WO2014034862A1

WO2014034862A1 - 打撃工具

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Publication number: WO2014034862A1
Application number: PCT/JP2013/073355
Authority: WO
Inventors: 陽之介青木
Original assignee: 株式会社マキタ
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-03-06
Also published as: US10052747B2; DE112013004324T5; US20150246438A1

Abstract

【課題】　合理的な打撃動作が可能な改良された打撃工具を提供する。【解決手段】　先端工具が少なくとも長軸方向に直線動作して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具であり、駆動子１３１が第１の位置から第２の位置へと移動された場合に、空気室１４１ａの空気圧変動により打撃子１４３が先端工具１１９に向かって移動して先端工具１１９を打撃する構成である。そして、第１の位置と第２の位置の間で移動される駆動子１３１の往復移動のストローク中心位置が可変に構成されている。

Description

打撃工具

　本発明は、先端工具が少なくとも長軸方向に直線動作して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具に関する。

　特開２００２－７９４７６号公報に開示された打撃工具は、駆動子としてのピストンと打撃子としてのストライカとの相対移動によって生ずる空気室の圧力変動、すなわち空気ばねの作用を介してストライカを駆動し、当該駆動されたストライカが前方へ移動してハンマビットを打撃する。

当該打撃工具では、被加工材にハンマビットの先端を押し付けて加工作業をする際、作業者が打撃工具のグリップに作用させる押付け力に応じてピストンのストローク量が変化する。これにより、当該打撃工具は、加工作業時の衝撃力を制御している。

　空気ばねの作用を介してストライカを駆動する打撃工具の場合、ハンマビットを打撃したストライカは、当該打撃に伴い発生する反力（以下、打撃反力という）及びピストンが打撃前の位置に戻るときに空気室に発生する吸い上げ力によりピストン側に向かって移動する。本発明者は、ストライカの戻り速度、あるいは戻り量は必ずしも一定ではなく、打撃態様の違い、例えば被加工材の種類とりわけ、硬さによって異なることを知見した。つまり、本発明者は、ストライカに作用する打撃反力は、被加工材が硬いほど大きく、被加工材が柔らかいほど小さいことを知見し、打撃反力に伴いストライカの戻り速度や戻り量が変わることを知見した。このように、ストライカの戻り速度や戻り量が変動した場合、ストライカとピストンとの間の空間距離が変動し、ストライカからハンマビットに伝達される打撃エネルギーがばらつくことになる。

　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、合理的な打撃動作が可能な改良された打撃工具を提供することを目的とする。

　上記課題は請求項１の発明によって達成される。本発明に係る打撃工具の好ましい形態は、先端工具が少なくとも長軸方向に直線動作して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具が構成される。打撃工具は、工具本体と、工具本体内に配置されて先端工具の長軸方向に延在するシリンダと、シリンダ内において先端工具の長軸方向に直線動作して当該先端工具を打撃する打撃子と、シリンダ内に摺動自在に配置され、打撃子を移動させるように構成された駆動子と、駆動子を駆動する駆動装置を有する。駆動子は、シリンダ内において、先端工具から離間する第１の位置と、先端工具に接近する第２の位置との間を往復移動可能に設けられている。駆動子が第１の位置から第２の位置へと移動された場合に、駆動子が打撃子を先端工具に向かって移動させて先端工具を打撃する。そして、第１の位置と第２の位置との間で移動される駆動子の往復移動のストローク中心位置が可変に構成されている。
　なお、ストローク長さは、第１の位置から第２の位置までの距離であり、ストローク中心位置は、第１の位置から第２の位置までの距離である。なお、ストローク中心位置の移動に伴って、第１の位置および第２の位置が移動する。ストローク中心位置は、駆動子を駆動するための駆動装置の一部を移動させることでストローク中心位置を変更してもよく、駆動装置全体を移動させることでストローク中心位置を変更してもよい。

　本発明によれば、第１の位置と第２の位置との間で移動される駆動子の往復移動のストローク中心位置が可変であるため、打撃態様に応じて合理化された打撃動作が可能な打撃工具が提供される。例えば、打撃工具が、空気室の空気ばねの作用を介して打撃子を駆動する打撃工具である場合、被加工材の硬さに応じて駆動子と打撃子との間の距離を変えることで、空気ばねの特性が変化する。具体的には、被加工材が硬い場合には、駆動子のストローク中心位置を先端工具から離間する側へ移動させ、被加工材が柔らかい場合には、駆動子のストローク中心位置を先端工具に接近する側へ移動させる。これにより、空気ばねの特性を制御することで、被加工材の硬さに起因する打撃エネルギーのばらつきが抑制される。その結果、適切に打撃作業が遂行される。
　また、例えば打撃作業開始時には、静止状態の打撃子を積極的に動かすために、駆動子のストローク中心位置を先端工具に近接する側へ移動させる。一方、打撃作業開始後には、駆動子のストローク中心位置を先端工具から離間する側へ移動させてもよい。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ストローク中心位置を変更するための切替装置を有する。なお、切替装置によるストローク中心位置の変更は、段階的に変更してもよく、無段階に変更してもよい。

　本形態によれば、切替装置によって駆動子の往復移動のストローク中心位置が変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、切替装置は、作業者によって手動で操作可能に構成されている。

　本形態によれば、切替装置が作業者によって手動で操作可能であるため、作業者が作業態様に応じて、駆動子の往復移動のストローク中心位置を変更することができる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、切替装置を制御する制御装置を有する。そして、制御装置が切替装置を制御してストローク中心位置を変更する。

　本形態によれば、制御装置により切替装置を制御してストローク中心位置を変更するため、ストローク中心位置が自動的に変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、先端工具の打撃動作による反力を計測する第１センサを有する。そして、第１センサの計測値に応じて制御装置が切替装置を制御してストローク中心位置を変更する。

　本形態によれば、先端工具の打撃動作によって生じる反力の大きさに応じて制御装置が切替装置を制御する。したがって、反力の大きさに応じて自動的に駆動子の往復移動のストローク中心位置が変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、先端工具の位置を計測する第２センサを有する。そして、第２センサの計測値に応じて制御装置が切替装置を制御してストローク中心位置を変更する。なお、第２センサは、先端工具の位置を直接検出してもよく、打撃子の位置を検出することで、先端工具の位置を検出してもよい。

　本形態によれば、先端工具の位置に応じて制御装置が切替装置を制御する。したがって、先端工具の位置に応じて自動的に駆動子の往復移動のストローク中心位置が変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、工具本体に発生する振動を計測する第３センサを有する。そして、第３センサの計測値に応じて制御装置が切替装置を制御してストローク中心位置を変更する。

　本形態によれば、工具本体に発生する振動の大きさに応じて制御装置が切替装置を制御する。したがって、工具本体に発生する振動に応じて自動的に駆動子の往復移動のストローク中心位置が変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、当該打撃工具の負荷状態を示す指標として、駆動装置に作用するパラメータを計測する第４センサを有する。そして、第４センサの計測値に応じて制御装置が切替装置を制御してストローク中心位置を変更する。
　なお、本発明における「打撃工具の負荷状態を示す指標」とは、例えば、駆動源としてのモータの電流やモータの発熱に対応する。

　本形態によれば、打撃工具の負荷状態に応じて制御装置が切替装置を制御する。したがって、打撃工具の負荷状態に応じて自動的に駆動子の往復移動のストローク中心位置が変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、駆動装置は、モータ及びモータで回転駆動されるクランク機構を有する。クランク機構は、偏心軸を有し、モータで回転駆動されるクランク軸と、偏心軸を中心として揺動可能に当該偏心軸に連結された揺動部材を有する。さらに、揺動部材と駆動子とを連接し、一端側が揺動部材に揺動可能に連結され、他端側が駆動子に揺動可能に連結された連接部材と、一端側が揺動部材に揺動可能に連結され、他端側が工具本体に配置された支持部に揺動可能に連結された制御部材と、を有する。そして、支持部の位置が変更されることでストローク中心位置が変更される。なお、支持部の位置は、自動的に切り替えられてもよく、作業者によって手動で切り替え可能に構成されていてもよい。

　本形態によれば、制御部材の支持部の位置を変更することで、駆動子の往復移動のストローク中心位置が変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ストローク中心位置を変更するための切替装置と、切替装置を制御する制御装置と、支持部に負荷される荷重を計測する第５センサを有する。そして第５センサの計測値に応じて制御装置が切替装置を制御して支持部の位置を変更する。

　本形態によれば、支持部に負荷される荷重の大きさに応じて支持部の位置が自動的に変更される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ストローク中心位置が変更されたとき、駆動子のストローク長さが可変とされる。

　本形態によれば、駆動子のストローク中心位置の変更に伴って、駆動子のストローク長さが変更される。この場合、ストローク中心位置が先端工具に接近する側に移動すると、ストローク長さが縮小され、先端工具から離間する側に移動すると、ストローク長さが拡大するように構成されることが好ましい。これにより、作業態様に応じて、適切に打撃工具が駆動される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、駆動子に接続された連接ロッドと、連接ロッドに接続し、駆動子を駆動するクランク機構と、を有する。駆動子が先端工具から最も離間する下死点位置から先端工具に最も接近する上死点位置に移動する間に、連接ロッドと駆動子の接続部と、連接ロッドとクランクの接続部とを通る直線が、シリンダに平行に配置される。なお、駆動子は、典型的には、シリンダ内を摺動するピストンが該当する。

　下死点位置に対応するクランク角度０度及び上死点位置に対応する１８０度の位置で、駆動子の移動方向における速度が０になる。すなわち、下死点位置から上死点位置に移動する間に駆動子が打撃子を先端工具に向かう方向に駆動させることが合理的である。例えば、空圧式の打撃工具においては、打撃子が摺動可能であるため、打撃子が下死点位置から上死点位置に移動する間にシリンダ内の空気が最大圧縮状態となることが好ましい。本形態によれば、駆動子が下死点位置から上死点位置に移動する間に、連接ロッドがシリンダに平行に配置される。したがって、最大圧縮状態において、駆動子の移動方向に交差する方向の力が当該駆動子に作用することが抑制される。これにより、駆動子とシリンダの間の摩擦損失が低減される。その結果、駆動子が効率よく駆動される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、クランク機構のクランク角につき、下死点位置に対応する角度を０度、上死点位置に対応する角度を１８０度としたとき、クランク機構が駆動子の下死点位置から上死点位置に向かってクランク角で約９０度回転された位置で、連接ロッドがシリンダと平行になる。

　クランク機構によって駆動子を駆動する打撃工具では、クランク角度が約９０度の位置で駆動子の先端工具に向かう方向の速度が最大となる。例えば、空気ばねを利用して先端工具を打撃する打撃工具においては、駆動子が下死点位置から上死点位置に移動する途中のクランク角度が約９０度の位置で空気ばねを形成する空気室が最大圧縮状態となるように設定される。従って、クランク角度が約９０度の位置で、連接ロッドがシリンダと平行になることが好ましい。なお、本形態における「約９０度」とは、７０度から１１０度の範囲をいう。

　また、本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、連接ロッドがシリンダに平行になるときに、打撃子が先端工具に向かって動き出すように構成されている。本形態によれば、駆動子に作用する当該駆動子の移動方向と交差する方向の力が低減される。したがって、駆動子とシリンダの間の摩擦損失が低減される。その結果、駆動子の運動エネルギが打撃子に効率よく伝達される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、クランク機構の回転中心は、シリンダ内を移動する駆動子の往復移動軸線に対して当該往復移動軸線と交差する方向にオフセットして配置されている。

　本形態によれば、クランク機構の回転中心を駆動子の往復移動軸線から当該往復移動軸線と交差する方向にオフセットされている。したがって、オフセット量を調整することで、駆動子が下死点位置から上死点位置に移動する間に連接ロッドがシリンダに平行となるように容易に設定される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、クランク機構は、回転するクランク軸と、クランク軸の回転軸線から偏心した位置で当該クランク軸に連結された偏心軸と、を有する。そして打撃工具は、偏心軸と連接ロッドとの間に介在されて偏心軸と連接ロッドとの双方にそれぞれ揺動可能に接続された揺動部材と、一端が工具本体に揺動可能に支持され、他端が揺動部材に揺動可能に接続された制御部材と、を更に有する。

　本形態によれば、偏心軸と連接ロッドとの間に揺動部材が介在されているため、偏心軸が回転するとき、連接ロッドに接続された揺動部材の接続部は、概ね長円形の軌跡を描く周回運動を行う。この長円の長軸は、駆動子の移動方向に沿う方向に延在する。したがって、駆動子の移動方向に関する接続部の移動量は、駆動子の移動方向と平行な方向の偏心部の移動量より大きくなる。すなわち、駆動子の移動方向に関し、偏心軸の移動量は、駆動子に増幅して伝達される。このため、駆動子の移動量よりも偏心軸の駆動子の移動方向に交差する方向の移動量が大幅に小さくなる。したがって、連接ロッドの揺動角度が小さくなり、シリンダに対する連接ロッドの干渉が抑制される。さらに、連接ロッドの軸方向長さが短縮される。その結果、駆動装置がシリンダに近接して配置可能となる。したがって、打撃工具の小型化が達成される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、揺動部材と連接ロッドとを揺動可能に接続する第１支持部と、揺動部材と制御部材とを揺動可能に接続する第２支持部を有する。そして、第１支持部と第２支持部を通過する直線が延在する方向に関して、当該第１支持部と第２支持部の間に偏心軸が配置されている。
　本形態によれば、クランク機構の各構成要素が合理的に配置される。

　本発明によれば、合理的な打撃動作が可能な改良された打撃工具が提供される。
　本発明の他の特質、作用および効果については、本明細書、特許請求の範囲、添付図面を参照することで直ちに理解可能である。

第１実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す断面図である。ピストンの下死点位置でのピストン位置比較図であり、ピストンのストローク中心位置が後方（ハンマビットから離間する側）へ移動した場合を実線で示し、前方（ハンマビットに接近する側）へ移動した場合を破線で示す。ピストンの上死点位置でのピストン位置比較図であり、ピストンのストローク中心位置が後方へ移動された状態を実線で示し、前方へ移動された状態を破線で示す。ピストンのストローク中心位置が後方へ移動された状態でのリンク式クランク機構の動作図であり、ピストンが最も後方へ移動された下死点位置（クランク角で０度の位置）を示す断面図である。図４の状態からピストンが下死点位置から上死点位置に向かって移動（クランク角で約９０度回転）された、空気室の最大圧縮状態を示す断面図である。ピストンが最も前方へ移動された上死点位置（クランク角で１８０度の位置）を示す断面図である。ピストンが上死点位置から下死点位置に向かって移動（クランク角で約２７０度回転）された状態を示す断面図である。ピストンのストローク中心位置が前方へ移動された状態でのリンク式クランク機構の動作図であり、ピストンが最も後方へ移動された下死点位置（クランク角で０度の位置）を示す断面図である。図８の状態からピストンが下死点位置から上死点位置に向かって移動（クランク角で約９０度回転）された、空気室の最大圧縮状態を示す断面図である。ピストンが最も前方へ移動された上死点位置（クランク角で１８０度の位置）を示す断面図である。ピストンが上死点位置から下死点位置に向かって移動（クランク角で約２７０度回転）された状態を示す断面図である。ピストンのストローク中心位置を変更する位置変更手段としての自動式の切替え装置を示す図である。ピストンのストローク中心位置を変更する位置変更手段としての手動式の切替え装置を示す図である。第２実施形態に係るハンマドリルを示す断面図であり、ピストンのストローク中心位置が後方へ移動された状態を示す断面図である。第２実施形態に係るハンマドリルを示す断面図であり、ピストンのストローク中心位置が前方へ移動された状態を示す断面図である。第３実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す断面図である。リンク式クランク機構を示す断面図である。リンク式クランク機構の動作図であり、ピストンが最も後方へ移動された下死点位置（クランク角で０度の位置）を示す断面図である。図１８の状態からピストンが下死点位置から上死点位置に向かって移動（クランク角で約９０度回転）された、空気室の最大圧縮状態を示す断面図である。ピストンが最も前方へ移動された上死点位置（クランク角で１８０度の位置）を示す断面図である。ピストンが上死点位置から下死点位置に向かって移動（クランク角で約２７０度回転）された状態を示す断面図である。ピストンの移動量とリンクの移動量の関係を説明する図である。第４実施形態に係るハンマドリルを示す断面図である。

　以上および以下の記載に係る構成ないし方法は、本発明にかかる「打撃工具」の製造および使用、当該「打撃工具」の構成要素の使用を実現せしめるべく、他の構成ないし方法と別に、あるいはこれらと組み合わせて用いることができる。本発明の代表的実施形態は、これらの組み合わせも包含し、添付図面を参照しつつ詳細に説明される。以下の詳細な説明は、本発明の好ましい適用例を実施するための詳細情報を当業者に教示するに留まり、本発明の技術的範囲は、当該詳細な説明によって制限されず、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。このため、以下の詳細な説明における構成や方法ステップの組み合わせは、広義の意味において、本発明を実施するのに全て必須であるというものではなく、添付図面の参照番号とともに記載された詳細な説明において、本発明の代表的形態を開示するに留まるものである。
（第１実施形態）
　以下、第１実施形態につき、図１～図１２を参照して説明する。第１実施形態では、打撃工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。図１に示すように、ハンマドリル１００は、ハンマビット１１９を装着し、装着されたハンマビット１１９を長軸方向に直線動作及び長軸方向回りに回転させて、被加工材に対して穴明けやハツリ等の加工を行う打撃工具である。なお、ハンマビット１１９が、本発明における「先端工具」に対応する実施構成例である。

　図１に示すように、ハンマドリル１００は、ハンマドリル１００の外郭を形成する本体ハウジング１０１を主体として構成される。本体ハウジング１０１の先端領域には、ハンマビット１１９が筒状のツールホルダ１５９を介して着脱自在に取付けられる。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１５９に対し長軸方向には相対移動可能とされ、周方向には一体回転するように装着される。この本体ハウジング１０１が、本発明における「工具本体」に対応する実施構成例である。

　本体ハウジング１０１の先端領域の反対側端部には、作業者が握るハンドグリップ１０７が連接されている。ハンドグリップ１０７は、ハンマビット１１９の長軸方向と交差する図１の上下方向に延在するとともに、本体ハウジング１０１に対して延在方向の各端部が連接された側面視で略Ｄ型のメインハンドルとして備えられている。

　なお、第１実施形態では、説明の便宜上、本体ハウジング１０１の長軸方向におけるハンマビット１１９側を、「前側」ないし「前方側」として規定し、ハンドグリップ１０７側を、「後側」ないし「後方側」として規定する。

　図１に示すように、本体ハウジング１０１は、電動モータ１１０、運動変換機構１２０、打撃要素１４０及び動力伝達機構１５０等を収容する。電動モータ１１０は、出力軸１１１が本体ハウジング１０１の長軸方向（ハンマビット１１９の長軸方向）と概ね直交する上下方向に一致するように配置される。電動モータ１１０のトルクは、運動変換機構１２０によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１４０に伝達され、当該打撃要素１４０を介してハンマビット１１９の長軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。この電動モータ１１０が、本発明における「モータ」に対応する実施構成例である。

　また、電動モータ１１０のトルクは、動力伝達機構１５０によって回転速度が減速された上でツールホルダ１５９を介してハンマビット１１９に伝達され、当該ハンマビット１１９が周方向に回転動作される。ツールホルダ１５９は、本体ハウジング１０１内に収容され、先端領域（図１の左端）においてハンマビット１１９を保持する。また、ツールホルダ１５９は、ハンマビット１１９の長軸方向に長尺状に延在され、本体ハウジング１５９に対し長軸回りに回転自在に支持される。なお、電動モータ１１０は、ハンドグリップ１０７に配置されたトリガ１０７ａの引き操作によって通電されて駆動される。

　図１に示すように、運動変換機構１２０は、リンク式クランク機構１６０を主体として構成され、ピストン１３１を直線状に往復移動させる。クランク機構１６０は、電動モータ１１０のモータ軸１１１に形成された駆動ギア１２１と、駆動ギア１２１に噛み合い係合された被動ギア１２３を介して駆動される。ピストン１３１は、打撃要素１４０を駆動する部材として備えられている。このピストン１３１は、シリンダ１４１内をハンマビット１１９の長軸方向と同方向に直線状に往復移動される。シリンダ１４１は、円形の筒状部材として備えられている。このシリンダ１４１は、ツールホルダ１５９の後方領域においてツールホルダ１５９と同軸上に配置されるとともに、本体ハウジング１０１に対し固定状態で支持されている。このピストン１３１が、本発明における「駆動子」に対応する実施構成例である。

　図１に示すように、打撃要素１４０は、ストライカ１４３とインパクトボルト１４５を主体として構成されている。ストライカ１４３は、シリンダ１４１内に摺動自在に配置されている。インパクトボルト１４５は、ツールホルダ１５９内に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ１４３の運動エネルギーをハンマビット１１９に伝達する中間子として構成される。シリンダ１４１の内壁と、ピストン１３１及びストライカ１４３によって空気室１４１ａが形成されている。ストライカ１４３は、ピストン１３１が後方（図１の右側）から前方（図１の左側）へと摺動動作することによる空気室１４１ａ内の圧力変動、すなわち空気ばねの作用を介して駆動される。ストライカ１４３は、前方へ移動してインパクトボルト１４５に衝突し、当該インパクトボルト１４５を介してハンマビット１１９に打撃力を発生させる。このストライカ１４３が、本発明における「打撃子」に対応する実施構成例である。

　図１に示すように、動力伝達機構１５０は、中間ギア１５１、中間軸１５３、小ベベルギア１５５、大ベベルギア１５７を主体として構成されている。中間ギア１５１は、中間軸１５３に固定され、駆動ギア１２１と噛み合い係合する。小ベベルギア１５５は、中間軸１５３に設けられ大ベベルギア１５７と係合する。大ベベルギア１５７は、ツールホルダ１５９と一体で回転する。これにより、動力伝達機構１５０は、電動モータ１１０のトルクをツールホルダ１５９により保持されたハンマビット１１９に伝達する。なお、中間軸１５３は、電動モータ１１０のモータ軸１１１に対しては平行に配置され、ハンマビット１１９の長軸方向に対しては直交して配置されている。

　次にピストン１３１を往復直線運動させるためのリンク式クランク機構１６０につき、図１～図３を参照しつつ説明する。このリンク式クランク機構１６０は、クランク軸１６１、リンク１６３、及び制御レバー１６７を主体として構成され、シリンダ１４１の後方（ピストン１３１の後方）に配置される。クランク機構１６０とピストン１３１は、連接ロッド１６５で接続される。リンク式クランク機構１６０と電動モータ１１０が、本発明における「駆動装置」に対応する実施構成例である。また、クランク軸１６１が、本発明における「クランク軸」に対応し、リンク１６３が、本発明における「揺動部材」に対応し、連接ロッド１６５が、本発明における「連接部材」に対応し、制御レバー１６７が、本発明における「制御部材」に対応する実施構成例である。

　クランク軸１６１は、本体ハウジング１０１に回転可能に支持されて被動ギア１２３によって回転される。クランク軸１６１は、回転中心から径方向に所定の距離オフセットした位置に設けられたクランクピン１６２を有する。また、クランク軸１６１は、クランク軸１６１の回転軸がピストン１３１の移動中心線に対して当該移動中心線と交差する方向に所定量オフセットされるように配置されている。連接ロッド１６５は、軸方向の一端がピストンピン１６４を介してピストン１３１に相対回転可能に連結されている。クランクピン１６２が、本発明における「偏心軸」に対応する実施構成例である。

　リンク１６３は、ピストン１３１の長軸方向と交差する方向に延在するよう配置される。そして延在方向におけるリンク１６３の中間位置は、クランク軸１６１のクランクピン１６２に相対回転可能（揺動可能）に連結される。また、延在方向におけるリンク１６３の一端が連接ロッド１６５の軸方向の他端にリンクピン１６６を介して相対回転可能に連結されている。

　制御レバー１６７は、前後方向に延在される。制御レバー１６７の一端は、リンク１６３の延在方向におけるリンク１６３の他端と連結ピン１６８を介して相対回転可能に連結される。また、制御レバー１６７の他端は、本体ハウジング１０１に揺動可能に連結される。これにより、制御レバー１６７は、揺動してリンク１６３の動きを制御する。すなわち、制御レバー１６７は、リンク式クランク機構１６０が決められた動作を行うように、リンク１６３の動きの自由度を規制する部材として備えられる。

　上記のように構成されたハンマドリル１００は、電動モータ１１０が通電され駆動されると、リンク式クランク機構１６０を介してピストン１３１がシリンダ１４１内を直線運動する。これにより、空気室１４１ａ内の空気の圧力変化し、空気バネの作用を介してストライカ１４３が前方へ移動する。その結果、インパクトボルト１４５がハンマビット１１９を打撃する。一方、動力伝達機構１５０がツールホルダ１５９と共にハンマビット１１９を長軸周りに回転させる。これによりハンマビット１１９が軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、コンクリート等の被加工材に対して加工作業を遂行する。

　図４～図１１は、ピストン１３１の動作を示しており、図４及び図８はピストン１３１が最も後方へ移動された状態（以下、下死点位置という）を示しており、クランクピン１６２の位置に関してクランク角で０度（３６０度）の位置である。図６及び図１０はピストン１３１が最も前方へ移動された状態（以下、上死点位置という）を示しており、クランクピン１６２の位置に関してクランク角で１８０度の位置である。下死点位置が、本発明における「第１の位置」に対応し、上死点位置が、本発明における「第２の位置」に対応する実施構成例である。

　ピストン１３１は、上死点位置と下死点位置との間で往復移動する。そして、ピストン１３１が下死点位置から上死点位置へと前方に向かって移動するとき、ストライカ１４３は、空気室１４１ａの空気ばねの作用を介して前方へと移動され、インパクトボルト１４５を介してハンマビット１１９を打撃する。図７および図１１に示すように、打撃動作後、ストライカ１４３は、打撃反力と、ピストン１３１が上死点位置から下死点位置へ移動（後方へ移動）することで空気室１４１ａ内の圧力が低下して生ずる負圧とにより後方へ戻る。

　空気室１４１ａの空気ばねの作用を介してストライカ１４３を駆動するハンマドリル１００において、空気室１４１ａの最大圧縮状態は、ピストン１３１とストライカ１４３との位置関係で決定される。図５および図９に示すように、打撃動作後、ストライカ１４３は、打撃反力と負圧によって後方へ移動され、次の打撃動作のために前方へと移動するピストン１３１と接近することで、空気室１４１ａは最大圧縮状態となる。この最大圧縮状態に対応するピストン１３１の位置は、一般的にはピストン１３１が下死点位置から上死点位置に向かって移動し、下死点位置から見てクランク角で約９０度進んだ位置（９０度±２０度の範囲）に設定されている。

　出願人は、加工作業時において、ストライカ１４３に作用する打撃反力は、被加工材の種類として特に被加工材の硬さに応じて変動することを知見した。そして、このような打撃反力の変動によってストライカ１４３の戻り速度や戻り量が変化する。その結果、ピストン１３１とストライカ１４３との間の距離が変化する。すなわち、被加工材が硬い場合にはピストン１３３とストライカ１４３の距離が短く、被加工材が柔らかい場合にはピストン１３３とストライカ１４３の距離が長い。そして、ピストン１３３とストライカ１４３の距離が変化することで、ハンマビット１１９に伝達される打撃エネルギーがばらつくことを知見した。

　そこで、上記に鑑み、打撃エネルギーのばらつきを抑えるべく、ハンマドリル１００は、被加工材の硬さに応じてピストン１３１の往復移動のストローク中心位置を変えてピストン１３１とストライカ１４３との間の距離を制御する。換言すると、空気室１４１ａの空気ばねの特性を制御する。そのため、図２および図３に示すように、制御レバー１６７の他端を、本体ハウジング１０１に対して揺動可能に支持している。すなわち、制御レバー１６７は、コントロールシャフト１７１の偏心軸部１７２に取り付けられている。このコントロールシャフト１７１は、本体ハウジング１０１に回動可能に取り付けられている。コントロールシャフト１７１は、クランク軸１６１と平行に配置されている。従って、コントロールシャフト１７１が回動されると、制御レバー１６７の揺動支点としての偏心軸部１７２がコントロールシャフト１７１の軸中心周りに回転する。コントロールシャフト１７１の回転により偏心軸部１７２が前方へ移動された状態が図２及び図３の実線で示される。また、コントロールシャフト１７１の回転により偏心軸部１７２が後方へ移動された状態が図２及び図３の破線で示される。この偏心軸部１７２が、本発明における「支持部」に対応する実施構成例である。

　図２および図３に示すように、コントロールシャフト１７１の偏心軸部１７２の位置が変化すると、制御レバー１６７を介してリンク１６３がクランクピン１６２を支点として前方又は後方に移動する。これにより、連接ロッド１６５を介してピストン１３１が前方又は後方に移動される。その結果、ピストン１３１のストローク中心位置が前後方向（ピストン１３１の移動方向）に移動する。すなわち、偏心軸部１７２が前方へ移動されると、ピストン１３１のストローク中心位置が後方へ移動され、偏心軸部１７２が後方へ移動されると、ピストン１３１のストローク中心位置が前方へ移動される。したがって、制御レバー１６７の揺動支点としての偏心軸部１７２を備えたコントロールシャフト１７１は、ピストン１３１のストローク中心位置を変更するストローク中心位置可変装置として備えられる。なお、図２および図３の実線と破線は、コントロールシャフト１７１が約９０度回転された状態を示している。

　図１２に示すように、コントロールシャフト１７１を回転操作するためのアクチュエータ１７５が備えられている。図１２では、電動アクチュエータ１７５は、直線状に動作する作動子１７５ａを有する。作動子１７５ａは、クランクシャフト１７１に連結されたアーム１７３の端部と相対回転可能に連結されている。従って、電動アクチュエータ１７５の作動子１７５ａが前後方向に直線状に動作することで、アーム１７３を介してコントロールシャフト１７１が回動する。これにより、コントロールシャフト１７１の偏心軸部１７２の位置が変更される。偏心軸部１７２を備えたコントロールシャフト１７１、電動アクチュエータ１７５が、本発明における「切替装置」に対応する実施構成例である。

　電動アクチュエータ１７５は、図１に示されたコントローラ１１３によって制御される。コントローラ１１３は、被加工材の硬度に応じて電動アクチュエータ１７５を制御する。このために、ハンマドリル１００には、被加工材の硬度を示す指標を計測するための計測手段が設けられている。計測手段から入力される計測値に応じてコントローラ１１３が被加工材の硬度を判定する。被加工材が硬い場合には、コントローラ１１３は、ピストン１３１のストローク中心位置を後方へ移動させるように電動アクチュエータ１７５を制御する。一方、被加工材が柔らかい場合には、コントローラ１１３は、ピストン１３１のストローク中心位置を前方へ移動させるように電動アクチュエータ１７５を制御する。このコントローラ１１３が、本発明における「制御装置」に対応する実施構成例である。また、電動アクチュエータ１７５が、本発明における「駆動部材」に対応する実施構成例である。また、偏心軸部１７２を備えたコントロールシャフト１７１が、本発明における「可動部材」に対応する実施構成例である。

　計測手段としては、図１に示すように、ハンマビット１１９からインパクトボルト１４５に入力される打撃反力を計測する打撃反力センサ１８１、ハンマビット１１９の位置を計測する位置センサ１８３、本体ハウジング１０１に発生する振動を計測する振動センサ１８５、リンク式クランク機構１６０における制御レバー１６７の偏心軸部１７２に作用する荷重を計測する荷重センサ１８７等が用いられる。更には、便宜上図示を省略するが、電動モータ１１０の電流値を計測する電流センサや、電動モータ１１０の発熱を計測する温度センサを用いてもよい。

　打撃反力センサ１８１が、本発明における「第１センサ」に対応し、位置センサ１８３が、本発明における「第２センサ」に対応し、振動センサ１８５が、本発明における「第３センサ」に対応し、荷重センサ１８７が、本発明における「第５センサ」に対応し、電流センサが、本発明における「第４センサ」に対応する実施構成例である。

　以上のセンサは、いずれかのセンサを単独で用いてもよい。一方、複数のセンサを併用して用いてもよい。また、電動アクチュエータ１７５は、被加工材の硬度に応じてコントロールシャフト１７１の回動角度を無段階で調整される。すなわち、ピストン１３１のストローク中心位置を、前方位置と後方位置の２箇所だけでなく、前方位置と後方位置の間で任意の位置に調整される。一方、ピストン１３１のストローク中心位置が、多段状に切り替え可能であってもよい。

　コントローラ１１３がセンサからの入力に基づいて被加工材が硬いと判断した場合には、コントローラ１１３は、コントロールシャフト１７１の偏心軸部１７２を前方へ移動させるように電動アクチュエータ１７５を駆動する。これにより、制御レバー１６７の揺動支点が前方へ移動される。従って、リンク１６３がクランクピン１６２を中心にして図２及び図３において時計回りに回動され、連接ロッド１６５を介してピストン１３１が後方へ移動される。すなわち、ピストン１３１のストローク中心位置が後方に移動される。その結果、ピストン１３１とストライカ１４３との間の距離が広がる。

　一方、コントローラ１１３がセンサからの入力に基づいて被加工材が柔らかいと判断した場合には、コントローラ１１３は、コントロールシャフト１７１の偏心軸部１７２を後方へ移動させるように電動アクチュエータ１７５を駆動する。これにより、制御レバー１６７の揺動支点が後方へ移動される。従って、リンク１６３がクランクピン１６２を中心にして反時計回りに回動され、連接ロッド１６５を介してピストン１３１が前方へ移動される。すなわち、ピストン１３１のストローク中心位置が前方に移動される。その結果、ピストン１３１とストライカ１４３との間の距離が短縮される。

　このように、第１実施形態によれば、被加工材の硬度に応じてピストン１３１のストローク中心位置が移動されることにより、被加工材に応じてピストン１３１とストライカ１４３との間の距離が調整される。これにより、ハンマビット１１９に伝達される打撃エネルギーのばらつきが抑制される。すなわち、被加工材の硬度に応じて空気室１４１ａの空気ばねの特性を制御し、適切な打撃状態で駆動される。

　また、打撃反力が生じない打撃開始前の状態では、ピストン１３１のストローク中心位置が可動域内の前方位置に位置するように制御される。これにより、空気室１４１ａによるストライカ１４３の後方への移動不足が抑制される。

　また、第１実施形態によれば、コントローラ１１３が被加工材の硬度に基づいてピストン１３１のストローク中心位置を変更する。すなわち、コントローラ１１３が被加工材の硬度に基づいて、ピストン１３１の位置を自動的に変更する。

　また、第１実施形態によれば、ピストン１３１は、リンク式クランク機構１６０によって駆動される。したがって、ピストン１３１のストローク中心位置の変更に伴って、ピストン１３１のストローク長さが変化する。クランク軸１６１の回転中心を通りピストン移動方向と直交する直線を基準線として、ピストン１３１が下死点に位置するときのリンクピン１６６と連結ピン１６８を結ぶ直線と基準線がなす角度θ１と、ピストン１３１が上死点に位置するときのリンクピン１６６と連結ピン１６８を結ぶ直線と基準線がなす角度θ２が概ね等しいときに、ピストン１３１のストローク長さが最も長くなる。一方、前記角度θ１と前記角度θ２が異なる場合には、角度θ１と角度θ２の角度差が大きいほどピストン１３１のストローク長さが短くなる。

　第１実施形態においては、ピストン１３１のストローク中心位置が後方へ移動されたときの前記角度θ１と前記角度θ２の角度差が、ピストン１３１のストローク中心位置が前方へ移動されたときの前記角度θ１と前記角度θ２の角度差よりも小さくなるように設定されている。このため、ピストン１３１のストローク中心位置が前方へ移動されたときには、ピストン１３１のストローク長さが縮小し、ピストン１３１のストローク中心位置が後方へ移動されたときには、ピストン１３１のストローク長さが拡大する。従って、ピストン１３１のストローク中心位置の変更に伴いストローク長さが変化するため、ハンマドリル１００の製造時に空気ばねの特性の制御可能範囲が適切に設定される。

　第１実施形態では、被加工材の硬度に応じてピストン１３１のストローク中心位置を変更するように構成されていたが、これには限られない。例えば、ストライカ１４３が静止状態にある加工作業開始の前後で、ピストン１３１のストローク中心位置を変更してもよい。具体的には、加工作業開始時には静止状態のストライカ１４３を積極的に動かすために、ピストン１３１のストローク中心位置をハンマビット１１９に近接する前方側へ移動させる。加工作業開始後、ストライカ１４３が所定のストロークで駆動する状態に達したときには、ピストン１３１のストローク中心位置をハンマビット１１９から離間する後方側へ移動させる。

　また、第１実施形態では、ピストン１３１のストローク中心位置を自動的に変更するように構成したが、これには限られない。例えば、図１３に示すように、作業者が手動でピストン１３１のストローク中心位置を切り替えてもよい。作業者が手動で切り替える手動切替式の構成は、コントロールシャフト１７１を手動操作するための操作レバー１７７をコントロールシャフト１７１に直接又は介在部材を介して間接的に連結する。そして操作レバー１７７は、本体ハウジング１０１の外側から回動操作可能に設けられる。この操作レバー１７７が、本発明における「操作部材」に対応する実施構成例である。

　作業者が手動で切り替える構成においては、作業者がハンマドリル１００による加工作業に際して、被加工材の硬度に応じて図１３の実線及び２点鎖線で示すように操作レバー１７７を操作する。これにより、制御レバー１６７の揺動支点であるコントロールシャフト１７１の偏心軸部１７２を前方あるいは後方へ移動させて、ピストン１３１のストローク中心位置を変更する。偏心軸部１７２を備えたコントロールシャフト１７１、操作レバー１７７が、本発明における「切替装置」に対応する実施構成例である。また、偏心軸部１７２を備えたコントロールシャフト１７１が、本発明における「可動部材」に対応する実施構成例である。

（第２実施形態）
　次に第２実施形態につき、図１４及び図１５を参照して説明する。第２実施形態は、ピストン１３１を駆動する駆動装置を移動させることで、ピストン１３１のストローク中心位置を変更する。すなわち、ピストン１３１の駆動装置は、電動モータ１１０（図１参照）及び当該電動モータ１１０により駆動されるクランク機構１３３を主体として構成される。クランク機構１３３は、電動モータ１１０により回転されるクランク軸１３５、クランク軸１３５に設けられたクランクピン１３７を有する。クランクピン１３７とピストン１３１は、連接ロッド１３９で接続されている。そして、駆動装置が本体ハウジング１０１に対しハンマビット１１９の長軸方向に移動可能に設けられている。この駆動装置は、電動アクチュエータ（図示省略）によってハンマビット１１９の長軸方向に関して、前方又は後方へ移動されるよう構成される。クランク機構１３３と電動モータ１００が、本発明における「駆動装置」に対応する実施構成例である。

　図１４には本体ハウジング１０１に対し、駆動装置が前方へ移動されることで、ピストン１３１のストローク中心位置が前方へ移動された状態が示されている。また、図１５には本体ハウジング１０１に対し、駆動装置が後方へ移動されることで、ピストン１３１のストローク中心位置が後方へ移動された状態が示されている。図１４および図１５に示されたＬがクランク軸１３５の初期位置からの移動量を示す。

　なお、コントローラにより電動アクチュエータを制御する構成、及び被加工材の硬度を測定する構成については、第１実施形態と同様である。

　第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、被加工材の硬度に基づいてピストン１３１のストローク中心位置が変更される。これにより、空気室１４１ａの空気ばねの特性が被加工材の硬度に応じて制御される。その結果、打撃エネルギーのばらつきが抑制されて、適切な打撃状態で駆動される。

（第３実施形態）
　以下、第３実施形態につき、図１６～図２２を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

　クランク機構１６０と連接ロッド１６５を連結するリンクピン１６６が、本発明における「第１支持部」に対応する実施構成例である。また、制御レバー１６７が、本発明における「制御部材」に対応する実施構成例である。また、制御レバー１６７とリンク１６３を連結する連結ピン１６８が、本発明における「第２支持部」に対応する実施構成例である。なお、連結ピン１６８は、リンクピン１６６とクランクピン１６２との間に設けてもよい。

　図１８～図２１は、ピストン１３１の動作を示しており、図１８はピストン１３１が最も後方へ移動された状態（以下、下死点位置という）を示しており、クランクピン１６２の位置に関してクランク角で０度（３６０度）の位置である。図２０はピストン１３１が最も前方へ移動された状態（以下、上死点位置という）を示しており、クランクピン１６２の位置に関してクランク角で１８０度の位置である。

　ピストン１３１は、上死点位置と下死点位置との間で往復移動する。そしてピストン１３１は下死点位置から上死点位置へ、図１９に示す位置を通過して、前方へ移動する。また、打撃動作後、ピストン１３１は上死点位置から下死点位置へ、図２１に示す位置を通過して、後方へ移動する。

　第３実施形態においては、図１７に示すように、クランク機構１６０におけるクランク軸１６１の回転中心（Ｐ）は、ピストン１３１の移動軸線（Ｒ）に交差する方向に関して、移動軸線（Ｒ）からオフセットした位置に配置されている。すなわち、回転中心（Ｐ）は、ピストン１３１の移動軸線（Ｒ）に交差する方向に関して、移動軸線（Ｒ）と連結ピン１６８の間に配置されている。これにより、ピストン１３１が最大圧縮状態に対応する位置（クランクピン１６２がクランク角で約９０度の位置）に位置するときに、連接ロッド１６５がシリンダ１４１の軸線に対し概ね平行となる。すなわち、下死点位置から上死点位置に移動するピストン１３１がクランク角で約９０度の位置へ移動されたときに、連接ロッド１６５がシリンダ１４１の軸線に対し概ね平行となるように、ピストン１３１の移動軸線（Ｒ）に対するクランク軸１６１の回転中心（Ｐ）のオフセット量（ｅ）が設定されている。なお、約９０度とは、概ね７０度から１１０度の範囲を有する。

　したがって、下死点位置から上死点位置に向かって移動するピストン１３１がクランク角で約９０度の位置へ移動されたときに、空気室１４１ａが最大圧縮状態になる。このとき、連接ロッド１６５とピストン１３１の移動軸線（Ｒ）が平行になる。これにより、連接ロッド１６５からピストン１３１に加えられる力がピストン１３１の移動方向と一致する。すなわち、ピストン１３１の移動方向と交差する方向の力が当該ピストン１３１に作用することを抑制する。これにより、ピストン１３１がシリンダ１４１の壁面に強く押し付けられることが抑制される。その結果、ピストン１３１とシリンダ１４１の間の摩擦損失が低減され、ピストン１３１が効率よく駆動される。

　また、第３実施形態によれば、クランク装置１６０は、クランクピン１６２と連接ロッド１６５との間にリンク１６３が揺動可能に介在されている。これにより、クランクピン１６２が回転すると、リンク１６３は、リンク１６３と制御レバー１６７とを接続する連結ピン１６８を支点として揺動する。したがって、図７に示すように、リンク１６３と連接ロッド１６５とを接続するリンクピン１６６が、概ね長円形の軌跡Ｓを描く周回運動を行う。この周回運動における長円の長軸方向は、概ねピストン１３１の移動方向に沿っている。すなわち、クランクピン１６２がクランク角度で０度（下死点位置）から１８０度（上死点位置）まで移動するときには、長円の下半分の曲線に沿った第１揺動運動を行う。一方、クランクピン１６２がクランク角度で１８０度から０度（３６０度）まで移動するときには、長円の上半分に示す曲線に沿った第２揺動運動を行う。

　リンクピン１６６と連結ピン１６８の距離は、クランクピン１６２と連結ピン１６８の距離よりも長い。すなわち、リンクピン１６２は、連結ピン１６８からクランクピン１６２よりも離れて配置されている。このため、リンクピン１６６の移動における、移動軸線（Ｒ）と平行な方向の移動量が、クランクピン１６２の移動における、移動軸線（Ｒ）と平行な方向の移動量より大きくなる。すなわち、ピストン１３１の移動方向に関して、クランクピン１６２の移動量が増幅されてピストン１３１に伝達される。すなわち、梃子の原理により移動量が多くなる。このため、移動軸線（Ｒ）と交差する方向のリンクピン１６６の移動量は、ピストン１３１の移動量よりも小さくなる。したがって、連接ロッド１６５の揺動角度が小さくなる。その結果、連接ロッド１６５のシリンダ１４１の干渉が回避される。また、連接ロッド１６５の軸方向長さが短縮される。また、クランク軸１６１がシリンダ１４１に近接して配置可能であるため、ハンマドリル１００の小型化が達成される。

　また、第３実施形態によれば、リンクピン１６６と連結ピン１６８との間にクランクピン１６２が配置されるため、クランク機構１６０の各構成要素が合理的に配置される。

（第４実施形態）
　次に、第４実施形態につき、図２３を参照して説明する。第４実施形態では、ピストン１３１の駆動装置は、電動モータ１１０およびクランク機構１３３を主体として構成されている。すなわち、クランク機構１３３は、電動モータ１１０（図１６参照）により駆動されるクランク軸１３５、クランク軸１３５に設けられたクランクピン１３７を有する。クランクピン１３７とピストン１３１は連接ロッド１３９で接続されている。このクランク機構１３３が、本発明における「クランク機構」に対応する実施構成例である。また、クランク軸１３５、クランクピン１３７がそれぞれ、本発明における「クランク軸」、「偏心軸」に対応する実施構成例である。

　図２３に示すように、クランク軸１３５の回転中心（Ｐ）は、ピストンの移動軸線（Ｒ）に交差する方向に関して、移動軸線（Ｒ）にからオフセットした位置に配置されている。これにより、ピストン１３１が最大圧縮状態に対応する位置（クランクピン１３７がクランク角で約９０度の位置）に位置するときに、連接ロッド１３９がシリンダ１４１の軸線に対し概ね平行となる。すなわち、下死点位置から上死点位置に移動するピストン１３１がクランク角で約９０度の位置へ移動されたときに、連接ロッド１３９がシリンダ１４１の軸線に対し概ね平行となるように、ピストン１３１の移動軸線（Ｒ）に対するクランク軸１３５の回転中心（Ｐ）のオフセット量（ｅ）が設定されている。なお、約９０度とは、概ね７０度から１１０度の範囲を有する。

　第４実施形態によれば、第３実施形態の場合と同様、下死点位置から上死点位置に向かって移動するピストン１３１がクランク角で約９０度の位置へ移動されたときに、空気室１４１ａが最大圧縮状態になる。このとき、連接ロッド１３９とピストン１３１の移動軸線（Ｒ）が平行になる。これにより、連接ロッド１３９からピストン１３１に加えられる力がピストン１３１の移動方向と一致する。すなわち、ピストン１３１の移動方向と交差する方向の力が当該ピストン１３１に作用することを抑制する。これにより、ピストン１３１がシリンダ１４１の壁面に強く押し付けられることが抑制される。その結果、ピストン１３１とシリンダ１４１の間の摩擦損失が低減され、ピストン１３１を効率よく駆動される。

　なお、以上の実施形態では、電動工具の一例として、ハンマドリル１００を用いて説明したが、これには限られない。例えば、ハンマビット１１９が打撃動作のみを行うハンマに本発明を適用してもよい。
　なお、作業工具においては、ピストン１３１が直接ストライカ１４３を打撃してもよい。

　上記発明の趣旨に鑑み、本発明に係る打撃工具に関しては、下記の態様が構成可能である。
（態様１）
　先端工具が少なくとも長軸方向に直線動作して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具であって、
　工具本体と、
　前記工具本体内に配置されたシリンダと、
　前記シリンダ内に摺動自在に配置された打撃子と、
　前記シリンダ内を摺動して前記打撃子を駆動するピストンと、
　前記ピストンに接続された連接ロッドと、
　前記連接ロッドに接続し、前記ピストンを駆動するクランク機構と、
を有し、
　前記打撃子により先端工具を打撃して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具であって、
　前記ピストンが前記先端工具から最も離間する下死点位置から前記先端工具に最も接近する上死点位置に移動する間に、前記連接ロッドの前記ピストンとの接続部と、前記連接ロッドの前記クランク機構との接続部とを結ぶ直線が、前記シリンダに平行に配置されるように構成されている打撃工具。
（態様２）
　態様１に記載の打撃工具であって、
　前記クランク機構のクランク角につき、前記下死点位置に対応する角度を０度、前記上死点位置に対応する角度を１８０度としたとき、前記クランク機構が前記ピストンの下死点位置から上死点位置に向かってクランク角が約９０度の位置で、前記連接ロッドが前記シリンダと平行になる構成であることを特徴とする打撃工具。
（態様３）
　態様１または２に記載の打撃工具であって、
　前記連接ロッドが前記シリンダに平行になるときに、前記打撃子が前記先端工具に向かって動き出すように構成されていることを特徴とする打撃工具。
（態様４）
　態様１～３のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
　前記クランク機構の回転中心は、前記シリンダ内を移動する前記ピストンの往復移動軸線に対して当該往復移動軸線と交差する方向にオフセットしていることを特徴とする打撃工具。
（態様５）
　態様１～４のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
　前記クランク機構は、回転するクランク軸と、前記クランク軸の回転軸線から偏心した位置で当該クランク軸に連結された偏心軸と、を有し、
　前記偏心軸と前記連接ロッドとの間に介在され、前記偏心軸と前記連接ロッドとの双方にそれぞれ揺動可能に接続された揺動部材と、
　一端が前記工具本体に揺動可能に支持されるとともに、他端が前記揺動部材に揺動可能に接続された制御部材と、を更に有することを特徴とする打撃工具。
（態様６）
　態様５に記載の打撃工具であって、
　前記ピストンの移動方向に関して、前記偏心軸の移動量よりも前記ピストンの移動量が大きくなるように設定されていることを特徴とする打撃工具。
（態様７）
　態様５または６に記載の打撃工具であって、
　前記揺動部材と前記連接ロッドとを揺動自在に接続する第１支持部と、前記揺動部材と前記制御部材とを揺動可能に接続する第２支持部を有し、
　前記第１支持部と前記第２支持部を結ぶ方向に関して、前記第１支持部と前記第２支持部の間に前記偏心軸が配置されていることを特徴とする打撃工具。
（態様８）
　請求項１１に記載の打撃工具であって、
　前記切替装置は、作業者によって操作可能な操作部材と、前記操作部材の移動に伴って位置が切り替わる可動部材として構成された前記支持部を有し、
　前記支持部の位置が切り替わることで、前記ストローク中心位置が変更されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
（態様９）
　請求項１１に記載の打撃工具であって、
　前記切替装置は、前記制御装置に駆動される駆動部材と、前記駆動部材の駆動に伴って位置が切り替わる可動部材とを有し、
　前記可動部材の位置が切り替わることで、前記ストローク中心が変更されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。

（実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素との対応関係）
　本実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下の通り示す。なお、本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものであり、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
　本体ハウジング１０１が、本発明の「工具本体」に対応する構成の一例である。
　ハンマビット１１９が、本発明の「先端工具」に対応する構成の一例である。
　電動モータ１１０が、本発明の「モータ」に対応する構成の一例である。
　ピストン１３１が、本発明の「駆動子」に対応する構成の一例である。
　ストライカ１４３が、本発明の「打撃子」に対応する構成の一例である。
　下死点位置が、本発明の「第１の位置」に対応する構成の一例である。
　上死点位置が、本発明の「第２の位置」に対応する構成の一例である。
　クランク機構１３３が、本発明の「クランク機構」に対応する構成の一例である。
　クランク機構１３３が、本発明の「駆動装置」に対応する構成の一例である。
　クランク機構１６０が、本発明の「クランク機構」に対応する構成の一例である。
　クランク機構１６０が、本発明の「駆動装置」に対応する構成の一例である。
　電動モータ１１０が、本発明の「駆動装置」に対応する構成の一例である。
　クランク軸１６１が、本発明の「クランク軸」に対応する構成の一例である。
　クランクピン１６２が、本発明の「偏心軸」に対応する構成の一例である。
　リンク１６３が、本発明の「揺動部材」に対応する構成の一例である。
　連接ロッド１６５が、本発明の「連接部材」に対応する構成の一例である。
　制御レバー１６７が、本発明の「制御部材」に対応する構成の一例である。
　偏心軸部１７２が、本発明の「切替装置」に対応する構成の一例である。
　電動アクチュエータ１７５が、本発明の「切替装置」に対応する構成の一例である。
　偏心軸部１７２が、本発明の「支持部」に対応する構成の一例である。
　コントローラ１１３が、本発明の「制御装置」に対応する構成の一例である。
　打撃反力センサ１８１が、本発明の「第１センサ」に対応する構成の一例である。
　位置センサ１８３が、本発明の「第２センサ」に対応する構成の一例である。
　振動センサ１８５が、本発明の「第３センサ」に対応する構成の一例である。
　荷重センサ１８７が、本発明の「第５センサ」に対応する構成の一例である。
　電流センサが、本発明の「第４センサ」に対応する構成の一例である。

１００　ハンマドリル
１０１　本体ハウジング
１０７　ハンドグリップ
１０７ａ　トリガ
１１０　電動モータ
１１１　出力軸
１１３　コントローラ
１１９　ハンマビット
１２０　運動変換機構
１２１　駆動ギア
１２３　被動ギア
１３１　ピストン
１３３　クランク機構
１３５　クランク軸
１３７　クランクピン
１３９　連接ロッド
１４０　打撃要素
１４１　シリンダ
１４１ａ　空気室
１４３　ストライカ
１４５　インパクトボルト
１５０　動力伝達機構
１５１　中間ギア
１５３　中間軸
１５５　小べベルギア
１５７　大べベルギア
１５９　ツールホルダ
１６０　クランク機構
１６１　クランク軸
１６２　クランクピン
１６３　リンク
１６４　ピストンピン
１６５　連接ロッド
１６６　リンクピン
１６７　制御レバー
１６８　連結ピン
１７１　コントロールシャフト
１７２　偏心軸部
１７３　アーム
１７５　電動アクチュエータ
１７５ａ　作動子
１７７　操作レバー
１８１　打撃反力センサ
１８３　位置センサ
１８５　振動センサ
１８７　荷重センサ

Claims

　先端工具が少なくとも長軸方向に直線動作して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具であって、
　工具本体と、
　前記工具本体内に配置されて前記先端工具の長軸方向に延在するシリンダと、
　前記シリンダ内において前記先端工具の長軸方向に直線動作して当該先端工具を打撃する打撃子と、
　前記シリンダ内に摺動自在に配置され、前記打撃子を移動させるように構成された駆動子と、
　前記駆動子を駆動する駆動装置と、
を有し、
　前記駆動子は、前記シリンダ内において、前記先端工具から離間する第１の位置と、前記先端工具に接近する第２の位置との間で往復移動可能に設けられ、
　前記駆動子が前記第１の位置から前記第２の位置へと移動された場合に、前記駆動子が前記打撃子を前記先端工具に向かって移動させて前記先端工具を打撃する構成であり、
　前記第１の位置と前記第２の位置の間で移動される前記駆動子の往復移動のストローク中心位置が可変に構成されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項１に記載の打撃工具であって、
　前記ストローク中心位置を変更するための切替装置を有することを特徴とする打撃工具。
　請求項２に記載の打撃工具であって、
　前記切替装置は、作業者によって手動で操作可能に構成されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項３に記載の打撃工具であって、
　前記切替装置は、作業者によって操作可能な操作部材と、前記操作部材の移動に伴って位置が切り替わる可動部材とを有し、
　前記可動部材の位置が切り替わることで、前記ストローク中心位置が変更されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項２に記載の打撃工具であって、
　前記切替装置を制御する制御装置を有し、
　前記制御装置が前記切替装置を制御して前記ストローク中心位置を変更する構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項５に記載の打撃工具であって、
　前記切替装置は、前記制御装置に駆動される駆動部材と、前記駆動部材の駆動に伴って位置が切り替わる可動部材とを有し、
　前記可動部材の位置が切り替わることで、前記ストローク中心が変更されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項５または６に記載の打撃工具であって、
　前記先端工具の打撃動作による反力を計測する第１センサを有し、前記第１センサの計測値に応じて前記制御装置が前記切替装置を制御して前記ストローク中心位置を変更する構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項５または６に記載の打撃工具であって、
　前記先端工具の位置を計測する第２センサを有し、前記第２センサの計測値に応じて前記制御装置が前記切替装置を制御して前記ストローク中心位置を変更する構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項５または６に記載の打撃工具であって、
　前記工具本体に発生する振動を計測する第３センサを有し、前記第３センサの計測値に応じて前記制御装置が前記切替装置を制御して前記ストローク中心位置を変更する構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項５または６に記載の打撃工具であって、
　当該打撃工具の負荷状態を示す指標として、前記駆動装置に作用するパラメータを計測する第４センサを有し、前記第４センサの計測値に応じて前記制御装置が前記切替装置を制御して前記ストローク中心位置を変更する構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項１～１０のいずれか１項に記載の打撃工具であって、
　前記駆動装置は、モータ及び前記モータで駆動されるクランク機構を有し、
　前記クランク機構は、
　偏心軸を有し、前記モータで回転駆動されるクランク軸と、
　前記偏心軸を中心として揺動可能に当該偏心軸に連結された揺動部材と、を有し、
　前記揺動部材と前記駆動子とを連接し、一端側が前記揺動部材に揺動可能に連結され、他端側が前記駆動子に揺動可能に連結された連接部材と、
　一端側が前記揺動部材に揺動可能に連結され、他端側が前記工具本体に配置された支持部に揺動可能に連結された制御部材と、を有し、
　前記支持部の位置が変更されることで前記ストローク中心位置が変更される構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項１１に記載の打撃工具であって、
　前記ストローク中心位置を変更するための切替装置と、
　前記切替装置を制御する制御装置と、
　前記支持部に負荷される荷重を計測する第５センサを有し、
　前記第５センサの計測値に応じて前記制御装置が前記切替装置を制御して前記支持部の位置を変更する構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項１１または１２に記載の打撃工具であって、
　前記ストローク中心位置の変更に伴って、前記駆動子のストローク長さが変更される構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項１～１０のいずれか１項に記載の打撃工具であって、
　前記駆動子に接続された連接ロッドと、
　前記連接ロッドに接続され、前記駆動子を駆動するクランク機構と、を有し、
　前記駆動子が前記先端工具から最も離間する下死点位置から前記駆動子が前記先端工具に最も接近する上死点位置に移動する間に、前記連接ロッドと前記駆動子との接続部と、前記連接ロッドと前記クランク機構との接続部とを通る直線が、前記シリンダに平行に配置されるように構成されている打撃工具。
　先端工具が少なくとも長軸方向に直線動作して被加工材にハンマ作業を行う打撃工具であって、
　工具本体と、
　前記工具本体内に配置されたシリンダと、
　前記シリンダ内に摺動自在に配置された打撃子と、
　前記シリンダ内を摺動して前記打撃子を駆動する駆動子と、
　前記駆動子に接続された連接ロッドと、
　前記連接ロッドに接続し、前記ピストンを駆動するクランク機構と、
　前記駆動子が前記先端工具から最も離間する下死点位置から前記駆動子が前記先端工具に最も接近する上死点位置に移動する間に、前記連接ロッドと前記駆動子との接続部と、前記連接ロッドと前記クランク機構との接続部とを通る直線が前記シリンダに平行に配置されるように構成されている打撃工具。
　請求項１４または１５に記載の打撃工具であって、
　前記クランク機構のクランク角につき、前記下死点位置に対応する角度を０度、前記上死点位置に対応する角度を１８０度としたとき、前記クランク機構が前記ピストンの下死点位置から上死点位置に向かうクランク角が約９０度の位置で、前記連接ロッドが前記シリンダと平行になる構成であることを特徴とする打撃工具。
　請求項１４～１６のいずれか１項に記載の打撃工具であって、
　前記連接ロッドが前記シリンダに平行になるときに、前記打撃子が前記先端工具に向かって動き出すように構成されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項１４～１７のいずれか１項に記載の打撃工具であって、
　前記クランク機構の回転中心は、前記シリンダ内を移動する前記駆動子の往復移動軸線に対して当該往復移動軸線と交差する方向にオフセットして配置されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項１４～１８のいずれか１項に記載の打撃工具であって、
　前記クランク機構は、回転するクランク軸と、前記クランク軸の回転軸線から偏心した位置で当該クランク軸に連結された偏心軸と、を有し、
　前記偏心軸と前記連接ロッドとの間に介在され、前記偏心軸と前記連接ロッドとの双方にそれぞれ揺動可能に接続された揺動部材と、
　一端が前記工具本体に揺動可能に支持されるとともに、他端が前記揺動部材に揺動可能に接続された制御部材と、を更に有することを特徴とする打撃工具。
　請求項１９に記載の打撃工具であって、
　前記駆動子の移動方向に関して、前記偏心軸の移動量よりも前記ピストンの移動量が大きくなるように設定されていることを特徴とする打撃工具。
　請求項１９または２０に記載の打撃工具であって、
　前記揺動部材と前記連接ロッドとを揺動自在に接続する第１支持部と、前記揺動部材と前記制御部材とを揺動可能に接続する第２支持部とを有し、
　前記第１支持部と前記第２支持部を通過する直線が延在する方向に関して、前記第１支持部と前記第２支持部の間に前記偏心軸が配置されていることを特徴とする打撃工具。