JP6303767B2 - 打撃作業機 - Google Patents

Description

本発明は、道路や建造物の破砕等に用いられる打撃作業機に関する。

従来、打撃子を動作させて先端工具に打撃力を加える打撃作業機が知られており、その打撃作業機が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打撃作業機は、筒状のシリンダケースを有し、シリンダケース内にピストン及び打撃子が配置されており、ピストンと打撃子との間に空気室が形成されている。また、シリンダケースにモータケースが取り付けられており、モータケース内に、電動モータと、電動モータの出力軸の回転力を、ピストンの往復動力に変換する運動変換機構が設けられている。筒形状の先端工具保持部材が、シリンダケースに取り付けられており、先端工具は、先端工具保持部材により保持されている。また、シリンダケース内及び先端工具保持部材内に亘って中間子が設けられている。

さらに、打撃作業機は、シリンダケースと先端工具とを互いに固定する固定機構を備えている。固定機構は、軸孔を有する環状のプレートと、プレートとシリンダケースとの間に配置される筒形状のカラーと、軸孔及びカラーに挿入されて締め付けられるボルトと、を備えている。先端工具保持部材にフランジが設けられており、フランジの孔にカラー及びボルトが挿入されている。つまり、ボルトが締め付けられると、プレートはカラーによりシリンダケースに対して位置決めされる。さらに、プレートとフランジとの間に介在される第１緩衝材と、フランジとシリンダケースとの間に配置される第２緩衝材と、が設けられている。

特許文献１に記載された打撃作業機においては、先端工具が対象物に押し付けられていない場合、中間子がピストンから最も離れた位置で停止する。この状態で、電動モータの出力軸が回転して打撃子が打撃されると、その打撃力は中間子には伝達されず、先端工具保持部材に伝達されて空打ち状態となる。打撃作業機が空打ち状態になると、先端工具保持部材に対して、シリンダケースから離れる向きの荷重が加わり、フランジがプレートに向けて押し付けられる。その結果、第１緩衝材が弾性変形することで、先端工具保持部材に加わった荷重が吸収される。

特許第４５２５９０４号公報

上記のように、打撃作業機で空打ちが繰り返されると、第１緩衝材で繰り返し疲労が生じ、第１緩衝材の寿命が低下する問題があった。

本発明の目的は、空打ち時の荷重を受ける緩衝材の寿命が低下することを抑制できる打撃作業機を提供することにある。

一実施の形態は、先端工具保持部材により保持される先端工具を打撃する打撃子と、前記打撃子を動作可能に支持するケースと、前記打撃子の動作によって前記先端工具保持部材に伝達された力を受ける緩衝材と、を備えた打撃作業機であって、前記ケースに取り付けられる取り付け部材が設けられ、前記先端工具保持部材は、前記打撃子の動作方向で前記取り付け部材と前記ケースとの間に配置されるフランジを備え、前記緩衝材は、前記打撃子の動作方向で前記フランジと前記取り付け部材との間に介在され、かつ、前記前記打撃子が前記先端工具に打撃力を加える方向に動作する際に、前記先端工具保持部材を前記ケースから離す向きの力を受ける第１緩衝材を含み、前記第１緩衝材が前記先端工具保持部材を前記ケースから離す向きの力を受けて前記打撃子の動作方向に変形する量を規制する規制機構が設けられ、前記規制機構は、前記第１緩衝材に隣接して設けられている。

他の実施の形態は、モータを設けたハウジングと、前記モータの動力により動作するピストンと、前記ピストンの動作により圧力が変化する流体室と、前記流体室の圧力変動によって動作し、かつ、先端工具保持部材により保持される先端工具を打撃する打撃子と、前記打撃子を動作可能に支持するケースと、前記打撃子の動作によって前記ケースに伝達された力を受ける緩衝材と、を備えた打撃作業機であって、前記ケースに取り付けられる取り付け部材が設けられ、前記先端工具保持部材は、前記打撃子の動作方向で前記取り付け部材と前記ケースとの間に配置されるフランジを備え、前記緩衝材は、前記打撃子の動作方向で前記フランジと前記取り付け部材との間に介在され、かつ、前記前記打撃子が前記先端工具に打撃力を加える方向に動作する際に、前記先端工具保持部材を前記ケースから離す向きの力を受ける第１緩衝材を含み、前記第１緩衝材が前記先端工具保持部材を前記ケースから離す向きの力を受けて前記打撃子の動作方向に変形する量を規制する規制機構が設けられ、前記規制機構は、前記第１緩衝材に隣接して設けられている。

本発明の打撃作業機によれば、緩衝材が打撃子の動作方向に変形する量を規制でき、緩衝材の寿命が低下することを抑制できる。

本発明の実施の形態における打撃作業機の側面断面図である。 図１の打撃作業機の要部を示す断面図である。 図１の打撃作業機の部品を示す分解斜視図である。 図１の打撃作業機に設ける規制機構を示す断面図である。 図１の打撃作業機に設ける規制機構の変更例１を示す断面図である。 図１の打撃作業機に設ける規制機構の変更例２を示す断面図である。 図１の打撃作業機に設ける規制機構の変更例３を示す断面図である。 図１の打撃作業機に設ける規制機構の変更例４を示す断面図である。

以下、本発明が適用された打撃作業機の実施の形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。打撃作業機１０は、モータケース１１と、モータケース１１に固定されたシリンダケース１２とを有する。モータケース１１内に電動モータ１３が設けられている。電動モータ１３は、電気エネルギを出力軸１４の運動エネルギに変換する動力源である。電動モータ１３の出力軸１４にピニオンギヤ１５が設けられている。

また、モータケース１１内に中間軸１６が設けられており、中間軸１６にギヤ１７，１８が設けられている。ギヤ１７の歯数は、ピニオンギヤ１５の歯数及びギヤ１８の歯数よりも多い。ギヤ１７はピニオンギヤ１５と噛み合っている。また、モータケース１１内にクランクシャフト１９が設けられており、クランクシャフト１９はギヤ２０を有する。ギヤ２０の歯数はギヤ１８の歯数よりも多く、ギヤ２０はギヤ１８と噛み合っている。クランクシャフト１９は、回転中心線から偏心した位置にピン２１を有している。

モータケース１１の外に２本のハンドル２２，２３が設けられており、ハンドル２２，２３は、それぞれハンドルホルダに取り付けられている。ハンドルホルダは、支持軸を中心として所定角度の範囲内で動作可能である。一方のハンドル２３にレバー２４が設けられている。レバー２４は作業者により操作される。ハンドル２３には電力ケーブル２５が接続されており、電力ケーブル２５は商用電源に接続される。レバー２４が操作されると、電力ケーブル２５を介して電動モータ１３に電力が供給され、出力軸１４が回転する。出力軸１４の回転力は、ギヤ１７、ギヤ１８を介してギヤ２０に伝達され、クランクシャフト１９が回転する。

ギヤ１７、ギヤ１８、ギヤ２０により減速機２６が構成され、出力軸１４からクランクシャフト１９に回転力を伝達すると、クランクシャフト１９の回転速度は、出力軸１４の回転速度よりも低速となり、かつ、回転力が増幅される。

シリンダケース１２は金属材料、例えば、アルミニウムにより一体成形されている。シリンダケース１２は、円筒状の胴部１２Ａと、胴部１２Ａの両端に設けたボス部１２Ｂ，１２Ｃとを有する。胴部１２Ａは、中心線Ａ１を中心として配置されている。中心線Ａ１を中心とする径方向で、ボス部１２Ｂの厚さは胴部１２Ａの厚さよりも大きく、ボス部１２Ｃの厚さは胴部１２Ａの厚さよりも大きい。

ボス部１２Ｂは、中心線Ａ１を囲む環状に設けられており、ボス部１２Ｂは、中心線Ａ１に対して垂直な平面内における外周形状が略四角形である。図３のように、ボス部１２Ｂに軸孔１２Ｇが複数設けられている。軸孔１２Ｇは、中心線Ａ１に沿った方向にボス部１２Ｂを貫通しており、複数の軸孔１２Ｇは、中心線Ａ１を中心とする同一円周上に等間隔で配置されている。そして、ボス部１２Ｂの軸孔１２Ｇにそれぞれ挿入されるねじ部材５２が設けられており、シリンダケース１２は、ねじ部材５２によりモータケース１１に固定されている。ねじ部材５２は、シリンダケース１２とモータケース１１とを、中心線Ａ１に沿った方向で互いに位置決めし、かつ、互いに固定する。モータケース１１には、ねじ部材５２がねじ込まれる雌ねじ孔が設けられている。

シリンダケース１２内に筒状のシリンダ２７が設けられている。シリンダ２７は金属製であり、シリンダケース１２及びシリンダ２７は同心状に配置されている。打撃作業機１０の側面視で、シリンダケース１２及びシリンダ２７の中心線Ａ１は、電動モータ１３の出力軸１４が回転する中心線Ｂ１に対して直交している。シリンダ２７内にピストン２８が収納されており、ピストン２８は中心線Ａ１に沿った方向に動作可能である。ピストン２８にコンロッド５３が連結されており、コンロッド５３はピン２１に対して回転可能に連結されている。このため、クランクシャフト１９が回転すると、ピストン２８はシリンダ２７内を中心線Ａ１に沿った方向に往復動する。クランクシャフト１９及びピン２１は、ギヤ２０の回転力をピストン２８の往復動力に変換する運動変換機構である。

また、シリンダ２７内に打撃子２９が設けられており、打撃子２９は中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。シリンダ２７内であって、ピストン２８と打撃子２９との間に空気室Ｃ１が形成されている。

さらに、シリンダ２７を径方向に貫通する呼吸孔４５が、複数設けられている。シリンダ２７とシリンダケース１２との間に空間Ｅ１が形成されており、呼吸孔４５は空間Ｅ１と空気室Ｃ１とをつなぐ。呼吸孔４５は、流体としての空気を空気室Ｃ１に出入りさせる通路である。空間Ｅ１は、シリンダケース１２の外部に通じている。また、シリンダ２７を径方向に貫通する空打ち防止孔４６が複数設けられている。空打ち防止孔４６は空間Ｅ１と空気室Ｃ１とをつなぐ。中心線Ａ１に沿った方向で、呼吸孔４５は空打ち防止孔４６とモータケース１１との間に配置されている。

さらに、シリンダケース１２であって、中心線Ａ１に沿った方向でモータケース１１とは反対側の端部にホルダ３０が固定されている。ホルダ３０は中心線Ａ１を中心とする筒形状であり、ホルダ３０は、大径部３０Ａ及び中径部３０Ｂ及び小径部３０Ｃを有する。ホルダ３０は、鋼材により一体成形されている。大径部３０Ａの外径は中径部３０Ｂの外径よりも大きく、中径部３０Ｂの外径は小径部３０Ｃの外径よりも大きい。中心線Ａ１に沿った方向で、大径部３０Ａと小径部３０Ｃとの間に中径部３０Ｂが配置されている。

図４のように、ボス部１２Ｃには環状の凹部６４が設けられており、凹部６４に大径部３０Ａが配置されている。凹部６４は中心線Ａ１を中心として設けられている。ホルダ３０は、大径部３０Ａが凹部６４に配置された状態で、シリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。また、大径部３０Ａの外周面から突出されたフランジ４７が設けられている。フランジ４７は、中心線Ａ１を中心とする径方向で外側に向けて突出している。

また、大径部３０Ａ内に環状のダンパ３６が配置されており、ダンパ３６はゴム状弾性材により一体成形されている。ホルダ３０の大径部３０Ａ内から、シリンダケース１２内に亘ってスリーブ３３が設けられている。スリーブ３３は金属製であり、スリーブ３３は、筒部３４と、筒部３４の外周面から、筒部３４の半径方向で外側に向けて張り出したフランジ部３５と、を有する。フランジ部３５が大径部３０Ａに配置され、筒部３４はシリンダケース１２内に配置されている。また、ダンパ３６は、中心線Ａ１に沿った方向で、フランジ部３５と、凹部６４の底面６４Ａとの間に介在されている。底面６４Ａは中心線Ａ１に対して垂直であり、かつ、環状の平面である。スリーブ３３は、中心線Ａ１に沿った方向で、ダンパ３６の弾性変形する範囲内において移動可能である。

大径部３０Ａの外側に環状のプレート４８が配置されており、フランジ４７は、中心線Ａ１に沿った方向でプレート４８とボス部１２Ｃとの間に配置されている。プレート４８の外径は、フランジ４７の外径と同じである。プレート４８は、円周方向に沿って配置された複数の軸孔４８Ａを有する。実施の形態では軸孔４８Ａは４個設けられている。フランジ４７に複数の軸孔４７Ａが設けられている。複数の軸孔４７Ａは、フランジ４７を中心線Ａ１に沿った方向に貫通しており、複数の軸孔４７Ａは、中心線Ａ１を中心とする円周上に等間隔で４個配置されている。複数の軸孔４７Ａ内にそれぞれカラー６０が挿入されている。カラー６０は、鋼材を円筒形状に成形したものである。

プレート４８及びホルダ３０は、固定要素であるねじ部材３１によりシリンダケース１２に固定されている。ねじ部材３１は、ホルダ３０とシリンダケース１２とを、中心線Ａ１に沿った方向で互いに位置し、かつ、互いに固定している。ねじ部材３１は複数本設けられており、ねじ部材３１は、雄ねじが形成された軸部３１Ａと、軸部３１Ａと一体の頭部３１Ｂと、を備え、軸部３１Ａが雌ねじ孔１２Ｆにそれぞれねじ込まれている。ねじ部材３１の数は４本である。ねじ部材３１の軸部３１Ａは、軸孔４７Ａ，４８Ａ、カラー６０内に亘って配置されており、ねじ部材３１が締め付けられている。ねじ部材３１の中心線Ｄ１は、中心線Ａ１と平行である。そして、中心線Ｄ１に沿った方向で、カラー６０の両端がボス部１２Ｃの端面及びプレート４８の端面に押し付けられて、プレート４８は、カラー６０によりシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に位置決めされている。

さらに、中心線Ａ１に沿った方向で、フランジ４７とプレート４８との間に第１緩衝材６１が介在されている。第１緩衝材６１は、ゴム状弾性材を環状に成形したものであり、第１緩衝材６１は、中心線Ｄ１に沿った方向に貫通する軸孔６１Ａを有する。軸孔６１Ａは、第１緩衝材６１の円周方向に複数、具体的には４つ設けられている。軸孔６１Ａの内径は、軸孔４７Ａの内径よりも大きい。

また、カラー６０は、大径部６０Ａ及び小径部６０Ｂを有し、大径部６０Ａの外径は、小径部６０Ｂの外径よりも大きい。小径部６０Ｂは、軸孔４７Ａ内に配置されており、小径部６０Ｂの中心線Ｄ１に沿った方向の長さは、フランジ４７の厚さよりも大きい。また、大径部６０Ａは軸孔４７Ａ，４８Ａの内径よりも大きい。大径部６０Ａは軸孔４７Ａに配置されておらず、大径部６０Ａは軸孔６１Ａに配置されている。つまり、大径部６０Ａは中心線Ｄ１に沿った方向で、フランジ４７とプレート４８との間に配置されている。また、カラー６０の外周に、大径部６０Ａと小径部６０Ｂとを接続する段差部６０Ｃが設けられている。段差部６０Ｃは、中心線Ｄ１に対して垂直な環状の端面である。さらに、第１緩衝材６１の中心線Ｄ１に沿った方向の荷重が加わっていない状態で、第１緩衝材６１の長さＬ２は、大径部６０Ａの長さＬ１よりも大きい。

さらに、中心線Ａ１に沿った方向で、フランジ４７とボス部１２Ｃとの間に、環状の第２緩衝材６２が設けられている。第２緩衝材６２は、中心線Ｄ１に沿った方向に貫通する軸孔６２Ａを有する。軸孔６２Ａは、円周方向に沿って複数、具体的には４つ設けられている。小径部６０Ｂは軸孔６２Ａに配置されている。

シリンダ２７内からホルダ３０内に亘り、中間子３７が設けられている。中間子３７は、金属製であり、中間子３７は、円柱状の小径部３８と、小径部３８に連続された大径部３９と、を有する。大径部３９外径は、小径部３８の外径よりも大きく、小径部３８は、筒部３４内及びシリンダ２７内に配置されている。大径部３９は、ホルダ３０の支持孔３２内に配置されている。支持孔３２は中径部３０Ｂに設けられている。大径部３９の外径は、筒部３４の内径よりも大きい。中間子３７は、スリーブ３３に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動可能であり、中間子３７がシリンダケース１２内に向けて移動し、大径部３９がフランジ部３５に接触すると、中間子３７が停止する。

一方、小径部３０Ｃに保持孔４２が設けられており、保持孔４２は支持孔３２につながっている。保持孔４２は支持孔３２よりも小径であり、保持孔４２と支持孔３２との間に段差部４９が形成されている。中間子３７がピストン２８から離れる向きで中心線Ａ１に沿った方向に移動し、大径部３９が段差部４９に接触すると、中間子３７が停止する。つまり、中間子３７は、ピストン２８から離れる向きで中心線Ａ１に沿った方向に移動することが規制される。小径部３０Ｃに抜け止め５０が設けられている。抜け止め５０は、Ｕ字形状に曲がっており、抜け止め５０は、小径部３０Ｃに対して支持軸５１を中心として回転可能に取り付けられている。抜け止め５０は受け部５０Ａを有する。受け部５０Ａは、中心線Ａ１に対して交差する向きで延ばされている。

さらに、ホルダ３０は先端工具４３を保持している。先端工具４３は金属材料を棒状に成形したものであり、先端工具４３は、支持孔３２及び保持孔４２に配置されている。先端工具４３における長さ方向の中途部位に係止部４４が設けられている。先端工具４３は、ホルダ３０に保持された状態で、中心線Ａ１に沿った方向に移動可能であり、先端工具４３であって支持孔３２に配置された箇所は、中間子３７に接触する。

次に、作業者が打撃作業機１０を使用する例を説明する。まず、図１のように、先端工具４３の端部を対象物Ｗ１に押し付けると、中間子３７が先端工具４３に押され、大径部３９がフランジ部３５に接触して中間子３７が停止する。そして、作業者がレバー２４を操作すると、電動モータ１３の出力軸１４が回転し、ピストン２８がシリンダ２７内を中心線Ａ１に沿った方向に往復動作する。つまり、出力軸１４の回転力は、ピストン２８の往復動力に変換される。

ピストン２８が上昇すると空気室Ｃ１内の圧力が、空間Ｅ１の圧力よりも低下し、空間Ｅ１の空気は、呼吸孔４５を通り空気室Ｃ１に空気が吸入されるとともに、打撃子２９が上昇する。ピストン２８が上昇するとは、中心線Ａ１に沿った方向でクランクシャフト１９に近づく向きで移動することである。打撃子２９が上昇するとは、中心線Ａ１に沿った方向で中間子３７から離れる向きで移動することである。

打撃子２９が上昇すると、呼吸孔４５は打撃子２９により閉じられ、空気室Ｃ１に空気は吸い込まれなくなる。また、ピストン２８が上死点に到達し、かつ、ピストン２８が上死点から下降すると、空気室Ｃ１内の圧力が上昇し、空気室Ｃ１の圧力に応じて打撃子２９に打撃力が加わる。このため、打撃子２９は中間子３７に近づく向きで下降し、打撃子２９が中間子３７を打撃する。中間子３７に加えられた打撃力は、先端工具４３を介して対象物Ｗ１に伝達され、対象物Ｗ１を破砕する作業、斫る作業等を実行できる。中間子３７及び先端工具４３に加えられる打撃力は、中心線Ａ１に沿った方向である。

呼吸孔４５は、打撃子２９が中間子３７を打撃する直前に開かれ、ピストン２８が下死点に到達するまでの間、空気室Ｃ１の空気は呼吸孔４５を通り空間Ｅ１へ排出される。中間子３７から先端工具４３に打撃力が伝達され、かつ、ピストン２８が下死点に到達すると、ピストン２８は下死点から上死点に向けて移動する。以後、電動モータ１３の出力軸１４が回転している間、ピストン２８の上昇及び下降、打撃子２９の上昇及び下降を繰り返して、空気室Ｃ１の圧力が変化する。したがって、打撃子２９の打撃力は、中間子３７を介して間欠的に先端工具４３に伝達される。

中間子３７が先端工具４３を打撃した際の反力がダンパ３６に加わると、スリーブ３３が中心線Ａ１に沿った方向でシリンダケース１２に近づく向きで移動する。すると、ダンパ３６が圧縮荷重を受けて弾性変形し、打撃時の反力を吸収する。

先端工具４３の端部が対象物Ｗ１に押し付けられていない場合、中間子３７が自重で下降し、図２のように、大径部３９が段差部４９に接触して中間子３７が停止する。また、打撃子２９も自重で下降し、打撃子２９は中間子３７に接触して停止する。つまり、呼吸孔４５及び空打ち防止孔４６が共に開かれた状態となる。さらに、係止部４４が抜け止め５０の受け部５０Ａに掛かり、先端工具４３が支持される。このため、先端工具４３がホルダ３０から抜けることはない。なお、抜け止め５０を回転させると、係止部４４が抜け止め５０に掛からなくなるため、先端工具４３をホルダ３０から取り外すことができる。

次に、先端工具４３の端部が対象物Ｗ１に押し付けられていない状態で、レバー２４が操作された場合の例を説明する。この場合は、図２のように空打ち防止孔４６が開かれているため、ピストン２８が中心線Ａ１に沿った方向に往復動作しても、空気室Ｃ１の圧力は、空打ち防止孔４６が閉じられている場合の圧力よりも低い。したがって、打撃子２９に加わる打撃力は、先端工具４３が対象物Ｗ１に押し付けられている場合に生じる打撃力よりも低い。

図２のように、打撃作業機１０で空打ちが行われると、中間子３７に加えられた打撃力は、段差部４９を介してホルダ３０に伝達される。このため、ホルダ３０は、中心線Ａ１に沿い、かつ、シリンダケース１２から離れる向きの荷重を受ける。上記のように、ねじ部材３１が締め付けられており、プレート４８はカラー６０により、中心線Ａ１に沿った方向に位置決め固定されている。このため、ホルダ３０が、シリンダケース１２から離れる向きの荷重を受けると、ホルダ３０はプレート４８に近づく。

すると、フランジ４７とプレート４８との間に介在されている第１緩衝材６１が圧縮荷重を受けて弾性変形し、空打ちにより生じる衝撃を吸収する。ここで、中心線Ｄ１に沿った方向で、フランジ４７とプレート４８との間隔が長さＬ１になると、第１緩衝材６１はそれ以上圧縮されない。そして、ホルダ３０をシリンダケース１２から離す向きの荷重が低下すると、第１緩衝材６１の弾性復元力で、ホルダ３０がシリンダケース１２に近づく向きで移動し、かつ、フランジ４７が第２緩衝材６２に接触してホルダ３０が停止する。

このように、本実施形態の打撃作業機１０は、空打ち状態となり、ホルダ３０をシリンダケース１２から離す向きの荷重が加わると、その荷重で第１緩衝材６１が弾性変形することで、その荷重を吸収し、打撃作業機１０の振動を低減できる。また、第１緩衝材６１が所定量圧縮されると、フランジ４７が段差部６０Ｃに接触して、第１緩衝材６１の潰れ量が規制される。したがって、第１緩衝材６１が受ける荷重を低減でき、第１緩衝材６１が繰り返し疲労で寿命が低下することを抑制できる。なお、第１緩衝材６１の長さＬ２と、大径部６０Ａの長さＬ１との差は、第１緩衝材６１が圧縮荷重を繰り返し受けても、寿命が低下することのないように、実験、シミュレーション等を行って設定されている。

さらに、第１緩衝材６１の弾性復元力で、ホルダ３０がシリンダケース１２に近づく向きで移動し、フランジ４７が第２緩衝材６２に接触すると、第２緩衝材６２が弾性変形することで、空打ち時の反力を吸収することができる。したがって、打撃作業機１０の振動を低減できる。

このように、本発明の打撃作業機１０は、ねじ部材３１を締め付けて、プレート４８をシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に位置決め固定した状態で、第１緩衝材６１及び第２緩衝材６２が荷重を受けて弾性変形することで、ホルダ３０がシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。そして、ホルダ３０がシリンダケース１２から離れる向きで移動する範囲は、カラー６０の段差部６０Ｃにより規制されている。

（変更例１）
図４に示すカラー６０及び第１緩衝材６１の変更例を、図５を参照して説明する。図５のカラー６０は、大径部６０Ａと段差部６０Ｃとを連続する箇所に面取り部６０Ｄが形成されている。面取り部６０Ｄは、大径部６０Ａの全周に亘り環状に形成されている。また、軸孔６１Ａを形成する内面６１Ｂと、第１緩衝材６１の端面６１Ｃとを連続する面取り部６１Ｄが形成されている。端面６１Ｃは、中心線Ｄ１に対して垂直な平面であり、端面６１Ｃはフランジ４７に接触する。図５に示すその他の部品の形状、構造、寸法は、図４に示す部品の形状、構造、寸法と同じである。

図５に示すカラー６０及び第１緩衝材６１を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いると、打撃作業機１０で空打ちが行われた場合に、実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、図５に示すカラー６０及び第１緩衝材６１を備えた打撃作業機１０は、圧縮荷重を受け第１緩衝材６１が弾性変形した場合に、軸孔６１Ａを形成する内面６１Ｂと、端面６１Ｃとを接続する箇所が、段差部６０Ｃとフランジ４７との間に挟まれることを防止できる。したがって、第１緩衝材６１の寿命が低下することを抑制できる。

（変更例２）
図４に示した第２緩衝材６２の取り付け構造の他の例を、図６を参照して説明する。第２緩衝材６２の軸孔６２Ａに、それぞれ円筒形状のリテーナ６３が配置されている。リテーナ６３は鋼材により一体成形されており、リテーナ６３内にカラー６０の小径部６０Ｂが配置されている。第２緩衝材６２が圧縮荷重を受けていない状態で、中心線Ｄ１に沿った方向における第２緩衝材６２の長さＬ３は、中心線Ｄ１に沿った方向におけるリテーナ６３の長さＬ４よりも長い。第１緩衝材６１及び第２緩衝材６２が、中心線Ｄ１に沿った方向の荷重を受けていない状態で、底面６４Ａと、大径部３０Ａの先端との間の隙間量は、長さＬ３と長さＬ４との差よりも大きい。隙間量は、中心線Ａ１に沿った方向の値である。図６に示すその他の部品の形状、構造、寸法は、図４に示す部品の形状、構造、寸法と同じである。

図６に示すリテーナ６３及び第２緩衝材６２を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いると、打撃作業機１０で空打ちが行われた場合に、実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、図６に示すリテーナ６３及び第２緩衝材６２を備えた打撃作業機１０は、空打ちの反力でホルダ３０が中心線Ａ１に沿った方向でシリンダケース１２に近づくように移動して、第２緩衝材６２が弾性変形すると、大径部３０Ａの先端が底面６４Ａに接触する前に、リテーナ６３が、ボス部１２Ｃの端面１２Ｅと、フランジ４７とにより挟まれて、ホルダ３０が停止する。このため、第２緩衝材６２の潰れ量を増加することを抑制でき、第２緩衝材６２の寿命が低下することを抑制できる。

このように、図６に示すリテーナ６３及び第２緩衝材６２を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いると、ねじ部材３１を締め付けて、プレート４８をシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に位置決め固定した状態で、第１緩衝材６１及び第２緩衝材６２が荷重を受けて弾性変形することで、ホルダ３０がシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。そして、ホルダ３０がシリンダケース１２に近づく向きで移動する範囲は、リテーナ６３により規制される。

（変更例３）
図４に示した第１緩衝材６１の変形量を規制する規制機構の他の例を、図７を参照して説明する。図７に示すカラー６０の外径は一定であり、図４の大径部６０Ａ及び小径部６０Ｂは設けられていない。カラー６０は、軸孔４７Ａ，６１Ａ，６２Ａに亘って配置されている。

一方、大径部３０Ａの外周面に段差部６５が設けられている。段差部６５は、大径部３０Ａの全周に亘って環状に形成されており、段差部６５は中心線Ａ１に対して垂直な平面である。段差部６５は、中心線Ａ１に沿った方向で、フランジ４７とプレート４８との間に配置されている。そして、第１緩衝材６１が圧縮荷重を受けていない状態で、中心線Ｄ１に沿った方向における第１緩衝材６１の長さＬ２は、中心線Ｄ１に沿った方向で、フランジ４７の端面から段差部６５までの長さＬ５よりも長い。図７に示すその他の部品の形状、構造、寸法は、図４に示す部品の形状、構造、寸法と同じである。

図７に示すホルダ３０、カラー６０、第１緩衝材６１を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いると、打撃作業機１０で空打ちが行われていない場合、段差部６５とプレート４８との間に、中心線Ｄ１に沿った方向の隙間Ｆ１がある。

これに対して、図７に示すホルダ３０、カラー６０、第１緩衝材６１を、図１及び図２の打撃作業機１０に用い、打撃作業機１０で空打ちが行われて、ホルダ３０がシリンダケース１２から離れる向きに移動すると、前述と同様に第１緩衝材６１が弾性変形し、空打ち時の衝撃を吸収する。そして、ホルダ３０は、段差部６５がプレート４８に接触した時点で停止する。このため、第１緩衝材６１の潰れ量を増加することを抑制でき、第１緩衝材６１の寿命が低下することを抑制できる。

このように、図７に示すホルダ３０及びカラー６０及び第１緩衝材６１を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いると、ねじ部材３１を締め付けて、プレート４８をシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に位置決め固定した状態で、第１緩衝材６１及び第２緩衝材６２が荷重を受けて弾性変形することで、ホルダ３０がシリンダケース１２に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。そして、ホルダ３０がシリンダケース１２から離れる向きで移動する範囲は、段差部６５及びプレート４８により規制される。

次に、図７において、第２緩衝材６２の変形量を規制する規制機構を説明する。第２緩衝材６２が圧縮荷重を受けていない状態で、シリンダケース１２に形成された底面６４Ａと、ホルダ３０の先端６６との間に、中心線Ａ１に沿った方向の隙間量Ｇ１が設定されている。この隙間量Ｇ１は、中心線Ａ１に沿った方向における凹部６４の深さを設定して形成されている。

そして、図７に示すホルダ３０及びシリンダケース１２を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いて打撃作業機１０で空打ちが行われ、空打ちの反力でホルダ３０が中心線Ａ１に沿った方向でシリンダケース１２に近づくように移動して、第２緩衝材６２が弾性変形することで、反力による打撃作業機１０の振動を抑制できる。また、大径部３０Ａの先端６６が底面６４Ａに接触すると、ホルダ３０が停止する。このため、第２緩衝材６２の潰れ量を増加することを抑制でき、第２緩衝材６２の寿命が低下することを抑制できる。

このように、図７に示すシリンダケース１２及びホルダ３０を、図１及び図２の打撃作業機１０に用いると、ホルダ３０がシリンダケース１２に近づく向きで移動する範囲は、底面６４Ａと先端６６との間に形成された隙間Ｆ１の隙間量Ｇ１により定まる。図７において、第２緩衝材６２の変形量を規制する規制機構は、既存の部品であるシリンダケース１２に設ける凹部６４の深さを調整すれば、隙間量Ｇ１を任意に設定できる。したがって、部品点数が増加することを回避できる。

（変更例４）
第２緩衝材６２が変形する量を規制する規制機構の他の例を、図８を参照して説明する。図８に示された部品において、図７の部品と同じ構成については、図７と同じ符号を付してある。図８に示す規制機構は、カラー６０に設けられている。カラー６０は、大径部６０Ｅ及び小径部６０Ｆを有し、大径部６０Ｅの外径は小径部６０Ｆの外径よりも大きい。大径部６０Ｅは、中心線Ｄ１に沿った方向で、ボス部１２Ｃと小径部６０Ｆとの間に配置されている。

また、大径部６０Ｅと小径部６０Ｆとを連続する段差部６０Ｇが設けられている。段差部６０Ｇは、カラー６０の外周全域に亘って環状に形成されている。段差部６０Ｇは、中心線Ｄ１に対して垂直な平面である。そして、小径部６０Ｆは、軸孔４７Ａ，６１Ａに亘って配置されている。また、大径部６０Ｅは、軸孔６２Ａに配置されている。第２緩衝材６２に、中心線Ｄ１に沿った方向の圧縮荷重が加わっていない状態で、第２緩衝材６２の中心線Ｄ１に沿った方向の長さＬ６は、大径部６０Ｅの中心線Ｄ１に沿った方向の長さＬ７よりも長い。さらに、第１緩衝材６１及び第２緩衝材６２が、中心線Ｄ１に沿った方向の荷重を受けていない状態で、底面６４Ａと、大径部３０Ａの先端との間の隙間量は、長さＬ６と長さＬ７との差よりも大きい。隙間量は、中心線Ａ１に沿った方向の値である。

図８において、図７に示す構成と同じ構成部分については、図７と同様の効果を得られる。次に、図８に示す規制機構を図１及び図２の打撃作業機１０に用い、打撃時の反力でホルダ３０がシリンダケース１２に近づく向きで移動する場合の作用を説明する。ホルダ３０がシリンダケース１２に近づく向きで移動すると、第２緩衝材６２に圧縮荷重が加わり、第２緩衝材６２が弾性変形し反力を吸収する。そして、大径部３０Ａの先端が底面６４Ａに接触する前にフランジ４７が段差部６０Ｇに接触する。つまり、大径部６０Ｅは、シリンダケース１２の端面１２Ｅと、フランジ４７との間に挟まれ、ホルダ３０が停止する。したがって、第２緩衝材６２が変形する量の増加が規制され、第２緩衝材６２の耐久性が向上する。

（その他の変更例）
上記の打撃作業機１０において、シリンダケース１２をモータケース１１に対して中心線Ａ１に沿った方向に取り付け、かつ、シリンダケース１２が中心線Ａ１に沿った方向に移動する量を規制する構造を採用することも可能である。この場合、図４〜図８に示した規制機構を、シリンダケース１２とモータケース１１との取り付け箇所に設ければよい。

本実施の形態で説明した構成と、本発明の構成との関係を説明すると、シリンダケース１２が、本発明のケースに相当し、ホルダ３０が、本発明の先端工具保持部材に相当し、第１緩衝材６１及び第２緩衝材６２が、本発明の緩衝材に相当し、プレート４８が、本発明の取り付け部材に相当し、フランジ４７が、本発明のフランジに相当し、中心線Ａ１に沿った方向が、本発明における打撃子の動作方向に相当する。さらに、軸孔４７Ａが、本発明の第１軸孔に相当し、軸孔６１Ａが、本発明の第２軸孔に相当し、カラー６０が、本発明の位置決め部材に相当し、ねじ部材３１が、本発明のねじ部材に相当し、中間子３７が、本発明の打撃力伝達部材に相当し、段差部４９が、本発明のストッパに相当する。

また、図４〜図６に示したカラー６０の段差部６０Ｃが、本発明の規制機構及び第１段差部に相当する。さらに、図７に示す段差部６５及び隙間Ｆ１が、本発明の規制機構に相当し、図８に示す段差部６０Ｇ，６５が、本発明の規制機構に相当し、段差部６０Ｇが、本発明の第２段差部に相当する。また、図５の面取り部６０Ｄが、本発明の第１面取り部に相当し、面取り部６１Ｄが、本発明の第２面取り部に相当する。さらに、図６に示すリテーナ６３が、本発明のリテーナに相当する。さらに、電動モータ１３が、本発明のモータに相当し、モータケース１１が、本発明のハウジングに相当し、空気室Ｃ１が、本発明の流体室に相当する。

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、図６に示すカラー６０に、図５に示す面取り部６０Ｄを設け、かつ、図６のプレート４８に、図５の面取り部６１Ｄを設けてもよい。また、図７に示す隙間量Ｇ１を、図４に示す大径部３０Ａと底面６４Ａとの間に設定してもよい。また、図６に示すリテーナ６３と、図７に示す段差部６５とを組み合わせてもよい。

さらに、打撃力を発生させるための動力源であるモータは、電動モータ、油圧モータ、空気圧モータ、エンジン等を含む。つまり、モータの回転力が、ピストンの往復運動力に変換されて、打撃力が発生する。さらに、固定要素の数は任意に設定可能である。さらに、打撃作業機は、先端工具に中心線に沿った方向に打撃力が加えられる構造の他、先端工具に打撃力及び回転力を加えることの可能な構造を含む。

本発明の打撃作業機は、コンクリートまたは石材に、穴あけを行う先端工具に打撃力を加える構造を含む。本発明の打撃作業機は、先端工具に打撃力を加えて地面を突き固める構造を含む。さらに本発明の打撃作業機は、先端工具を打撃して、対象物に穴、溝を形成したり、対象物に角部を形成したりする構造を含む。

さらに、本発明における固定要素は、ねじ部材と雌ねじ孔との組み合わせの他、スタッドボルトとナットとの組み合わせを含む。さらに、モータの出力軸の回転力を、ピストンの往復動力に変換する運動変換機構は、クランクシャフトを用いる構造の他、カム機構を用いる構造を含む。さらに、本発明の打撃作業機は、モータの出力軸の中心線と、ピストンの動作方向の中心線とが交差して配置されている構造の他、モータの出力軸の中心線と、ピストンの動作方向の中心線とが、平行に配置されている構造を含む。

さらに、本発明における打撃機構は、モータの回転力をピストンの往復動力に変換し、かつ、流体室の圧力変動で打撃子を打撃する第１の手段の他、ばねの弾性力で打撃子を打撃する第２の手段、圧縮空気の圧力変動で打撃子を打撃する第３の手段を含む。第２の手段は、打撃子をモータの動力でばねの弾性力に抗して動作させた後、打撃子に伝達するモータの動力を低下させ、ばねの弾性力で打撃子を打撃する機構である。第３の手段は、打撃子を打撃する圧力を生じる空気室と、空気室につながる圧縮空気の通路と、通路を開閉するバルブと、有し、バルブを開閉することで、打撃子を打撃する機構である。

１０…打撃作業機、１１…モータケース、１２…シリンダケース、１３…電動モータ、３０…ホルダ、２８…ピストン、２９…打撃子、３１…ねじ部材、３７…中間子、４８…プレート、４７…フランジ、４７Ａ，６１Ａ…軸孔、４９，６０Ｃ，６０Ｇ，６５…段差部、６０…カラー、６０Ｄ，６１Ｄ…面取り部、６１…第１緩衝材、６２…第２緩衝材、６３…リテーナ、Ｃ１…空気室、Ｆ１…隙間。

Claims (13)

1. 先端工具保持部材により保持される先端工具を打撃する打撃子と、前記打撃子を動作可能に支持するケースと、前記打撃子の動作によって前記先端工具保持部材に伝達された力を受ける緩衝材と、を備えた打撃作業機であって、
   前記ケースに取り付けられる取り付け部材が設けられ、
   前記先端工具保持部材は、前記打撃子の動作方向で前記取り付け部材と前記ケースとの間に配置されるフランジを備え、
   前記緩衝材は、前記打撃子の動作方向で前記フランジと前記取り付け部材との間に介在され、かつ、前記打撃子が前記先端工具に打撃力を加える方向に動作して前記先端工具保持部材が前記ケースから離れる向きの荷重を受ける際に、前記先端工具保持部材から力を受ける第１緩衝材を含み、
   前記第１緩衝材が前記先端工具保持部材から力を受けて前記打撃子の動作方向に変形する量を規制する規制機構が設けられ、
   前記規制機構は、前記第１緩衝材に隣接して設けられている、打撃作業機。
2. 前記取り付け部材は、前記第1緩衝材の抜け止めを行うとともに、前記規制機構を構成する、請求項１に記載の打撃作業機。
3. 前記緩衝材は、前記打撃子の動作方向で前記フランジと前記ケースの間に介在され、かつ、前記先端工具保持部材を前記ケースに近づける向きの力を受ける第２緩衝材を含む、請求項２に記載の打撃作業機。
4. 前記フランジを前記動作方向に貫通する第１軸孔と、
   前記第１緩衝材を前記動作方向に貫通する第２軸孔と、
   前記ケースと前記取り付け部材の間に配置され、かつ、前記ケースと前記取り付け部材とを前記動作方向で互いに位置決めする位置決め部材と、
   前記第１軸孔及び前記第２軸孔に配置され、かつ、前記取り付け部材及び前記先端工具保持部材を前記ケースに固定するねじ部材と、
   が設けられている、請求項２または３に記載の打撃作業機。
5. 前記規制機構は、前記位置決め部材に形成され、かつ、前記先端工具保持部材が接触する第１段差部を含み、
   前記第１段差部は、前記先端工具保持部材が前記ケースから離れる向きで移動することを規制し、かつ、前記第１緩衝材が変形する量を規制する、請求項４に記載の打撃作業機。
6. 前記第１段差部は、第１面取り部を備えている、請求項５に記載の打撃作業機。
7. 前記第２軸孔の角部に、第２面取り部が設けられている、請求項５に記載の打撃作業機。
8. 前記規制機構は、前記フランジと前記ケースとの間に介在されたリテーナを含み、
   前記リテーナは、前記ケースと前記フランジとにより挟まれることで、前記先端工具保持部材が前記ケースに近づく向きで移動することを規制し、かつ、前記第２緩衝材が変形する量を規制する、請求項３に記載の打撃作業機。
9. 前記フランジを前記動作方向に貫通する第１軸孔と
   前記第１緩衝材を前記動作方向に貫通する第２軸孔と、
   前記ケースと前記取り付け部材の間に配置され、かつ、前記ケースと前記取り付け部材とを前記動作方向で互いに位置決めする位置決め部材と、
   前記第１軸孔及び第２軸孔に配置され、かつ、前記取り付け部材及び前記先端工具保持部材を前記ケースに固定するねじ部材と、
   が設けられ、
   前記規制機構は、前記位置決め部材に形成され、かつ、前記先端工具保持部材が接触する第２段差部を含み、
   前記第２段差部は、前記先端工具保持部材が前記ケースに近づく向きで移動することを規制し、かつ、前記第２緩衝材が変形する量を規制する、請求項８に記載の打撃作業機。
10. 前記打撃子の打撃力を前記先端工具に伝達する打撃力伝達部材が設けられ、
    前記先端工具保持部材は、前記打撃力伝達部材に打撃力が伝達されて前記打撃力伝達部材が前記先端工具保持部材に対して移動することを規制するストッパを備え、
    前記打撃力伝達部材に伝達された打撃力が前記ストッパを経由して前記先端工具保持部材に伝達され、前記先端工具保持部材が前記ケースから離れる向きの力を受ける、請求項１〜９のいずれか１項に記載の打撃作業機。
11. モータを設けたハウジングと、前記モータの動力により動作するピストンと、前記ピストンの動作により圧力が変化する流体室と、前記流体室の圧力変動によって動作し、かつ、先端工具保持部材により保持される先端工具を打撃する打撃子と、前記打撃子を動作可能に支持するケースと、前記打撃子の動作によって前記ケースに伝達された力を受ける緩衝材と、を備えた打撃作業機であって、
    前記ケースに取り付けられる取り付け部材が設けられ、
    前記先端工具保持部材は、前記打撃子の動作方向で前記取り付け部材と前記ケースとの間に配置されるフランジを備え、
    前記緩衝材は、前記打撃子の動作方向で前記フランジと前記取り付け部材との間に介在され、かつ、前記打撃子が前記先端工具に打撃力を加える方向に動作して前記先端工具保持部材が前記ケースから離れる向きの荷重を受ける際に、前記先端工具保持部材から力を受ける第１緩衝材を含み、
    前記第１緩衝材が前記先端工具保持部材から力を受けて前記打撃子の動作方向に変形する量を規制する規制機構が設けられ、
    前記規制機構は、前記第１緩衝材に隣接して設けられている、打撃作業機。
12. 前記規制機構は、前記打撃子の動作方向で前記第１緩衝材が設けられている範囲内に設けられている、請求項１に記載の打撃作業機。
13. 前記規制機構は、前記第２軸孔に配置されている、請求項４に記載の打撃作業機。

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