JP2004082557A

JP2004082557A - ハンマードリル

Info

Publication number: JP2004082557A
Application number: JP2002247831A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hashimoto; 橋本　浩一; Masahide Shiratani; 白谷　真英; Mineaki Yokoyama; 横山　峰明; Kiichi Okada; 岡田　喜一
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: DE60302301T2; EP1393863A1; ATE309890T1; CN1485525A; JP3843914B2; CN100494616C; US20040074653A1; EP1393863B1; US6988563B2; DE60302301D1; DK1393863T3

Abstract

【課題】使用するドリルビットに合わせて打撃力を調整する。
【解決手段】モータ２にて回転駆動される中間軸６０と、中間軸６０を介して回転が伝達されるスピンドル７と、中間軸の回転を運動変換部材６を介して受けてスピンドル７に対し軸方向の往復動を行って上記スピンドル７で保持されたドリルビットに軸方向の打撃衝撃を付加する打撃手段とを備えたハンマードリルである。モータ２から中間軸６０までの減速比を変更して上記打撃手段による打撃力を変更する打撃力変更手段を備える。運動変換部材６までの減速比の変更で打撃力を変更するようにしたものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートの孔明けなどに用いられるハンマードリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハンマードリルは、ドリルビットに軸回りの回転を与えると同時に、ドリルビットに軸方向の打撃衝撃を加えるものであり、該打撃衝撃の付加機構としては、往復動するピストンの動きを空気ばねで支持したハンマーに伝達し、該ハンマーで打撃を行うものが用いられているが、このものでは打撃力の調整ができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このために、小径のドリルビットを用いると、その打撃力によりドリルビットが変形したり破損したりしてしまうことがある。また、打撃力が小さいハンマードリルに大径のドリルビットを用いた際には、穿孔スピードを確保することが困難となり、穿孔作業に時間がかかってしまう。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは使用するドリルビットに合わせて打撃力を調整することができるハンマードリルを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、モータにて回転駆動される中間軸と、中間軸を介して回転が伝達されるスピンドルと、中間軸の回転を運動変換部材を介して受けてスピンドルに対し軸方向の往復動を行って上記スピンドルで保持されたドリルビットに軸方向の打撃衝撃を付加する打撃手段とを備えたハンマードリルにおいて、モータから中間軸までの減速比を変更して上記打撃手段による打撃力を変更する打撃力変更手段を備えていることに特徴を有している。運動変換部材までの減速比の変更で打撃力を変更するようにしたものである。
【０００６】
上記打撃力変更手段は、モータと中間軸との間に配した変速手段であって、該変速手段はモータの回転を受けて回転する歯数が異なる複数の軸方向移動自在なギアを中間軸側の歯にばねの付勢によって選択的に係合させるものであることが好ましく、中間軸側の歯と係合するギアの係合歯は軸方向一方側に側壁を備えていることが好ましい。
【０００７】
また、中間軸側の歯もしくはこの歯と係合するギアの係合歯はその軸方向長さが一つ置きに異なっていたり、中間軸側の歯もしくはこの歯と係合するギアの係合歯は１歯とびに設けられているのも好ましい。
【０００８】
中間軸に対して固定されるスリーブに歯が設けられているとともに、このスリーブ上にギア及びギアを付勢するばねが取り付けられているものであってもよい。
【０００９】
そして、前記変速手段は、一対のギア間に配した切換軸を中間軸の軸方向に動かして一方のギアをばね付勢に抗して中間軸側の歯から離すとともに他方のギアをばね付勢で中間軸側の歯との係合位置に動かすものを好適に用いることができる。
【００１０】
上記切換軸は回転中心を中間軸の軸上に位置させた切換つまみに偏心軸として設けたものであり、切換つまみの１８０°回転で中間軸の軸上の位置を変更するものであることが好ましい。
【００１１】
一対のギアは軸方向に間隔を置いて配設されているとともに、ギア間に中間軸側の歯がいずれのギアとも係合しないニュートラル状態を得るための空間が確保されていると、さらには一対のギアを夫々付勢するばねの平衡位置がニュートラル状態位置であると、より好ましい結果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図示例のハンマードリルは、ハウジング１内に配した動力源としてのモータ２の回転を中間軸６０に伝達し、該中間軸６０の回転をスピンドル７を介して出力軸９に伝達すると同時に、上記中間軸６０に設けた運動変換部材６により、で上記スピンドル７に対して軸方向にスライド自在且つ回転自在となっているピストン８に往復動を行わせるものであり、このピストン８内にスライド自在に配したハンマー８０がピストン８の往復動に伴って上記出力軸９の後端を打撃する。このハンマー８０は、ピストン８とスピンドル７とで囲まれた空間内で前後動を行うもので、ハンマー８０の前後は空気ばねとして作用する空気室となっている。
【００１３】
上記運動変換部材６は中間軸６０と一体に回転するインナーレース６１と、該インナーレース６１に対してボール６２を介して遊転自在となっているアウターレース６３と、アウターレース６３から突設したロッド６４とからなるもので、ロッド６４が上記ピストン８の後端に自在継手を介して連結されており、アウターレース６３の回転面が中間軸６０の軸に対して斜行する面となっていることから、中間軸６０及びインナーレース６１が回転する時、アウターレース６３及びロッド６４はピストンに軸方向の往復動を行わせる。
【００１４】
前記出力軸９の先端にはチャック１０が設けられており、該チャック１０を利用して出力軸９にドリルビット（図示せず）を装着し、モータ２を回転させたならば、ドリルビットはスピンドル７を介した回転伝達で軸回りの回転を行うと同時に、ハンマー８０によるところの軸方向の打撃衝撃が出力軸９を介してドリルビットに付加される。
【００１５】
モータ２から中間軸６０への回転伝達は、ここでは次の２段変速機構を介して行っている。すなわち、図１に示すように、モータ２の軸２１には大径部２３と小径部２４とを備えたピニオン２２を装着してある。また、中間軸６０にはスリーブ５を介してピニオン２２の大径部２３と噛合するギア３とピニオン２２の小径部２４と噛合するギア４とを取り付けてある。
【００１６】
スリーブ５は中間軸６０に対して固着されているのに対して、軸方向に間隔を置いて並んでいる上記ギア３，４は、スリーブ５の軸方向にスライド自在に且つスリーブ５に対して遊転自在となっているもので、両ギア３，４間にはリング状のカラー１５が配設されているとともに、スリーブ５の一端に配した止め輪５１及びばね受け５２とギア３との間にギア３をギア４側に向けて付勢するばね５３が配設され、スリーブ５の一端に配した止め輪５６及びばね受け５５とギア４との間にギア４をギア３側に向けて付勢するばね５４が配設されている。
【００１７】
さらに、スリーブ５の軸方向中間部の外周面には歯５０が設けられており、ギア３のギア４側の内周部には上記歯５０と噛み合う係合歯３２が設けられ、ギア４のギア３側の内周部には上記歯５０と噛み合う係合歯４２が設けられている。
【００１８】
ここにおいて、ギア３の係合歯３２とギア４の係合歯４２とは歯５０に選択的に係合するものであるとともに、上記ばね５３，５４のばね力が平衡する位置（図４参照）では、ギア３，４間に歯５０が位置して、ギア３，４が共に歯５０に係合していない状態となっており、ギア３，４を後方側（モータ２側）に移動させた時、図３に示すように、ギア４の係合歯４２が歯５０と噛み合い、ギア３，４を前方側（運動変換部材６側）に移動させた時、図１及び図５に示すように、ギア３の係合歯３２が歯５０と噛み合う。なお、ギア３，４はその軸方向移動にかかわらず、常時ピニオン２２と噛合してモータ２の回転が伝達される状態にある。
【００１９】
ギア３，４の上記軸方向移動は、ハウジング１の外面に配した切換つまみ１１を操作することで行う。この切換つまみ１１はその回転中心から偏心した位置に切換軸１２を有していて、切換軸１２の先端を前記カラー１５に係合させており、切換つまみ１１の回転操作で切換軸１２を移動させたならば、一方のギア３（４）はカラー１５を介して押されることでばね３２（４２）に抗して移動し、他方のギア４（３）は付勢しているばね４２（３２）の力で一方のギア３（４）に追随する形で移動して、その係合歯４２（３２）を歯５０に係合させる。切換つまみ１１の操作力を受けて移動するギア３（４）が歯５０に係合するのではなく、ばね４２（３２）の力でギア４（３）が歯５０に係合するようにしているものである。また各係合歯３２，４２は歯５０と反対側に側壁を備えていることから、歯５０との係合時、その軸方向係合位置は常に同じに保たれる。
【００２０】
そして、図１（及び図５）に示すようにピニオン２２の大径部２３に噛合しているギア３の係合歯３２がスリーブ５の歯５０に係合している時には、モータ２の回転が低減速比でスリーブ５及び中間軸６０に伝達され、図３に示すようにピニオン２２の小径部２４に噛合しているギア４の係合歯４２がスリーブ５の歯５０に係合している時には、モータ２の回転が大減速比でスリーブ５及び中間軸６０に伝達される。
【００２１】
中間軸６０の回転数が変化するということは、この中間軸６０の回転を運動変換部材６を介して受けることで行っている打撃の単位時間当たりの打撃回数も変化するということであり、また、ピストン８の往復動に際しての最高速度も変化することから、ハンマー８０を動かす加速度も変化してしまうものであり、よって打撃回数だけでなく、打撃力も変化することになる。
【００２２】
このために、ドリルビットとして大径のものを用いる場合には、中間軸６０に至る減速比を小さくして中間軸６０を高速で回転させることにより、高い打撃力を得ることができ、ドリルビットとして小径のものを用いる場合には、中間軸６０に至る減速比を大きくして中間軸６０の回転数を下げることで、打撃力も小さくすることができ、従ってドリルビットが小径であっても、ドリルビットが変形したり破損したりすることを無くすことができる。
【００２３】
ところで、図３〜図５から明らかなように、上記切換つまみ１１の回転中心がスリーブ５の中心軸を通るとともに、ギア３，４のいずれかがスリーブ５の歯５０と係合している状態にある時に切換軸１２がスリーブ５の中心軸を通る位置にあるようにしているのは、切換つまみ１１を回転させようとする分力が働かないようにしているためであり、また、図４及び図７に示すニュートラル位置でばね５３，５４の力が平衡するようにしているのは、変速性の向上と、切換つまみ１１の操作に必要な力の軽減、操作方向による切換力の差の解消などのためである。
【００２４】
また、ギア３の係合歯３２は、図６に示すように、軸方向長さが長い係合歯３２ａと、歯５０側の一部を切り欠いて軸方向長さを短くした係合歯３２ｂとを交互に設けることで構成しているとともに、ギア４の係合歯４２も軸方向長さが長い係合歯４２ａと、歯５０側の一部を切り欠いて軸方向長さを短くした係合歯４２ｂとを交互に設けることで構成しており、さらにスリーブ５外周面に設けた歯５０は、係合歯３２，４２に対して一つ置きとなるように半数だけ設けている。
【００２５】
これはばね３２またはばね４２の力を受けて回転しているギア３またはギア４が歯５０側に移動する時、図８に示すように、係合しやすくするためであり、また係合が完了すれば、ラジアルがたつきが小さい状態となるようにするためであり、この構成により、変速動作をスムーズにするとともに、損失を少なくして打撃性能を確保しやすいようにしている。
【００２６】
図９に示すように、歯５０を軸方向全長が長い歯５０ａと、軸方向両端を切り欠いた全長が短い歯５０ｂとを交互に設けたものとしてもよく、この場合、ギア３，４側の係合歯３２，４２は同じ長さのものだけで構成されたものであってもよい。
【００２７】
なお、切換つまみ１１の操作でギア４を運動変換部材６側に移動させた時、ギア４が運動変換部材６やピストン８に接触してしまうことがないようにしてあるのはもちろんのこと、ギア４と運動変換部材６との間に位置するばね５４が密着巻状態になるまでギア４が運動変換部材６側に移動することがあっても、ギア４が運動変換部材６やピストン８に接触することがないようにしてある。
【００２８】
また、モータ２側に小径のギア３を、運動変換部材６（ピストン８）側に大径のギア４を配しているのは、ピニオン２２をバランスの良い形状に構成することができるようにして、振れの精度の確保や軸２１への圧入部の肉厚の確保を容易とするためである。
【００２９】
ところで、このハンマードリルにおいては、変速機能を担っているギア３，４とスリーブ５とばね５３，５４及びスリーブ１５は図７から明らかなように、一つのアセンブリーブロックとして構成されていることから、図１０に示すように、中間軸６０に対してキー６９による回り止めと止め輪６８，６８による軸方向移動の阻止で組み付けるだけで良く、組立性も良好なものとなっている。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、モータにて回転駆動される中間軸と、中間軸を介して回転が伝達されるスピンドルと、中間軸の回転を運動変換部材を介して受けてスピンドルに対し軸方向の往復動を行って上記スピンドルで保持されたドリルビットに軸方向の打撃衝撃を付加する打撃手段とを備えたハンマードリルにおいて、モータから中間軸までの減速比を変更して上記打撃手段による打撃力を変更する打撃力変更手段を備えているために、打撃力を変更することができるものであり、小径のドリルビットの使用時には打撃力を小さく、大径のドリルビットの使用時には打撃力を大きくすることで、常に安定した穿孔を行うことができる。しかも、打撃力と同時に回転数（トルク）も変更することができるとともに、打撃力を小さくした時には回転数を小さく且つトルクを大きくすることができて、穿孔時の負荷電流を低減することができ、また、ドリルビットに穿孔粉が詰まった場合等においても安定した穿孔を行うことができる。
【００３１】
そして、上記打撃力変更手段が、モータと中間軸との間に配した変速手段であり、しかも、上記変速手段がモータの回転を受けて回転する歯数が異なる複数の軸方向移動自在なギアを中間軸側の歯にばねの付勢によって選択的に係合させるものである時、歯車の噛み合いを常に良好な状態に保つことができ、また回転停止時に変速操作を行った際に、ギアが中間軸側の歯に当たって係合しない時にも、次の回転開始とともに係合状態に移行するために、スムーズに変速を行うことができる。
【００３２】
そして、中間軸側の歯と係合するギアの係合歯は軸方向一方側に側壁を備えていると、歯と係合歯との軸方向の位置決めが容易となる。
【００３３】
また、中間軸側の歯もしくはこの歯と係合するギアの係合歯はその軸方向長さが一つ置きに異なっていると、係合をスムーズにすることができると同時に、係合後はラジアル方向のがたつきを少なくすることができるものとなる。
【００３４】
中間軸側の歯もしくはこの歯と係合するギアの係合歯が１歯とびに設けられていると、製造が容易でコストを低減することができる。
【００３５】
中間軸に対して固定されるスリーブに歯が設けられているとともに、このスリーブ上にギア及びギアを付勢するばねが取り付けられているものであれば、これらを一つのアセンブリーブロックとして扱うことができて、組立が容易となる。
【００３６】
そして、前記変速手段は、一対のギア間に配した切換軸を中間軸の軸方向に動かして一方のギアをばね付勢に抗して中間軸側の歯から離すとともに他方のギアをばね付勢で中間軸側の歯との係合位置に動かすものであると、変速操作及び変速動作を共にスムーズにすることができる。
【００３７】
上記切換軸は回転中心を中間軸の軸上に位置させた切換つまみに偏心軸として設けたものであり、切換つまみの１８０°回転で中間軸の軸上の位置を変更するものであると、切換つまみが反力で動いてしまう事態を避けることができる。
【００３８】
一対のギアは軸方向に間隔を置いて配設されているとともに、ギア間に中間軸側の歯がいずれのギアとも係合しないニュートラル状態を得るための空間が確保されていると、ニュートラル状態を得ることができるだけでなく、係合部分に配するグリスの飛散を無くすことができる。
【００３９】
さらに一対のギアを夫々付勢するばねの平衡位置がニュートラル状態位置であると、変速性を向上させることができるとともに、変速操作の際の操作力を軽く且つバランスよく配分することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の要部断面図である。
【図２】同上の断面図である。
【図３】減速比が小さい状態を示すもので、（ａ）は部分水平断面図、（ｂ）は切換つまみの正面図である。
【図４】ニュートラルの状態を示すもので、（ａ）は部分水平断面図、（ｂ）は切換つまみの正面図である。
【図５】減速比が大きい状態状態を示すもので、（ａ）は部分水平断面図、（ｂ）は切換つまみの正面図である。
【図６】スリーブとギアの斜視図である。
【図７】変速用アセンブリーブロックの断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）はギアとスリーブの係合動作についての説明図である。
【図９】他例におけるスリーブとギアの斜視図である。
【図１０】さらに他例の断面図である。
【符号の説明】
２　モータ
３　ギア
４　ギア
５　スリーブ
６　運動変換部材
７　スピンドル
３２　係合歯
４２　係合歯
５０　歯
６０　中間軸

Claims

モータにて回転駆動される中間軸と、中間軸を介して回転が伝達されるスピンドルと、中間軸の回転を運動変換部材を介して受けてスピンドルに対し軸方向の往復動を行って上記スピンドルで保持されたドリルビットに軸方向の打撃衝撃を付加する打撃手段とを備えたハンマードリルにおいて、モータから中間軸までの減速比を変更して上記打撃手段による打撃力を変更する打撃力変更手段を備えていることを特徴とするハンマードリル。
打撃力変更手段は、モータと中間軸との間に配した変速手段であって、該変速手段はモータの回転を受けて回転する歯数が異なる複数の軸方向移動自在なギアを中間軸側の歯にばねの付勢によって選択的に係合させる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。
中間軸側の歯と係合するギアの係合歯は軸方向一方側に側壁を備えていることを特徴とする請求項２記載のハンマードリル。
中間軸側の歯もしくはこの歯と係合するギアの係合歯はその軸方向長さが一つ置きに異なっていることを特徴とする請求項２または３記載のハンマードリル。
中間軸側の歯もしくはこの歯と係合するギアの係合歯は１歯とびに設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載のハンマードリル。
中間軸に対して固定されるスリーブに歯が設けられているとともに、このスリーブ上にギア及びギアを付勢するばねが取り付けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかの項に記載のハンマードリル。
変速手段は、一対のギア間に配した切換軸を中間軸の軸方向に動かして一方のギアをばね付勢に抗して中間軸側の歯から離すとともに他方のギアをばね付勢で中間軸側の歯との係合位置に動かすものであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの項に記載のハンマードリル。
切換軸は回転中心を中間軸の軸上に位置させた切換つまみに偏心軸として設けたものであり、切換つまみの１８０°回転で中間軸の軸上の位置を変更するものであることを特徴とする請求項７記載のハンマードリル。
一対のギアは軸方向に間隔を置いて配設されているとともに、ギア間に中間軸側の歯がいずれのギアとも係合しないニュートラル状態を得るための空間が確保されていることを特徴とする請求項７または８記載のハンマードリル。
一対のギアを夫々付勢するばねの平衡位置がニュートラル状態位置であることを特徴とする請求項９記載のハンマードリル。