JP2010052118A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 揺動機構によって工具ビットを長軸方向に直線状に駆動する打撃工具において、当該打撃工具の低振動化に資する技術を提供する。
【解決手段】 打撃工具であって、モータ１１１と、モータ１１１の回転動作によって工具ビット１１９の長軸方向に揺動する揺動部材１２９と、揺動部材１２９に連結され、当該揺動部材１２９の揺動運動によって直線状に往復駆動される駆動子１４１と、有底筒状に形成されるとともに、駆動子１４１を摺動自在に収容し、かつ当該駆動子１４１との間で形成される空気室１４３ａを有し、駆動子１４１の往復動作によって当該空気室１４３ａ内の圧力が変動されるよう構成されたシリンダ部材１４３と、を有し、シリンダ部材１４３は、空気室１４３ａの圧力変動により工具ビット１１９の長軸方向に直線運動し、これにより工具ビット１１９を駆動する打撃子１４１として機能する構成とされていることを特徴とする打撃工具。
【選択図】 図２

Description

本発明は、揺動動作を行う揺動機構によって工具ビットを長軸方向に直線状に駆動する打撃工具に関する。

揺動リングが揺動する揺動機構（スワッシュ機構）を用いてハンマビットを駆動する形式の電動ハンマドリルは、例えば特開２００８−１２６３７８号公報（特許文献１）に開示されている。上記公報に記載のハンマドリルは、モータによって駆動され、ハンマビットの長軸方向に揺動運動する揺動部材としての揺動リングと、当該揺動リングの揺動運動によって直線状に往復駆動される筒状ピストン（ピストンシリンダ）と、筒状ピストン内に収容される打撃子としてのストライカとを有し、そしてストライカが筒状ピストンとの間で形成される空気室の圧力変動によりハンマビットの長軸方向に直線運動し、これによりハンマビットを駆動する構成である。

揺動リングの揺動運動によって筒状ピストンを駆動する方式の場合、質量（重量）の大きい筒状ピストンを駆動することから、当該筒状ピストンが往復運動する際に大きい振動が生じており、この点でなお改良の余地がある。
特開２００８−１２６３７８号公報

本発明は、揺動機構によって工具ビットを長軸方向に直線状に駆動する打撃工具において、当該打撃工具の低振動化に資する技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係る打撃工具の好ましい形態は、工具ビットを少なくとも長軸方向に直線運動させてハンマ作業を行なう打撃工具において、モータと、モータの回転動作によって工具ビットの長軸方向に揺動する揺動部材と、揺動部材に連結され、当該揺動部材の揺動運動によって直線状に往復駆動される駆動子と、有底筒状に形成されるとともに、駆動子を摺動自在に収容し、かつ当該駆動子との間で形成される空気室を有し、駆動子の往復動作によって当該空気室内の圧力が変動されるよう構成されたシリンダ部材と、を有する。そしてシリンダ部材は、空気室の圧力変動により工具ビットの長軸方向に直線運動し、これにより工具ビットを駆動する打撃子として機能するよう構成される。

本発明に係る打撃工具の好ましい形態によれば、有底筒状のシリンダ部材によって構成される打撃子によって工具ビットを打撃する構成であり、そして当該シリンダ部材内に収容された駆動子を揺動部材によって駆動する構成である。このため、揺動部材によって駆動される駆動子を筒状部材によって形成し、当該筒状部材内に工具ビットを打撃する打撃子（ストライカ）を収容する構成の従来に比べて、駆動子の質量（重量）を低減することが可能となる。すなわち、本発明によれば、揺動部材によって駆動される往復運動部分を軽量化し、打撃工具の振動の低減化を図ることができる。一方、駆動子を収容するシリンダ部材は、構造的に長軸方向に所定の長さ寸法を有する部材である。このため、重量を必要とする打撃子としてシリンダ部材を用いることは、物理的に合理的な構成である。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、駆動子は樹脂製である。空気室の圧力変動によって打撃子としてのシリンダ部材を駆動する打撃工具の場合、空気室内のエアの圧縮により生じた熱の放熱が必要とされる。本発明では、空気室の壁面の大部分がシリンダ部材によって構成されるので、当該シリンダ部材を鉄製とすることで空気室の熱を容易に放熱することが可能となり、このことから、駆動子については、放熱性に関して特に考慮する必要が無くなる。すなわち、本発明によれば、駆動子の樹脂化が可能とされ、より一層の軽量化が図られるとともに、コストダウンが実現される。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、駆動子のシリンダ部材に対する摺動性を確保するための摺動ガイドを有し、当該摺動ガイドは、揺動部材と駆動子の連結中心よりも当該駆動子の反対側に設けられている。本発明における「摺動ガイド」は、典型的には駆動子と共に移動するスライダと、当該スライダの摺動動作を案内する固定側部材に形成されたスライドガイド部とによって構成される。
揺動運動する揺動部材は、工具ビットの長軸方向成分以外の方向成分を有する。このため、揺動部材によって駆動される駆動子がシリンダ部材内を長軸方向に往復運動する際、長軸方向以外の成分でこじり易いという問題がある。この問題に対処するには、駆動子の摺動面を摺動方向に長くするのが有効であるが、そのときは駆動子が長くなることに伴いシリンダ部材の長さが長くなり過ぎてしまうことになる。本発明によれば、駆動子の摺動ガイドを別途に設定する構成のため、駆動子の摺動動作の安定化を合理的に実現することができる。なお、摺動ガイドの構成部材であるスライダを駆動子と一体に設ける構成を採用することが可能であり、そのときは部品点数が増加しなくて済む。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、摺動ガイドは、揺動部材を挟んで駆動子と対向状に配置されている。かかる構成は、構造的に駆動子のシリンダ部材に対する安定した摺動性を確保する上で有効となる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、揺動部材の揺動運動によって圧力が変動する第２の空気室と、ウェイト及び当該ウェイトに付勢力を作用させる弾性要素を有する動吸振器と、を更に有し、弾性要素による付勢力が作用した状態のウェイトを、第２の空気室の圧力変動によって強制的に加振する構成とされる。そして摺動ガイドは、駆動子と共に移動するスライダを有し、当該スライダは、第２の空気室内に少なくとも周面が接触した状態で摺動自在に収容され、第２の空気室内の圧力を変動させる駆動部材としても機能する構成とした。

本発明によれば、揺動部材の揺動運動によって圧力が変動する第２の空気室を設け、当該第２の空気室の圧力変動によって動吸振器のウェイトを強制的に加振する構成である。このようにエアの圧力変動を利用してウェイトを加振する構成としたことで、機械式の加振機構に比較して機械部品を減少できる。また、エアの圧力変動によるエア加振方式としたことにより、第２の空気室と動吸振器とを通路によって接続する構造を採用できることから、第２の空気室の設置場所関する制約が少ない。このため、揺動部材の周辺に存在する空きスペースを利用して第２の空気室を容易に形成することができる。すなわち、本発明によれば、空きスペースを利用しての合理的なエア加振機構の構築が実現される。また、本発明では、駆動子の摺動性を確保する摺動ガイドの構成部材であるスライダが第２の空気室内の圧力を変動させる駆動部材としても機能する構成、すなわちスライダが駆動部材を兼用する構成であり、設置スペースの合理化を図ることができる。

本発明によれば、揺動機構によって工具ビットを長軸方向に直線状に駆動する打撃工具において、当該打撃工具の低振動化に資する技術が提供されることとなった。

（発明の第１の実施形態）
以下、本発明に係る打撃工具の具体的な第１の実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、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はハンマドリル１０１の全体構成を示す側断面図である。また図２はハンマドリル１０１の主要部を示す拡大断面図である。

本実施形態のハンマドリル１０１は、図１に示すように、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３、当該本体部１０３のうちハンマドリル１０１の長軸方向に関する一端部（図１中左側）にツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられた長尺状のハンマビット１１９を主体として構成される。本体部１０３は工具本体を構成する部材として備えられる。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７に対し、その長軸方向（本体部１０３の長軸方向）への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される部材として構成される。ハンマビット１１９は、本発明における「工具ビット」に対応する。

本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、運動変換部１１３、動力伝達部１１４及び打撃要素１１５を収容したギアハウジング１０７と、本体部１０３のうちハンマドリル１０１の長軸方向に関する他端部（図１中右側）に連接された作業者が握るハンドグリップ１０９とによって構成されている。駆動モータ１１１は、ハンドグリップ１０９に配置されたトリガ１０９ａの作業者による引き操作によって通電駆動される。なお本実施の形態では、説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前あるいは工具前端側といい、ハンドグリップ１０９側を後あるいは工具後端側という。

図２に運動変換部１１３、動力伝達部１１４及び打撃要素１１５が拡大断面図として示される。運動変換部１１３は、駆動モータ１１１の回転出力を、直線運動に適宜変換した上で打撃要素１１５に伝達する機能を果たす。これにより当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の長軸方向（図２における左右方向）への打撃力（衝撃力）が発生する。運動変換部１１３は、具体的には、駆動ギア１２１、被動ギア１２３、被動軸１２５、回転体１２７、揺動リング１２９及びピストン１４１を主体として構成される。

駆動ギア１２１は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在する駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａに連結され、駆動モータ１１１の通電駆動によって回転駆動される駆動ギアとして構成される。被動ギア１２３は、駆動ギア１２１に噛み合い係合し、当該被動ギア１２３に被動軸１２５が取り付けられている。従って、被動軸１２５は、駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａに連結されて回転駆動される。駆動モータ１１１は、本発明における「モータ」に対応する。

回転体１２７は、これら被動ギア１２３及び被動軸１２５を介して一体回転する回転体として構成される。被動軸１２５に取り付けられた回転体１２７の外周面が被動軸１２５の軸線に対し所定の傾斜角度で傾斜状に形成されている。揺動リング１２９は、回転体１２７の傾斜外周面に軸受１２６を介して相対回転可能に取り付けられ、当該回転体１２７の回転動作に伴ってハンマビット１１９の長軸方向に揺動される揺動部材として構成される。揺動リング１２９は、本発明における「揺動部材」に対応する。揺動リング１２９は、ハンマビット１１９の長軸方向と交差する方向の上方（放射方向）に一体に突設された揺動ロッド１２８を有し、当該揺動ロッド１２８がピストン１４１と球体（鋼球）１２４を介して全方位に相対回動自在に連結されている。

ピストン１４１は、揺動リング１２９の揺動によって有底筒状のハンマ１４３内をハンマビット長軸方向に直線状に往復駆動され、打撃要素１１５を駆動する駆動子としての機能を有する。ピストン１４１は、本発明における「駆動子」に対応する。なお、本実施の形態では、駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａ、被動軸１２５及びピストン１４１は、いずれもハンマビット１１９の長軸方向に延在するとともに、互いに平行に配置されている。また、本実施の形態では、駆動モータ１１１のモータ出力軸１１１ａの下方に被動軸１２５が配置されており、被動軸１２５の上方にピストン１４１が配置されている。

動力伝達部１１４は、駆動モータ１１１の回転出力を適宜減速した上でハンマビット１１９に伝達し、当該ハンマビット１１９を周方向に回転動作させる機能を果たす。動力伝達部１１４は、ハンマビット１１９の長軸方向に関し駆動モータ１１１よりもハンマビット１１９側に配設されている。本実施の形態にかかる動力伝達部１１４は、具体的には第１伝達ギア１３１、第２伝達ギア１３３、ハンマガイド１３９及びツールホルダ１３７を主体として構成される。

第１伝達ギア１３１は、駆動モータ１１１から駆動ギア１２１および被動軸１２５を介して鉛直面内にて回転駆動される第１の伝達ギアとして構成される。第２伝達ギア１３３は、第１伝達ギア１３１に噛み合い係合し、被動軸１２５の回転に伴ってツールホルダ１３７を軸まわりに回転させる第２の伝達ギアとして構成される。ハンマガイド１３９は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在してハンマ１４３の直線移動を案内する機能を有するとともに、第２伝達ギア１３３とともに回転される円筒体として構成される。ツールホルダ１３７は、ハンマビット１１９の長軸方向に延在してハンマビット１１９を保持する機能を有するとともに、トルクリミッター１３５を介してハンマガイド１３９とともに回転される部材として構成される。

なお、ツールホルダ１３７は、ギアハウジング１０７の前端側に一体に形成された円筒状のバレル部１１７に軸受１４７を介して回転自在に支持されている。またハンマガイド１３９は、ギアハウジング１０７内のインナハウジング１０８に形成された円筒状のガイド保持部１０８ａに軸受１４９を介して回転自在に支持されている。

打撃要素１１５は、ハンマガイド１３９のボア内壁にハンマビット長軸方向に摺動自在に配置された有底筒状のハンマ１４３と、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されるとともに、ハンマ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のインパクトボルト１４５を主体として構成される。ハンマ１４３のボア内壁と、当該ボア内壁に摺動自在に嵌合されたピストン１４１の長軸方向の前端面とによって空気バネ室１４３ａが形成される。ハンマ１４３は、ピストン１４１の直線運動により空気バネ室１４３ａを介して前方へと移動し、ハンマビット１１９を打撃する打撃子として構成される。空気バネ室１４３ａは、ハンマビット１１９の長軸線の延長線上に形成される。ハンマ１４３は、本発明における「シリンダ部材」に対応し、空気バネ室１４３ａは、本発明における「空気室」に対応する。

上記構成のハンマドリル１０１において、駆動モータ１１１が通電駆動されると、その回転出力により、駆動ギア１２１が鉛直面内にて回動動作する。すると、駆動ギア１２１に噛み合い係合される被動ギア１２３、被動軸１２５を介して回転体１２７が鉛直面内にて回転動作され、これによって揺動リング１２９および揺動ロッド１２８がハンマビット１１９の長軸方向に揺動する。揺動ロッド１２８の揺動によってピストン１４１が直線状に摺動動作され、それに伴う空気バネ室１４３ａの空気バネの作用（圧力変動）により、ハンマ１４３はハンマガイド１３９内を直線運動する。ハンマ１４３は、インパクトボルト１４５に衝突することで、その運動エネルギーをハンマビット１１９へと伝達する。一方、被動軸１２５とともに第１伝達ギア１３１が回転されると、第１伝達ギア１３１に噛み合い係合される第２伝達ギア１３３を介してハンマガイド１３９が鉛直面内にて回転され、更にハンマガイド１３９とともにツールホルダ１３７およびこのツールホルダ１３７にて保持されるハンマビット１１９が周方向に一体状に回転される。かくして、ハンマビット１１９が長軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、被加工材にハンマドリル加工作業を遂行する。

本実施の形態では、ハンマビット１１９を筒状部材からなるハンマ１４３によって打撃する構成とし、当該ハンマ１４３内に配置されたピストン１４１を揺動リング１２９によって駆動する構成としている。このため、例えば揺動リングによって駆動されるピストンを筒状部材によって形成し、当該筒状のピストン内に配置されたストライカがハンマビットを打撃する構成の従来とは異なり、ピストン１４１を円盤状に形成できる。このため、ピストン１４１の質量（重量）を低減することが可能となり、その結果としてハンマドリル１０１の振動の低減化を図る上で有効となる。一方、ピストン１４１を収容するハンマ１４３は、有底筒状に形成されて構造的に長軸方向に所定の長さ寸法を有する部材として構成される。このため、重量を必要とするハンマ１４３に筒状部材を用いることは、物理的に合理的な構成である。

本実施の形態では、ピストン１４１は樹脂によって形成されている。ハンマドリル１０１の駆動時には、エアの圧縮に伴い空気バネ室１４３ａ内が高温化し、放熱が必要である。本実施の形態では、空気バネ室１４３ａの壁面の大部分が筒状部材からなる鉄製のハンマ１４３によって形成される構成であり、このため、空気バネ室１４３ａの熱が当該ハンマ１４３を通じて放熱される。このことから、ピストン１４１に関しては、空気バネ室１４３ａの放熱性について特に考慮する必要が無くなる。すなわち、ピストン１４１の樹脂化が可能となり、軽量化及びコストダウンを図る上で有効となる。

また、ハンマドリル１０１の駆動時において、本体部１０３にはハンマビット１１９の長軸方向に衝撃的かつ周期的な振動が発生する。本実施の形態のハンマドリル１０１は、当該振動を制振するべく、動吸振器１５１を備えている。図３はハンマドリル１０１の前方から後方を見たときの、動吸振器１５１及びその周辺部材の断面構造を示す断面図である。また、図４は図３のＡ−Ａ線に関する断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ線に関する断面図である。図３〜図５に示すように、動吸振器１５１は、動吸振器本体１５３と、制振用のウェイト１５５と、当該ウェイト１５５の工具前端側と工具後端側にそれぞれ配置され、ハンマビット１１９の長軸方向に延在する前後のコイルバネ１５７とを主体として構成される。動吸振器１５１は、本発明における「動吸振器」に対応する。

動吸振器本体１５３は、ウェイト１５５及びコイルバネ１５７を収容する収容空間を有するとともに、ウェイト１５５の摺動動作を安定的に行わせる筒状のガイド部として備えられる。動吸振器本体１５３は、本体部１０３に対して取り付け固定される。

ウェイト１５５は、動吸振器本体１５３の収容空間を長軸方向（ハンマビット１１９の長軸方向）に移動するべく動吸振器本体１５３の収容空間に摺動自在に配置された質量部分として構成される。ウェイト１５５は、本発明における「ウェイト」に対応する。ウェイト１５５は、具体的にはハンマビット１１９の長軸方向に関する前端側と後端側に所定領域にわたって、当該長軸方向に凹み状に延在する断面円環状のバネ収容空間１５６を有し、当該バネ収容空間１５６にコイルバネ１５７の一端部を収容する構成とされる。本実施の形態では、図３及び図４に示すように、ハンマビット１１９の長軸方向と交差する工具上下方向にバネ収容空間１５６が計３つ配設されている。これら３つのバネ収容空間１５６は、ウェイト１５５の前端側（図４中のウェイト１５５の右側領域）に形成された１つの第１バネ収容空間１５６ａと、ウェイト１５５の後端側（図２中のウェイト１５５の左側領域）に形成された２つの第２バネ収容空間１５６ｂとに分類される。第１バネ収容空間１５６ａは、ウェイト１５５の前端側のコイルバネ１５７を収容する構成とされる一方、第２バネ収容空間１５６ｂは、ウェイト１５５の後端側のコイルバネ１５７を収容する構成とされる。

コイルバネ１５７は、ウェイト１５５が動吸振器本体１５３の収容空間を長軸方向（ハンマビット１１９の長軸方向）に移動する際に、当該ウェイト１５５に対向状の弾発力を付与するように当該ウェイト１５５を動吸振器本体１５３、すなわち本体部１０３に対して支持する弾性体として構成される。なお、コイルバネ１５７の構成に関しては、第２バネ収容空間１５６ｂに収容される２つのコイルバネ１５７をあわせたバネ定数が、第１バネ収容空間１５６ａに収容される１つのコイルバネ１５７のバネ定数に合致する構成であるのが好ましい。コイルバネ１５７は、本発明における「弾性要素」に対応する。

第１バネ収容空間１５６ａに収容された前端側のコイルバネ１５７は、前端が動吸振器本体１５３の前壁部分１５３ａで支持され、後端が第１バネ収容空間１５６ａの底部に配置されたバネ受具１５８で支持される。一方、第２バネ収容空間１５６ｂに収容された後端側のコイルバネ１５７は、前端が第２バネ収容空間１５６ｂの底部に配置されたバネ受具１５９で支持され、後端が動吸振器本体１５３の後壁部分１５３ｂで支持される。これによって前後のコイルバネ１５７は、ウェイト１５５に対しハンマビット１１９の長軸方向に関する弾性付勢力を対向状に作用させる。すなわち、ウェイト１５５は、前後のコイルバネ１５７による弾性付勢力が対向状に作用した状態で、ハンマビット１１９の長軸方向に移動可能とされる。

本体部１０３に収容された上記動吸振器１５１は、ハンマドリル１０１の加工作業時において、制振対象である本体部１０３に対して、動吸振器１５１における制振要素であるウェイト１５５及びコイルバネ１５７が協働して受動的な制振を行なう。これによりハンマドリル１０１の本体部１０３に生ずる上記の振動が抑制され、加工作業時における本体部１０３の制振がなされることとなる。特に動吸振器１５１は、上述のように、ウェイト１５５の内側にバネ収容空間１５６を形成し、当該バネ収容空間１５６にコイルバネ１５７の一端部を配置する構成としている。これにより、ウェイト１５５のバネ収容空間１５６にコイルバネ１５７が収容され組付けられた状態での動吸振器１５１のハンマビット１１９の長軸方向に関する長さを抑えることができ、当該長軸方向に関し動吸振器１５１のコンパクト化を図ることが可能となる。

また本実施の形態では、図３に示すように、ウェイト１５５に形成されるバネ収容空間１５６のうち、第１バネ収容空間１５６ａと第２バネ収容空間１５６ｂが部分的に重なるように配設され（オーバーラップして配置され）、また第１バネ収容空間１５６ａに収容されるコイルバネ１５７と第２バネ収容空間１５６ｂに収容されるコイルバネ１５７は、これらコイルバネの延在方向と交差する方向に関し部分的に重なるように配設されている（オーバーラップして配置されている）。このような構成によれば、バネ収容空間１５６（１５６ａ，１５６ｂ）にコイルバネ１５７が組付けられた状態でのウェイト１５５の長軸方向に関する長さを更に抑えることができ、当該長軸方向に関し動吸振器１５１の更なるコンパクト化を図るとともに、簡便な構造でかつ軽量化を図るのに有効とされる。その結果、動吸振器１５１を本体部１０３に配置する際、本体部１０３の長軸方向の配置スペースに制約を受けるような場合に特に有効となる。また、第１バネ収容空間１５６ａに収容されたコイルバネ１５７と第２バネ収容空間１５６ｂに収容されたコイルバネ１５７が部分的にオーバーラップする分、長軸方向に関し同一寸法の動吸振器で考えた場合には、コイルバネをより大型化することができ、大型化したコイルバネによって高い制振性を安定して付与することが可能となる。

上記のように構成された動吸振器１５１は、動吸振器１５１を、本体部１０３を工具前端側（図２中の左側）からみた場合に、本体部１０３内の左側領域（図３中の左側）に配置されている。具体的には図３に示すように、ギアハウジング１０７の内部空間１１０のうち運動変換部１１３の左側方空間を利用して動吸振器１５１が配置されている。すなわち、本体部１０３内の内部空間１１０のうち、運動変換部１１３のまわりに形成される領域は空きスペースとなり易いものであり、この領域を利用して動吸振器１５１を配置することによって、本体部１０３を大型化することなく当該本体部１０３内の空きスペースを有効的に利用した動吸振器１５１の合理的な配置を実現することが可能となる。

また、本実施の形態は、空気の圧力変動を利用して動吸振器１５１のウェイト１５５を積極的に駆動する、すなわち強制的に加振するエア式加振機構１６１を備えている。エア式加振機構１６１は、空気室１６３、当該空気室１６３内の圧力を変動させるピストン部材１６５、及び空気室１６３と動吸振器１５１とをつなぐエア通路１６７を主体として構成される。

エア式加振機構１６１は、図２に示すように、ギアハウジング１０７の内部空間１１０における揺動リング１２９の後方領域、特に揺動ロッド１２８の後方領域を利用して設置されている。具体的にはギアハウジング１０７内の後端部側に配置されたインナハウジング１０８は、ハンマビット１１９の長軸線と交差する方向の縦壁１０８ｂを有し、この縦壁１０８ｂに前方が開口された筒状部１０８ｃが形成されている。そして、筒状部１０８ｃの筒孔内壁と、当該筒状部１０８ｃ内にハンマビット１１９の長軸方向に摺動自在に嵌入されたピストン部材１６５の後面とによって空気室１６３が形成されている。当該空気室１６３は、ハンマビット１１９の長軸線の延長線上に形成されている。空気室１６３は、本発明における「第２の空気室」に対応する。なお、筒状部１０８ｃは揺動ロッド１２８を超えて更に前方へと延在されており、その延在端部に前述したハンマガイド１３９を回転自在に支持するための当該筒状部１０８ｃよりも大径の円筒状のガイド保持部１０８ａが形成されている。また、筒状部１０８ｃとガイド保持部１０８ａとの中間部には、揺動ロッド１２８との干渉を回避するべく開口部１０８ｄが形成されている。

ピストン部材１６５は、揺動リング１２９の揺動ロッド１２８に連結されるとともに、当該揺動リング１２９の揺動によって空気室１６３内を直線状に往復駆動され、これにより空気室１６３内の圧力を変動させるための圧力可変部材として備えられる。ピストン部材１６５は、本発明における「駆動部材」に対応する。本実施の形態では、ピストン部材１６５は、揺動リング１２９の揺動ロッド１２８を挟んでピストン１４１の反対側に、かつ同軸線上に配置されるとともに、ピストン１４１の後面から後方に向かって延在するアーム部１４２と連なっている。

ピストン部材１６５とピストン１４１をつなぐアーム部１４２は、球面連結構造を介して揺動ロッド１２８と連結されている。球面連結構造は、具体的にはアーム部１４２に形成された凹状球面１６６ａを有する連結部１６６と、当該連結部１６６内に嵌め込まれた球体１２４によって構成される。これによりピストン１４１及びピストン部材１６５は、球体１２４と連結部１６６の球面滑りにより揺動ロッド１２８に対して全方位に相対回動自在に連結される。揺動ロッド１２８は、球体１２４に形成された中心を通る貫通孔１２４ａに遊嵌状に挿入され、球体１２４に対する貫通孔１２４ａの長軸方向及び長軸方向回りの相対摺動が許容されている。なお、上記においては、アーム部１４２と揺動ロッド１２８との連結を球体１２４で行なうとしたが、球体１２４に変えて円柱体を用いて連結してもよい。つまり、図２において、ピストン１４１の長軸方向と交差する水平方向（左右方向）の軸線回りに相対回動自在に連結される構成であればよい。

本実施の形態では、ピストン１４１及びピストン部材１６５は、アーム部１４２を含めて樹脂によって一体に形成されている。そして、アーム部１４２に形成される連結部１６６には、球体１２４を嵌め込むための円形開口１６６ｂが形成され、球体１２４が当該円形開口１６６ｂを通じて連結部１６６内に樹脂のたわみを利用して嵌め込む態様で組付けられている。従って、連結部１６６を分割構造にしなくて済むことになり、合理的な球面連結構造が実現される。

また、ピストン部材１６５は、前方側が塞がれ、かつ後方側が開口された円筒状に形成されるとともに、その後端側外周面が空気室１６３の内壁面に摺動自在に摺接され、これによりピストン１４１のハンマ１４３に対する摺動性を確保する。揺動リング１２９の揺動運動をピストン１４１に直線運動として伝達する構成の場合、ハンマ１４３内を往復移動するピストン１４１に対して、当該ピストン１４１をこじる（ねじる）方向の力（移動方向以外の力）が作用し、これによりハンマ１４３に対するピストン１４１の摺動性が阻害される可能性がある。

本実施の形態では、空気室１６３内の圧力を変動するべく直線運動するピストン部材１６５が空気室１６３の内周壁面に接触して摺動動作を案内される構成とされ、これによりピストン１４１の摺動ガイドとして機能する構成とされる。すなわち、ピストン部材１６５によってスライダが構成され、空気室１６３の内周壁面（筒状部１０８ｃの内周面）によってスライドガイド部が構成される。ピストン部材１６５及び空気室１６３の内周壁面によって、本発明における「摺動ガイド」が構成される。このように、本実施の形態では、揺動リング１２９を挟んでハンマ１４３側と、空気室１６３の構成部材であるインナハウジング１０８の筒状部１０８ｃ側との、長軸方向の２箇所において、ピストン１４１の移動を案内する構成である。このため、ハンマ１４１のピストン１４１のこじれを防止し、円滑にして安定した摺動性を得ることができる。

空気室１６３は、動吸振器１５１の後方の第２バネ収容空間１５６ｂとエア通路１６７を通じて連通されている。エア通路１６７は、図５に示すように、インナハウジング１０８に形成された凹溝１６８と、当該凹溝１６８の上を覆う溝カバー１６９によって構成されている。エア通路１６７は、一端がインナハウジング１０８に形成された第１連通孔１６７ａによって空気室に連通され、他端がインナハウジング１０８及び動吸振器本体１５３に形成された第２連通孔１６７ｂによって動吸振器１５１の第２バネ収容空間１５６ｂに連通されている。凹溝１６８はインナハウジング１０８の縦壁１０８ｂの後面に沿って形成され、また溝カバー１６９は凹溝１６８を覆うようにインナハウジング１０８の後面にネジ１６９ａによって取付けられている。なお、動吸振器１５１の第１バネ収容空間１５６ａは、動吸振器本体１５３に形成された通気孔１５３ｃによってギアハウジング１０７の内部空間１１０に連通されている。

空気室１６３内の圧力は、運動変換部１１３の駆動に基づき変動する。これは、運動変換部１１３の構成部材である揺動リング１２９の揺動によってピストン部材１６５が空気室１６３内を前後方向に往復移動することに伴い密閉構造の空気室１６３の容積が変化することに基づくものである。ピストン部材１６５の後方への移動により空気室１６３のエアが圧縮（圧力上昇）され、ピストン部材１６５の前方への移動によりエアが膨張（圧力低下）される。本実施の形態では、空気室１６３内の圧力変動を動吸振器１５１の後側の第１バネ収容空間１５６ｂに導入し、動吸振器１５１のウェイト１５５を積極的に駆動する、すなわち強制的に加振することによって動吸振器１５１に本体部１０３の制振作用を行わせる構成としている。これにより、動吸振器１５１は、前述した受動的な制振作用に加え、ウェイト１５５の強制加振による能動的な制振機構としても機能し、ハンマ作業時あるいはハンマドリル作業時に本体部１０３に発生する長軸方向の振動を効果的に抑制することができる。

本実施の形態では、ギアハウジング１０７の内部空間１１０のうち、運動変換部１１３の構成部材である揺動リング１２９の後方領域、具体的には揺動ロッド１２８の後方領域を利用して動吸振器１５１のエア式加振機構１６１を構成している。揺動リング１２９の揺動運動によってピストン１４１を駆動するハンマドリル１０１の場合、揺動リング１２９の後方で、かつモータ出力軸１１１ａの上方の領域が空きスペースとして存在している。本実施の形態によれば、この領域を利用してエア式加振機構１６１を構成することによって、本体部１０３を大型化することなく当該本体部１０３内の空きスペースを有効利用した形態でエア式加振機構１６１を合理的に構築することができる。

また、本実施の形態では、ピストン部材１６５とピストン１４１が同軸上に配置された構成としている。揺動リング１２９の揺動運動によってピストン部材１６５とピストン１４１が作動して空気室１６３のエアあるいは空気バネ室１４３ａのエアを圧縮する際、当該圧縮に伴う反力が揺動ロッド１２８を介してピストン部材１６５からピストン１４１に、あるいはピストン１４１からピストン部材１６５に伝達する。この場合、本実施の形態によれば、ピストン部材１６５とピストン１４１を同軸上に配置する構成としたことにより、反力の伝達が同軸上で行なわれることから、揺動ロッド１２８に対して、例えばねじれるような無用な応力が生じ難いものとなり、耐久性を向上する上で有効となる。

また、本実施の形態では、ピストン部材１６５とピストン１４１を一体に形成する構成としている。このように一体に形成する構成とすることで、部品点数を減少することが可能となり、結果として組付け作業性を向上できる。

また、本実施の形態では、エア式加振機構１６１の空気室１６３と動吸振器１５１の第２バネ収容空間１５６ｂとをつなぐエア通路１６７を、ギアハウジング１０７内のインナハウジング１０８の縦壁１０８ｂに形成する構成である。このため、例えば配管等を用いて接続する場合のようなギアハウジング１０７内の狭い領域での配管接続作業が不要となり、組付け作業性が向上する。

（本発明の第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態につき、図６を参照しつつ説明する。本実施の形態は、前述した第１の実施形態における、動吸振器１５１及び当該動吸振器１５１を強制的に加振するエア式加振機構１６１が省略されている。すなわち、本実施の形態は、有底筒状のハンマ１４３によってハンマビット１１９を打撃する構成のハンマドリルにおいて、ハンマ１４３を駆動するべく当該ハンマ１４３内を直線状に移動されるピストン１４１を、駆動モータ１１１の回転動作によって揺動される揺動リング１２９を用いて駆動する構成としたものである。

従って、本実施の形態によれば、第１の実施形態でも説明したように、例えば揺動リングによって駆動されるピストンを筒状部材によって形成し、当該筒状ピストン内に配置されたストライカがハンマビットを打撃する構成の従来とは異なり、ピストン１４１を円板状に形成できる。このため、ピストン１４１の質量（重量）を低減することが可能となり、その結果としてハンマドリル１０１の振動の低減化を図る上で有効となる。また、ピストン１４１の樹脂化も可能となり、より一層の軽量化及びコストダウンを図る上で有効となる。

また、本実施の形態では、ピストン１４１の摺動性を確保するスライドガイド１７１が形成されている。スライダガイド１７１は、ピストン１４１のアーム部１４２に一体に形成されたスライダ１７３と、当該スライド１７３の摺動動作を案内するべくインナハウジング１０８に形成されたスライドガイド部１７５とによって構成されている。スライドガイド１７１は、本発明における「摺動ガイド」に対応する。

スライダ１７３は、揺動ロッド１４２に対するアーム部１４２の連結部１６６の中心よりも後方において当該連結部１６６に近接して設けられ、これにより当該スライダ１７３を含むピストン１４１全長の拡張が抑えられている。スライダ１７３は略円板状に形成され、スライドガイド部１７５は略円筒状に形成されている。スライダ１７３及びスライドガイド部１７５は、互いに円弧状の摺動面を介して相対摺動する構成とされ、円弧部のうちの下方側が揺動ロッド１２８との干渉を回避するべく開口されている（切り欠かれている）。また、スライドガイド１７１の円弧中心とハンマ１４３の軸中心線が一致している。すなわち、スライド１７３とピストン１４１は、同軸上に設定されている。なお、上記以外の構成については、前述した第１の実施形態と同様に構成される。

上記のように、本実施の形態によれば、揺動リング１２９を挟んでハンマ１４３側と、空気室１６３の構成部材であるインナハウジング１０８側との、長軸方向の２箇所において、ピストン１４１の移動を案内する構成としたことにより、前述した第１実施と同様、ハンマ１４１のピストン１４１のこじれを防止し、円滑にして安定した摺動性を得ることができる。

なお、本実施の形態では、ピストン部材１６５とピストン１４１を同軸上に配置する構成としたが、異なる軸線上に配置してもよい。また、ピストン１４１とピストン部材１６５とをそれぞれ別部材で形成し、揺動リング１２９に対して個々に連結してもよい。
また、本実施の形態では、ハンマドリル１０１の前側から見て、運動変換部１１３の左側方領域に動吸振器１５１を配置するとしたが、当該左側方領域以外の領域、例えば右側方領域、左右の側方領域、または上方領域に配置しても構わない。またエア通路１６７は、配管によって形成してもよい。

また、上述した実施の形態では、打撃工具の一例としてハンマドリルを例にとって説明しているが、工具ビットを直線状に駆動させ、これによって当該工具ビットに所定の加工作業を遂行させるハンマに対し本発明を適用することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係るハンマドリル１０１の全体構成を示す側断面図である。 ハンマドリル１０１の主要部を示す拡大断面図である。 ハンマドリル１０１の前方から後方を見て動吸振器１５１及びその周辺部材の断面構造を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ線に関する断面図である。 図３のＢ−Ｂ線に関する断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るハンマドリル１０１の全体構成を示す側断面図である。

符号の説明

１０１ ハンマドリル（打撃工具）
１０３ 本体部（工具本体）
１０５ モータハウジング
１０７ ギアハウジング
１０８ インナハウジング
１０８ａ ガイド保持部
１０８ｂ 縦壁
１０８ｃ 筒状部（摺動ガイド、摺動ガイド部）
１０８ｄ 開口部
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ トリガ
１１０ 内部空間
１１１ 駆動モータ
１１１ａ モータ出力軸
１１３ 運動変換部
１１４ 動力伝達部
１１５ 打撃要素
１１７ バレル部
１１９ ハンマビット（工具ビット）
１２１ 駆動ギア
１２３ 被動ギア
１２４ 球体
１２４ａ 貫通孔
１２５ 被動軸
１２６ 軸受
１２７ 回転体
１２８ 揺動ロッド
１２９ 揺動リング（揺動部材）
１３１ 第１伝達ギア
１３３ 第２伝達ギア
１３５ トルクリミッター
１３７ ツールホルダ
１３９ ハンマガイド
１４１ ピストン
１４２ アーム部
１４３ ハンマ
１４５ インパクトボルト
１４７ 軸受
１５１ 動吸振器
１５３ 動吸振器本体
１５３ａ 前壁部分
１５３ｂ 後壁部分
１５３ｃ 通気孔
１５５ ウェイト
１５６ バネ収容空間（バネ収容部）
１５６ａ 第１バネ収容空間
１５６ｂ 第２バネ収容空間
１５７ コイルバネ
１５８ バネ受具
１５９ バネ受具
１６１ エア式加振機構
１６３ 空気室
１６５ ピストン部材（駆動部材、摺動ガイド、スライダ）
１６６ 連結部
１６６ａ 凹状球面
１６６ｂ 円形開口
１６７ エア通路
１６７ａ 第１連通孔
１６７ｂ 第２連通孔
１６８ 凹溝
１６９ 溝カバー
１６９ａ ネジ
１７１ スライドガイド（摺動ガイド）
１７３ スライダ
１７５ スライドガイド部

Claims (5)

1. 工具ビットを少なくとも長軸方向に直線運動させてハンマ作業を行なう打撃工具であって、
   モータと、
   前記モータの回転動作によって前記工具ビットの長軸方向に揺動する揺動部材と、
   前記揺動部材に連結され、当該揺動部材の揺動運動によって直線状に往復駆動される駆動子と、
   有底筒状に形成されるとともに、前記駆動子を摺動自在に収容し、かつ当該駆動子との間で形成される空気室を有し、前記駆動子の往復動作によって当該空気室内の圧力が変動されるよう構成されたシリンダ部材と、を有し、
   前記シリンダ部材は、前記空気室の圧力変動により前記工具ビットの長軸方向に直線運動し、これにより前記工具ビットを駆動する打撃子として機能する構成とされていることを特徴とする打撃工具。
2. 請求項１に記載の打撃工具であって、
   前記駆動子は樹脂製であることを特徴とする打撃工具。
3. 請求項１または２に記載の打撃工具であって、
   前記駆動子の前記シリンダ部材に対する摺動性を確保するための摺動ガイドを有し、当該摺動ガイドは、前記駆動子と前記揺動部材との連結中心よりも前記駆動子の反対側に設けられていることを特徴とする打撃工具。
4. 請求項３に記載の打撃工具であって、
   前記摺動ガイドは、前記揺動部材を挟んで前記駆動子と対向状に配置されていることを特徴とする打撃工具。
5. 請求項３または４に記載の打撃工具であって、
   前記揺動部材の揺動運動によって圧力が変動する第２の空気室と、
   ウェイト及び当該ウェイトに付勢力を作用させる弾性要素を有する動吸振器と、
   を更に有し、
   前記弾性要素による付勢力が作用した状態の前記ウェイトを、前記第２の空気室の圧力変動によって強制的に加振する構成とされ、
   前記摺動ガイドは、前記駆動子と共に移動するスライダを有し、当該スライダは、前記第２の空気室内に少なくとも周面が接触した状態で摺動自在に収容され、前記第２の空気室内の圧力を変動させる駆動部材としても機能する構成とされていることを特徴とする打撃工具。

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