JPH0698579B2 - 振動ドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はビットを回転させると同時に軸方向に振動させ
る振動ドリルに関するものである。

［背景技術］ 振動ドリルは一般にコンクリートやモルタルに穿孔する
場合に用いられるが、これらの加工対象の材質に応じ
て、ドリルビットの回転数と、この回転数当たりの振動
数乃至振動振幅とを共に切り換えることができるように
しておくことが、穿孔速度の向上につながる。

しかるに、従来の振動ドリルは、その回転数の切り換え
はできても回転数当たりの振動数乃至振動振幅を切り換
えることができなかったために、加工対象の材質に応じ
て回転数を切り換えた時、かえって穿孔速度の低下を招
くことがあった。つまり、第10図に示すように、横軸に
振動数（回転数当たりの振動数）乃至振幅を、縦軸に穿
孔速度をとって、所定回転数の時の振動数乃至振幅変化
に伴なう穿孔速度の状態を見ると、所定回転数が高速で
ある時も低速である時も、振動数乃至振幅が大となるに
つれて穿孔速度も高くなるものの、振動数あるいは振幅
をあまり大きくすると、この振動を発生させるための負
荷が大きくなって実際の回転数が低下してしまうため
に、穿孔速度が低下してしまうものであり、ある回転数
で作動させる時には、振動数あるいは振幅に最適値が存
在しているものであり、上記従来例のように回転数のみ
を切り換える場合は、たとえば高速回転の時に穿孔速度
のピークとなるところに設定してあっても、低速回転と
した時には穿孔速度のピークとなっているところからず
れた状態となり、その回転数におけるところの最大穿孔
速度を発揮させることができないものであった。

［発明の目的］ 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは加工対象に応じて回転数を切り換え
ることができると同時に、常に良好な穿孔速度を発揮さ
せることができる振動ドリルを提供するにある。

［発明の開示］ しかして本発明は、軸方向移動が所定範囲内で自在であ
り且つモータの出力で回転駆動されるスピンドルを備え
るとともに、ドリルビットが連結される上記スピンドル
に軸方向振動を与える振動発生手段を備えている振動ド
リルにおいて、スピンドルの回転数を切り換える切換手
段と、この切換手段に連動してスピンドルの回転数当た
りの振動数もしくは振動振幅の少なくとも一方を切り換
える連動切換手段とを具備していることを要旨とし、回
転数を切り換えれば、その回転数に適した振動数乃至振
幅に同時に設定されるようにしたことに特徴を有するも
のである。

以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、ハウ
ジング１はその前端にビット９が装着されるチャック８
を有するもので、第１図に示すように、後端下部からは
グリップ16が延設されており、このグリップ16の下端に
は電池パック17が装着されている。11はスイッチハンド
ル、12は回転方向切換ハンドルである。

ハウジング１の後部内にその軸方向が前後方向とされた
状態で収納されているモータ２は、その出力軸20にピニ
オン21が取り付けられている。このピニオン21は、前後
両端が支持された中間軸23の一端のギア22と噛み合って
いる。また中間軸23は一対の歯数の異なるギア24,25を
備えている。そして、これらギア24,25に噛み合うギア2
6,27が駆動軸３に取り付けられている。モータ２や中間
軸23と平行に設置されて軸受40により軸まわりの回転が
自在とされている駆動軸３は、ギア26,27をその軸まわ
りに回転自在に支持しているものであり、キー28の移動
に伴ない、どちらかのギア26,27が駆動軸３と一体に回
転するように連結される。すなわち駆動軸３は、ギア24
とギア26、あるいはギア25とギア27とのいずれかの組み
合わせの噛み合いで、中間軸23の回転が伝達れるもので
あり、この回転伝達に寄与しないギア26もしくはギア27
は駆動軸３に対して空転状態となる。

さて、駆動軸３の先端には遊星機構４が設けられてい
る。この遊星機構４は、駆動軸３の先端部外面に歯を設
けることで形成された太陽ギア41と、ギアケース６の内
面に一体に形成された内歯車42と、この両者に噛み合う
複数個の遊星ギア43、そして各遊星ギア43を支持する軸
45を備えた遊星キャリア44とからなるもので、ここにお
ける遊星キャリア44は、前端にビット９の保持用のチャ
ック８が設けられているスピンドル５の後端に一体に形
成されている。

そして、スピンドル５に軸方向振動を与えるための振動
発生手段であるが、これはスピンドル５に圧入固定され
たカム62と、スピンドル５に遊嵌されてスピンドル５に
対する回転及び軸方向移動が自在とされているカム61と
から形成されている。これらのカム61,62は、その対向
面に滑り噛み合いを発生させる傾斜面を一面に備えた歯
が形成されているものである。そしてカム61はその背面
とギアケース６との間に設置されたばね63によって、カ
ム62との噛み合い方向に付勢されており、また周縁から
突設した突片65をギアケース６の内面に形成されている
軸方向に長い溝69に係合させることで、回転することが
ないようにされている。図中47はスピンドル５を回転自
在に且つ軸方向に移動自在に支持する軸受、48はスピン
ドル５に固着されて軸受47との間でスピンドル５の後退
可能範囲を制限しているリング、50は防塵ゴム、51はギ
アケース６先端面にビスで固定される座金、52は支持
板、80は第４図に示すようにギアケース６を貫通横断す
るように取り付けられることで軸受47の固定を行なう止
めピンであり、81はカム62の移動及びスピンドル５の軸
方向移動範囲を規制するための止め輪である。

ハウジング１の先端部には、ギアケース６の先端と座金
51との間で支持されて軸まわりの回転が自在とされてい
る切換ハンドル７が配設されている。この切換ハンドル
７は、ギアケース６の先端面と相対する内面が２つの環
状のカム面とされているもので、ギアケース６における
前記溝69に沿って摺動自在とされた切換板71の前端が内
周側のカム面に、また前後軸方向に摺動自在に配された
切換軸29の前端が外周側のカム面に当接している。切換
ハンドル７を回転させれば、外周側のカム面の起伏に応
じて切換軸29が前後に動き、前記キー28を移動させるこ
とから、回転数の切り換えがなされる。また内周側のカ
ム面の起伏に応じて前後に動く切換板71は、カム61の位
置を変えることで、両カム61,62の噛み合い量を制御す
る。尚、切換軸29の前方への移動は復帰ばね30によって
なされる。

そして、両カム61,62における歯であるが、これは第８
図に示すように、共に背の高い歯と背の低い歯とが交互
に形成されたものとなっており、上記切換板71によるカ
ム61の移動により、第８図に示す状態と、第９図に示す
ところの背の高い歯同士のみが噛み合い可能となる状態
とに切り換えられるものとなっている。

しかしてこの振動ドリルにおいては、モータ２出力によ
る駆動軸３の回転は、遊星機構４によって減速されてス
ピンドル５、そしてビット９を回転させるものであり、
またビット９を被穿孔面に押し当てることの反力によっ
て、対のカム61,62が互いに接触するようにすると、カ
ム62はスピンドル５とともに回転するのに対し、カム61
はギアケース６との係合で回転しないようにされている
ために、カム61とカム62との対向面における各傾斜面が
噛み合った状態から、カム62がその回転によってカム61
の傾斜面を乗り越えると、この直後にカム61がばね63に
よる付勢でカム62に打撃を与える。この結果、ビット９
には軸方向振動が伝達されるものであり、ビット９は回
転と軸方向振動とを同時に行なうわけであるが、本実施
例にあってはこの動作が２つの状態に切り換えられるよ
うになっている。

すなわち、切換ハンドル７の操作によって切換軸29及び
キー28を前方へと移動させ、第５図に示すようにギア25
とギア27との噛み合いによってスピンドル５に回転が伝
達されるようにした時、つまり回転数を低くした時に
は、切換板71は前進して第８図に示すように両カム61,6
2の噛み合い量を大きくしており、２回のうちの１回の
振幅は小さいものの、回転数当たりの振動数が多く且つ
振動振幅も大きい状態とする。

逆に第１図に示すように切換軸29が後方へ移動してギア
24及びギア26を通じてスピンドル５へと回転が伝達され
るように操作ハンドル７を操作した時には、スピンドル
５の回転は高速となるものであり、また切換板71も後方
へと押されるためにカム61の突片65を押圧することでカ
ム61をばね63に抗して後方へと押し、第９図に示すよう
に、カム61とカム62との噛み合い量を少なくするととも
に背の高い歯同士のみで噛み合いがなされるようにす
る。この結果、スピンドル５に与えられる軸方向振動
は、回転数当たりの振動数が少なく且つ振幅も小さいも
のとなる。第10図に示した両特性曲線の各ピークとなっ
ているところに、上記両状態を設定することによって、
加工対象の材質に応じて回転数を切り換えた場合でも、
夫々最高の穿孔速度を発揮するようにできるわけであ
る。

尚、上記実施例では、回転数の切り換えに伴なって、回
転数当たりの振動数と振動振幅の両者が共に切り換えら
れるものを示したが、振動数のみ、あるいは振幅のみが
切り換えられるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、回転数を切り換えると
回転数当たりの振動数乃至振幅も同時に切り換えられる
ものであって、常に良好な穿孔速度を得られるものであ
り、またこのために穿孔速度をあげようとして必要以上
に加工対象物に強く押し付けるというような事態を招く
ことがなくなり、使用者の負担が軽減れるものである。

【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図は同上の拡
大縦断面図、第３図及び第４図は同上の横断面図、第５
図は同上の低速回転時の縦断面図、第６図及び第７図は
切換ハンドルのカム面の展開断面図であって実線は高速
回転時、鎖線は低速回転時を示しており、第８図及び第
９図は夫々低速回転時及び高速回転時のカムの展開断面
図、第10図は穿孔速度と回転数と振動数乃至振幅との相
関を示す特性図であり、５はスピンドル、７は切換ハン
ドル、９はビット、24,25、26,27は変速用のギア、29は
切換軸、61,62はカム、63はばね、71は切換板を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向移動が所定範囲内で自在であり且つ
   モータの出力で回転駆動されるスピンドルを備えるとと
   もに、ドリルビットが連結される上記スピンドルに軸方
   向振動を与える振動発生手段を備えている振動ドリルに
   おいて、スピンドルの回転数を切り換える切換手段と、
   この切換手段に連動してスピンドルの回転数当たりの振
   動数もしくは振動振幅の少なくとも一方を切り換える連
   動切換手段とを具備していることを特徴とする振動ドリ
   ル。
2. 【請求項２】振動発生手段はスピンドルに固定された第
   １カムと、この第１カムに向けてばね付勢されるととも
   にスピンドルに遊嵌された第２カムとからなる滑り噛み
   合い機構で構成され、両カムの対向面に形成された歯は
   その高さの異なる２種が交互に形成されたものとなって
   おり、連動切換手段は第２カムの第１カム側への移動量
   の制限により両カムの噛み合い量の制御を行うものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の振動ド
   リル。