JP2013193142A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】空気室の内部圧力の低下により打撃子に加えられる打撃力が低下する打撃不良を防止することの可能な打撃工具を提供する。
【解決手段】電動モータ１３と、電動モータ１３の回転運動をピストン１４の往復運動に変換するクランクシャフト２３及びコンロッド２４と、ピストン１４が往復運動することによって打撃力を発生する空気室１５と、ピストン１４との間に空気室１５を形成し、かつ、空気室１５で発生した打撃力を受ける打撃子２８と、打撃子２８の打撃力が伝達される先端工具１１と、打撃子２８の打撃力を先端工具１１に伝達する中間子１６とを備えた打撃工具であって、先端工具１１が対象物１２に押し付けられると、空気室１５で打撃力が発生する前に、打撃子２８を中間子１６から離れさせる押圧力を発生して、空気室１５を狭める圧縮ばね５１及び押出部材５０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換することにより、空気室で打撃力を発生させ、その打撃力を打撃子を介して先端工具に伝達する打撃工具に関し、特に、打撃子の打撃不良を防止する機能を備えた打撃工具に関する。

従来、ハンマやハンマドリル等のような打撃工具においては、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換するとともに、ピストンの動作により空気室の圧力を急激に上昇させて打撃力を発生させ、その打撃力を、打撃子及び中間子を経由させて先端工具に伝達するように構成されている。このような打撃工具において、打撃子の打撃不良を防止する技術が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載された打撃工具は、以下のように構成されている。まず、シリンダ内に設けられた打撃子と、整流子モータの回転運動によりシリンダ内を往復運動するピストンとの間に、空気室が形成されている。前記シリンダは、シリンダホルダを介してシリンダケースに固定されており、シリンダケースにはフロントカバーが固定されている。そのフロントカバーには、リテーナスリーブを介して先端工具が収納されている。また、リテーナスリーブおよびシリンダホルダ内には中間子が移動可能に支持されている。さらに、シリンダケース内には、ハンマホルダが移動可能に設けられており、ハンマホルダの端部にスリーブが固定されている。さらにまた、シリンダには空気室に接続された大呼吸孔（空気孔）が設けられている。さらにまた、スリーブを軸方向で先端工具側に押圧するスプリングが設けられている。さらに、シリンダの軸方向におけるスリーブの移動を感知するセンサがシリンダケースに設けられている。また、センサの信号によりオン及びオフとなって整流子モータを始動及び停止させるスイッチが設けられている。

そして、特許文献１に記載された打撃工具においては、先端工具を被削材（対象物）に押し付けると、中間子を介して打撃子が打撃位置まで移動する。また、中間子及びハンマホルダを介して押圧力がスリーブに加えられると、スプリングの押圧力に抗してスリーブが移動し、大呼吸孔がスリーブにより密閉される。さらに、スリーブが移動したことをセンサにより感知するとスイッチがオンされて、整流子モータが始動する。上記の作用に伴い、ピストンが往復運動を開始し、空気バネにより打撃子に打撃力が加えられ、その打撃力が中間子を介して先端工具に伝達される。一方、先端工具を被削材から離すと、スプリングの押圧力によりスリーブ、ハンマホルダ及び中間子が軸方向で前方に移動し、大呼吸孔が開放される。また、センサがスリーブを感知しなくなるためスイッチがオフとなり、整流子モータが停止し、打撃が行われなくなる。

上記のように、特許文献１に記載された打撃工具においては、先端工具を被削材に押し付けると、その動作が中間子を介してスリーブに伝達されて、大呼吸孔がスリーブにより閉じられるとともに、スリーブの移動をセンサで感知して整流子モータが始動するため、打撃不良を防止できるとされている。

特開２００４−１３０４７０号公報（図１）

ところで、特許文献１に記載された打撃工具のように構成すれば、先端工具を対象物に押し付ける動作力がスリーブに伝達されて、その動作力でスリーブが軸方向に移動し、空気孔を閉じるように構成されている。すなわち、その状態でピストンの往復運動が行われれば、空気室で打撃力を発生することが可能な状態となる。

しかしながら、保管中の空気室の温度変化により空気室の内部圧力が低下していた場合などは、ピストンが動作したときに打撃子に加えられる打撃力が低下するという打撃不良が発生する可能性があり、その意味では改良の余地があった。

本発明の目的は、空気室の内部圧力の低下により打撃子に加えられる打撃力が低下する打撃不良を防止することの可能な打撃工具を提供することにある。

本発明の打撃工具は、電動モータと、前記電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換する変換機構と、前記ピストンが軸線に沿って往復運動することによって打撃力を発生する空気室と、前記ピストンとの間に前記空気室を形成し、かつ、前記空気室で発生した打撃力を受けて前記軸線に沿って動作する打撃子と、前記打撃子から前記軸線に沿った方向の打撃力が伝達され、かつ、接触している対象物に処理を施す先端工具と、前記軸線に沿った方向に移動可能に設けられ、かつ、前記打撃子の打撃力を前記先端工具に伝達する中間子とを備えた打撃工具であって、前記先端工具が前記対象物に押し付けられて、前記先端工具の移動力が前記中間子に伝達されると、前記空気室で打撃力が発生する前に、前記打撃子を前記中間子から離れさせる押圧力を発生して、前記空気室を狭める押圧機構を備えていることを特徴とする。

本発明の打撃工具は、前記押圧機構は、前記打撃子と前記中間子との間に配置された押出部材と、前記押出部材と前記中間子との間に設けられた弾性部材とを有し、前記押圧機構は、前記中間子の移動力が前記弾性部材を経由して前記押出部材に伝達され、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されて、前記打撃子を前記中間子から離れさせる向きで移動させるように構成されていることを特徴とする。

本発明の打撃工具は、前記押圧機構は、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されることを規制する規制力を発生する規制部材を有することを特徴とする。

本発明の打撃工具は、前記押圧機構は、前記押出部材の移動力が前記規制力以下であると、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されることを前記規制部材により規制し、前記押出部材の移動力が前記規制力を超えると、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されるように構成されていることを特徴とする。

本発明の撃工具は、前記空気室に接続された空気孔が設けられており、前記空気室は、前記空気孔が閉じられた状態で前記ピストンが往復動作すると打撃力が発生する構成であり、前記中間子と一体的に前記軸線に沿って移動し、かつ、前記空気孔を開閉する開閉部材が設けられており、前記押圧機構は、前記開閉部材により前記空気孔が閉じられた後に、前記押出部材の移動力が前記規制力を超えるように構成されていることを特徴とする。

本発明（請求項１）によれば、先端工具が対象物に押し付けられて、その先端工具の移動力が中間子に伝達されると、空気室で打撃力が発生する前に、押圧機構が打撃子を中間子から離れさせる押圧力を発生して、空気室を狭めることができる。したがって、温度変化により空気室の内部圧力が低下しても、打撃力が低下することを抑制できる。

本発明（請求項２）によれば、中間子の移動力が弾性部材を経由して押出部材に伝達され、その押出部材の移動力が打撃子に伝達されて、打撃子を中間子から離れさせる向きで移動させる押圧力が発生する。

本発明（請求項３）によれば、規制部材が規制力を発生して、押出部材の移動力が打撃子に伝達されることを規制することができる。

本発明（請求項４）によれば、押出部材の移動力が規制力以下であると、押出部材の移動力が打撃子に伝達されることを規制部材により規制する。一方、押出部材の移動力が規制力を超えると、押出部材の移動力を打撃子に伝達する。

本発明（請求項５）によれば、中間子と一体的に開閉部材が移動して、空気孔が閉じられた後に、押出部材の移動力が規制力を超えて、押出部材の移動力が打撃子に伝達される。したがって、空気室で打撃力を発生するときに、打撃力が低下することを確実に防止できる。

本発明の打撃工具の一部を破断した断面図である。 本発明の打撃工具の外観斜視図である。 本発明の打撃工具の要部を示す断面図である。 本発明の打撃工具の要部を示す断面図である。 本発明の打撃工具に用いるシリンダホルダ及びハンマホルダの分解斜視図である。 本発明の打撃工具の要部を示す拡大断面図である。 本発明の打撃工具に用いる押出部材の側面図である。 図４に示す打撃工具のＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示す打撃工具のＣ−Ｃ線における断面図である。 図３に示す打撃工具のＢ−Ｂ線における断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１０を用いて詳細に説明する。図１、図２に示す打撃工具１０は、先端工具１１を対象物１２に押し付けて連続的な打撃動作を行い、その対象物１２に処理を施すハンマである。打撃工具１０により処理される対象物１２には、コンクリート、レンガ、石材、アスファルト等が含まれる。また、対象物１２に施す処理には、破砕、ハツリ、カット、角出し、溝堀り、面荒らし等が含まれる。そして、先端工具１１は、対象物１２の材質、施す処理に適した形状を有するものが使用される。

本実施形態においては、対象物１２としてのコンクリートを先端工具１１により破砕する例を説明する。このため、図１、図２に示された先端工具１１は、便宜的に先鋭形状のものが示されている。

本実施形態における打撃工具１０は、従来から知られている打撃工具と同様に、先端工具１１に伝達する打撃力を発生させる動力源として電動モータ１３を有している。また、打撃工具１０は、電動モータ１３の回転運動をピストン１４の往復運動に変換し、さらにピストン１４の往復運動により空気室１５で打撃力を発生させ、その打撃力が中間子１６を経由して先端工具１１に伝達されるように構成されている。

まず、電動モータ１３を収容する機構、および電動モータ１３の駆動を制御する構成を説明する。打撃工具１０は、アルミニウム等により構成されたモータハウジング１７を備えており、モータハウジング１７の内部に電動モータ１３が収容されている。また、モータハウジング１７にはハンドル部１８が連続して設けられいる。一方、モータハウジング１７におけるハンドル部１８の取付部分とは反対側に打撃ハウジング（外枠部材）１９が固定されている。

また、ハンドル部１８は作業者が打撃工具１０を使用するときに手で掴む部位であり、ハンドル部１８には電源ケーブル２０が取り付けられている。さらに、ハンドル部１８内には、コントローラ等の電気部品（図示せず）が設けられており、電源ケーブル２０は、電気部品を経由して電動モータ１３に接続されている。このため、打撃工具１０とは別に設けられた商用電源、またはバッテリの電力を、電源ケーブル２０を介して電動モータ１３に供給することができる。さらに、ハンドル部１８にはスイッチ（トリガ）２１が設けられており、作業者がハンドル部１８を掴んでスイッチ２１を操作すると、電動モータ１３の回転、停止を切り替えできるように構成されている。

前記電動モータ１３は、ステータ１３ａおよびロータ１３ｂを有し、そのロータ１３ｂと一体回転する回転軸１３ｃが設けられている。回転軸１３ｃはモータハウジング１７内に設けられた軸受２２により回転可能に支持されている。回転軸１３ｃにはギヤ１３ｄが形成されているとともに、回転軸１３ｃの回転運動をピストン１４の往復運動に変換する変換機構が設けられている。変換機構は、クランクシャフト２３およびコンロッド２４を有している。クランクシャフト２３は軸受２５により回転自在に支持されている。また、クランクシャフト２３と一体回転するギヤ２３ａが設けられており、ギヤ２３ａとギヤ１３ｄとが噛み合わされている。ギヤ２３ａの歯数はギヤ１３ｄの歯数よりも多く設定されており、電動モータ１３のトルクをクランクシャフト２３に伝達する際に、ギヤ１３ｄ，２３ａが減速機構の役割を果たす。

さらに、クランクシャフト２３の端部には、クランクシャフト２３と同軸に円板部２３ｂが設けられており、円板部２３ｂの中心から偏心した位置にピン２３ｃが設けられている。前記打撃ハウジング１９は円筒形状を有しており、その打撃ハウジング１９の一端側がモータハウジング１７に固定されている。そして、打撃ハウジング１９内に円筒形状のシリンダ２６が設けられている。シリンダ２６は金属材料により構成されており、シリンダ２６の軸線Ｄに沿った方向における一端は打撃ハウジング１９に固定されている。

このシリンダ２６の内部には、軸線Ｄに沿った方向に往復移動自在なピストン１４が設けられている。そして、ピストン１４とピン２３ｃとがコンロッド２４により連結されている。このように、電動モータ１３の回転軸１３ｃが、クランクシャフト２３、ピン２３ｃ、コンロッド２４を介してピストン１４に連結されている。このため、回転軸１３ｃのトルクがクランクシャフト２３に伝達されてクランクシャフト２３が回転すると、クランクシャフト２３の回転運動が、コンロッド２４を経由してピストン１４に伝達されて、ピストン１４がシリンダ２６内で往復運動する。なお、ピストン１４の外周にはＯリング２７が取り付けられており、Ｏリング２７がシリンダ２６の内周面に接触してシール面を形成している。

さらに、図１、図３、図４のように、シリンダ２６内において、軸線Ｄに沿った方向でピストン１４よりも先端工具１１に近い位置に打撃子２８が挿入されている。打撃子２８は軸線Ｄに沿った方向に移動可能であり、シリンダ２６内における打撃子２８とピストン１４との間に空気室１５が形成されている。打撃子２８は円柱形状を有しており、大径部２８ａおよび小径部２８ｂを備えている。大径部２８ａの外径は小径部２８ｂの外径よりも大きく、軸線Ｄに沿った方向において、大径部２８ａは小径部２８ｂよりもピストン１４に近い位置に設けられている。大径部２８ａと小径部２８ｂとの間には段差部２８ｃが形成されている。また、大径部２８ａの外周には環状のＯリング２９が取り付けられており、Ｏリング２９がシリンダ２６の内周面に接触してシール面を形成している。上記の打撃子２８は、空気室１５の圧力が上昇して発生した打撃力を、中間子１６に伝達するための要素である。

また、シリンダ２６には小空気孔２６ａ及び大空気孔２６ｂが設けられている。打撃ハウジング１９とシリンダ２６との間の空間と、空気室１５とが大空気孔２６ｂおよび小空気孔２６ａにより接続されている。小空気孔２６ａは、主として空気室１５に空気を吸入するための通路の役割を果たし、大空気孔２６ｂは、主として空気室１５から空気を排出する役割を果たす。そして、軸線Ｄに沿った方向において、小空気孔２６ａは大空気孔２６ｂよりもピストン１４に近い位置に設けられている。さらに、小空気孔２６ａの開口面積は大空気孔２６ｂの開口面積よりも狭い。

一方、打撃ハウジング１９におけるモータハウジング１７とは反対側の端部には、フロントカバー３０が固定されている。フロントカバー３０は筒形状を有しており、フロントカバー３０および打撃ハウジング１９は同軸上に配置されている。さらに、フロントカバー３０にはベルト３１を用いてサイドハンドル３２が取り付けられている。このように、打撃工具１０は、右手でハンドル部１８を掴むときに、左手でサイドハンドル３２を掴むことができるように構成されている。

さらに、フロントカバー３０の内部にリテーナスリーブ３３が取り付けられている。リテーナスリーブ３３は軸線Ｄを中心とする円筒形状を有しており、フロントカバー３０の内部から外部に亘る長さを有している。このリテーナスリーブ３３には、軸線Ｄに沿って工具保持孔３３ａが貫通形成されており、工具保持孔３３ａ内に先端工具１１を取り付けることができる構成となっている。また、先端工具１１の外周には軸線Ｄに沿った方向に溝１１ａが形成されている。さらに、リテーナスリーブ３３の開口端にはエンドカバー３４が取り付けられており、そのエンドカバー３４の軸孔から先端工具１１が露出している。

フロントカバー３０の外周には円筒形状のストッパ３５が取り付けられており、ストッパ３５は軸線Ｄに沿った方向の所定位置に位置決めされている。また、ストッパ３５の外周には円筒形状のスリーブ３６が取り付けられている一方、エンドカバー３４の外周からスリーブ３６の外周に亘って、円筒形状のグリップ３７が取り付けられている。グリップ３７は軸線Ｄに沿った方向に移動可能であり、グリップ３７の内周に設けた壁３７ａとストッパ３５との間には圧縮ばね３８が設けられている。この圧縮ばね３８の押圧力によりグリップ３７がエンドカバー３４に向けて押され、エンドカバー３４の段部３４ａにグリップ３７が接触して停止している。またグリップ３７の内周には環状のニードルホルダ３９が固定されている。さらに、リテーナスリーブ３３を半径方向に貫通する孔３３ｂが設けられており、その孔３３ｂに円柱形状のニードル４０が配置されている。ニードル４０の一部は溝１１ａに位置しており、リテーナスリーブ３３の半径方向において、ニードル４０の外側にニードルホルダ３９が位置している。

また、打撃ハウジング１９内にはシリンダホルダ４１が取り付けられており、シリンダホルダ４１は軸線Ｄに沿った方向には移動しないように取り付けられている。このシリンダホルダ４１は図５に示すように、環状部４１ａと、環状部４１ａの外周端に接続され、かつ、軸線Ｄに沿った方向に延ばされた接続部４１ｂとを有している。接続部４１ｂは円周方向に沿って所定間隔おきに複数設けられている。そして、接続部４１ｂの自由端がフロントカバー３０の端部に固定されている。また、打撃ハウジング１９の環状部４１ａに、前記シリンダ２６の端部が固定されている。

図１、図３、図４のように、前記フロントカバー３０内において、リテーナスリーブ３３とシリンダホルダ４１との間には、円筒形状のハンマホルダ４２が取り付けられている。ハンマホルダ４２は軸線Ｄに沿った方向には移動しないように固定されている。このハンマホルダ４２およびリテーナスリーブ３３およびシリンダホルダ４１の内部に中間子１６が設けられている。中間子１６は軸線Ｄに沿った方向に移動可能であり、中間子１６の端部と、リテーナスリーブ３３に保持された先端工具１１の端部とが、接触したり離れたりすることが可能である。

さらに、中間子１６の外周には、軸線Ｄを中心とする半径方向で外側に向けて突出されたフランジ１６ａが形成されている。中間子１６には、フランジ１６ａを境として打撃子２８に近い位置には小径部１６ｂが設けられており、フランジ１６ａを境として先端工具１１に近い位置には大径部１６ｃが設けられている。小径部１６ｂの外径は大径部１６ｃの外径よりも小さく、大径部１６ｃがリテーナスリーブ３３及びハンマホルダ４２内に配置されている。また、中間子１６が軸線Ｄに沿った方向に動作すると、小径部１６ｂがシリンダホルダ４１の環状部４１ａ内に進入したり、環状部４１ａ内から退出したりする。

また、小径部１６ｂの外周には環状のハンマホルダ４３が取り付けられている。ハンマホルダ４３は、円筒部４３ａと、円筒部４３ａの外周に形成された外向きのフランジ４３ｂとを有しており、円筒部４３ａには環状のダンパ４４が取り付けられている。ハンマホルダ４３及びダンパ４４は、シリンダホルダ４１の複数の接続部４１ｂの内側に位置している。円筒部４３ａには環状のワッシャ４５を介してハンマホルダ４６が取り付けられている。図５に示すように、ハンマホルダ４６は環状部４６ａと、環状部４６ａの外周端から軸線Ｄに沿った方向に延ばされた接続部４６ｂとを有している。接続部４６ｂは円周方向に沿って所定間隔おきに複数設けられている。また、ハンマホルダ４６の環状部４６ａの外径は、シリンダホルダ４１の環状部４１ａの外径と同じである。さらに、ハンマホルダ４６における複数の接続部４６ｂと、シリンダホルダ４１における複数の接続部４１ｂとが、円周方向で交互に配置されている。ハンマホルダ４６の複数の接続部４６ｂの自由端には、図１、図３、図４のように、円筒形状のスリーブ４７が取り付けられている。このスリーブ４７はシリンダ２６の外側を取り囲むように配置されており、ハンマホルダ４６と一体的に軸線Ｄに沿った方向に移動する構成である。

スリーブ４７は、大径部４７ａと小径部４７ｂとを有し、大径部４７ａの内径は小径部４７ｂの内径よりも大きい。大径部４７ａの端部は、ハンマホルダ４６の接続部４６ｂの自由端に固定されている。また、スリーブ４７が軸線Ｄに沿って移動すると、小径部４７ｂがシリンダ２６の外周面に密着した状態で移動して、大空気孔２６ｂが小径部４７ｂにより開閉されるように構成されている。すなわち、スリーブ４７は大空気孔２６ｂを開閉する弁体の役割を果たす。さらに、大径部４７ａは打撃ハウジング１９の内周面に沿って移動することが可能である。さらに、スリーブ４７における小径部４７ｂと大径部４７ａの間に環状の段差部４７ｃが形成されている。そして、打撃ハウジング１９に設けられた壁面１９ａと、段差部４７ｃとの間に圧縮ばね４８が設けられている。上記の構成により、圧縮ばね４８の押圧力がスリーブ４７に伝達されており、その押圧力がハンマホルダ４６、ハンマホルダ４３等を経由して中間子１６に伝達され、中間子１６が軸線Ｄに沿った方向でリテーナスリーブ３３に向けて押圧されている。

つぎに、本実施形態の打撃工具１０における押圧機構の構成を説明する。本実施形態における押圧機構４９は、先端工具１１が対象物１２に押し付けられて中間子１６が空気室１５に向けて移動する際に、中間子１６と打撃子２８との接触部分以外の経路を経由して、押圧力を打撃子２８に加えるものである。

押圧機構４９は、打撃子２８の小径部２８ｂの外周に配置された押出部材５０を有している。押出部材５０は金属材料により環状に構成されており、押出部材５０は小径部２８ｂに対して軸線Ｄに沿って移動可能に配置されている。また、図６のように、押出部材５０の外周には２つの保持部５０ａ，５０ｂが形成されている。２つの保持部５０ａ，５０ｂは共に押出部材５０の全周に亘って環状に形成されている。さらに、２つの保持部５０ａ，５０ｂは軸線Ｄに沿った方向に並べて配置されており、保持部５０ａ，５０ｂの間には環状の山部５０ｃが形成されている。２つの保持部５０ａ，５０ｂは、半径方向の深さを有する凹部である。そして、押出部材５０とハンマホルダ４６の環状部４６ａとの間には、押出部材５０を段差部２８ｃに向けて押圧する圧縮ばね５１が設けられている。

また、押圧機構４９は、押出部材５０が軸線Ｄに沿って移動することを規制するための要素として、複数のボール５２と、複数のボール５２を別個に保持する複数の保持孔５３と、板ばね５４とを有している。本実施形態においては、ボール５２は２個設けられており、２個のボール５２がそれぞれ保持孔５３に挿入されている。また、軸線Ｄを中心とする円周上で１８０度間隔で２つの保持孔５３が設けられている。２つの保持孔５３はシリンダ２６を半径方向に貫通して形成されたものである。２つの保持孔５３にそれぞれ保持されたボール５２は、シリンダ２６の半径方向に移動することが可能である。そして、シリンダ２６に対して押出部材５０が軸線Ｄに沿った方向に移動すると、保持部５０ａ，５０ｂ同士の間を、山部５０ｃを介してボール５２が転動して行き来できるように構成されている。

一方、板ばね５４はシリンダ２６の外周に取り付けられており、軸線Ｄと垂直な平面における板ばね５４の形状は、図８〜図１０のように略Ｃ字形状となっている。すなわち、板ばね５４は、２つの円弧形状部５４ａと、２つの円弧形状部５４ａ同士の間に形成された直線形状部５４ｂとを有している。また、シリンダ２６の外周面には全周に亘り取り付け溝２６ｃが設けられている。この取り付け溝２６ｃは、軸線Ｄに沿った方向で保持孔５３の配置位置を含む位置に設けられている。取り付け溝２６ｃは、シリンダ２６の略全周に亘って円弧形状の底面２６ｄを有しており、円周方向の一部に平坦形状の底面２６ｅが形成されている。２つの保持孔５３は共に円弧形状の底面２６ｄに開口されている。

そして、この取り付け溝２６ｃに板ばね５４が取り付けられている。板ばね５４は金属材料により構成されており、取り付け溝２６ｃに取り付けられた板ばね５４は、軸線Ｄを中心とする半径方向で内側に向けて収縮する向きの弾性復元力を備えている。板ばね５４のうち、直線形状部５４ｂは、平坦形状の底面２６ｅに接触し、円弧形状部５４ａは円弧形状の底面２６ｄに接触するように、シリンダ２６の円周方向において、板ばね５４の取り付け位相が決定されている。上記形状を有する板ばね５４及び取り付け溝２６ｃにより、円周方向における板ばね５４と取り付け溝２６ｃの底面との係合力が高められており、板ばね５４とシリンダ２６とが相対回転することを防止している。上記のように、保持孔５３にボール５２が保持され、かつ、板ばね５４が取り付け溝２６ｃに取り付けられた状態において、軸線Ｄを中心とする半径方向で、板ばね５４はボール５２の外側に位置する。

次に、本実施形態の打撃工具１０の動作および作用を説明する。スイッチ２１が操作されると、電動モータ１３の回転軸１３ｃが回転する。回転軸１３ｃの回転運動は、クランクシャフト２３、コンロッド２４により、ピストン１４の往復運動に変換される。先端工具１１が対象物１２に押し付けられていない時（無負荷時）は、圧縮ばね４８の押圧力が、スリーブ４７、ハンマホルダ４６、ハンマホルダ４３等を経由して中間子１６に伝達され、図３のように、中間子１６のフランジ１６ａがハンマホルダ４２に押し付けられた状態で停止している。そして、先端工具１１を対象物１２に押し付けると、図４のように、先端工具１１が軸線Ｄに沿って移動して中間子１６に接触し、先端工具１１を対象物１２に押し付けたことによる反力が、中間子１６、ハンマホルダ４３、ハンマホルダ４６等を経由してスリーブ４７に伝達される。すると、圧縮ばね４８が収縮し、先端工具１１、中間子１６、ハンマホルダ４３、スリーブ４７等が、壁面１９ａに近づく向きで軸線Ｄに沿って移動する。

一方、中間子１６の移動力の一部は打撃子２８に伝達され、打撃子２８は軸線Ｄに沿ってピストン１４に近づく向きで移動する。また、中間子１６の移動力の一部は、圧縮ばね５１を経由して押出部材５０に伝達され、押出部材５０が打撃子２８の段差部２８ｃに向けて押圧される。このとき、図８のように、押出部材５０の保持部５０ａにボール５２が保持されており、かつ、板ばね５４の弾性復元力によりボール５２がシリンダ２６の半径方向で内側に向けて押圧されている。このため、押出部材５０に設けた山部５０ｃとボール５２との接触部分に、軸線Ｄに沿った方向の係合力が生じ、押出部材５０が打撃子２８の段差部２８ｃに向けて移動することが規制されている。また、ハンマホルダ４６が軸線Ｄに沿って移動し、かつ、押出部材５０は移動しないため、圧縮ばね５１が収縮を開始する。

さらに、中間子１６がピストン１４に近づく向きで移動すると、図１のように、大空気孔２６ｂがスリーブ４７により閉じられる。そして、ハンマホルダ４６の環状部４６ａと、シリンダホルダ４１の環状部４１ａとが接触すると、先端工具１１及び中間子１６が停止する。中間子１６が停止するとスリーブ４７も停止する。また、中間子１６が停止すると、中間子１６と打撃子２８との接触部分を介して打撃子２８に移動力が伝達されなくなる。

一方、圧縮ばね５１が収縮を開始した時点から、中間子１６が停止するまでの間に、圧縮ばね５１から押出部材５０に伝達される押圧力が、ボール５２と山部５０ｃとの係合力以下であるときは、図８のようにボール５２は保持部５０ａに位置しており、押出部材５０は移動が規制されている。これに対して、圧縮ばね５１が収縮を開始した時点から、中間子１６が停止するまでの間に、圧縮ばね５１から押出部材５０に伝達される押圧力が、ボール５２と山部５０ｃとの係合力を超えると、ボール５２が山部５０ｃを乗り越えようとして、シリンダ２６の半径方向で外側に向けて押し出され、板ばね５４がシリンダ２６の半径方向で外側に向けて弾性変形する。

このような作用により、保持部５０ａに保持されていたボール５２が山部５０ｃを乗り越えて転動し、図６、図９のようにボール５２が保持部５０ｂに移動する。この作用と併行して、圧縮ばね５１の押圧力で押出部材５０が打撃子２８の段差部２８ｃに押し付けられ、打撃子２８をピストン１４に近づける向きの押圧力を生じる。その結果、図６のように、打撃子２８の端面と中間子１６の端面との間に隙間が形成される。すなわち、打撃子２８と中間子１６とが非接触の状態となる。なお、ボール５２が保持部５０ｂに移動すると、圧縮ばね５１から押出部材５０に伝達される押圧力がそれ以上増加することはない。したがって、押出部材５０は停止し、かつ、ボール５２が保持部５０ｂに保持された状態に維持される。

上記のようにして、打撃子２８が中間子１６から離れた位置に移動し、かつ、大空気孔２６ｂがスリーブ４７により閉じられた状態となる。ここで、ピストン１４が打撃子２８から離れる向きに動作する工程においては、空気室１５の容積が膨張して空気室１５が負圧となるため、小空気孔２６ａを経由して空気室１５に空気が吸入される。次いで、ピストン１４が下死点に到達し、ピストン１４が打撃子２８に近づく向きで動作する工程においては、空気室１５の容積が縮小されて空気圧が上昇し、第１回目の打撃力が発生する。ここで、ピストン１４の下死点とは、軸線Ｄ方向に移動するピストン１４が、最もクランクシャフト２３に近づいた位置を意味する。打撃子２８に第１回目の打撃力が加えられると、打撃子２８と中間子１６との隙間が詰まり、その打撃力が先端工具１１に伝達される。そして、ピストン１４が上死点に到達すると、ピストン１４は再度、打撃子２８から離れる向きで動作する。ここで、ピストン１４の上死点とは、軸線Ｄ方向に移動するピストン１４が、最もクランクシャフト２３から離れた位置を意味する。

以後、先端工具１１を対象物１２に押し付けた状態が継続され、かつ、電動モータ１３が回転して、第２回目以降の打撃動作が繰り返され、対象物１２が破砕される。なお、第２回目の打撃動作以降は、中間子１６が先端工具１１に接触した状態に維持されて、ボール５２が常に保持部５０ａに位置するか、または、先端工具１１で対象物１２を打撃することによる反力で、中間子１６が往復運動し、ボール５２が保持部５０ａと保持部５０ｂとの間を行き来する作用が生じる。

以上のように、本実施形態の打撃工具１０によれば、先端工具１１を対象物１２に押し付けると、中間子１６が軸線Ｄに沿ってピストン１４に近づく向きで移動する。そして、中間子１６の移動力の一部が、ハンマホルダ４６、圧縮ばね５１、押出部材５０を経由して打撃子２８に伝達され、中間子１６と打撃子２８との間に隙間を形成する。このような打撃子２８の移動により、第１回目の打撃動作が行われる前に、空気室１５の容積を相対的に狭くすることができる。ここで、「空気室１５の容積を相対的に狭く」とは、「中間子１６と打撃子２８とが接触した状態で空気室１５を形成するときの容積よりも狭く」という意味である。このように、空気室１５の容積を相対的に狭くすると、ピストン１４のストローク量は一定であるため、第１回目の打撃力を発生させる際の圧縮比を、打撃子２８と中間子１６とが接触した状態で打撃力を発生させる際の圧縮比よりも、見かけ上は大きくすることができる。したがって、打撃工具１０の使用環境の温度変化により、空気室１５の内部圧力が低下したとしても、第１回目に発生する打撃力を相対的に大きくすることができ、打撃工具１０の打撃不良を防止できる。

また、本実施形態においては、スリーブ４７により大空気孔２６ｂが閉じられた後に、圧縮ばね５１から押出部材５０に加わる押圧力が、ボール５２と山部５０ｃとの係合力を超えて、押出部材５０がピストン１４に近づく向きで移動を開始するように、圧縮ばね５１のバネ定数、山部５０ｃの高さ、板ばね５４のバネ定数等を決定することができる。例えば、圧縮ばね５１のバネ定数を相対的に小さくするほど、圧縮ばね５１から押出部材５０に加わる押圧力が相対的に弱くなり、押出部材５０の移動開始時期を相対的に遅くすることができる。また、山部５０ｃの高さを相対的に高くするほど、ボール５２と山部５０ｃとの係合力が相対的に高くなり、押出部材５０の移動開始時期を相対的に遅くすることができる。さらに、板ばね５４のバネ定数を相対的に大きくするほど、ボール５２と山部５０ｃとの係合力が相対的に高くなり、押出部材５０の移動開始時期を相対的に遅くすることができる。

上記のようにして、打撃工具１０を使用した後、先端工具１１を対象物１２から離すと、圧縮ばね４８の押圧力が、スリーブ４７、ハンマホルダ４６等を経由して中間子１６に伝達されて移動し、図３のように、フランジ１６ａがハンマホルダ４２に接触して中間子１６が停止する。なお、図３においては、中間子１６と打撃子２８とが接触しているとともに、図３のＢ−Ｂ線における断面図である図１０においては、ボール５２が打撃子２８の大径部２８ａの外周面に接触している。これは、先端工具１１を対象物１２から離し、かつ、圧縮ばね４８の押圧力で中間子１６がピストン１４から離れる向きで移動し、かつ、スリーブ４７により大空気孔２６ｂが開放される直前に、打撃力が発生して打撃子２８が移動して、押出部材５０の保持部５０ａに保持されていたボール５２が大径部２８ａに沿って転動し、その後に、打撃子２８が中間子１６に接触して停止した状態を示している。

さらに、スリーブ４７により大空気孔２６ｂが開放された後は、ピストン１４が往復運動しても空気室１５の空気が大空気孔２６ｂから排出されるため、空気室１５で打撃力が発生することはない。すなわち、空打ちが防止される。なお、グリップ３７を圧縮ばね３８の押圧力に抗して移動させて、ニードルホルダ３９を軸線Ｄに沿った方向に移動すると、ニードル４０が半径方向で外側に移動することが可能となる。このため、先端工具１１を交換することができる。

本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、クランクシャフト２３、コンロッド２４が、本発明の変換機構に相当し、圧縮ばね５１が、本発明の弾性部材に相当し、大空気孔２６ｂが、本発明の空気孔に相当し、ボール５２及び板ばね５４が、本発明の規制部材に相当し、スリーブ４７が、本発明の開閉部材に相当し、押出部材５０及び圧縮ばね５１が、本発明の押圧機構に相当し、ボール５２と山部５０ｃとの接触部分における係合力が、本発明の規制力に相当する。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明の規制部材は、圧縮ばねから押圧部材に加わる押圧力が、規制力以下であるときは、押圧部材が打撃子の端面に向かって移動することを規制する係合力を発生する要素である。したがって、上記ボール５２に代えて、両端を半球形状とした滑動子を用いることも可能である。この滑動子を半球形状部分を内外に向けて保持孔５３に移動可能に挿入しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合、滑動子も、本発明の規制部材に相当する。

また、保持孔５３及び板ばね５４に代わる設計変更例として、シリンダ２６の内面に凹部を設け、その凹部内に圧縮ばねを介してボール５２を収容する構成としてもよい。この圧縮ばねにより、シリンダ２６の半径方向で内側に向けてボール５２を押圧すれば、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合、圧縮ばね、ボール５２が、本発明の規制部材に相当する。

さらに、本実施形態において、モータハウジング１７内にバッテリ（図示せず）を設け、そのバッテリから電動モータ１３に電力を供給できるように、打撃工具１０を構成することもできる。また、本発明が対象とする打撃工具は、先端工具に打撃力のみを与える構成を有するハンマの他、先端工具に打撃力および回転力の両方を与えることのできる打撃工具、すなわち、ハンマドリルであってもよい。

１０…打撃工具、１１…先端工具、１２…対象物、１３…電動モータ、１４…ピストン、１５…空気室、１６…中間子、２３…クランクシャフト、２４…コンロッド、２６ｂ…大空気孔、２８…打撃子、４７…スリーブ、４９…押圧機構、５０…押出部材、５１…圧縮ばね、５２…ボール、５４…板ばね、Ｄ…軸線。

Claims (5)

1. 電動モータと、前記電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換する変換機構と、
   前記ピストンが軸線に沿って往復運動することによって打撃力を発生する空気室と、前記ピストンとの間に前記空気室を形成し、かつ、前記空気室で発生した打撃力を受けて前記軸線に沿って動作する打撃子と、前記打撃子から前記軸線に沿った方向の打撃力が伝達され、かつ、接触している対象物に処理を施す先端工具と、前記軸線に沿った方向に移動可能に設けられ、かつ、前記打撃子の打撃力を前記先端工具に伝達する中間子とを備えた打撃工具であって、
   前記先端工具が前記対象物に押し付けられて、前記先端工具の移動力が前記中間子に伝達されると、前記空気室で打撃力が発生する前に、前記打撃子を前記中間子から離れさせる押圧力を発生して、前記空気室を狭める押圧機構を備えていることを特徴とする打撃工具。
2. 前記押圧機構は、前記打撃子と前記中間子との間に配置された押出部材と、前記押出部材と前記中間子との間に設けられた弾性部材とを有し、
   前記押圧機構は、前記中間子の移動力が前記弾性部材を経由して前記押出部材に伝達され、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されて、前記打撃子を前記中間子から離れさせる向きで移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
3. 前記押圧機構は、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されることを規制する規制力を発生する規制部材を有することを特徴とする請求項２に記載の打撃工具。
4. 前記押圧機構は、前記押出部材の移動力が前記規制力以下であると、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されることを前記規制部材により規制し、前記押出部材の移動力が前記規制力を超えると、前記押出部材の移動力が前記打撃子に伝達されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の打撃工具。
5. 前記空気室に接続された空気孔が設けられており、前記空気室は、前記空気孔が閉じられた状態で前記ピストンが往復動作すると打撃力が発生する構成であり、前記中間子と一体的に前記軸線に沿って移動し、かつ、前記空気孔を開閉する開閉部材が設けられており、
   前記押圧機構は、前記開閉部材により前記空気孔が閉じられた後に、前記押出部材の移動力が前記規制力を超えるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の打撃工具。

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