JPH012877A - ハンマ−ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【技術分野】

本発明はドリルビットに回転だけでなく、軸方向あ打撃
衝撃も与えるハンマードリルに関する。

【背景技術】

コンクリート用穿孔工兵して、ハンマードリルと称され
るものがある。これは第１２図に示すように、軸方向に
往復駆動されるピストン４と、同じ（軸方向に摺動自在
なハンマー４１とを設けるとともに、両者の間に空気ば
ねを介在させて、ピストン４の動きを空気ばねを介して
ハンマー４１に伝えるとともに、このハンマー４１でド
リルビット８に更に打１！衝撃を加えるようにしたもの
である。 ところで、この種のハンマードリルにおいては、モータ
の回転をピストンの往復動に変換する運動変換部材とし
て、第１２図にも示すように、通常クランク機構が用い
られており、またモータも定速で回転するものとされて
いたことから、時間軸をとると、ピストン４の動きは図
にＰＣで示すように、正弦運動となっている′。ハンマ
ー４１はこのピストン４の動きに空気ばねを介して追従
するために、その動きは図にＨＣで示すように、ドリル
ビット８に対する打撃位ｉ！ＨＰまで移動する往路の方
が打撃位置ＨＰより後退する復路よりもその速度が速く
なって、ピストン４で直接ドリルビット８を打撃する場
合よりも打撃力が高くなっている。しかし、この打撃力
を更に高めて大径の孔の穿孔が可能となるようにすると
すれば、空気ばねのばね定数等をどのように設定しよう
と、ピストン４が正弦運動しか行なわないために、どう
しても限界があるｉ モータの出力を大き（するとしても、電池を電源とする
ものではこの点からの制限があり、モータ出力を無制限
に太き（することはできない。

【発明の目的］ 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的とするところはモータ出力が低くとも高い穿孔能力を発揮するハンマードリルを提供するにある。 【発明の開示】

しかして本発明は、モータと、このモータによって回転
駆動されるとともにドリルビットを保持するスピンドル
と、モータに運動変換部材を介して連結されて往復動を
行なうとともに空気ばねとハンマーとを介して上記ドリ
ルビットに打撃衝撃を加えるピストンとを備えたハンマ
ードリルにおいて、ピストンの往路のスピードを復路の
スピードよりも速くする非等速化手段を備えていること
に特徴を有して、ピストンの往路のスピードを復路のス
ピードよりも高めることで、ハンマーによる打撃力が更
に高くなるようにしたものである。 以下本発明を図示実施例に基づき詳述する。まず全体構
造について説明すると、本体ハウジング１は第２図に示
すように、その前端にドリルビット８が装着されるチャ
ックＷＳ１３を有するものであって、後端部からはハン
ドル部１６が延出されており、蓄電池パック９が中央下
部に着脱自在に配設され、更に後端上部には補助蓄電池
パック６０が着脱自在とされている。図中１４はスイッ
チハンドル、１５は回転方向切換ハンドル、２９はスイ
ッチボックスである。 上記補助蓄電池パック６０は、蓋６２を備えたケース６
１に収納された状態で、本体ハウジング１に設けた７ツ
ク６５にケース６１一端を係止させるとともに、取付ね
じ６３をケース６１他端を通じて本体ハウジング１のね
じ孔６６に取り付けることによって、本体ハウジング１
に装着されるものであり、この時、ケース６１表面に配
された電池端子６４．６４が、本体ハウジング１の後端
部上面に配された接続端子６７．６７に接続される。尚
、この補助電池パック６０と上記蓄電池パック９とは、
ｔＩＳ５図に示すように、スイッチボックス２９内で並
列に接続されている。狭い場所での作業や作業量が少な
い時には、蓄電池パック９のみで作業を行ない、作業量
が多い時には補助電池パック６０も装着して電源容量を
増やすことで、電池パック９の交換の手間をなくしてい
るものである。 モータ２は本体ハウジング１内にその軸方向を前後方向
とした状態で収納されており、その出力軸２０にはピニ
オン２１が固着されている。このビニオン２１は、ハウ
ジング１１とモータ取付台１２とによって両端が軸受２
２，２２を介して回転自在に支持されて軸方向がモータ
２の軸方向と平行とされている中間軸２３の一端に圧入
固定されたギア２４と噛み合っている。また中間軸２３
はその一端寄りに運動変換部材５が取り付けられており
、他端側にはビニオン２５が固着されている。 一方、本体ハウジング１の前端部内には、軸受３０によ
って回動自在に支持されたスピンドル３１が設置されて
いる。後端部の外周面に上記ピニオン２５と噛み合うギ
ア３２が固着されているこのスピンドル３１は、ストラ
イカ−３３を軸方向に摺動自在に内装しており、先端部
はチャックハンドル３８やドリルビット８の長溝８０に
係合するキー３９と共に、ドリルとット８を所定範囲内
の摺動が自在となるように保持する前記チャック１３を
構成している。上記ストライカ−３３はスピンドル３１
の内部に固定された係１ヒ体３４によって、その軸方向
の摺動範囲が規制されている。 ストライカ−３３の後方にはピストン４及びハンマー４
１が設Ｗ１されている。ピストン４はモータ２が取り付
けられるモータ取付台１２によって、中間軸２３やスピ
ンドル３１の軸方向と平行な方向に摺動自在に保持され
ているもので、上記運動変換部材５に連結されでいる後
端が閉じた有底円筒状となっているこのピストン４は、
その内部に上記ハンマー４１を摺動自在に収納している
。 本実施例で示す運動変換部材５は、回転運動を往復運動
に変換するものであるとともに、上記ピストン４の往復
動における往路のスピードを復路のスピードよりも速く
する非等速化手段６を兼ねているもので、中間軸２３に
固着された円柱状の回転体５５と、この回転体５５の外
周面に切削された無端のカム溝５６と、上記ピストン４
の外周面から突設された軸によって支持されてカム溝５
６内を走行するローラ５７とからなる確動カムで構成さ
れている。 中間軸２３及び回転体５５が回転すると、カム溝５６に
摺動係合するローラ５７がピストン４をその軸方向に駆
動して、ピストン４に往復動を行なわせるものである。 しかしてこのハンマードリルでは、ドリルピッ）８先端
を被穿孔面に当ててドリルビット８後端がストライカ−
３３に当接する状態とし、この状態でスイッチハンドル
１４を捏作してモータ２を作動させると、モータ２の回
転は中間軸２３からスピンドル３１及びキー３９を介し
てドリルビット８に伝達される。また、運動変換部材５
を通じてピストン４の往復動がなされるが、このピスト
ン４の往復動にピストン４内の空気室４２における空気
ばねを介してハンマー４１が追従し、そしてハンマー４
１がストライカ−３３を打つ時の打撃衝撃がストライカ
−３３を通じてドリルビット８に伝達される。 ここにおいて、運動変換部材５における上記カム溝５６
は、回転体５５の軸方向をｙ軸、回転角度をＸ軸とした
時、ｔｔＳ３図に示すように、正弦曲線ではなく、鋸歯
状の曲線を描くものとしであることから、このカム溝５
６における上記ｙ軸方向の変化に応じて軸方向の往復駆
動がなされるピストン４の動きも、第４図にＰＣで示す
ように、打撃位置ＨＰ側へと移動する往路の方が、復路
よりもスピードが速くなっており、これに伴なってノ１
ンマー４１も図中ＨＣで示すように、ストライカ−３３
を介してドリルとット８に打撃衝撃を加える往路のスピ
ードが増加する。ハンマー４１がストライカ−３３をた
たく時の打撃衝撃の強さは、ハンマー４１の質量とスピ
ードとによって決定されることから、スピードが増すこ
とによって、打撃衝撃が高められているわけである。 第６図及び第７図に他の実施例を示す。これは運動変換
部材５として、中間軸２３に取り付けられた球状体５０
と、この球状体５０の外周面に多数個のボール５１を介
して遊転自在に取り付けられたリング５２と、リング５
２から突設された軸５３と、軸５３に対しで摺動自在で
あり且つ一端がピストン４にピン４４によって連結され
たスライダ５４とによって構成したもので、リング５２
の回転中心軸が中間軸２３の軸方向に対して傾斜したも
のとなっている。中間軸２３とのスプライン結合や、減
速ギア２４との結合によってモータ２の回転が伝達され
ることで球状体５０が回転する時、リング５２から突設
された軸５３が揺動を行なうものであり、この結果、ピ
ストン４の往復駆動がなされる。 そして、ここではモータ２の出力軸２０と中間軸２３と
の間の動力伝達を行なうピニオン２１とギア２４とを、
第７図に示すように、対の非円形ギアとしたり、偏心ギ
アとすることで非等速化手段６を構成している。中間軸
２３の回転を不等速回転とし、これによってピストン４
の往路のスピードを復路のスピードよりも速（している
ものである。 第８図乃至第１１図に更に他の実施例を示す。 これは上記二つの実施例と異なり、非等速化手段６を機
構的なものとして構成せずに、不等速回転を行なうモー
タ２で構成したものである。すなわち、モータ２として
パルスモータを使用するとともに、第８図に示すように
、モータ取付台１２にピストン４の位置検出用のセンサ
ーＳを設けて、マイクロプロセッサからなる制御回路Ｃ
ＰＵに接続されているＩ１０ボートＰに、ｔｊＩＪ９図
に示すように、モータ２の駆動用のパルス発生器Ｏ８Ｃ
と上記センサーＳとを接続し、更にＩ１０ポートＰをパ
ワードライ“バーＤを介してモータ２に接続している。 Ｉ１０ボー）Ｐは制御回路ＣＰＵからのデータ出力をス
トアするレジスターを備えた入出力回路であり、パワー
ドライバーＤはＩ１０ポートＰからの信号によってコイ
ル電流のスイッチングを行なう電流増幅回路である。 制御回路ＣＰＵは自身が保持しているデータに従ったパ
ルス幅のパルスＰ１〜ＰＭのパルスをモータ２に供給す
ることで、モータ２の一回転中における回転速度を変化
させる。尚、センサーＳの出力は、モータ２駆動の初期
において同期をとることに利用される。第１０図にこの
制御の７０−チャートを、第１１図にタイムチャートを
示す。 最初は比較的パルス幅の広いパルスＰ。をモータ２に送
ってモータ２を起動させるとともに、センサーＳからピ
ストン４の位置データＳｎをサイクリックに取り込んで
−サイクル前の位置データＳｎ、と比較し、ピストン４
が最後退位置まで米で前進に移ったたことが判明すれば
フラッグＳｕを立てた後、更にピストン４が最前進位置
まで達して後退を開始するまで上記と同じパルス幅のパ
ルスＰ０を送り続けて等速回転させる。その後は、モー
タ２の極数Ｎに合わせて設定した数のパルスＰ、−Ｐ、
を順次モータ２に繰り返し供給する。この時、ピストン
４の後退中、つまり復路期間に対応するパルスＰ０〜Ｐ
、については、パルス幅を広くして低速で回転させてお
り、往路期間であるピストン４の前進中に対応するパル
スＰ　ｌ＋ｌ−Ｐ　Ｎについてはそのパルス幅を狭くす
ることで、高速で回転させている。尚、上記位置データ
Ｓ。−８ｎの値は、ピストン４が最前進位置にある時に
最も小さく、最後退位置にある時に最も大きくなるよう
にとっている。 上記各実施例においては、ハンマー４１がピストン４内
を摺動自在となっているものを示したが、従来例で示し
たものと同様に、ピストン４とハンマー４１とが同一の
シリンダー内を慴動するように構成されたものであって
もよいのはもちろんである。

【発明の効果】

以上のように本発明においては、ピストンの往路のスピ
ードが高められているために、大出力モータを利用しな
くとも、強力な打撃力を得られるものであり、電池を電
源とするものにおいても、大径の孔の穿孔・を行なえる
ものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図は同上の全
体構造を示す縦断面図、ｐｌＳ３図は同上のカム線図、
第４図は同上の動作を示す特性図、第５図は同上の電源
回路図、第６図は他の実施例の縦断面図、第７図は同上
の部分斜視図、１８図は更に他の実施例の縦断面図、第
９図は同上のブロック回路図、第１０図は同上の７０−
チャート、第１１図は同上の動作を示すタイムチャート
、第１２図は従来例の動作を示す特性図であって、４は
ピストン、５は運動変換部材、６は非等速化手段、８は
ドリルビット、４１はハンマーを示す。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第３図 ′Ｉ 第４図 第５図 第１０図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータと、このモータによって回転駆動されると
   ともにドリルビットを保持するスピンドルと、モータに
   運動変換部材を介して連結されて往復動を行なうととも
   に空気ばねとハンマーとを介して上記ドリルビットに打
   撃衝撃を加えるピストンとを備えたハンマードリルにお
   いて、ピストンの往路のスピードを復路のスピードより
   も速くする非等速化手段を備えていることを特徴とする
   ハンマードリル。
2. （２）非等速化手段は運動変換部材として設けられた確
   動カムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のハンマードリル。
3. （３）非等速化手段はモータからピストンに至るまでの
   動力伝達系中に設けられた対の非円形乃至偏心ギアであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のハンマ
   ードリル。
4. （４）非等速化手段はパルスモータにて構成された速度
   可変のモータであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のハンマードリル。