が空気室１４１ａの通気孔１４１ｂを閉じ、空気バネの作用を有効とする。またインパクトボルト１４５によって押された位置決め部材１５１の後金属座金１５７がシリンダ１４１の前端面に当接される。かくして、ハンマビット１１９に作用する押し込み力は、本体部１０３側部材であるシリンダ１４１によって受けられることになり、これによって被加工材に対して本体部１０３が位置決めされる。また後方へと移動されたスライドスリーブ１８３は、その後端が大ベベルギア１３５のストッパ面１３５ａに当接することで後方への移動が規制され、これにより筒状ウェイト１６３が衝撃吸収の動作をするべく待機状態に置かれる。この状態が図３に示される。
【００３３】
この状態で駆動モータ１１１が通電駆動されると、その回転出力により、駆動ギア１２１が水平面内にて回動動作する。すると、駆動ギア１２１に噛み合い係合される被動ギア１２３を介してクランク板１２５が水平面内を周回動作し、これによってクランクアーム１２７を介してピストン１２９がシリンダ１４１内を直線状に摺動動作される。ピストン１２９の摺動動作に伴うシリンダ１４１の空気室１４１ａ内の空気バネの作用により、ストライカ１４３はシリンダ１４１内を直線運動してインパクトボルト１４５に衝突（打撃）することで、その運動エネルギをハンマビット１１９へと伝達する。これにより、ハンマビット１１９は長軸方向の打撃動作を行い、被加工材にハンマ作業を遂行する。
【００３４】
ハンマドリル１０１がハンマドリルモードで駆動されるときは、駆動モータ１１１の回転出力によって回転される駆動ギア１２１に噛み合い係合する伝達ギア１３１、伝達軸１３３および小ベベルギア１３４が一体状に水平面内にて回転動作する。すると、小ベベルギア１３４に噛み合い係合する大ベベルギア１３５が鉛直面内にて回転し、この大ベベルギア１３５とともにツールホルダ１３７およびこのツールホルダ１３７にて保持されるハンマビット１１９が一体状に回転される。かくして、ハンマドリルモードでの駆動時には、ハンマビット１１９が長軸方向の打撃動作と周方向の回転動作を行い、被加工材にハンマドリル作業を遂行する。
【００３５】
さて、上記作業は、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられ、ハンマビット１１９およびツールホルダ１３７が後方へと押し込まれた状態で行われる。このとき、上述したように筒状ウェイト１６３の前端面が位置決め部材１５１の前金属座金１５５の後面に当接されている。この状態でハンマビット１１９による被加工材に対する打撃動作が行われると、当該ハンマビット１１９には被加工材からの反力によって跳ね返りが生ずる。この跳ね返りによってインパクトボルト１４５に後方に向う反力が作用する。このため、インパクトボルト１４５の反力は、前金属座金１５５を介しての当接状態において筒状ウェイト１６３に伝達される。換言すれば、インパクトボルト１４５と筒状ウェイト１６３との間で運動量が交換される。このような反力の伝達によりインパクトボルト１４５は、打撃位置にほぼ静止した状態に置かれ、一方、筒状ウェイト１６３は、反力の作用方向である後方へと移動する。そして後方へと移動する筒状ウェイト１６３の反力は、当該筒状ウェイト１６３がコイルバネ１６５を弾性変形させることで吸収される。この状態が図４に示される。
【００３６】
このとき、インパクトボルト１４５に対し前金属座金１５５を介して当接状態に置かれるラバーリング１５３にも当然のことながらインパクトボルト１４５の反力が作用する。ところで、力の伝達は、当接状態に置かれる物体のヤング率に対応して伝達率も高くなる。本実施の形態によれば、筒状ウェイト１６３が硬質の金属製であり、ヤング率が高い（大きい）。一方、ラバーリング１５３はゴム製であり、ヤング率が低い。このため、インパクトボルト１４５の反力は、その大部分が金属製のインパクトボルト１４５に硬質の前金属座金１５５を介して当接状態に置かれるヤング率の高い筒状ウェイト１６３に伝達されることになる。かくして、ハンマビット１１９およびインパクトボルト１４５に生ずる跳ね返りによる衝撃力は、筒状ウェイト１６３の後方への移動と、当該筒状ウェイト１６３の移動によるコイルバネ１６５の弾性変形によって効率よく吸収することが可能となり、ハンマドリル１０１の低振動化が実現される。このとき、筒状ウェイト１６３とコイルバネ１６５との間に介在されたゴムリング１６４は、インパクトボルト１４５の反力が筒状ウェイト１６３に伝達される際、当該筒状ウェイト１６３に生じた応力波を当該ゴムリング１６４が撓むことによって吸収し、筒状ウェイト１６３の応力波がコイルバネ１６５に伝達することを抑える。これによりコイルバネ１６５のサージングを防止し、保護することができる。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、打撃動作後にハンマビット１１９およびインパクトボルト１４５が被加工材から受ける反力は、当該インパクトボルト１４５から筒状ウェイト１６３にその大部分が伝達されるため、インパクトボルト１４５は打撃位置から見てほぼ静止状態に置かれる。このため、ラバーリング１５３に作用する反力は小さいものとなり、当該反力によるラバーリング１５３の弾性変形量は極僅かとなり、その後の反発力も低減する。またインパクトボルト１４５の反力を、筒状ウェイト１６３およびコイルバネ１６５によって吸収することができる結果、ラバーリング１５３についてはこれを硬く形成することができる。その結果、当該ラバーリング１５３を介して行う本体部１０３の被加工材に対する位置決めの適正化を図ることができる。
【００３８】
上記のハンマ作業時において、何らかの原因でハンマビット１１９に異常に大きな跳ね返り力が作用し、筒状ウェイト１６３およびコイルバネ１６５では吸収しきれないような衝撃力が伝達された場合、筒状ウェイト１６３が予定の移動量を越えて移動し、本体部１０３の壁面に衝突するおそれがある。本実施の形態においては、このような異常な衝撃力に対応するべく、筒状ウェイト１６３の後方への移動を許容する空間Ｓにゴムストッパ１８７を配置している。これにより筒状ウェイト１６３がコイルバネ１６５による衝撃吸収能力を超えて異常に後退移動したとき、当該筒状ウェイト１６３がゴムストッパ１８７に当接することで、本体部１０３に対する衝突を吸収することができる。
【００３９】
また本実施の形態によれば、被加工材からの反力を、ハンマビット１１９およびインパクトボルト１４５を経て筒状ウェイト１６３に伝達する構成である。このため、被加工材からの反力が、経路途中で分散することなく筒状ウェイト１６３に集中的に伝達されることになる。これによって、筒状ウェイト１６３への反力の伝達効率が高くなり、衝撃吸収機能を高めることができる。
【００４０】
また本実施の形態においては、筒状ウェイト１６１と位置決め部材１５１は、ハンマビット１１９の長軸上の同位置において径方向に並列状に配置した構成としている。これにより、省スペース化を図る上での合理的な配置構成を実現することができる。また筒状ウェイト１６３とラバーリング１５３に対するインパクトボルト１４５の当接は、共通の硬質金属板である前金属座金１５５を介して行われる構成としている。したがって、共通の前金属座金１５５を介してインパクトボルト１４５の反力を当該インパクトボルト１４５の一箇所から筒状ウェイト１６３とラバーリング１５３との２つの経路に伝達できるとともに、構造の簡素化が可能となる。
【００４１】
本実施の形態においては、筒状ウェイト１６３とコイルバネ１６５を長軸上の同位置において並列状に配置した構成であり、これにより本体部１０３の長軸方向長さを変えることなく、筒状ウェイト１６３の質量を稼ぐことができる。特に跳ね返りによる衝撃を吸収するための衝撃吸収機構の構成部材を利用して空打ち防止機構１８１のスライドスリーブ１８３を動作させる構成としたことで、より合理的に筒状ウェイト１６３の質量を稼ぐことが可能となる。
ハンマドリルにおいては、空打ち防止機構１８１のライドスリーブ１８３は、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられたときの当該ハンマビット１１９の後方への移動動作を利用して通気孔１４１ｂを閉じる位置に移動されるように構成されるのが一般的である。このため、ハンマビット１１９の後方への移動動作をスライドスリーブ１８３に伝達する動作伝達部材が必ず必要であり、そして当該動作伝達部材はシリンダ１４１の外側に配置されることになる。本実施の形態においては、筒状ウェイト１６３、ゴムリング１６４およびコイルバネ１６５を利用してハンマビット１１９の後退動作をスライドスリーブ１８３に伝達する構成としている。このため、上記の動作伝達部材が配置されるスペースを用いて筒状ウェイト１６３の質量を増やすことができる。その結果、作業工具の長軸方向長および径方向寸法を変えることなく、筒状ウェイト１６３の質量を稼ぐことが可能となる。また筒状ウェイト１６３、ゴムリング１６４およびコイルバネ１６５が動作伝達部材を兼用する構成とすることによって、部品点数が削減され、構造の簡素化が図られる。
【００４２】
また本実施の形態では、筒状ウェイト１６３、ゴムリング１６４、およびコイルバネ１６５と、空打ち防止機構１８１の構成部材であるスライドスリーブ１８３とを１つのユニット部品としている。このため、本体部１０３内に組み付けるに際し、一部品として取り扱うことが可能となり、その結果、本体１０３に対する組付け性、あるいは定期的に交換が必要な消耗部品を交換する際の修理性を向上することができる。
【００４３】
なお上述した実施の形態は、衝撃式作業工具としてハンマドリル１０１を例にとって説明しているが、ハンマドリル１０１に限らず、ハンマに適用できることは当然である。また上述した実施の形態は、筒状ウェイト１６３に対する反力の伝達経路につき、インパクトボルト１４５から筒状ウェイト１６３に伝達する方式としたが、ハンマビット１１９から筒状ウェイト１６３に伝達する方式に変更してもよい。また筒状ウェイト１６３は、筒状以外の形状であっても差し支えない。
【００４４】
また上述した実施の形態では、ハンマビット１１９を直線状に駆動するために、駆動モータ１１１の回転出力を直線運動に変換する運動変換機構１１３としてクランク機構を用いた場合で説明したが、運動変換機構は、クランク機構に限られるものではなく、例えば軸方向に揺動運動を行うスワッシュプレート（斜板）を利用する運動変換機構を用いることが可能である。
【００４５】
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１〜３のいずれか１つに記載の衝撃式作業工具であって、
前記ウェイトと前記弾性要素との間には、前記ハンマ作動部材の反力が前記ウェイトに伝達されることで当該ウェイトに生じる応力波を吸収する粘弾性部材が配置されていることを特徴とする衝撃式作業工具。」
【００４６】
ハンマ作業時において、ハンマ作動部材に生ずる跳ね返りによる反力がウェイトに伝達されることで、当該ウェイトには応力波が発生する。態様１に記載の発明によれば、上記のように構成したことにより、ウェイトに生じた応力波を粘弾性部材の変形によって吸収することができる。このため、弾性要素がバネによって構成される場合において、応力波がバネに伝達することによって生ずる当該バネのサージングを防止し、保護することができる。
【００４７】
（態様２）
「請求項３に記載の衝撃式作業工具であって、
前記ウェイトは、長軸方向の一端部に径方向に突出する第１の係止部を有し、長軸方向の他端部に径方向に突出する着脱自在な第２の係止部を有し、
前記弁部材は、長軸方向の一端部に径方向に突出する突部を有し、
前記ウェイトと前記弁部材は、長軸方向の一端側において前記第１の係止部と前記突部の係合により抜け止めされ、当該抜け止めされた状態において前記第２の係止部と前記突部との間に前記弾性要素が介在され、これにより前記ウェイト、前記弁部材および前記弾性要素がユニット化されていることを特徴とする衝撃式作業工具。」
【００４８】
態様２に記載の発明によれば、ウェイト、弁部材および弾性要素によって構成されるユニット部品を合理的に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動式のハンマドリルの全体構成を示す側断面図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時を示している。
【図２】ハンマドリルの主要部を示す拡大断面図である。
【図３】ハンマドリルを示す平断面図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時を示す。
【図４】ハンマドリルを示す平断面図であり、ウェイトおよびコイルバネの作動時を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  ハンマドリル（衝撃式作業工具）
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  回動軸
１０９ｂ  弾性バネ
１０９ｃ  トリガ
１１１  駆動モータ
１１３  運動変換機構（駆動機構）
１１５  打撃要素
１１７  動力伝達機構
１１９  ハンマビット（ハンマ作動部材）
１２１  駆動ギア
１２３  被動ギア
１２５  クランク板
１２６  偏心軸
１２７  クランクアーム
１２８  連結軸
１２９  ピストン
１３１  伝達ギア
１３３  伝達軸
１３４  小ベベルギア
１３５  大ベベルギア
１３５ａ  ストッパ面
１３７  ツールホルダ
１３７ａ  段差面
１４１  シリンダ
１４１ａ  空気室
１４１ｂ  通気孔
１４３  ストライカ
１４５  インパクトボルト（ハンマ作動部材）
１４５ａ  大径部
１４５ｂ  小径部
１４５ｃ  テーパ部
１５１  位置決め部材
１５３  ラバーリング
１５５  前金属座金（介在物）
１５７  後金属座金
１６３  筒状ウェイト（ウェイト）
１６３ａ  内側突部（係止部）
１６４  ゴムリング（粘弾性部材）
１６５  コイルバネ（弾性要素）
１６６  ワッシャ
１６８  止リング（係止部）
１８１  空打ち防止機構
１８３  スライドスリーブ
１８３ａ  外側突部
１８５  加圧バネ
１８７  ゴムストッパ（緩衝部材）
【図１】
2008194762.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008194762.tif 000005
【図４】
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