JP2014004644A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】打撃動作不良を防止することが可能な打撃工具を提供する。
【解決手段】ハンマドリル１は、モータ２１の回転駆動力により、シリンダ３１内をシリンダ３１の軸方向に沿って往復動可能に設けられたピストン３４と、ピストン３４の往復動に追従してシリンダ３１内をシリンダ３１の軸方向に沿って往復動可能に設けられ、該ピストン３４及びシリンダ３１と共に第１空気室３７を画成する中間ピストン３５と、中間ピストン３５の往復動に追従してシリンダ３１内をシリンダ３１の軸方向に沿って往復動可能に設けられ、中間ピストン３５及びシリンダ３１と共に第２空気室３８を画成する打撃子と、を備えている。中間ピストン３５は、第２呼吸孔３１ｂが開放された状態において、ピストン３４の往復動に追従して往復動せず、第２呼吸孔３１ｂが閉塞された状態において、ピストン３４の往復動に追従して往復動するよう構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気ハンマやハンマドリル等の打撃工具に関し、特に先端工具に打撃力を付与する打撃工具に関する。

従来より、モータの回転駆動力によりピストンをシリンダ内において往復動させ、ピストンの往復動に追従して打撃子を往復動させて中間子に打撃を加え、先端工具により被削材を破砕する打撃工具が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許第４５５６１８０号公報

しかし、上記の打撃工具では、ピストンが往復動しているにもかかわらず、打撃子がピストンに追従して往復動せず、先端工具が打撃動作を行わない打撃動作不良が発生することがあった。

そこで、本発明は、上記した従来技術の問題を解消し、打撃動作不良を防止する打撃工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに収容され、回転駆動力を発生するモータと、前記ハウジングに収容され、開閉可能な呼吸孔が形成されたシリンダと、該モータの回転駆動力により、該シリンダ内を該シリンダの軸方向に沿って往復動可能に設けられた第１ピストンと、該第１ピストンの往復動に追従して該シリンダ内を該シリンダの軸方向に沿って往復動可能に設けられ、該第１ピストン及び該シリンダと共に第１空気室を画成する第２ピストンと、該第２ピストンの往復動に追従して該シリンダ内を該シリンダの軸方向に沿って往復動可能に設けられ、該第２ピストン及び該シリンダと共に第２空気室を画成する打撃子と、を備え、該呼吸孔は、該第２ピストンが該シリンダに対して所定の位置にある状態において、該第２ピストンよりも該第１ピストン側に形成され、該第２ピストンは、該呼吸孔が開放された状態において、該第１ピストンの往復動に追従して往復動せず、該呼吸孔が閉塞された状態において、該第１ピストンの往復動に追従して往復動するよう構成されている打撃工具を提供している。

かかる構成によれば、第２ピストンは、呼吸孔が開放された状態において、第１ピストンの往復動に追従して往復動せず、呼吸孔が閉塞された状態において、第１ピストンの往復動に追従して往復動するよう構成されているので、第１ピストンの往復動に対して打撃子を確実に往復動させることができ、打撃動作不良を防止することができる。

ここで、該シリンダは、該第２ピストンの該打撃子側への移動を規制する移動規制部を備え、該第２ピストンは、該移動規制部材に当接した状態から該第１ピストンへ向かって移動し往復動するように構成され、該所定の位置は、該第２ピストンが該移動規制部に当接する位置であることが望ましい。

かかる構成によれば、第２ピストンを第１ピストンに対する適正な位置で停止させ、当該停止状態から往復動させることができる。よって、第２ピストンを第１ピストンの往復動に追従して確実に往復動させることができ、打撃動作不良を防止することができる。

また、該第１ピストンは、該シリンダ内で上死点と下死点間を往復動可能に設けられ、上死点側から下死点側への移動によって先端工具に打撃力が付加されるように構成され、該第１ピストンが下死点に位置し該第２ピストンが該所定の位置に位置する時の該第１空気室の該シリンダの軸方向の長さは、該第２ピストンが該所定の位置に位置し該打撃子が打撃初期位置に位置する時の該第２空気室の該シリンダ軸方向の長さよりも短く構成されていることが望ましい。

かかる構成によれば、第２ピストンを第１ピストンの往復動に対し容易に追従させることができる。

また、該第２ピストンは、該打撃子よりも軽量であることが望ましい。

かかる構成によれば、第２ピストンを第１ピストンの往復動に対し容易に追従させることができる。

また、該打撃子の往復動により駆動され、被加工材に対し打撃を加えるように構成された先端工具と、該シリンダの外周を該シリンダの軸方向に沿って移動可能に設けられたスライドスリーブと、を更に備え、該スライドスリーブは、該先端工具を該被加工材に押し付けることにより、該打撃子側から該第１ピストン側に向かって移動するように構成され、該スライドスリーブの移動により該呼吸孔は開閉されることが望ましい。

本発明によれば、打撃動作不良を防止することが可能な打撃工具を提供することができる。

本発明の実施の形態による打撃工具全体を示す全体斜視図。 本発明の実施の形態による打撃工具において、先端工具を被削材に押し当てた状態を示す断面図。 本発明の実施の形態による打撃工具において、シリンダの一部の拡大断面図。 本発明の実施の形態による打撃工具における無負荷時の状態を示す断面図。 本発明の実施の形態による打撃工具における打撃動作状態を示す断面図。 本発明の実施の形態による打撃工具における打撃動作状態を示す断面図。

本発明の実施の形態による打撃工具について、図１〜図６に基づき説明する。図１は代表的な打撃工具である電気ハンマ１の全体を示す斜視図であり、ハンドル部１０とモータハウジング２０と外枠部材３０とによりケーシングが構成される。外枠部材３０の反ハンドル部１０側には、先端工具５０を着脱可能に保持する工具保持部６０が配置されている。また、工具保持部６０近傍の外枠部材３０には、サイドハンドル４０が設けられている。以下の説明において、先端工具５０が設けられた側を前側とし、ハンドル部１０側を後側とし、モータハウジング２０の延出方向を下側とし、逆を上側として以下説明する。

ハンドル部１０には電源ケーブル１１が取付けられると共に、使用者により操作可能なトリガ１２が取付けられている。電源ケーブル１１を外部電源（図示せず）に接続し、トリガ１２を操作することにより、電源供給の接続と遮断とが切換えられる。

モータハウジング２０は、ハンドル部１０の前方に設けられている。ハンドル部１０とモータハウジング２０は別体構造であるが、プラスチックで一体成型として作ることも可能である。外枠部材３０はモータハウジング２０の上部かつ前方に位置している。

図２に示されるように、モータハウジング２０内にはモータ２１が収納されている。モータ２１は、モータピニオン軸２２を備え、回転駆動力を出力する。モータピニオン軸２２の上端にはピニオン２２Ａが設けられている。ピニオン２２Ａの後側には、クランクシャフト２３がモータピニオン軸２２と平行に延びている。クランクシャフト２３は、その軸心を中心に回転可能に軸受を介してモータハウジング２０に支承されている。クランクシャフト２３の下部にはピニオン２２Ａと噛合するギヤ２４が同軸的に固定されている。

クランクシャフト２３の上端部には、モータ２２の回転運動を往復運動に変換する運動変換機構２５が設けられている。運動変換機構２５は、クランクウェイト２５Ａ、クランクピン２５Ｂ、及びコンロッド２５Ｃを有している。クランクウェイト２５Ａは、クランクシャフト２３の上端に固定されている。クランクピン２５Ｂは、クランクウェイト２５Ａの端部に固定されている。コンロッド２５Ｃの後端には、クランクピン２５Ｂが挿入されている。

外枠部材３０内には、モータピニオン軸２２と直交する方向に延びるシリンダ３１が設けられている。シリンダ３１は、その軸心が前後方向に延びる略円筒形状であって、第１呼吸孔３１ａ及び第２呼吸孔３１ｂがそれぞれ複数形成されている。呼吸孔である第２呼吸孔３１ｂは第１呼吸孔３１ａよりも後側に形成されている。更に、シリンダ３１には、第１調整用孔３１ｃ及び第２調整用孔３１ｄが形成されている。第１、第２調整用孔３１ｃ、３１ｄは、打撃動作に影響を及ぼさない大きさであるが、使用後にシリンダ３１内外の空気の流通を許容する程度の大きさである。また、図３に示すように、シリンダ３１には、段差部３１Ｅが設けられており、段差部３１Ｅより前側のシリンダ３１の内径は、後側のシリンダ３１の内径より僅かに小さく構成されている。また、シリンダ３１は、外枠部材３０に当接するフランジ部３１Ｆを有し、フランジ部３１Ｆが外枠部材３０に当接することによりシリンダ３１の後側への移動が規制される。

シリンダ３１の前端は、シリンダホルダ３２により把持され、シリンダ３１の前方向への移動が規制されている。シリンダホルダ３２は、樹脂製のモールド成形品であり、シリンダ３１の円周方向に沿って等間隔に設けられた３本の脚部３２Ａ（図では１本のみ図示）を有し、脚部３２Ａの先端は、外枠部材３０に当接している。シリンダ３１の前方には、工具保持部６０が設けられ、先端工具５０が着脱可能に取付けられている。

シリンダ３１の外周には、前後方向に摺動可能なスライドスリーブ３３が設けられている。スライドスリーブ３３は、その移動によって複数の第２呼吸孔３１ｂを開閉可能に設けられている。スライドスリーブ３３は、バネ３３Ａにより前方向へ付勢されている。バネ３３Ａの後端は、シリンダ３１の後端に設けられたフランジ部３１Ｆに位置し、フランジ部３１Ｆの外径は、スライドスリーブ３３の後述の後端部３３Ｂの外径よりも大きく構成されている。スライドスリーブ３３は、後端部３３Ｂ、中間部３３Ｃ、前端部３３Ｄを備えている。後端部３３Ｂは第２呼吸孔４１ｂを開閉可能である。中間部３３Ｃは、第１呼吸孔３１ａに対向し、シリンダ３１との間に隙間を有し、第１呼吸孔３１ａを閉塞しないように構成されている。前端部３３Ｃは、その外径が後端部３３Ｂ及び中間部３３Ｃの外径よりも大きく構成され、当該外径の違いにより形成される段差部にバネ３３Ａの前端が当接し、スライドスリーブ３３は常に前方向へ付勢される。

シリンダ３１内部には、その内周を摺動可能に第１ピストンであるピストン３４が設けられている。ピストン３４は、ピストンピン３４Ａを有し、コンロッド２５Ｃの先端には、ピストンピン３４Ａが挿入されている。ピストン３４は、運動変換機構２５によって、上死点（最も後側）と下死点（最も前側）との間を往復動するように構成されている。なお、図２に示す状態において、ピストン３４は下死点に位置している。

シリンダ３１内におけるピストン３４の前側には、第２ピストンである中間ピストン３５が、シリンダ３１の内周を前後方向に摺動可能に設けられている。中間ピストン３５は、段差部３１Ｅよりも後側に位置し、中間ピストン３５の外径は段差部３１Ｅより前側のシリンダ３１の内径よりも僅かに大きく構成されている。よって、中間ピストン３５は、段差部３１Ｅにより、段差部３１Ｅよりも前側への移動が規制される。なお、中間ピストン３５が段差部３１Ｅに当接する位置（図２、図４に示す位置）が、第２ピストンである中間ピスト３５の所定の位置に対応する。そして、呼吸孔である第２呼吸孔３１ｂは、中間ピストン３５がシリンダ３１に対して所定の位置にある状態において、中間ピストン３５よりもピストン３４側に形成されている。

シリンダ３１内における中間ピストン３５の前側には、打撃子３６がシリンダ３１内周を前後方向に摺動可能に配置されている。打撃子３６の外周面は、摺動移動によって上述した第一呼吸孔３１ａを選択的に開閉する。ピストン３４と中間ピストン３５とシリンダ３１とによって囲まれた空間が第１空気室３７となり、中間ピストン３５と打撃子３６とシリンダ３１とによって囲まれた空間が第２空気室３８となる。また、中間ピストン３５は、打撃子３６よりも軽量に構成されている。

打撃子３６の前方には、中間子３９が前後方向に往復動可能に配置されている。中間子３９の後端部は打撃子３６と当接可能であり、打撃子３６によって中間子３９に打撃力が伝えられる。中間子３９の前端部は先端工具５０の後部と当接可能であり、中間子３９の先端部から先端工具５０に打撃力が伝達される。

中間子４６の後端側の外周には、緩衝部材４０及び緩衝部材ホルダ４１が設けられている。また、中間子３９の後端側の外周には、緩衝部材４０と係合するハンマホルダ４２が設けられている。ハンマホルダ４２は、シリンダ３１の径方向の外側において後側へ向かって延び、シリンダ３１の円周方向に沿って等間隔に設けられた３本の脚部４２Ａ（図では１本のみ図示）を有し、脚部４２Ａの後端部は、スライドスリーブ３３に当接している。また、ハンマホルダ４２は、シリンダホルダ３２の３本の脚部３２Ａ及び外枠部材３０の内周に沿って摺動移動可能に設けられており、スライドスリーブ３３を介して、バネ３３Ａにより常に前方に付勢されている。

また、中間子３９は、緩衝部材４０、緩衝部材ホルダ４１、ハンマホルダ４２、スライドスリーブ３３を介して、バネ３３Ａにより常に前方に付勢されている。換言すれば、中間子３９が後方へ移動すると、緩衝部材４０、緩衝部材ホルダ４１、ハンマホルダ４２及びスライドスリーブ３３は、バネ３３Ａの付勢力に抗して後方へ移動する。

次に、第１の実施の形態による電気ハンマ１の動作について説明する。図４に示す電気ハンマ１の無負荷状態において、ハンドル部１０を手で把持して、トリガ１２を引き、電動モータ２１に電力を供給し回転駆動させる。この回転駆動力は、ピニオン２２Ａ及びギヤ２４を介してクランクシャフト２３に伝達される。クランクシャフト２３の回転は、運動変換機構２５（クランクウェイト２５Ａ、クランクピン２５Ｂ、及びコンロッド２５Ｃ）によって、シリンダ３１内におけるピストン３４の往復運動に変換される。

図４に示す電気ハンマ１の状態は無負荷状態であるので、バネ３３Ａの付勢力により、スライドスリーブ３３、ハンマホルダ４２、及び中間子３９は、最も前方に位置し、ハンマホルダ４２はシリンダホルダ３２の後端部から離間している。また、図４に示す電気ハンマ１の状態において、スライドスリーブ３３の後端部３３Ｂは、第２呼吸孔３１ｂよりも前方に位置しているので、第２呼吸孔３１ｂは閉じられておらず、第１空気室３７は密閉されていない。よって、ピストン３４が往復動しても、第１空気室３７内の圧力変動は生じず、空気ばねの作用が発生しないため中間ピストン３５はピストン３４の往復動に追従して往復動しない。従って、先端工具５０に打撃力は付与されない。

次に、先端工具５０を図示せぬ被削材に押し当てる。これにより、先端工具５０及び中間子３９は後端側へ押され、ハンマホルダ４２の３本の脚部４２Ａは、スライドスリーブ３３をバネ３３Ａの付勢力に抗して後端側へ押す。スライドスリーブ３３の後退によって、後端部３３Ｂにより第２呼吸孔３１ｂは閉じられ、図２に示すように第１空気室３７は密閉空間となる。また、中間子３９の後側への移動によって、打撃子３６も後側へ移動し、打撃子３６により第１呼吸孔３１ａは閉じられ、第１空気室３７と同様に第２空気室３８は密閉空間となる。

また、図２に示すように、先端工具５０を図示せぬ被削材に押し当てた時には、ハンマホルダ４２がシリンダホルダ３２の後端部に当接するまで、中間子３９は後端側へ移動する。そして、ハンマホルダ４２がシリンダホルダ３２の後端部に当接した状態における打撃子３６の位置が打撃子３６の打撃初期位置に対応し、図２に示す状態において、第１空気室３７の前後方向の長さ（下死点に位置するピストン３４と所定の位置に位置する中間ピストン３５との距離）は、第２空気室３８の前後方向の長さ（所定の位置に位置する中間ピストン３５と打撃初期位置に位置する打撃子３６との距離）よりも短くなるように構成されている。

この状態において、図５、６に示すようにピストン３４が往復動すると、第１空気室３７で圧力変動が生じて、第１空気室３７内の空気ばねの作用により、中間ピストン３５がピストン３４の往復動に追従して往復動を開始する。中間ピストン３５が往復動を開始すると、第２空気室３８で圧力変動が生じて、第２空気室３８内の空気ばねの作用により、打撃子３６が中間ピストン３５の往復動に追従して往復動を開始する。打撃子３６の往復動することによって、打撃子３６が中間子３９に衝突し、先端工具５０に打撃力が伝達される。これにより、被削材が破砕される。また、中間ピストン３５が、往復動作時に前側に移動したときには、段差部３１Ｃに当接し、段差部３１Ｃよりも打撃子３６側への移動が規制される。そして、中間ピストン３５は、段差部３１Ｃにより移動が規制され一旦停止した状態からピストン３４の往復動に追従して往復動するように動作する。換言すれば、中間ピストン３５は、段差部３１Ｃによりピストン３４に対して所望の位置関係になるように構成されている。

上記のように、中間ピストン３５は、第２呼吸孔３１ｂが開放された状態において、ピストン３４の往復動に追従して往復動せず、第２呼吸孔３１ｂが閉塞された状態において、ピストン３４の往復動に追従して往復動するように構成されている。そして、中間ピストン３５の往復動に追従して打撃子３６が往復動する。よって、ピストン３４の往復動に追従して中間ピストン３５が往復動し、中間ピストン３５の往復動に追従して打撃子３６が往復動する。このように、ピストン３４と打撃子３６との間に中間ピストン３５を介在させて、ピストン３４の往復動に追従して中間ピストン３５を往復動させ、中間ピストン３５の往復動に追従して打撃子３６を往復動させるので、ピストン３４の往復動に対して打撃子３６を確実に往復動させることができ、打撃動作不良を防止することができる。

また、図５はピストン３４が下死点から上死点へ移動する途中の状態を示し、図６はピストン３４が上死点から下死点へ移動する途中の状態を示し第１空気室３７が最大に圧縮された状態を示している。そして、シリンダ３１は、中間ピストン３５により分けられた第１空気室３７と第２空気室３８とを有するので、図６に示す状態において、第１空気室３７及び第２空気室３８を足したエアクッションが打撃子３６に作用するため、ピストン３４に作用する最大反力は大幅に低減される。よって、モータ２１の回転数が低下するのを防止することができる。

また、中間ピストン３５は、段差部３１Ｃにより移動が規制され一旦停止した状態からピストン３４の往復動に追従して往復動するように構成されている。これにより、中間ピストン３５をピストン３４に対する適正な位置で停止させ、当該停止状態から往復動させることができる。よって、中間ピストン３５をピストン３４の往復動に追従して確実に往復動させることができ、打撃動作不良を防止することができる。

また、図２に示す状態において、第１空気室３７の前後方向の長さは、第２空気室３８の前後方向の長さよりも短くなるように構成されている。これにより、中間ピストン３５をピストン３４の往復動に対し容易に追従させることができる。

また、中間ピストン３５は、打撃子３６よりも軽量に構成されている。これにより、中間ピストン３５をピストン３４の往復動に対し容易に追従させることができる。

また、先端工具５０を図示せぬ被削材に押し当てることにより、スライドスリーブ３３が後退し、後端部３３Ｂにより第２呼吸孔３１ｂは閉じられ第１空気室３７は密閉空間となる。このように、先端工具５０の押し当て動作に伴って、第２呼吸孔３１ｂを閉じて第１空気室３７を密閉することができる。

なお、本発明による打撃工具は上述した実施の形態に限定されず特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲で種々の変更が可能である。例えば、実施の形態において打撃工具は電気ハンマであったが、ハンマドリルであっても良い。また、段差部３１Ｃにより、中間ピストン３５の前側への移動を規制したが、突起部であっても良い。

１：ハンマドリル、 １０：ハンドル部、 ２０：モータハウジング、 ２１：モータ、 ３０：外枠部材、 ３１：シリンダ、 ３１ａ：第１呼吸孔、 ３１ｂ：第２呼吸孔、 ３１Ｅ：段差部、 ３３：スライドスリーブ、 ３４：ピストン、 ３５：中間ピストン、 ３６：打撃子、 ３７：第１空気室、３８：第２空気室、 ３９：中間子、 ４１：スライドスリーブ、 ５０：先端工具

Claims (5)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容され、回転駆動力を発生するモータと、
   前記ハウジングに収容され、開閉可能な呼吸孔が形成されたシリンダと、
   該モータの回転駆動力により、該シリンダ内を該シリンダの軸方向に沿って往復動可能に設けられた第１ピストンと、
   該第１ピストンの往復動に追従して該シリンダ内を該シリンダの軸方向に沿って往復動可能に設けられ、該第１ピストン及び該シリンダと共に第１空気室を画成する第２ピストンと、
   該第２ピストンの往復動に追従して該シリンダ内を該シリンダの軸方向に沿って往復動可能に設けられ、該第２ピストン及び該シリンダと共に第２空気室を画成する打撃子と、を備え、
   該呼吸孔は、該第２ピストンが該シリンダに対して所定の位置にある状態において、該第２ピストンよりも該第１ピストン側に形成され、
   該第２ピストンは、該呼吸孔が開放された状態において、該第１ピストンの往復動に追従して往復動せず、該呼吸孔が閉塞された状態において、該第１ピストンの往復動に追従して往復動するよう構成されていることを特徴とする打撃工具。
2. 該シリンダは、該第２ピストンの該打撃子側への移動を規制する移動規制部を備え、
   該第２ピストンは、該移動規制部材に当接した状態から該第１ピストンへ向かって移動し往復動するように構成され、
   該所定の位置は、該第２ピストンが該移動規制部に当接する位置であることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
3. 該第１ピストンは、該シリンダ内で上死点と下死点間を往復動可能に設けられ、上死点側から下死点側への移動によって先端工具に打撃力が付加されるように構成され、
   該第１ピストンが下死点に位置し該第２ピストンが該所定の位置に位置する時の該第１空気室の該シリンダの軸方向の長さは、該第２ピストンが該所定の位置に位置し該打撃子が打撃初期位置に位置する時の該第２空気室の該シリンダ軸方向の長さよりも短く構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の打撃工具。
4. 該第２ピストンは、該打撃子よりも軽量であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の打撃工具。
5. 該打撃子の往復動により駆動され、被加工材に対し打撃を加えるように構成された先端工具と、
   該シリンダの外周を該シリンダの軸方向に沿って移動可能に設けられたスライドスリーブと、を更に備え、
   該スライドスリーブは、該先端工具を該被加工材に押し付けることにより、該打撃子側から該第１ピストン側に向かって移動するように構成され、該スライドスリーブの移動により該呼吸孔は開閉されることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。

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