CN102554884A - 动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供能有效减少由旋转体的不平衡导致的振摆回转振动的改良了的手持式的动力工具。该动力工具具有连接于工具主体(103)并供作业人员把持的把手部(109)、和用于在前端工具(113)被驱动时抑制在工具主体(103)或把手部(109)产生的振摆回转振动的自同步机构(121)。自同步机构(121)为相位可变式，具有通过与前端工具(113)的驱动源不同的驱动源(123)来被旋转驱动的作为振子的旋转运动体(125)，该自同步机构(121)被设置在产生振摆回转振动的工具主体(103)或把手部(109)，且被设定为旋转运动体(125)的振动的相位自动地与振摆回转振动的相位同步，来抑制该振摆回转振动。

Description

动力工具

技术领域

本发明涉及能够减少在前端工具的驱动时在工具主体或把手部产生的振摆回转振动的手持式的动力工具。

背景技术

日本特开2007-237357号公报(专利文献1)公开了具有防振构造的电动圆盘磨光机等的手持式动力工具，其中防振构造对从作为工具主体的壳体向把手部的振动传递进行衰减。公报所述的防振构造经由球面构造将把手部连接到壳体的轴向端部，并且通过在壳体与把手部之间夹装弹性部件，来衰减在壳体产生的振动向把手部的传递。

在使作为前端工具的磨石进行旋转动作来进行磨削、研磨作业的电动圆盘磨光机的情况下，当该电动圆盘磨光机所具备的旋转体(磨石、电机等)被旋转驱动时，若该旋转体相对于旋转轴处于不平衡的状态(质量中心与旋转中心偏离的状态)，则该旋转体进行在其旋转轴沿与该旋转轴正交的方向(径向)振动的状态下的旋转运动、即振摆回转运动。于是，通过旋转体的振摆回转运动，工具主体或把手部以电动圆盘磨光机的重心为支点而进行摇摆运动(圆或椭圆运动)。即，工具主体或把手部的长轴线以电动圆盘磨光机的重心为支点，以沿与该长轴线正交的方向振动的状态而进行摇摆运动，从而产生振摆回转振动。这样的振摆回转振动与相对于磨石的负荷的有无没有关系，是始终产生的。然而，在使用弹性部件对朝向把手部的振动传递进行衰减的以往的防振构造的情况下，存在不能充分减少上述的振摆回转振动的问题，在这方面还有改良的余地。

专利文献1：日本特开2007-237357号公报(专利文献1)

发明内容

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种改良了的手持式的动力工具，该手持式动力工具能够有效地减少由旋转体的不平衡导致的振摆回转振动。

为了完成上述课题，根据本发明的优选方式，动力工具构成为，具有工具主体，并由规定的驱动源对安装于该工具主体的前端工具进行驱动，来进行规定的加工作业。

本发明的特征在于，具有：把手部，该把手部连接于工具主体并且供作业人员把持；以及自同步机构，该自同步机构用于在前端工具被驱动时抑制在工具主体或把手部产生的振摆回转振动。自同步机构为相位可变式，具有通过与前端工具的驱动源不同的驱动源来被旋转驱动的作为振子的旋转运动体。而且自同步机构被设置在产生振摆回转振动的工具主体或把手部，并且被设定为旋转运动体的振动的相位自动地与工具主体或把手部的振摆回转振动的相位同步，来减少该振摆回转振动。

对于本发明中的“动力工具”，典型地符合的有通过旋转驱动前端工具来对被加工材进行加工作业的电动圆盘磨光机、灌木切割机等的手持式的旋转工具，但只要是例如通过电机来驱动前端工具的结构的情况，则适当地包含由于该电机的旋转驱动而在工具主体或把手部产生振摆回转振动的作业工具。这里，所谓“在工具主体或把手部产生的振摆回转振动”，起因于动力工具所具备的旋转体以该旋转体的质量中心(重心)从该旋转体的旋转轴偏离的状态而进行旋转，从而该旋转体在与旋转轴正交的方向(径向)上振动而旋转，由于工具主体或把手部以动力工具的重心为支点来进行摇摆运动(圆或椭圆运动)而产生的振动，是由于工具主体或把手部的长轴线以在与该长轴线正交的方向振动的状态旋转而引起的振动。动力工具所具备的旋转体通常存在多个。从而，自同步机构的旋转运动体的转数优选设定为，与在动力工具的旋转体之中成为引起振摆回转振动的原因的一个或多个旋转体的转数一致。

根据本发明，在驱动动力工具的前端工具，而在工具主体或把手部产生振摆回转振动时，与前端工具不同地进行旋转驱动的自同步机构的旋转运动体的振动的相位，自动地与工具主体或把手部的振摆回转振动的相位同步。由此能够减少在工具主体或把手部产生的振摆回转振动。

这里所谓的“旋转运动体的振动的相位自动地与工具主体或把手部的振摆回转振动的相位同步”是指，相对于作为减振对象的振动体(工具主体或把手部)，设定与其不同的相位可变式的振动体(旋转运动体)，在将该相位可变式振动体的振动的振幅以及频率与减振对象振动体的振动的振幅以及频率匹配时，驱动后随时间流逝相位可变式振动体的振动的相位自动地被调整为与减振对象振动体的振动的相位相反的反相位的情况(现象)。可是，对于振幅，不需要将使其大小完全一致的情况作为条件，只要设定为至少将振幅的一部分抵消即可。

根据本发明的更进一步的方式，旋转运动体的旋转轴设定为与在工具主体或把手部产生的振摆回转振动的运动平面正交或交叉。通过进行这样的设定，能够有效地进行旋转运动体的相位相对于振摆回转振动的相位的同步。

根据本发明的更进一步的方式，前端工具构成为被旋转驱动，该前端工具的旋转轴与旋转运动体的旋转轴相互交叉。因此，若动力工具是以下电动圆盘磨光机，即，该电动圆盘磨光机为在形成为长条状的工具主体的长轴方向的前端区域，将作为前端工具的磨石以绕与该工具主体的长轴方向交叉的方向的旋转轴旋转的方式安装，在该情况下，由于可将旋转运动体配置在工具主体侧的长轴方向上，故容易确保该旋转运动体的配置空间。

根据本发明的更进一步的方式，旋转运动体隔着动力工具的重心而被设定于前端工具的相反侧。在工具主体或把手部产生的振摆回转振动是以动力工具的重心为支点的运动，从而，通过隔着动力工具的重心而将旋转运动体设定在前端工具的相反侧，能有效地减少在工具主体或把手部产生的振摆回转振动。

根据本发明的更进一步的方式，旋转运动体由处于从旋转轴偏心的位置的平衡块构成。根据本发明，通过调整平衡块的质量或从旋转轴的偏心距离，能够容易地使相位可变式振动体的振动的振幅与减振对象振动体的振动的振幅对应。

根据本发明的更进一步的方式，具有作为对前端工具进行驱动的驱动源的主电机、以及作为对旋转运动体进行旋转驱动的驱动源的副电机。而且构成为主电机的驱动电源兼用作副电机的驱动电源。这里所谓的“驱动电源”，能够使用交流电源或直流电源中的任意一种。

根据本发明，提供了一种能够有效地减少把手部的振摆回转振动的改良了的手持式的动力工具。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的电动圆盘磨光机的结构的剖面图。

图2是表示电动圆盘磨光机的外观的俯视图。

图3是同样地表示电动圆盘磨光机的外观的侧视图。

图4是表示放大了图1的局部的放大剖面图。

附图标记的说明：

101...电动圆盘磨光机(动力工具)；103...主体部(工具主体)；105...电机壳体；107...齿轮箱；109...把手部；109a...扳机；111...驱动电机(驱动源、主电机)；113...磨石(前端工具)；115...驱动齿轮；117...主轴；121...自同步防振机构(自同步机构)；123...副电机(旋转运动体的驱动源)；123a...输出轴；125...偏心平衡块(旋转运动体)。

具体实施方式

下面，参照图1～图4对本发明的实施方式进行详细地说明。本实施方式是作为手持式动力工具的一个例子而使用电动圆盘磨光机来进行说明的。概括地看，电动圆盘磨光机101(以下称作圆盘磨光机)构成为以形成圆盘磨光机101的外廓的主体部103、以及配置于主体部103的前端区域的磨石113(参照图3)为主体。主体部103以电机壳体105以及齿轮箱107为主体而构成。主体部103与本发明中的“工具主体”对应，磨石113与本发明中的“前端工具”对应。其中，为了说明的方便，对于主体部103的长轴方向，将磨石113侧称为前，将其相反侧称为后。

图1表示圆盘磨光机101的内部构造。如图1所示，电机壳体105大概形成为圆筒形状，在该电机壳体105的内部空间收容有驱动电机111。驱动电机111与本发明中的“驱动前端工具的驱动源”以及“主电机”对应。驱动电机111被配置为，其旋转轴线方向与圆盘磨光机101的长轴方向即主体部103的长轴方向并行。

在与电机壳体105的前端部(图1的左端)连接的齿轮箱107内，收容有向磨石113传递驱动电机111的旋转输出的动力传递机构(图1中示出作为构成部件的一部分的驱动齿轮115、作为最终输出轴的主轴117)。磨石113与本发明中的“前端工具”对应。驱动电机111的旋转输出经由动力传递机构115、117作为周向的旋转运动被传递到磨石113。主轴117在主体部103的长轴方向的一端侧(前侧)，其旋转轴线在与主体部103的长轴方向(驱动电机111的旋转轴线)正交的上下方向上延伸，并且如图3所示，延伸方向(轴向)的一端从齿轮箱107向外部突出规定长度，突出端部作为用于安装磨石113的磨石安装部117a而被设定。磨石113装卸自如地安装在主轴117的磨石安装部117a，并与主轴117一体地旋转。

在电机壳体105的后端(图示右端)一体状地连接有把手部109，该把手部109在操作圆盘磨光机101进行加工作业时供作业人员抓握。如图2所示，把手部109沿轴向被一分为二，并且在使该被分割了的左右的把手分割体的前端侧从外侧覆盖电机壳体105的后端部的状态下，通过螺栓(方便起见省略图示)将该左右的把手分割体相互紧固，从而将其与电机壳体105一体化。另外，对于把手部109，除了覆盖电机壳体105的后端部的前端区域之外的区域形成为比电机壳体105细的近似筒状。并且，把手部109被设置成，其长轴方向成为主体部103的长轴方向。即，把手部109朝向与主体部103的长轴方向相同的方向大致直线状地延伸。另外，虽然方便起见省略图示，但圆盘磨光机101除了把手部109之外，在齿轮箱107的侧面或上表面具有装卸自如的辅助把手。辅助把手被装配成，其长轴方向与主体部103的长轴方向大概正交。作业人员能够用手抓握把手部109以及辅助把手，旋转驱动磨石113来进行被加工材的磨削作业或切断作业等加工作业。

在基于圆盘磨光机101的加工作业时，在圆盘磨光机101的驱动电机111、磨石113以及将驱动电机111的旋转输出向磨石113传递的动力传递机构115、117等(以下称作圆盘磨光机101的旋转体)被旋转驱动时，若该旋转体的质量中心处于从旋转轴偏离的状态(相对于旋转对称而不平衡)，则以该旋转体的旋转轴在与该旋转轴正交的方向上振动的状态进行摇摆运动。即，圆盘磨光机101的旋转体产生振摆回转振动，该振摆回转振动不管磨石113的负荷的有无，在驱动驱动电机111、使磨石113旋转的时刻产生。对于本实施方式的情况，该振摆回转振动主要是起因于被装配在输出侧的主轴117上的磨石113的不平衡而产生。而且，如图2以及图3所示，主体部103或把手部109通过旋转体的振摆回转振动而进行以圆盘磨光机101的重心G为支点的摇摆运动。即，主体部103或把手部109在与主体部103的长轴线L正交的方向(径向)上振动并摇摆。进一步说，在主体部103或把手部109上产生以下的摇摆运动即振摆回转振动，该摇摆运动以圆盘磨光机101的重心G为支点，在沿与通过该重心G而延伸的主体部103的长轴线L正交的平面(由与图1的纸面正交的X轴和纸面的上下方向的Y轴所规定的X-Y平面)振动的状态下产生的。

因此，在本实施方式中，为了减少由于圆盘磨光机101的旋转体的不平衡而在主体部103或把手部109产生的主体侧振摆回转振动，如图1所示，在主体部103上搭载有作为振动减少机构的自同步防振机构121。自同步防振机构121与本发明中的“自同步机构”对应。

自同步防振机构121如放大了图1的局部的图4所示，将如下部件作为主体而构成，即、作为振动产生驱动源的副电机123、以及被该副电机123旋转驱动的作为振子的偏心平衡块125。偏心平衡块125与本发明中的“旋转运动体”对应。偏心平衡块125固定状地被设置在副电机123的输出轴123a，并且作为以该偏心平衡块125的重心被设置于从该输出轴123a的旋转轴线向与该旋转轴线交叉的方向离开(偏心)规定量的位置的方式设定的不平衡部件而具备。

自同步防振机构121被配置成，在电机壳体105中的驱动电机111的后方区域，副电机123的旋转轴线以及偏心平衡块125的旋转轴线与在圆盘磨光机101中所产生的振摆回转振动的运动平面(X-Y平面)正交。即，副电机123的旋转轴线被配置在与通过圆盘磨光机101的重心G并沿前后方向延伸的主体部103的长轴线L相同的轴上。并且，副电机123的旋转方向以及偏心平衡块125的旋转方向被设定为，与在圆盘磨光机101中产生的振摆回转振动的旋转方向相同的方向。

如上所述构成的自同步防振机构121通过利用副电机123旋转驱动偏心平衡块125，来产生沿与该偏心平衡块125的旋转轴线正交的平面的振摆回转振动。在以下的说明中，将自同步防振机构121产生的振摆回转振动称作平衡块侧振摆回转振动。自同步防振机构121是构成相位可变式的振动产生装置(振动源)的机构，该相位可变式的振动产生装置相对于主体侧振摆回转振动可以改变平衡块侧振摆回转振动的相对的相位，并且自同步防振机构121以将平衡块侧振摆回转振动的振幅以及频率与主体侧振摆回转振动的振幅以及频率匹配的方式进行调整。其中，在本实施方式中，使偏心平衡块125的转数与成为主体侧振摆回转振动的产生原因的磨石113的转数一致，并与主轴117一起旋转。总之，设定为与在主体侧产生振摆回转振动的旋转体的转数一致。并且，对于平衡块侧振摆回转振动的振幅，通过改变偏心平衡块125的质量以及从旋转轴线的偏心距离来调整。

另外，在本实施方式中，驱动电机111为交流电机，副电机123为直流电机。从而，驱动电机111由从外部经过软线而被供给的交流电源来驱动，副电机123由经过将交流转换为直流的转换器而被供给的直流电源来驱动。而且构成为，通过对设置在把手部109的扳机109a进行拉动操作而进行通电驱动。

本实施方式的圆盘磨光机101如上所述地构成。在为了利用圆盘磨光机101进行加工作业而对扳机109a进行拉动操作时，驱动电机111以及副电机123分别被通电驱动。通过驱动电机111的驱动，经过动力传递机构115、117，磨石113被旋转驱动，与此相随地在主体部103或把手部109上产生主体侧振摆回转振动。另一方面，通过副电机123的驱动，偏心平衡块125被旋转驱动，从而自同步防振机构121产生平衡块侧振摆回转振动。由于将平衡块侧振摆回转振动的振幅以及频率与主体侧振摆回转振动的振幅以及频率进行了匹配，故驱动后随时间流逝该平衡块侧振摆回转振动的相位(偏心平衡块125的相位)相对于作为减振对象的主体侧振摆回转振动的相位被自动调整为反相位。即，由自同步防振机构121而产生的振摆回转振动，利用反相位进行同步来使在圆盘磨光机101中产生的振摆回转振动减少而不放大。由此，能够减少主体部103或把手部109的振摆回转振动。

这样，根据本实施方式，构成为，设定具有与圆盘磨光机101的旋转体不同的不平衡性的偏心平衡块125，使由偏心平衡块125的旋转而产生的振摆回转振动，作用于在圆盘磨光机101的主体部103中产生的振摆回转振动，从而使圆盘磨光机101的振摆回转振动减少。从而，通过将偏心平衡块125的振摆回转振动的振幅以及频率与作为减振对象的主体侧振摆回转振动的振幅以及频率匹配，能够减少大范围的振幅以及频率所对应的振动。此时，对于振幅，不需要将使其大小完全一致的情况作为条件，例如即便在偏心平衡块125的振摆回转振动的振幅比主体侧振摆回转振动的振幅小的情况下，对于主体侧振摆回转振动的振幅的一部分也能够进行抵消(减少)。

并且，根据本实施方式，由于可将把手部109相对于主体部103一体成形或通过螺栓等的固定部件接合，故能够提高把手部109相对于主体部103的安装刚性。如果是专利文献1所公开的基于弹性部件的防振构造的情况，则把手部109是经由弹性部件相对于主体部103相对地变形的结构，从而在加工作业时，使用感(操作性)差。然而，根据本实施方式，如上所述，能够提高把手部109的安装刚性，从而能够提高加工作业时的把手部109的操作性。

另外，在本实施方式中，偏心平衡块125的旋转轴线设定为，与主体侧振摆回转振动的运动平面(X-Y平面)正交。因此，能够有效地进行平衡块侧振摆回转振动的相位相对于主体侧振摆回转振动的相位的的同步，来提高防振效果，但不限于正交，只要是交叉的方式，均能获得防振效果。

在本实施方式中，自同步防振机构121构成为在主体部103中隔着圆盘磨光机101的重心G而配置于作为磨石113的相反侧的电机壳体105内。因此，能容易地确保自同步防振机构121的配置空间，并且能有效地减少主体侧振摆回转振动。

另外，在本实施方式中，通过调整偏心平衡块125的质量或从旋转轴线的偏心距离，能够容易地使平衡块侧振摆回转振动的振幅与作为减振对象的主体侧振摆回转振动的振幅对应。

另外，在本实施方式中，由于形成由共同的驱动电源对驱动磨石113的驱动电机111和副电机123进行驱动的结构，故能够合理地构建驱动电路。此时，在本实施方式中，虽然使用交流电源来进行了说明，但也可以使用直流电源(充电式电池)。

另外，在本实施方式中，作为动力工具的一个例子以应用于圆盘磨光机101的情况进行了说明，但并不限定于此，只要是例如灌木切割机等之类的在前端工具的旋转驱动时由于旋转体的不平衡而在工具主体或把手部中产生振摆回转振动的动力工具，则均能应用。

另外，自同步防振机构121的驱动源不限定于电动机，还可以使用气动电机、发动机。

鉴于上述发明的宗旨，可形成如下所述的方式。

(方式1)

“根据技术方案1～6中任意一项所述的动力工具，其特征在于，

上述动力工具是电动圆盘磨光机，其中，上述电动圆盘磨光机的上述前端工具由通过被旋转驱动而对被加工材进行磨削、研磨的磨石构成。”

(方式2)

“根据方式1所述的动力工具，其特征在于，

具有作为对上述前端工具进行驱动的驱动源的主电机、以及作为对上述旋转运动体进行旋转驱动的驱动源的副电机，上述主电机和副电机配置为相互接近。”

Claims (6)

1.一种动力工具，其具有工具主体，并由规定的驱动源对安装于该工具主体的前端工具进行驱动，来进行规定的加工作业，该动力工具的特征在于，

具有：

把手部，该把手部连接于上述工具主体并且供作业人员把持；以及

自同步机构，该自同步机构用于在上述前端工具被驱动时抑制在上述工具主体或上述把手部产生的振摆回转振动，

上述自同步机构为相位可变式，具有通过与上述前端工具的驱动源不同的驱动源来被旋转驱动的作为振子的旋转运动体，该自同步机构被设置在产生上述振摆回转振动的上述工具主体或上述把手部，并且被设定为上述旋转运动体的相位自动地与上述振摆回转振动的相位同步，来抑制该振摆回转振动。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于，

上述旋转运动体的旋转轴被设定为与上述振摆回转振动的运动平面正交或交叉。

3.根据权利要求1或2所述的动力工具，其特征在于，

上述前端工具构成为被旋转驱动，该前端工具的旋转轴与上述旋转运动体的旋转轴相互交叉。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力工具，其特征在于，

上述旋转运动体隔着动力工具的重心而被设定于上述前端工具的相反侧。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的动力工具，其特征在于，

上述旋转运动体由处于从旋转轴偏心的位置的平衡块构成。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的动力工具，其特征在于，

具有作为对上述前端工具进行驱动的驱动源的主电机、以及作为对上述旋转运动体进行旋转驱动的驱动源的副电机，

上述主电机的驱动电源兼用作上述副电机的驱动电源。

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