JPH0630846B2 - 衝撃工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は電気ハンマードリル等の衝撃工具に関するも
のである。

〔背景技術〕

従来、電気ハンマードリル等の衝撃工具において、モー
タの回転運動は歯車群を介して回転運動が伝えられると
ともに、偏心軸により往復運動を発生させ、ビットに回
転運動と往復運動を伝えてコンクリート等の穴明け作業
を行なう。

ここで、ビットが被加工材に接していない時に打撃を行
なういわゆる空打ち状態（ビットには打撃力は加ってい
るが、実際には破砕を行なっていない状態）、もしくは
ビットが挿入されていない場合においては、ストライカ
およびハンマが本体保持部材をたたくため、これら打撃
子の持つ打撃エネルギを吸収する必要がある。

そのため、第４図に示すもの（特公昭50-33965号公報）
や、第５図に示すもの（実公昭54-25107号公報）が提案
されている。

第４図の例は、空気室６０による緩衝装置を設けたもの
である。６１はシリンダ、６２はクランク６３を介して
モータ６４で駆動されるピストン、６５はビット、６６
は打撃子である。この構成であると、スイッチがオンの
ときに往復動するピストン６２によって、打撃子６６の
前端に形成される空気室６７は、圧縮と膨張を繰り返
し、大気圧とその空気室６７の圧力差によって打撃子６
６は往復動し、ビット６５を打撃する。ところが、同図
に示すような空打時においても、その空気室６７の圧
縮，膨張は生じており、ピストン６６のみならず、打撃
子６６もビット６５には何ら仕事はしないが、往復動を
している。さらに、空打緩衝用のためのシリンダ６２と
打撃子６６とで形成される空気室６０の圧縮を行なうた
め、空打時にも仕事量はあまり変わらず、電力を消費
し、そのため充電式のものでは特に不利である。また、
打撃力の摺動騒音が大きく、また本体の振動も大きい。
さらに、空気室６０，６７の空気の圧縮，膨張を繰り返
すために、機構部の温度が上がり、グリス等の潤滑で
は、グリスのシール性や耐温度品質も問題になってく
る。

第５図の例は、打撃子７０をシリンダ７１の先端に保持
する保持リング７２を設けたものである。この例では、
打撃子７０の往復動は、前記と同じようにピストン７３
と打撃子７０で形成される空気室７４の空気の圧縮・膨
張によってなされる。そして、空打時に打撃子７０が、
保持リング７２によって保持された位置での打撃子７０
とピストン７３が形成する空気室７４の圧縮・膨張は、
この種の空打ち防止構造でも生じており、ピストン駆動
には大きな仕事量（電力）を要し、機構部の発生熱も高
い。

〔発明の目的〕

この発明は、使用時や空打ち時の無駄な動作や抵抗が少
なくて、消費電力が少なく、騒音や振動の少ない衝撃工
具を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明の衝撃工具は、ピストンを収容したシリンダ
と、このシリンダ内の軸方向に移動自在に設けたハンマ
と、前記ハンマによって打撃され前記シリンダの前端部
に設けられた筒状のスピンドル内を軸方向に移動してビ
ットに打撃力を伝達するストライカと、前記シリンダの
前端部と前記ハンマの前端部とにそれぞれ設けられて前
記ハンマの前進移動により結合し前記ストライカの後退
方向の衝撃によって離脱可能な結合部および被結合部
と、前記シリンダの前端部で前記結合部が前記被結合部
に結合した状態で前記ハンマにより閉じられる位置に設
けた第１の空気穴と、前記結合部の結合状態にある前記
ハンマよりも若干後方に位置して前記シリンダに形成し
た第２の空気穴とを備え、前記結合部が前記被結合部に
結合した状態で前記シリンダの前端と前記ハンマの前端
との間に前記ハンマにより圧縮される空気室を形成した
ものである。

この発明の構成によれば、穿孔時にはビットが被穿孔物
に押付けられてストライカがシリンダ内に突出するた
め、ピストンの駆動でハンマによりストライカが打撃さ
れ、ビットに衝撃が与えられる。このとき、ハンマの前
方のシリンダ内空間は第１の空気穴で開放されているた
め、ハンマは打撃力の減衰が起こらず、円滑にストライ
カを打撃して、ビットに打撃力を効率よく与える。その
ため、消費電力が少ない。

また空打ち時においては、１発目の空打ちにより、ハン
マはシリンダの前端で結合部と被結合部とが結合し、ま
たストライカはスピンドル内に引き込む。このとき、第
２の空気穴よりもハンマは前方に位置し、ピストンとハ
ンマとの間のシリンダ内空間は大気に開放状態となる。
そのため、ピストンはエアーの圧縮を行わずに単に往復
動するだけとなり、したがって消費電力も少なく、シリ
ンダ内の摺接騒音も小さく、ハウジングの振動も小さく
なる。

さらに空打ちによって飛ばされたハンマはシリンダの前
端位置までくると、ハンマとシリンダの前端との間に空
気室を作り、空気室がハンマにより圧縮されるのでハン
マの大きな衝撃が緩衝されてシリンダに伝わるととも
に、結合部と被結合部とを過度に結合させることなく、
確実に結合することができる。

実施例 この発明の一実施例を第１図ないし第３図に示す。図に
おいて、１はハウジングであり、後部にハンドル２が一
体に形成され、前部に補助ハンドル３が着脱自在に取付
けられている。ハウジング１内には後端にモータ４が収
容される。５はその電源となる蓄電池、６は電池カバ
ー、７はロックカバー、８はスイッチ、８′はスイッチ
操作子である。モータ４の回転は、その出力軸に取付け
られたピニオン９から、中間軸１０の一端のギヤ１１に
伝えられる。この回転は、一つの経路においては、中間
軸１０の他端に取付けられたピニオン１２とギヤ１３に
より、シリンダ１４に伝えられる。シリンダ１４は軸受
１５，１６でギヤボックス１７に回転自在に支持されて
いる。シリンダ１４の先端側には筒状のスピンドル２０
が嵌合され、シリンダ１４およびスピンドル２０に設け
られたキー溝に、ストップキー２１′が挿入されること
で、シリンダ１４の回転はスピンドル２０に伝えられ、
ビット２１に伝えられる。ビット２１とスピンドル２０
とは伝達キー２２で噛み合っている。２６は押えナット
である。スピンドル２０にはチャックスリーブ２３と、
ビットカバー２４と、防塵壁リング２５が設けてある。

一方、中間軸１０の回転は、その外周に設けられたイン
ボリュートスプラン凸部と、可動クラッチ部材２８に設
けられたインボリュートスプライン凹部２９との噛合部
２９により可動クラッチ部材２８に伝えられる。可動ク
ラッチ部材２８の傘歯車３０側の端部には噛み合いクラ
ッチの爪28aが形成されており、傘歯車３０にもこのク
ラッチ爪28aと噛み合うように、クラッチ爪が形成され
ている。３１はコイルばね、３２は皿ばねである。第１
図に示すように、クラッチ爪28aが噛み合っている時
は、中間軸の回転は、傘歯車３０，３３を通して、偏心
軸３５，３６に伝えられ、コンロッド３７の先端に設け
られたピストン３８は、シリンダ１４内を往復動する。
３８′は駆動ピンである。同じくシリンダ１４内に、ス
トライカ４４を打撃するハンマ３９が摺動自在に設けら
れている。ストライカ４４は、スピンドル２０内に軸方
向移動自在に設けてある。シリンダ１４の前端とハンマ
３９の前端には、互いに離脱可能に結合する結合部とな
る錐状の凸部４１および被結合部となる錐状の凹部４０
が設けてある。また、シリンダ１４には空打防止用の第
１の空気穴１８と第２の空気穴１９とが設けてある。第
１の空気穴１８はシリンダ１４の前端近傍に設け、第２
の空気穴１９は、ハンマ３９がシリンダ１４の前端に位
置した状態において、ハンマ３９よりも若干後方に位置
する。ストライカ４４は外周に形成した周溝にＯリング
等のシール部材４５を嵌着してある。

動作 モータ４の回転は、ピニオン９、ギヤ１１から中間軸１
０に伝達され、ピニオン１２およびギヤ１３によりシリ
ンダ１４に伝えられる。そのため、ビット２１はシリン
ダ１４とともに回転する。また、中間軸１０の回転は、
クラッチ部材２８および傘歯車３０，３３を介して偏心
軸３５，３６に伝えられ、コンロッド３７に設けられた
ピストン３８がシリンダ１４内を往復する。このため、
シリンダ１４内の空気の圧縮・膨張が繰り返され、ハン
マ３９がストライカ４４を打撃し、ビット２１に往復動
が与えられる。クラッチ部材２８を切換レバー（図示せ
ず）で傘歯車３０から外すと、ピストン３８にモータ４
の駆動が伝わらず、ビット２１は回転のみを行なう。そ
のため、被穿孔材に応じ、回転のみによる穿孔と、回転
打撃とを選択することができる。

打撃につき、さらに詳しく説明する。ビット２１を装着
して被対象物にビット２１を押しつけている時は、スト
ライカ４４はシリンダ１４内に突出しており、ストライ
カ４４はハンマ３９に打撃されてビット２１に打撃力が
与えられる。この時、ストライカ４４とハンマ３９がシ
リンダ１４内に形成する空気室には第１の空気穴１８と
いう空気の出入口があるため、減衰することなく打撃力
を伝える。空打時においては、第３図に示すように、空
打ちの１発目により、ストライカ４４は、シリンダ１４
内からスピンドル２０内に移動する。この時、ストライ
カ４４の端部に設けたシール部材４５は、スピンドル２
０の穴内に入る。また、ハンマ３９も打撃抵抗体となる
ものがないため、シリンダ１４の前端に飛ばされ、シリ
ンダ１４とハンマ３９に設けられた凸部４１および凹部
４０において圧入結合される。このとき、シリンダ１４
に設けた第１の空気穴１８をハンマ３９の外周で塞ぐた
め、ストライカ４４のシール部材４５とともに、ハンマ
３９とストライカ４４間でシリンダ１４に形成される空
間は密閉状態となり、このため凸部４１および凹部４０
の圧入結合は適度な保持力に設定できる。こうして、空
打ち１発目において位置支持されたハンマ３９に対し、
ピストン３８は絶えず往復動をしているが、ハンマ３９
が穿孔時にストライカ４４を打撃する位置よりもさらに
進んでシリンダ１４の第２の空気穴１９を開くため、ピ
ストン３８とハンマ３９との間のシリンダ１４内空間の
圧力はピストン３８の往復動にかかわらず、おおむね大
気圧となり、ハンマ３９を凹部４０の保持力に抗してピ
ストン３８側に引き戻すまでには至らず、ハンマ３９は
停止している。シリンダ１４のテーパ面４０よりハンマ
３９を外すには、ビット２１を装着して被穿孔物に押し
付ければよく、これによりストライカ４４を介してハン
マ３９が元の位置に戻される。

このように動作するが、穿孔時にはハンマ３９の前方の
シリンダ内空間が第１の空気穴１８で開放されているた
め、ハンマ３９には打撃力の減衰が起こらず、円滑にス
トライカ４４を打撃してビット２１に打撃力を効率良く
伝える。そのため、消費電力が少なくて済む。

空打ち時においては、ハンマ３９が第２の空気穴１９よ
りも前方に位置してシリンダ１４に係止される。そのた
め、ピストン３８は開放された空気室内を往復動するだ
けとなって、空気の圧縮を行なわないので、消費電力も
小さく、またシリンダ１４内の摺動騒音も小さく、ハウ
ジング１の振動も小さい。

また、空打ちによって飛ばされたハンマ３９は、ある位
置までくると、ストライカ４４に設けたシール部材４５
とハンマ３９の第１の空気穴１８の閉鎖により密閉した
空気室を作るので、ハンマ３９の大きな衝突が緩衝され
てシリンダ１４に伝わり、また凸部４１および凹部４０
の圧入しすぎも押えられる。

〔発明の効果〕

この発明の衝撃工具は、穿孔時にはビットが被穿孔物に
押付けられてストライカがシリンダ内に突出するため、
ピストンの駆動でハンマによりストライカが打撃され、
ビットに衝撃が与えられる。このとき、ハンマの前方の
シリンダ内空間は第１の空気穴で開放されているため、
ハンマは打撃力の減衰が起こらず、円滑にストライカを
打撃して、ビットに打撃力を効率よく与える。そのた
め、消費電力が少ない。

また空打ち時においては、１発目の空打ちにより、ハン
マはシリンダの前端で結合部と被結合部とが結合し、ま
たストライカはスピンドル内に引き込む。このとき、第
２の空気穴よりもハンマは前方に位置し、ピストンとハ
ンマとの間のシリンダ内空間は大気に開放状態となる。
そのため、ピストンはエアーの圧縮を行わずに単に往復
動するだけとなり、したがって消費電力も少なく、シリ
ンダ内の摺接騒音も小さく、ハウジングの振動も小さく
なる。

さらに空打ちによって飛ばされたハンマはシリンダの前
端位置までくると、ハンマとシリンダの前端との間に空
気室を作り、空気室がハンマにより圧縮されるのでハン
マの大きな衝撃が緩衝されてシリンダに伝わるととも
に、結合部と被結合部とを過度に結合させることなく、
確実に結合することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の穿孔時のハンマ打撃状態
を示す断面図、第２図は同じくその穿孔時のハンマ離れ
状態を示す部分断面図、第３図はその空打ち状態を示す
部分断面図、第４図および第５図はそれぞれ従来例の破
断正面図である。 １……ハウジング、４……モータ、１０……中間軸、１
２……ピニオン、１３……ギヤ、１４……シリンダ、１
７……ギヤボックス、１８……第１の空気穴、１９……
第２の空気穴、２０……スピンドル、２１……ビット、
２８……クラッチ部材、３０，３３……傘歯車、３５，
３６……偏心軸、３７……コンロッド、３８……ピスト
ン、３９……ハンマ、４０……凹部（係止部）、４１…
…凸部（被係止部）、４４……ストライカ、４５……シ
ール部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンを収容したシリンダと、このシリ
   ンダ内の軸方向に移動自在に設けたハンマと、前記ハン
   マによって打撃され前記シリンダの前端部に設けられた
   筒状のスピンドル内を軸方向に移動してビットに打撃力
   を伝達するストライカと、前記シリンダの前端部と前記
   ハンマの前端部とにそれぞれ設けられて前記ハンマの前
   進移動により結合し前記ストライカの後退方向の衝撃に
   よって離脱可能な結合部および被結合部と、前記シリン
   ダの前端部で前記結合部が前記被結合部に結合した状態
   で前記ハンマにより閉じられる位置に設けた第１の空気
   穴と、前記結合部の結合状態にある前記ハンマよりも若
   干後方に位置して前記シリンダに形成した第２の空気穴
   とを備え、前記結合部が前記被結合部に結合した状態で
   前記シリンダの前端と前記ハンマの前端との間に前記ハ
   ンマにより圧縮される空気室を形成した衝撃工具。
2. 【請求項２】前記ストライカの外周に、このストライカ
   が前記ハンマで空打ちによりスピンドル内へ移動したと
   きにこのスピンドルの内周との間を密閉するシール部材
   を設けた特許請求の範囲第(1)項記載の衝撃工具。
3. 【請求項３】前記シリンダの前記被結合部と前記ハンマ
   の前記結合部とを、錐状の凸部と錐状の凹部からなり、
   前記ハンマの前進移動により圧入結合した特許請求の範
   囲第(1)項記載の衝撃工具。