(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータの回転駆動により回転するクランクシャフトと、該クランクシャフトと係合し、シリンダ内をシリンダの軸方向に往復動するピストンと、該シリンダ内にシリンダの軸方向に往復動可能に保持され、前記ピストンの往復動を前記シリンダ内の空気室を介して受け往復動する打撃子と、前記シリンダと同軸上に配され、先端端工具を着脱可能に保持するツールホルダと、該ツールホルダあるいは前記シリンダ内にシリンダの軸方向に往復動可能に保持され、前記打撃子の往復動を受け前記先端工具端部を打撃可能な中間子と、前記モータの回転駆動により回転し前記先端工具を回転させる回転伝達機構とを有すると共に、前記シリンダに前記空気室を外気と連通させる呼吸孔を設け、且つ前記シリンダの軸方向に移動可能に保持され、前記中間子を常時反ピストン側に付勢して前記中間子が前記ピストン側に所定以上移動した状態にある時には前記呼吸孔を閉塞し、前記中間子が反ピストン側に所定以上移動した状態にある時には前記呼吸孔を開放するスライドスリーブを備えるハンマドリルであって、前記中間子の前記打撃子側端部近傍外周に前記スライドスリーブと係合する係合部を設けると共に、前記シリンダあるいは前記ツールホルダ外周に前記中間子の軸方向移動量よりも大きな寸法を有する長穴を設け、且つ前記スライドスリーブを、前記係合部と係合する内径部及び前記シリンダの前記長穴より前記シリンダ外周に突出する突起部を有する円環部と、前記シリンダ外周に前記シリンダの軸方向に移動可能に保持され、一端が反先端工具側において突起部と係合すると共に他端が付勢手段により先端工具側に付勢されるスライド部とを有する構成とし、前記長穴を前記突起部のガイドとして前記スライドスリーブが前記中間子の往復動に追従して前記シリンダの軸方向に移動するようにしたことを特徴とするハンマドリル。
【請求項２】
前記長穴を前記シリンダ外周に設けた構成とすると共に、前記中間子を前記先端工具側に大径部、前記打撃子側に細径部を有する形状とし、更に前記中間子の前記大径部と前記打撃子との間に配置されて前記中間子の前記打撃子側への衝撃を緩和するダンパを設け、該ダンパを前記シリンダの端部あるいは段差部と前記ツールホルダの段差部あるいは端部とにより挟持したことを特徴とする請求項１記載のハンマドリル。
【請求項３】
前記中間子の前記大径部外周に前記ツールホルダ内周面と接触可能なシール部材を設けたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のハンマドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気ハンマドリル等の、無負荷時における打撃子の連続打撃運動（以下空打ちと呼ぶ）の防止機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハンマドリルは、モータの回転力を往復動に変換しシリンダ内に設けられたピストンを往復動させ、シリンダ内において空気室を介して打撃子を連動させると共にツールホルダに着脱可能に保持された先端工具の端部と当接可能な中間子を打撃することにより先端工具に打撃を伝達する打撃伝達機構と、モータの回転力をシリンダ及びツールホルダを介して先端工具に伝達する回転伝達機構とを有する構成をしている共に、中間子の先端工具側が、打撃子によって打撃を受ける打撃子側よりも大径に形成された構成となっており、中間子の大径部と打撃子との間に緩衝部材を位置させることで、打撃時に中間子に発生するピストン側への衝撃を緩衝する構成をしている。
【０００３】
また、上記した構成のハンマドリルの一例である特開平９−１３６２７３号に記載されているように従来のハンマドリルには、シリンダ内のピストンと打撃子との間に設けられた空気室と連通するようシリンダ外壁に設けられた呼吸孔を中間子の移動位置に応じて開閉するよう作動するスライドスリーブを設け、先端工具が相手材に押付けられた状態にある時には呼吸孔を閉塞して打撃動作が可能な状態とし、先端工具が相手材に押付けられていない状態にある時には呼吸孔を開放して打撃動作が不能な状態とするようにした空打ち防止機構が採用されている。
【０００４】
上記した空打ち防止機構は、シリンダの外周上にシリンダの軸方向に移動可能に設けられ、付勢手段により常時先端工具側に付勢されたスライドスリーブの一端部がシリンダ内部側で且つ中間子の小径部外周上に位置すると共に中間子の段差部との間にワッシャ及び緩衝部材であるダンパを配置する構成をしており、先端工具が相手材に押付けられると先端工具を介して中間子が打撃子側に移動し、中間子の段差部、ワッシャ及びダンパを介してスライドスリーブが付勢手段の付勢力に抗してシリンダの軸方向に移動し、スライドスリーブが呼吸孔を閉塞して打撃動作が可能な状態となる構成をし、打撃動作終了後に先端工具の相手材への押付けを終了させると、中間子及び先端工具は付勢手段の付勢力によりワッシャ、緩衝部材及びスライドスリーブと共に先端工具側に移動し、これによりシリンダの呼吸孔が開放され、打撃動作が不能な状態となる構成をしている。
【０００５】
また、従来のハンマドリルは、先端工具を着脱可能に保持するツールホルダにスリットを設けることにより、スライドスリーブの一端部がシリンダ内部側で且つ中間子の小径部外周上に位置する構成としていると共に中間子の段差部とスライドスリーブの一端部との間にワッシャ及び緩衝部材であるダンパを配置する構成とし、打撃動作時に発生する中間子の打撃子側への衝撃を、スライドスリーブがシリンダの先端工具側端面に当接することにより、緩衝部材であるダンパが変形し緩衝することができるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成をした従来の空打ち防止機構では、ツールホルダ及びシリンダ内における中間子の保持を、中間子の大径部外径とほぼ同径のツールホルダ内径部部分と、ダンパ及びスライドスリーブの一部とにより行っているものであるが、ダンパ及びスライドスリーブの一部が位置する個所が中間子の軸方向においてほぼ中央部分であり、打撃子が打撃を伝達する中間子端部と比較的離れた個所に位置するものであるため、中間子に打撃が伝達され中間子が往復動する際に半径方向においてぶれが生じ中間子が傾き易く、中間子が傾くことにより中間子周辺の部位に打撃力が分散してしまい、打撃力の伝達性能が低下してしまう、また中間子及び中間子周辺の部位の寿命を低下させてしまう、また中間子周辺の部位に作用する打撃力によって本体に振動が発生してしまうものであった。なお、ダンパ及びスライドスリーブは常時中間子の往復動に連動する構成ではなく、それぞれが相対的に移動可能な構成としていると共に、中間子のほぼ中央部分にダンパ及びスライドスリーブを配置させる構成であるために、中間子外周とダンパ及びスライドスリーブ内周との間には相対的に移動可能な隙間を設けた構成としており、このため、更に上記した中間子の半径方向におけるぶれが生じ中間子が傾き易いものであった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、確実に空打ちを防止すると共に、振動の発生の低減及び寿命向上を図ることができるハンマドリルの空打ち防止機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、中間子の打撃子側端部近傍外周にスライドスリーブと係合する係合部を設けると共に、シリンダ外周に中間子の軸方向移動量よりも大きな寸法を有する長穴を設け、且つスライドスリーブを、係合部と係合する内径部及びシリンダの長穴よりシリンダあるいはツールホルダ外周に突出する突起部を有する円環部と、シリンダ外周にシリンダの軸方向に移動可能に保持され、一端が反先端工具側において突起部と係合すると共に他端が付勢手段により先端工具側に付勢されるスライド部とを有する構成とし、長穴を突起部のガイドとしてスライドスリーブが中間子の往復動に追従してシリンダの軸方向に移動するようにすることにより達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明ハンマドリルの一実施形態を図１〜図３を用いて説明する。
【００１０】
図に示すように本発明ハンマドリルは、ピニオン１３を有するモータ（図示せず）と、ピニオン１３と係合した第１歯車１４を介してモータの回転力を受け回転駆動するクランクシャフト１５と、一端がクランクシャフト１５に係合したコンロッド１６と、コンロッド１６の他端と係合し、クランクシャフト１５の回転によりシリンダ４内をシリンダ４の軸方向に往復動するピストン１７と、シリンダ４内にシリンダ４の軸方向に往復動可能に保持され、ピストン１７の往復動をシリンダ４内の空気室１８を介して受け往復動する打撃子３と、シリンダ４と同軸上に配され、先端工具１を着脱可能に保持するツールホルダ５と、ツールホルダ５及びシリンダ４内にシリンダ４の軸方向に往復動可能に保持され、打撃子３の往復動を受け先端工具１端部を打撃可能な中間子２と、中間子２と打撃子３との間に配置されて中間子２に加わる打撃子３側への衝撃を緩和するダンパ１１と、モータの回転力を受け回転駆動し先端工具１を回転させる回転伝達機構とを有すると共に、シリンダ４に設けられた空気室１８を外気と連通させる呼吸孔１９、シリンダ４の軸方向に移動可能に保持され、中間子２を常時反ピストン１７側に付勢して中間子２がピストン１７側に所定以上移動した状態にある時には呼吸孔１９を閉塞し、中間子２が反ピストン１７側に所定以上移動した状態にある時には呼吸孔１９を開放するスライドスリーブ６、７、８とを有する構成をしている。
【００１１】
上記回転伝達機構は、モータのピニオン１３と係合する第２歯車２０と、第２歯車２０と一体回転可能に係合された第１傘歯車２１と、第１傘歯車２１と一体回転可能に係合しシリンダ４外周に配置されシリンダ４と回転固定された第２傘歯車２２とから構成され、モータの回転力が第２歯車２０、第１傘歯車２１及び第２傘歯車２２を介してシリンダ４に伝達される構成となっている。図に示すようにシリンダ４の一端側外周にはシリンダ４と同軸上に配されるツールホルダ５が嵌合し、ツールホルダ５とシリンダ４とは図示しないピン等の連結部材により固定されていると共に、ツールホルダ５の先端工具収納部５ｂ内径は先端工具１の取付け部形状と同形状である六角形状に形成されツールホルダ５内部において先端工具１は回転係止されており、このため、モータの回転力を受けシリンダ４が回転駆動すると、シリンダ４及びツールホルダ５を介して先端工具１が回転する。なお、ツールホルダ５内部において先端工具１の回転を係止する機構は種々存在し、上記したように先端工具１の取付け部が多角形状のものである場合、ツールホルダ５の先端工具収納部５ｂ内径を先端工具１の取付け部と同形状とすることによりツールホルダ５内部における先端工具１の回転を係止させるようにする構成や、先端工具１の取付け部に溝部が存在する場合には、該溝部と係合する係合部を設けることによりツールホルダ５内部における先端工具１の回転を係止させるようにする構成等がある。
【００１２】
上記したようにシリンダ４の回転を先端工具１に伝達するためにシリンダ４に固定されると共に先端工具１を回転係止した状態で保持するツールホルダ５は、図に示すように先端工具１の取付け部と係合する先端工具収納部５ｂと、中間子２の大径部２ａとほぼ同径の内径部を有し中間子２の大径部２ａを軸方向移動可能に収納する中間子収納部５ｃと、ダンパ１１及びダンパ１１の打撃軸方向両側に配置されたワッシャ１０、１１を収納するダンパ収納部５ｄと、シリンダ４外周と係合するシリンダ係合部５ｅとを有する形状をしており、それぞれの個所での内径は異なり、内径の大きさとしては先端工具収納部５ｂ、中間子収納部５ｃ、ダンパ収納部５ｄ、シリンダ係合部５ｅの順に大きい関係となっている。また、先端工具係合部５ｂと中間子収納部５ｃとの間の段差５ｆは、中間子２の先端工具１側端部と当接可能となっており中間子２の先端工具１側への移動位置を規制するよう働き、中間子収納部５ｃとダンパ収納部５ｄとの間の段差５ｇは、シリンダ４の先端工具１側端面とによってダンパ１１及びワッシャ１０、１２を挟持するよう働く。ダンパ収納部５ｄとシリンダ係合部５ｅとの間の段差５ｈは、シリンダ４の先端工具１側端面が突き当るように構成されており、シリンダ４にツールホルダ５を固定させる際にシリンダ４に対するツールホルダ５の位置決めとして働く。なお、本実施形態では、組立性の向上を図る目的からツールホルダ５内部に段差５ｈを設けた構成としたが、ダンパ収納部５ｄとシリンダ係合部５ｅの内径寸法を同径とし、段差５ｈが存在しない構成としても良いものである。
【００１３】
上記したように打撃動作時に中間子２に加わるピストン１７側への衝撃を緩和するダンパ１１を、ツールホルダ５内部の段差５ｇとシリンダ４の先端工具１側端部とにより挟持した構成であるため、常にワッシャ１２がシリンダ４の先端工具１側端面に当接した状態となり、中間子２が先端工具１の端面を打撃した反力により打撃子３側へ移動し、中間子２の段部２ｃがワッシャ１１に当接すると、中間子２に生じる衝撃力はダンパ１１によって緩和される。従って、中間子２の打撃子３側への移動はダンパ１１及びワッシャ１０、１２によって規制されている。
【００１４】
図に示すようにツールホルダ５にはシリンダ４の軸方向に延びる２個の長穴５ａが対照位置に設けられていると共に、シリンダ４にはツールホルダ５の長穴５ａと連通する長穴４ａが設けられている。
【００１５】
ツールホルダ５及びシリンダ４内に往復動可能に保持される中間子２には、打撃子３側の端部外周に打撃子３側に向かうに従って徐々に内径が小さくなるよう傾斜した傾斜面２ｄが形成されており、この傾斜面２ｄには傾斜面２ｄと係合する傾斜形状をした、中間子２外周に位置する円環部材６の内径部６ａが係合する。
【００１６】
円環部材６には図２に示すように、外周方向に突出する２個の突起部６ｂが設けられており、この突起部６ｂはツールホルダ５及びシリンダ４の長穴５ａ、４ａ内に位置し、円環部材６は長穴５ａ、４ａに沿って、すなわちシリンダ４の軸方向に移動可能となっている。
【００１７】
円環部材６の突起部６ｂは長穴５ａ、４ａを通りシリンダ４及びツールホルダ５外周よりも突出する長さを有しており、ツールホルダ５外周よりも突出した突起部６ｂは、ツールホルダ５外周上でシリンダ４の軸方向に移動可能な第２スリーブ８の一端に設けられた溝部８ａと係合している。また第２スリーブ８の他端は、シリンダ４外周上にシリンダ４の軸方向に移動可能な第１スリーブ７の一端と当接しており、第１スリーブ７は付勢手段であるバネ９によって常時先端工具１側に付勢されている。第１スリーブ７を介して第２スリーブ８及び円環部材６はバネ９の付勢力によって常時先端工具１側、すなわち反ピストン１７側に付勢されている。
【００１８】
上記したように第１スリーブ７、第２スリーブ８及び円環部材６から構成されるスライドスリーブは、バネ９の付勢力により常時先端工具１側に付勢されており、円環部材６の内径部６ａ及び中間子２の斜面部２ｄを介して中間子２を常時先端工具１側へ付勢するように働く。シリンダ４及びツールホルダ５に形成された長穴４ａ及び長穴５ａの軸方向の長さは、中間子２の移動量よりも大きく設定されており、このためスライドスリーブは常に中間子２の往復動に追従してシリンダ４の軸方向に移動することとなる。
【００１９】
中間子２はツールホルダ５内に収納された先端工具１の端部に当接可能となっており、先端工具１が相手材に押し付けられた状態においては先端工具１の打撃子３側への移動に連動して中間子２は打撃子３側へ移動することとなるが、この際に中間子２の打撃子３側への移動が所定以上となると、図１に示すようにスライドスリーブを構成する第１スリーブ７がシリンダ４の呼吸穴１９を閉じるように働く。このように呼吸穴１９を中間子２の打撃子３側への移動に追従して閉じることにより、シリンダ４内の空気室１８は大気との連通が解除されるため、この状態でハンマドリルを駆動させると打撃伝達機構が正常に動作して打撃子３が往復動し、これによって中間子２が先端工具１を打撃することとなる。
【００２０】
打撃作業中あるいは打撃作業終了時に相手材への先端工具１の押し付け力が解除されると、中間子２はスライドスリーブを介して受けるバネ９の付勢力によって先端工具１側に移動する。中間子２の先端工具１側への移動が所定以上となると、図３に示すように中間子２の移動に追従する第１スリーブ７の先端工具１側への移動によってシリンダ４の呼吸穴１９が開状態となり、シリンダ４内の空気室１８が大気と連通する。この状態でハンマドリルを駆動させても打撃伝達機構が正常に動作せず打撃子３が往復動しなくなるため、先端工具１へ打撃力が伝達されない状態、すなわち空打ち防止状態となる。
【００２１】
上記した構成では、先端工具１が相手材に押し付けられた状態にあるか否かを、中間子２の軸方向の移動と常に連動するスライドスリーブによって感知し、スライドスリーブによって空気室１８と大気との連通を制御し、確実に空打ちの発生を防止するようにしたものであるが、中間子２の打撃子３側端部近傍外周にスライドスリーブを構成する円環部材６の内径部６ａが係合する係合部である斜面部２ｄを設けた構成としたことにより、中間子２はツールホルダ５及びシリンダ４内において、先端工具１側の大径部２ａ外周がツールホルダ５の中間子収納部５ｃによって保持されると共に、打撃子３側端部外周が円環部材６によって保持されるようになる。すなわち、中間子２が打撃子３によって打撃される近傍部分で円環部材６によって保持されるようになるため、中間子２が往復動する際に中間子２に半径方向におけるぶれの発生を抑制することができるようになる。また、上記実施形態のように、中間子２を両端部近傍部分で保持するようにしたことにより、中間子２に半径方向におけるぶれの発生を更に抑制することができるようになる。これにより、ツールホルダ５及びシリンダ４内において中間子２が傾いてしまうことを抑制することができ、中間子２周辺の部位に打撃力が分散して打撃力の伝達性能が低下してしまうこと、中間子２及び中間子２周辺の部位の寿命を低下させてしまうこと、中間子２周辺の部位に作用する打撃力によって本体に振動が発生してしまうことを抑制することができるようになる。
【００２２】
なお、上記したスライドスリーブを常時先端工具１側に付勢するバネ９は、先端工具１を上側に位置ようにした際に、先端工具１及び中間子２の自重によりスライドスリーブが反先端工具１側に移動し呼吸穴１８を閉塞してしまうことがないようなバネ圧を有するものであることが望ましい。
【００２３】
また、上記実施形態で、中間子２の打撃子３側端部近傍外周に円環部材６の内径部６ａと係合する係合部の形状を打撃子３側に向かうに従って内径が小さくなるよう傾斜した斜面部２ｄとすると共に、内径部６ａの形状を傾斜面２ｄと面接触可能な形状としたのは、中間子２のシリンダ４内における芯出し作用をより向上させるようにしたためである。
【００２４】
次に図４を用いて本発明ハンマドリルの他の実施形態を説明する。なお、図４は本発明ハンマドリルの他の実施形態を示す要部断面図である。
【００２５】
図に示すように、本実施形態では、中間子２の打撃子３側端部外周の係合部２ｄ’の形状を図に示すように小径部２ｂよりも外径寸法が小さくシリンダ４の軸方向に平行に延びる形状とし、更に円環部材６の内径部６ａ’の形状を係合部２ｄ’と面接触可能な形状としたものである。このような構成とすることにより、上記図１〜図３に示す円環部材６よりも内径部６ａ’部分の肉厚を厚くすることができ、打撃時に中間子２加わる打撃子３側への衝撃によって円環部材６が破損してしまうことを抑制することができるようになる。
【００２６】
更に図５に本発明ハンマドリルを構成する円環部材の他の実施形態を示す。
【００２７】
本実施形態は、シリンダ４及びツールホルダ５に形成された長穴４ａ、５ａ内に位置する突起部６ｂ’の基端部の形状を変更したものである。
【００２８】
上記した実施形態の円環部６の形状では、打撃時に中間子２の打撃子３側への衝撃を中間子２を介して円環部材６に加わると、角部である突起部６ｂの基端部に応力が集中してしまい、突起部６ｂが破損してしまう恐れがあったが、図５に示すように突起部６ｂ’の基端部の形状を半径方向外側に向かうに従って徐々に面積が小さくなる形状とすることによって応力集中を低減し、円環部材６の寿命を向上することができるようにしたものである。なお、突起部６ｂ’の基端部の形状は図に示すように直線によって形成されるものであっても、曲線によって形成されるものであっても良い。
【００２９】
図６を用いて本発明ハンマドリルの他の実施形態を説明する。なお、図６は本発明ハンマドリルの他の実施形態を示す縦断側面図である。
【００３０】
図に示すように、本実施形態では、中間子２の打撃子３側端部外周の係合部２ｄ’の形状を図に示すように小径部２ｂよりも外径寸法が小さくシリンダ４の軸方向に平行に延びる形状としたものである。更に円環部材６の内径部６ａ’の形状を係合部２ｄ’よりも大きな径部と係合部２ｄ’とほぼ同径部からなる段付形状としたものである。中間子２の係合部２ｄ’と円環部材６の係合部２ｄ’よりも大きな径部にできた空間に、緩衝材２３を設けたものである。
【００３１】
このような構成とすることにより、上記図１〜図５に示す構成よりも打撃時に中間子２に加わる打撃子３側への衝撃がかかっても、緩衝材２３により衝撃が減衰されるため、円環部材６が破損してしまうことを抑制することができるようになる。
【００３２】
上記した実施形態は、円環部材６の寿命を向上することができるようにしたものである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、中間子をほぼ両端部で保持する構成としたことにより、中間子の傾きを抑制することができるようになり、確実に空打ちを防止すると共に、振動の発生の低減及び寿命向上を図ることができるハンマドリルを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ハンマドリルの一実施形態を示す縦断側面図。
【図２】本発明ハンマドリルを構成するスライドスリーブの一実施形態を示す正面図。
【図３】図１のハンマドリルの一動作状態を示す縦断側面図。
【図４】本発明ハンマドリルの他の実施形態を示す要部拡大断面側面図。
【図５】本発明ハンマドリルを構成するスライドスリーブの他の実施形態を示す正面図。
【図６】本発明ハンマドリルの他の実施形態を示す縦断側面図。
【符号の説明】
１は先端工具、２は中間子、２ａは大径部、２ｂは小径部、２ｃは段部、２ｄは係合部、３は打撃子、４はシリンダ、４ａは長穴、５はツールホルダ、５ａは長穴、６は円環部材、６ａは内径部、６ｂは突起部、７は第１スリーブ、８は第２スリーブ、９はバネ、１０はワッシャ、１１はダンパ、１２はワッシャ、１３はピニオン、１４は第１歯車、１５はクランクシャフト、１６はコンロッド、１７はピストン、１８は空気室、１９は呼吸孔、２０は第２歯車、２１は第１傘歯車、２２は第２傘歯車、２３は緩衝材である。
【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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