JP2004276236A - 動力工具とそのハンマー機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業者にとって望ましくない振動を抑制する動力工具とそのための改良ハンマー機構を提供する。
【解決手段】 動力工具はハンマー機構（２００，２００′）を含み、この機構ではハウジング（２０３）内で軸方向動の自由度を有する回転可能スピンドル（２０１）が数種の作業モードを有している。スピンドルはハンマー作用を伴わずに回転自在であり得る。またスピンドルは弾性偏倚手段（２１３）によって緩衝化されたハンマー作用を伴って回転し得る。スピンドルは非緩衝化ハンマー作用を伴って回転し得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は動力工具、具体的にはこの動力工具のハンマー機構に関する。

ハウジング内で回転可能にジアーナル軸支された軸方向移動可能なチアックスピンドルシャフト、このシャフトに固定された回転ラチエット、ハウジング内の固定ラチエット及び両ラチエットを選択的に離間させる、即ちシャフトに掛ゝるユーザ加圧があるや係合を可能にする手段を含んで成る動力工具のハンマー機構は既知である。

動力工具がドリルであって、そのチアックスピンドルシャフトに取付けたチアックが適宜の工具ビットに適合させられているときには、往復（ハンマー）作用が石造レンガ等の材料に対する穿孔（ドリル）性能を大きく向上させる。しかし、シャフトの往復動作の反作用がハウジングに伝達されて、これがユーザ、即ち作業者に望ましくない振動を感知させることになる。他方、非常に強靱な材料に対する切削性能は、ユーザがハウジングに付与する加圧に直接的な関係があり得るので、ユーザはドリルの性能に対する直接制御能力を有していることになる。

ハウジングから固定ラチエットを、スプリングを介して孤立させ、ラチエットの反作用をスプリングによって吸収させることも既知である。これはユーザの受ける衝撃に対する緩衝（クッション）作用を奏することから工具に大きな振動を生じさせないだけでなく、反作用のエネルギーがスプリングに貯えられて、スプリングの復帰時に回転ラチエットに再度伝えられる。或る種の軟質材料に対する切削性能はスプリングによって改良される。それはスプリングの反発時間が、工具とユーザの両者の慣性が許容するものより短いためである。

本発明の目的は既知のものから改良されたハンマー機構を提供することにある。
第１の問題としては、ハンマー作用中に軸方向動可能チアックスピンドルに与えられる往復動がドリルのハウジングに伝達され、従ってドリル作業者の手にも伝わる、斯ゝる望ましくない振動の発生がある。第２の問題としては、第１の問題と関係しているが、ある種のドリル作業の用途では、作業者によるドリル工具に付与する人為的圧力がドリル切削性能に直接に関与していることである。従って、望ましくない上記の振動が生じるとすれば、作業者はドリルに一段と強い人為的圧力を与えてまで自己の気分を悪くしてしまうような積極的行為を必らずしも望むものではなく、回避しようとし、その結果は切削性能が低下してしまう。本発明の目的はこのような問題を解消することにある。

本発明に係る動力工具のハンマー機構は：ハウジングと；当該ハウジングにおいて回転可能にジャーナル軸支され、軸方向動可能に配設されたチアックスピンドルと；該スピンドルに固定されていて、該ハウジングの後端に配向している歯を有する回転ラチエットと；該ハウジング内に回転不能に保持され、軸方向動の自由度を有するラチエットであって、該スピンドルを取り囲み、該回転ラチエット歯に対面した歯を有している斯ゝる固定ラチエットと；該固定ラチエットと該ハウジングの間に配置されて当該固定ラチエットを該回転ラチエットの方へ付勢する弾性偏倚手段と；該固定ラチエットと該回転ラチエットの間に配置されたカム手段であって、少くとも該スピンドルが該ハウジング後端に向けて移動する時に、当該両ラチエットを相互係合するのでそれにより回転中の該スピンドルに往復動作を付与する、第１の位置と、該両ラチエットの相互係合を阻止する第２の位置とを有する斯ゝる第１のカム手段と；及び該固定ラチエットと該ハウジングの間に配置されたカム手段であって、該ハウジング内で該固定ラチエットの後方移動を実質的に阻止する第１の位置と、該固定ラチエットの該偏倚手段に抗した後方移動を許容する第２の位置を有している斯ゝる第２カム手段とを具備するように構成される。

好ましくは、該第１、第２カム手段の各々が該スピンドルを取り囲むリングを含み、且つ各々が胸壁（歯形の山に準じた突出局部）を有しており、当該胸壁が該第２位置において該固定ラチエットに配設された対面する対応胸壁と合致し、該第１位置において該胸壁が相互に歯合（係合）している。

好ましくは、少くとも該第１カム手段の胸壁が傾側面を有し、該カムリングの回動だけで以って該第１、第２位置間の移動が充分可能になるようになっている。

本発明のハンマー機構によれば、この機構装置を適合させた動力ドリル（工具）が３種のドリルモードを有するように、同じ装置において２種のハンマーモードが選択出来るようになった。第１のモードとは、該第１カム手段がその第２位置にあるときに、チアックスピンドルがハンマー動作（往復動）の無い回転のみの動作状態である。第２カム手段がその第２位置にあるならば、そのときはチアックスピンドルが該偏倚手段に抗して回転自在になり、工具にスポンジ感（ｓｐｏｎｇｙ ｆｅｅｌ）を与える。

第２モードとは、正規のハンマーモードであり、この状態では該両カム手段が共に夫々の第１位置にあり、それによって該両ラチエットは係合し、且つ該固定ラチエットが該ハウジングに対し有効に不動状態にある。

第３モードとは第２カム手段がその第２位置に切換えられた状態であり、この状態になるとハウジング内で固定ラチエットが該偏倚手段に抗して移動することが許容されるが故に、そのおかげでスプリング付勢ハンマーモード（ｓｐｒｕｎｇ ｈａｍｍｅｒ ｍｏｄｅ）が達成される。

好ましくは、該弾性偏倚手段が該固定ラチエットと該第２カム手段の間に配設される。この場合には、該第２カム手段が該ハウジングの端部キャップに押圧されているようにし、当該端部キャップと該第２カム手段には両者間に該第１、第２位置のいづれにおいても、該第２カム手段を解放可能に保留する回り止め手段を具備せしめることが出来る。

好ましくは、操作手段が該第１、第２カム手段を共に起動するように作動し、該回り止め手段が該第１、第２カム手段の第２と第１の位置に夫々対応する位置；両カム手段の第１と第２の位置に夫々対応する位置；及び両カム手段の第１と第２の位置に夫々対応する位置である少くとも３種の位置を有している、好ましくはこの順序で３種の位置を有している。

好ましくは、該リングの各々に配設されて、該ハウジングのスロットを通じて外出しているノブを該操作手段で起動させる。

好ましくは、該回り止め手段が該端部キャップと該第２カム手段に設けた凹所に受容されたボールを含む。

好ましくは、該固定ラチエットが該ハウジングのスロットに係合して、該ハウジング内に当該固定ラチエットを回転可能に係留し、且つ該回転ラチエットの方への当該固定ラチエットの軸方向動を制限するように作用する脚部を有している。

このハンマー機構はハウジングの１端から部品を順次挿入することにより実質的に完全に組立ることが出来るのが好ましい。

本発明によれば、更にこのようなハンマー機構を組込んだ動力工具であって、当該動力工具のハウジング内に配位して、該ハンマー機構を取り囲む回転自在のノーズリングを含んで成り、該操作手段が該ノーズリングに設けたチアネルを含む、斯ゝる動力工具が提供される。

本発明のハンマー機構によれば、動力工具に望ましくない振動の発生を抑制する手段が提供されることになる。

図１は駆動スピンドル２０１を前部ベアリング２０２を介して取付けたハウジング２０３を有するハンマー機構２００を示す。回転ラチエット板２０４は駆動スピンドルに固定されている。固定ラチエット板２０５はハウジング２０３内で、回転動しないで（回転方向には固定されて）且つ軸方向移動可能に固定されている。

外部から操作可能な第１カムリング２０８はラチエット板間に配設され、操作すると、スラストリング２１１の作用で両ラチエット板を離間させる。

スプリング２１３は固定ラチエット２０５を回転ラチエット２０４の方へ偏倚させ、即ち付勢し、カム２０８が許容するときに、両ラチエット板２０４，２０５の対面する、ラチエット歯２０７が互いに係合するようになっている。しかし、作業者（ユーザ）が動力工具を工作物（図示省略）に当て、シャフト２０１を図１上の左方へ押し進め、それによりラチエット歯２０７をスプリング２１３の圧力に抗して係合させるまではハンマー作用は体験されることはない。作業者の人為圧力をスピンドル２０１に付与しなければハンマー作用を体験することはない。それは固定ラチエット２０５の脚部２７０（図３参照）がハウジング２０３に形成されたスロット（図示省略）の１端に係合し、固定ラチエット２０５が右方へ図１に示す位置を越えて移動するのを阻止するからである。

スプリング２１３は機構２００の端部キャップ２１２に当接支承された外部操作可能な第２のカムリング２２４に対して作用する。端部キャップはシャフト２０１を取付けたもう１つのベアリング２１４を有している。この第２カムリング２２４はシャフト２０１の周りにリング配置の胸壁２５６とこのリングを断続させる溝２５２（図４Ｃ参照）を有している。固定ラチエット２０５は適合させる胸壁２５４（ｃａｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓ）と溝（ｔｒｏｕｇｈｓ）２５５（図３ｃ参照）を有し、第２カムリング２２４が正しい回転位置（図１に示すように）にあるときにラチエット胸壁２５４がカムリング溝２５２と係合することが出来るようになっており、そしてそれの反対部分も同じで（胸壁２５６と溝２５５とが係合可能であり）、固定ラチエットが最大の後退ストローク長を有し、このストローク長の範囲でスプリング２１３を圧縮することが出来るようになっている。しかし、作業者はハウジング２０３に充分な荷重／力を与えることが出来て、それにより胸壁２５４が溝２５２の底に当るまで、回転ラチエット２０４と固定ラチエット２０５（これらの間に担持されたカムリング２０８とスラストリング２１１と共に）を伴ってシャフト２０１を図１上の左方へ押し出すことが出来る。

しかし、この構成体はスプリング２１３を圧縮する必要な力を付与することを要さずに、ロックされ得る。これはハウジング２０３内の第２カムリング２２４を回動させて、このカムリング上の胸壁２５６をラチエット上の胸壁２５４と整合させることにより達成される。そのとき、固定ラチエット２０５はハウジング２０３とソリッドリンク（ｓｏｌｉｄ ｌｉｎｋ）する前にスプリング２１３を圧縮し始めるだけ左方へ移動することが出来る。

従って、両カムリング２０８，２２４は作業者に３種の位置間での作動を要求する。両リングは夫々ノブ２６０，２５８を有し、夫々がハウジング２０３を通って外出している。これらの両ノブは単１のスライドスイッチ、即ちレバー（図示省略）によって一体化され、同時に作動することが出来る。或いは、動力工具に組み込まれるときに、機構２００を動力工具ハウジングの開口から突出させ、ノーズリングを配設してもよい。このノーズリングは機構２００を囲み、両ノブ２６０，２５８を係合させるチアネルを有している。このノーズリングは動力工具ハウジング内に回転可能に配設して、ノーズリングの回動が両ノブ２５８，２６０を作動させるようにする。

両カムリング２０８，２２４の１体動作の第２位置では、ハンマーモードが選定から外れる。従って、ラチエット歯２０７はカムリング２０８と固定ラチエット２０５の間のカム表面２０９によって分離される。これは、ラチエット歯２０７が互いに係合することによるのではなく、カムリング２０８の前面２２１がスラストリング２１１上のボールと接触するまで図１上で右方へカムリング２０８をカム表面２０９が移動させることによって達成される。従って、シャフトには往復動が付与されずに、機構２００によって滑かな回転動が伝達される。更に、非ハンマーモードにおいては、動力工具とハウジングの間に強固な連結が通常要求される。スプリング２１３がシャフト２０１に圧力を付与するに従って圧縮されるならば、ドリルはスポンジ的な感じのものになる。その結果、このモードでは、胸壁２５４，２５６は正常には整合されるべきである。

両カムリング２０８，２２４の１体回動で、カムリング２２４の後面２２３に配設した凹所２６２（この凹所２６２は端部キャップ２１２に保留されているボール２６４と係合状態にある）はスプリング２１３によるスプリング圧に抗して当該ボールとの係合から離脱する、即ちスナップアウトする。歯（胸壁）２５４，２５６間にはカムリング２２４のこの動作（右方移動）を許容するために小さな間隙が必要である。小角度の回動の後に、第２の凹所２６６（図４の（ａ）参照）がボール２６４とスナップ係合する。この位置において、カム表面２０９は解放されて、カムリング２０８を図１に示す第１の位置に復帰させる。この場合、シャフト２０１の左方動作が回転ラチエット２０４を固定ラチエット２０５と係合させ、且つラチエット歯２０７を係合させる。従ってカムリング２０８とスラストリング２１１は歯の引き離しを維持することが出来ない。

要求に依っては、この第１位置は固定ハンマーモードであり得る。この場合には胸壁２５６，２５４が互いに整合したままである。従って、シャフト２０１と回転ラチエット２０４が復帰して、スプリング２１３を圧縮し始めると、歯（胸壁）２５６，２５４の間隙が埋められて、固定ラチエット２０５が最早や後方へ移動出来なくなるに至る前にはほんの短い距離しかない。

第１と第２のカムリング２０８，２２４を更に回動させると、ボール２６４は凹所２６６との係合からスナップアウトして、別の凹所２６８に素早く落着する。カムリング２０８，２２４の第３位置への当該回動はラチエット板２０４，２０５に何らの作用を与えず、従って両板はハンマーモードにおいて互いに係合しているが、胸壁２５４，２５６を固定ラチエット２０５と第２カムリング２２４上の溝２５２，２５５に夫々整合させることは充分可能である。従って、ストッパを設ける代りに、第２カムリング２２４により固定ラチエット板２０５をハウジング２０３に付与する作業者による加圧を増加させてスプリング２１３の圧縮を進めるに伴って左方へ移動させることが出来る。ラチエット構造２０７の反作用はハウジング２０３に直接作用する代りに、一方でスプリング２１３によって吸収されると共に、他方でシャフト２０１を一層効果的にハンマーにはね返すように働く。

図５に示す好ましい実施例は、図１−４に示す例とは僅かな事項で相違するに過ぎない。図５の（ａ）はダイヤゴナル（ｄｉａｇｏｎａｌ）断面図であり、（ｂ）は裏側から見た縦断面図である。
本例のその相違は第２カムリング２２４′にあり、このカムリング２２４′は第１例のように後方へ延在する固定ラチエット２０５′よりむしろ前方へ延在していて、共にスプリング２１３の長さに亘るものである。

更に、ベアンリグ２０２がハウジング２０３′の後部から挿置され、第１例におけるような止め輪（サークリップ）２６１ではなくあぶみ金（スプリングステイアップ）２６１′によって保留されている。このあぶみ金２６１′はハウジング２０３′の孔２６３に挿通している。スプリング２９９は、第１カムリング２０８が許容するとき、スピンドル２０１′をハウジング２０３′の外へ押出して、作業者の加圧によってラチエット２０４，２０５′が１体にされるまでは両ラチエットを引き離している。

第１例のベアリング２１４は第１例のものから変形されて成る端部キャップ２１２′のベアンリグブッシュ２１４′によって置換されている。

第１例との比較で第２例の主要な利点は機構の組立てが容易になることにある。先ず、スピンドル２０１′を回転ラチエット２０４をシャフトに当接圧する前にシャフトにスプリング２９９とベヤリング２０２を位置付けることにより組込まれる。これによってプレ組立ユニットが得られる。次に、機構２００′全体は、その自動的組立てが容易に出来るように下記の要素を順次ハウジング２０３′にその同じ端部から挿入することにより組立てられる。先ず、プレ組込みの駆動スピンドル２０１′とベアリング；次いでスラストベアリング２１１、それに後続させて第１カムリング２０８、固定ラチエット２０５′、スプリング２１３、第２カムリング２２４′、そして最後に端部キャップ２１２′を挿入する。次いでクリップ（あぶみ金）２６１′を挿入して、ベアリング２０２を定位置に保留する。

本発明に係る動力工具ハンマー機構の縦断面図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は夫々図１のハンマー機構の第１カムリングの断面図、背面図及び側面図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は夫々図１のハンマー機構の固定ラチエットの正面図、側面図及び背面図である。 （ａ），（ｂ）及び（ｃ）は夫々図１のハンマー機構の第２カムリング手段の背面図、側面図及び正面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は本発明に係るハンマー機構の別の実施例を示す、ダイヤゴナル断面図、側断面図、側面図（反対側の）及び平面図である。

符号の説明

２００，２００′ ハンマー機構
２０１，２０１′ 駆動スピンドル（或いはシャフト）
２０２ 前部ベアリング
２０３，２０３′ ハウジング
２０４ 回転ラチエット（板）
２０５，２０５′ 固定ラチエット（板）
２０７ ラチエット歯
２０８ 第１カム（リング）
２０９ カム表面
２１１ スラストリング
２１２，２１２′ 端部キャップ
２１３ スプリング
２１４ ベアリング
２１４′ ベアリングブッシュ
２２３ リングの後面
２２４，２２４′ 第２カム（リング）
２５２，２５５ カムリングの溝
２５４，２５６ カムリングの胸壁（或いは歯）
２６１ サークリップ（止め輪）
２６１′ あぶみ金
２６２ 凹所
２６４ ボール
２６６ 第２凹所
２６８ 凹所
２９９ スプリング

Claims (13)

1. ハウジングと；
   当該ハウジングにおいて回転可能にジャーナル軸支され、軸方向動可能に配設されたチアックスピンドルと；
   該スピンドルに固定されていて、該ハウジングの後端に配向している歯を有する回転ラチエットと；
   該ハウジング内に回転不能に固定され且つ軸方向動の自由度を有するラチエットであって、該スピンドルを取り囲み、該回転ラチエット歯に対面した歯を有している斯ゝる固定ラチエットと；
   該固定ラチエットと該ハウジングの間に、配置されて当該固定ラチエットを該回転ラチエットの方へ付勢する弾性偏倚手段と；
   該固定ラチエットと該回転ラチエットの間に配置されたカム手段であって、少くとも該スピンドルが該ハウジング後端に向けて移動する時に、当該両ラチエットが相互係合するのでそれにより回転中の該スピンドルに往復動作を付与する、第１の位置と、該両ラチエットの相互係合を阻止する第２の位置とを有する斯ゝる第１のカム手段と；及び
   該固定ラチエットと該ハウジングの間に配置されたカム手段であって、該ハウジング内で該固定ラチエットの後方移動を実質的に阻止する第１の位置と、該固定ラチエットの該偏倚手段に抗した後方移動を許容する第２の位置を有している斯ゝる第２カム手段と；
   を具備するように構成された動力工具のハンマー機構。
2. 該第１、第２カム手段の各々が該スピンドルを取り囲むリングを含み、且つ該第１のカム手段と該第２のカム手段が共に、それぞれの胸壁とを有しており；
   該固定ラチェットが、該第１のカム手段の胸壁に対面する胸壁と、該第２のカム手段の胸壁に対面する胸壁とを有しており；
   該第１のカム手段の胸壁は該第２の位置において、該固定ラチェットの該対面する胸壁と合致し、該第１の位置において、該固定ラチェット２０５の該対面する胸壁と相互に歯合しており；更に
   該第２のカム手段の胸壁は該第１の位置において、該固定ラチェット２０５の該対面する胸壁と合致し、該第２の位置において、該固定ラチェットの該対面する胸壁と相互に歯合する、請求項１に記載のハンマー機構。
3. 少くとも該第１カム手段の胸壁が傾側壁を有し、該カムリングの回動だけで以って該第１、第２位置間の移動が充分可能になるようにした、請求項２に記載のハンマー機構。
4. 該弾性偏倚手段が該固定ラチエットと該第２カム手段の間に配置されている、請求項１−３のいづれか１項に記載のハンマー機構。
5. 該第２カム手段が該ハウジングの端部キャップに対して押圧されており、当該端部キャップと該第２カム手段が両者間において、該第１、第２位置のいづれにおいても、該第２カム手段を解放可能に保留する回り止め手段を有している、請求項４に記載のハンマー機構。
6. 操作手段が該第１、第２カム手段を共に起動するように作動し；
   該回り止め手段が該第１のカム手段が第２の位置で、該第２カム手段が第１の位置にある状態と；
   該第１のカム手段が第１の位置で、該第２のカム手段が第２の位置にある状態と；及び
   該第１のカム手段が第１の位置で該第２のカム手段が第２の位置にある状態と；
   の少くとも３種の位置を有している、請求項５に記載のハンマー機構。
7. 該操作手段が請求項６に特定された順序で該カム手段を起動するようにした、請求項６に記載のハンマー機構。
8. 該操作手段が該ハウジングのスロットを通じて延出している、該リングの各々に配設されたノブを起動する、請求項６及び７のいづれかに記載のハンマー機構。
9. 該回り止め手段が該端部キャップと該第２カム手段に設けた凹所に受容されたボールを含む、請求項５−８のいづれか１項に記載のハンマー機構。
10. 該固定ラチエットが該ハウジングのスロットに係合して、該ハウジング内に当該固定ラチエットを回転可能に係留し、且つ該回転ラチエットの方への当該固定ラチエットの軸方向動を制限するように作用する脚部を有している、請求項１−９のいづれか１項に記載のハンマー機構。
11. 該第２カム手段が該第１位置にあるときに、該第２カム手段と該固定ラチエットの間に回転中の該第２カム手段の軸方向動と該回り止め手段の係合離脱を許容するだけの間隙が存在する、請求項９或いは１０に記載のハンマー機構。
12. 請求項１−１１のいづれか１項に記載のハンマー機構を組込んだ動力工具。
13. 請求項６に記載のハンマー機構を組込んだ動力工具であって、当該動力工具のハウジング内に配位して、該ハンマー機構を取り囲む回転自在のノーズリングを含んで成り、該操作手段が該ノーズリングに設けたチアネルを含む、請求項１２に記載の動力工具。

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