JPS6195807A - 衝撃電動工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野１ 本発明はハンマードリルやはつり磯のような衝撃電動工
具に関するものである。

［背景技術］ 上記のような衝撃電動工具においては、往復駆動される
ピストンに追従して往復動するハンマーで出力部に打撃
衝撃を与えるわけであるが、この場合、ピストンの動き
にハンマーを追従させるにあたって、ハンマーの加速度
を高めるとともに、打撃衝撃の反力がそのままピストン
側に戻らないように、ばねでもってピストンとハンマー
とを連結している。そしてこのばねとしては、従来コイ
ルば′ねを用いたものと、空気ばねを用いたものとの２
種があったが、前者においては所定の打撃力を得るため
に、フィルぼねほそのばね定数が太きいちのが用いられ
るのであるが、このためにハンマーが出力部を打撃した
際の衝撃反力のうち、フィルばねを伝播してピストン側
に返ってくる量が多く、どうしても振動が大きくて、手
持ち型のものにおいてはこの振動が手に伝わるために、
長時間の作業では手がｆｊ、れやすいという欠点を有し
ている。

、後者の空気ばねを用いたものは、たとえば第５図に示
すように、モータ２の回転を受ける偏心カム軸２６とコ
ネクティングロッド３５とにより往復駆動されるピスト
ン３と、出力部としての出力軸７の打撃用のハンマー６
とをシリンダー８内に配して両者の間を密閉された空気
室４とし、そしてこの空気室４内に封入されている空気
をばねとして利用するものであり、ハンマー６とピスト
ン３との間に空気ばねが介在することがら、振動が作業
者に伝わりにくいという特性を有しているものの、ピス
トンとハンマーとの間の空気ばねを構成する空気室の長
さく封入空気量）をコントロールするのが難しく、組み
立てに手間を要してコストが高いという欠点を有し、ま
たハンマーがピストン側に戻ってくる力は、出力部との
衝突反力と、空気室が負圧となって引張ばねとして作用
する空気ばねの力との２つの力から構成されるわけて゛
あるか°、空気ばねのハンマーを引き戻す力は非常に弱
く、実際上は衝突反力が主となる。ところがこの衝突反
力は、相手材料によって大きく変化するものであって、
相手材料がコンクリートや岩石のように硬いものである
時には、衝突反力が大きくてハンマーも高速で返ってく
るが、相手材料が柔らかいと、衝突反力が小さくてノ１
ンマーがピストン側に戻って来ず、次の打撃のだめのエ
ネルギーを蓄積することができないという問題点を有し
ている。

［発明の目的１ 本発明はこのような点に鑑み為されたちのであり、その
目的とするところは上記両従来例の問題点を共に解決し
て、手に伝わる振動が少なく、また相手材料を選ぶこと
もない衝撃電動工具を提供するにある。

［発明の開示１ しかして本発明は、往復駆動されるピストンに追従して
往復動する）１ンマーで出力部に打撃衝撃を与えるＳ撃
電動工兵において、シリンダー内に配されるピストンと
ハンマーとの間の空間を密閉空間として両者の間に空電
ばねを構成する空気室を形成するとともに、ピストンと
ハンマーとをフィルばねで連結したことに特徴を有する
ものであり、ハンマーに与える運動エネルギーは、主と
して空気ばねの圧縮によって得るものとし、ノ１ンマー
を引き戻す力は、主として衝突反力とフィルぼねとによ
って得るようにしたものである。ここにおけるフィルば
ねのばね定数は、フィルばねのみを用いｔこ場合には１
５〜２５　ｋｇｆ／ｃ＋ｎという大きなものであるのに
対して、５ｋｇｆ／ｃｍ以下というような小さなもので
よい。

星、下本発明を出力部に打撃衝撃だけて゛なく、回転力
も与える図示の震動ドリルの実施例に基づいて詳述する
と、本体ハウジング１はその前端にドリルビット９か装
着されるチャック部１つが設けられたものであって、後
端内にモータ２が収納されており　そしてこの後端から
はハンドル１１　Ｍ下方へと延出され、にｊ地下部には
補助ノ＼ンドル１２が設けられ、ハンドル１１と補助ノ
＼ンドル１２との間には、蓄電池パック１３の収納室、
か設けられている。１４（土スイ・ンチ、１５１土スイ
・ン千）Ｘンドルであり、ハンドル１１を握る手で操作
することができるようにされている。

モータ２の出力軸２０にはピニオン２１か取り付けられ
ている。このピニオン２１は傘歯車３１を備えて回転自
在に支持されている連結軸２３一端のギア２２と噛み合
っており、傘歯車３１は軸方向が上下とされているクラ
ンク軸３３下端に設けらＦ′Ｌｒこ傘歯車３２と噛み合
っている。そして本体ハウジング１の前部にはフレーム
１０によって軸まわりに回転自在に支持されたシリンダ
ー８と、このシリンダー８とキー１７によって連結され
てシリンダー８と一本に回転、するとともにシリンダー
８に対して軸方向に所定範囲内で可動とされて前方へと
突出する筒状の出力軸７とが納められており、連結軸２
３に固着されたピニオン２４がシリンダー８外周に固着
されたギア２５と噛み合っている。このようにモータ２
によって回転駆動されるシリンダー８内には、ピストン
３とハンマー６及びこの両者をつなぐコイルばね５が収
納されている。シリンダー８内の後部に位置するピスト
ン３は、シリングー３後方に位置する前記クランク軸３
３のクランクピン３４と一端が連結されているコネクテ
ィングロッド３５の他端がビン３６により連結されてお
り、モータ２の回転を受けてピストン３が往復動を行な
うようにされている。

そして外周面にＯリング３９を・備えてシリンダー８内
面に摺接するピストン３は、その前方へと突出する小径
部外周面に形成されたねし溝４０にフィルばね５の後端
が螺合している。またこのフィルぼね５の前端が螺合す
るねし溝６０を有するとともに外周面にシリンダー８内
面に摺接するＯリング６１が配されているハンマー６も
、後方へと、すなわちピストン３側へと突出する小径部
外周面にねし溝６０が形ｒ＆、されていて、フィルばね
５がシリンダー８内面に接触することがないようにされ
ている。そしてシリンダー８内におけるこれらピストン
３とハンマー６との間が、密閉された空１べ室４とされ
ているものでいる。

上記出力軸７内にはキー１７により軸方向に所定範囲内
で可動とされたストライカ−１８と、これの前方に位置
するドリルビット９とが納められ、これらストライカ−
１８やドリルビット９とともに出力部を構成する出力軸
７外周に、前記チャック部１９が設けられている。ハン
マー６がストライカ−１８の後端を打てば、ドリルビッ
ト９にこの打撃力が伝えられるものであり、また出力軸
７へのドリルビット９の装着が、ドリルビット９の基端
に設けた軸方向に長い長溝９０に出力軸７内面に突出す
るキー９１を係合させることで行なっていることから、
シリング〒８から出力軸７を経てｆ云えられる回転力に
より、ドリルビット９が回転するものである。尚、出力
軸７及びストライカ−１８は共にシリンダー８に対して
キー１７で制限される範囲内で軸方向に可動となってい
るが、その軸方向の動きは夫々別個に行なえるようにな
っている。

さてハンマー６を往復動させる力であるが、これはモー
タ２によって往復駆動されるピストン３の動きを、ピス
トン３とノ１ンマー６との間の空気室４に封入されｒこ
空気のばね作用と、フィルばね５とによって得ている。

ここにおけるピストン３とコイルばね５とハンマー６と
の動作について第２図に基づいて詳しく説明すると、同
図（、）はピストン３が後退を開始した状態を示してお
り、空気室４に封入されている空気による空気ばね４Ｓ
及びフィルぼね５には共に引張力が１乍用してν・る。

この状態から同図（ｂ）に示すように更にピストン３が
後退しても、ハンマー６がその慣性で残るためにフィル
ばね５が伸びるとともに空気室４内は負圧となる。そし
てピストン３がその往復動ストロークの後端に達するこ
ろには同９（Ｃ）に示すようにハンマー６が引っ張られ
て後退を始め、ピストン３が前進を始めた時には同図（
ｄ）に示すようにピストン３とハンマー６の移動方向か
逆となるために空気室４内の空気及びコイルばね５が大
きく圧縮され、これらにエネルギーが蓄えられる。

そしてピストン３か更に前進して死点に達した後、後退
に転する頃に、空気ばね４Ｓとコイルばね５とを介して
受けるピストン３の動きに、空気ぼね４Ｓ及びコイルば
ね５に蓄えられたエネルギーか加えられた状態でハンマ
ー６が前進し、前端をドリルビット９に当接させている
又トライカー１３の後４面に衝突する。ピストン３とハ
ンマー６との動きを第３図に示す。縦軸は時間ｔ、　１
１．軸は変位量である。ピストン３のサインカーブで示
される動きに対してハンマー６は少し位相が遅れた略三
角波形を描く運動を行なう。またハンマー６のストライ
カ−１８を打撃するだめの前進時の動きと後退時の動き
とを比べると、後退時には空気はね４Ｓとコイルぼね５
とを圧縮することから遅く、前進時には空気ばね４Ｓと
コイルばね５と１こ蓄えられたエネルギーが付加される
ことから速くなっており、強力な打撃力が得られるもの
である。図中Ｔは打撃区間を示す。

ところで、空気ばね４Ｓとともに用いているフィルばね
５であるが、これのばね特性は、第４図に示すように、
従来のフィルばねのみを使用していたちのにおけるフィ
ルばねのばね特性（図中５で示す）に比してばね定数が
小さくなっていることはもちろん、空気ばね４Ｓのばね
特性よりも小さいものであるが、空気はね４ｓとコイル
ばね５との両者のばね特性が合成されたものがハンマー
６に作用するわけであって、空気ばね４ｓのみの場合に
比してフィルばね５のばね力が加わるために、より大き
なエネルギーを蓄積してこれをハンマー６に加えること
ができるものであり、また打撃時にあっては、ピストン
３側に返ってくる反動を小さくすることができるもので
ある。

ハンマー６の往復動のガイドを行なうシリンダー８の前
端側周面に設けられている空気孔８ｏは、シリンダー８
内におけるハンマー６とストライカ−１８との間の空×
がハンマー６の動作に対する抵抗となることを防ぐため
に設けているものであり、またこの空気孔８ｏはシリン
ダー８の前端よりも後方に位置させることによって、ハ
ンマー６がこの空気孔８０を閉してしまった後は、ハン
マー６とストライカ−１８との間に密閉された空間か生
じ、この空間に閉じ込められた空気か緩衝はねと・して
作用するようにしている。

コイルばね５とピストン３との連結及びコイルはね５と
ハンマー６との連結を、前述のよう）こ夫々フィルばね
５の形状を利用した螺合連結としているのは、これらの
部材間の連結に別部品を必要とせずに、容易に連結でき
るようにするためである。またピストン３とハンマー６
とにおけるねし溝４０．６０を、夫々小径部の外周とし
ているのは、コイルばね５の外径をシリングー８の内径
よりも小さくして、フィルばね５がシリンダー８内面と
干渉するのを防いで両者の間に摩擦抵抗か生じるのを防
いでいるためである。

°　　［発明の効果１ 以上のように本発明においては、ハンマーに与える運動
エネルギーは、主として空気ばねの圧縮によって得るも
のとし、ハンマーを引き戻す力は、主として衝突反力と
コイルばねとによって得るようにしたちのであって、こ
のために手に伝わる振動か′少なくて長時間の使用にも
手が疲れにくいものであ１）、またコイルばねがピスト
ンとハンマーとを連結していることがら、相手材料が柔
らかくてハンマーが出力部を打撃した際の衝突反力が小
さい時にも、ハンマーはコイルば゛ねによって引き戻％
ｈで次のサイクルに確実に移行することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図（ａ）〜（
ｅ）は同上の動作説明図、第３図は同上のピストンとハ
ンマーとの動作のタイムチャート、第４図は同」二の空
気ぼね及びコイルばねのばね特性図、第５図は従来例の
破断正面口であって、１は本体ハウジング、２はモータ
、３はピストン、４は空×室、４Ｓは空気ばね、５はコ
イルはね、６はハンマー、７は出力軸、８はシリンダー
を示す。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復駆動されるピストンに追従して往復動するハ
   ンマーで出力部に打撃衝撃を与える衝撃電動工具におい
   て、シリンダー内に配されるピストンとハンマーとの間
   の空間を密閉空間として両者の間に空気ばねを構成する
   空気室を形成するとともに、ピストンとハンマーとをコ
   イルばねで連結して成ることを特徴とする衝撃電動工具
   。
2. （２）コイルばねは、その両端がピストンとハンマーと
   に夫々設けられたねじ部に螺合連結されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の衝撃電動工具。
3. （３）ピストンとハンマーとにおけるねじ部はこれらの
   各一端に設けられた小径突出部外周に形成されており、
   コイルばね外径がシリンダー内径よりも小さくされてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の衝撃電
   動工具。