JPH0780711A - 打撃力可変型震動ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプリングの反発力によって震動を発生させ
る形式の震動ドリルにおいて、使用者の被加工物に対す
る震動ドリルの押し付け力に関係なく、震動の大きさを
一定に保持できるようにする。 【構成】 スプリング１９の他端を軸方向に移動可能に
支持されたリテーナ１５によって受け、このリテーナ１
５の軸方向の位置を外部から変更することによって前記
スプリング１９の弾性力を変更可能な構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軸方向に打撃を与え
つつドリルビットを回転させて穿孔加工を行うことがで
きる震動ドリルであって、打撃力を任意に設定できる打
撃力可変型震動ドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、震動ドリルには、打撃カムの
震動をスピンドルに直接伝達する打撃力の大きいもの
と、打撃カムをスプリングによって軸方向に逃がし、ス
プリングの反発による打撃カムの震動をスピンドルに伝
達する打撃力の比較的小さいものとの２タイプがある。
このうち後者のタイプには、例えば実公平２−３０１６
９号公報に開示されているようにスプリングの反発力が
一定すなわち打撃力が一定であるタイプと、例えば特開
平４−３００１１２号公報に開示されているように作業
者の被加工物に対する震動ドリルの押し付け力を調整す
ることによってスプリングの反発力を変化させ、これに
より打撃力を可変とした構成のものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来より
打撃力を可変とした構成のものが提供されていたのであ
るが、これは上記したように作業者の被加工物に対する
震動ドリルの押し付け力を調整することによって打撃力
を変化させる構成であったので、設定される打撃力は作
業者の手加減に左右され、このため打撃力にはバラつき
があり、一定値に管理することは非常に困難であった。
また、打撃力はその全域においてスプリングの反発力を
利用する構成であったので、前記したようなカムの震動
を直接スピンドルに伝達して大きな打撃力を得るという
ことができず、硬い材料の孔明け作業には不向きである
という問題があった。

【０００４】一方、カムの震動をスピンドルに直接伝達
するタイプにあっては大きな打撃力を得ることはできる
ものの、常に大きな震動を与えつつ使用するため作業者
の疲労が大きく、このため長時間の作業に不向きである
という問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、作業者の被加工物に対
する震動ドリルの押し付け力とは関係なく打撃力を変更
可能であり、かつ打撃力を最大とした場合には打撃カム
の打撃力が直接スピンドルに伝達されて従来の可変タイ
プでは得ることのできなかった大きな打撃力をも得るこ
とのできる打撃力可変型震動ドリルを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明では、軸方向に移動可能なスピンドルと、このス
ピンドルに固着された回転カムと、この回転カムのカム
面と凹凸係合可能なカム面を備え、前記スピンドルとは
独立して軸方向に移動可能な打撃カムと、この打撃カム
を前記回転カムに対して弾性押圧するためのスプリング
とを備えた震動ドリルであって、前記スプリングの他端
を軸方向に移動可能に支持されたリテーナによって受
け、このリテーナの軸方向の位置を外部から変更するこ
とによって前記スプリングの弾性力を変更可能な構成と
したことを特徴とする打撃力可変型震動ドリルを案出し
た。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の構成に加えて、スピンドルの後退可能な範囲
を規制して、回転カムのカム面と打撃カムのカム面とが
係合不能な状態を実現するためのモード切換え手段を備
えたことを特徴とする打撃力可変型震動ドリルを案出し
た。

【０００８】

【作用】請求項１記載の構成によれば、外部から操作し
てリテーナの軸方向の位置を変更することによってスプ
リングの弾性力が変更される。この点、従来の可変タイ
プにあっては使用者の被加工物に対する震動ドリルの押
し付け力を変化させることによってスプリングの弾性力
を変化させる構成であった。従って、本願発明に係る震
動ドリルによれば、使用者の押し付け力とは無関係にス
プリングの弾性力を任意に変更させることができるの
で、打撃力を一定に管理し易くなる。

【０００９】また、リテーナの位置を最大限に打撃カム
に近づけてスプリングを完全な圧縮状態とすることによ
り、このスプリングの弾性機能をなくすことができる。
スプリングを完全な圧縮状態としてその弾性機能をなく
すと、打撃カムとリテーナは直結されて一体に移動する
状態となる。このため、スピンドルが回転して回転カム
に回転力が付与されてこの回転カムのカム面が打撃カム
のカム面を乗り越えるためには、打撃カムとリテーナひ
いては当該震動ドリル自体がスピンドルに対して軸方向
に移動する必要がある。すなわち、この直結状態にあっ
ては打撃カムの打撃力が直接スピンドルに伝達される状
態となるため、スプリングの反発力による場合よりも大
きな打撃力を得ることができる。

【００１０】また、請求項２記載の構成によれば、モー
ド切換え手段を切り換えることにより当該震動ドリルを
震動ドリルとして使用できる「震動モード」と震動のな
い単なるドリルとしての「ドリルモード」に使い分ける
ことができる。すなわち、「震動モード」に切り換える
とスピンドルの後退可能な範囲は十分に確保されるので
回転カムと打撃カムが係合する状態が得られ、従って回
転カムが回転すると打撃カムによる打撃が回転カムすな
わちスピンドルに対して与えられる。一方、「ドリルモ
ード」に切り換えるとスピンドルの後退可能な範囲が制
限されて回転カムと打撃カムが係合不能となるため打撃
カムの回転カムに対する打撃は発生せず、従って回転カ
ムすなわちスピンドルはなんら震動を受けることなく回
転する。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図１ないし図１０に
基づいて説明する。図１は、本例の震動ドリル１を示し
ているが、この図１では打撃力が最も弱い位置に設定さ
れた状態を示している。

【００１２】この震動ドリル１は、概ねＬ型をなすハウ
ジング２と、このハウジング２の先端に、スピンドル３
の軸回りに回転可能に取付けられたフロントケース４と
を備えている。ハウジング２の後部にはモータ５が内蔵
され、このモータ５はスイッチ６の操作によって起動停
止される。

【００１３】モータ５の出力軸５ａには遊星歯車機構８
が組付けられ、この遊星歯車機構８には、中間軸９に支
持された変速機構１０が噛み合わされている。従って、
モータ５の回転は、遊星歯車機構８、変速機構１０を経
て中間軸９に伝達される。中間軸９は、ベアリング９
ｂ，９ｃによってモータ５の出力軸５ａと平行に配置さ
れて回転自在に支持されている。

【００１４】変速機構１０は、中間軸９に軸方向に移動
可能に支持された大ギヤ１０ｃと小ギヤ１０ｄを備え、
両ギヤ１０ｃ，１０ｄはスプリング１０ａ，１０ｂによ
って中間軸９上の一定位置に付勢されている。一方、図
７に示すようにハウジング２には、外部からスライド操
作可能な切換えスイッチ１０ｆが設けられており、この
スライドスイッチ１０ｆは連結バー１０ｇを介して、上
記両ギヤ１０ｃ，１０ｄ間に配置された連結部材１０ｈ
に係止されている。従って、使用者がスライドスイッチ
１０ｆをスライド操作すると大ギヤ１０ｃと小ギヤ１０
ｄが一体となって中間軸９上を移動し、大ギヤ１０ｃ若
しくは小ギヤ１０ｄのいずれか一方が、中間軸９に固定
されたピン１０ｅに係合されて中間軸９と回転について
連結され、これにより大ギヤ１０ｃ若しくは小ギヤ１０
ｄの何れかを選択して遊星歯車機構８の回転を中間軸９
に伝達できるようになっている。

【００１５】中間軸９に伝達された回転は、その先端に
形成されたギヤ部９ａ、スピンドル３の後端に取付けら
れたギヤ１１を経てスピンドルに伝達される。ギヤ１１
はキー１１ａおよび止め輪１１ｂによってスピンドル３
と回転および軸方向について一体に取付けられている。

【００１６】スピンドル３はベアリング３ａ，３ｂを介
して回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されている。
スピンドル３の先端側を支持するベアリング３ａは、フ
ロントケース４に支持されている。一方、スピンドル３
の後端側を支持するベアリング３ｂは、カムケース１８
を介してハウジング２に支持されている。このカムケー
ス１８については後述する。このスピンドル３の先端側
はフロントケース４から突き出され、この突き出された
部分にはドリルビットを装着するためのチャック１２が
取付けられている。

【００１７】ベアリング３ａ，３ｂとの間においてスピ
ンドル３には、図示左側から順に回転カム１３、打撃カ
ム１４、リテーナ１５、スラストニードルベアリング１
６、スライダー１７が支持されている。回転カム１３
は、スピンドル３に対する圧入とキー１３ａによって回
転および軸方向についてスピンドル３に一体に固定され
ている。この回転カム１３と打撃カム１４の相互に対向
する面には、それぞれフェースギヤ状のカム面１３ｃ，
１４ｃが形成されており、図では両カム面１３ｃ，１４
ｃが噛み合った状態が示されている。スピンドル３と一
体となって回転カム１３が回転するためには、そのカム
面１３ｃが打撃カム１４のカム面１４ｃを乗り越える必
要があり、このため後述するように打撃カム１４が後退
しまたは震動ドリル１自体が後退され、これによりスピ
ンドル３に軸方向の打撃が加えられる。

【００１８】打撃カム１４は、スピンドル３とは軸回り
の回転および軸方向の移動に関して独立している。この
打撃カム１４は後述するように回転不能であるがスピン
ドル３とは独立して軸方向に移動するようになってい
る。この打撃カム１４の図示左端面はワッシャ１４ａを
間にしてベアリング３ａに当接されており、この当接状
態から図示左方には移動不能となっている。この打撃カ
ム１４とリテーナ１５との間にはスプリング１９が介装
されているため、打撃カム１４は図示左方に付勢されて
ベアリング３ａに当接している。

【００１９】打撃カム１４の周面には相互に対向する二
つの平坦面１４ｂ，１４ｂが形成されている。一方、リ
テーナ１５には、この打撃カム１４の二面幅とほぼ同じ
間隔で対設された二本のアーム１５ａ，１５ａを備えて
おり、この二本のアーム１５ａ，１５ａが上記両平坦面
１４ｂ，１４ｂの外周側に嵌め込まれている。このた
め、打撃カム１４とリテーナ１５は相互に回転不能であ
るが、軸方向については相互に移動可能となっている。
また、同時にこのリテーナ１５の両アーム１５ａ，１５
ａは、ハウジング２の内周面に形成された平坦面２ａ，
２ａに軸方向移動可能に当接されているため、リテーナ
１５はハウジング２に対して回転不能かつ軸方向に移動
可能となっている。

【００２０】次に、スラストニードルベアリング１６は
リテーナ１５とスライダー１７との間に配置され、これ
もスピンドル３に対して軸方向に移動可能に支持されて
いる。スライダー１７もスピンドル３に対して軸回りに
回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されており、また
リテーナ１５はスプリング１９の反発力によって図示右
方に付勢されているので、リテーナ１５、スラストニー
ドルベアリング１６およびスライダー１７は一体となっ
て軸方向に移動する一方、スライダー１７はリテーナ１
５に対して軸回りに回転可能となっている。

【００２１】このスライダー１７は、図４に示すように
円盤部１７ａの対向する二箇所の側部からスピンドル３
の軸方向に沿って先端側に延びる係止アーム１７ｂ，１
７ｂと後端側に延びる調整爪１７ｃ，１７ｃを備えてい
る。両調整爪１７ｃ，１７ｃの先端には図示するよう半
円状の突起１７ｅが形成されている。また、円盤部１７
ａの中心の孔１７ｄにスピンドル３が遊挿されている。

【００２２】両係止アーム１７ｂ，１７ｂは、図３およ
び図８に示すようにフロントケース４の内周面に形成さ
れた溝部４ａ，４ａにそれぞれ嵌め込まれており、この
ためフロントケース４を回転させるとこのスライダー１
７も一体となって回転する。一方、調整爪１７ｃ，１７
ｃは前記したカムケース１８のカム溝１８ａ内に挿入さ
れて、その底面に突き当てられている。

【００２３】このカムケース１８はハウジング２に対し
て回転不能かつ軸方向移動不能に固定されており、その
スライダー１７側の側面に上記したカム溝１８ａが全周
にわたって形成されている。このカム溝１８ａの底面１
８ｂは、図５および図６に示すように半周ごとに傾斜し
て形成され、かつこの底面１８ｂには周方向に一定の間
隔で断面略半円形の凹溝１８ｃが形成されている。この
ため、上記したようにフロントケース４を回転するとス
ライダー１７が回転し、これに伴って調整爪１７ｃ，１
７ｃが相対的にカム溝１８ａの底面１８ｂに沿って移動
し、結果的にスライダー１７は軸方向にも移動する。ス
ライダー１７が軸方向に移動すれば、スラストニードル
ベアリング１６を経てリテーナ１５もスプリング１９の
付勢力に抗して若しくは付勢力によって軸方向に移動す
る。リテーナ１５が軸方向に移動することによってスプ
リング１９の付勢力が変化する。

【００２４】図１に示した状態は、調整爪１７ｃの先端
が底面１８ｂの最も低い位置に位置し、従ってカム溝１
８ａの最も深い位置に挿入されている状態であり、スラ
イダー１７は最も後端寄り（図１において右寄り）に位
置しており、従ってリテーナ１５も最も後端寄りに位置
して、スプリング１９の付勢力は最も弱い状態になって
いる。このため、この図１の状態で当該震動ドリル１を
使用すれば、非常に弱い打撃力を伴いながら孔明け作業
がなされる。

【００２５】この打撃力の最も弱い状態からフロントケ
ース４を一定方向に回転させると、調整爪１７ｃはカム
ケース１８の底面１８ｂを徐々に登っていき、従ってス
ライダー１７が徐々に先端寄りに移動する。すると、ス
プリング１９の付勢力は徐々に高められて打撃力は大き
くなる。

【００２６】フロントケース４を一定方向へ最大限に回
転させた時の状態が図９に示されている。この状態は、
調整爪１７ｃの先端が底面１８ｂの最も高い位置に位置
し、従ってカム溝１８ａの最も浅い位置に挿入された状
態であり、スライダー１７は最も先端より（図１におい
て左寄り）に位置しており、従ってリテーナ１５も最も
先端寄りに位置している。最早この状態では、スプリン
グ１９はリテーナ１５と打撃カム１４との間で完全に圧
縮されて弾性機能を失った状態となる。この場合には、
回転カム１３のカム面１３ｃが打撃カム１４のカム面１
４ｃを乗り越えるには、使用者の当該震動ドリル１を押
さえ付ける力に抗して震動ドリル１自体が移動する必要
がある。従って、使用者の押さえ付ける力によっては非
常に大きな打撃力が得られる。

【００２７】次に、モード切換え手段について説明す
る。図示するようにスピンドル３の後端面にはスチール
ボール２０が落とし込み状にして嵌め込まれている。一
方、このスチールボール２０の後方にはモード切換え用
のロッド２１がハウジング２を左右に横切るようにして
配置されている。ハウジング２のほぼ中程には、ブロッ
ク体状のロッドケース２２が左右を横切るようにして取
付けられており、上記ロッド２１は、このロッドケース
２２に左右に貫通して形成された支持孔２２ａ内に軸方
向に移動可能に挿入されている。このロッド２１はロッ
ドケース２２よりも長くなっており、このため図８およ
び図１０に示すようにそのいずれか一方の端部が必ずハ
ウジング２に形成された凹部２ｂ内に突き出されるよう
になっている。そして、このロッド２１の中央部は両端
部の大径部２１ａよりも小径に形成されて小径部２１ｂ
とされており、この大径部２１ａまたは小径部２１ｂを
上記スチールボール２０の後方に位置させることにより
スピンドル３の後退可能な位置を変化させるようになっ
ている。上記スチールボール２０およびロッド２１を主
体として本例のモード切換え手段が構成されている。

【００２８】このモード切替え手段によれば、図８にお
いて上側の凹部２ｂからロッド２１を押し込んで「震動
モード」とすると、スチールボール２０の後方には小径
部２１ｂが位置されてスピンドル３は所定位置まで後退
可能となり、これにより前記したように回転カム１３の
カム面１３ｃと打撃カム１４のカム面１４ｃとの噛合い
状態が実現され、当該震動ドリル１を震動ドリルとして
用いることができる。図１、図８および図９はこの「震
動モード」の状態を示している。

【００２９】一方、図１０は「ドリルモード」に切り換
えられた状態を示している。すなわち、図８に示す「震
動モード」の状態において図示下側の凹部２ｂを経てロ
ッド２１を押し込むと図１０に示す「ドリルモード」に
切り換わる。この「ドリルモード」の状態にあっては、
スチールボール２０の後方には大径部２１ａが位置され
るのでスピンドル３は上記「震動モード」の場合に比し
てより手前で後退を阻止されることなる。従って、この
場合には回転カム１３のカム面１３ｃと打撃カム１４の
カム面１４ｃは噛み合うことができず（打撃カム１４は
ワッシャ１４ａに当接してそれ以上先端側に移動できな
い）、このため両カム面１３ｃ，１４ｃが噛み合うこと
によって初めて発生する打撃は発生せず、従って当該震
動ドリル１を単なるドリルとして用いることができる。

【００３０】本例は以上のような構成としたことから、
次のような作用効果を奏する。すなわち、打撃カム１４
の回転カム１３に対する打撃力すなわち震動の強さは、
スプリング１９の弾性力を変化させることにより変化
し、スプリング１９の弾性力は、リテーナ１５の軸方向
の位置を変化させることにより変化する。そして、リテ
ーナ１５の位置は、フロントケース４を回転してスライ
ダー１７の位置を変化させることにより変化させること
ができる。従って、フロントケース４を回転させれば、
震動を大きくしまたは小さくすることができる。しかも
フロントケース４の回転量によって震動の強弱を任意に
設定できる。

【００３１】このように、フロントケース４の位置およ
び回転量を調整することによって震動の強弱を設定する
構成であるので、従来のように使用者の被加工物に対す
る震動ドリルの押し付け力とは関係なく震動の強弱は設
定され、従って当該震動ドリル１の震動の強さを一定に
管理することは容易になされる。

【００３２】また、フロントケース４を「震動大」の方
向へ最大限に回転させると、リテーナ１５は最も打撃カ
ム１４に近づき、従ってスプリング１９は打撃カム１４
とリテーナ１５との間で完全に圧縮されて弾性機能を失
った状態となり、打撃カム１４はリテーナ１５すなわち
ハウジング２側に直結された状態となる。このとこか
ら、スプリングの反発力に依らない大きな震動を発生さ
せることもできる。

【００３３】さらに、モード切換え手段によれば、ロッ
ド２１の押込み側を選択することにより当該震動ドリル
１を「震動モード」と「ドリルモード」とに切り換えて
使用することができる。すなわち、ロッド２１をハウジ
ング２の一方の凹部２ｂから押し込んで図８に示す「震
動モード」とすると、このロッド２１の小径部２１ｂが
スチールボール２０の後方に位置される。これによりス
ピンドル３は回転カム１３のカム面１３ｃと打撃カム１
４のカム面１４ｃが噛み合うまで後退可能となり、従っ
て震動を発生可能な状態となる。

【００３４】一方、ハウジング２の他方の凹部２ｂから
ロッド２１を逆方向に押し込んで図１０に示す「ドリル
モード」とすると、スチールボール２０の後方には大径
部２１ａが位置する。このため、上記「震動モード」の
場合に比してスピンドル３は大径部２１ａと小径部２１
ｂとの半径差の分だけ手前で後退不能となる。このこと
から、打撃カム１４がワッシャ１４ａを経てベアリング
３ａに当接されてそれ以上先端側へ移動不能となってい
ることもあって、回転カム１３は打撃カム１４に十分接
近できないためカム面１３ｃとカム面１４ｃは噛合い不
能となる。そして、両カム面１３ｃ，１４ｃが噛み合わ
ないので、回転カム１３すなわちスピンドル３は打撃カ
ム１４からなんら打撃を受けることなく回転する。よっ
て、この「ドリルモード」の時には当該震動ドリル１を
単なるドリルとして使用することができる。

【００３５】以上説明したように、本例の震動ドリル１
によれば従来のように使用者の手加減によって震動の強
弱は変化しないので、一定の強さの震動で孔明け加工を
することができる。また、フロントケース４の回転量に
よって震動の強弱を設定する構成であるので、震動の強
さの管理が容易になる。

【００３６】さらに、スプリングの反発力によらない大
きな震動を与えることもでき、逆に震動を全く与えるこ
となく単なるドリルとしても使用することができ、一台
の震動ドリル１で様々な態様の孔明け加工を施すことが
できる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、震動の大
きさを任意の値に簡単に設定できるばかりでなく、一旦
設定された震動の大きさを一定に保持することが容易に
なる。また、スプリングの反発力に依らないで大きな震
動を発生させることも簡単にできる。請求項２記載の発
明によれば、全く震動のない単なるドリルとして当該震
動ドリルを用いることができ、一台の震動ドリルで様々
な態様の孔明け加工を施すことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し、震動ドリルの縦断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図であり、スライダーおよ
びカムケースの正面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図であり、リテーナと打撃
カムおよびスライダーとフロントケースとの関係を示す
正面図である。

【図４】スライダーの全体斜視図である。

【図５】カムケースの正面図である。

【図６】カム溝の展開側面図である。

【図７】図１のＣ−Ｃ線断面図であり、変速機構の縦断
面図である。

【図８】震動ドリル先端部の横断面図であり、リテーナ
が最も後退して震動が最も小さく設定された状態を示
す。

【図９】同じく震動ドリル先端部の横断面図であり、リ
テーナが最も前進して震動が最も大きく設定された状態
を示す。

【図１０】ドリルモードに切り換えられた時の震動ドリ
ル先端部の横断面図である。

【符号の説明】

１…震動ドリル ２…ハウジング、２ｂ…凹部 ３…スピンドル ４…フロントケース、４ａ…溝部 ５…モータ １０…変速機構 １３…回転カム、１３ｃ…カム面 １４…打撃カム、１４ｃ…カム面 １５…リテーナ １７…スライダー、１７ｂ…係止アーム、１７ｃ…調整
爪 １８…カムケース、１８ａ…カム溝、１８ｂ…底面、１
８ｃ…凹溝 １９…スプリング ２０…スチールボール ２１…ロッド、２１ａ…大径部、２１ｂ…小径部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に移動可能なスピンドルと、この
   スピンドルに固着された回転カムと、この回転カムのカ
   ム面と凹凸係合可能なカム面を備え、前記スピンドルと
   は独立して軸方向に移動可能な打撃カムと、この打撃カ
   ムを前記回転カムに対して弾性押圧するためのスプリン
   グとを備えた震動ドリルであって、前記スプリングの他
   端を軸方向に移動可能に支持されたリテーナによって受
   け、このリテーナの軸方向の位置を外部から変更するこ
   とによって前記スプリングの弾性力を変更可能な構成と
   したことを特徴とする打撃力可変型震動ドリル。
2. 【請求項２】 スピンドルの後退可能な範囲を規制し
   て、回転カムのカム面と打撃カムのカム面とが係合不能
   な状態を実現するためのモード切換え手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の打撃力可変型震動ドリル。