JP2012171063A - 打撃工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】動作モードの切替のための構成をより簡単にして、部品点数の増加を抑え、製品の小型化が図られ、且つ操作性に優れ、安定した切替動作を容易に行うことができる打撃工具の提供。
【解決手段】運動変換ハウジング31内には、ピニオンギヤ23の先端側において、出力軸22と平行に延びる回転伝達軸51が回転可能に支承されている。回転伝達軸51の下端部には、ピニオンギヤ23と噛合する第2ギヤ52が、ワンウェイクラッチ53を介して同軸的に配置されている。ワンウェイクラッチ53により、電動モータ21が一の方向に回転するときには回転駆動力を先端工具16へ伝達可能とし、電動モータ21が一の方向とは反対の方向である他の方向に回転するときには回転駆動力を先端工具16へ伝達不能とする。
【選択図】図1
【解決手段】運動変換ハウジング31内には、ピニオンギヤ23の先端側において、出力軸22と平行に延びる回転伝達軸51が回転可能に支承されている。回転伝達軸51の下端部には、ピニオンギヤ23と噛合する第2ギヤ52が、ワンウェイクラッチ53を介して同軸的に配置されている。ワンウェイクラッチ53により、電動モータ21が一の方向に回転するときには回転駆動力を先端工具16へ伝達可能とし、電動モータ21が一の方向とは反対の方向である他の方向に回転するときには回転駆動力を先端工具16へ伝達不能とする。
【選択図】図1
Description
本発明は先端工具が打撃及び回転する打撃工具に関する。
先端工具が打撃及び回転する打撃工具が従来より知られている。打撃工具は外枠部材たるハウジングを有しており、ハウジング内にはシリンダが設けられている。シリンダ内には、ビストンと打撃子とが設けられており、ピストンと打撃子との間には空気室が形成されている。シリンダには、空気室と外気とを連通させる呼吸孔が形成されている。シリンダ外周には、呼吸孔を閉塞または開放するスライドスリーブと、モータの回転駆動力をシリンダに伝達または遮断する連結部材と、シリンダの回転を抑止する回転係止部材とが、シリンダの軸方向に移動可能に配置されている。
また、外枠部材には切替部材が回転可能に設けられており、切替部材を回動させることにより、切替部材に設けられた偏心ピン及びカム軸を介して、スライドスリーブと連結部材と回転係止部材とをシリンダ軸方向に移動可能である。
シリンダの軸方向へのスライドスリーブの移動により、シリンダの呼吸孔を閉塞または開放してピストンから打撃子への打撃力を伝達または遮断するように構成されており、また、シリンダの軸方向における連結部材の移動により、モータからシリンダへの回転駆動力を伝達または遮断する。回転駆動力が遮断されたときには、回転係止部材及び連結部材のシリンダ軸方向への移動により、回転係止部材に設けられた凹凸部を連結部材と係合させることでシリンダが回転しないように固定する。このようにして切替部材により動作モードの切替を行うことができる。このような構成の打撃工具は、特許第4446248号公報(特許文献1)に記載されている。
上述した従来の打撃工具では、動作モードの切替のために部品点数の多い切替部材を設けていたため、部品点数の増加により製品の大型化に繋がっていた。また、切替部材を構成する部品形状や打撃工具の内部構成が複雑となり、動作モードの切替動作をより安定させることが要求されていた。
そこで本発明では、動作モードの切替のための構成をより簡単にして、部品点数の増加を抑え、製品の小型化が図られ、且つ操作性に優れ、安定した切替動作を容易に行うことができる打撃工具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に配置されたモータと、該モータの回転駆動力を往復運動に変換し、該ハウジングに対して回転可能且つ往復運動可能に支持された工具へ打撃力として伝達する運動変換打撃伝達部と、該モータの回転駆動力を該工具へ回転駆動力として伝達して該工具を回転させる回転力伝達部と、を備える打撃工具であって、該回転力伝達部には、該モータが一の方向に回転するときには回転駆動力を該工具へ伝達可能とし、該モータが一の方向とは反対の方向である他の方向に回転するときには回転駆動力を該工具へ伝達不能とするワンウェイクラッチが設けられている打撃工具を提供している。
回転力伝達部には、モータが一の方向に回転するときには回転駆動力を工具へ伝達可能とし、モータが一の方向とは反対の方向である他の方向に回転するときには回転駆動力を工具へ伝達不能とするワンウェイクラッチが設けられているため、工具へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードと、工具へ回転駆動力及び打撃力を伝達する回転打撃モードとの切替を、モータの回転方向を変えることのみによって行うことができ、打撃工具の構成が複雑になることを抑えることができる。従って、部品点数の増加を抑えることができ、製品の小型化を図ることができる。更に、操作性に優れ、安定したモードの切替動作を容易に行うことができる。
ここで、該モータは出力軸を有し、該回転力伝達部は、該出力軸と同軸的に一体回転可能な第1歯車と、該第1歯車に噛合する第2歯車と、該第2歯車の軸心位置に配置され該第2歯車と同軸的に一体回転可能な回転軸とを有し、該ワンウェイクラッチは、該第2歯車と該回転軸との間に設けられ、該モータが該一の方向に回転するときには該第2歯車と該回転軸とが一体回転できるように該第2歯車に対して該回転軸を固定し、該モータが該他の方向に回転するときには該第2歯車に対する該回転軸の固定を解除することが好ましい。
モータは出力軸を有し、回転力伝達部は、出力軸と同軸的に一体回転可能な第1歯車と、第1歯車に噛合する第2歯車と、第2歯車の軸心位置に配置され第2歯車と同軸的に一体回転可能な回転軸とを有し、ワンウェイクラッチは、第2歯車と回転軸との間に設けられ、モータが一の方向に回転するときには第2歯車と回転軸とが一体回転できるように第2歯車に対して回転軸を固定し、モータが他の方向に回転するときには第2歯車に対する回転軸の固定を解除するため、工具へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードの場合には、第1歯車及び第2歯車のみが回転するようにでき、余計な歯車等の部品が駆動しないようにすることができる。このため、打撃工具の振動や騒音の発生を極力抑えることができ、また、耐久性を高めることができる。
また、該ワンウェイクラッチが回転駆動力を該モータから該工具へ伝達不能とするときに、該工具を回転不能に支持する回転固定手段を有することが好ましい。
ワンウェイクラッチが回転駆動力をモータから工具へ伝達不能とするときに、工具を回転不能に支持する回転固定手段を有するため、工具へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードの場合に、工具が自由に回転してしまうことを防止することができる。
また、該運動変換打撃伝達部には、該モータが他の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換して該工具へ打撃力として伝達可能とし、該モータが一の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換不能として該工具へ打撃力として伝達不能とする第2ワンウェイクラッチを設けることができる。
運動変換打撃伝達部には、モータが他の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換して工具へ打撃力として伝達可能とし、モータが一の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換不能として工具へ打撃力として伝達不能とする第2ワンウェイクラッチが設けられているため、工具へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードと、工具へ打撃力を伝達せずに回転駆動力のみを伝達する回転モードとの切替を、モータの回転方向を変えることのみによって行うことができる。
以上より本発明は、動作モードの切替のための構成をより簡単にして、部品点数の増加を抑え、製品の小型化が図られ、且つ操作性に優れ、安定した切替動作を容易に行うことができる打撃工具を提供することができる。
本発明の実施の形態による打撃工具について図1乃至図8に基づき説明する。図1に示すように打撃工具1はより具体的にはハンマドリルであり、図1における左側を打撃工具1の先端側、右側を打撃工具1の後端側と定義する。また、図1における上側を打撃工具1の上側、下側を打撃工具1の下側と定義する。また、図1における紙面の裏側から表側へ向かう方向を打撃工具1の左方向、紙面の表側から裏側へ向かう方向を打撃工具1の右方向と定義して以下説明する。打撃工具1は、互いに接続されたハンドル部10、モータハウジング20、及びギヤハウジング30からなるハウジングを備えている。
ハンドル部10には、電源ケーブル11が取付けられると共にスイッチ機構12が内蔵されている。スイッチ機構12には、使用者により操作可能なトリガ13が機械的に接続されている。電源ケーブル11は、スイッチ機構12を図示せぬ外部電源に接続する。トリガ13を操作することにより、後述の電動モータ21と外部電源との接続と断続とを切換えることができる。また、スイッチ機構12には回転切替スイッチ12Aが設けられており、後述の回転ロック及び回転切替スイッチ17を切り替えることにより回転切替スイッチ12Aが切替えられて、電動モータ21の正転/逆転を切り替えることができるように構成されている。また、ハンドル部10は、使用者が打撃工具1を使用するときに握る握り部14を有している。
また、ハンドル部10の上端部の一部であって、後述の運動変換ハウジング31と対向する部分には、回転ロック及び回転切替スイッチ17が設けられている。図5、図6に示すように回転ロック及び回転切替スイッチ17は左右方向へ延出しており、ハンドル部10に形成された貫通孔を貫通し、左右方向へ移動可能にハンドル部10に支持されている。回転ロック及び回転切替スイッチ17の前面には傾斜部17Aが設けられている。また、回転ロック及び回転切替スイッチ17の後面には前方へ向かって窪んだ凹部が形成されており、凹部には、図5、図6に示すように、回転切替スイッチ12Aが係合している。このような構成をとることで、後述するように、作業者は1回の動作で回転ロックとモータ回転切替を行うことができる。また、回転ロックスイッチと回転切替スイッチとを別々に設けることも可能である。
図1に示すようにモータハウジング20は、ハンドル部10の先端側下部に設けられている。モータハウジング20内には、動力源たる電動モータ21が収納されている。電動モータ21は、その回転駆動力を出力する出力軸22を備えている。出力軸22の先端には、ピニオンギヤ23が設けられており、ギヤハウジング30内に位置している。
ギヤハウジング30は、運動変換ハウジング31と、打撃ハウジング32とを備えている。運動変換ハウジング31は、モータハウジング20の上部に位置し、その後端はハンドル部10と接続されている。打撃ハウジング32は、運動変換ハウジング31の先端側に位置している。
運動変換ハウジング31内には、ピニオンギヤ23の後端側において、出力軸22と平行に延びるクランク軸34が回転可能に支承されている。クランク軸34の下端部には、ピニオンギヤ23と噛合する第1ギヤ35が同軸固定されている。クランク軸34の上端部には、運動変換機構36が設けられている。運動変換機構36は、クランクウェイト37、クランクピン38、及びコンロッド39を有している。クランクウェイト37は、クランク軸34の上端に固定されている。クランクピン38は、クランクウェイト37の端部に固定されている。コンロッド39の後端には、クランクピン38が挿入されている。
また、運動変換ハウジング31内には、ピニオンギヤ23の先端側において、出力軸22と平行に延びる回転伝達軸51が回転可能に支承されている。回転伝達軸51の下端部には、ピニオンギヤ23と噛合する第2ギヤ52が、ワンウェイクラッチ53を介して同軸的に配置されている。回転伝達軸51の上端には、第1ベベルギヤ51Aが同軸固定されている。また、第2ギヤ52は、所定のトルク以上の強いトルクが第2ギヤ52に作用したときに、当該トルクを吸収するスリップクラッチ54を有している。
ワンウェイクラッチ53は、図2示すように10本のニードル53Aと、内周面にニードル53Aを周方向へ等間隔でそれぞれ1つずつ収容するニードル室53aが形成された環状部53Bとを有している。ニードル室53aは回転伝達軸51に向かって開口しており、当該開口に対向する室の天井部分53Cは、反時計方向にゆくにつれて回転伝達軸51の周面からの距離が短くなる斜面状をなしている。
また、図1に示すように運動変換ハウジング31内には、先端と後端とを結ぶ方向に延出する棒部材33が、先後方向に移動可能に設けられている。棒部材33はスプリング33A(図5、図6)によって後端側へ付勢されており、棒部材33の後端部は回転ロック及び回転切替スイッチ17の傾斜部17Aに当接している。棒部材33の先端部は、後述の第2ベベルギヤ41の後端部に対向し、棒部材33が先端側へ移動させられることにより後述の第2ベベルギヤ41の後端部の凹部41aに係合可能である。
打撃ハウジング32内には、出力軸22と直交する方向に延びるシリンダ40が、ハウジングに対して回転可能に設けられている。シリンダ40の中心軸と、出力軸22の回転軸は、同一平面上に位置している。また、シリンダ40内には、その内周に摺動可能にピストン43が設けられている。ピストン43はピストンピン43Aを有し、ピストンピン43Aはコンロッド39の先端に挿入されている。シリンダ40内の先端側には打撃子44が、シリンダ40の内周に摺動可能に設けられている。シリンダ40内であってピストン43と打撃子44との間には空気室45が画成されている。
また、シリンダ40の先端部外周、後端部外周をそれぞれ覆うように、リテーナスリーブ50と第2ベベルギヤ41とがシリンダ40に対して回転不能に設けられている。リテーナスリーブ50はシリンダ40よりも先端側に延びている。図1に示すようにリテーナスリーブ50の先端部には工具保持部15が設けられ、先端工具16が着脱自在に取付けられる。先端工具16は工具に相当する。また、第2ベベルギヤ41は第1ベベルギヤ51Aと噛合する。図4に示すように第2ベベルギヤ41の後端部の端面には、その周方向に等間隔で形成された凹部41aが形成されている。リテーナスリーブ50の中心軸と出力軸22の回転軸とは同一平面上に位置している。また、打撃子44の先端側には、中間子46がリテーナスリーブ50内に前後方向に摺動可能に設けられている。
ピニオンギヤ23、第1ギヤ35、クランク軸34、運動変換機構36、シリンダ40、ピストン43、打撃子44、中間子46、は運動変換打撃伝達部に相当する。ピニオンギヤ23、リテーナスリーブ50、第2ベベルギヤ41、回転伝達軸51、第1ベベルギヤ51A、第2ギヤ52は回転力伝達部に相当する。また、ピニオンギヤ23は第1歯車に相当し、第2ギヤ52は第2歯車に相当し、回転伝達軸51は回転軸に相当する。棒部材33、回転ロック及び回転切替スイッチ17、凹部41aは回転固定手段に相当する。
打撃工具1を使用する際には、先ず、電動モータ21の正転/逆転のいずれかを選択する設定を行う。当該設定において正転を選択しようとする場合には、回転ロック及び回転切替スイッチ17を、図5に示すように左側へ移動させることにより、棒部材33を後端側へ移動させると共に回転切替スイッチ12Aを左方向(図5における下方向)へ移動させ、電動モータ21の正転を選択する。当該設定において逆転を選択しようとする場合には、回転ロック及び回転切替スイッチ17を、図6に示すように右側へ移動させることにより、棒部材33を先端側へ移動させて棒部材33の先端部を第2ベベルギヤ41の凹部41aに係合させると共に、回転切替スイッチ12Aを右方向(図6における上方向)へ移動させ、電動モータ21の逆転を選択する。
次にハンドル部10を手で把持した状態で、先端工具16を図示せぬ被削材に押し当てる。次に、トリガ13を引き、電動モータ21に電力を供給し回転駆動させる。この回転駆動力は、ピニオンギヤ23及び第1ギヤ35を介してクランク軸34に伝達される。クランク軸34の回転は、運動変換機構36(クランクウェイト37、クランクピン38、及びコンロッド39)によって、シリンダ40内におけるピストン43の往復運動に変換される。ピストン43の往復運動により空気室45中の空気の圧力は上昇及び低下を繰り返し、打撃子44に打撃力を付与する。打撃子44は前進して中間子46の後端に衝突し、中間子46を介して打撃力が先端工具16に伝達される。
また、電動モータ21の回転駆動力は、ピニオンギヤ23、第2ギヤ52に伝達される。回転切替スイッチ12Aにより電動モータ21の正転が選択されているとき、即ち、図2に示す平面断面視で第2ギヤ52が時計方向へ回転したときに、ニードル53Aは、ニードル室53a内においてニードル室53aに対して相対的に反時計方向へ移動する。このことにより、ニードル53Aは回転伝達軸51と環状部53Bとの間に挟まれ、回転伝達軸51は第2ギヤ52に固定されこれらは一体で回転する。このため第2ギヤ52に伝達された回転駆動力は回転伝達軸51に伝達される。回転伝達軸51の回転は、第1ベベルギヤ51A及び第2ベベルギヤ41を介してリテーナスリーブ50に伝達され、リテーナスリーブ50は回転する。リテーナスリーブ50の回転により、先端工具16に回転駆動力が付与される。この回転駆動力と上記の打撃力により、先端工具16には回転駆動力と打撃力とが付与され、被削材は破砕される。
回転切替スイッチ12Aにより電動モータ21の逆転が選択されているとき、即ち、図3に示す平面断面視で第2ギヤ52が反時計方向へ回転したときにニードル53Aは、ニードル室53a内においてニードル室53aに対して相対的に時計方向へ移動する。このことによりニードル53Aと回転伝達軸51との間、及びニードル53Aとニードル室53aの天井部分53Cを構成する環状部53Bの部分との間に隙間が生ずる。このため、回転伝達軸51の第2ギヤに対する固定は解除される。このことにより第2ギヤ52に伝達された回転駆動力は回転伝達軸51に伝達されない。さらに、棒部材33の先端部が第2ベベルギヤ41の後端部の凹部41aに係合しているため、先端工具16は回転しない。
回転力伝達部には、電動モータ21が一の方向に回転するときには回転駆動力を先端工具16へ伝達可能とし、電動モータ21が一の方向とは反対の方向である他の方向に回転するときには回転駆動力を先端工具16へ伝達不能とするワンウェイクラッチ53が設けられているため、先端工具16へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードと、先端工具16へ回転駆動力及び打撃力を伝達する回転打撃モードとの切替を、電動モータ21の回転方向を変えることのみによって行うことができ、打撃工具1の構成が複雑になることを抑えることができる。従って、部品点数の増加を抑えることができ、製品の小型化を図ることができる。更に、操作性に優れ、安定したモードの切替動作を容易に行うことができる。
電動モータ21は出力軸22を有し、回転力伝達部は、出力軸22と同軸的に一体回転可能なピニオンギヤ23と、ピニオンギヤ23に噛合する第2ギヤ52と、第2ギヤ52の軸心位置に配置され第2ギヤ52と同軸的に一体回転可能な回転伝達軸51とを有し、ワンウェイクラッチ53は、第2ギヤ52と回転伝達軸51との間に設けられ、電動モータ21が一の方向に回転するときには第2ギヤ52と回転伝達軸51とが一体回転できるように第2ギヤ52に対して回転伝達軸51を固定し、電動モータ21が他の方向に回転するときには第2ギヤ52に対する回転伝達軸51の固定を解除するため、先端工具16へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードの場合には、ピニオンギヤ23第1歯車及び第2ギヤ52のみが回転するようにでき、余計な歯車等の部品が駆動しないようにすることができる。このため、打撃工具1の振動や騒音の発生を極力抑えることができ、また、耐久性を高めることができる。
ワンウェイクラッチ53が回転駆動力を電動モータ21から先端工具16へ伝達不能とするときに、先端工具16を回転不能に支持する回転固定手段を有するため、先端工具16へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードの場合に、先端工具16が自由に回転してしまうことを防止することができる。
本発明による打撃工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば本実施の形態では、ワンウェイクラッチ53は回転力伝達部にのみ設けられたが、運動変換打撃伝達部に設けてもよい。
具体的には、図9に示すように、打撃工具101のクランク軸134の下端部には、ピニオンギヤ23と噛合する第1ギヤ135が、第2ワンウェイクラッチ153を介してクランク軸134と同軸的に配置されている。第2ワンウェイクラッチ153は、ワンウェイクラッチ53と同一の構成であって電動モータ21の回転方向に対してワンウェイクラッチ53と逆に作用するように構成されている。即ち、電動モータ21が逆転したときに、第1ギヤ135をクランク軸134に固定し、第1ギヤ135とクランク軸134とを一体回転可能とする。電動モータ21が正転したときには、第1ギヤ135のクランク軸134への固定を解除する。
運動変換打撃伝達部には、電動モータ21が他の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換して先端工具16へ打撃力として伝達可能とし、電動モータ21が一の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換不能として先端工具16へ打撃力として伝達不能とする第2ワンウェイクラッチ153が設けられているため、先端工具16へ回転駆動力を伝達せずに打撃力のみを伝達する打撃モードと、先端工具16へ打撃力を伝達せずに回転駆動力のみを伝達する回転モードとの切替を、電動モータ21の回転方向を変えることのみによって行うことができる。
本発明の打撃工具は、リテーナスリーブ内を先端工具及び中間子が摺動し、中間子によって先端工具を打撃する構成を有する打撃工具の分野において特に有用である。
1、101・・・打撃工具 10・・・ハンドル部 17・・・回転ロック及び回転切替スイッチ 20・・・モータハウジング 21・・・電動モータ 22・・・出力軸 23・・・ピニオンギヤ 30・・・ギヤハウジング 33・・・棒部材 34、134・・・クランク軸 35、135・・・第1ギヤ 36・・・運動変換機構 40・・・シリンダ 41・・・第2ベベルギヤ 41a・・・凹部 43・・・ピストン 44・・・打撃子 46・・・中間子 50・・・リテーナスリーブ 51・・・回転伝達軸 51A・・・第1ベベルギヤ 52・・・第2ギヤ
Claims (4)
- ハウジングと、
該ハウジング内に配置されたモータと、
該モータの回転駆動力を往復運動に変換し、該ハウジングに対して回転可能且つ往復運動可能に支持された工具へ打撃力として伝達する運動変換打撃伝達部と、
該モータの回転駆動力を該工具へ回転駆動力として伝達して該工具を回転させる回転力伝達部と、を備える打撃工具であって、
該回転力伝達部には、該モータが一の方向に回転するときには回転駆動力を該工具へ伝達可能とし、該モータが一の方向とは反対の方向である他の方向に回転するときには回転駆動力を該工具へ伝達不能とするワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とする打撃工具。 - 該モータは出力軸を有し、
該回転力伝達部は、該出力軸と同軸的に一体回転可能な第1歯車と、該第1歯車に噛合する第2歯車と、該第2歯車の軸心位置に配置され該第2歯車と同軸的に一体回転可能な回転軸とを有し、
該ワンウェイクラッチは、該第2歯車と該回転軸との間に設けられ、該モータが該一の方向に回転するときには該第2歯車と該回転軸とが一体回転できるように該第2歯車に対して該回転軸を固定し、該モータが該他の方向に回転するときには該第2歯車に対する該回転軸の固定を解除することを特徴とする請求項1記載の打撃工具。 - 該ワンウェイクラッチが回転駆動力を該モータから該工具へ伝達不能とするときに、該工具を回転不能に支持する回転固定手段を有することを特徴とする請求項1記載の打撃工具。
- 該運動変換打撃伝達部には、該モータが他の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換して該工具へ打撃力として伝達可能とし、該モータが一の方向に回転するときには回転駆動力を往復運動に変換不能として該工具へ打撃力として伝達不能とする第2ワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とする請求項1記載の打撃工具。
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