JP2009066710A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】打撃工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の吸収構造に関しコンパクト化と耐久性の向上を図る。
【解決手段】打撃工具は、工具本体と、ハンマ作動部材１１９，１４５と、打撃子１４３と、ハンマ作動部材がハンマ作業をする際に、反力伝達位置において、ハンマ作動部材からの反力が伝達されるとともに、当該伝達された反力によって反力伝達位置からハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向へと移動するウェイト部１６３と、弾性変形可能な弾性要素１６５と、を有する。弾性要素１６５は、ウェイト部１６３が反力が伝達される前の第１の状態となるように付勢力を作用し、ウェイト部１６３が反力によって第１の状態から第２の状態へと変化する際、ウェイト部１６３に押されて弾性変形することで当該ウェイト部１６３に伝達された反力を吸収する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工材に直線状のハンマ作業を行う打撃工具において、ハンマ作業の際に被加工材から受ける反力を緩和する技術に関する。

打撃工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力（反力）を緩和する技術が、特開２００７−５０４９５号公報（特許文献１）に開示されている。公報に記載の打撃工具は、ハンマ作業時において、インパクトボルトに対して当接状態に置かれるウェイトと、当該ウェイトをインパクトボルトに当接させる方向に付勢するコイルバネによって構成される衝撃吸収機構を備えている。衝撃吸収機構は、打撃動作後のビットの跳ね返りによってインパクトボルトに後方へと向かう反力が作用したとき、ウェイトがインパクトボルトから伝達される反力によって後方へと移動し、当該ウェイトの移動によってコイルバネが後方へと弾性変形するように構成されている。

上記公報に記載の衝撃吸収機構によれば、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力を、ウェイトの後方への移動と、当該ウェイトの移動によるコイルバネの弾性変形によって吸収し、打撃工具の低振動化を実現することが可能となる。しかしながら、公報に記載の衝撃吸収機構は、衝撃力吸収構造の構築に関し更なる改良の余地がある。
特開２００７−５０４９５号公報

本発明は、打撃工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の吸収構造に関し改良された技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係る打撃工具の好ましい形態は、工具本体と、工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、ハンマ作動部材の長軸方向に直線運動することでハンマ作動部材に打撃作用を加える打撃子とを有する。なお、本発明における「所定のハンマ作業」とは、ハンマ作動部材が直線状の打撃動作のみを行うハンマ作業のみならず、直線状の打撃動作と周方向の回転動作とを行うハンマドリル作業を包含する。また、本発明における「ハンマ作動部材」とは、典型的には、工具ビット及び当該工具ビットに当接した状態で打撃力を伝達するインパクトボルトがこれに該当する。

本発明に係る打撃工具は、ハンマ作動部材が被加工材にハンマ作業をする際に、ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介してハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からの反力が伝達されるとともに、当該伝達された反力により反力伝達位置からハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向へと移動するウェイト部と、弾性変形が可能な弾性要素と、を有する。そしてウェイト部は、反力が伝達される前の第１の状態と、反力の伝達によってハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向へと移動される第２の状態との間で状態が変化する構成とされる。一方、弾性要素は、ウェイト部が第１の状態となるように付勢力を作用し、ウェイト部が反力によって第１の状態から第２の状態へと変化する際、ウェイト部に押されて弾性変形することで当該ウェイト部に伝達された反力を吸収する構成とされる。なお、本発明における「異なる方向」とは、例えばハンマ作動部材の径方向、あるいは径方向成分を含む斜め後方のみならず、ハンマ作動部材の長軸方向以外の方向の全てを包含する。また、本発明における「弾性要素」としては、典型的にはバネがこれに該当するが、ゴムを適用してもよい。

ハンマ作業時において、ハンマ作動部材は打撃動作後に被加工材から反力を受けて跳ね返る。本発明によれば、ハンマ作動部材が被加工材から受ける反力につき、ウェイト部が当該ハンマ作動部材に直接に当接した状態に置かれるか、または硬質の金属製の介在物を介して当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からウェイト部へと伝達される構成としたものであり、当該反力がほぼ１００％伝達されることになる。換言すれば、ハンマ作動部材とウェイト部との間で運動量が交換される形態での反力の伝達であり、この反力の伝達によりウェイト部は、ハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向へと移動する。そして当該方向へとウェイト部の反力は、当該ウェイト部が弾性要素を弾性変形させることで吸収される。すなわち、本発明によれば、ハンマ作動部材に生ずる跳ね返りによる反力を、ウェイト部のハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向への移動と、当該ウェイト部の移動による弾性要素の弾性変形によって吸収することができ、これにより打撃工具の低振動化が実現される。
本発明によれば、ウェイト部を、ハンマ作動部材の長軸方向、すなわち打撃方向とは異なる方向に作動させる構成としたことにより、ウェイト部及び弾性要素によって構成される衝撃吸収機構のハンマ作動部材長軸方向に関するコンパクト化が達成される。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ウェイト部は、ハンマ作動部材の外側に周方向に沿って互いに横並びに配置された少なくとも２個の錘によって構成されており、各錘は、ハンマ作動部材から反力が伝達されたとき、当該反力によってハンマ作動部材の長軸方向と交差する方向へと移動される構成とした。なお、本発明における「交差する方向」とは、典型的にはハンマ作動部材の外径方向がこれに該当するが、外径方向成分を含めば足りる。従って、本発明における「弾性要素」は、好ましくは少なくとも２個の錘の外側（外周）に配置されて各錘を一括して内径方向に付勢する略Ｃリング状の板バネによって構成される。しかし、弾性要素は、錘毎に付勢する構成であっても構わない。なお、本発明において、錘をハンマ作動部材の長軸方向と交差する方向へ移動させる形態としては、典型的にはハンマ部材に対するウェイト部の直接または介在物を介しての当接がテーパ面を介することで可能とされる。
本発明によれば、ハンマ作動部材の外側に配置された錘を、当該ハンマ作動部材の外側（外径側）の空間を利用して作動することが可能となる。このため、衝撃吸収機構のハンマ作動部材長軸方向に関するより一層のコンパクト化が達成される。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ウェイト部は、ハンマ作動部材の周方向及び長軸方向に配置された多数のビーズ状の錘によって構成されている。多数の錘は、一部の錘がハンマ作動部材に当接しつつ隣接するもの同士が互いに接触するように弾性要素によって付勢されており、そしてハンマ作動部材からの反力が一部の錘に伝達されたとき、当該反力が伝達された一部の錘を起点にして互いに接触する錘へと反力が順次伝達され、これにより個々の錘がランダムな方向に移動されつつ、錘全体としては弾性要素を弾性変形させる方向へと移動される構成とした。なお、本発明における「ビーズ状の錘」は、典型的には鋼球がこれに該当するが、球形に限らず、多面体、紡錘形等、その他の形状を広く包含する。また、本発明における「弾性要素」の変形方向は、典型的にはハンマ作動部材の長軸方向に設定される。
本発明によれば、ウェイト部を多数の錘で構成したことにより、ハンマ作動部材から伝達される反力が各錘へと分散するとともに、隣接する錘相互間で反力が伝達する際のロスが増える。これにより、反力の減衰効果が向上し、弾性要素に作用する反力を小さくできる。その結果、当該弾性要素の耐久性を向上することが可能となる。

本発明によれば、打撃工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の吸収構造に関し改良された技術が提供されることとなった。

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態につき、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、打撃工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。図１は本実施の形態に係る電動式ハンマドリルの全体構成を示す側断面図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時を示している。図１に示すように、本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３と、当該本体部１０３の先端領域（図示左側）にツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられたハンマビット１１９と、本体部１０３のハンマビット１１９の反対側に連接された使用者が握るハンドグリップ１０９とを主体として構成されている。本体部１０３は、本発明における「工具本体」に対応する。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７によってその長軸方向への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される。なお説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前、ハンドグリップ１０９側を後という。

本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、駆動機構としての運動変換機構１１３、打撃要素１１５及び動力伝達機構１１７を収容したギアハウジング１０７とによって構成されている。駆動モータ１１１の回転出力は、運動変換機構１１３によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１１５に伝達され、当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の長軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。また駆動モータ１１１の回転出力は、動力伝達機構１１７によって適宜減速された上でハンマビット１１９に伝達され、当該ハンマビット１１９が周方向に回転動作される。ハンドグリップ１０９は、側面視で概ねコの字形に形成されるとともに、下端側が回動軸１０９ａを介してモータハウジング１０５の後端下部に前後方向に回動可能に連接され、上端側が振動吸収用の弾性バネ１０９ｂを介してモータハウジング１０５の後端上部に連接されている。これによって、本体部１０３からハンドグリップ１０９への振動の伝達が低減されている。

運動変換機構１１３は、クランク機構を主体として構成される。クランク機構は、駆動モータ１１１によって回転駆動されることによって当該クランク機構の最終可動部材を構成する駆動子としてのピストン１２９がハンマビット長軸方向に直線動作するように構成される。一方、動力伝達機構１１７は、複数のギアからなるギア減速機構を主体として構成され、駆動モータ１１１の回転力をツールホルダ１３７に伝達する。これによりツールホルダ１３７が鉛直面内にて回転され、それに伴い当該ツールホルダ１３７により保持されたハンマビット１１９が回転する構成とされる。

本発明の主要部を示す図２において、打撃要素１１５は、ピストン１２９とともにシリンダ１４１のボア内壁に摺動自在に配置されたストライカ１４３を主体に構成される。ストライカ１４３は、本発明における「打撃子」に対応する。ストライカ１４３は、ピストン１２９の摺動動作に伴うシリンダ１４１の空気室１４１ａの空気バネを介して駆動され、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置された中間子としてのインパクトボルト１４５に衝突（打撃）し、当該インパクトボルト１４５を介してハンマビット１１９に打撃力を伝達する。インパクトボルト１４５及びハンマビット１１９は、本発明における「ハンマ作動部材」に対応する。インパクトボルト１４５は、長軸方向前側に形成された、ツールホルダ１３７の筒孔内周面に密接状に嵌合する大径部１４５ａと、ツールホルダ１３７の筒孔内周面との間に所定大の空間を形成するための第１小径部１４５ｂと、後述する位置決め部材１５１が遊嵌状に嵌合するとともに、ストライカ１４３によって打撃される第２小径部１４５ｃとを有する。なお、第１小径部１４５ｂと第２小径部１４５ｃの間には、それらよりも大径で、かつ前面側と後面側のそれぞれにテーパ面を有する中径部１４５ｄが形成され、また大径部１４５ａと中間小径部１４５ｂとの間にはテーパ面１４５ｅが形成されている。また、大径部１４５ａのハンマビット１１９の後端面に対する当接面は、凸状の球面とされている。

ハンマドリル１０１は、インパクトボルト１４５とシリンダ１４１との間に介在状に配置され、使用者が本体部１０３に前方への押圧力を加えてハンマビット１１９を被加工材に押し付けた図１に示す負荷時において、被加工材に対する本体部１０３の位置決めをなす位置決め部材１５１を有する。位置決め部材１５１は、ハンマビット１１９とともに後方（ピストン１２９側）へと押し込まれる際、当該インパクトボルト１４５と、ギアハウジング１０７に対して少なくとも後方への移動が規制された状態に置かれるシリンダ１４１との間において、それら双方に当接して被加工材に対し本体部１０３を位置決めする。位置決め部材１５１は、リング状に形成されたゴム製のラバーリング１５３と、当該ラバーリング１５３の長軸方向前面側に接合された硬質の前金属座金１５５と、ラバーリング１５３の長軸方向後面側に接合された硬質の後金属座金１５７とからなるユニット部品であり、インパクトボルト１４５の第２小径部１４５ｃに遊嵌状に嵌合されている。

本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、被加工材に対するハンマ作業時において、打撃動作後のハンマビット１１９の跳ね返りによる衝撃力（反力）を吸収するために、ハンマビット長軸方向において、インパクトボルト１４５と当接するウェイト部１６３と、当該ウェイト部１６３をインパクトボルト１４５に当接させて当該インパクトボルト１４５からの反力の伝達を可能とするように付勢力を作用する板バネ１６５とを有する。ウェイト部１６３は、本発明における「ウェイト部」に対応し、板バネ１６５は、本発明における「弾性要素」に対応する。これらウェイト部１６３と板バネ１６５４によって衝撃吸収機構１６１が構成されており、当該衝撃吸収機構１６１は、インパクトボルト１４５における第１小径部１４５ｂの外側に配置される。

ウェイト部１６３は、半割り筒状に形成された硬質金属製の２個の錘１６３ａ，１６３ｂによって構成される。２個の錘１６３ａ，１６３ｂは、インパクトボルト１４５の第１小径部１４５ｂの外側に、当該第１小径部１４５ｂを囲むように周方向に横並びに配置され、これにより略円筒状のウェイト部１６３を構成する。板バネ１６５は、長軸方向の切れ目を有する略Ｃ型リング状に形成され、２個の錘１６３ａ，１６３ｂを内径方向に付勢するべく、当該２個の錘１６３ａ，１６３ｂの外面に所定の初期荷重が掛けられた状態で嵌合されている。これにより、ウェイト部１６３を構成する２個の錘１６３ａ，１６３ｂは、板バネ１６５による付勢力を受けた状態で外径方向への移動可能に構成されている。上記の外径方向が本発明における「長軸方向と異なる方向」に対応する。なお、板バネ１６５は、各錘１６３ａ，１６３ｂの外周面に形成された周方向の凹溝に嵌合されることで当該錘１６３ａ，１６３ｂに対する長軸方向の相対移動が規制されており、これにより２個の錘１６３ａ，１６３ｂ相互の長軸方向の相対位置が一定に保持されている。

また、各錘１６３ａ，１６３ｂは、長軸方向端面がそれぞれテーパ面に形成され、前側のテーパ端面がインパクトボルト１４５のテーパ面１４５ｅに当接され、後側のテーパ端面がゴムリング１６４を介してインパクトボルト１４５の中径部１４５ｄの前側テーパ面に面接触状態で当接されている。かくして、２個の錘１６３ａ，１６３ｂは、板バネ１６５によって内径方向の付勢力を受けた状態で長軸方向の各端面がインパクトボルト１４５に対して当接された状態、すなわち反力の伝達を可能とする初期状態に置かれる。初期状態は、本発明における「第１の状態」に対応する。各錘１６３ａ，１６３ｂの前側端面がインパクトボルト１４５のテーパ面１４５ｅに当接する位置は、本発明における「反力伝達位置」に対応する。なお、ゴムリング１６４は、インパクトボルト１４５からウェイト部１６３への反力伝達時において、ウェイト部１６３からインパクトボルト１４５への応力波の伝達を吸収する一方、打撃動作時におけるインパクトボルト１４５からウェイト部１６３への応力波の伝達を吸収する粘弾性部材として設けられている。

次に上記のように構成されるハンマドリル１０１の作用について説明する。ハンドグリップ１０９に装着されたトリガ１０９ｃが引き操作され、駆動モータ１１１が通電駆動されると、その回転出力により、運動変換機構１１３を構成するクランク機構のピストン１２９がシリンダ１４１内を直線状に摺動動作される。ピストン１２９の摺動動作に伴うシリンダ１４１内の空気バネの作用により、ストライカ１４３はシリンダ１４１内を直線運動してインパクトボルト１４５に衝突（打撃）することで、その運動エネルギをハンマビット１１９へと伝達する。一方、駆動モータ１１１の回転出力は、動力伝達機構１１７を構成するギア減速機構を介してツールホルダ１３７に伝達される。これによりツールホルダ１３７及び当該ツールホルダ１３７にて保持されるハンマビット１１９が一体状に回転される。かくして、ハンマビット１１９が長軸方向の打撃動作と周方向の回転動作を行い、被加工材にハンマドリル作業を遂行する。

さて、上記作業は、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられ、ハンマビット１１９及びツールホルダ１３７が後方へと押し込まれた状態で行われる。図１及び図２にこの状態が示される。ツールホルダ１３７の後方への押し込みによってインパクトボルト１４５が後方へ押され、位置決め部材１５１を介してシリンダ１４１の前端部に当接される。すなわち、ハンマビット１１９の押し込み力は、本体部１０３側部材であるシリンダ１４１によって受けられ、これによって被加工材に対して本体部１０３が位置決めされ、この状態でハンマドリル作業が遂行されることになる。

そして、ハンマビット１１９の被加工材に対する打撃動作後、当該ハンマビット１１９には被加工材からの反力によって跳ね返りが生ずる。この跳ね返りによってインパクトボルト１４５に後方に向う反力が作用する。このとき、ウェイト部１６３の錘１６３ａ，１６３ｂがインパクトボルト１４５のテーパ面１４５ｅに当接している。このため、インパクトボルト１４５の反力は、ウェイト部１６３に伝達される。換言すれば、インパクトボルト１４５とウェイト部１６３との間で運動量が交換される。このような反力の伝達によりインパクトボルト１４５は、反力伝達位置にほぼ静止した状態に置かれ、一方、ウェイト部１６３の２個の錘１６３ａ，１６３ｂは、図２及び図３に示す初期状態から外径方向（外側）へと移動する。すなわち、２個の錘１６３ａ，１６３ｂは、インパクトボルト１４５に対し当該インパクトボルト１４５の長軸方向と傾斜するテーパ面を介して当接されているため、当該錘１６３ａ，１６３ｂに伝達される反力の径方向成分によって外径方向（外側）へと移動される。錘１６３ａ，１６３ｂの外径方向への移動状態が、本発明における「第２の状態」に対応する。そして外径方向へと移動する錘１６３ａ，１６３ｂによって板バネ１６５が外径方向に広がるように弾性変形する。この状態が図４に示される。

本実施の形態においては、球面状に伝播する応力波の特性を利用し、ウェイト部１６３の移動方向を径方向としたものである。すなわち、ハンマビット１１９の跳ね返りによってインパクトボルト１４５の先端に後ろ向きの反力が作用したとき、ハンマビット１１９との当接部位（軸中心）を起点としてインパクトボルト１４５に生じた応力波は、ボルト内部を後方に向って球面状に伝播後、インパクトボルト１４５の長軸方向と傾斜するテーパ面１４５ｅに対しテーパ面を介して当接する錘１６３ａ，１６３ｂへと伝達する。このようにテーパ面を経て応力波が伝達されることで、応力波の伝播がスムーズに行われ、錘１６３ａ，１６３ｂは、当該伝達された応力波の径方向成分によって外径方向へと効率よく移動される。

かくして、ハンマビット１１９及びインパクトボルト１４５に生ずる跳ね返りによる反力は、ウェイト部１６３の外径方向への移動と、当該ウェイト部１６３の移動による板バネ１６５の弾性変形によって効率よく吸収されることになり、ハンマドリル１０１の低振動化が実現される。
なお、上記の反力伝達時において、インパクトボルト１４５の反力がテーパ面を経てウェイト部１６３に伝達されることに伴い当該ウェイト部１６３には、反力の長軸方向成分が後ろ向きに作用する。しかしこの後ろ向きの力は、ゴムリング１６４が撓むことによって吸収される。すなわち、ゴムリング１６４は、インパクトボルト１４５からウェイト部１６３に伝達された反力が再びインパクトボルト１４５に伝達することを抑えることができる。

本実施の形態によれば、半割り筒状の２個の錘１６３ａ，１６３ｂによってウェイト部１６３を構成するとともに、２個の錘１６３ａ，１６３ｂの外周面に嵌合した略Ｃ型リング状の板バネ１６５によって内径方向（内側）に付勢することによって衝撃吸収機構１６１を構成している。すなわち、衝撃吸収機構１６１の作動方向を、ハンマビット長軸方向と交差する外径方向に作動させる構成としたことにより、当該衝撃吸収機構１６１をハンマビット長軸方向においてコンパクト化することが可能となる。
また、本実施の形態では、インパクトボルト１４５に、ハンマビット１１９と当接する先端領域（大径部１４５ａ）よりも小径の第２小径部１４５ｂを設定し、その中間第２小径部１４５ｂの外側に衝撃吸収機構１６１を配置する構成としている。このため、ツールホルダ１３７の径方向寸法を広げることなく衝撃吸収機構１６１を配置することが可能となる。

（本発明の第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態につき、図５及び図６を参照しつつ説明する。衝撃吸収機構１６１に関する変形例であり、この点以外については、前述した第１の実施形態と同様に構成される。本実施の形態に係る衝撃吸収機構１６１は、図５に示すように、硬質金属製の多数の鋼球１７３ａにより構成されるウェイト部１７３と、鋼球１７３ａを収容するケース１７４と、ケース１７４内の隣接する鋼球１７３ａが互いに接触（当接）して反力を伝達することが可能な状態、すなわち初期状態となるように付勢力を作用するコイルバネ１７５を主体として構成される。多数の鋼球１７３ａは、本発明における「多数のビーズ状の錘」に対応し、ウェイト部１７３は、本発明における「ウェイト部」に対応する。また、コイルバネ１７５は、本発明における「弾性要素」に対応し、また初期状態は、本発明における「第１の状態」に対応する。

ケース１７４は、例えば、径の異なる２つの筒を同心状に配置することで内外の筒間にリング状の収容空間が形成された、ハンマビット長軸方向に延びる筒状体によって構成される。なお、２つの筒は、鋼球１７３ａよりもヤング率の低い（小さい）材質、例えば樹脂あるいはゴム等によって形成される。また、２つの筒は、必要に基づき周方向の適宜領域において、互いに結合されて一体化される。リング状の収容空間は、ハンマビット長軸方向において、各端がそれぞれ開口されている。

上記のように構成されたケース１７４は、シリンダ１４１とツールホルダ１３７との間のリング状の空間に配置される。そして、ケース１７４の収容空間に収容された鋼球１７３ａは、収容空間の前側開口部を通して位置決め部材１５１の前金属座金１５５の後端面に臨んでいる。すなわち、前金属座金１５５については、位置決め部材１５１を構成する他の部材である、ラバーリング１５３及び後金属座金１５７よりも外径が大径に形成されており、その外張り出し領域において、収容空間の前側開口部に位置する幾つかの鋼球１７３ａと当接する構成とされる。一方、収容空間の後側開口部には、硬質金属製の蓋板１７７が配置されている。蓋板１７７は、鋼球１７３ａのハンマビット長軸方向の移動をコイルバネ１７５に伝える中継部材として備えられ、ケース１７４に対し当該ケース１７４の長軸方向（ハンマビット長軸方向）に相対移動可能に嵌合され、その内面（前面）が後側開口部に位置する幾つかの鋼球１７３ａに当接されている。

コイルバネ１７５は、シリンダ１４１とツールホルダ１３７間の空間において、蓋板１７７とツールホルダ１３７との間に所定の初期荷重が掛けられた状態で弾発状に介在されている。すなわち、コイルバネ１７５は、ケース１７４の後方位置に配置され、長軸方向の一端（後端）がツールホルダ１３７に止着されたバネ受リング１７９に当接され、長軸方向の他端（前端）が蓋板１７７に当接されている。これにより、コイルバネ１７５は、蓋板１７７を介してケース１７４内の多数の鋼球１７３ａに対し、隣接する鋼球１７３ａ同士の当接状態が維持され、かつ前側開口部に位置する鋼球１７３ａが位置決め部材１５１の前金属座金１５５を介してインパクトボルト１４５のテーパ面１４５ｅに当接するように初期荷重で付勢する。かくして、鋼球１７３ａは、反力の伝達を可能とする初期状態に置かれる。鋼球１７３ａが前金属座金１５５を介してインパクトボルト１４５に当接する位置が、本発明における「反力伝達位置」に対応する。

本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、上記のように構成されている。ハンマドリル１０１によるハンマドリル作業は、ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられた状態で行われる。ツールホルダ１３７の後方への押し込みによってインパクトボルト１４５が後方へ押され、位置決め部材１５１の前金属座金１５５に当接されるとともに、後金属座金１５７がシリンダ１４１の前端部に当接される。すなわち、ハンマビット１１９の押し込み力は、本体部１０３側部材であるシリンダ１４１によって受けられ、これによって被加工材に対して本体部１０３が位置決めされ、この状態でハンマドリル作業が遂行されることになる。このとき、前述したように、ケース１７４の前側に位置する鋼球１７３ａが位置決め部材１５１の前金属座金１５５の後面に当接されている。この状態が図５に示される。

この状態で、ハンマビット１１９による被加工材に対する打撃動作が行われ、それに伴い当該ハンマビット１１９に被加工材からの反力によって跳ね返りが生ずると、この跳ね返りによってインパクトボルト１４５に後方に向う反力が作用する。このとき、ウェイト部１７３の鋼球１７３ａが位置決め部材１５１の前金属座金１５５を介してインパクトボルト１４５に当接しているため、インパクトボルト１４５の反力は、当該前金属座金１５５を介して鋼球１７３ａに伝達される。この反力の伝達によって鋼球１７３ａに生じた応力波の伝播状態が図６の模式図で示される。図６（Ｉ）に示すように、前金属座金１５５から反力が鋼球Ａに伝達されることで当該鋼球Ａに発生した応力波（円弧線参照）は、前金属座金１５５との当接点（図示の黒点）を起点にして鋼球内部を球面状に伝播後、当該鋼球Ａに当接する隣接の鋼球Ｂ及びＣへと伝播し、同様に鋼球Ｂ及びＣに当接する鋼球Ｄへと伝播する。このように応力波が順次伝播することで各鋼球Ａ〜Ｄは、応力波の伝播方向（矢印方向）へと移動する。この状態が図６（II）に示される。

すなわち、本実施の形態によれば、ケース１７４内の鋼球１７３ａは、インパクトボルト１４５側から反力が伝達されると、当該ケース１７４内においてランダムな方向へと移動しつつ鋼球全体としては、後方へと移動される。そして、このような鋼球１７３ａの移動は、蓋板１７７を後方へと移動させ、これにより当該移動された蓋板１７７によりコイルバネ１７５が押されて弾性変形する。鋼球１７３ａのランダムな移動方向は、本発明における「異なる方向」に対応し、鋼球１７３ａのランダムな方向への移動状態は、本発明における「第２の状態」に対応する。
かくして、ハンマビット１１９及びインパクトボルト１４５に生ずる跳ね返りによる反力は、ケース１７４内に収容された多数の鋼球１７３ａのランダムな方向の移動と、当該移動に基づくコイルバネ１７５の後方への弾性変形によって効率よく吸収され、ハンマドリル１０１の低振動化が実現される。

本実施の形態によれば、多数の鋼球１７３ａを用いてウェイト部１６３を構成したことにより、隣接する鋼球１７３ａ間で反力（応力波）が伝播する際のロスが多くなり、減衰効果が高くなるとともに、応力波が多数の鋼球１７３ａ間で多方向にランダムに伝播するため、コイルバネ１７５に加わる反力が小さくなる。その結果、コイルバネ１７５の寿命を延ばすことができる。また、コイルバネ１７５に加わる反力が小さくなることに伴い弾性変形量も少なくなり、その分、コイルバネ１７５のハンマビット長軸方向長さを短くしてコンパクト化を図ることが可能となる。

なお、上述した実施の形態は、打撃工具としてハンマドリル１０１を例にとって説明しているが、ハンマドリル１０１に限らず、ハンマに適用できることは当然である。また、上述した実施の形態は、ウェイト部１６３，１７１に対する反力の伝達経路につき、インパクトボルト１４５からウェイト部１６３，１７１に伝達する方式としたが、ハンマビット１１９からウェイト部１６３．１７１に伝達する方式に変更してもよい。

また、上述した実施の形態では、ハンマビット１１９を直線状に駆動するために、駆動モータ１１１の回転出力を直線運動に変換する運動変換機構１１３としてクランク機構を用いて説明したが、クランク機構に限られるものではなく、例えば軸方向に揺動運動を行うスワッシュプレート（斜板）を利用する運動変換機構を用いることが可能である。

なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することが可能である。
（態様１）
「請求項２に記載の打撃工具であって、
前記弾性要素は、前記少なくとも２個の錘の外側に配置され、それら各錘を内径方向に付勢する板バネによって構成されていることを特徴とする打撃工具。」
態様１に記載の発明によれば、単一の板バネを用いて複数の錘を付勢することができるため、合理的である。

本発明の第１の実施形態に係る電動式のハンマドリルの全体構成を示す側断面図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時を示している。 本発明の主要部を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図であり、衝撃吸収機構の作動前を示す。 図２のＡ−Ａ線断面図であり、衝撃吸収機構の作動状態を示す。 本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収機構を示す断面図である。 多数の鋼球間での応力波の伝播を説明する模式図である。

符号の説明

１０１ ハンマドリル（打撃工具）
１０３ 本体部（工具本体）
１０５ モータハウジング
１０７ ギアハウジング
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ 回動軸
１０９ｂ 弾性バネ
１０９ｃ トリガ
１１１ 駆動モータ
１１３ 運動変換機構
１１５ 打撃要素
１１７ 動力伝達機構
１１９ ハンマビット（ハンマ作動部材）
１２９ ピストン
１３７ ツールホルダ
１４１ シリンダ
１４１ａ 空気室
１４３ ストライカ（打撃子）
１４５ インパクトボルト（ハンマ作動部材）
１４５ａ 大径部
１４５ｂ 第１小径部
１４５ｃ 第２小径部
１４５ｄ 中径部
１４５ｅ テーパ面
１５１ 位置決め部材
１５３ ラバーリング
１５５ 前金属座金（介在物）
１５７ 後金属座金
１６１ 衝撃吸収機構
１６３ ウェイト部
１６３ａ 錘
１６４ ゴムリング
１６５ 板バネ（弾性要素）
１７３ ウェイト部
１７３ａ 鋼球（ビーズ状の錘）
１７４ ケース
１７５ コイルバネ（弾性要素）
１７７ 蓋板
１７９ バネ受リング

Claims (3)

1. 工具本体と、
   前記工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、
   前記ハンマ作動部材の長軸方向に直線運動することで当該ハンマ作動部材に打撃作用を加える打撃子と、
   前記ハンマ作動部材が前記被加工材にハンマ作業をする際に、前記ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介して前記ハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、前記ハンマ作動部材からの反力が伝達されるとともに、当該伝達された反力によって前記反力伝達位置から前記ハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向へと移動するウェイト部と、
   弾性変形が可能な弾性要素と、を有し、
   前記ウェイト部は、前記反力が伝達される前の第１の状態と、前記反力の伝達によって前記ハンマ作動部材の長軸方向と異なる方向へと移動される第２の状態との間で状態が変化する構成とされ、
   前記弾性要素は、前記ウェイト部が前記第１の状態となるように付勢力を作用し、前記ウェイト部が前記反力によって前記第１の状態から前記第２の状態へと変化する際、前記ウェイト部に押されて弾性変形することで当該ウェイト部に伝達された反力を吸収することを特徴とする打撃工具。
2. 請求項１に記載の打撃工具であって、
   前記ウェイト部は、前記ハンマ作動部材の外側に周方向に沿って互いに横並びに配置された少なくとも２個の錘によって構成されており、前記各錘は、前記ハンマ作動部材から反力が伝達されたとき、当該反力によって前記ハンマ作動部材の長軸方向と交差する方向へと移動される構成としたことを特徴とする打撃工具。
3. 請求項１に記載の打撃工具であって、
   前記ウェイト部は、前記ハンマ作動部材の周方向及び長軸方向に配置された多数のビーズ状の錘によって構成され、多数の錘は、一部の錘が前記ハンマ作動部材に当接しつつ隣接するもの同士が互いに接触するように前記弾性要素によって付勢されており、前記ハンマ作動部材からの反力が前記一部の錘に伝達されたとき、当該反力が伝達された一部の錘を起点にして互いに接触する錘へと反力が順次伝達され、これにより個々の錘がランダムな方向に移動されつつ、錘全体としては前記弾性要素を弾性変形させる方向へと移動される構成としたことを特徴とする打撃工具。

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