JP2007105831A - 振動ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】本来のモード切替機能を維持しつつ、部品点数の削減と組立性の向上及びコストダウンを図ることができる振動ドリルを提供すること。
【解決手段】外周の一部に平面部２１ａが形成されたチェンジシャフト２１をスピンドルの後方に回動可能に設け、ノブ２２の直線移動を前記チェンジシャフト２１の回動運動に変換して該チェンジシャフト２１をその平面部２１ａがスピンドルの後方に対向する第１の位置と同平面部２１ａがスピンドルの後方から退避する第２の位置との間で移動させることによって、運転モードを振動ドリルモード又はドリルモードに切り替える振動ドリルにおいて、前記ノブ２２に円柱状突起２２ａを突設し、この円柱状突起２２ａを前記チェンジシャフト２１の軸端面に突設された突起２１ｂに係合せしめ、両者の係合によってノブ２２の直線移動をチェンジシャフト２１の回動運動に変換する。
【選択図】図４

Description

本発明は、運転モードをドリルモード又は振動ドリルモードに切り替えことができる振動ドリルに関するものである。

振動ドリルには、運転モードとしてスピンドルに回転のみを与えるドリルモードと回転と振動の双方を与える振動ドリルモードを選択することができるものがあり、このような振動ドリルには運転モードを切り替えるためモード切替装置が備えられている。

図８にモード切替装置を備えた従来の振動ドリル１の部分側断面を示すが、同図に示すように、振動ドリル１のハウジング２内にはスピンドル３が軸方向両端部をボールベアリング４と軸受部５によって回転可能に且つ軸方向（前後方向）に移動可能に支持されて収納されている。そして、このスピンドル３のハウジング２から前方（図８の下方）へ突出する先端部にはドリルチャック６が取り付けられており、このドリルチャック６には先端工具（ドリルビット）７が着脱可能に装着されている。

又、上記スピンドル３のボールベアリング４の後方にはラチェット８が結着されており、ハウジング２には、前記ラチェット８に対向する別のラチェット９が固設されている。ここで、両ラチェット８−９の相対向する面には複数の歯が刻設されており、スピンドル３は、両ラチェット８−９間に縮装されたスプリング１０によって常時前方（両ラチェット８，９の歯同士が離間する方向）に付勢されている。

ここで、スピンドル３の回転駆動系の構成について説明する。

スピンドル３の軸方向中間部には一体化された大小異径の変速ギヤ１１，１２が軸方向（前後方向）に摺動可能にスプライン嵌合されている。

又、ハウジング内には駆動源としてのモータ１３が内蔵されており、該モータ１３の前方へ延びる出力軸（モータ出力軸）１４の先端部にはピニオン１５が刻設されている。尚、モータ出力軸１４には冷却ファン１６が取り付けられており、該冷却ファン１６がモータ出力軸１４と共に回転することによって誘起される冷却風によってモータ１３が冷却される。

更に、ハウジング２内には、スピンドル３及びモータ出力軸１４に平行な中間軸１７が回転可能に支持されて収容されており、この中間軸１７には大中小のギヤ１８，１９，２０が設けられている。そして、ギヤ１８は、モータ出力軸１４の先端に形成された前記ピニオン１５に噛合しており、ギヤ１９，２０にはスピンドル３にスプライン嵌合された前記変速ギヤ１２，１１が選択的に噛合し、これによってスピンドル３の回転速度が高速と低速に切り替えられる。

次に、モード切替装置の構成を図９を参照しながら説明する。尚、図９はモード切替装置の構成を示す斜視図である。

図８に示すように、スピンドル３の後端部近傍には、ハウジング２の挿入穴２ａ内に挿入されたチェンジシャフト２１がその軸心回り（スピンドル３に対して軸直角方向を成す軸回り）に回動可能に配置されており、ハウジング２の上部には、前記チェンジシャフト２１を回動させるためのノブ２２が横方向（図８の紙面垂直方向）に直線移動可能に設けられている。尚、ノブ２２の下部には脚部２２Ａが一体に形成されており、この脚部２２Ａには２つの円柱状突起２２ａが該ノブ２２の移動方向（図９の矢印方向）に沿って段違い的に突設されている。

ここで、図９に詳細に示すように、上記チェンジシャフト２１の外周の一部は凹溝状に切り欠かれて平面部２１ａが形成されており、該チェンジシャフト２１の上部には丸棒状のレバー２３が圧入されている。そして、このレバー２３は、前記ノブ２２に向かって延び、その端部は、ノブ２２の脚部２２Ａに突設された２つ前記円柱状突起２２ａの間に係合保持されている。尚、図８に示すように、ノブ２２は操作部をハウジング２の外部に露出させ、脚部２２Ａをハウジング２内に収納した状態で、プレート状の切替表示部材２４を介してハウジング２に直線移動可能に支持されている。

而して、チェンジシャフト２１、ノブ２２、レバー２３等によってモード切替装置が構成されるが、図８に示すように、スピンドル３の後端部は、鋼球２５を介してチェンジシャフト２１の外周面又は平面部２１ａに選択的に当接する。

次に、以上のように構成された振動ドリル１の作用を図８及び図１０〜図１２を参照しながら以下に説明する。尚、図１０（ａ），（ｂ）はモード切替装置によるモード切替操作を説明する一部破断平面図、図１１は振動ドリルの振動ドリルモード時の状態を示す部分側断面図、図１２は同振動ドリルのドリルモード時の状態を示す部分側断面図である。

振動ドリル１を用いた穿孔作業に際してモータ１３に通電してこれを駆動すると、その出力軸１４の回転は、図８に示すように変速ギヤ１２がギヤ１９に噛合している状態では、ピニオン１５、ギヤ１８，１９及び変速ギヤ１２を経て減速されてスピンドル３に伝達され、該スピンドル３及びこれに取り付けられたドリルチャック６と先端工具７が所定の速度で回転駆動される。尚、不図示のシフト機構によって変速ギヤ１１，１２をスピンドル３に沿って前方へ摺動させて大径側の変速ギヤ１１を小径のギヤ２０に噛合させると、モータ出力軸１４の回転は更に減速されてスピンドル３に伝達され、該スピンドル３とドリルチャック６及び先端工具７が低速で回転駆動される。

ここで、ノブ２２を図１０（ａ）において矢印方向に移動させると、該ノブ２２の脚部２２Ａに突設された２つの円柱状突起２２ａに係合保持されたレバー２３とこれを圧入して成るチェンジシャフト２１が図示矢印方向（反時計方向）に回動し、チェンジシャフト２１に形成された平面部２１ａが図８、図１０（ａ）及び図１１に示すようにスピンドル３の後端部に対向する。従って、この状態においては、スピンドル３は鋼球２５が図１１に示すようにチェンジシャフト２１の平面部２１ａに当接するまで軸方向に移動可能であるため、作業者が当該振動ドリル１を把持して先端工具７を不図示の被加工対象に押し付けると、その反力によってスピンドル３がスプリング１０の付勢力に抗して後退し、図１１に示すように、該スピンドル３に固定されたラチェット８の歯がハウジング２に固定されたラチェット９の歯に噛合する。従って、この状態でスピンドル３が回転すると、両ラチェット８，９の歯同士の干渉によってスピンドル３に回転と振動が同時に加えられるため、運転モードとして、先端工具７が回転しながら振動する振動ドリルモードが選択される。

次に、運転モードを振動ドリルモードからドリルモードに切り替えるには、ノブ２２を図１０（ｂ）の矢印方向に移動させる。すると、該ノブ２２の脚部２２Ａに突設された２つの円柱状突起２２ａに係合保持されたレバー２３とこれを圧入して成るチェンジシャフト２１が図１０（ｂ）の矢印方向（時計方向）に回動し、チェンジシャフト２１に形成された平面部２１ａが図１０（ｂ）及び図１２に示すようにスピンドル３の後端部に対向する位置から退避する。従って、この状態においては、図１２に示すように、鋼球２５はチェンジシャフト２１の外周面に当接し、スピンドル３は、その軸方向移動が規制されて前進限に軸方向位置が固定されるため、該スピンドル３に固定されたラチェット８の歯がハウジング２側のラチェット９の歯から離脱し、両歯の噛合が解除される。

上記状態ではスピンドル３は回転するのみで、これに振動が加えられないため、運転モードは、先端工具７が回転するのみのドリルモードに切り替えられる。

ところで、振動ドリルのモード切替装置としては今まで種々の提案がなされており、例えば、特許文献１には、モード切替に係る操作場所の自由度を高めるために、ノブの操作量を歯車伝達機構やリンク機構を介してチェンジシャフトに伝達する構成が提案されている。
特開２００２−２６３９３０号公報

図９に示す従来のモード切替装置は、チェンジシャフト２１と、該チェンジシャフト２１に圧入されたレバー２３と、該レバー２３を介してチェンジシャフト２１を回動させるためのノブ２２の３つの部品で構成されていたため、部品点数が多くなり、レバー２３のチェンジシャフト２１への圧入作業等を要するために組立性が悪く、コストアップを招くという問題があった。又、特許文献１に提案された振動ドリルにおいても、モード切替装置に歯車伝達機構やリンク機構を設けるために同様の問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、本来のモード切替機能を維持しつつ、部品点数の削減と組立性の向上及びコストダウンを図ることができる振動ドリルを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、モータによって回転駆動されるスピンドルをハウジング内に前後方向に移動可能に設けるとともに、該スピンドルを、これに取り付けられた第１のラチェットがハウジングに固定された第２のラチェットから離間する方向に付勢するとともに、外周の一部に凹状の平面部が形成されたチェンジシャフトを前記スピンドルの後方に回動可能に設け、ノブの直線移動を前記チェンジシャフトの回動運動に変換して該チェンジシャフトをその平面部が前記スピンドルの後方に対向する第１の位置と同平面部が前記スピンドルの後方から退避する第２の位置との間で移動させ、前記第１の位置では前記スピンドルに回転と振動を与え、前記第２の位置では前記スピンドルに回転のみを与えるよう移動を選択的に取り得るよう構成して成る振動ドリルにおいて、前記ノブと前記チェンジシャフトの軸端面の少なくとも一方に凸部を形成し、該凸部を他方に設けられた凸部又は凹部に係合せしめ、両者の係合によってノブの直線移動をチェンジシャフトの回動運動に変換するようにしたを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記チェンジシャフトの軸端面に直線状の突起を形成し、該突起を前記ノブの脚部に形成された２つの突起に係合させたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記チェンジシャフトの軸端面に長穴を形成し、該長穴に、前記ノブの脚部に突設された突起を係合させたことを特徴とする。

本発明によれば、ノブとチェンジシャフトの軸端面の少なくとも一方に形成された凸部を他方に設けられた凸部又は凹部に係合せしめ、両者の係合によってノブの直線移動をチェンジシャフトの回動運動に直接変換するようにしたため、従来要していたレバー等の部品が不要となり、又、レバー等の圧入作業も不要となり、この結果、モード切替装置の部品点数が削減されるとともに、組立性が高められてコストダウンが図られる。そして、ノブの操作によってチェンジシャフトが回動して第１の位置と第２の位置に選択的に移動するため、モード切替機能が損なわれることがない。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は振動ドリル１の斜視図であり、図示の振動ドリル１は、側面視横Ｌ字状を成すハウジンング２を備え、その内部には回転駆動機構が収納され、この回転駆動機構によって回転又は回転と振動が与えられるスピンドル３はハウジング２の先端部から外部へと延出している。そして、スピンドル３の先端にはドリルチャック６が取り付けられており、このドリルチャック６には先端工具（ドリルビット）７が着脱可能に装着されている。

又、ハウジング２のハンドル部２Ａの末端部からは電気コード２６が導出しており、ハンドル部２６Ａの基端部にはＯＮ／ＯＦＦスイッチ２７が設けられ、ハウジング２の一側部には速度切替ダイヤル２８が回動可能に設けられている。更に、ハウジング２の先端外周部にはサブハンドル２９が取り付けられており、当該振動ドリル１による穿孔作業は、ハウジング２のハンドル部２Ａとサブハンドル２９を両手で把持した状態で行われる。

ここで、本発明の実施の形態１に係るモード切替装置とこれを備えた振動ドリルの構成と作用を図２〜図５に示す。

図２は振動ドリルの振動ドリルモード時の状態を示す部分側断面図、図３は同振動ドリルのドリルモード時の状態を示す部分側断面図、図４はモード切替装置の斜視図、図５（ａ），（ｂ）は同モード切替装置によるモード切替操作を説明する一部破断平面図である。

本実施の形態に係る振動ドリル１は、モード切替装置を除く構成は図８、図１１及び図１２に示した従来の振動ドリル１と同じであるため、これについての再度の説明は省略し、図２及び図３においては図８、図１１及び図１２に示したものと同一要素には同一符号を付している。

以下、本実施の形態に係るモード切替装置と作用について説明する。

本実施の形態に係るモード切替装置においては、図４及び図５に詳細に示すように、ノブ２２の脚部２２Ａの底面に、該ノブ２２の直線移動方向（図４及び図５の矢印方向）に位置がずれた２つの円柱状突起２２ａが一体に突設されている。又、チェンジシャフト２１の一方の軸端面（図４において上面）には、該チェンジシャフト２１の軸心を通る直線状の突起２１ｂが一体に突設されており、この突起２１ｂの両側面にはノブ２２に突設された前記円柱状突起２２ａがそれぞれ係合している。ここで、ノブ２２側の２つの円柱状突起２２ａは、図５に示すように、チェンジシャフト２１側の突起２１ｂの両側面の異なる位置（突起２１ｂの長さ方向において異なる位置）であって、チェンジシャフト２１の回動中心から偏心した位置に係合している。

而して、以上の構成を有するモード切替装置によって振動ドリル１の運転モードが次のように振動ドリルモード又はドリルモードに切り替えられる。

即ち、ノブ２２を図５（ａ）において矢印方向に移動させると、該ノブ２２の脚部２２Ａに突設された円柱状突起２２ａの一方がチェンジシャフト２１の突起２１ｂの側面上を滑りながら該側面を押圧するため、チェンジシャフト２１がその軸心を中心として図示矢印方向（反時計方向）に回動し、該チェンドシャフト２１に形成された平面部２１ａが図２及び図５（ａ）に示すようにスピンドル３の後端部に対向する第１の位置に移動する。従って、この状態においては、スピンドル３は鋼球２５がチェンジシャフト２１の平面部２１ａに当接するまで軸方向に移動可能であるため、作業者が当該振動ドリル１を把持して先端工具７を不図示の被加工対象に押し付けると、その反力によってスピンドル３がスプリング１０の付勢力に抗して後退し、該スピンドル３に固定されたラチェット８の歯がハウジング２に固定されたラチェット９の歯に噛合する。従って、この状態でスピンドル３が回転すると、両ラチェット８−９の歯同士の干渉によってスピンドル３に回転と振動が同時に加えられるため、運転モードとして、先端工具７が回転しながら振動する振動ドリルモードが選択される。

次に、運転モードを振動ドリルモードからドリルモードに切り替えるには、ノブ２２を図５（ｂ）の矢印方向に移動させる。すると、該ノブ２２の脚部２２Ａに突設された円柱状突起２２ａの他方がチェンジシャフト２１の突起２１ｂの側面上を滑りながら該側面を押圧するため、チェンジシャフト２１がその軸心を中心として図示矢印方向（時計方向）に回動し、該チェンドシャフト２１に形成された平面部２１ａが図３及び図５（ｂ）に示すようにスピンドル３の後端部から退避する第２の位置に移動する。従って、この状態においては、図３に示すように鋼球２５はチェンジシャフト２１の外周面に当接し、スピンドル３は、その軸方向移動が規制されて前進限に軸方向位置が固定されるため、該スピンドル３に固定されたラチェット８の歯がハウジング２側のラチェット９の歯から離脱し、両歯の噛合が解除される。

上記状態ではスピンドル３は回転するのみで、これに振動が加えられないため、運転モードは、先端工具７が回転するのみのドリルモードに切り替えられる。

而して、本実施の形態に係るモード切替装置では、ノブ２２の脚部２２Ａに突設された２つの円柱状突起２２ａをチェンジシャフト２１の軸端面に形成された突起２１ｂの両側面に係合させ、ノブ２２の直線移動をチェンジシャフト２１の回動運動に直接変換するようにしたため、従来要していたレバー２３（図９参照）等の部品が不要となり、又、レバー２３等のチェンジシャフト２１への圧入作業も不要となる。この結果、モード切替装置の部品点数が削減されるとともに、組立性が高められてコストダウンが図られる。そして、ノブ２２の操作によってチェンジシャフト２１が回動して第１の位置と第２の位置に選択的に移動するため、モード切替装置本来の機能が損なわれることがない。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図６及び図７に基づいて説明する。

図６は本実施の形態に係るモード切替装置の斜視図、図７（ａ），（ｂ）は同モード切替装置によるモード切替操作を説明する一部破断平面図である。

本実施の形態に係るモード切替装置においては、図６及び図７に示すように、ノブ２２の脚部２２Ａの底面に、ピン状突起２２ｂがチェンジシャフト２１に向かって一体に突設されている。又、チェンジシャフト２１の一方の軸端面（図６において上面）には、径方向に長い長穴２１ｃが形成されており、この長穴２１ｃには、ノブ２２に突設された前記ピン状突起２２ｂが係合している。ここで、ノブ２２側のピン状突起２２ｂは、図７に示すように、チェンジシャフト２１側の長穴２１ｃの偏心位置（チェンジシャフト２１の回転中心から偏心した位置）において係合している。

而して、以上の構成を有するモード切替装置によって振動ドリル１の運転モードが次のように振動ドリルモード又はドリルモードに切り替えられる。

即ち、ノブ２２を図７（ａ）において矢印方向に移動させると、該ノブ２２の脚部２２Ａに突設されたピン状突起２２ｂがチェンジシャフト２１の長穴２１ｃ内を滑りながら該長穴２１ｃの側面を押圧するため、チェンジシャフト２１がその軸心を中心として図示矢印方向（反時計方向）に回動し、図示しないが、該チェンドシャフト２１に形成された平面部２１ａがスピンドル３の後端部に対向する第１の位置に移動し、前記と同様に、運転モードが振動ドリルモードに切り替えられる。

次に、運転モードを振動ドリルモードからドリルモードに切り替えるには、ノブ２２を図７（ｂ）の矢印方向に移動させる。すると、該ノブ２２の脚部２２Ａに突設されたピン状突起２２ｂがチェンジシャフト２１の長穴２１ｃ内を滑りながら該長穴２１ｃの側面を押圧するため、チェンジシャフト２１がその軸心を中心として図示矢印方向（時計方向）に回動し、該チェンドシャフト２１に形成された平面部２１ｂがスピンドルの後端部から退避する第２の位置に移動し、前記と同様に運転モードが振動ドリルモードからドリルモードに切り替えられる。

而して、本実施の形態に係るモード切替装置においても、ノブ２２の脚部２２Ａに突設されたピン状突起２２ｂをチェンジシャフト２１の軸端面に形成された長穴２１ｃに係合させ、ノブ２２の直線移動をチェンジシャフト２１の回動運動に直接変換するようにしたため、従来要していたレバー２３（図９参照）等の部品が不要となり、又、レバー２３のチェンジシャフト２１への圧入作業も不要となり、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

本発明に係る振動ドリルの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る振動ドリルの振動ドリルモード時の状態を示す部分側断面図である。 本発明の実施の形態１に係る備える振動ドリルのドリルモード時の状態を示す部分側断面図である。 本発明の実施の形態１に係るモード切替装置の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るモード切替装置によるモード切替操作を説明する一部破断平面図である。 本発明の実施の形態２に係るモード切替装置の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態２に係るモード切替装置によるモード切替操作を説明する一部破断平面図である。 従来のモード切替装置を備える振動ドリルの振動ドリルモード時の状態を示す部分側断面図である。 従来のモード切替装置の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は従来のモード切替装置によるモード切替操作を説明する一部破断平面図である。 従来のモード切替装置を備える振動ドリルの振動ドリルモード時の状態を示す部分側断面図である。 従来のモード切替装置を備えるドリルの振動ドリルモード時の状態を示す部分側断面図である。

符号の説明

１ 振動ドリル
２ ハウジング
３ スピンドル
４ ボールベアリング
５ 軸受部
６ ドリルチャック
７ 先端工具（ドリルビット）
８ ラチェット（第１のラチェット）
９ ラチェット（第２のラチェット）
１０ スプリング
１１，１２ 変速ギヤ
１３ モータ
１４ モータ出力軸
１５ ピニオン
１６ 冷却ファン
１７ 中間軸
１８〜２０ ギヤ
２１ チェンジシャフト
２１ａ チェンジシャフトの平面部
２１ｂ チェンジシャフトの突起（凸部）
２１ｃ チェンジシャフトの長穴（凹部）
２２ ノブ
２２Ａ ノブの脚部
２２ａ ノブの円柱状突起（凸部）
２２ｂ ノブのピン状突起（凸部）
２３ レバー
２４ 切替表示部材
２５ 鋼球
２６ 電気コード
２７ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
２８ 速度切替ダイヤル
２９ サブハンドル

Claims (3)

1. モータによって回転駆動されるスピンドルをハウジング内に前後方向に移動可能に設けるとともに、該スピンドルを、これに取り付けられた第１のラチェットがハウジングに固定された第２のラチェットから離間する方向に付勢するとともに、外周の一部に凹状の平面部が形成されたチェンジシャフトを前記スピンドルの後方に回動可能に設け、ノブの直線移動を前記チェンジシャフトの回動運動に変換して該チェンジシャフトをその平面部が前記スピンドルの後方に対向する第１の位置と同平面部が前記スピンドルの後方から退避する第２の位置との間で移動させ、前記第１の位置では前記スピンドルに回転と振動を与え、前記第２の位置では前記スピンドルに回転のみを与えるよう移動を選択的に取り得るよう構成して成る振動ドリルにおいて、
   前記ノブと前記チェンジシャフトの軸端面の少なくとも一方に凸部を形成し、該凸部を他方に設けられた凸部又は凹部に係合せしめ、両者の係合によってノブの直線移動をチェンジシャフトの回動運動に変換するようにしたことを特徴とする振動ドリル。
2. 前記チェンジシャフトの軸端面に直線状の突起を形成し、該突起を前記ノブの脚部に形成された２つの突起に係合させたことを特徴とする請求項１記載の振動ドリル。
3. 前記チェンジシャフトの軸端面に長穴を形成し、該長穴に、前記ノブの脚部に突設された突起を係合させたことを特徴とする請求項１記載の振動ドリル。

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