JP6070826B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、回転部材の回転力を先端工具に伝達して、対象物を加工する電動工具に関する。

従来、動力源の動力を先端工具に伝達して、先端工具を回転または往復動させて対象物を加工する電動工具が知られており、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に記載された電動工具であるハンマドリルは、動力源としての駆動モータを有し、駆動モータの動力が、ギヤ機構を経由して中間軸に伝達される。また、中間軸と平行なシリンダが設けられており、シリンダの内部に、ピストン及び打撃子が、直動可能に設けられている。

さらに、中間軸の回転力をピストンの直動力に変換する運動変換機構、クラッチ機構が設けられており、クラッチ機構は、中間軸の回転力を運動変換機構に伝達する経路を接続または遮断する。

特許文献１に記載されたハンマドリルにおいて、ハンマドリルモードが選択されると、クラッチ機構は、中間軸の回転力を運動変換機構に伝達する経路を接続する。このため、中間軸の回転力がピストンの直動力に変換され、ピストンが往復運動すると、打撃子を打撃する打撃力が発生する。打撃子の打撃力はハンマビットに伝達される。つまり、ハンマビットに直動方向の打撃力が加えられる。一方、中間軸の回転力はギヤ機構を経由してシリンダに伝達され、先端工具保持部を介してハンマビットに伝達される。すなわち、ハンマビットに回転力が伝達される。

一方、ドリルモードが選択されると、クラッチ機構は中間軸の回転力を運動変換機構に伝達する経路を遮断する。このため、ハンマビットには打撃力が加えられず、ハンマビットには回転力が伝達される。また、ハンマモードが選択されると、クラッチ機構は中間軸の回転力を運動変換機構に伝達する経路を接続するとともに、中間軸の回転力をギヤ機構に伝達する経路が遮断される。このため、ハンマビットには打撃力のみが伝達される。

特開平７−３２８９５５号公報

上述の特許文献１に記載された電動工具においては、３つのモード、つまり、ハンマドリルモード、ドリルモード、ハンマモードを切り替え可能であるが、回転方向に打撃力を加える、いわゆるインパクトモードは備えていなかった。

本発明の目的は、先端工具に回転方向の打撃力を加えることが可能な電動工具を提供することにある。

一実施形態の電動工具は、先端工具を保持し、回転部材の回転力を前記先端工具に伝達する電動工具であって、前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転方向の打撃力として伝達するインパクトモードと、前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転方向の打撃力に変換することなく、前記先端工具の直動方向の打撃力として伝達するハンマモードと、を切り替え可能である。

本発明によれば、先端工具に回転方向の打撃力を加えることができる。また、何れの動力伝達経路から回転力を伝達するかを選択でき、作業用途が広がる。

本発明の電動工具でハンマドリルモードが選択された場合を示す部分的な断面図である。 本発明の電動工具でインパクトモードが選択された場合を示す部分的な断面図である。 本発明の電動工具でドリルモードが選択された場合を示す部分的な断面図である。 本発明の電動工具でニュートラルモードが選択された場合を示す部分的な断面図である。 本発明の電動工具でハンマモードが選択された場合を示す部分的な断面図である。 本発明の電動工具の要部であり、ハンマドリルモードが選択された場合を示す斜視図である。 本発明の電動工具の要部であり、インパクトモードが選択された場合を示す斜視図である。 本発明の電動工具の要部であり、ドリルモードが選択された場合を示す斜視図である。 本発明の電動工具の要部であり、ハンマモードが選択された場合を示す斜視図である。 本発明の電動工具の要部であり、ハンマドリルモードが選択された場合を示す平面図である。 本発明の電動工具の要部であり、インパクトモードが選択された場合を示す平面図である。 本発明の電動工具の要部であり、ドリルモードが選択された場合を示す平面図である。 本発明の電動工具の要部であり、ニュートラルモードが選択された場合を示す平面図である。 本発明の電動工具の要部であり、ハンマモードが選択された場合を示す平面図である。 （Ａ）は本発明の電動工具に用いられるレバーの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のレバーの底面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１〜図５に示す電動工具１０は工具本体１１を有しており、電動モータ１２が工具本体１１の内部に設けられている。トリガスイッチが工具本体１１に設けられており、作業者がトリガスイッチを操作すると電動モータ１２に電力が供給されて、電動モータ１２の回転軸１４が回転する。回転軸１４は軸受１５により回転可能に支持されており、回転軸１４の外周面にギヤ２８が形成されている。工具本体１１の内部にインナーケーシング１７が取り付けられており、インナーケーシング１７は工具本体１１の内部を第１収容室１８及び第２収容室１９に仕切っている。電動モータ１２は第１収容室１８に配置されている。第２収容室１９の内部から、工具本体１１の外部に亘って筒形状のシリンダ２０が設けられている。

シリンダ２０は２個の軸受２１，２２により回転可能に支持されている。軸受２２は、インナーケーシング１７とシリンダ２０の外周面との間に設けられている。軸受２１は、工具本体１１の軸孔２３の内周面とシリンダ２０の外周面との間に設けられている。回転軸１４が回転する際の中心線Ａと、シリンダ２０が回転する際の中心線Ｂとは、互いに平行である。

電動モータ１２の動力をシリンダ２０に伝達する中間軸２４が設けられている。中間軸２４が、本発明の回転部材に相当する。中間軸２４は第２収容室１９に配置されており、中間軸２４は２個の軸受２５，２６により回転可能に支持されている。軸受２６はインナーケーシング１７により支持され、軸受２５は工具本体１１に支持されている。中間軸２４の回転する中心線Ｃは、２本の中心線Ａ，Ｂと互いに平行であり、中間軸２４は中心線Ｃに沿った方向に移動しない。

中間軸２４の外周面であって、中心線Ｃに沿った方向で軸受２６の隣にギヤ２７が固定されている。ギヤ２７は中間軸２４と一体回転し、ギヤ２７はギヤ２８と噛み合っている。ギヤ２７の歯数はギヤ２８の歯数よりも多く、ギヤ２７，２８は、回転軸１４の回転力を中間軸２４に伝達する際に、回転軸１４の回転速度に対して中間軸２４の回転速度を減速する減速機である。

一方、第２収容室１９に、筒部材としてのスライドギヤ２９が設けられており、スライドギヤ２９の軸孔３０内に中間軸２４が配置されている。スライドギヤ２９は、中心線Ｃに沿った方向で軸受２５とギヤ２７との間に設けられている。スライドギヤ２９は、中間軸２４に対して中心線Ｃに沿った方向に移動可能であり、スライドギヤ２９は、中間軸２４に対して中心線Ｃを中心として回転可能である。スライドギヤ２９は、中間軸２４と同軸上で移動可能である。

スライドギヤ２９の外周面には、複数の駆動ギヤとして、第１ギヤ３１及び第２ギヤ３２及び第３ギヤ３３が形成されている。第１ギヤ３１及び第２ギヤ３２及び第３ギヤ３３は、中心線Ｃに沿った方向で異なる位置に設けられている。第２ギヤ３２は、中心線Ｃに沿った方向で第１ギヤ３１と第３ギヤ３３との間に設けられている。第３ギヤ３３は、中心線Ｃに沿った方向で、ギヤ２７と第２ギヤ３２との間に設けられている。また、スライドギヤ２９の外周面であって、中心線Ｃに沿った方向で第１ギヤ３１と第２ギヤ３２との間に凹部３４が設けられている。さらに、スライドギヤ２９であって、中心線Ｃに沿った方向でギヤ２７に近い方の端部に噛み合い部３５が設けられている。噛み合い部３５は中心線Ｃに沿った方向に凹凸である。

前記シリンダ２０の外周面において、中心線Ｂに沿った方向で軸受２１よりも軸受２２に近い箇所には、円筒形状のスリーブ３６が取り付けられている。スリーブ３６の軸孔内にシリンダ２０が設けられている。スリーブ３６はシリンダ２０と一体回転するように設けられており、スリーブ３６はシリンダの２０中心線Ｂに沿った方向に移動しない。スリーブ３６であって、中心線Ｂに沿った方向の端部には外向きフランジ３８が設けられている。外向きフランジ３８の側面のうち、軸受２２とは反対側の側面に噛み合い部３９が設けられている。噛み合い部３９は、中心線Ｂに沿った方向に凹凸である。

さらに、スリーブ３６の外周に、第２従動ギヤとしてのギヤ４０が取り付けられている。ギヤ４０は環状であり、ギヤ４０はスリーブ３６に対して回転可能であり、ギヤ４０は、スリーブ３６に対して中心線Ｂに沿った方向に移動可能であり、ギヤ４０は第２ギヤ３２または第３ギヤ３３と選択的に噛み合う。

ギヤ４０の側面であって外向きフランジ３８に近い方の側面に噛み合い部４１が設けられている。噛み合い部４１は中心線Ｂに沿った方向の凹凸である。また、スリーブ３６の外周には弾性体４２が取り付けられており、ギヤ４０は弾性体４２の力で外向きフランジ３８に向けて押されている。弾性体４２は圧縮コイルばねを用いることができる。シリンダ２０、スリーブ３６、ギヤ４０が、本発明の第２の動力伝達機構に相当する。

そして、ギヤ４０が弾性体４２の力で押されて、噛み合い部４１が噛み合い部３９と噛み合っていると、スリーブ３６とギヤ４０との間で動力を伝達することができる。これに対して、ギヤ４０が弾性体４２の力に抗しての外向きフランジ３８から離れる向きで移動して、噛み合い部４１と噛み合い部３９とが離れると、スリーブ３６とギヤ４０との間で動力を伝達することができなくなる。

一方、シリンダ２０に中心線Ｂを中心とする軸孔４３が形成されており、シリンダ２０の長手方向であって、工具本体１１の外部に位置する箇所に先端工具保持部４４が設けられている。先端工具保持部４４は円筒形状であり、軸孔４３は先端工具保持部４４まで到達している。先端工具保持部４４における軸孔４３内に、先端工具４５を取り付けまたは取り外すことができる。先端工具保持部４４の外周にはエンドカバー４６が取り付けられており、先端工具保持部４４を半径方向に貫通する保持孔４７が設けられている。保持孔４７にボール４８が保持されている。

先端工具４５には中心線Ｂに沿った方向の溝が設けられており、溝にボール４８の一部が配置されると、ボール４８と先端工具４５との係合力により、シリンダ２０の回転力が先端工具４５に伝達される。また、先端工具４５は、溝の長さの範囲内で、先端工具保持部４４に対して中心線Ｂに沿った方向に移動可能である。エンドカバー４６は筒形状であり、ボール４８が溝から出ることを規制する。エンドカバー４６を操作して、ボール４８を先端工具４５の溝から出すと、先端工具４５を先端工具保持部４４の軸孔４３から抜き取ることができる。

次に、先端工具保持部４４で保持された先端工具４５に、直動方向の打撃力を加える機構を説明する。直動方向の打撃力は、中心線Ｂに沿った方向の打撃力である。シリンダ２０の軸孔４３内にピストン４９が設けられている。ピストン４９は中心線Ｂに沿った方向に往復運動可能である。ピストン４９は筒形状であり、ピストン４９の内部にストライカ５０が設けられている。ピストン４９及びストライカ５０は、先端工具４５と同心状に設けられている。ストライカ５０はピストン４９に対して中心線Ｂに沿った方向に直動可能である。また、ピストン４９の内部であって、ピストン４９とストライカ５０との間に空気圧室５１が形成されている。さらに、軸孔４３内であって、先端工具４５とストライカ５０との間に中間子５２が設けられている。中間子５２は中心線Ｂに沿った方向に、所定の範囲内で直動可能である。上記のピストン４９、ストライカ５０、中間子５２が、先端工具４５に直動方向の打撃力を加える機構である。

さらに、第２収容室１９に、中間軸２４の回転力をピストン４９の直動力に変換する運動変換機構５３が設けられている。運動変換機構５３は、中間軸２４に取り付けられた内輪５４と、内輪５４との間に転動体５５を介して設けられた外輪５６とを備えている。外輪５６には連結棒５７が連結されており、連結棒５７はピストン４９に連結されている。内輪５４は中間軸２４に対して回転可能に取り付けられており、内輪５４は中間軸２４の中心線Ｃに沿った方向には移動しない。上記の運動変換機構５３、ピストン４９、ストライカ５０、中間子５２等が、本発明の第３の動力伝達機構に相当する。

さらに、中間軸２４の回転力をシリンダ２０に伝達し、かつ、回転方向の打撃力を加える第１の動力伝達機構を説明する。シリンダ２０の外周面であって、軸受２１とスリーブ３６との間にインパクトスリーブ５８が取り付けられている。インパクトスリーブ５８はシリンダ２０に対して相対回転可能であり、インパクトスリーブ５８はシリンダ２０に対して中心線Ｂに沿った方向に移動しない。インパクトスリーブ５８に外向きフランジ５９が設けられており、外向きフランジ５９の外周面に、第１従動ギヤとしてのギヤ６０が形成されている。

シリンダ２０の外周面であって、中心線Ｂに沿った方向でインパクトスリーブ５８と軸受２１との間に噛み合い部６１が設けられている。また、インパクトスリーブ５８の外周にはハンマ６２が取り付けられている。ハンマ６２は環状であり、ハンマ６２の内周面には溝が形成され、インパクトスリーブ５８の外周面には溝が形成され、溝同士によりボール６３が保持されている。インパクトスリーブ５８とハンマ６２とが、ボール６３の係合力により、動力伝達可能に接続されている。ハンマ６２は、インパクトスリーブ５８に対して中心線Ｂに沿った方向で所定の範囲内で移動可能、かつ、回転可能である。ハンマ６２には噛み合い部６４が設けられている。

さらに、外向きフランジ５９とハンマ６２との間に弾性体６５が設けられている。弾性体６５は、ハンマ６２を外向きフランジ５９から離れる方向、つまり、軸受２１に向けて押し付ける力を生じる。弾性体６５は圧縮コイルばねを用いることができる。ハンマ６２が中心線Ｂに沿った方向に移動すると、噛み合い部６４は噛み合い部６１に噛み合ったり外れたりする。上記のギヤ６０、インパクトスリーブ５８、ボール６３、ハンマ６２、噛み合い部６１、弾性体６５等が、中間軸２４の回転力をシリンダ２０に伝達し、かつ、回転方向の打撃力を加える第１の動力伝達機構に相当する。

次に、本発明における切替機構の構成を、図１〜図１５を参照して説明する。中間軸２４の外周にはクラッチ６６が取り付けられている。クラッチ６６は環状であり、クラッチ６６は中間軸２４とスプライン結合されている。このため、クラッチ６６は中間軸２４と一体回転し、かつ、中間軸２４に対して中心線Ｃに沿った方向に移動可能である。クラッチ６６は中間軸２４と同軸上で移動可能である。また、クラッチ６６とスライドギヤ２９とは、それぞれ独立して移動可能である。すなわち、クラッチ６６は、スライドギヤ２９に対して近接または離間することが可能である。クラッチ６６は、中心線Ｃに沿った方向で内輪５４とスライドギヤ２９との間に設けられている。クラッチ６６における内輪５４に近い箇所に噛み合い部６７が設けられており、クラッチ６６におけるスライドギヤ２９に近い箇所に噛み合い部６８が設けられている。また、クラッチ６６の外周に凹部６９が設けられている。凹部６９はクラッチ６６の全周に形成した溝である。

内輪５４には噛み合い部７０が設けられており、クラッチ６６を中心線Ｃに沿った方向に移動させると、噛み合い部６７と噛み合い部７０とを噛み合わせたり、噛み合い部６７と噛み合い部７０との噛み合いを解除することができる。また、クラッチ６６及びスライドギヤ２９を中心線Ｃに沿った方向に位置決めすると、噛み合い部６８と噛み合い部３５とを噛み合せたり、噛み合い部６８と噛み合い部３５との噛み合いを解除することができる。噛み合い部６７と噛み合い部７０とが噛み合うこと、または、噛み合い部６８と噛み合い部３５とが噛み合うことを、クラッチ６６の係合と呼ぶ。一方、噛み合い部６７と噛み合い部７０との噛み合いが解除されること、または、噛み合い部６８と噛み合い部３５との噛み合いが解除されることを、クラッチ６６の解放と呼ぶ。

中間軸２４の外周にはスライドギヤ２９を中心線Ｃに沿った方向に移動させる力を生じる弾性体７１が取り付けられている。弾性体７１は、軸受２５とスライドギヤ２９との間に配置されており、弾性体７１はスライドギヤ２９をクラッチ６６に向けて押す力を生じる。弾性体７１は圧縮コイルばねを用いることができる。上記のクラッチ６６、スライドギヤ２９、第１ギヤ３１〜第３ギヤ３３等が、本発明の切替機構に相当する。

さらに、クラッチ６６及びスライドギヤ２９を中心線Ｃに沿った方向に移動させ、かつ、中心線Ｃに沿った方向の任意の位置で停止させる調節機構７２を説明する。調節機構７２は、レバー７３、第１スライド部材７４、第２スライド部材７５を備えている。レバー７３は工具本体１１に対して軸線Ｄを中心として回転可能に取り付けられている。レバー７３は円柱部７６と、円柱部７６と一体の摘み部７７とを有しており、摘み部７７は工具本体１１の外部に配置されている。中心線Ｃ及び軸線Ｄを含む平面内において、中心線Ｃと軸線Ｄとは直角である。軸線Ｄは、中心線Ｃに沿った方向で、ギヤ４０とギヤ６０との間に配置されている。

また、レバー７３の円柱部７６に固定された第１カム部材７８及び第２カム部材７９が設けられている。作業者がレバー７３を操作すると、レバー７３、第１カム部材７８、第２カム部材７９は、軸線Ｄを中心として一体回転する。第１カム部材７８はプレート形状を有しており、第１カム部材７８の外周面には、本発明における第１カム面として第１接触部８０〜第３接触部９４が設けられている。第１接触部８０〜第３接触部９４は、相互に湾曲面で滑らかに連続されている。

第１カム部材７８を平面視すると、第１接触部８０は、軸線Ｄを中心とする円周上に９０度の範囲で形成されている。第２接触部８２は、軸線Ｄからの距離が第１接触部８０よりも短く、第２接触部８２は、軸線Ｄを中心とする円周上で第１接触部８０とは異なる位置にある。さらに、第３接触部９４は、軸線Ｄからの距離が第２接触部８２よりも短く、第２接触部８２は、軸線Ｄを中心とする円周上で第２接触部８２に対して９０度の位置にある。第１カム部材７８を平面視すると、第１接触部８０〜第３接触部９４は中心線Ｃでに沿った方向に変位している。

また、第２カム部材７９は第１カム部材７８と共に一体回転し、第２カム部材７９の外周面に、本発明の第２カム面として第１接触部８３及び第２接触部９５が形成されている。第１接触部８３は、軸線Ｄからの距離が第１接触部８０と同じである。また第１接触部８３は、軸線Ｄを中心とする円周上で第２接触部８２と同じ位置に配置されている。第２接触部９５から軸線Ｄまでの距離は、第３接触部９４から軸線Ｄまでの距離と同じである。第２カム部材７９を平面視すると、第１接触部８３及び第２接触部９５は中心線Ｃに沿った方向に変位されている。

第１スライド部材７４および第２スライド部材７５は、軸線Ｄに沿った方向でスライドギヤ２９とレバー７３との間に設けられている。また、第１スライド部材７４及び第２スライド部材７５は、レバー７３の操作に連動して、中心線Ｃに沿った方向に直動可能である。なお、第１スライド部材７４及び第２スライド部材７５を直動可能に支持するガイド部材が、第２収容室１９に設けられている。第１スライド部材７４及び第２スライド部材７５は、共に第２収容室１９に配置されている。

第１スライド部材７４は、係止プレート８４と、係止プレート８４の両端に連続された腕部８５とを備えている。腕部８５は中心線Ｃに沿った方向に延ばされている。係止プレート８４はスライドギヤ２９の凹部３４に差し込まれており、第１スライド部材７４が中心線Ｃに沿った方向に移動すると、スライドギヤ２９が中心線Ｃに沿った方向に移動する。また、第１スライド部材７４にはピン８６が設けられている。

第２スライド部材７５は、中心線Ｃに沿った方向に間隔をおいて配置した２枚の係止プレート８７，８８と、係止プレート８７，８８同士を接続する腕部９６と、係止プレート８８の端部から係止プレート８７に向けて突出された張出部９３とを有する。２枚の係止プレート８７，８８は平行であり、２枚の係止プレート８７，８８は、中心線Ｃに沿った方向でスライドギヤ２９の長さを超える間隔をおいて配置されている。そして、第１スライド部材７４は、２枚の係止プレート８７，８８の間に配置されている。

２枚の係止プレート８７，８８のうち、内輪５４に近い方の係止プレート８８にはピン８９が設けられており、ピン８６，８９に引張りばね９０の両端が取り付けられている。引張りばね９０は、係止プレート８４と係止プレート８８とを近づける力を生じる。２枚の係止プレート８７，８８のうち、内輪５４に近い方の係止プレート８８の端部は、クラッチ６６の凹部６９に配置されている。

また、２枚の係止プレート８７，８８のうち、軸受２５に近い方の係止プレート８７には半月形状の切欠き９１が形成され、切欠き９１の内周面に突起９２が設けられている。さらに、第１スライド部材７４の腕部８５は、係止プレート８４から、第２スライド部材７５の係止プレート８８に向けて延ばされている。レバー７３の操作により、第１カム部材７８の外周面は係止プレート８４の側面に接触し、第２カム部材７９の外周面は張出部９３に接触する。

次に、電動工具１０の作用を説明する。先端工具４５を対象物Ｗに押し付けるにあたり、中心線Ｂは垂直、水平、その他の方向でもよい。トリガスイッチが操作されて電動モータ１２の回転軸１４が回転すると、回転軸１４の回転力は、ギヤ２８，２７を経由して中間軸２４に伝達される。レバー７３が操作されて、第１のモードであるハンマドリルモードが選択されていると、図６、図１０のように第１カム部材７８の第３接触部９４が係止プレート８４に接触し、第２カム部材７９は張出部９３に接触しない。また、弾性体７１の力はスライドギヤ２９を介してクラッチ６６に伝達され、図１のようにクラッチ６６が内輪５４と係合する。

また、第１スライド部材７４が引張ばね９０の力に抗して軸受２５に近づく向きで移動する量は、軸線Ｄから第１接触部８３までの距離で定まる。具体的には、中心線Ｃに沿った方向で係止プレート８８と係止プレート８４との間隔は、本実施形態で設定可能な範囲で最も短い。すなわち、係止プレート８８と係止プレート８４との間隔は腕部８５の長さとなる。このため、クラッチ６６はスライドギヤ２９にも係合する。スライドギヤ２９が中心線Ｃに沿った方向に位置決めされると、第２ギヤ３２はギヤ４０と噛み合い、第１ギヤ３１及び第３ギヤ３３はいずれのギヤにも噛み合わない。

そして、中間軸２４の回転力は、クラッチ６６、スライドギヤ２９、第２ギヤ３２、ギヤ４０、スリーブ３６を経由してシリンダ２０に伝達される。シリンダ２０の回転力は先端工具４５に伝達され、対象物Ｗが加工される。先端工具４５の回転が阻害されていなければ、噛み合い部３９と噛み合い部４１との係合が維持され、ギヤ４０とスリーブ３６との間で摩擦力により動力が伝達される。

先端工具４５が対象物Ｗにくい込むの等の理由により、先端工具４５の回転が阻害されると、ギヤ４０が弾性体４２の力に抗して外向きフランジ３８から離れる向きで移動し、噛み合い部３９と噛み合い部４１との噛み合いが解除される。すなわち、ギヤ４０は回転するがスリーブ３６がロックされた状態となる。その結果、ギヤ４０とスリーブ３６とが相対回転し、ギヤ４０の動力はスリーブ３６には伝達されなくなる。つまり、噛み合い部３９及び噛み合い部４１はトルクリミッタとして機能する。したがって、先端工具４５が、対象物Ｗに必要以上に食い込むことを防止できる。

一方、クラッチ６６が内輪５４に係合しているため、中間軸２４の回転力が、運動変換機構５３によりピストン４９の直動力に変換される。ピストン４９がシリンダ２０内で往復運動すると空気圧室５１の空気圧が上昇及び下降を交互に繰り返して打撃力が発生し、打撃力は、ストライカ５０及び中間子５２を経由して先端工具４５に伝達される。このように、電動工具１０は、先端工具４５に回転力が加えられ、かつ、中心線Ｂに沿った方向の打撃力が間欠的に先端工具４５に加えられる。なお、ギヤ６０はいずれのギヤにも噛み合っていないため、スライドギヤ２９の回転力はインパクトスリーブ５８に伝達されない。したがって、ハンマ６２からシリンダ２０に回転方向の打撃力が加えられることはない。このように、ハンマドリルモードが選択されると、中間軸２４の回転力を、ギヤ４０及び内輪５４に伝達する経路が接続され、中間軸２４の回転力を、ギヤ６０に伝達する経路が遮断される。

次に、レバー７３が操作されて、第２のモードであるインパクトモードが選択された場合を、図２、図７、図１１を参照して説明する。インパクトモードが選択されると、第１カム部材７８の第２接触部８２が、第１スライド部材７４の係止プレート８４に接触する。また、第２カム部材７９は張出部９３には接触しない。第１カム部材７８の第２接触部８２が、第１スライド部材７４の係止プレート８４に接触するため、ハンマドリルモードが選択された場合に比べて、第１スライド部材７４が内輪５４から離れた位置で停止する。

また、ハンマドリルモードが選択された場合に比べて、引張ばね９０の力で第２スライド部材７５が内輪５４から離れた位置で停止する。すなわち、中心線Ｃに沿った方向で係止プレート８８と係止プレート８４との間隔は腕部８５の長さであり、ハンマドリルモードが選択された場合に比べて、第１スライド部材７４及び第２スライド部材７５は内輪５４から離れた位置となる。

上記の作用により、クラッチ６６はスライドギヤ２９に噛み合い、かつ、内輪５４から解放される。すると、第１ギヤ３１がギヤ６０と噛み合い、第２ギヤ３２及び第３ギヤ３３はいずれのギヤにも噛み合わない。このため、中間軸２４の回転力は第１ギヤ３１、ギヤ６０を経由してインパクトスリーブ５８に伝達される。インパクトスリーブ５８の回転力は、ボール６３及びハンマ６２を介してシリンダ２０に伝達され、先端工具４５により対象物Ｗが加工される。先端工具４５に加わる負荷が所定値以下である場合は、噛み合い部６１と噛み合い部６４との噛み合いが維持され、ハンマ６２の回転力がシリンダ２０に伝達される。

これに対して、先端工具４５に加わる負荷が所定値を超えると、シリンダ２０の回転数が低下し、噛み合い部６１と噛み合い部６４との噛み合い部分における反力が増加するとともに、ボール６３が溝に沿って転動することで、インパクトスリーブ５８とハンマ６２とが所定角度の範囲で相対回転し、ハンマ６２が外向きフランジ５９に近づく向きで移動する。このため、噛み合い部６１と噛み合い部６４との噛み合いが解除され、ハンマ６２の回転力はシリンダ２０に伝達されなくなる。

さらに、ハンマ６２の回転が継続されて、噛み合い部６４が噛み合い部６１を乗り越えると、ハンマ６２を外向きフランジ５９に近づける向きの力よりも、弾性体６５がハンマ６２に加える押圧力の方が大きくなり、ボール６３が溝に沿って転動することで、ハンマ６２とインパクトスリーブ５８とが相対回転しながら、ハンマ６２は中心線Ｂに沿った方向に移動し、噛み合い部６１と噛み合い部６４とが噛み合う。その結果、ハンマ６２の回転力が急激にシリンダ２０に伝達される。すなわち、シリンダ２０に対して回転方向の打撃力が加えられる。

なお、インパクトモードが選択されると、ギヤ４０はいずれのギヤにも噛み合わないため、スライドギヤ２９の回転力が、ギヤ４０を介してシリンダ２０に伝達されることはない。また、クラッチ６６は内輪５４から解放されているため、中間軸２４の回転力が運動変換機構５３に伝達されない。つまり、ストライカ５０は打撃力を生じない。このように、インパクトモードが選択されると、中間軸２４の回転力をギヤ６０に伝達する経路が接続され、中間軸２４の回転力をギヤ４０及び内輪５４に伝達する経路が遮断される。

次に、レバー７３が操作されて、第３のモードであるドリルモードが選択された場合の作用を、図３、図８、図１２を参照して説明する。ドリルモードが選択されると、第１カム部材７８の第１接触部８０が係止プレート８４に接触する。また、第２カム部材７９の第２接触部９５が張出部９３に接触する。第１接触部８０が係止プレート８４に接触すると、スライドギヤ２９は、インパクトモードが選択された場合に比べて軸受２５に近い位置で停止する。また、第２スライド部材７５は、引張ばね９０の力でスライドギヤ２９と共に軸受２５に近づく向きで移動し、第２スライド部材７５は、張出部９３が第２接触部９５に接触することで停止する。すなわち、中心線Ｃに沿った方向で係止プレート８８と係止プレート８４との間隔は腕部８５の長さであり、インパクトモードが選択された場合に比べて、第１スライド部材７４及び第２スライド部材７５は内輪５４から離れた位置となる。

このため、第３ギヤ３３がギヤ４０に噛み合い、第１ギヤ３１及び第２ギヤ３２は、いずれのギヤにも噛み合わない。また、クラッチ６６はスライドギヤ２９と噛み合い、クラッチ６６は内輪５４から解放される。このため、中間軸２４の回転力はクラッチ６６、スライドギヤ２９、第３ギヤ３３を介してギヤ４０に伝達され、ギヤ４０の回転力は前述と同様に先端工具４５に伝達される。なお、クラッチ６６は内輪５４と噛み合っていないため、中間軸２４の回転力はピストン４９の直動力に変換されない。また、ギヤ６０はいずれのギヤとも噛み合っていないため、中間軸２４の回転力が、ギヤ６０を経由してシリンダ２０に伝達されることはない。このように、ドリルモードが選択されると、中間軸２４の回転力をギヤ４０に伝達する経路が接続され、中間軸２４の回転力をギヤ６０及び内輪５４に伝達する経路が遮断される。

次に、レバー７３が操作されて、第４のモードであるニュートラルモードが選択された場合の作用を、図４、図１３を参照して説明する。ニュートラルモードが選択されると、第１カム部材７８の第１接触部８０が係止プレート８４に接触し、第２カム部材７９の第１接触部８３が張出部９３に接触する。第１接触部８３は、第２カム部材７９を平面視すると、中心線Ｃに対して４５度の位置にある。また、スライドギヤ２９の第３ギヤ３３はギヤ４０に噛み合い、第１ギヤ３１及び第２ギヤ３２はいずれのギヤにも噛み合わない。

一方、張出部９３が第２カム部材７９に接触しており、係止プレート８４と係止プレート８８との距離が短くなることが規制されており、すなわち、係止プレート８４と係止プレート８８は互いに離れる方向に第１カム部材７８及び７９によって規制されており（互いに離れる方向に押されており）、クラッチ６６はスライドギヤ２９から解放され、かつ、クラッチ６６は内輪５４にも係合していない。したがって、中間軸２４の回転力はスライドギヤ２９に伝達されず、また、中間軸２４の回転力がピストン４９の直動力に変換されることもない。したがって、先端工具４５には、回転力、直動方向の打撃力、回転方向の打撃力のいずれも伝達されない。このように、ニュートラルモードが選択されると、中間軸２４の回転力をギヤ４０，６０及び内輪５４に伝達する経路の全てが遮断される。

さらに、レバー７３が操作されて、第５のモードであるハンマモードが選択された場合の作用を、図５、図９、図１４を参照して説明する。ハンマモードが選択されると、第１カム部材７８の第１接触部８０が係止プレート８４に接触し、第２カム部材７９の第１接触部８３が張出部９３に接触する。すなわち、係止プレート８４と係止プレート８８が最も離間した位置となる。このため、スライドギヤ２９の第３ギヤ３３はギヤ４０に噛み合い、第１ギヤ３１及び第２ギヤ３２はいずれのギヤにも噛み合わない。

一方、第１接触部８３は中心線Ｃに沿った位置にあり、クラッチ６６はスライドギヤ２９から解放され、かつ、クラッチ６６は内輪５４に係合される。したがって、中間軸２４の回転力はスライドギヤ２９には伝達されず、中間軸２４の回転力がピストン４９の直動力に変換される。すなわち、先端工具４５には回転力、回転方向の打撃力は伝達されず、ストライカ５０の打撃力が先端工具４５に間欠的に伝達される。なお、ハンマモードが選択されると、係止プレート８７の突起９２が第１ギヤ３１に噛み合い、スライドギヤ２９の回転が防止される。このように、ハンマモードが選択されると、中間軸２４の回転力を内輪５４に伝達する経路が接続され、中間軸２４の回転力をギヤ４０，６０に伝達する経路が遮断される。

上記のように、電動工具１０は、従来のハンマドリルモード、ドリルモード、ハンマモードに加え、インパクトモードをそれぞれ単独で選択可能であることができるため、作業範囲が広がる。さらに、ニュートラルモードも備えているため、例えばハンマモードで使用するような先端がスコップ形状の先端工具を装着した際に、その取付角度を容易に調整することができる。

すなわち、本発明の電動工具１０は、５種類のモード、つまり、４種類の動作モードと、１つの調整モードであるニュートラルモードとを有するため、作業範囲が広がる。また、本発明の目的は、先端工具４５に回転方向の打撃力を加えることなく、先端工具４５に回転力または直動方向の打撃力を加えることの可能な電動工具１０を提供することにある。そして、ハンマモードを選択すれば、先端工具４５に回転方向の打撃力を加えることなく、先端工具４５に直動方向の打撃力を加えることができる。さらに、ドリルモードを選択すれば、先端工具４５に回転方向の打撃力を加えることなく、先端工具４５に回転力を加えることができる。

さらに、インパクトモードを選択すると、先端工具４５に回転力を加え、かつ、回転方向の打撃力を加えることができる。一方、ハンマドリルモード、ドリルモード、ハンマモードを選択すると、先端工具４５に回転方向の打撃力が加えられることはない。したがって、状況に応じて５種類のモード（第１モード〜第５モード）を使い分けることで、先端工具４５に加わる負荷を低減することができ、作業範囲が広がる。

また、クラッチ６６、スライドギヤ２９、中間軸２４、第１スライド部材７４、第２スライド部材７５、第１カム部材７８、第２カム部材７９、弾性体７１、第１ギヤ３１、第２ギヤ３２、第３ギヤ３３等の機構の配置範囲は、中心線Ｂに沿った方向で、軸受２１からインナーケーシング１７が配置された範囲と重なり、かつ、中心線Ｂに対して直角な方向でギヤ２７の配置範囲と重なっている。

つまり、工具本体１１内に元々ある空間を利用して、クラッチ６６、スライドギヤ２９、中間軸２４、第１スライド部材７４、第２スライド部材７５、第１カム部材７８、第２カム部材７９、弾性体７１、第１ギヤ３１、第２ギヤ３２、第３ギヤ３３等の機構を配置している。したがって、電動工具１０が中心線Ｂに沿った方向または中心線Ｂに対して直角な方向に大型化することを抑制できる。このため、電動工具１０を狭い箇所で使用する場合に作業性の低下を抑制できる。

さらに、作業者が単数のレバー７３を操作することで、容易に５種類のモードを選択的に切り替え可能である。したがって、作業者の作業性が向上する。また、第１の動力伝達経路〜第３の動力伝達経路のうち、何れの動力伝達経路から回転力を伝達するかを選択でき、作業用途が広がる。

また、噛み合い部６１は、アンビル（先端工具保持部）４４と一体に形成されている。このため、噛み合い部６１と噛み合い部６４とが、噛み合いと離脱とを繰り返しても、噛み合い部６１が破損することを抑制できる。さらに、単一のレバー７３を作業者が操作することにより、スライドギヤ２９及びクラッチ６６を中心線Ｃに沿った方向に移動させることができる。したがって、作業者が各モードを容易に切り替えることができる。

上記のスライドギヤ２９、クラッチ６６、第１スライド部材７４及び第２スライド部材７５、レバー７３、第１カム部材７８、第２カム部材７９等が、本発明における切替機構に相当する。スライドギヤ２９、クラッチ６６が、本発明の切替部材に相当する。中間軸２４が、本発明の回転部材に相当する。第１ギヤ３１が本発明の第１伝達部材に相当し、第２ギヤ３２が本発明の第２伝達部材に相当し、第３ギヤ３３が本発明の第３伝達部材に相当する。ギヤ６０、インパクトスリーブ５８、ボール６３、ハンマ６２、噛み合い部６１、弾性体６５等が、本発明における第１の動力伝達経路に相当する。シリンダ２０、スリーブ３６、ギヤ４０が、本発明の第２の動力伝達経路に相当する。運動変換機構５３、ピストン４９、ストライカ５０、中間子５２等が、本発明の第３の動力伝達経路に相当する。すなわち、電動工具１０は複数の動力伝達経路を備えている。レバー７３、第１カム部材７８及び第２カム部材７９が、本発明の操作部材に相当する。スライドギヤ２９が、本発明の第１の移動部材に相当し、クラッチ６６が、本発明の第２の移動部材に相当する。電動モータ１２が、本発明のモータに相当する。

本発明は上記実施の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ことは言うまでもない。例えば、先端工具は、対象物に破砕、はつり、穴あけ等の加工を施すビットの他、ねじ部材を締結するドライバビットでもよい。また、電動モータの回転軸の中心線は、シリンダ及び中間軸の中心線と平行であってもよいし、交差していてもよい。また、本発明の回転部材は、動力源としての電動モータの回転力、すなわち、トルクが伝達される回転要素であり、本発明の回転部材は、回転軸、ギヤ、プーリ、スプロケット、遊星歯車機構のキャリヤ等を含む。また、中間軸を軸方向に移動することでモードを切り替えるようにしてもよい。

１０…電動工具、２０…シリンダ、２４…中間軸、２９…スライドギヤ、３１…第１ギヤ、３２…第２ギヤ、３３…第３ギヤ、３６…スリーブ、４０，６０…ギヤ、４５…先端工具、４９…ピストン、５０…ストライカ、５２…中間子、５３…運動変換機構、５８…インパクトスリーブ、６２…ハンマ、６３…ボール、６６…クラッチ、７３…レバー、７４…第１スライド部材、７５…第２スライド部材、７８…第１カム部材、７９…第２カム部材、Ｃ…中心線。

Claims (11)

1. 先端工具を保持し、回転部材の回転力を前記先端工具に伝達する電動工具であって、
   前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転方向の打撃力として伝達するインパクトモードと、
   前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転力及び回転方向の打撃力に変換することなく、前記先端工具の直動方向の打撃力として伝達するハンマモードと、
   を切り替え可能な、電動工具。
2. 前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転方向の打撃力に変換することなく、前記先端工具に伝達するドリルモードを、単独で選択可能な、請求項１に記載の電動工具。
3. 前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転力及び前記直動方向の打撃力として伝達するハンマドリルモードを、単独で選択可能な、請求項１に記載の電動工具。
4. 前記先端工具を保持する筒形状のシリンダと、前記シリンダの外周側において前記シリンダの中心線と同心に設けられて前記中心線に沿った方向に移動可能なハンマと、を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動工具。
5. 前記シリンダ内には、往復運動可能に設けられたピストンと、前記ピストンの往復運動により直動方向の打撃力を発生するストライカと、前記ストライカの打撃力を前記先端工具に伝達する中間子と、が設けられる、請求項４に記載の電動工具。
6. 前記回転部材の回転力を、前記ハンマを介して回転方向の打撃力として前記先端工具に伝達する前記インパクトモードと、
   前記回転部材の回転力を、前記ピストン、前記ストライカ及び前記中間子を介して直動方向の打撃力として前記先端工具に伝達する前記ハンマモードと、
   を切り替え可能な、請求項５に記載の電動工具。
7. 前記回転部材の回転力を回転方向の打撃力に変換して前記先端工具に伝達する第１の動力伝達機構と、
   前記回転部材の回転力を前記回転方向の打撃力に変換することなく前記先端工具に伝達する第２の動力伝達機構と、
   前記回転部材の回転力を前記先端工具の回転力及び前記回転方向の打撃力に変換することなく、直動方向の打撃力に変換して前記先端工具に伝達する第３の動力伝達機構と、
   前記回転部材の回転力を、前記第１の動力伝達機構に伝達する前記インパクトモードと、前記回転部材の回転力を、前記第２の動力伝達機構及び前記第３の動力伝達機構に伝達するハンマドリルモードとを切り替え可能な切替機構と、
   を有する、請求項１に記載の電動工具。
8. 前記第１の動力伝達機構は、前記先端工具を内部に保持する筒形状のシリンダと、前記シリンダと相対回転可能であり、かつ、前記回転部材から回転力が伝達される第１従動ギヤと、前記第１従動ギヤの回転力を前記回転方向の打撃力に変換して前記シリンダに伝達するハンマと、を有し、
   前記第２の動力伝達機構は、前記回転部材から回転力が伝達されて前記シリンダと一体回転する第２従動ギヤを有し、
   前記第３の動力伝達機構は、前記シリンダ内に往復運動可能に設けられたピストンと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの往復運動により直動方向の打撃力を発生するストライカと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ストライカの打撃力を前記先端工具に伝達する中間子と、を有する、請求項７に記載の電動工具。
9. 前記切替機構は、前記回転部材と一体回転し、かつ、前記回転部材の中心線に沿った方向に移動可能なクラッチと、前記回転部材に対して回転可能に、かつ、前記中心線に沿った方向に移動可能に設けられた筒部材と、前記筒部材の外周面に設けられ、かつ、前記第１従動ギヤ及び前記第２従動ギヤに選択的に噛み合う複数の駆動ギヤと、を有する、請求項８に記載の電動工具。
10. 前記切替機構は、
    前記回転部材の回転力を前記第２の動力伝達機構に伝達する経路を接続する一方、前記回転部材の回転力を前記第１の動力伝達機構及び前記第３の動力伝達機構に伝達する経路を遮断するドリルモードと、
    前記回転部材の回転力を前記第１の動力伝達機構〜前記第３の動力伝達機構に伝達する経路を全て遮断するニュートラルモードと、
    前記回転部材の回転力を前記第３の動力伝達機構に伝達する経路を接続する一方、前記回転部材の回転力を前記第１の動力伝達機構及び前記第２の動力伝達機構に伝達する経路を遮断するハンマモードと、
    を切り替え可能である、請求項７〜９のいずれか１項に記載の電動工具。
11. 前記ドリルモード、前記ハンマモード及び前記ハンマドリルモードは、前記回転部材の回転力を前記回転方向の打撃力として前記先端工具に伝達しない、請求項１０に記載の電動工具。

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