(57)【要約】【課題】空打ち防止機構の機能が低下することを抑制できる打撃工具を提供する。【解決手段】電動モータ１３と、電動モータ１３の回転運動をピストン１４の往復運動に変換するクランクシャフト２３、コンロッド２４と、ピストン１４の往復運動によって打撃力を発生する空気室１５と、空気室１５で発生した打撃力を受けて動作する打撃子２８と、打撃子２８の打撃力を先端工具１１に伝達する中間子１６とを備えた打撃工具であって、中間子２８が第１の位置にあるときは、軸線Ａに対する径方向の移動が可能であり、中間子１６を打撃子２８に向けて移動可能とする一方、中間子１６の位置が第２の位置にあるときは、軸線Ａに対する径方向の移動が規制されて、中間子１６が打撃子２８に向けて移動することを防止する溝１６ｃ、ボール３６、ボールホルダ３７、圧縮ばね３８を備えている。【選択図】図１
2013166216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、前記電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換する変換機構と、前記ピストンの往復運動によって打撃力を発生する空気室と、この空気室で発生した打撃力を受けて軸線に沿った方向に動作する打撃子と、前記軸線に沿った方向に移動可能に設けられ、かつ、前記打撃子の打撃力を先端工具に伝達する中間子とを備えた打撃工具であって、
前記中間子は、前記打撃子の打撃力を前記先端工具に伝達する第１の位置と、前記打撃子の打撃力を先端工具に伝達しない第２の位置との間を移動可能であり、
前記中間子が前記第１の位置にあるときは、前記軸線に対する径方向の移動が可能であり、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することを可能とする一方、前記中間子が前記第２の位置にあるときは、前記径方向の移動が規制され、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することを防止する係止部材を備えた空打ち防止機構が設けられていることを特徴とする打撃工具。
【請求項２】
前記空打ち防止機構は、
前記中間子に設けられ、かつ、前記軸線に沿った方向に形成された溝と、
前記中間子を前記軸線に沿った方向に移動可能に支持する円筒形状のシリンダと、
前記シリンダに設けられ、かつ、前記係止部材を前記径方向に移動可能に保持する保持孔と、
前記中間子の位置が前記第１の位置にあるときは前記係止部材に接触せず、前記係止部材を前記径方向に移動可能とする一方、前記中間子の位置が前記第２の位置にあるときは前記係止部材に接触して、前記係止部材が前記径方向に移動することを規制する押さえ部とを有し、
前記係止部材は、前記中間子が前記軸線に沿った方向に移動することにともない前記溝および前記中間子の表面に沿って移動可能であり、
前記中間子が前記第１の位置にあるとき、前記係止部材が前記溝の外に位置しており、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することを可能とする一方、
前記中間子が前記第２の位置にあるとき、前記係止部材が前記溝内に位置しており、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することが防止されることを特徴とする請求項１記載の打撃工具。
【請求項３】
前記空気室から排出される空気が通る空気孔が設けられており、前記打撃子により前記空気孔が閉じられているときに、前記ピストンが往復動作して前記空気室で打撃力が発生するように構成されており、
前記第１の位置は、前記中間子に接触している前記打撃子により前記空気孔が閉じられる位置であり、前記第２の位置は、前記中間子に接触している前記打撃子により前記空気孔が開かれる位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の打撃工具。
【請求項４】
前記先端工具が対象物に押し付けられていない状態で、前記中間子を前記第２の位置に保持する保持機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の打撃工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンマやハンマドリル等のように、打撃子の打撃力を先端工具に伝達して対象物に処理を施す打撃工具に関し、特に、先端工具を対象物に押し付けていない時（無負荷時）に、打撃子の連続打撃運動が行われることを防止できる空打ち防止機構を備えた打撃工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハンマやハンマドリル等のような打撃工具においては、モータの回転運動をピストンの往復運動に変換するとともに、ピストンの動作により空気室の圧力を急激に変動させ、その空気室の圧力変動に伴う打撃力を、打撃子および中間子を経由させて先端工具に伝達するように構成されている。このような打撃工具において、先端工具を対象物に接触させていない時に、打撃子による連続打撃運動が行われることを防止するために、空打ち防止機構を備えた打撃工具が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された打撃工具は、電動機の動力がクランクシャフトと連接棒によりピストンの往復運動に変換される構成を有する。また、ピストンはシリンダ内に収容されており、ピストンの往復運動は、ピストンと打撃子との間の空気バネにより打撃子に伝達されて、打撃子が中間子を打撃するように構成されている。そして、中間子は先端工具を打撃し、先端工具がコンクリート等の被削材を削るように構成されている。
【０００４】
一方、先端工具がコンクリート等の被削材から離れると、先端工具はストップレバに当たるまで前進する。このとき、シリンダの中間子案内部に設けたＯリングが、中間子の外周面に設けた溝に落ち込み、先端工具の打撃後における中間子のはね返り速度を減速させる。中間子のはね返り速度とは、中間子がピストン側へ移動する速度である。シリンダには空気室に通じる空気抜き穴が設けられており、打撃子が前進すると空気室を大気圧にする。このため、ピストンが往復動しても吸引力が発生しないため打撃子が動作しなくなり、空打ちを防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実願昭６１−７０４６７号（実開昭６２−１８１３８２号公報）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された空打ち防止機構においては、空打ち防止を行わない時においても、常時、Ｏリングと中間子の外周面とが接触している。このため、先端工具を被削材に押し付けて打撃作業を行っている時等において、中間子がシリンダ内で動作すると、Ｏリングと中間子の外周面とが擦れてＯリングが摩耗する可能性がある。その結果、先端工具が被削材から離れてストップレバに当たるまで前進し、Ｏリングが中間子の溝に落とし込まれても、Ｏリングと中間子との接触部分で発生する摩擦力が不十分となり、空打ち防止機能が低下する可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、空打ち防止機能が低下することを抑制できる打撃工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の打撃工具は、電動モータと、前記電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換する変換機構と、前記ピストンの往復運動によって打撃力を発生する空気室と、この空気室で発生した打撃力を受けて軸線に沿った方向に動作する打撃子と、前記軸線に沿った方向に移動可能に設けられ、かつ、前記打撃子の打撃力を先端工具に伝達する中間子とを備えた打撃工具であって、前記中間子は、前記打撃子の打撃力を前記先端工具に伝達する第１の位置と、前記打撃子の打撃力を先端工具に伝達しない第２の位置との間を移動可能であり、前記中間子が前記第１の位置にあるときは、前記軸線に対する径方向の移動が可能であり、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することを可能とする一方、前記中間子が前記第２の位置にあるときは、前記径方向の移動が規制され、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することを防止する係止部材を備えた空打ち防止機構が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の打撃工具は、前記空打ち防止機構は、前記中間子に設けられ、かつ、前記軸線に沿った方向に形成された溝と、前記中間子を前記軸線に沿った方向に移動可能に支持する円筒形状のシリンダと、前記シリンダに設けられ、かつ、前記係止部材を前記径方向に移動可能に保持する保持孔と、前記中間子の位置が前記第１の位置にあるときは前記係止部材に接触せず、前記係止部材を前記径方向に移動可能とする一方、前記中間子の位置が前記第２の位置にあるときは前記係止部材に接触して、前記係止部材が前記径方向に移動することを規制する押さえ部とを有し、前記係止部材は、前記中間子が前記軸線に沿った方向に移動することにともない前記溝および前記中間子の表面に沿って移動可能であり、前記中間子が前記第１の位置にあるとき、前記係止部材が前記溝の外に位置しており、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することを可能とする一方、前記中間子が前記第２の位置にあるとき、前記係止部材が前記溝内に位置しており、前記中間子が前記打撃子に向けて移動することが防止されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の打撃工具は、前記空気室から排出される空気が通る空気孔が設けられており、前記打撃子により前記空気孔が閉じられているときに、前記ピストンが往復動作して前記空気室で打撃力が発生するように構成されており、前記第１の位置は、前記中間子に接触している前記打撃子により前記空気孔が閉じられる位置であり、前記第２の位置は、前記中間子に接触している前記打撃子により前記空気孔が開かれる位置であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の打撃工具は、前記先端工具が対象物に押し付けられていない状態で、前記中間子を前記第２の位置に保持する保持機構が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明（請求項１）によれば、中間子が第１の位置にあるときは、中間子は打撃子に向けて移動することが可能である。このため、中間子が軸線方向に移動するときに、係止部材が摩耗することを防止できる。これに対して、中間子が第２の位置にあるときは、中間子が打撃子に向けて移動することを防止できる。このため、打撃子の打撃力が中間子に伝達されたとしても、その反力で中間子が打撃子に近づく向きで移動することがなく、その後、打撃子による連続打撃運動、つまり、空打ちを防止できる。また、中間子が第１の位置にあるとき、係止部材は中間子に係止せず、中間子が移動しても係止部材は摩耗していない。したがって、中間子が第２の位置にあり、打撃子の空打ちを防止する際に、係止部材が中間子の移動を防止する機能が低下することを防止できる。
【００１３】
本発明（請求項２）によれば、支持部材により中間子が軸線に沿った方向に移動可能に支持されている。また、中間子が第２の位置にあるときは、押さえ部が係止部材に接触して、係止部材が軸線の径方向で外側に向けて移動することを規制する。このため、中間子が打撃子に向けて移動することを防止できる。これに対して、中間子が第１の位置にあり、係止部材が溝内に位置しているときは、係止部材は軸線の径方向で外側に向けて移動可能である。したがって、中間子は打撃子に向けて移動することが可能である。
【００１４】
本発明（請求項３）によれば、中間子が第１の位置に位置しているときは、打撃子により空気孔が閉じられて、ピストンの往復運動により打撃力が発生する。これに対して、中間子が第２の位置に位置しているときは、打撃子により空気孔が開かれるため、ピストンが往復運動しても打撃力が発生しない。
【００１５】
本発明（請求項４）によれば、先端工具が対象物に押し付けられていない状態では、保持機構により中間子が第２の位置に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の打撃工具であり、先端工具が対象物から離れた状態を示す断面図である。
【図２】本発明の打撃工具であり、先端工具が対象物に押し付けられた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の打撃工具において、中間子が第２の位置にあるときの軸線と垂直な平面の断面図である。
【図４】本発明の打撃工具において、中間子が第１の位置にあるときの軸線と垂直な平面の断面図である。
【図５】本発明の打撃工具の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１および図２に示す打撃工具１０は、先端工具１１を対象物１２に押し付けて連続的な打撃動作を行い、その対象物１２に処理を施すハンマである。先端工具１１により処理される対象物１２には、コンクリート、レンガ、石材、アスファルト等が含まれる。また、対象物１２に施す処理には、破砕、ハツリ、カット、角出し、溝堀り、面荒らし等が含まれる。そして、先端工具１１は、対象物１２の材質、施す処理に適した形状を有するものが使用される。本実施形態においては、対象物１２としてのコンクリートを先端工具１１により破砕する例を説明する。このため、図１および図２に示された先端工具１１は、便宜的に先鋭形状のものが示されている。
【００１８】
本実施形態における打撃工具１０は、従来から知られている打撃工具と同様に、先端工具１１に伝達する打撃力を発生させる動力源として電動モータ１３を有している。また、打撃工具１０は、電動モータ１３の回転運動をピストン１４の往復運動に変換し、さらにピストン１４の往復運動により空気室１５で打撃力を発生させ、その打撃力が中間子１６を経由して先端工具１１に伝達されるように構成されている。
【００１９】
まず、電動モータ１３を収容する機構、および電動モータ１３の駆動を制御する構成を説明する。打撃工具１０は、アルミニウム等により構成されたモータハウジング１７を備えており、モータハウジング１７の内部に電動モータ１３が収容されている。また、モータハウジング１７にはコ字形のハンドル部１８が固定されている一方、モータハウジング１７におけるハンドル部１８の取付部分とは反対側に打撃ハウジング１９が固定されている。
【００２０】
また、ハンドル部１８は作業者が打撃工具１０を使用するときに手で掴む部位であり、ハンドル部１８には電源ケーブル１８ａが取り付けられている。さらに、ハンドル部１８内には、スイッチ機構およびコントローラ等の電気部品（図示せず）が設けられており、電源ケーブル１８ａは、電気部品を経由して電動モータ１３に接続されている。このため、打撃工具１０とは別途設けられた商用電源、またはバッテリの電力を、電源ケーブル１８ａを介して電動モータ１３に供給することができる。さらに、ハンドル部１８にはトリガ２０が設けられており、作業者がハンドル部１８を掴んでトリガ２０を操作すると、トリガ２０の操作信号がスイッチ機構に伝達されて、電動モータ１３の回転、停止、回転数等を制御できるように構成されている。
【００２１】
前記電動モータ１３は回転軸２１を有しており、その回転軸２１はモータハウジング１７内に設けられた軸受２２により回転可能に支持されている。回転軸２１にはギヤ２１ａが形成されているとともに、回転軸２１の回転運動をピストンの往復運動に変換する変換機構が設けられている。変換機構は、クランクシャフト２３およびコンロッド２４を有している。クランクシャフト２３は軸受２５により回転自在に支持されている。また、クランクシャフト２３と一体回転するギヤ２３ａが設けられており、ギヤ２３ａとギヤ２１ａとが噛み合わされている。ギヤ２３ａの歯数はギヤ２１ａの歯数よりも多く設定されており、電動モータ１３のトルクをクランクシャフト２３に伝達する際に、ギヤ２１ａ，２３ａが減速機構の役割を果たす。
【００２２】
さらに、クランクシャフト２３の端部には、クランクシャフト２３と同軸に円板部２３ｂが設けられており、円板部２３ｂの中心から偏心した位置にピン２３ｃが設けられている。前記打撃ハウジング１９は図３および図４のように円筒形状を有しており、その打撃ハウジング１９の一端側がモータハウジング１７に固定されている。そして、打撃ハウジング１９内に円筒形状のシリンダ２６が設けられている。シリンダ２６は金属材料により構成されており、シリンダ２６は打撃ハウジング１９と相対回転せず、また、軸線Ａに沿った方向にも移動しないように打撃ハウジング１９に固定されている。軸線Ａは円筒形状のシリンダ２６の中心となる線である。このシリンダ２６の内部には、軸線Ａに沿った方向に往復移動自在なピストン１４が設けられている。そして、ピストン１４とピン２３ｃとがコンロッド２４により連結されている。このように、電動モータ１３の回転軸２１が、クランクシャフト２３、ピン２３ｃ、コンロッド２４を介してピストン１４に連結されている。このため、回転軸２１のトルクがクランクシャフト２３に伝達されてクランクシャフト２３が回転すると、クランクシャフト２３の回転運動が、コンロッド２４を経由してピストン１４に伝達されて、ピストン１４がシリンダ２６内で往復運動する。なお、ピストン１４の外周にはＯリング２７が取り付けられており、Ｏリング２７がシリンダ２６の内周面に接触してシール面を形成している。
【００２３】
さらに、シリンダ２６内において、軸線Ａに沿った方向でピストン１４とは異なる位置に打撃子２８が挿入されている。打撃子２８は空気室１５の圧力変動に伴い生じる打撃力を中間子１６に伝達するための要素である。打撃子２８は軸線Ａに沿った方向に移動可能であり、シリンダ２６内における打撃子２８とピストン１４との間に空気室１５が形成されている。打撃子２８の外周にはＯリング２９が取り付けられており、Ｏリング２９がシリンダ２６の内周面に接触してシール面を形成している。
【００２４】
また、シリンダ２６には、空気室１５と打撃ハウジング１９の内部空間とを接続する空気孔２６ａおよび空気孔２６ｂが設けられている。軸線Ａに沿った方向において、空気孔２６ａは空気孔２６ｂよりもピストン１４に近い位置に設けられている。また、空気孔２６ａの開口面積は空気孔２６ｂの開口面積よりも狭く設定されている。
【００２５】
一方、打撃ハウジング１９におけるモータハウジング１７とは反対側の端部には、フロントカバー３０が固定されている。フロントカバー３０は筒形状を有しており、フロントカバー３０および打撃ハウジング１９は同軸上に配置されている。このフロントカバー３０には軸孔３１が形成されている。軸孔３１は軸線Ａと同軸に設けられており、軸孔３１内に先端工具１１が軸線Ａに沿って移動可能に挿入されている。先端工具１１には、他の部分よりも外径が細いくびれ部１１ａが形成されている。先端工具１１は、対象物１２を破砕する硬度、機械的特性を有する金属材料等により構成されており、先端工具１１は対象物１２の破砕に適した形状、例えば、先鋭形状、くさび形状を有している。
【００２６】
さらに、フロントカバー３０を径方向に貫通する孔３０ａが設けられており、孔３０ａにはボール３２が設けられている。本実施形態において、径方向とは、軸線Ａを中心とする半径方向を意味する。ボール３２は金属材料、例えばスチール製のものであり、ボール３２は孔３０ａ内で径方向に移動可能である。フロントカバー３０の外周には環状の突出部３０ｂが形成されているとともに、環状のストッパ３３が取り付けられている。軸線Ａに沿った方向において、ストッパ３３と突出部３０ｂとの間に孔３０ａが配置されている。
【００２７】
フロントカバー３０の外側には環状のグリップ３４が取り付けられている。グリップ３４はフロントカバー３０に対して軸線Ａに沿って移動可能である。また、グリップ３４には内側に向けて突出された押さえ部３４ａが設けられている。押さえ部３４ａと突出部３０ｂとの間には弾性部材として圧縮ばね３５が設けられており、圧縮ばね３５の押圧力でグリップ３４がストッパ３３に向けて押されている。そして、押さえ部３４ａがストッパ３３に接触してグリップ３４が停止するように構成されている。
【００２８】
圧縮ばね３５の押圧力でグリップ３４が押され、押さえ部３４ａがストッパ３３に接触してグリップ３４が停止すると、押さえ部３４ａがボール３２に接触する。このため、ボール３２は孔３０ａ内で径方向に移動することはできない。ここで、先端工具１１をフロントカバー３０から抜き出す向きの力が作用しても、先端工具１１におけるくびれ部１１ａよりも太い部分とボール３２とが係合するため、先端工具１１がフロントカバー３０から外れることを防止できる。
【００２９】
これに対して、対象物１２の種類、処理の種類に合わせて先端工具１１を交換する際には、グリップ３４を圧縮ばね３５の押圧力に抗して移動させると、ボール３２が孔３０ａ内で、径方向の外側に向けて移動することが可能となる。このため、先端工具１１をフロントカバー３０から抜き出す向きの力を与えると、ボール３２が先端工具１１の表面に沿って転動し、先端工具１１をフロントカバー３０から取り外すことができる。さらに、グリップ３４を圧縮ばね３５の押圧力に抗して移動させた状態で、別の先端工具１１をフロントカバー３０の軸孔３１内に挿入して、グリップ３４を離せば先端工具１１の交換が完了する。
【００３０】
一方、フロントカバー３０における打撃ハウジング１９側には、軸孔３１に連続して、かつ、同軸に大径孔３１ａが設けられている。大径孔３１ａの内径は、軸孔３１の内径よりも大きく設定されている。また、前記シリンダ２６の内部から大径孔３１ａの内部に亘って中間子１６が設けられている。中間子１６は、打撃子２８から加えられた打撃力を先端工具１１に伝達する要素である。中間子１６における先端工具１１側の端部には保持穴１６ａが形成されており、先端工具１１の一端が保持穴１６ａ内に挿入されて、保持穴１６ａの底部が先端工具１１の先端部と接触する。中間子１６はフロントカバー３０およびシリンダ２６に対して、軸線Ａに沿った方向に相対移動可能である。中間子１６におけるシリンダ２６側の端部は、打撃子２８の端部に接触すること、または離れることが可能である。
【００３１】
本実施形態の打撃工具１０は、先端工具１１が対象物１２に押し付けられていないときに打撃子２８による連続打撃運動が行われること、つまり、空打ちが行われることを防止する空打ち防止機構を有している。以下、空打ち防止機構の構成を説明する。シリンダ２６におけるフロントカバー３０側の端部には、厚肉部２６ｃが設けられている。図３及び図４のように、厚肉部２６ｃは、シリンダ２６のうちピストン１４および打撃子２８が配置された部分よりも径方向の厚さが厚く構成されている。厚肉部２６ｃはシリンダ２６の全周に亘って環状に設けられており、厚肉部２６ｃを径方向に貫通する保持孔２６ｄが設けられている。保持孔２６ｄにはボール３６が収容されており、ボール３６は保持孔２６ｄ内で回転可能であるとともに、ボール３６は保持孔２６ｄ内で径方向に移動可能である。また、ボール３６の外径は、径方向における厚肉部２６ｃの厚さよりも大きく設定されている。
【００３２】
シリンダ２６の外周には、円筒形状のボールホルダ３７が取り付けられている。ボールホルダ３７においてモータハウジング１７に近い方の端部には、内向きに突出された押さえ部３７ａが形成されている。押さえ部３７ａはボールホルダ３７の全周に亘って環状に設けられており、シリンダ２６の外周面に押さえ部３７ａの内周面が接触した状態で、ボールホルダ３７がシリンダ２６に対して軸線Ａに沿って移動可能に構成されている。一方、図１および図２のように、打撃ハウジング１９内におけるシリンダ２６の固定側の端部には、軸線Ａに対して垂直な壁面１９ａが設けられている。この壁面１９ａとボールホルダ３７の押さえ部３７ａとの間に、弾性部材として圧縮ばね３８が取り付けられている。この圧縮ばね３８の弾性力により、ボールホルダ３７がフロントカバー３０に向けて押圧されている。
【００３３】
さらに、中間子１６におけるフロントカバー３０側の端部には、外側に向けて突出されたフランジ１６ｂが形成されている。そして、中間子１６の外周において、フランジ１６ｂとボールホルダ３７との間には環状のワッシャ３９が取り付けられている。また、中間子１６の外周において、フランジ１６ｂとワッシャ３９との間には環状のワッシャ４０が取り付けられている。さらに、中間子１６の外周において、ワッシャ３９とワッシャ４０との間には環状のダンパ４１が取り付けられている。２個のワッシャ３９，４０は共に金属材料により構成されており、ダンパ４１はゴム状弾性体により構成されている。
【００３４】
ダンパ４１および２個のワッシャ３９，４０は、軸線Ａに沿った方向において相対移動可能である。また、ダンパ４１および２個のワッシャ３９，４０は、軸線Ａに沿った方向で中間子１６に対して相対移動可能である。さらに、ダンパ４１および２個のワッシャ３９，４０の内径は同一であり、フランジ１６ｂの外径よりも小さく設定されている。上記構成により、圧縮ばね３８の押圧力がボールホルダ３７、ワッシャ３９、ダンパ４１、ワッシャ４０を経由して中間子１６に伝達される。このように、圧縮ばね３８とフランジ１６ｂとにより、ボールホルダ３７、２個のワッシャ３９，４０、ダンパ４１が挟み付けられている。
【００３５】
さらに、中間子１６の外周には、図３のように全周に亘って溝１６ｃが形成されている。また、図１のように、保持孔２６ｄ内にボール３６が保持され、そのボール３６が押さえ部３７ａに接触するように、軸線Ａに沿った方向でボールホルダ３７とシリンダ２６とが位置しているとき、ボール３６の一部が溝１６ｃ内に位置する。さらに、図５のように、軸線Ａに沿った方向における溝１６ｃの全長は、ボール３６の外径よりも大きく設定されている。さらに、溝１６ｃの底面１６ｄは、軸線Ａに沿って延ばされた平坦部１６ｅと、平坦部１６ｅに連続された湾曲部１６ｆとにより構成されている。湾曲部１６ｆは中間子１６の外面に連続されている。平坦部１６ｅでは溝１６ｃの深さは一定であり、湾曲部１６ｆでは溝１６ｃの深さが変化している。具体的に説明すると、平坦部１６ｅ側から中間子１６の外面に近づくことに伴い、溝１６ｃの深さが浅くなる向きで湾曲部１６ｆが湾曲している。本実施形態の空打ち防止機構は、上記のボールホルダ３７、シリンダ２６、ボール３６、溝１６ｃ、圧縮ばね３８等を含む。
【００３６】
次に、本実施形態の打撃工具１０の動作および作用を説明する。まず、図１のように、先端工具１１が対象物１２に押し付けられていない時（無負荷時）は、圧縮ばね３８の押圧力がボールホルダ３７、ワッシャ３９、ダンパ４１、ワッシャ４０を介して中間子１６に伝達され、中間子１６は大径孔３１ａの奥端面３１ｂに接触して停止する。そして、図２のように、先端工具１１を対象物１２に押し付けると、その反力が先端工具１１、中間子１６、ワッシャ４０、ダンパ４１、ワッシャ３９を経由してボールホルダ３７に伝達される。その結果、圧縮ばね３８が収縮し、先端工具１１、中間子１６、ボールホルダ３７が、壁面１９ａに近づく向きで軸線Ａに沿って移動し、中間子１６が奥端面３１ｂから離れる。また、中間子１６の動作力が打撃子２８に伝達されて、打撃子２８はピストン１４に近づく向きで軸線Ａに沿って移動する。
【００３７】
そして、ワッシャ３９がシリンダ２６の端部に接触し、先端工具１１を対象物１２に押し付けた状態に保持されていると、空気孔２６ｂが打撃子２８により閉じられる。このように、中間子１６が奥端面３１ｂから離れ、かつ、中間子１６に押された打撃子２８が空気孔２６ｂを閉じているとき、軸線Ａに沿った方向における中間子１６の位置を、本実施形態では第１の位置と称する。
【００３８】
その後、作業者がトリガ２０を引くと電動モータ１３に電力が供給されて、回転軸２１が所定方向に回転する。回転軸２１のトルクがギヤ２１ａ，２３ａを経由してクランクシャフト２３に伝達され、クランクシャフト２３が回転運動する。クランクシャフト２３の回転運動はコンロッド２４を経由してピストン１４に伝達され、ピストン１４がシリンダ２６内を軸線Ａに沿った方向に往復動作する。
【００３９】
ここで、ピストン１４が打撃子２８から離れる向きに動作する際には、空気室１５の容積が膨張して空気室１５が負圧となるため、空気孔２６ａを経由して空気室１５に空気が吸入される。次いで、ピストン１４が下死点に到達し、ピストン１４が打撃子２８に近づく向きで動作する際には、空気室１５の容積が縮小され空気室１５の圧力が上昇し、打撃子２８を中間子１６に向けて急激に押圧する打撃力が発生する。本実施形態において、下死点とは、軸線Ａに沿った方向でピストン１４がクランクシャフト２３に最も近づいた位置にあることを意味する。打撃子２８に加えられた打撃力は、中間子１６を経由して先端工具１１に伝達され、対象物１２が先端工具１１により破砕される。そして、ピストン１４が上死点に到達すると、ピストン１４は再度、打撃子２８から離れる向きで動作する。本実施形態において、上死点とは、軸線Ａに沿った方向でピストン１４がクランクシャフト２３から最も離れた位置にあることを意味する。以後、先端工具１１を対象物１２に押し付けた状態が継続され、かつ、電動モータ１３が回転している間は、上記の動作および作用が繰り返される。
【００４０】
図２のように、先端工具１１が対象物１２に押し付けられていると、保持孔２６ｄに保持されたボール３６と、ボールホルダ３７の押さえ部３７ａとは、軸線Ａに沿った方向で異なる位置にある。このため、保持孔２６ｄに保持されたボール３６は、中間子１６の溝１６ｃの外に位置しており、図４のようにボール３６は中間子１６の外周面に接触する。つまり、シリンダ２６と中間子１６とが軸線Ａに沿った方向に相対移動することが可能な状態にある。したがって、打撃子２８から中間子１６に打撃力が加えられ、かつ、先端工具１１が対象物１２を破砕する反力が発生して、中間子１６とシリンダ２６とが軸線Ａに沿った方向に微小量で相対移動しても、ボール３６と中間子１６との接触部分は、転がり摩擦状態となり、ボール３６が摩耗することを防止できる。
【００４１】
次に、図１のように先端工具１１が対象物１２から離れている時（無負荷時）における打撃工具１０の動作及び作用を説明する。先端工具１１が対象物１２から離されると、圧縮ばね３８の押圧力がボールホルダ３７を経由して中間子１６に伝達され、中間子１６が大径孔３１ａの奥端面３１ｂに向かって移動する。すると、保持孔２６ｄに保持されているボール３６は、中間子１６の表面に接触した状態で転動する。さらに、保持孔２６ｄに保持されているボール３６が溝１６ｃに進入するとともに、ボール３６が軸線Ａの径方向で内側に向けて移動し、溝１６ｃの底面１６ｄに沿ってボール３６が転動する。その後、中間子１６の端部が奥端面３１ｂに接触して中間子１６が停止する。中間子１６が奥端面３１ｂに接触して停止した状態では、シリンダ２６の径方向で保持孔２６ｄの外側に押さえ部３７ａが位置している。このため、ボール３６が押さえ部３７ａに接触すると、ボール３６がそれ以上は外側に向けて移動することが規制される。
【００４２】
次に、図１のように先端工具１１が対象物１２から離れて、中間子１６が奥端面３１ｂに接触している時に、電動モータ１３が駆動されてピストン１４がシリンダ２６内で往復運動したときの作用を説明する。このように、中間子１６が奥端面３１ｂに接触しているとき、軸線Ａに沿った方向における中間子１６の位置を第２の位置と称する。そして、空気孔２６ｂを遮断する位置に打撃子２８があり、ピストン１４が往復動作して打撃力が発生すると、打撃力が打撃子２８を経由して中間子１６に伝達される。
【００４３】
しかしながら、中間子１６が第２の位置にあるときは、ボール３６と中間子１６とが係止されて、中間子１６とシリンダ２６とが軸線Ａに沿った方向に相対移動することを防止できる。ボール３６と中間子１６との係止力は、中間子１６が第２の位置から移動することを防ぐ強制的な保持力である。このため、打撃力により中間子１６と奥端面３１ｂとの接触部分で反力が生じても、中間子１６が圧縮ばね３８の押圧力に抗してピストン１４に近づく向きで移動すること（はね返り）を防止できる。
【００４４】
上記作用により、打撃子２８が１回打撃動作を行った後は、２つの空気孔２６ａ，２６ｂが共に開かれた状態が維持される。したがって、ピストン１４の往復動作が行われても、空気室１５には両方の空気孔２６ａ，２６ｂから空気が吸入され、かつ、空気室１５の空気が両方の空気孔２６ａ，２６ｂから排出される動作を繰り返すため、空気室１５の圧力は急激には上昇せず、打撃力が発生することはない。このように、本実施形態の打撃工具１０においては、先端工具１１が対象物１２から離れている時、打撃子２８による２回目以降の連続打撃運動が生じること、つまり、空打ちを防止することができる。
【００４５】
なお、先端工具１１が対象物１２から離れて、中間子１６が奥端面３１ｂに接触して停止した時点で、空気孔２６ｂが開かれる位置に打撃子２８が停止している場合は、ピストン１４が往復動作しても、１回目の打撃自体が行われない。したがって、前記と同様に打撃子２８による空打ちを防止できる。このように、本実施形態の打撃工具１０においては、空気孔２６ａはピストン１４の位置に関わりなく常時開かれており、空気孔２６ｂは打撃子２８の位置に応じて開いたり閉じたりする。
【００４６】
さらに、先端工具１１が対象物１２から離れており、中間子１６が奥端面３１ｂに接触している状態から、先端工具１１を対象物１２に押し付けると、前述と同様にして中間子１６がピストン１４に近づく向きで移動する。すると、保持孔２６ｄに保持されたボール３６は、押さえ部３７ａにより径方向で外側に移動することが規制された状態のまま、溝１６ｃの底面１６ｄ、具体的には平坦部１６ｅに沿って転動する。さらに、中間子１６およびボールホルダ３７が、軸線Ａに沿った方向に移動する動作が継続されると、押さえ部３７ａがボール３６の外側を通過して、ボール３６が径方向で外側に向けて移動することが可能な状態となる。また、ボール３６の転動箇所が平坦部１６ｅから湾曲部１６ｆへと移行する。保持孔２６ｄに保持されたボール３６が湾曲部１６ｆに沿って転動すると、図５のようにボール３６が径方向で外側に向けて押される。このため、ボール３６は溝１６ｃから出て、ボール３６は中間子１６の表面を軸線Ａ方向に沿って転動する。
【００４７】
以上のように、本実施形態における打撃工具１０は、図１のように先端工具１１と対象物１２とが接触していない時（無負荷時）には、ボール３６と中間子１６とが係止されるため、中間子１６とシリンダ２６とが軸線Ａに沿った方向に移動することを防止できる。したがって、無負荷時に電動モータ１３が駆動されてピストン１４が往復運動しても、打撃子２８による空打ちを確実に防止することができる。
【００４８】
また、本実施形態の打撃工具１０は、先端工具１１を対象物１２に押し付けた状態、または先端工具１１が対象物から離れている状態のいずれにおいても、径方向で内側に向けてボール３６を中間子１６に押し付ける力は発生しない。このため、図２のように先端工具１１を対象物１２に押し付けた状態において、打撃子２８の打撃力が中間子１６に伝達されて、中間子１６とシリンダ２６とが軸線Ａに沿った方向に微少量だけ相対移動しても、ボール３６と中間子１６の表面とが転がり摩擦の状態となり、ボール３６の摩耗が抑制される。したがって、図１のようにボール３６が溝１６ｃ内に位置しているときに、ボール３６が中間子１６に係止しにくくなることを防止でき、空打ち防止機構の寿命が向上する。さらに、本実施形態においては、ボール３６がスチール製であるため、摩擦熱によるボール３６の硬度の低下を防止でき、打撃子２８による空打ちを確実に防止できる。
【００４９】
なお、本実施形態における打撃工具１０は、先端工具１１が取り付けられていないことにより、圧縮ばね３８の押圧力で中間子１６が奥端面に３１ｂ接触している時に、電動モータ１３の回転軸２１が回転してピストン１４が往復動しても、上記と同様の原理により打撃子２８の空打ちを防止できる。この場合、圧縮ばね３８の押圧力で中間子１６が奥端面３１ｂに接触している時を、無負荷時と呼ぶことができる。
【００５０】
本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、クランクシャフト２３、コンロッド２４が、本発明の変換機構に相当する。また、押さえ部３７ａを有するボールホルダ３７、保持孔２６ｄを有するシリンダ２６、ボール３６、溝１６ｃ、圧縮ばね３８等の構成により、本発明の空打ち防止機構が構成されている。さらに、ボール３６が、本発明の係止部材に相当し、圧縮ばね３８、奥端面３１ｂ、ワッシャ３９，４０、ダンパ４１が、本発明の保持機構に相当する。
【００５１】
本発明における「先端工具が対象物に押し付けられていない状態」には、フロントカバー３０に先端工具１１が取り付けられており、その先端工具１１が対象物１２に押し付けられていない状態と、フロントカバー３０に先端工具１１が取り付けられていないために、先端工具１１を対象物１２に押し付けていない状態の両方が含まれる。
【００５２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、空打ち防止機構を構成する係止部材は、スチール製のボールに代えてスチール製のローラを用いることも可能である。この場合、シリンダに形成される保持孔は、ローラが転動でき、かつ、ローラが径方向に移動可能な形状、寸法に構成される。上記ボール、ローラは、中間子の溝及び表面を転動しながら移動する転動体であるが、本発明の係止部材は、中間子の溝及び表面を転動しながら移動する滑動体を含む。具体的には、中間子が第１の位置にあるときに径方向に移動可能であり、中間子が打撃子に向けて移動することを可能とする一方、中間子が第２の位置にあるときに、径方向の移動が規制されて、中間子が打撃子に向けて移動することを防止する滑動体でもよい。すなわち、中間子が第１の位置にあるときに、滑動体が径方向に移動することが可能であれば、中間子が軸線方向に移動しても、滑動体と中間子との接触部分の摩擦抵抗は少ないため、滑動体の摩耗を抑制できる。したがって、ボールを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、本実施形態においては、打撃子２８により空気孔２６ｂが開閉される構成となっているが、ボールホルダ３７の軸線Ａに沿った方向の長さを相対的に長く設計してスリーブ形状とし、圧縮ばね３８の全長を相対的に短く設計することもできる。このように構成すると、ボールホルダ３７が軸線Ａに沿った方向に動作して、空気孔２６ｂを開閉する作用が生じる。この場合、打撃子により空気孔が開閉されることのないように、打撃子の寸法等を設計することとなる。
【００５４】
さらに、本実施形態において、モータハウジング１７内にバッテリ（図示せず）を設け、そのバッテリから電動モータ１３に電力を供給できるように、打撃工具１０を構成することもできる。また、本発明が対象とする打撃工具は、先端工具に打撃力のみを与える構成を有するハンマの他、先端工具に打撃力および回転力の両方を与えることのできる打撃工具、すなわち、ハンマドリルであってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１３…電動モータ、１４…ピストン、２３…クランクシャフト、２４…コンロッド、１５…空気室、２８…打撃子、１１…先端工具、１６…中間子、１６ｃ…溝、２６…シリンダ、２６ｂ…空気孔、３１ｂ…奥端面、３６…ボール、３７…ボールホルダ、３７ａ…押さえ部、３８…圧縮ばね、３９，４０…ワッシャ、４１…ダンパ、Ａ…軸線。
【図１】
2013166216.tif 000003
【図２】
2013166216.tif 000004
【図３】
2013166216.tif 000005
【図４】
2013166216.tif 000006
【図５】
2013166216.tif 000007