JP5171484B2 - 打撃工具 - Google Patents

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、無負荷時における空打ちを防止する技術に関する。

ハンマビットが被加工材に押し付けられていない無負荷状態でのハンマビットの空打ちを防止する機能を有する打撃工具は、広く一般に知られている。このような空打ち防止機能を有する打撃工具は、例えば実公昭５７−５０３９８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、電動ハンマであって、シリンダ内をピストンが直線動作すると、第１空気室の圧力変動（バネ作用）を介してストライカが直線動作し、インパクトボルトを介してハンマビットを打撃する構成である。ストライカの打撃方向の前方に第２空気室が形成されるとともに、この第２空気室を形成する筒状部材の壁に第２空気室の内部と外部を連通する通気孔が設けられ、更に筒状部材の外面には、第２空気室の内部から外部への空気の流出を許容し、外部から内部への流入を阻止する逆止弁が設けられている。

ハンマビットが被加工材に押し付けられていない無負荷状態でストライカが駆動された場合（一回の空打ちが行なわれた場合）には、当該ストライカが所定の打撃位置を超えて前方へ移動すると、第２空気室の空気が外部へ流出され、その後、ストライカが第１空気室の吸い上げ作用により打撃前の位置へ戻ろうとした際、逆止弁による第２空気室への空気の流入規制により当該第２空気室が負圧化してストライカの戻り作用を抑制し、これによりストライカを打撃位置よりも前方位置に保持して空打ち動作の継続を防止する構成である。
しかしながら、上記のような逆止弁を利用する構成の空打ち防止機構は、空打ちによる衝撃を緩和する機能が十分ではなく、この点でなお改良の余地がある。
実公昭５７−５０３９８号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、工具ビットが長軸方向に直線状に駆動する打撃工具において、空打ちの防止及び空打ちによる衝撃を緩和する上で有効な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、工具ビットを少なくとも長軸方向に直線運動させてハンマ作業を行なう打撃工具において、打撃子と、密閉空間と、通気孔と、ツールホルダと、付勢部材とを有する。打撃子は工具ビットの長軸方向に直線動作され、所定の打撃位置で当該工具ビットを打撃する。なお、打撃子による工具ビットの打撃は、直接に工具ビットを打撃する態様、あるいは中間子としてのインパクトボルトを介して工具ビットを打撃する態様のいずれも好適に包含する。密閉空間は、打撃子の打撃方向の前方に形成される。通気孔は、密閉空間の内部と外部を連通する。ツールホルダは、一端側においては工具ビットを保持し、他端側においては密閉空間に配置されるとともに通気孔を閉じる閉止位置と通気孔を開く開放位置との間で工具ビットの長軸方向に移動可能とされる。付勢部材は、ツールホルダを閉止位置に置くよう付勢する。そして、打撃子が打撃位置を超えて密閉空間側へと移動された空打ち時に、打撃子とツールホルダとの当接による衝撃を弾性変形することで緩和するとともに、当該当接によって通気孔を開く開放位置へと移動されたツールホルダを、通気孔を閉じる閉止位置へと復帰させるよう構成されている。なお、本発明における「付勢部材」は、典型的にはバネがこれに該当するが、ゴムを好適に包含する。

本発明に係る打撃工具の好ましい形態によれば、打撃子が所定の打撃位置を超えて打撃方向前方へと移動する空打ち時に、当該打撃子との当接によってツールホルダが通気孔を開く開放位置へと移動され、密閉空間内の空気が通気孔を通じて外部へと流出する。開放位置へと移動されたツールホルダは、付勢部材の付勢力によって開放位置から閉止位置へと戻されて通気孔を閉じる。その結果、密閉空間への空気の流入規制により当該密閉空間が負圧化して打撃子の戻り作用を抑制し、これにより打撃子を打撃位置よりも前方位置に保持して無負荷状態での空打ち動作の継続を防止する。
本発明によれば、打撃子とツールホルダとの当接による衝撃を付勢部材が弾性変形することで緩和する構成としている。このため、打撃子の空打ちによる衝撃を緩和できるとともに、打撃子の跳ね返りを抑え、無負荷状態での当該打撃子による空打ち動作の継続をより確実に防止できる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、モータと、モータのトルクを工具ビットに伝達する経路に配置され、工具ビットに作用する負荷トルクが予め設定された伝達トルクを超えたときに、モータから工具ビットへと伝達されるトルクを遮断するトルクリミッターと、を更に有する。トルクリミッターは、モータから工具ビットへと伝達される伝達トルク値を規定するバネ部材を有し、当該バネ部材によって付勢部材が構成されている。

本発明によれば、トルクリミッターの構成部材であるバネ部材が、通気孔の開閉制御部材として機能するツールホルダを付勢するための付勢部材を兼用する構成としている。このように、既存のバネ部材を利用する構成のため、部品点数を増加させることなく、簡素な空打ち防止構造を構築することができる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、トルクリミッターは、モータによって回転駆動される駆動側回転部材と、工具ビットと共に回転する被動側回転部材と、駆動側回転部材に保持されて一体回転するとともに、被動側回転部材と係合することで駆動側回転部材のトルクを被動側回転部材に伝達し、係合が解除されることでトルクの伝達を遮断するトルク伝達部材とを更に有する。そして、被動側回転部材によってツールホルダが構成されており、当該ツールホルダは長軸方向に力を受けたときには、開放位置と閉止位置間で移動することで通気孔の開閉を制御する部材として機能する、すなわち空打ちを防止する部材として機能し、長軸方向回りに力を受けたときは工具ビットにトルクを伝達する部材として機能する構成とした。
本発明によれば、ツールホルダが、空打ちを防止する部材とトルクを伝達する部材を兼ねる構成であり、全体として合理的な構造が構築される。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、バネ部材の付勢力が、当該付勢力の作用方向と反対方向となるようにツールホルダに伝達する反転機構を更に有する構成とした。工具ビットを保持するツールホルダは、打撃子による打撃方向前方側である打撃工具の先端領域に配置されるのが一般的である。本発明によれば、バネ部材の付勢力の作用方向を反転してツールホルダに伝達する反転機構を設けたことにより、バネ部材を工具ビットの反対側である打撃工具の後側（奥側）に配置することが可能になる。このため、打撃工具の長軸方向長さに影響しない態様で打撃工具にバネ部材を組み込むことができる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、工具ビットの長軸方向に直線運動を行う駆動子を更に有する。打撃子は、駆動子を収容するとともに、当該駆動子との間で形成される空気室を有する有底筒状部材によって構成され、駆動子の往復動作による空気室の圧力変動によって工具ビットの長軸方向に直線運動し、これにより工具ビットビットを打撃する構成とした。
本発明によれば、有底筒状部材からなる打撃子によって工具ビットを打撃する構成の打撃工具において、無負荷状態での打撃子による空打ち防止、及び空打ちによる衝撃の緩和が可能となった。

本発明によれば、工具ビットが長軸方向に直線状に駆動する打撃工具において、空打ちの防止及び空打ちによる衝撃を緩和する上で有効な技術が提供されることとなった。

以下、本発明に係る打撃工具の具体的な実施の形態につき、図１〜図５を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、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は本実施形態に係るハンマドリル１０１の全体構成を示す側断面図である。図２は運動変換部１１３、動力伝達部１１４及び打撃要素１１５を示す拡大断面図である。図３〜図５は打撃要素１１５、トルクリミッター１３５及びその周辺部を示す要部拡大図であり、図３はハンマビット１１９が被加工材に押し付けられた負荷状態での通常打撃時を示し、図４はハンマビット１１９が被加工材に押し付けられていない無負荷状態を示し、図５はハンマ１４３による空打ち時を示す。

本実施形態のハンマドリル１０１は、図１に示すように、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、当該本体部１０３のうちハンマドリル１０１の長軸方向に関する一端部（図１中左側）にツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられた長尺状のハンマビット１１９を主体として構成される。本体部１０３は工具本体を構成する部材として備えられる。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７に対し、その長軸方向（本体部１０３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部材として構成される。ハンマビット１１９は、本発明における「工具ビット」に対応する。

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、運動変換部１１３、動力伝達部１１４及び打撃要素１１５を収容したギアハウジング１０７と、本体部１０３のうちハンマドリル１０１の長軸方向に関する他端部（図１中右側）に連接された作業者が握るハンドグリップ１０９とによって構成されている。駆動モータ１１１は、ハンドグリップ１０９に配置されたトリガ１０９ａの作業者による引き操作によって通電駆動される。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前あるいは工具前端側といい、ハンドグリップ１０９側を後あるいは工具後端側という。

図２に運動変換部１１３、動力伝達部１１４及び打撃要素１１５が拡大断面図として示される。運動変換部１１３は、駆動モータ１１１の回転出力を、直線運動に適宜変換した上で打撃要素１１５に伝達する機能を果たす。これにより当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の長軸方向（図２における左右方向）への打撃力（衝撃力）が発生する。運動変換部１１３は、具体的には、駆動ギア１２１、被動ギア１２３、被動軸１２５、回転体１２７、揺動リング１２９及びピストン１４１を主体として構成される。

駆動ギア１２１は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在する駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａに連結され、駆動モータ１１１の通電駆動によって回転駆動される駆動ギアとして構成される。被動ギア１２３は、駆動ギア１２１に噛み合い係合し、当該被動ギア１２３に被動軸１２５が取り付けられている。従って、被動軸１２５は、駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａに連結されて回転駆動される。駆動モータ１１１は、本発明における「モータ」に対応する。

回転体１２７は、これら被動ギア１２３及び被動軸１２５を介して一体回転する回転体として構成される。被動軸１２５に取り付けられた回転体１２７の外周面が被動軸１２５の軸線に対し所定の傾斜角度で傾斜状に形成されている。揺動リング１２９は、回転体１２７の傾斜外周面に軸受１２６を介して相対回転可能に取り付けられ、当該回転体１２７の回転動作に伴ってハンマビット１１９の長軸方向に揺動される揺動部材として構成される。揺動リング１２９は、ハンマビット１１９の長軸方向と交差する方向の上方（放射方向）に一体に突設された揺動ロッド１２８を有し、当該揺動ロッド１２８がピストン１４１と球体（鋼球）１２４を介して全方位に相対回動自在に連結されている。

ピストン１４１は、揺動リング１２９の揺動によって有底筒状のハンマ１４３内をハンマビット長軸方向に直線状に往復駆動され、打撃要素１１５を駆動する駆動子としての機能を有する。ピストン１４１は、本発明における「駆動子」に対応する。なお、本実施の形態では、駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａ、被動軸１２５及びピストン１４１は、いずれもハンマビット１１９の長軸方向に延在するとともに、互いに平行に配置されている。また、本実施の形態では、駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａの下方に被動軸１２５が配置されており、被動軸１２５の上方にピストン１４１が配置されている。

動力伝達部１１４は、駆動モータ１１１の回転出力を適宜減速した上でハンマビット１１９に伝達し、当該ハンマビット１１９を周方向に回転動作させる機能を果たす。動力伝達部１１４は、ハンマビット１１９の長軸方向に関し駆動モータ１１１よりもハンマビット１１９側に配設されている。本実施の形態にかかる動力伝達部１１４は、具体的には第１伝達ギア１３１、第２伝達ギア１３３、ハンマガイド１３９及びツールホルダ１３７を主体として構成される。

第１伝達ギア１３１は、駆動モータ１１１から駆動ギア１２１および被動軸１２５を介して鉛直面内にて回転駆動される第１の伝達ギアとして構成される。第２伝達ギア１３３は、第１伝達ギア１３１に噛み合い係合し、被動軸１２５の回転に伴ってツールホルダ１３７を軸まわりに回転させる第２の伝達ギアとして構成される。ハンマガイド１３９は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在してハンマ１４３の直線移動を案内する機能を有するとともに、第２伝達ギア１３３とともに同軸上で回転される筒状部材（円筒体）として構成される。ツールホルダ１３７は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在して当該ハンマビット１１９を保持する機能を有するとともに、ハンマガイド１３９とともに同軸上で回転される部材として構成される。

なお、ツールホルダ１３７は、ギアハウジング１０７の前端側に一体に形成された円筒状のバレル部１１７に軸受１４７を介して回転自在に支持されている。またハンマガイド１３９は、ギアハウジング１０７内のインナハウジング１０８に形成された円筒状のガイド保持部１０８ａに軸受１４９を介して回転自在に支持されるとともに、長軸方向には移動不能とされている。

打撃要素１１５は、ハンマガイド１３９のボア内壁にハンマビット長軸方向に摺動自在に配置された有底筒状部材からなるハンマ１４３と、ツールホルダ１３７の筒孔内に摺動自在に配置されるとともに、ハンマ１４３の運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する中間子としてのインパクトボルト１４５を主体として構成される。ハンマ１４３は、本発明における「打撃子」に対応する。ハンマ１４３のボア内壁と、当該ボア内壁に摺動自在に嵌合されたピストン１４１の長軸方向の前端面とによって空気バネ室１４３ａが形成される。ハンマ１４３は、ピストン１４１の直線運動により空気バネ室１４３ａを介して前方へと移動し、ハンマビット１１９を打撃する打撃子として構成される。空気バネ室１４３ａは、ハンマビット１１９の長軸線の延長線上に形成される。空気バネ室１４３ａは、本発明における「空気室」に対応する。

上記構成のハンマドリル１０１において、駆動モータ１１１が通電駆動されると、その回転出力により、駆動ギア１２１が鉛直面内にて回動動作する。すると、駆動ギア１２１に噛み合い係合される被動ギア１２３、被動軸１２５を介して回転体１２７が鉛直面内にて回転動作され、これによって揺動リング１２９および揺動ロッド１２８がハンマビット１１９の長軸方向に揺動する。揺動ロッド１２８の揺動によってピストン１４１が直線状に摺動動作され、それに伴う空気バネ室１４３ａの空気バネの作用（圧力変動）により、ハンマ１４３はハンマガイド１３９内を直線運動する。ハンマ１４３は、インパクトボルト１４５に衝突することで、その運動エネルギをハンマビット１１９へと伝達する。一方、被動軸１２５とともに第１伝達ギア１３１が回転されると、第１伝達ギア１３１に噛み合い係合される第２伝達ギア１３３を介してハンマガイド１３９が鉛直面内にて回転され、更にハンマガイド１３９とともにトルクリミッター１３５を介してツールホルダ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が周方向に一体状に回転される。かくして、ハンマビット１１９が長軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、被加工材にハンマドリル加工作業を遂行する。

ところで、ハンマドリル１０１によるハンマドリル加工作業は、本体部１０３に前方への押圧力を作用させてハンマビット１１９を被加工材に押し付けた状態、すなわち、ハンマビット１１９が後方（ハンマ１４３側）へと押し込まれた負荷状態で行なわれる。本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、ハンマビット１１９が後方に押し込まれていない無負荷状態でハンマビット１１９が打撃動作することを禁止するための空打ち防止機構１６１を備えている。

本実施の形態に係る空打ち防止機構１６１は、ハンマビット１１９に作用する負荷トルクが予め定めた規定の伝達トルクを超えたときにトルクの伝達を遮断するべく、動力伝達部１１４に配置されるトルクリミッター１３５を利用して空打ちの防止、及び空打ちによる衝撃の緩和を実現したものである。動力伝達部１１４は、本発明における「モータのトルクを工具ビットに伝達する経路」に対応する。以下、トルクリミッター１３５及び空打ち防止機構１６１につき、主として図３〜図５を参照しつつ説明する。先ずトルクリミッター１３５につき説明する。トルクリミッター１３５は、ハンマガイド１３９、ツールホルダ１３７、ハンマガイド１３９のトルクをツールホルダ１３７に伝達するトルク伝達部材としての複数の鋼球（スチールボール）１５１、及び鋼球１５１による伝達トルクを規定する圧縮コイルバネ１５３を主体として構成される。

ハンマガイド１３９は、ハンマビット１１９の長軸線回りを回転する駆動側（駆動モータ１１１側）の回転部材として機能する。ツールホルダ１３７は、ハンマガイド１３９と同軸上で回転する被動側（ハンマビット１１９側）の回転部材として機能する。ハンマガイド１３９は、本発明における「駆動側回転部材」に対応し、ツールホルダ１３７は、本発明における「被動側回転部材」に対応する。

ツールホルダ１３７のうち長軸方向の後端部領域が大径部１３７ａとして設定され、当該大径部１３７ａがハンマガイド１３９のボア内における前端部領域に長軸方向に摺動自在に、かつ周方向への相対回動可能に収容されている。ハンマガイド１３９には、ボア壁面を径方向に貫通する複数のボール保持孔１５７が周方向に所定間隔で設けられている。これに対応してツールホルダ１３７の大径部１３７ａの外周面には、複数の凹溝１５９が形成されている。複数のボール保持孔１５７には、鋼球１５１が各一個ずつ嵌合されている。ボール保持孔１５７にて保持された鋼球１５１は、ハンマガイド１３９の径方向にのみ移動することが許容されており、ボール保持孔１５７を貫通してツールホルダ１３７の凹溝１５９に係合されている。

なお、複数の凹溝１５９は、それぞれ周方向に所定長さで延びる弧状に形成されるとともに、周方向の端部がそれぞれ斜面（便宜上図示を省略する）とされた構成、あるいは円錐形に形成された構成とされる。すなわち、凹溝１５９は、周方向成分を有する構成、周方向成分を有しない構成のいずれであってもよい。鋼球１５１は、本発明における「トルク伝達部材」に対応する。

ハンマガイド１３９の外側には、圧縮コイルバネ１５３が配置されており、当該圧縮コイルバネ１５３は、ボール保持孔１５７にて保持された各鋼球１５１を、押圧リング１５５の斜面１５５ａを介してハンマガイド１３９の内径方向に付勢（押圧）する部材として機能する。圧縮コイルバネ１５３は、本発明における「付勢部材」に対応する。ハンマガイド１３９の外側に配置された圧縮コイルバネ１５３は、長軸方向の一端側（後端側）が当該ハンマガイド１３９に固定された第２伝達ギア１３３の側面に当接され、他端側（前端側）が押圧リング１５５の後端面に当接されており、これにより押圧リング１５５に対し、常時に前方への付勢力を付与している。

押圧リング１５５は、ハンマガイド１３９の前端側外側に長軸方向に相対移動可能に配置されるとともに、その長軸方向の一端側である前面側に形成された斜面１５５ａがボール保持孔１５７の外径側に突出された鋼球１５１に対し後方から当接されている。これにより、鋼球１５１には押圧リング１５５の斜面１５５ａを介して圧縮コイルバネ１５３の付勢力の径方向成分が作用する。このため、鋼球１５１は、ツールホルダ１３７の凹溝１５９に向かって付勢（押圧）される。すなわち、圧縮コイルバネ１５３の付勢力は、押圧リング１５５を介して鋼球１５１をハンマガイド１３９の内径方向へ付勢する力として、その作用方向が概ね９０度転換される構成とされる。

本実施の形態に係るトルクリミッター１３５は、上記のように構成されている。したがって、ハンマドリル作業時において、ハンマビット１１９に作用する負荷トルクが圧縮コイルバネ１５３にて規定される伝達トルクを超えない限り、駆動モータ１１１のトルクは、動力伝達部１１４のハンマガイド１３９から鋼球１５１を経てツールホルダ１３７へと伝達され、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が長軸回りに一体状に回転される。

しかるに、ハンマビット１１９に作用する負荷トルクが圧縮コイルバネ１５３にて規定される伝達トルクを超えた場合には、鋼球１５１がツールホルダ１３７の凹溝１５９の回転方向後側端部の斜面（または円錐斜面）を乗り上げて当該凹溝１５９から脱出するとともに、押圧リング１５５を押し退ける（後方へと移動させる）。これにより、ハンマガイド１３９からツールホルダ１３７へのトルク伝達が遮断される。すなわち、トルクリミッター１３５が作動し、動力伝達部１１４における駆動側部材が空転する。

次に空打ち防止機構１６１につき説明する。本実施の形態に係る空打ち防止機構１６１は、ハンマ１４３の打撃方向の前方に空打ち防止用の空気室１６３を有する。空気室１６３は、筒状部材からなるハンマガイド１３９の内周面、当該ハンマガイド１３９のボアに摺動自在に収容されたハンマ１４３の長軸方向前端面、ハンマガイド１３９のボア前端側に摺動自在に収容（挿入）されたツールホルダ１３７の長軸方向後端面、及び当該ツールホルダ１３７の筒孔内に摺動自在に挿入されたインパクトボルト１４５の長軸方向後端面によって囲まれる密閉空間として構成される。なお、インパクトボルト１４５の外周面とツールホルダ１３７の筒孔内周面との間には、シール材としてのＯリング１６６が介在されている。空気室１６３は、本発明における「密閉空間」に対応する。

ハンマガイド１３９の周壁には、空気室１６３内部と外部を連通する通気孔１６５が形成されている。ツールホルダ１３７のうち長軸方向後端部は、大径部１３７ａとして設定されるとともに、当該大径部１３７ａがハンマガイド１３９のボア前端側に所定範囲で摺動自在に収容されている。そしてツールガイド１３７が後方へと移動されたときには、大径部１３７ａの後端外周面によって通気孔１６５を閉止し、長軸方向前方へと移動した際には、その後端外周面が通気孔１６５から離れて当該通気孔１６５を開放する。なお、ツールガイド１３７が前方へ移動されるときの最前端位置は、軸受１４７の後方に配置されたストッパプレート１６７に大径部１３７ａの前端面が当接することで規制される。ツールホルダ１３７が後方へ移動された位置が、本発明における「閉止位置」に対応し、前方へ移動された位置が、本発明における「開放位置」に対応する。

ツールホルダ１３７の外周面に形成される凹溝１５９は、当該ハンマビット１１９を長軸線に沿う方向に切断したときの断面形状が略Ｖ形に形成されており、その前面及び後面が斜面（または円錐斜面）１５９ａとされている。このため、圧縮コイルバネ１５３により凹溝１５９に向けて付勢される鋼球１５１は、当該凹溝１５９の前後の斜面１５９ａを押圧することで当該ツールホルダ１３７に長軸方向の付勢力を作用する構成とされる。すなわち、圧縮コイルバネ１５３の付勢力が、押圧リング１５５の斜面１５５ａ、鋼球１５１、及びツールホルダ１３７の凹溝１５９の斜面１５９ａを介して当該ツールホルダ１３７に対し長軸方向の付勢力として伝達されるよう構成されている。そして、鋼球１５１が凹溝１５９に係合された状態（図３及び図４参照）にあるときに、ツールホルダ１３７の大径部１３７ａが空打ち防止用の空気室１６３の通気孔１６５を閉じる閉止位置に置かれるように設定されている。

本実施の形態に係る空打ち防止機構１６１は、上記のように構成されている。図３はハンマビット１１９が本体部１０３の後方へと押し込まれた負荷状態での通常打撃時が示される。ハンマビット１１９が被加工材に押し付けられて後方へと押し込まれたとき、当該ハンマビット１１９にて押されて後方へと移動されるインパクトボルト１４５は、ツールホルダ１３７に止輪１７１にて後方への移動が規制された位置決め部材としての座金１７３及びラバーリング１７５を介してツールホルダ１３７によって受け止められる。これにより、インパクトボルト１４５はその後端面がツールホルダ１３７の後端面よりも後方となる位置に位置決めされ、当該位置決め位置においてハンマ１４３による打撃動作を受ける。上記の位置決め部材にて位置決めされたインパクトボルト１４５に対してハンマ１４３が打撃を行なう位置が、本発明における「所定の打撃位置」に対応する。

インパクトボルト１４５が上記の打撃位置に置かれた状態でハンマ１４３による打撃動作が行なわれた場合、当該打撃動作は通常の打撃動作であり、ハンマ１４３の運動エネルギがインパクトボルト１４５を経てハンマビット１１９へと伝達され、所定の加工作業が遂行されることになる。

一方、図４に示すように、ハンマビット１１９が本体部１０３の後方へと押し込まれていない無負荷状態でハンマ１４３による打撃動作が行なわれた場合には、ハンマ１４３が打撃位置を超えて前方へと移動し、その前端面がツールホルダ１３７の後端面に衝突（当接）する。この状態が図５に示される。ツールホルダ１３７は、ハンマ１４３の運動エネルギを受けて前方へと移動し、それにより大径部１３７ａが通気孔１６５を開き、空気室１６３の空気が外部へ流出する。このとき、前方へと移動するツールホルダ１３７の凹溝１５９の後側の斜面１５９ａで押された鋼球１５１は、ツールホルダ１３７の外径側へと突出するとともに、押圧リング１５５の斜面１５５ａを押圧する。斜面１５５ａを押された押圧リング１５５は後方へと移動し、圧縮コイルバネ１５３を弾性変形させ、当該弾性変形によってハンマ１４３とツールホルダ１３７との衝突による衝撃を緩和することができる。

ツールホルダ１３７に衝突後のハンマ１４３は、空気バネ室１４３ａの吸い上げ作用によって本体部１０３の後方側（ピストン１４１側）へと移動され、ツールホルダ１３７から離間する。すると、当該ツールホルダ１３７が圧縮コイルバネ１５３の付勢力によって押圧リング１５５、鋼球１５１を介して後方へと移動され、大径部１３７ａにより通気孔１６５を閉じる初期位置（閉止位置）へと復帰し、空気室１６３を密閉空間とする。すると、空気バネ室１４３ａの吸い上げ作用によるハンマ１４３の本体部１０３の後方への移動により、空気室１６３内が負圧化し、当該ハンマ１４３の後方への移動を抑える。その結果、ハンマ１４３による空打ち動作が継続することを防止することができる。

上述のように、本実施の形態に係る空打ち防止機構１６１は、トルクリミッター１３５の構成部材である、ツールホルダ１３７、鋼球１５１及び圧縮コイルバネ１５３を利用して空気室１６３の通気孔１６５の開閉を制御する構成としている。このため、部品点数を増加することなく、簡素な構成で空打ち防止機構１６１を構築することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、ツールホルダ１３７は、長軸方向に力を受けたときには、空気室１６３の通気孔１６５の開閉を制御して空打ちを防止する部材として機能し、長軸方向回りに力を受けたときは、ハンマビット１１９にトルクを伝達する部材として機能する。すなわち、ツールホルダ１３７が、空打ち防止用とトルク伝達用の部材を兼用する構成であり、全体として合理的な構造が構築される。

また、本実施の形態によれば、圧縮コイルバネ１５３の付勢力が、押圧リング１５５の斜面１５５ａ、鋼球１５１、及びツールホルダ１３７の凹溝１５９の斜面１５９ａを介して当該ツールホルダ１３７に対し当該圧縮コイルバネ１５３の付勢方向と反対方向に作用するよう構成している。このような構成とすることで、圧縮コイルバネ１５３をツールホルダ１３７の後方側に配置することが可能となり、ハンマドリル１０１の長軸方向長さに影響しない形態で本体部１０３内に圧縮コイルバネ１５３を組み込むことができる。押圧リング１５５の斜面１５５ａ、鋼球１５１、及びツールホルダ１３７の凹溝１５９の斜面１５９ａによって、本発明における「反転機構」が構成される。

なお、本実施の形態では、空打ち防止機構１６１の通気孔１６５を開閉するべくツールホルダ１３７に対して長軸方向の付勢力を作用させる付勢部材として、トルクリミッター１３５の伝達トルク規定用の圧縮コイルバネ１５３を利用する構成としたが、トルクリミッター１３５の伝達トルク規定用の圧縮コイルバネ１５３とは別途に設けたバネ部材によって付勢するよう構成してもよい。

また、本実施の形態では、有底筒状部材によって構成されたハンマ１４３によってハンマビット１１９を打撃する形式の場合で説明したが、シリンダ内に摺動自在に収容された打撃子としてのストライカを、ピストン及び空気バネを介して前方へ飛ばしてハンマビットを打撃する形式の打撃工具、あるいは筒状部材からなるピストン内に収容された打撃子としてのストライカを、空気バネを介して前方へ飛ばしてハンマビットを打撃する形式の打撃工具に適用してもよい。

また、上述した実施の形態では、打撃工具の一例としてハンマドリルを例にとって説明しているが、ハンマビットを直線状に駆動させ、これによって当該ハンマビットにハンマ作業を遂行させるハンマに本発明を適用することが可能である。

上記発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することが可能とされる。
（態様１）
「密閉空間は、筒状部材によって形成されるシリンダ（ハンマガイド１３９）と、前記シリンダ内に収容された打撃子と、前記シリンダ内に収容されたツールホルダと、当該ツールホルダに保持されるとともに前記打撃子による打撃力を工具ビットに伝達する中間子とによって囲まれる空間として設定される。」

（態様２）
「バネ部材は、圧縮コイルバネによって構成されるとともに、シリンダ（ハンマガイド１３９）の外側に配置されている。」

（態様３）
「バネ部材の付勢力の作用方向を反転してツールホルダに伝達する反転機構は、バネ部材によって付勢される押圧部材（押圧リング１５５）の付勢方向前方側に形成された斜面と、ツールホルダに形成された斜面と、それら両斜面にそれぞれ係合するとともに、前記バネ部材による付勢方向と交差する方向にのみ移動することが許容された鋼球とによって構成されている。」

本発明の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す側断面図である。 運動変換部、動力伝達部及び打撃要素を示す拡大断面図である。 打撃要素、トルクリミッター及びその周辺部を示す要部拡大図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷状態での通常打撃時を示す。 打撃要素、トルクリミッター及びその周辺部を示す要部拡大図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられていない無負荷状態を示す。 打撃要素、トルクリミッター及びその周辺部を示す要部拡大図であり、ハンマによる空打ち時を示す。

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
１０８ インナハウジング
１０８ａ ガイド保持部
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ トリガ
１１１ 駆動モータ
１１１ａ モータ出力軸
１１３ 運動変換部
１１４ 動力伝達部
１１５ 打撃要素
１１７ バレル部
１１９ ハンマビット（工具ビット）
１２１ 駆動ギア
１２３ 被動ギア
１２４ 球体
１２５ 被動軸
１２６ 軸受
１２７ 回転体
１２８ 揺動ロッド
１２９ 揺動リング（揺動部材）
１３１ 第１伝達ギア
１３３ 第２伝達ギア
１３５ トルクリミッター
１３７ ツールホルダ
１３７ａ 大径部
１３９ ハンマガイド
１４１ ピストン
１４３ ハンマ
１４５ インパクトボルト
１４７ 軸受
１５１ 鋼球（トルク伝達部材）
１５３ 圧縮コイルバネ（バネ部材、付勢部材）
１５５ 押圧リング
１５５ａ 斜面
１５７ ボール保持孔
１５９ 凹溝
１５９ａ 斜面
１６１ 空打ち防止機構
１６３ 空打ち防止用の空気室
１６５ 通気孔
１６６ Ｏリング
１６７ ストッパプレート
１７１ 止輪
１７３ 座金
１７５ ラバーリング

Claims (5)

1. 工具ビットを少なくとも長軸方向に直線運動させてハンマ作業を行なう打撃工具であって、
   前記工具ビットの長軸方向に直線動作され、所定の打撃位置で当該工具ビットを打撃する打撃子と、
   前記打撃子の打撃方向の前方に形成された密閉空間と、
   前記密閉空間の内部と外部を連通する通気孔と、
   一端側においては前記工具ビットを保持し、他端側においては前記密閉空間に配置されるとともに前記通気孔を閉じる閉止位置と通気孔を開く開放位置との間で前記工具ビットの長軸方向に移動可能なツールホルダと、
   前記ツールホルダを前記閉止位置に置くよう付勢する付勢部材と、
   を有し、
   前記付勢部材は、前記打撃子が前記打撃位置を超えて前記密閉空間側へと移動された空打ち時に、前記打撃子と前記ツールホルダとの当接による衝撃を弾性変形することで緩和するとともに、前記当接により前記開放位置へと移動された前記ツールホルダを前記閉止位置へと復帰させるよう構成されてい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、
   モータと、
   前記モータのトルクを前記工具ビットに伝達する経路に配置され、前記工具ビットに作用する負荷トルクが予め設定された伝達トルクを超えたときに、前記モータから前記工具ビットへと伝達されるトルクを遮断するトルクリミッターと、
   を更に有し、
   前記トルクリミッターは、前記モータから前記工具ビットへと伝達される伝達トルク値を規定するバネ部材を有し、当該バネ部材によって前記付勢部材が構成されていることを特徴とする打撃工具。
3. 請求項２に記載の打撃工具であって、
   前記トルクリミッターは、前記モータによって回転駆動される駆動側回転部材と、前記工具ビットと共に回転する被動側回転部材と、前記駆動側回転部材に保持されて一体回転するとともに、前記被動側回転部材と係合することで前記駆動側回転部材のトルクを前記被動側回転部材に伝達し、前記係合が解除されることでトルクの伝達を遮断するトルク伝達部材とを更に有し、
   前記被動側回転部材によって前記ツールホルダが構成されており、当該ツールホルダは長軸方向に力を受けたときには、前記開放位置と閉止位置間で移動することで前記通気孔の開閉を制御する部材として機能し、長軸方向回りに力を受けたときは前記工具ビットにトルクを伝達する部材として機能することを特徴とする打撃工具。
4. 請求項３に記載の打撃工具であって、
   前記バネ部材の付勢力が、当該付勢力の作用方向と反対方向となるように前記ツールホルダに伝達する反転機構を更に有することを特徴とする打撃工具。
5. 請求項１〜４のいずれかに１つに記載の打撃工具であって、
   前記工具ビットの長軸方向に直線運動を行う駆動子を更に有し、
   前記打撃子は、前記駆動子を収容するとともに、当該駆動子との間で形成される空気室を有する有底筒状部材によって構成され、前記駆動子の往復動作による前記空気室の圧力変動によって前記工具ビットの長軸方向に直線運動し、これにより前記工具ビットを打撃することを特徴とする打撃工具。

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