(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転動力をクランク機構を介してピストンの往復動に変換し、該ピストンの往復動により発生する空気ばね作用により打撃子を先端工具に打撃させる打撃工具であって、
前記クランク機構は、前記電動モータにより回転するクランクギヤと、該クランクギヤに対して同軸回転可能に支持された中間回転体と、該中間回転体に偏心して設けられたクランクピンと、該クランクピンと前記ピストンを相互に連結するコネクティングロッドを備え、
前記クランクギヤに対して前記中間回転体を回転方向について弾性付勢して、該弾性付勢に抗して前記中間回転体を前記クランクギヤに対して相対回転させて、前記空気ばね作用により前記ピストンを経て付加される反力を緩和する構成とした打撃工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電動ハンマーやハンマードリル等の打撃工具に関し、特にその衝撃緩和のための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の打撃工具においては、ビット打撃時に発生する大きな衝撃を緩和して、ピストンピンやクランクピン等を含むクランク機構部の耐久性を高めるための対策が施されている。例えば、実公昭５４−４４３０４号公報に開示された衝撃緩和構造は、ピストンに取り付けた合成ゴムを変形させることにより打撃時の衝撃を吸収する構成となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、係る従来の構成では合成ゴムを変形させることにより衝撃を吸収する構成であったので、その衝撃吸収能力が十分ではなかった。そこで、本発明は、ピストンの作動に伴う空気圧縮時の反力を十分に緩和することができる打撃工具を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は前記特許請求の範囲に記載した構成の打撃工具とした。
請求項１記載の打撃工具によれば、空気圧縮時にクランクピンに対して弾性付勢力に勝る反力（打撃方向とは反対側に作用する外力）が付加されると、中間回転体が弾性付勢力に抗してクランクギヤに対して回転し、これによりこの反力が緩和される。このように空気圧縮時に発生する反力は、中間回転体がクランクギヤに対して相対的に回転することにより緩和されるため、クランクギヤ、クランクピンあるいはピストンピン等のクランク機構にそのまま付加されず、これによりその耐久性を向上させることができ、又作業者に伝わる反力も緩和することができる。
しかも、従来のように合成ゴムを変形させることにより反力を緩和する構成ではなく、中間回転体をクランクギヤに対して回転させることにより緩和する構成であるので、従来よりも大きな緩和代を確保することができ、これにより従来よりも確実に反力を緩和することができる。
【０００５】
上記請求項１記載の発明には含まれないが、ピストンの移動方向に沿って該ピストンをピストンピンに対して変位可能に支持し、かつ前記ピストンを圧縮ばねを用いて打撃方向に弾性付勢したことを特徴とする打撃工具（関連技術）によっても同様の作用効果を得ることができる。
この打撃工具によれば、空気圧縮時にピストンに対して圧縮ばねの付勢力に勝る反力が付加されると、ピストンが圧縮ばねの付勢力に抗してピストンピンに対して変位し、これによりこの反力が緩和される。このように空気圧縮時に発生する反力は、ピストンがピストンピンに対して移動することにより緩和されるため、クランクギヤ、クランクピンあるいはピストンピン等のクランク機構にそのまま付加されず、これによりその耐久性を向上させることができ、又作業者に伝わる反力も緩和することができる。
しかも、ピストンをピストンピンに対して変位させることにより反力を緩和する構成であるので、従来よりも大きな反力吸収代を設定して確実に反力を緩和することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、請求項１に記載した発明の実施形態（以下、単に実施形態という）を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、打撃工具の一例としての電動ハンマー１の内部構造を示している。図中２は、当該電動ハンマー１の駆動源としての電動モータを示している。この電動モータ２の出力軸にはギヤ２ａが形成されており、このギヤ２ａはクランクギヤ３に噛み合っている。クランクギヤ３は、軸受４，５を介してクランクケース１０に回転可能に支持されている。このクランクギヤ３の上面中心には円形孔３ａが一定の深さで形成されている。この円形孔３ａには、中間回転体７の軸部７ａが軸受６を介して回転可能に支持されており、これにより当該中間回転体７がクランクギヤ３に対して同軸で回転可能に支持されている。
【０００７】
軸部７ａの上部にはフランジ部７ｂが設けられている。このフランジ部７ｂはクランクギヤ３の上面に対向しており、フランジ部７ｂの下面とクランクギヤ３の上面にはそれぞれ突起７ｃ，３ｂが形成され、両突起７ｃ，３ｂには捩りばね８の端部がそれぞれ引き掛けられている。この捩りばね８により、中間回転体７はクランクギヤ３に対して一回転方向に付勢されている。
【０００８】
また、このフランジ部７ｂの上面であって、その回転中心（軸部７ａの軸心）から一定寸法偏心した位置にクランクピン７ｄが配置されている。このクランクピン７ｄにはコネクティングロッド９の後端側（図示右端側）が軸受９ａを介して相対回転可能に連結されている。コネクティングロッド９の前端には、連結ピン９ｂを介してピストン１１が取付けられている。上記電動モータ２の回転動力が、クランクピン７ｄおよびコネクティングロッド９を主体とするクランク機構を介してシリンダ１２内におけるピストン１１の往復動に変換される。シリンダ１２内であってピストン１１の前方には、打撃子１３が移動可能に収容されており、この打撃子１３とピストン１１との間が空気室１４とされている。
シリンダ１２は、上記クランクケース１０の前端に取り付けた円筒形状のバレル１５内に収容されている。シリンダ１２の前端にはフランジ部１２ａが形成されており、このフランジ部１２ａが上記バレル１５の前端に保持されている。なお、バレル１５の周囲にはカバー１６が取付けられている。
シリンダ１２の外周面にはスライドスリーブ１７が前後方向に移動可能に外装されている。このスライドスリーブ１７の後端と、シリンダ１２の外周面に取り付けた止め輪１８との間に圧縮ばね１９が介装されている。この圧縮ばね１９によりスライドスリーブ１７が前方（図示左方）に付勢されている。スライドスリーブ１７の前端には、その周方向４等分位置において挿入片１７ａ〜１７ａが前方へ突き出し状に設けられており、各挿入片１７ａ〜１７ａはシリンダ１２のフランジ部１２ａに形成したスリット（図示省略）を経てさらに前方へ突き出されている。
【０００９】
フランジ部１２ａの前面側からは同じく円筒形状をなすツールホルダ２０が取付けられており、このツールホルダ２０内の後部内周面には、受け部材２１、オーリング２２およびガイド部材２３が収容されており、これらはそれぞれ軸方向（図示左右方向）に移動可能となっている。ガイド部材２３の外周面には段付き状のストッパ部２３ａが形成されており、このストッパ部２３ａには上記スライドスリーブ１７の各挿入片１７ａ〜１７ａが圧縮ばね１９の付勢力により突き当てられている。従って、受け部材２１、オーリング２２およびガイド部材２３は圧縮ばね１９に抗して図示右方に後退し、圧縮ばね１９により図示左方へ戻される。
また、ツールホルダ２０内には、中間子２４が同じく軸方向に移動可能に収容されている。この中間子２４の前方にはビット２５が差し込まれ、その後端面が中間子２４により打撃される。中間子２４の後端面は打撃子１３により打撃される。
【００１０】
このように構成した本実施形態の電動ハンマー１は以下のように作動する。図示省略したスイッチをオン操作すると電動モータ２が起動し、これによりクランクギヤ３が回転する。クランクギヤ３と中間回転体７との間には捩りばね８が介装されているため、この捩りばね８の付勢力以下のトルクの範囲内でクランクギヤ３と中間回転体７が一体で回転する。このため、捩りばね８は図３（Ｂ）に示すように伸びた状態になっている。
こうして中間回転体７が回転すると、クランクピン７ｄが一定円周上を移動するので、コネクティングロッド９が進退動し、これによりピストン１１がシリンダ１２内を往復動する。
一方、ビット２５を打撃対象物に押し付けると、ビット２５および中間子２４が後退し、これにより受け部材２１、オーリング２２およびガイド部材２３が後退する。ガイド部材２３が後退すると、スライドスリーブ１７が圧縮ばね１９に抗して後退する。スライドスリーブ１７が後退すると、シリンダ１２に形成した通気孔１２ｂ〜１２ｂが閉塞されて第１空気室１４ａがほぼ密閉状態となる。但し、補助孔１２ｄを経て第１空気室１４ａは外気と通気されており、ピストン１１の後退時における打撃子１３の吸い込みが抑制されるようになっている。
この密閉状態でピストン１１が往復動すると、第１空気室１４ａの空気ばね作用により打撃子１３が往復動して、中間子２４ひいてはビット２５の後端が繰り返し打撃される。なお、打撃子１３が打撃側へストロークする過程において、第１空気室１４ａとは反対側の第２空気室１４ｂの空気は、排気孔１２ｃ〜１２ｃおよびスライドスリーブ１７の各挿入片１７ａ，１７ａ間の隙間を経てシリンダ１２外に排出される。
【００１１】
ここで、打撃子１３が中間子２４を打撃すると打撃子１３は打撃時の反力及び空気ばね作用によりピストン１１側へ移動する。一方、ピストン１１は中間回転体７の回転に伴って再び打撃子１３側へと移動する。この時第１空気室１４ａの圧力を急激に上昇させることとなり、その反力がピストンピン９ｂ、クランクピン７ｄ及びクランクギヤ３等のクランク機構に付加される。しかしながら、クランクピン７ｄを有する中間回転体７はクランクギヤ３に対して相対回転可能であり、かつ両者間には捩りばね８が介装されている。このため、クランクピン７ｄを経て中間回転体７に上記捩りばね８の付勢力に勝る反力（回転トルク）が付加されると、中間回転体７はこの捩りばね８の付勢力に抗してクランクギヤ３に対して回転する。この時点の捩りばね８は、図３（Ａ）に示すように縮小している。
こうして中間回転体７がクランクギヤ３に対して回転することにより、ピストン１１を経て伝わる反力が緩和されるため、係る反力のピストンピン９ｂ、クランクピン７ｄ及びクランクギヤ３等のクランク機構への伝達は低減する。これにより当該クランク機構ひいては電動ハンマー１の耐久性を高めることができ、又作業者に伝わる反力も緩和することができる。
【００１２】
次に、特許請求の範囲に記載した発明には含まれないが、前記した関連技術について具体的な構成を図４および図５に基づいて説明する。請求項記載の発明についての実施形態と同様の点については同位の符号を用いてその説明を省略する。先ず、前記実施形態における電動ハンマー１では、クランクギヤ３に対して中間回転体７が回転可能に支持され、この中間回転体７にクランクピン７ｄを設けた構成を例示したが、この関連技術に係る電動ハンマー３０ではクランクギヤ３２の上面にクランクピン３１が直接固定されている。この点は従来の構成と同様である。
クランクピン３１には、コネクティングロッド３３の後端部が軸受３４を介して相対回転可能に連結されている。この点についても特に変更を要しない。一方、コネクティングロッド３３の前端部にはピストンピン３４が固定され、ピストン３６が該ピストンピン３４に対してストローク方向に一定の範囲で変位可能に連結されている。この点が関連技術の大きな特徴となっている。すなわち、コネクティングロッド３３の前端部に固定されたピストンピン３４を介して中間連結部材３５が相対的に横方向（図において紙面に直交する方向）に首振り可能に取付けられている。
【００１３】
一方、ピストン３６の後面（図示右端面）には、一定径の円形凹部３６ａが所定の深さで形成されており、上記中間連結部材３５はこの円形凹部３６ａ内にピストン３６のストローク方向に移動可能に収容されている。但し、円形凹部３６ａの底面３６ｃとこの中間連結部材３５との間には圧縮ばね３７が介装されているため、ピストン３６は打撃方向に付勢されている。
また、上記ピストンピン３４の両端部は中間連結部材３５の側面から突き出されており、この突き出し部分はピストン３６の壁部に対向して形成した支持孔３６ｂ，３６ｂに挿入されている。両支持孔３６ｂ，３６ｂは、ピストン３６のストローク方向に長い長溝孔形状に形成されている。このため、上記ピストンピン３４の両端部がこの支持孔３６ｂ，３６ｂ内で移動可能な範囲で、ピストン３６は中間連結部材３５ひいてはコネクティングロッド３３に対して変位可能となっている。
【００１４】
このように構成した関連技術に係る電動ハンマー３０によれば、打撃子１３が中間子２４の後面を打撃した時点において、打撃子１３は打撃時の反力及び空気ばね作用によりピストン３６側へ移動する。一方、ピストン３６はクランクギヤ３２の回転に伴って再び打撃子１３側へと移動する。この時第１空気室１４ａの圧力を急激に上昇させることとなり、その反力がピストン３６に付加される。しかしながら、ピストン３６は、コネクティングロッド３３に対してストローク方向に変位可能であり、かつ両者間には圧縮ばね３７が介装されている。このため、上記反力が圧縮ばね３７の付勢力に勝るものである場合には、ピストン３６が圧縮ばね３７の付勢力に抗してストローク後退方向（図示右方）に変位する。このようにしてピストン３６がコネクティングロッド３３に対して変位することにより上記反力は緩和される。このため、コネクティングロッド３３に大きな反力が付加されることはなく、これによりピストンピン３４、クランクピン３１及びクランクギヤ３２等を含むクランク機構ひいては電動ハンマー３０の耐久性を高めることができ、又作業者に伝わる反力も緩和することができる。
【００１５】
以上説明した実施形態および関連技術には種々変更を加えて実施することができる。例えば、図示は省略したが実施形態において、捩りばね８に代えて圧縮ばね又は引っ張りばねを用いてもよい。
また、打撃工具として電動ハンマー１，３０を例示したが、例えばハンマードリル等のその他同種の打撃工具にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る電動ハンマーの内部構造を示す縦断面図である。本図は、ピストンが前進した空気圧縮時点の状態を示している。
【図２】  同じく実施形態に係る電動ハンマーの内部構造を示す縦断面図であり、ピストンが後退した時点の状態を示している。
【図３】  図１の(3) −(3) 線断面矢視図であって、（Ａ）は中間回転体が捩りばねに抗して回転して反力が緩和された時点における捩りばねの状態を示し、（Ｂ）は反力を受けていない時点における捩りばねの状態を示す。
【図４】  関連技術に係る電動ハンマーの内部構造を示す縦断面図である。本図は、打撃によりピストンが反力を受けた時点の状態を示しており、このためピストンがピストンピンに対して右側に変位して圧縮ばねは縮小している。
【図５】  同じく関連技術に係る電動ハンマーの内部構造を示す縦断面図であり、ピストンが後退した時点の状態を示している。本図では、ピストンに対して反力は付加されておらず、このためピストンはピストンピンに対して左側に変位して圧縮ばねは伸びている。
【符号の説明】
１…電動ハンマー（実施形態）
３…クランクギヤ、３ａ…円形孔、３ｂ…突起
７…中間回転体
７ａ…軸部、７ｂ…フランジ部、７ｃ…突起、７ｄ…クランクピン
８…捩りばね
９…コネクティングロッド、９ｂ…ピストンピン
１１…ピストン
１２…シリンダ
１３…打撃子
１４ａ…第１空気室、１４ｂ…第２空気室
１５…バレル
１７…スライドスリーブ
１９…圧縮ばね
２０…ツールホルダ
２４…中間子
２５…ビット
３０…電動ハンマー（関連技術）
３１…クランクピン
３２…クランクギヤ
３３…コネクティングロッド
３４…ピストンピン
３５…中間連結部材
３６…ピストン、３６ａ…円形凹部，３６ｂ…支持孔
３７…圧縮ばね
【図１】
0004043567.tif 000002
【図２】
0004043567.tif 000003
【図３】
0004043567.tif 000004
【図４】
0004043567.tif 000005
【図５】
0004043567.tif 000006