JPH0653327B2 - ハンマードリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、ドリルビットに回転だけでなく、軸方向の打
撃衝撃も与えられるようにしたハンマードリルに関する
ものである。

【従来の技術】

コンクリートへの孔明けのための工具として、ハンマー
ドリルと称されるものがある。これは軸方向に往復駆動
される打撃手段と、同じく軸方向に摺動自在な打撃体と
を設けて、打撃手段が打撃体にその動きを伝えれば、回
転駆動されるドリルビットに打撃体が更に打撃衝撃を加
えるようにしたものである。 ところで、被穿孔面にドリルビットを押し付けていない
状態で作動させた時にもドリルビットに打撃衝撃が加わ
るようになっていると、つまり空打ちが生じると、各部
の損傷が早くなるために、通常この種の工具では、空打
ち防止として、被穿孔面にドリルビットを押し付けてい
ない時には、打撃体の動きを制限してしまう等の手段に
よって、打撃体がドリルビットを打撃することがないよ
うに構成しているのであるが、打撃手段の往復駆動は依
然としてなされていたことから、空打ちによる損傷は防
ぐことができるものの、エネルギーの消耗が大きく、騒
音が発生するという問題点を有していた。殊にエネルギ
ーの消耗は、電池を電源としているものにおいては大き
な問題となる。 このために、英国公開特許第２，１７０，７４６号には
次のようなものが示されている。これは、打撃手段とモ
ータとの間にクラッチを設けて、ドリルビットを被穿孔
面に押し付けるとこのクラッチが接続され、被穿孔面か
らドリルビットを離せば、クラッチが切られて打撃手段
が作動しなくなるようにしている。つまり、ドリルビッ
トを保持するとともに、モータからの回転力をドリルビ
ットに伝達しているスピンドルを軸方向に摺動自在と
し、そしてドリルビットを被穿孔面に押し付けた時のス
ピンドルの後退を利用して、上記クラッチを接続してお
り、ドリルビットに打撃衝撃を与えるための打撃手段の
作動は、ドリルビットが被穿孔面に押し付けた時だけな
されるようにしているわけである。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、打撃手段への動力伝達を切り離すことができ
るクラッチを設けたハンマードリルでは、上記従来例も
含めて、そのクラッチがドリルビットの軸方向に所要の
部材が移動することによって、動力伝達の入切を行なう
ものであったことから、穿孔時の打撃衝撃の反動がクラ
ッチに伝わり、この反動によって入切のための部材も入
切方向に微振動を起こして、クラッチの接続状態を不安
定としたり、異常音を発生させたりしてしまうという問
題を有している。上記従来例におけるものでは、ドリル
ビットの軸方向の動きを直接クラッチに伝えて、クラッ
チに入切動作をさせることから、尚更、振動の影響を受
けやすい。 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穿孔時の打撃衝撃の反動でクラッチ
の接続状態が不安定となることがなく、異常音の発生も
ない安定した接続状態が維持される上に、クラッチの強
制切り離しも可能となったハンマードリルを提供するに
ある。

【課題を解決するための手段】

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、上記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打撃体を介してドリルビットにその
軸方向の打撃衝撃を加える打撃手段と、モータから運動
変換部材に至るまでの回転伝達部に位置して運動変換部
材への動力伝達を制御するクラッチとを備えているハン
マードリルにおいて、ドリルビットが軸方向に移動自在
であり、クラッチはドリルビットの移動に伴って軸方向
に移動して連結状態の入切を行うクラッチ板と、このク
ラッチ板に設けられた係合部に外部操作に応じて係合離
脱可能であり且つ係合時にクラッチ板のクラッチ連結の
ための移動を阻止する動作モード切換用ストッパーとを
備えており、上記クラッチ板とドリルビットの後退をク
ラッチ板に伝えるためのクラッチプッシュとの間には押
圧ばね介在して、ドリルビットの後退が上記押圧ばねを
介してクラッチ板に伝えられていることに特徴を有して
いる。 このようなクラッチとしては、モータ側の駆動軸と、こ
の駆動軸と同心の運動変換部材側の係合部と、駆動軸及
び係合部の軸方向と直交する方向に移動して駆動軸と係
合部とを連結する連結部材と、連結部材の外周側に位置
してドリルビットの移動に伴う駆動軸方向の移動によっ
て連結部材を移動させるクラッチ板とを備えて、駆動軸
と係合部のうちの外周側に位置する部材で保持された連
結部材が内周側に位置する部材の外周面に形成された係
合凹部に係合して駆動軸と係合部との連結を行い、連結
部材が係合凹部から離脱することで連係解除を行うもの
を用いることができる。 ［作用］ 本発明によれば、ドリルビットに打撃振動を与えない時
には打撃手段も作動しないものであり、また打撃手段を
作動させている時のドリルビットに与える打撃衝撃の反
動は、ドリルビットとクラッチ板との間に介在している
押圧ばねによって吸収されるために、ドリルビットに対
する打撃の反動、つまりドリルビットの軸方向の振動の
影響をクラッチが受けることがなく、しかも押圧ばねの
存在を利用して、外部操作に応じてクラッチ板と係合離
脱可能であり且つ係合時にクラッチ板のクラッチ連結の
ための移動を阻止する動作モード切換用ストッパーを設
けているために、打撃衝撃の強制的な切り離しも可能と
なっているものである。 ［実施例］ 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はその前端に
ドリルビット８が装着されるチャック１３が配されるも
のであって、後端下部からはハンドル部１６が延出され
ており、中央部下方でハンドル部１６の前方に位置する
ところに蓄電池パック９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
である。 モータ２は本体ハウジング１の後部にその軸方向が前後
方向とされた状態で収納されており、その出力軸２０に
は第１図に示すようにピニオン２１が固着されている。
このピニオン２１が噛み合うギア２４は、両端がハウジ
ング１とモータ取付台１２とによって軸受２２，２２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駆動軸２３の一端に圧入固定されて
いる。 駆動軸２３は上記ギア２４側に運動変換部材５が取り付
けられ、他端側の外周面にピニオン２５が形成されたも
ので、ピニオン２５と運動変換部材５との間の外周には
後述するクラッチ６が配設されている。 本体ハウジング１のギアケースを兼用した前端部内に
は、軸受３０によって回動自在に支持されたスピンドル
３が設置されている。このスピンドル３は、その後端部
の外周面に上記ピニオン２５と噛み合うギア３２がキー
３８と止め輪３９とによって固定されたものであって、
内部にはストライカ３３が軸方向に摺動自在に配設され
ており、先端部は前記チャック１３の一構成部材となっ
ている。このチャック１３は、ドリルビット８の外周面
に形成された軸方向に長い溝８０に係合体８１を係合さ
せることによって、ドリルビット８を所定範囲内の摺動
が自在となるように保持するもので、ドリルビット８の
着脱は係合体８１の外周に位置するリング８２を回転さ
せてリング８２の内周面に形成されている凹所８３内に
係合体８１を退避させることによって行う。 上記ストライカ３３はスピンドル３の内部に固定された
係止体３４によって、その軸方向の摺動範囲が規制され
たもので、その小径とされた後端部には、Ｏリングのよ
うな弾性体３７と、スピンドル３の後端部内に納められ
たカップ状のクラッチプッシュ３５が被せられている。
上記弾性体３７は、ストライカ３３とクラッチプッシュ
３５との時方向間に位置する。また上記クラッチプッシ
ュ３５は、スピンドル３の後端開口より突出する突起３
６を備えている。 一方、ストライカ３３の後方には有底筒状とされた打撃
手段としてのピストン４と、このピストン４内に摺動自
在に配された打撃体４１とが設置されている。スピンド
ル３の軸方向の後方に位置しているピストン４は上記モ
ータ２が取り付けられるモータ取付台１２に形成された
シリンダー部によって、駆動軸２３やスピンドル３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に連結される後端側が閉じられたも
のとなっている。打撃体４１の摺動方向は、ピストン４
と同方向である。 運動変換部材５は駆動軸２３を通じて伝達される回転運
動を往復運動に変換するもので、駆動軸２３が挿通され
た筒体５０と、この筒体５０に固着されたインナーレー
スの外周面に多数個のボール５１を介して遊転自在に取
り付けられているアウターレース５２と、アウターレー
ス５２から突設された軸５３と、軸５３が摺動自在に挿
通されているとともに、球面状とされた外面が継手受け
５５を介して上記ピストン４の後端部に回動自在に連結
された自在継手５４と、軸５３に装着されて自在継手５
４を継手受け５５に向け付勢する継手ばね５６とからな
るもので、自在継手５４を貫通している軸５３の先端
は、ピストン４の後端部に形成されたピストン４の軸方
向に長い長溝４２内に位置している。 この運動変換部材５におけるアウターレース５２は、そ
の回転中心軸が駆動軸２３の軸方向に対して傾斜したも
のとなっていることから、駆動軸２３と共に筒体５０が
回転する時、アウターレース５２から突設された軸５３
は、駆動軸２３まわりの回転がピストン４側から規制さ
れているために、ピストン４と駆動軸２３との両軸を含
む平面内において第２図に示すように揺動を行なうもの
であり、この結果、ピストン４の往復駆動がなされる。 次に、駆動軸２３と、駆動軸２３に対して遊転自在とさ
れている運動変換部材５の筒体５０との間の回転伝達の
入切を行なうクラッチ６について説明する。このクラッ
チ６は、駆動軸２３におけるピニオン２５と運動変換部
材５との間の部分の外周に配されている筒状のクラッチ
軸６０と、クラッチ軸６０の外周に配設されているクラ
ッチ板６５と、運動変換部材５の筒体５０をこれと同軸
にある駆動軸２３に連結する鋼球６１とを備えたものと
して形成されている。 上記クラッチ軸６０は、駆動軸２３に対して軸方向に摺
動自在となっているもので、そのピニオン２５側にはス
ラスト板６２とばね受け６３とが取り付けられ、他端外
周面には突部６４が形成されており、駆動軸２３に取り
付けられた止め輪２６との間に配された復帰ばね７５に
よって、ピニオン２５側に向けて付勢されている。 クラッチ板６５はクラッチ軸６０に対して更に軸方向摺
動が自在とされたもので、クラッチ軸６０の上記突部６
４と係合する突起６６を一端内周面に具備し、外周面に
フランジ６７を備え、更に筒体５０側である他端内周面
に内径が大きくなった退避部６８を備えており、上記ば
ね受け６３との間に配設された押圧ばね７６によって、
運動変換部材５側に向けて付勢されている。 鋼球６１は、筒体５０における上記クラッチ板６５内周
面と駆動軸２３との間に位置する端部に形成された複数
個の保持孔５７内に夫々配設されたもので、その直径は
筒体５０端部の肉厚よりも大きいものとなっている。そ
して、駆動軸２３の外周面には、クラッチ板６５に押さ
れることで鋼球６１が駆動軸２３の中心方向に移動する
時に、鋼球６１が係合する係合凹部２７が複数個設けら
れている。 しかしてこのハンマードリルでは、ドリルビット８先端
を被穿孔面に当てていない時には、第１図に示すよう
に、ストライカ３３が前進した位置にある。またこの時
には、復帰ばね７５によるクラッチ軸６０及びクラッチ
板６５の付勢でクラッチ板６５の内径の大きい退避部６
８が鋼球６１の外周に位置しており、鋼球６１が駆動軸
２３の回転による遠心力で駆動軸２３外周面に押されて
退避部６８に退避することを許しているために、駆動軸
２３と筒体５０とが切り離された状態にある。従って、
スイッチハンドル１４を操作することでモータ２を作動
させると、モータ２の回転は駆動軸２３からスピンドル
３を介してドリルビット８に伝達されるが、運動変換部
材５は切り離されているために、ピストン４が往復動を
行なうことはなく、ドリルビット８の回転のみが行なわ
れる。 この状態において、ドリルビット８の先端を被穿孔面に
押し当てたならば、第２図に示すように、ドリルビット
８は許されている範囲内でスピンドル３に対して（後退
し、ストライカ３３を後方へと押して、これを後退させ
る。そしてストライカ３３は、弾性体３７とクラッチプ
ッシュ３５とを後方へ移動させるものであり、クラッチ
プッシュ３５の突部３６がスラスト板６２とばね受け６
３とを介してクラッチ軸６０を復帰ばね７５に抗して運
動変換部材５側へと押す。 この結果、クラッチ板６５は押圧ばね７６による付勢を
受けた状態で、運動変換部材５側に移動し、退避部６８
よりも内径の小さい部分を鋼球６１の外周部に位置させ
るために、鋼球６１は内方へと押し出されて駆動軸２３
の係合凹部２７に係合する。鋼球６１を保持孔５７内に
保持している筒体５０が、鋼球６１を介して駆動軸２３
に連結されて駆動軸２３の回転が運動変換部材５に伝達
されるわけである。このために、以後、運動変換部材５
を通じてピストン４の往復動がなされ、ピストン４の往
復動にピストン４の内底面と打撃体４１との間の空気ば
ねを介して打撃体４１が追従し、そして打撃体４１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、打撃衝撃をドリルビット８に与える時の
反動による軸方向振動は、クラッチ軸６０とクラッチ板
６５との間に配した押圧ばね７６によって吸収されるた
めに、また、ストライカ３３とクラッチプッシュ３５と
の間に配された弾性体３７によっても吸収されるため
に、クラッチ板６５には殆ど伝わることがないものであ
り、従って、クラッチ６の接続状態が不安定となった
り、異常音が発生したりすることがないものである。 加えるに、駆動軸２３と運動変換部材５との間の動力伝
達の入切は、ドリルビット８の軸方向と直交する方向に
鋼球６１が移動することでなされることから、打撃衝撃
をドリルビット８に与える時の反動による軸方向振動が
たとえクラッチ板６５等に伝わっても、ここにおけるク
ラッチ６の鋼球６１による駆動軸２３と筒体５０の連結
は、第２図にαで示す距離だけクラッチ板６５が動かな
いことには、その状態が全く変化しないために、上記軸
方向振動で生ずるところのクラッチ板６５の微小な軸方
向移動では、接続状態に全く影響が生じず、安定した状
態で維持される。 穿孔作業が終了して、ドリルビット８を被穿孔面から離
すと、復帰ばね７５による付勢でクラッチ軸６０が復帰
し、クラッチ板６５もクラッチ軸６０に引っ張られて運
動変換部材５から離れて、鋼球６１の外周部に退避部６
８を位置させるために、鋼球６１が駆動軸２３外周面で
押し出されて退避部６８に退避し、クラッチ６が切り離
される。またクラッチプッシュ３５やストライカ３３及
びドリルビット８も第１図に示す状態に戻る。従ってド
リルビット８は回転のみを行なう状態となる。 鉄板や木材への孔明け作業のように、打撃を伴なう必要
がない時には、本体ハウジング１の側面に設けた第４図
及び第５図に示す切り離しレバー７０を操作すればよ
い。本体ハウジング１に対して回転自在に取り付けられ
た切り離しレバー７０は、先端面の偏心位置よりピン７
１を突設させるとともに、このピン７１に上記クラッチ
板６５のフランジ６７における運動変換部材５側の面に
接するローラ７２を遊転自在に支持して、クラッチ板６
５の前後の動きを規制したり許容したりする動作モード
切換用ストッパーを構成しており、切り離しレバー７０
を回転させると、第３図に示すように、ローラ７２がフ
ランジ６７に当接することによって、クラッチ軸６０が
運動変換部材５側に動かされた時にも、押圧ばね７６を
圧縮させつつクラッチ板６５が運動変換部材５側に移動
することを阻止する。このために、図に示すように、ク
ラッチプッシュ３５がクラッチ軸６０を押した時にも、
クラッチ６が入ることを強制的に阻止し、ドリルビット
８に回転のみを与える状態とすることができる。

【発明の効果】

以上のように本発明においては、ドリルビットに打撃振
動を与えない時には打撃手段も作動せず、従って空打ち
を防ぐことができるだけでなく、エネルギーの消耗及び
騒音発生が少ないものであり、また打撃手段を作動させ
ている時のドリルビットに与える打撃衝撃の反動は、ド
リルビットとクラッチ板との間に介在している押圧ばね
によって吸収されるために、ドリルビットな対する打撃
の反動、つまりドリルビットの軸方向の振動の影響をク
ラッチが受けることがなく、このためにクラッチは安定
した連結状態を維持するとともに異常音を発生させるこ
ともないものであって、良好な動作特性を有している。
しかも外部操作に応じてクラッチ板と係合離脱可能であ
り且つ係合時にクラッチ板のクラッチ連結のための移動
を阻止する動作モード切換用ストッパーを設けているた
めに、打撃手段の強制的な切り離しも可能となってお
り、多様な各種作業に適した動作モードを選択すること
ができるものであり、特に上記打撃手段の強制的切り離
しは押圧ばねの存在を利用することができるために、簡
単な構造で実現することができるものである。

【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図は同上のク
ラッチ接続時の縦断面図、第３図は同上のクラッチの強
制切り離し時の縦断面図、第４図は同上の破断側面図、
第５図は同上の横断面図であって、２はモータ、３はス
ピンドル、４はピストン、５は運動変換部材、６はクラ
ッチ、８はドリルビット、２３は駆動軸、２７は係合凹
部、３５はクラッチプッシュ、４１は打撃体、６０はク
ラッチ軸、６１は鋼球、６５はクラッチ板、７６は押圧
ばねを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、上
   記モータに運動変換部材を介して連結されて往復動を行
   なうとともに打撃体を介してドリルビットにその軸方向
   の打撃衝撃を加える打撃手段と、モータから運動変換部
   材に至るまでの回転伝達部に位置して運動変換部材への
   動力伝達を制御するクラッチとを備えているハンマード
   リルにおいて、ドリルビットが軸方向に移動自在であ
   り、クラッチはドリルビットの移動に伴って軸方向に移
   動して連結状態の入切を行うクラッチ板と、このクラッ
   チ板に設けられた係合部に外部操作に応じて係合離脱可
   能であり且つ係合時にクラッチ板のクラッチ連結のため
   の移動を阻止する動作モード切換用ストッパーとを備え
   ており、上記クラッチ板とドリルビットの後退をクラッ
   チ板に伝えるためのクラッチプッシュとの間には押圧ば
   ねが介在して、ドリルビットの後退が上記押圧ばねを介
   してクラッチ板に伝えられていることを特徴とするハン
   マードリル。
2. 【請求項２】クラッチは、モータ側の駆動軸と、この駆
   動軸と同心の運動変換部材側の係合部と、駆動軸及び係
   合部の軸方向と直交する方向に移動して駆動軸と係合部
   とを連結する連結部材と、連結部材の外周側に位置して
   ドリルビットの移動に伴う駆動軸方向の移動によって連
   結部材を移動させるクラッチ板とを備えて、駆動軸と係
   合部のうちの外周側に位置する部材で保持された連結部
   材が内周側に位置する部材の外周面に形成された係合凹
   部に係合して駆動軸と係合部との連結を行い、連結部材
   が係合凹部から離脱することで連結解除を行うものであ
   ることを特徴とする請求項１記載のハンマードリル。