JPS601150B2

JPS601150B2 - ハンマー工具

Info

Publication number: JPS601150B2
Application number: JP52094699A
Authority: JP
Inventors: ロレンゾ・エルコン・アレツシオ
Original assignee: Black and Decker Manufacturing Co
Current assignee: Black and Decker Corp
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1977-08-09
Publication date: 1985-01-12
Also published as: FR2361204A1; CA1090169A; DE2734965A1; AU2773677A; FR2361204B1; DE2734965C2; US4098351A; JPS5334199A; AU511293B2; IT1066884B; GB1584082A

Description

【発明の詳細な説明】チャックを取つける出力スピンドルが鞄線方向の往復運
動は勿論回転運動をも行う一般に可磯式のドリルは公知
である。

この車由線方向の往復運動から生ずる衝撃効果は、切断
作用の行程中切粉を除去する従来からの方法によりドリ
ル加工できる材料に反してくずれ易い傾向のある材料を
孔あげするときに有利である。この傾向のある材料とは
コンクリート石などである。概して云えば「鞠線方向の
往復運動はカム形状の２組のラチヱット歯の相互作用に
より生じ、一方の部材はドリル静止部分と一体であるが
、他方の都材は出力スピンドルと一体を成している。

ドリル加工作業中作業者がビットに及ぼす鞠線方向の圧
力は「出力スピンドルにその可動のラチェット歯を静止
の組のラチェツト歯と接触させる。これらの歯の紐は適
当な外形をもちそれぞれの組が重なり合うことにより、
出力スピンドルとその上のラチェット歯の粗とが継続的
に動いてゆく。それぞれの絹の歯は、作業者のドリルに
及ぼす圧力を介して接触を再現しこの結果歯の縄の継続
的な係合が打撃作用を生じ、この作用は出力スピンドル
とこの上にあるチャック及びビットの衝撃を起こす。こ
の操作方式は、リルの本体が出力スピンドル、チャック
及びビットの衝撃効果の慣性作用質量を構成するという
前提に立つ。

静止及び可動のラチェット歯の形状は一般に鋸歯の外形
であり、この場合傾斜部分が衝撃面を構成する。

この結果、静止の歯車への作用は藤線方向ではなくてむ
しろ軸線方向の成分と出力スピンドルの軸線に垂直な平
面上の接線方向の成分とをもつ。これら両成分は従来の
ハンマードリルの本体に剛性的に伝達される。上述の従
来の衝撃ドリルの外形は、当然の帰結として次のことを
則ち出力スピンドルの回転当りの衝撃数は全く静止のラ
チェツト歯の絹及び回転するラチェット歯の組の歯の数
によって定まることを考慮していることも指摘されるべ
きである。

このことから、衝撃周波数は出力スピンドルの回転速度
に直接比例する一次関数であることが生じ、これはすべ
ての場合に望ましいことではない。さらに、もう１つの
不可避の帰結として、各衝撃は出力スピンドルの明確な
角度位置において生ずるものであり、これに反して、衝
撃力を受ける材料に位置を変えて打撃を加えるように連
続可変性をもつことは有利であろう。ビットが加工物を
打つ角度位置を連続的に変えることにより、例えばコン
クリートに対して、ビットの輪郭にならう形の穴よりは
むしろ丸い穴が得られる。これにより、ビットが加工物
中に拘束されるのを防ぐ。本発明の目的は、出力スピン
ドルのうける衝撃の周波数を歯車伝動装置の適切な設計
により選択できるハンマー工具を提供することである。
この目的に付随してもう１つの目的は、この周波数が出
力スピンドルの速度に関係なく選べるハンマー工具を提
供することである。さらに別の目的は、衝撃の起こる軸
の角度位置が出力スピンドルの各回転で変わるハンマー
工具を提供することである。

さらに、衝撃の間ハンマー工具のハウジングの振動強度
を下げることを可能にしこれにより工具の操作を気持よ
くさせかつ工具各部品のうける危険を下げることも本発
明の目的である。

本発明のハンマー工具は回転ハンマー、ハンマードリル
などである。

この型式のハンマーはビットを保持する出力スピンドル
を具えている。出力スピンドルは、縦の軸線を有し、工
具の歯車ケース中に軸支されてこの軸線方向にも摺動で
きるようになっている。本発明によれば、第１組のラチ
ェツト歯は歯車ケース中に軸支される本体上に形成され
、第２組のラチェット歯は、これら両組のラチェット歯
が係合するとき衝撃を伝えるため出力スピンドルに取つ
けられる。

２組のラチェツト歯は互いに向き合っている。

ばねのような弾性装置は第１及び第２の粗のラチェット
歯を互いに隔離して保持する。さらに本発明によれば、
歯車伝動装置は、第１組のラチェット歯を所定の第１角
速度で同時に第２組のラチェット歯を所定の第２角速度
でまわすため工具のモータのピニオンに作動自在に連結
され、これにより一方の粗の歯は他方の縄の歯にラチェ
ット係合して、したがって弾性装置により生じた弾性力
に反して加工面の方へ押される工具により生じた出力ス
ピンドルの軸線方向運動に応じて第１組の歯と第２組の
歯とがかみ合うとき、縦方向の衝撃を出力スピンドルに
伝える。

第１の所定の角速度と第２の所定の角速度の差は差の角
速度である。

本発明によれば、歯車伝動装置は、差の角速度に、出力
スピンドルの回転当りの衝撃を非整数にするような値を
とらせる歯車装置を含む。この非整数は成るべくは１よ
り大きい。さらに本発明によれば、歯車伝動装置は所定
の第１角速度を所定の第２角速度よりも大にさせる歯車
装置を含む。

次に図面について本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明によるハンマードリル１を示し、これは
歯車ケース１０と、モータハウジング３の内部にある駆
動モー夕２とを有する。第２図において、駆動モータの
ロータの藤１１は歯車ケース１０の中に延びている。

歯車１３，１４は共通の歯車本体８に形成され、該本体
は軸１９と共に回転するようにそれに取つけられる。軸
１１の端に形成されたピニオン１２は、歯車１３と係合
して歯車１３及び本体８をまわす。第２の歯車１４は歯
車１５に係合する。歯車１５と歯車１７とは、共軸で、
かつ歯車本体５を画定し、これは中間の軸１６に固定さ
れて軸と共に回転できる。軸１６は歯車ケース１０の中
の軸受４及びカバー９の中の軸受（図示されない）中の
鰍支される。歯車１７は軸１９に一体的に結ばれた歯車
１８に係合する。チャック３０は軸１９のねじ付き前端
延長部３１にねじ係合する。軸１９は軸受２０，６中に
軸支されて出力スピンドルを構成する。軸１９はさらに
軸線方向に摺敷自在であるように軸受２０，６に保持さ
れる。軸線方向の推力はばね２１により軸１９上に加え
られ、このばねは歯車ケース１０と鞄上のカップ状のカ
ラー２２との間に圧縮される。カップ状の４・片４６は
推力軸受４７と平座金４８，４９を含む。ベルビルばね
と平座金とはそれぞれ５０，５１で示される。別のばね
２３は歯車本体と歯車１８の形成される歯車本体７との
間に圧縮される。もし、衝撃ないこドリル作業のためド
リルを使いたいならば、ドリル加工圧力をうけるチャッ
ク軸１９の車母線方向運動を阻止する装置を設けること
は公知の技術である。この状態においてそして特にドリ
ルが垂直方向に保持されていれば、歯車本体８はその自
重で降下してラチェット歯２４，２５を互いにかみ合わ
せて騒音を出させるようにする。この欠陥を排除するの
がばね２３である。然し、この欠陥は別の方法でも例え
ば、ピニオン１２に係合するはすば歯車をもつように歯
車１３を設計しこのはすば歯車は歯車１３を車１８から
離して動かす鞠線方向の推力を本体上歯車１３に生ずる
ような方向に傾斜する。この配列は第９図に示され、は
すば歯車１３Ａは本体８の上にあって対応はすばピニオ
ン１２Ａと係合する。第２図の減速装置の斜視図を第３
図に示す。

この装置は、歯車１３が歯車１８より早くまわるように
配置される。カラー４４（第２図に示されない）は歯車
ケースのカバー１０の中に形成された凹部４５と共動す
る。１組のラチェット歯２４は、歯車本体８の前の端面
に形成されて同じくその後の端面に形成される対応の１
組のラチェツト歯２５と係合するような寸法をもつ。

これらの歯２４，２５は成るべくは斜めに切られて、歯
車本体８と７とが異なる角速度で回転しながら互いに強
制的に接近させられるとき相互に重なり合うようになっ
ている。例えば、歯２４は第３図に示すように鋸歯の形
状を有するのが適当であり、これは歯車１３が歯車１８
よりも早くまわりそれ故歯２４は歯２５よりも早くまわ
ることを考慮してのことである。ばね２１は、弾性装置
を構成して、歯車ケース１０とスピンドル１９との間に
弾性力を生じて歯２４，２５を互いに引離して弾性的に
保持する。

既述のように、ばね２３も所望により加えて工具の垂直
方向の位置において本体８の本体７への降下を防止する
ことができる。一般に、２４，２５に示される端面歯は
カム状の外形を有し、したがって両方の歯がかみ合うと
きラチェット効果が生じ、これがドリル負荷時において
軸１９を往復動させるのである。

作業者が工具を加工面の方へ押すとき、弾性装置２１及
びセットの歯２４，２５により生じた弾性力にうちかつ
ている。また作業者は、弾性装置の一部と考えられるば
ね２３があれば、その弾性力にうちかたなければならな
い。回転運動は３組のカスケード式減速装置即ち歯車１
２一１３、１４一１５及び１７−１８を経て軸１９に伝
えられる。

第８図はこれら歯車の配置を示す。鞠線方向の力がチャ
ック３川こ及ぶ瞬間、軸１９の全体は右の方へ摺動する
。

歯車１８の本体７はその歯２５で本体８の歯２４に孫合
し、かくして歯２５と歯２４が異なる角速度で回転しな
がら歯２５が歯２４に重なる度毎に衝撃効果を起こす。
軸線方向の力が例えばハンマードリルが引上げられ加工
物が離れるときのように中断されるとき、ばね２１と２
３とは歯２４，２５を第２図に示すように離れさすよう
に作用する。歯２４と２５の間の相対的角速度は、チャ
ックの軸１９の絶対の角速度とは異なり、対の歯車１４
−１５及び１７−１８により支配される。

衝撃周波数は歯の数と前記の相対的角速度の関数である
。さらに、歯車本体Ｔ，８が共に同じ歯数ｔをもっとす
れば、毎分当たりのストローク数ｎは次式で与えられる
。ｎ＝ｔ（Ｗａ−Ｗｂ）＝ｔＷｄここに、ＷａとＷｂはそれぞれ本体８，７の角速度であ
り、Ｗｄは相対的即ち差の角速度である。

減速歯車を適当な輪郭にすると、最適の衝撃周波数が得
られ、かつ歯２４，２５の設計の最大の自由さが得られ
る。

それ故、歯は、高さ、歯元面についての最適の形状と最
適の歯の数とを具えることができる。本実施例によれば
、減速装置は差の角速度Ｗｄが出力スピンドル１９の回
転当りの衝撃数を非整数にするように設計される。

成るべくは、出力軸の回転当りの衝撃数は整数と分数の
和である。このように、衝撃が受けとられる軸１９の角
度位置は絶えず変化し、したがってコンクリートのよう
な加工物にあげられた孔は全く丸いものである。本発明
の構成によって生じた動的つり合いに注目すべきである
。歯２４−２５によって生じた反作用力はハンマードリ
ルのハウジングに直接伝わるよりはむしろ歯車本体８に
伝わる。歯車１８とそのケース１０との間に本体８を薄
くことにより、特別の利益が生じ、それは本体８が慣性
質量を有し相当な角速度で回転するからである。

この配列は実質的に振動を少〈することが示され、従来
のドリルではこの振動がハウジング全体に影響してその
ためハンドル及び作業者にも伝わる。従来のハンマード
リルでは、１組の歯が歯車ケースに固定されてかみ合う
歯の振動が直接作業者に伝わる。歯車本体８の質量が大
きい程、それだけ装置の効率は大となり、これは打撃と
打撃との間で一層多い回転ェネルギが貯えられるからで
ある。

第２図の減速装置は、歯車本体８が出力軸１９上の歯車
本体７と同じ角度方向に回転するように設計されるのが
好ましい。加えて、歯車本体８と歯２４とは歯車本体７
と歯車２５より大きい角速度で回転し、したがって回転
スピンドル１９は、歯２４が歯２５上に係合する結果と
して加工物中での回転の援助をうける。ラチェット歯２
４に及ぼされる力の接線方向成分は、駆動ピニオン１２
と歯車１３との係合によって受けとられる。

歯２４は第３図の組立て中に示される。反作用歯車本体
８に担持される回転質量に影響を与えないで駆動ピニオ
ン１２を出力スピンドル１９に連結するため運動チェー
ンを利用することができ、歯車本体８はモータから出力
スピンドルへの伝動装置から回転運動を得ることにより
独立して駆動できる。

例えば、第４図はこの原理のもう１つの実施例を示し、
この場合ピニオン１２は直接歯車１５にかみ合い、歯車
１５は前のラチェット歯２４が加工されている歯車１４
とかみ合う。

こうして第２図の例の歯車１３が省かれる。このように
、ラチェット歯２４は伝動装置１２−１５−１４により
また出力スピンドル１９は伝動装置１２−１５−１７一
１８によりそれぞれ駆動される。第５図は交互の歯車比
をもつ減速袋贋を示す。

この例で、中間軸１６は歯車１７と２７とを含む。歯車
１８は歯車２８と一体を成し、組立ては摺動自在にスピ
ンドル１９上に取つけられ、これに反して歯車１８，２
８の本体３２はスピンドル１９と共に回転するように拘
束される。制御片２９は歯車本体３２を第５図の位置か
ら第６図の位置に移すことができる。

これは歯車１７一１８をまた歯車２７−２８をそれぞれ
連結するためである。こうして、出力スピンドル１９の
速度を変えることができる。ラチェット装置２５は別に
出力スピンドル１９に取つけられる。この配列によると
、衝撃の周波数は出力スピンドル１９の速度の増大と共
に減少し、出力スピンドルはラチェット装置２４が形成
される歯車１３及び歯車本体８よりも遅い。この効果は
、工具が比較的高速で作動する比較的軟い材料の孔あげ
は必ずしも高い衝撃周波数を要求するとは限らないとい
う事実に鑑みて好ましい。それ故、本発明によれば、変
速装置は、差の角速度を変えこれにより出力スピンドル
１９に加えられるべきその回転当りの衝撃数を変えるた
め設けられる。上述のように、駆動軸１１と出力スピン
ドル１９との間の減速用歯車は別の形状をもつことがで
き、出力スピンドルに衝撃を加えるためのラチェット配
置も別の形状にできる。

別の実施例によれば「１組のラチェット歯が形成される
歯車本体の少くとも１つは、出力スピンドルと一体を成
さないようにこの上に取りつけうれ、この歯車本体が出
力スピンドル１９に加えられた鞠線方向の衝撃圧力を正
確に伝えるよう取つけられるならば好適である。

それ故、このラチェット歯は、出力スピンドルに回転自
在に取つけうれる歯車本体の端面に置かれ、出力スピン
ドルの速度または他方のラチェツト歯を含む反作用歯車
の速度とは異なる速度で出力スピンドルに対して回転自
在に駆動される。第７図は、ラチェット歯２５が歯車４
０のホイール４２の端面上に形成される配置を示す。

ホイール４２は、それがスピンドル１９に対して回転で
きるようにスピンドル１９上に弛く置かれる。然しホイ
ールはスピンドル１９上の肩４３により鞠線方向に保持
される。ホイール４２は軸１６の歯車４１により独立し
て駆動され、衝撃周波数は全く出力スピンドルの速度と
は無関係であり、それ故歯車１７−１８の減速比が変っ
ても一定のままである。ホイール４２はラチヱット歯２
５を含み軸線方向に出力スピンドル１９上に固定される
。ラチェツト歯２５は相当な質量の回転歯車本体８上に
形成された相手方のラチェット歯車２４の組に反応し、
上述の原理により、回転する質量８は歯車ケース及び作
業者に伝わる交番振動を助け、また出力スピンドルの加
工物中での回転を助ける。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるハンマードリルの立面図、第２図
はその一部を断面で示した図、第３図は第２図の減速装
置の組立図、第４図は簡単な減速装置を示した図、第５
図は２速ハンマードリルの立面図、第６図は第５図の歯
車本体の移動を示した図、第７図はラチェツト歯と異な
る角速度で回転する出力スピンドルをもつ単速ハンマー
ドリルを示した図、第８図は第２図の線８−８に沿った
断面図、第９図は駆動ピニオンとそのかみ合う歯車のた
めのはすば歯車を示した図である。１０・・・・・・歯車ケース；１１・・・・・・モータ
ー軸；１２・・・…ピニオン；１２一１８・・・・・・
変速装置歯車：１９……出力スピンドル；２３……ばね
；２４，２５・・・・・・ラチェット歯；２７，２８・
・・・・・変速装置歯車；３０・・・・・・チャック。Ｆ蛤‐軍ＦＩＧ５ＦＩＧ．２ＦＩＧ４ＦＩＧ．８ＦＩＧ．ｑＦＩＧ５ＦＩＧ．６ＦＩＧ．ワ

Claims

【特許請求の範囲】１モータハウジングとこれに締めつけられた歯車ケー
スと該ケース中に突出している軸をもつ該ハウジング中
のモータとを具え、該軸はその端に形成されて該ケース
中に突出するピニオンを有し、ビツトを保持する出力ス
ピンドルは、、縦軸線を有し、かつ歯車ケース中に回転
自在に軸支され該縦軸線方向にも摺動できるようにする
、回転ハンマー、ハンマードリルなどのハンマー工具に
おいて、ラチエツト装置が、前記歯車ケース中に軸支さ
れた第１ラチエツト装置と、該第１ラチエツト装置と向
い合うようにその軸線方向に前記出力スピンドルに取つ
けられた第２ラチエツト装置と、これら両ラチエツト装
置を互いに引離して弾性的に保持する弾性装置と、該第
１ラチエツト装置を所定の角度速でかつ該第２ラチエツ
ト装置を所定の別の角速度で同時にまわすため前記ピニ
オンに作動的に連結され両装置の内一方は他方の上にラ
チエツト係合ししたがって該弾性装置により生じた弾性
力に抗して加工面の方へ押された工具によって生じた該
出力スピンドルの軸線方向の運動に応じて該第１および
第２のラチエツト装置が互いにかみ合うとき該出力スピ
ンドルに対し縦方向の衝撃を加えることになる歯車伝動
装置とを含むことを特徴とするハンマー工具。２歯車伝動装置が、第１の所定の角速度と第２の所定
の角速度との差の角速度に、出力スピンドルの１回転当
りの衝撃を非整数であるようにする値をとらせる歯車装
置を含む特許請求の範囲第１項記載のハンマー工具。３非整数が１より大きい特許請求の範囲第２項記載の
ハンマー工具。４歯車伝動装置が、第１の所定の角速度を第２のそれ
より大にさせる歯車装置を含む特許請求の範囲第１項記
載のハンマー工具。５歯車伝動装置が、第１の所定の角速度と第２の所定
の角速度との差の角速度に、出力スピンドル１回転当り
の衝撃を非整数であるようにする値をとらせる装置を含
む特許請求の範囲第４項記載のハンマー工具。６非整数が１より大きい特許請求の範囲第５項記載の
ハンマー工具。７歯車伝動装置が、第１の所定の角送度と第２の所定
の角速度との差の角速度を変える変速装置を含む特許請
求の範囲第４項記載のハンマー工具。８歯車伝動装置が、差の角速度に、出力スピンドルの
１回転当りの衝撃を非整数であるようにする値をとらせ
る歯車装置を含む特許請求の範囲第７項記載のハンマー
工具。９非整数が１より大きい特許請求の範囲第８項記載の
ハンマー工具。１０第１ラチエツト装置が、歯車ケース中に軸支され
た所定の質量の本体に形成される特許請求の範囲第４項
記載のハンマー工具。１１第２ラチエツト装置が出力スピンドルに対して回
転自在にこの上に取りつけられ、出力スピンドルは第２
ラチエツト装置の運動を縦軸線に沿って少くとも一方向
に制限する装置を含み、歯車伝動装置は出力スピンドル
を所定の第３の角速度でまわす装置を含む特許請求の範
囲第１項記載のハンマー工具。１２歯車伝動装置が、第１の所定の角速度と第２の所
定の角速度との差の角速度に、出力スピンドルの１回転
当りの衝撃を非整数であるようにする値をとらせる歯車
装置を含む特許請求の範囲第１１項記載のハンマー工具
。１３非整数が１より大きい特許請求の範囲第１２項記
載のハンマー工具。１４歯車伝動装置が、第１の所定の角速度を第２の所
定の角速度より大きくさせる歯車装置を含む特許請求の
範囲第１１項記載のハンマー工具。１５歯車伝動装置が、第１の所定の角速度と第２の所
定の角速度との差の角速度に、出力スピンドルの１回転
当りの衝撃を非整数であるようにする値をとらせる装置
を含む特許請求の範囲第１４項記載のハンマー工具。１６非整数が１より大きい特許請求の範囲第１５項記
載のハンマー工具。