(57)【要約】【課題】本発明の課題は、高速回転でも低速回転でも振動ドリルの穿孔能力を損なうことがなく、且つ使用者に伝達する振動を低減できる構造の振動ドリルを提供することにある。【解決手段】スピンドルと共に回転し、軸方向に移動する第１ラチェットと、該第１ラチェットと係合する第２ラチェットとを備え、該第２ラチェットを軸方向に移動可能にすると共に回転方向にも所定の範囲内で回動できるように支持した。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転すると共に、軸方向に移動可能なスピンドルと、該スピンドルに固着してドリルビットを装着可能なドリルチャックと、上記スピンドルに固着され、凹凸部の面を有する第１ラチェットと、該第１ラチェットの凹凸部の面と対向する凹凸部の面を有すると共に軸方向へ移動可能な第２ラチェットと、該第２ラチェットを上記第１ラチェット方向に付勢するためのスプリングとを有し、上記第２ラチェットに対する上記第１ラチェットの相対回転により両ラチェットの凹凸面の接触及び離間作用によって上記スピンドルに軸方向の振動を与える振動ドリルにおいて、軸方向へ移動可能な上記第２ラチェットを、回転方向にも所定範囲内で回動可能に支持したことを特徴とする振動ドリル。
【請求項２】
請求項１において、前記第２ラチェットは、前記第１ラチェットが停止状態にある時に、前記第２ラチェットの凹凸面が前記第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度以上に、回動可能に支持されることを特徴とする振動ドリル。
【請求項３】
請求項１において、前記第２ラチェットは、前記第１ラチェットが停止状態にある時に、前記第２ラチェットの凹凸面が前記第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度の０．６倍以上に、回動可能に支持されることを特徴とする振動ドリル。
【請求項４】
請求項１において、前記第２ラチェットは、前記第１ラチェットが停止状態にある時に、前記第２ラチェットの凹凸面が前記第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度の０．３倍以上に、回動可能に支持されることを特徴とする振動ドリル。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項において、前記第２ラチェットの外周に切欠部を設け、振動ドリルの本体枠部に設けた突起部を上記切欠部に挿入するように構成すると共に上記切欠部と上記突起部との間に所定の隙間を設けたことを特徴とする振動ドリル。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れか１項において、前記第２ラチェットの円筒部の一部に平行な２面である２面幅を設け、振動ドリルの本体枠部に該２面幅に対向する切欠部を設けると共に上記２面幅と上記切欠部との間に所定の隙間を設けたことを特徴とする振動ドリル。
【請求項７】
請求項１乃至４の何れか１項において、前記第２ラチェットの外周に突起部を設け、振動ドリルの本体枠部に設けた切欠部に上記突起部を挿入するように構成すると共に上記突起部と上記切欠部との間に所定の隙間を設けたことを特徴とする振動ドリル。
【請求項８】
請求項５又は６または７において、前記所定の隙間に弾性体を配置したことを特徴とする振動ドリル。
【請求項９】
請求項５又は６又は７において、前記第２ラチェットと前記スプリングとの間又は／及び前記スプリングと前記本体枠部から延在する側壁部との間にスラストベアリングを設けたことを特徴とする振動ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばコンクリートやモルタル、タイル等の穴開け作業に用いられる振動ドリルに係り、特にドリルビットを回転することにより穿孔加工を行うドリルモードと、ドリルビットに回転と振動を与えることにより穿孔加工を行う振動ドリルモードを有する振動ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の振動ドリルの従来例を図１に示す。同図において１は振動ドリルの外郭を形成すると共に内蔵部品を所定の位置に配置する本体枠部であり、ギアカバー１７、インナカバー１８、アウタカバー１９、ハウジング７、ハンドル部６を有する。２はこのギアカバー１７内の横方向に挿通されたスピンドル、３はスピンドルの先端に装着されたドリルチャックである。スピンドル２の中央部付近には回転ラチェット４が取り付けられている。回転ラチェット４はスピンドル２の回転と共に回転し、スピンドル２の軸方向の移動と共に移動する。また回転ラチェット４の一方の面４ａには鋸歯状の凹凸が形成されている。
【０００３】
５は上記回転ラチェット４と対向する位置に配置された固定ラチェットであり、その一方の面５ａには同様に鋸歯状の凹凸が形成されている。固定ラチェット５は中空円筒状をしており、スピンドル２の回転及び軸方向の移動とは無関係にインナカバー１８に固定されている。
【０００４】
一方、ハンドル部６に連接するハウジング７の内部にはモータ８が配置されている。モータ８の回転駆動力は回転軸９に固着された歯車１０を介してセカンドピニオン１１に伝達される。セカンドピニオン１１は歯数の異なる２ヶ所のピニオン部１１ａ、１１ｂを有し、それぞれが低速ギア１２及び高速ギア１３と係合しており、セカンドピニオン１１が回転すると両ギア１２、１３も回転する。
【０００５】
１４はクラッチディスクでありスピンドル２と係合し、且つその軸方向に摺動できるように取り付けられている。図１のようにクラッチディスク１４が低速ギア１２の凹部に挿入されると、セカンドピニオン１１の回転が、低速ギア１２及びクラッチディスク１４を介してスピンドル２に伝達される。一方、クラッチディスク１４が図１の位置から右方向に摺動し、高速ギア１３の凹部に挿入されると、セカンドピニオン１１の回転が、高速ギア１３、クラッチディスク１４を介してスピンドル２に伝達される。従って、クラッチディスク１４の移動によりスピンドル２を低速回転させたり高速回転させることができる。
【０００６】
１５は振動ドリルの動作モード、即ちドリルモードと振動ドリルモードの切替えを行うためのチェンジレバーである。このチェンジレバー１５にはチェンジシャフト１６が圧入されており、チェンジレバー１５を回動させることによりチェンジシャフト１６も一緒に回動する。チェンジシャフト１６には図２、３、４に示すように切欠部１６ａがあり、この切欠部１６ａが図２の位置にあるときは振動ドリルがドリルモードとして作動し、切欠部１６ａが図３の位置にあるときは振動ドリルモードとして作動する。
【０００７】
（Ａ）ドリルモード
今、ドリルチャック３に装着したドリルビット（図示せず）を被加工面に接触させ、ハンドル部６を図１の矢印の方向に押した場合、チェンジシャフト１６の切欠部１６ａが図２の位置にあるとスピンドル２の端部がチェンジシャフト１６に当接し、右方向に動くことができない。従って回転ラチェット４の凹凸面４ａと固定ラチェット５の凹凸面５ａとは接触しない。従ってモータ８の回転駆動力は低速ギア１２又は高速ギア１３を介してスピンドルに伝達してドリルビットは回転力を付与される。
【０００８】
（Ｂ）振動ドリルモード
一方、振動ドリルモードの場合はチェンジレバー１５を回動させてチェンジシャフト１６の切欠部１６ａを図３の位置に持ってくる。そうするとドリルチャック３に装着したドリルビットを被加工面に接触させ、ハンドル部６を図１の矢印の方向に押すと図４に示すようにスピンドル２の端部が切欠部１６ａの中に入る。つまりスピンドル２が右方向に若干移動するために、回転ラチェット４の凹凸面４ａが固定ラチェット５の凹凸面と接触することになる。
【０００９】
被加工面を穿孔するに際し、図４の状態でスピンドル２を回転すると、回転ラチェット４が固定ラチェット５を噛合状に係合して回転するために両ラチェット４及び５の凹凸面により振動を生じ、この振動がスピンドル２を通じてドリルビット（図示せず）に伝わる。つまりドリルビットには回転力と振動が付与され、その両方により穿孔動作が行われることになる。
【００１０】
しかしながら上記のような振動ドリルにおいては振動ドリルモードで動作するときに、ラチェット４及び５の凹凸面が圧接した状態で回転することにより生ずる振動がドリルビットに伝達するだけでなく、固定ラチェット５及びインナカバー１８を通じてハウジング７からハンドル部６にも伝達する。このため振動ドリルの使用者に大きな振動が伝わり、不快感を生じるという問題がある。特に長時間に亘って連続的に振動ドリルを使用する場合は、使用者に伝わる振動が使用者の健康に影響を及ぼすことがないように配慮されなければならない。
【００１１】
この使用者に伝わる振動を低減するための構造については幾つかの提案がなされている。例えば特許文献１には図５に示すようにクラッチカム２２をスピンドル２０の軸方向に移動可能に支持すると共に、スプリング２３により回転カム２１に押圧付勢する構造が開示されている。
【００１２】
同図において２１は回転カムでスピンドル２０と共に回転する。回転カム２１のカム面２１ａには鋸歯状の凹凸が形成されている。一方、クラッチカム２２はスピンドル２０に対して軸方向にスライド可能な中空円筒状部とフランジ部２２ｂよりなる。そのフランジ部２２ｂのカム面２２ｃには鋸歯状の凹凸面が形成されている。
【００１３】
スプリング２３は、クラッチカム２２のフランジ２２ｂと、クラッチカム２２の溝２２ａに係合しているプレート２４ａとの間に設けられており、常にクラッチカム２２を回転カム２１側に付勢している。そこで、スピンドル２０の後退時にはカム面２１ａと２２ｃとが圧接され、そしてスピンドル２０に加わる押圧力がスプリング２３の弾発力に打勝ったときは、スプリング２３が圧縮してクラッチカム２２が後退する（図の右方向に移動する）。
【００１４】
クラッチカム２２が後退した位置からスプリング２３の弾発力により前進すると回転カム２１に衝突し、回転カム２１はスピンドル２０と共に振動する。このような構造によればカム面２１ａと２２ｃの接触により生ずる振動がスプリング２３により緩和されてハンドル部（図示せず）に伝わるため、図１のようにラチェット５が固定配置された構造に比較して使用者に伝わる振動が低減するという効果がある。
【００１５】
ここで、特許文献1に開示されているドリルの場合、図６に示すように、クラッチカム２２はスピンドル２０に対して軸方向にスライドを許容し、且つ回転を規制するために、フランジ部２２ｂの両側には摺接面２２ｅ、２２ｅがそれぞれ垂直状に形成されており、クラッチカム２２はプレート２４ａから伸びているリテーナ２４の両案内面２６間に挟持されている。
【００１６】
このような構造において、前述の図1と同様にスピンドル２０を高速回転及び低速回転させる機能を付加した場合、後で詳しく述べるようにクラッチカム２２が後退した位置からスプリング２３の復元力により、回転カム２１に衝突する時の衝撃力が弱くなる現象が発生することがあることが判明した。
【００１７】
【特許文献１】実公平２−３０１６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、上記のような従来の問題点を解決し、高速回転でも低速回転でも穿孔能力を損なうことがなく、且つ使用者に伝達する振動を低減できる振動ドリルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために本発明は、モータにより回転すると共に、軸方向に移動可能なスピンドルと、該スピンドルに固着してドリルビットを装着可能なドリルチャックと、上記スピンドルに固着され、凹凸部の面を有する第１ラチェットと、該第１ラチェットの凹凸部の面と対向する凹凸部の面を有すると共に軸方向へ移動可能な第２ラチェットと、該第２ラチェットを上記第１ラチェット方向に付勢するためのスプリングとを有し、上記第２ラチェットに対する上記第１ラチェットの相対回転により両ラチェットの凹凸面の接触及び離間作用によって上記スピンドルに軸方向の振動を与える振動ドリルにおいて、軸方向へ移動可能な上記第２ラチェットを、回転方向にも所定範囲内で回動可能に支持したことに一つの特徴がある。
【００２０】
本発明の他の特徴は、前記第２ラチェットは、前記第１ラチェットが停止状態にある時に、前記第２ラチェットの凹凸面が前記第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度以上に、回動可能に支持されることにある。
【００２１】
本発明の他の特徴は、前記第２ラチェットは、前記第１ラチェットが停止状態にある時に、前記第２ラチェットの凹凸面が前記第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度の０．６倍以上に、回動可能に支持されることにある。
【００２２】
本発明の他の特徴は、前記第２ラチェットは、前記第１ラチェットが停止状態にある時に、前記第２ラチェットの凹凸面が前記第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度の０．３倍以上に、回動可能に支持されることにある。
【００２３】
本発明の他の特徴は、前記第２ラチェットの外周に切欠部を設け、振動ドリルの本体枠部に設けた突起部を上記切欠部に挿入するように構成すると共に上記切欠部と上記突起部との間に所定の隙間を設けたことにある。
【００２４】
本発明の他の特徴は、前記第２ラチェットの円筒部の一部に２面幅を設け、振動ドリルの本体枠部に該２面幅に対向する切欠部を設けると共に上記２面幅と上記切欠部との間に所定の隙間を設けたことにある。
【００２５】
本発明の他の特徴は、前記第２ラチェットの外周に突起部を設け、振動ドリルの本体枠部に設けた切欠部に上記突起部を挿入するように構成すると共に上記突起部と上記切欠部との間に所定の隙間を設けたことにある。
【００２６】
本発明の他の特徴は、前記所定の隙間に弾性体を配置したことにあり、更には、前記第２ラチェットと前記スプリングとの間又は／及び前記スプリングと前記本体枠部から延在する側壁部との間にスラストベアリングを設けたことにある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、高速回転でも低速回転でも第２ラチェットと第1ラチェット間の衝撃力を十分に発生させることが可能となり、穿孔能力が大きくて振動が本体に伝わりにくい振動ドリルを提供することができる。従って振動ドリルの使用者に不快感を与えることがないし、健康を害する心配もない。
【実施例】
【００２８】
本発明の実施形態を説明する前に、クラッチカムが回転カムに衝突する際、その衝撃力が弱くなる現象について説明する。
【００２９】
図５及び６におけるスピンドル２０が高速回転及び低速回転した場合のクラッチカム２２と回転カム２１の衝突の状況を図７に示す。一般的に、低速回転は高速回転に比べて半分程度の回転数に設定するのが普通であるから、図７に示す２次元平面の展開図で表した時間履歴（ａ）〜（ｇ）において、回転カムの回転移動距離が高速回転で２ｈ、低速回転でｈとして以下説明する。
【００３０】
まず、高速回転の場合、（ａ）に示す状態で回転カム２１が回転（図の左方向）すると、鋸歯状の凹凸２１ａの傾斜により、回転カム２１と相対してこれに接触しているクラッチカム２２が後退（図の上方向）して（ｂ）の状態に到る。ここで、図７の矢印３０は回転カム２１の回転方向（図の左右方向）、矢印３１はクラッチカム２２の移動方向（図の上下方向）を示す。
【００３１】
次に（ｂ）の段階で、クラッチカム２２は回転カム２１から放り出されて離れるが、クラッチカム２２は常にスプリング２３（図６）によって、回転カム２１側に付勢されているため、（ｃ）に示すように、今度はクラッチカム２２が回転カム２１側に前進（図の下方向）を始める。この結果（ｄ）に示すようにクラッチカム２２と回転カム２１が衝突する。その後再び回転カム２１の回転に伴い（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）のように再度クラッチカム２２が後退と前進を繰り返し、クラッチカム２２と回転カム２１は一つの歯毎に互いに衝突を繰り返していく。
【００３２】
ここで、（ｄ）に示すように、クラッチカム２２の表側面２２ｆと、回転カム２１の表側面２１ｆとが衝突すると、クラッチカム２２が後退して蓄えたスプリング２３の弾性エネルギーは、ロスなく回転カム２２に伝達することが可能となり、衝撃力は大きなものとなる。
【００３３】
次に、このように、高速回転時に上記現象が発生するように回転カム２１の回転数及びクラッチカム２２の重量及びスプリング２３のバネ定数等が設定された状態で、約半分の回転数である低速回転を行った場合の衝突の状況を説明する。
【００３４】
まず、（ａ）の状態で回転カム２１が回転するとクラッチカム２２が後退し、（ｂ）の状態に到り、更に（ｃ）に示すようにクラッチカム２２と回転カム２１が離れる。その後、前述と同様にクラッチカム２２が回転カム２１側に前進するが、回転カム２１の進みが遅いため、クラッチカム２２と回転カム２１は（ｄ）に示すように、裏側面２２ｇと２１ｇで衝突することになる。この時点での衝突でスプリング２３の弾性エネルギーをほぼ半分程度使用してしまい、小さな衝撃力が発生する。
【００３５】
次に（ｅ）の段階で裏側面同士が接触若しくは裏歯面同士が離間接触を繰り返しながらクラッチカム２２が前進し、（ｆ）の段階でクラッチカム２２の表側面２２ｆと回転カム２１の表側面２１ｆとが衝突することとなる。この段階の衝突は、先の（ｄ）の段階でスプリング２３の弾性エネルギーを使用した残りを利用することになり、しかも裏側面同士の接触によるロスにより衝突の衝撃力は小さいものとなる。その後（ｇ）に示すように再度、クラッチカム２２は後退していく。
【００３６】
以上説明したように、高速回転で1回の大きな衝撃力を発生するように設定すると、低速回転にしたときに、２回以上の小さな衝撃力が発生することとなりドリルの穿孔能力の低下を招来することとなる。
【００３７】
本発明は上記のような問題を解決するものであり、以下実施例について詳細に説明する。
（第１実施例）
図８は本発明の振動ドリルの第１実施例を示す主要部の構成図である。
図８に示すように本体枠部１０１の中にスピンドル１０２が被削材１１９に対して前進（図の左方向移動）及び後退（図の右方向移動）ができるように設けられている。スピンドル１０２の先端部にはドリルビット１１８を装着するためのチャック１０３が設けられている。本体枠部１０１のほぼ中央部に第１ラチェット１０４及び第２ラチェット１０５が設けられている。第１ラチェット１０４はスピンドル１０２と共に回転及び軸方向に移動し、一面に鋸歯状の凹凸１０４aを有する。第２ラチェット１０５は底部１０５ｃに鋸歯状の凹凸１０５ｄが形成されている。また第２ラチェット１０５は２重の円筒状をなし、内側円筒部１０５ａはスピンドル１０２上を摺動し、外側円筒部１０５ｂは本体枠部１０１の内壁に沿ってスピンドル１０２の軸方向に摺動する。
【００３８】
ここで第２ラチェット１０５には、外側円筒部１０５ｂの一部に切欠部１０５ｅを有し、一方、本体枠部１０１には突起１０１ａを設け、この突起１０１ａが切欠部１０５ｅに挿入するように構成されている。この結果第２ラチェット１０５の回転運動は阻止される。但し本発明は、切欠部１０５ｅと突起１０１ａの間に隙間１３０ａを存在させることにより、第２ラチェット１０５が所定範囲内で回動可能に構成したことに一つの特徴がある。
【００３９】
本体枠部１０１から内側のスピンドル方向には、側壁部１２２が延在しており、その側壁部１２２と円筒底部１０５ｃとの間にスプリング１２０が設けられている。また１０９はモータ（図示せず）により回転駆動力が伝達される回転軸であり、その回転駆動力は歯車１１０を介してセカンドピニオン１１１に伝達される。１１２は低速ギア、１１３は高速ギア、１１４はクラッチディスクであり、クラッチディスク１１４が図の位置にあるときは低速ギア１１２を介して回転力がスピンドル１０２に伝達する。
【００４０】
一方、チェンジレバー１１７を回動してクラッチディスク１１４を高速ギアとスピンドル１０２とが係合する位置に回動すると、セカンドピニオン１１１の回転力は高速ギア１１３を介してスピンドル１０２に伝達される。従ってチェンジレバー１１７の回動位置に応じてスピンドル１０２を低速で回転したり、高速で回転することができる。なお、本発明者の実験によると、上記のように構成することにより穿孔作業時に手に伝わる振動が小さくなることが確認されている。
【００４１】
次に上記構成において、スピンドル１０２を高速回転及び低速回転した場合の第１ラチェット１０４と第２ラチェット１０５との衝突の様子を図９に示す。なお、低速回転は高速回転に比べて半分の回転数に設定しており、図９に示す２次元平面の展開図で表した時間履歴（ａ）〜（ｇ）において、第１ラチェット１０４の回転移動距離が高速回転で２ｈ、低速回転でｈとした。
【００４２】
まず高速回転の場合、（ａ）に示す状態で第１ラチェット１０４が回転（図の左方向）すると、鋸歯状の凸凹１０４ａの傾斜により、第１ラチェット１０４と相対して接触している第２ラチェット１０５が後退（図の上方向）、（ｂ）の状態に到る。
【００４３】
次に（ｂ）から（ｃ）のように、第２ラチェット１０５は第１ラチェット１０４から放り出されて離れるが、第２ラチェット１０５は常にスプリング１２０（図８に記載）によって、第１ラチェット１０４側に付勢されているため、（ｃ）の状態から第２ラチェット１０５は第１ラチェット１０４側に前進する。この結果（ｄ）に示すように第２ラチェット１０５と第１ラチェット１０４が衝突する。その後（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示すように再度第２ラチェット１０５が後退と前進を繰り返し、第２ラチェット１０５と第１ラチェット１０４は互いに衝突を繰り返していく。
【００４４】
ここで、（ｄ）の段階において、第２ラチェット１０５と第１ラチェット１０４の衝突面は、常に表側面１０５ｆと１０４ｆであり、スプリング１２０（図８）の弾性エネルギーを毎回ロスなく第１ラチェット１０４に伝達することが可能となり、衝撃力も大きい。
【００４５】
高速回転時に上記現象が発生するよう、第１ラチェット１０４の回転数及び第２ラチェット１０５の重量及びスプリング１２０（図８）のバネ定数等を設定した状態で、約半分の回転数である低速回転を行った場合の衝突の様子を以下に説明する。
【００４６】
低速回転においては図９の（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ラチェット１０４の回転に伴い、第２ラチェット１０５が上昇し、（ｃ）の状態に到る。（ｃ）の段階で第２ラチェット１０５は第１ラチェット１０４から離れるが、第１ラチェット１０４の進みが遅いため、（ｄ）に示すように第２ラチェット１０５と第１ラチェット１０４は、裏側面１０５ｇと１０４ｇで衝突することになる。
【００４７】
ここで、第２ラチェット１０５には前述のように切欠部１０５ｅが設けられており、この切欠部に本体枠部１０１から伸びた周り止め用の突起１０１ａが係合している。そして切欠部１０５ｅと突起１０１ａ間には隙間１３０ａが設けられており、（ｂ）に示すように隙間１３０ａの回転角θは、（ｃ）に示すように第１ラチェット１０４における裏側面１０４ｇの回転角αと同等とした。
【００４８】
そこで、第２ラチェット１０５の裏側面１０５ｇと第１ラチェット１０４裏側面の１０４ｇとが衝突した（ｄ）の時点で、第２ラチェット１０５は図の右側に動かされる。
【００４９】
この衝突時点での衝撃力は、第２ラチェット１０５が第１ラチェット１０４から軽い衝突で逃げていくため極く小さく、弾性エネルギーのロスも小さいものとなる。
【００５０】
その後、第２ラチェット１０５は第１ラチェット１０４の方向に更なる前進と右側への移動が行わる結果（ｅ）に示すように、第２ラチェット１０５と第１ラチェット１０４は、表側面１０５ｆと１０４ｆで衝突する。この衝突は、（ｄ）の段階で僅かな衝突によりロスが生じてはいるものの、第２ラチェット１０５を付勢したスプリング１２０（図８）の弾性エネルギーをほぼ全て使用しているため、衝突の衝撃力は大きい。
【００５１】
そして（ｆ）の段階で第２ラチェット１０５は第１ラチェット１０４の回転により左側に移動し、切欠部１０５ｅの右側は突起１０１ａの左側に拘束されることとなる。その後、突起１０１ａの左側に拘束された第２ラチェット１０５は、（ｇ）のように、第１ラチェット１０４の回転により再度第２ラチェット１０５が後退していく。
【００５２】
なお、図９の低速回転において、（ｂ）に示した切り欠き部１０５ｅの左壁１０５ｋと突起１０１ａの左端１０１ｋが衝突すると、弾性エネルギーのロスが生じ、（ｅ）に示した状態における衝撃力が弱くなるので、切欠部１０５ｅの左壁１０５ｋと突起１０１ａの左端１０１ｋとが衝突しないように回転角θを設定することが望ましい。
即ち、回転角θは、（ｃ）のように表側面１０５ｆ及び１０４ｆが離間してから（ｅ）のように表側面１０５ｆ及び１０４ｆが衝突するまでの間の、第２ラチェット１０５の右方への移動量以上であることが望ましい。この第２ラチェット１０５の右方への移動量は、第１ラチェット１０４の半径部における裏側面１０４ｇの頂点から最下点までの回転方向角度αから、第１ラチェット１０４及び第２ラチェット１０５の相対角速度を差し引いたものに相当する。しかし、第１ラチェット１０４及び第２ラチェット１０５の相対角速度は、第２ラチェット１０５の質量と、スプリング１２０の押圧力によって影響を受けるため、一概に求めることは難しい。
【００５３】
従って、第１ラチェット１０４及び第２ラチェット１０５の相対角速度が最低でも０であると想定して、θ≧αと設定する。即ち、第２ラチェットは、第１ラチェットが停止状態にある時に、第２ラチェットの凹凸面が第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度以上に、回動可能に支持されるように設定する。このようにすれば、第１ラチェット１０４の回転角速度Ａがかなり低速の場合にも，切欠部１０５ｅの左側１０５ｋは突起１０１ａの左側１０１ｋに拘束されることがなく，第２ラチェット１０５は前進することが可能となる。
【００５４】
また、θ≧０．６αと設定してもよい。即ち、第２ラチェットは、第１ラチェットが停止状態にある時に、第２ラチェットの凹凸面が第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度の０．６倍以上に、回動可能に支持されるように設定してもよい。このように設定すると、かなり低速の場合には切欠部１０５ｅの左側１０５ｋと突起１０１ａの左側１０１ｋとが衝突するものの、弾性エネルギのロスを低減することができる。
【００５５】
また、θ≧０．３αと設定してもよい。即ち、第２ラチェットは、第１ラチェットが停止状態にある時に、第２ラチェットの凹凸面が第１ラチェットの凹凸面を乗り越える位置から深く係合する位置までの角度の０．３倍以上に、回動可能に支持されるように設定してもよい。このように設定すると、やや低速の場合には切欠部１０５ｅの左側１０５ｋと突起１０１ａの左側１０１ｋとが衝突するものの、弾性エネルギのロスを低減することができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明によれば高速回転及び低速回転の何れにおいても大きな衝撃力が得られ、穿孔能力の大きい振動ドリルを実現することが可能となる。
（第２実施例）
図１０は本発明の第２の実施例を示すもので第２ラチェット１０５の外側円筒部１０５ｂの一部に２面幅１０５ｈを有し、本体枠部１０１に周り止め用の切欠部１０１ｂを設けると共に、２面幅１０５ｈと周り止め用の切欠部１０１ｂの間に隙間１３０ｂを設けたことに特徴がある。この結果、第２ラチェット１０５は所定の範囲内で回転することが可能となり、第１実施例と同様の動作をさせることができる。
（第３実施例）
図１１は本発明の第３の実施例を示すもので、第２ラチェット１０５の外側円筒部１０５ｂの一部に突起１０５ｉを設けると共に、本体枠部１０１に周り止め用の溝１０１ｃを設け、突起１０５ｉと周り止め用の溝１０１ｃの間には隙間１３０ｃを設けたことに特徴がある。このように構成した場合も第２ラチェット１０５は所定の範囲内で回動できるから第１実施例と同様の効果が得られる。
（第４実施例）
図１２は本発明の第４の実施例を示すもので、第２ラチェット１０５の外側円筒部１０５ｂの一部に突起１０５ｉを設け、本体枠部１０１に周り止め用の溝１０１ｃを設けると共に、突起１０５ｉと周り止め用の溝１０１ｃの間に弾性体１３１を配置し、且つ隙間１３０ｃを存在させたことに特徴がある。このように構成すると、第２ラチェット１０５は所定の範囲内で回動することが可能となり、しかも回動時の衝撃を弾性体１３１により緩衝することで、溝１０１ｃへの振動をより軽減することが可能となる。
（第５実施例）
図１３は本発明の第５の実施例を示すもので、第２ラチェット１０５の円筒底部１０５ｃとスプリング１２０との間にスラストベアリング１３２ａが設けられている。またスプリング１２０と本体枠部１０１から延在している側壁部１２２との間にスラストベアリング１３３ｂが設けられている。
【００５７】
この構成によると、第２ラチェット１０５が回転してもスラストベアリング１３２ａによりスプリング１２０との回転摩擦を軽減することが可能である。またスラストベアリング１３３ｂを除いた状態で第２ラチェット１０５が回転すると、スプリング１２０も第２ラチェット１０５と供に回転するが、スラストベアリング１３３が存在することにより側壁部１２２との回転摩擦を軽減することが可能である。
【００５８】
このスラストベアリング１３２ａと１３３ｂはその一方を使用してもよいし、両方使用してもよい。またスラストベアリング１３２ａ、１３３ｂはボールのみでも使用可能である。このような構成により第２ラチェット１０５の回転をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の振動ドリルの一例を示す断面図。
【図２】振動ドリルのドリルモードの説明図。
【図３】振動ドリルの振動ドリルモードの説明図。
【図４】振動ドリルの振動ドリルモードの説明図。
【図５】従来の振動ドリルの他の例を示す一部構成図。
【図６】従来の振動ドリルの他の例を示す一部構成図。
【図７】従来の振動ドリルの他の例における高速及び低速回転のカム衝突の様子を示す説明図。
【図８】本発明にかかる振動ドリルの第１実施例を示す断面図。
【図９】本発明にかかる振動ドリルにおける高速及び低速回転のラチェット衝突の様子を示す説明図。
【図１０】本発明にかかる振動ドリルの第２実施例を示す一部断面図。
【図１１】本発明にかかる振動ドリルの第３実施例を示す一部断面図。
【図１２】本発明にかかる振動ドリルの第４実施例を示す一部断面図。
【図１３】本発明にかかる振動ドリルの第５実施例を示す一部断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１０１：本体枠部
１０１ａ：突起
１０１ｂ：切欠部
１０１ｃ：溝
１０２：スピンドル
１０３：チャック
１０４：第１ラチェット
１０５：第２ラチェット
１０５ｅ：切欠部
１０５ｈ：２面幅
１０５ｉ：突起
１０９：回転軸
１１０：歯車
１１１：セカンドピニオン
１１２：低速ギア
１１３：高速ギア
１１４：クラッチディスク
１１７：チェンジレバー
１１８：ドリルビット
１１９：被削材
１２０：スプリング
１２２：側壁部
１２３：スプリング
１２４：軸受
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ：隙間
１３１：弾性体
１３２ａ：スラストベアリング
１３３ｂ：スラストベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年3月9日(2004.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005246561.tif 000016
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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