CN102596510A - 击打工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在击打工具中有助于离合器的小型化的技术。击打工具使工具钻头(119)进行朝向在长轴方向的进行击打动作、以及绕长轴方向进行旋转动作，由此使该工具钻头(119)完成规定的加工作业，该击打工具的特征在于具有：工具主体(103)；马达(111)，该马达(111)收纳于工具主体(103)，对驱动工具钻头(119)进行驱动(111)；以及离合器(134)，该离合器(134)在将马达(111)的扭矩传递到工具钻头(119)的路径中，该离合器(134)设置于马达(111)的旋转速度减速之前的阶段中的高旋转低扭矩区域，并始终朝向工具钻头(119)传递马达(111)的扭矩，在产生于工具主体(103)的绕工具钻头长轴的扭矩超过规定的设定扭矩状态的情况下，上述离合器(134)切断扭矩的传递。

Description

击打工具
技术领域
本发明涉及击打工具，当工具钻头意外锁定时，能够防止过大的反作用扭矩作用于工具主体。
背景技术
美国申请公开专利2007-0289759号说明书(专利文献1)公开了下述锤钻，该锤钻将离合器配置于将马达的扭矩传递到工具钻头的动力传递机构，当在锤钻作业中锤钻头意外锁定时，利用离合器将从马达朝向工具钻头的扭矩传递切断，由此，防止与锤钻头旋转方向相反的方向的过大的扭矩、亦即反作用扭矩作用于工具主体侧。
在上述公报所记载的防止反作用扭矩的技术中，采用在对马达的转速进行减速的动力传递机构中设置离合器的结构。因此，离合器为了能够传递高扭矩而大型化，在这方面仍然存在改进的余地。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种有助于离合器的小型化的击打工具。
为了完成上述课题，根据本发明的最佳实施方式，构成如下击打工具：通过使工具钻头进行朝向长轴方向的击打动作、以及绕长轴线进行旋转动作，由此使该工具钻头完成规定的加工作业。
在本发明的最佳实施方式所涉及的击打工具的结构的特征在于，上述击打工具具有：工具主体；马达，该马达收纳于工具主体且对工具钻头进行驱动；以及离合器，该离合器在将马达的扭矩传递到工具钻头的路径中，设置于马达的旋转速度减速之前的阶段中的高旋转低扭矩区域，始终朝向工具钻头传递马达的扭矩，在产生于工具主体的绕工具钻头长轴的扭矩超过规定的设定扭矩状态的情况下，切断扭矩的传递。
本发明中的“产生于工具主体的绕工具钻头长轴的扭矩”是指，在进行加工作业时，与工具钻头的旋转方向相反地作用于工具主体的扭矩、亦即反作用扭矩。并且，作用于工具主体的“规定的设定扭矩状态”能够利用下述方法等进行识别：利用扭矩传感器测量与工具钻头一起旋转的动力传递路径上的轴的扭矩值，根据该测量值来判断是否超过规定的扭矩状态、或者利用速度传感器或者加速度传感器测量工具主体绕工具钻头的长轴方向的运动状态，根据该测量值来判断是否超过规定的扭矩状态。
根据以上述方式构成的本发明，在针对被加工材料的开孔作业等加工作业中，在工具钻头意外锁定这样的情况下，离合器能够切断马达与工具钻头之间的扭矩传递，能够防止过大的反作用扭矩作用于工具主体。特别地，根据本发明，通过将离合器设置于马达的旋转速度减速之前的阶段中的高旋转低扭矩区域，由此降低了该离合器的扭矩载荷，实现了小型化及轻量化。
根据本发明的另一方式，在将马达的扭矩传递到工具钻头的路径中具有：马达输出轴；动力传递轴，该动力传递轴设置于马达输出轴的下游侧，对该马达输出轴的旋转速度进行减速并朝向工具钻头传递减速后的旋转；以及离合器轴，该离合器轴设置于马达输出轴与动力传递轴之间。进而，离合器设置在离合器轴上。
根据本发明，在针对被加工材料的开孔作业等加工作业中，在工具钻头意外锁定这样的情况下，离合器能够切断马达输出轴与动力传递轴之间的扭矩传递，能够防止过大的反作用扭矩作用于工具主体。特别地，根据本发明，采用如下结构：将离合器设置于马达输出轴、与对该马达输出轴的旋转速度进行减速并进行传递的动力传递轴之间，将离合器设置在该离合器轴上。即，本发明设置有专门用于搭载离合器的轴，由此增加了设计离合器方面的自由度，能够对离合器进行高旋转低扭矩状态下的驱动，从而降低了离合器的扭矩载荷，并实现了小型化及轻量化。
并且，根据本发明的另一方式，将马达输出轴与离合器之间的速度比设定为比离合器轴与动力传递轴之间的减速比小。
根据本发明，马达输出轴与离合器轴之间的速度比能够任意地设定为等速、减速、增速中的任意一种。
并且，根据本发明的另一方式，击打工具还具有击打件，该击打件由马达沿工具钻头的长轴方向直线状地进行驱动，并沿长轴方向对工具钻头进行击打。进而，采用离合器配置为比离合器轴与动力传递轴之间的动力传递区域更靠近击打件的击打轴线的结构。另外，所谓的“动力传递区域”典型地说相当于基于分别设置于两个轴的齿轮相互之间的啮合卡合的动力传递区域。
根据本发明，由于离合器配置为靠近击打件的击打轴线，因此，有效地降低了工具钻头进行击打动作时的以电动工具的重心位置作为支点的击打方向力矩(振动)。
并且，根据本发明的另一方式，离合器构成为具有驱动侧离合器部与被动侧离合器部，通过使两个离合器部互相接触来传递扭矩，通过使两个离合器部分离来切断扭矩的传递。进而，离合器轴构成为具有形成有驱动侧离合器部的驱动侧离合器轴、以及形成有被动侧离合器部的被动侧离合器轴，两个轴在同轴上配置于径向内外。
根据本发明，能够将离合器的离合器面(动力传递面)设置于相同的轴端侧。也就是说，能够在相同的轴端侧进行输入与输出，由此能够将离合器配置为靠近击打轴线侧。并且，能够缩短离合器的轴向尺寸，能够实现节省空间方面的合理配置。
并且，根据本发明的另一方式，在将马达的扭矩传递到工具钻头的路径中具有：击打驱动机构，该击打驱动机构驱动工具钻头进行击打；旋转驱动机构，该旋转驱动机构驱动工具钻头进行旋转；击打驱动轴，该击打驱动轴由马达进行驱动而旋转，且始终对击打驱动机构进行驱动；以及旋转驱动轴，该旋转驱动轴独立于击打驱动轴，由马达进行驱动而旋转，且对旋转驱动机构进行驱动。进而，采用击打驱动轴与旋转驱动轴配置在同轴上，离合器配置在旋转驱动轴上的结构。
根据本发明，在针对被加工材料的开孔作业等加工作业中，在工具钻头意外锁定这样的情况下，离合器能够切断马达与旋转驱动机构之间的扭矩传递，能够防止过大的反作用扭矩作用于工具主体。特别地，根据本发明，由于将离合器设置于利用马达的高旋转低扭矩进行驱动的旋转驱动轴，因此降低了离合器的扭矩载荷，实现了该离合器的小型化及轻量化。
并且，根据本发明的另一方式，击打工具的击打驱动轴与旋转驱动轴配置于同轴上，在该旋转驱动轴上配置有离合器，其中，采用以击打驱动轴位于径向内侧、旋转驱动轴位于径向外侧的关系，将击打驱动轴与旋转驱动轴配置在同轴上的结构。根据本发明，能够缩短长轴方向上的尺寸，能够实现节省空间方面的合理配置。
并且，根据本发明的另一方式，采用电磁离合器构成离合器，该电磁离合器具有：驱动侧离合器部；被动侧离合器部；施力部件，该施力部件进行施力，以通过使两个离合器部互相分离来切断扭矩的传递；以及电磁线圈，该电磁线圈因通电而克服施力部件的作用力，通过使两个离合器部互相接触来传递扭矩。
根据本发明，通过使用电磁离合器作为防止过大的反作用扭矩作用于工具主体的离合器，由此能够使对离合器的控制变得容易，能够实现小型化。
并且，根据本发明的另一方式，利用齿轮进行从马达朝向工具钻头传递转矩的传递路径中的轴相互之间的扭矩传递，并且，该齿轮收纳于封装有润滑剂的齿轮收纳室。进而，采用离合器与齿轮收纳室分开配置的结构。根据本发明，通过采用使离合器与齿轮收纳室分隔的避油配置，由此能够消除因润滑剂而导致的打滑问题。因此，能够采用反应速度快的摩擦离合器作为离合器。
并且，根据本发明的另一方式，由马达进行驱动且驱动工具钻头进行击打的击打驱动机构、与由马达进行驱动且驱动工具钻头进行旋转的旋转驱动机构的结构单元分别独立地设置。
根据本发明，提供了一种有助于离合器的小型化的击打工具。通过参照本说明书、权利要求书、附图，能够立即理解本发明的其它特征、作用及效果。
附图说明
图1是示出本发明第一实施方式所涉及的锤钻的整体结构的侧剖视图，示出了离合器的扭矩传递切断状态。
图2同样是示出锤钻的整体结构的侧剖视图，示出了离合器的扭矩传递状态。
图3是将锤钻的主要部分的结构放大示出的剖视图。
图4是将离合器的扭矩切断状态放大示出的剖视图。
图5是将离合器的扭矩传递状态放大示出的剖视图。
图6是示出本发明第二实施方式所涉及的锤钻的整体结构的侧剖视图。
图7是将第二实施方式所涉及的锤钻的主要部分放大示出的剖视图。
具体实施方式
为了实现对本发明所涉及的“击打工具”的制造及使用、以及对该“击打工具”的结构单元的使用，能够与其它结构或方法不同地、或与其它结构或方法组合地使用以下及以上记载所涉及的结构或方法。本发明的代表性的实施方式还包括上述这些结构或方法的组合，参照附图对其进行详细说明。以下的详细说明不过是向本领域技术人员公开示出用于实施本发明的最佳应用例的详细信息，本发明的技术范围并不局限于该详细说明，而是基于权利要求书的记载而被限定。因此，在广义的意义上，以下详细说明中的结构及方法步骤的组合并非实施本发明所必需的，在与附图的参照标号一起记载的详细说明中，不过是公开了本发明的代表性的方式而已。
(本发明的第一实施方式)
以下，参照图1～图5对本发明的第一实施方式进行详细说明。第一实施方式对应于本发明的技术方案1。作为击打工具的一例，使用电动式的锤钻进行说明。如图1及图2所示，从大体上观察，本实施方式所涉及的锤钻101的主体构成为包括：主体部103，该主体部103形成锤钻101的轮廓的；锤钻头119，该锤钻头119经由空心状的钻头夹137而以装卸自如的方式安装于该主体部103的末端区域(图示左侧)；以及手柄109，该手柄109与主体部103的锤钻头119的相反侧连接，供工作人员握持。利用钻头夹137将锤钻头119保持为能够在其长轴方向上进行相对的直线动作。主体部103对应于本发明中的“工具主体”，锤钻头119对应于本发明中的“工具钻头”。其中，为了便于说明，将锤钻头119侧称作前侧，将手柄109侧称作后侧。
主体部103构成为包括：马达外壳105，该马达外壳105收纳有驱动马达111；以及齿轮壳体107，该齿轮壳体107收纳运动转换机构113、击打单元115以及动力传递机构117。驱动马达111配置为，其旋转轴线(输出轴111a)形成为与主体部103的长轴方向(锤钻头119的长轴方向)大致正交的纵向(图1中为上下方向)。驱动马达111的扭矩(旋转输出)在被运动转换机构113适当地转换成直线运动之后传递至击打单元115，借助该击打单元115产生锤钻头119的朝向长轴方向(图1中的左右方向)的击打力。驱动马达111对应于本发明中的“马达”，运动转换机构113及击打单元115对应于本发明中的“击打驱动机构”。
并且，在利用动力传递机构117对旋转速度进行适当减速以后，驱动马达111的扭矩经由钻头夹137而传递到锤钻头119，从而该锤钻头119沿周向进行旋转动作。另外，利用对配置于手柄109的触发器109a进行的拉动动作对驱动马达111进行通电驱动。动力传递机构117对应于本发明中的“旋转驱动机构”。
如图3所示，运动转换机构113的主体构成为包括：第一驱动齿轮121，该第一驱动齿轮121形成于驱动马达111的输出轴(旋转轴)111a，在水平面内被驱动旋转；被动齿轮123，该被动齿轮123与该第一驱动齿轮121啮合卡合；曲轴122，该曲轴122固定有该被动齿轮123；曲板125，该曲板125与曲轴122一起在水平面内旋转；曲柄臂127，该曲柄臂127经由偏心轴126而以游隙嵌合状与该曲板125连接；以及活塞129，作为驱动件的该活塞129经由连结轴128安装于该曲柄臂127。曲轴122与驱动马达111的输出轴111a配置为互相平行且沿横向并列。利用上述曲轴122、曲板125、偏心轴126、曲柄臂127、活塞129构成曲柄机构。活塞129配置成在气缸141内滑动自如，伴随着驱动马达111被通电驱动而沿着该气缸141进行锤钻头长轴方向的直线动作。
击打单元115的主体构成为包括：撞击器123，作为击打件的该撞击器123配置成在气缸141的缸筒内壁滑动自如；以及冲击螺栓145，作为中间件的该冲击螺栓145以滑动自如的方式配置于钻头夹137，并且将撞击器143的动能传递到锤钻头119。气缸141具有由活塞129及撞击器143隔开的空气室141a。撞击器143经由伴随于活塞129的滑动动作而产生的空气室141a的压力变动(空气弹簧)而被驱动，进而与以滑动自如的方式配置于钻头夹137的冲击螺栓145碰撞(击打)，从而经由该冲击螺栓145将击打力传递到锤钻头119。即，形成驱动锤钻头119进行击打的运动转换机构113及击打单元115与驱动马达111直接连结的结构。
动力传动机构117的主体构成为包括第二驱动齿轮131、第一中间齿轮132、第一中间轴133、电磁离合器134、第二中间齿轮135、机械式扭矩限制器147、第二中间轴136、小锥齿轮138、大锥齿轮139以及钻头夹137，将驱动马达111的扭矩传递到锤钻头119。第二驱动齿轮131固定于驱动马达111的输出轴111a，与第一驱动齿轮121一起在水平面内被旋转驱动。在扭矩传递中，位于输出轴111a的下游侧的第一中间轴133及第二中间轴136配置为相对于输出轴111a平行且沿横向并列。第一中间轴133设置为用于搭载离合器的轴，配置于输出轴111a与第二中间轴136之间，并且，该第一中间轴133由一直与第二驱动齿轮131啮合卡合的第一中间齿轮132经过电磁离合器134进行旋转驱动。另外，将速度比设定为第一中间齿轮132相对于第二驱动齿轮131大致等速。第二中间轴136对应于本发明中的“动力传递轴”。驱动马达111的输出轴111a对应于本发明中的“马达输出轴”。
电磁离合器134在驱动马达111与锤钻头119之间，换言之在输出轴111a与第二中间轴136之间传递扭矩，或者切断扭矩的传递。即，电磁离合器134设置为在锤钻工作过程中，在锤钻头119意外锁定之类的情况下，防止主体部103因作用于主体部103侧的反作用扭矩异常地增大而摆动的单元，该电磁离合器13设定在第一中间轴133上。电磁离合器134在第一中间轴133的长轴方向配置于第一中间齿轮132的上方，比第一中间齿轮132更接近撞击器143的动作轴线(击打轴线)。电磁离合器对应于本发明中的“离合器”。即，驱动锤钻头119旋转的动力传递机构117构成为经由电磁离合器134传递或切断驱动马达111的扭矩。
如图4及图5所示，电磁离合器134的主体构成为包括：驱动侧旋转部件161和被动侧旋转部件163，圆形杯状的驱动侧旋转部件161与圆盘状的被动侧旋转部件163在长轴方向互相对置；弹簧盘167，作为施力部件的该弹簧盘167始终朝向解除驱动侧旋转部件161与被动侧旋转部件163之间的结合(摩擦接触)的方向施力；以及电磁线圈165，该电磁线圈165因对其通电而使驱动侧旋转部件161与被动侧旋转部件163结合。驱动侧旋转部件161对应于本发明中的“驱动侧离合器部”，被动侧旋转部件163对应于本发明中的“被动侧离合器部”。
驱动侧旋转部件161具有朝向下方突出的轴部(凸台部)161a，该轴部161a安装为能够相对于第一中间轴133绕长轴方向进行相对旋转，并且，在该轴部161a的外表面固定有第一中间齿轮132。因此，形成驱动侧旋转部件161与第一中间齿轮132一体地旋转的结构。另一方面，被动侧旋转部件163具有朝向下方突出的轴部(凸台部)163a，该轴部163a固定于第一中间轴133的长轴方向上的一端(上端)侧而与该第一中间轴133一体化。由此，被动侧旋转部件163相对于驱动侧旋转部件161自如地进行相对旋转。进而，若将与被动侧旋转部件163的轴部163a一体化了的第一中间轴133视作轴部163a的一部分，则形成该轴部163a与驱动侧旋转部件161的轴部161a在同轴上配置于径向内外的结构。即，被动侧旋转部件163的轴部163a配置于径向内侧，驱动侧旋转部件161的轴部161a配置于径向外侧。驱动侧旋转部件161的轴部161a对应于本发明中的“驱动侧离合器轴”，被动侧旋转部件163的轴部163a及第一中间轴133对应于本发明中的“被动侧离合器轴”。
并且，驱动侧旋转部件161构成为在径向被分割成内周区域162a与外周区域162b，并且两个区域162a、162b利用弹簧盘167接合为能够进行朝向长轴方向的相对移动，外周区域162b设定成与被动侧旋转部件163摩擦接触的可动部件。驱动侧旋转部件161的外周区域162b因基于来自控制器157的指令的电磁线圈165的电流的断续而沿长轴方向移位，从而以上述方式构成的电磁离合器134通过与被动侧旋转部件163结合(摩擦接触)而传递扭矩(图5所示的状态)、或者通过将结合解除来切断扭矩的传递(图4所示的状态)。
并且，如图3所示，在第一中间轴133的长轴方向的另一端(下端)固定有第二中间齿轮135，采用该第二中间齿轮125的扭矩经由机械式扭矩限制器147而传递到第二中间轴136的结构。机械式扭矩限制器147配置为针对施加于锤钻头119的过载荷的安全装置，当超过设计值(以下，也称作最大传递扭矩值)的过大的扭矩作用于锤钻头119时，该机械式扭矩限制器147切断朝向锤钻头119的扭矩传递，上述机械式扭矩限制器147与第二中间轴136同轴地安装在第二中间轴136上。
机械式扭矩限制器147具有：驱动侧部件148，该驱动侧部件148具有与第二中间齿轮135啮合卡合的第三中间齿轮148a；以及被动侧部件149，空心状的该被动侧部件149以游隙嵌合状嵌合于第二中间轴136的外周，在该被动侧部件149的长轴方向的一端侧(图示下端部)，形成于被动侧部件149的齿149a与形成于第二中间轴136的齿136a互相啮合卡合。由此，形成机械式扭矩限制器147与第二中间轴136一体地旋转的结构。另外，将速度比设定为驱动侧部件148的第三中间齿轮148a相对于第二中间齿轮135减速。进而，虽然详细情况为了方便而省略图示，但是采用如下结构：若作用于第二中间轴136的扭矩值(相当于作用于锤钻头119的扭矩值)在由弹簧147a预先设定的最大传递扭矩值以下，则在驱动侧部件148与被动侧部件149之间传递扭矩，当作用于第二中间轴136的扭矩值超过最大传递扭矩值时，切断驱动侧部件148与被动侧部件149之间的扭矩传递。
朝向第二中间轴136传递的扭矩以旋转速度从一体地形成于该第二中间轴136的小锥齿轮138朝向与该小锥齿轮138啮合卡合、切在铅直面内旋转的大锥齿轮139减速的方式被传递，进而，大锥齿轮139的扭矩经由与该大锥齿轮139结合的作为最终输出轴的钻头夹137而朝向锤钻头119传递。
运动转换机构113及动力传递机构117的结构部件中的需要进行润滑的各个齿轮收纳于齿轮壳体107中的封装有润滑剂的密闭状的齿轮收纳空间107a。齿轮收纳空间107a对应于本发明中的“齿轮收纳室”。另一方面，在本实施方式中，作为电磁离合器134，由于采用了利用驱动侧旋转部件161与被动侧旋转部件163之间的摩擦接触来进行扭矩传递的方式，因此，当润滑剂附着于离合器表面时，存在引起打滑的可能性。
因此，在本实施方式中采用下述结构：在齿轮壳体107内以与齿轮收纳空间107a划分开的形式设置离合器收纳空间107b，在该离合器收纳空间107b内收纳电磁离合器134，该离合器收纳空间107b与齿轮收纳空间107a分隔。如图4及图5所示，离合器收纳空间107b利用下述部件进行划分而形成：内壳体部108a，大致朝向下方的杯状的该内壳体部108a一体地形成于齿轮壳体107的内部；以及外罩部件108b，该外罩部件108b从下方压入到该内壳体部108a的开口部。第一中间轴133及驱动侧旋转部件161的轴部161a贯通外罩部件108b的中心部并向下方(齿轮收纳空间107a)延伸。由此，形成下述结构：虽然在轴部161a的外表面与外罩部件108b的内周面之间产生间隙，但是该间隙由夹装在轴部161a的外表面与外罩部件108b的内周面之间的轴承169进行封堵。即，利用轴承169作为密封件，抑制润滑剂侵入离合器收纳空间107b。
并且，如图3所示，在动力传递机构117配设有非接触式的磁致伸缩式扭矩传感器151，该磁致伸缩式扭矩传感器151检测加工作业时作用于锤钻头119的扭矩。为了测量作用于动力传递机构117的机械式扭矩限制器147的被动侧部件149的扭矩而设置磁致伸缩式扭矩传感器151。磁致伸缩式扭矩传感器151采用在施加于作为扭矩检测轴的被动侧部件149的外周面的倾斜槽的周围配设励磁线圈153及检测线圈155的结构，并且构成为利用检测线圈155将被动侧部件149被扭转时的倾斜槽的磁导率的变化作为电压变化进行检测，从而测量扭矩。
利用磁致伸缩式扭矩传感器151测量所得的扭矩值输出到控制器157。控制器157采用下述结构：当从磁致伸缩式扭矩传感器151输入的扭矩值超过预先规定的指定扭矩值时，对电磁离合器134的电磁线圈165输出通电切断指令，从而解除该电磁离合器134的结合。另外，虽然为了方便而省略图示，但是对于由控制器157决定的解除电磁离合器134的结合的指定扭矩，借助扭矩调整单元(例如刻度盘)的外部操作，工作人员能够利用手动操作任意地改变(能够调整)上述指定扭矩。并且，利用扭矩调整单元调整的指定扭矩被限制在比由机械式扭矩限制器147的弹簧147a设定的最大传递扭矩值低的范围内。控制器157构成离合器控制装置。
并且，在本实施方式中采用如下结构：为了防止过大的反作用扭矩作用于主体部103而配置的电磁离合器134兼用作工作模式切换用离合器，该工作模式切换用离合器在使锤钻头119进行击打动作与旋转动作的锤钻模式、与使锤钻头119仅进行击打动作的锤模式之间切换工作模式。以下对该情况进行说明。
如图1及图2所示，在主体部103的上面区域配置有作为工作模式切换部件的工作模式切换杆171。工作模式切换杆171由附设有操作用旋钮的圆板状部件构成，安装成相对于主体部103绕与锤钻头119的长轴线正交的上下方向的轴线转动自如，在水平面内能够进行360度转动操作。在主体部103设置有工作模式检测用的位置传感器173，基于该位置传感器173的工作模式切换杆171的位置检测信号，具体地说，设置于该工作模式切换杆171的被检测部175的检测信号被输入到控制器157。
控制器157构成为：在被输入基于位置传感器173的被检测部175的检测信号的情况下，对电磁离合器134的电磁线圈165输出通电指令，另一方面，在位置传感器173未对被检测部175进行检测的非检测时，对电磁线圈165输出通电切断指令。进而，在本实施方式中，位置传感器173设定成：仅在工作模式切换操作杆171被转动操作而选择了锤钻模式的情况(被切换的情况)下，对被检测部175进行检测，在除此以外的区域内并不进行检测。
以上述方式构成本实施方式所涉及的电动式的锤钻101。接下来对锤钻101的作用及使用方法进行说明。当工作人员操作工作模式切换杆171而使其向锤模式位置转动时(如图1所示，使标记于工作模式切换杆171的箭头与标记于主体部103的锤模式的标识记号M1一致时)，位置传感器173不对工作模式切换杆171的被检测部175进行检测。此时，根据基于控制器175的通电切断指令切断对电磁离合器134的电磁线圈165的通电，伴随与此，电磁力消失，因此驱动侧旋转部件161的外周区域162b被弹簧盘167的作用力拉动而与被动侧旋转部件163分离。即，电磁离合器134被切换到扭矩切断状态(参照图1及图4)。
在该状态下，若通过对触发器109进行拉动操作来对驱动马达111进行通电驱动，则活塞129经由运动转换机构113而沿着气缸141直线状地进行滑动动作，由此，基于该气缸141的空气室141a内的空气的压力变化、亦即空气弹簧的作用，撞击器143在气缸141内进行直线运动。撞击器143与冲击螺栓145碰撞，由此将其动能传递到锤钻头119。即，在选择锤模式时，锤钻头119进行轴向的锤击动作，对被加工材料进行锤击作业(錾凿作业)。
另一方面，在工作模式切换杆171被切换到锤钻模式时(如图2所示，使标记于工作模式切换杆171的箭头与锤钻模式的标识记号M2一致时)，位置传感器173对工作模式切换杆171的被检测部175进行检测。此时，根据基于控制器175的通电指令使电磁线圈165通电，驱动侧旋转部件161的外周区域162b利用伴随与此所产生的电磁力克服弹簧盘167的作用力，被按压于向被动侧旋转部件163。即，电磁离合器134被切换到扭矩传递状态(参照图2及图5)。
在该状态下，若通过对触发器109进行拉动操作来对驱动马达111进行通电驱动，则驱动马达111的旋转输出经由动力传递机构117朝向钻头夹137传递，从而驱动利用该钻头夹137保持的锤钻119绕长轴旋转。即，在选择锤钻模式时，锤钻头119进行轴向的锤击动作与周向的钻孔动作，对被加工材料进行锤钻作业(开孔作业)。
在上述锤钻作业中，测量磁致伸缩式扭矩传感器151作用于机械式扭矩限制器147的被动侧部件149的扭矩值，并将该测量值输出到控制器157。进而，当锤钻119因某种原因意外锁定，从磁致伸缩式扭矩传感器151输入到控制器157的测量值超过工作人员预先指定的指定扭矩值时，控制器157为了解除电磁离合器134的结合而输出电磁线圈165的通电切断指令。因此，切断对电磁线圈165的通电，伴随于此，电磁力消失，因此驱动侧旋转部件161的外周区域162b被弹簧盘167的作用力拉动而与被动侧旋转部件163分离。即，电磁离合器134从扭矩传递状态切换到扭矩切断状态，从而切断从驱动马达111朝向锤钻119的扭矩传递。由此，能够防止由于锤钻119锁止，从而主体部103因作用于主体部103的过大的反作用扭矩而摆动的情况。上述指定扭矩值对应于本发明中的“规定的设定扭矩状态”。
如上所述，在本实施方式中采用如下结构：在驱动马达111的扭矩传递结构中，将电磁离合器134配置于锤钻119的旋转驱动路径，在击打中采用直接连结结构，利用电磁离合器134仅进行旋转传递。因此，例如与以将驱动马达111的扭矩传递到击打驱动系统与旋转驱动系统这两方的方式配置离合器的情况相比，减小了作用于电磁离合器134的扭矩，从而能够使电磁离合器134小型化及轻量化。并且，根据本实施方式，采用将专用的第一中间轴133设定为用于搭载离合器，将电磁离合器134设定在该第一中间轴133上的结构。由此，能够在驱动马达111(输出轴111a)的旋转速度减速以前的阶段中的高旋转低扭矩区域使用电磁离合器134。因此，能够增加电磁离合器134在设计方面的自由度，并能够进一步使电磁离合器134小型化。
并且，根据本实施方式，电磁离合器134构成为，驱动侧旋转部件161的轴部161a以相对旋转自如的方式嵌合于固定有被动侧旋转部件163的轴部163a的第一中间轴133。即，由第一中间轴133、驱动侧旋转部件161的轴部161a以及被动侧旋转部件163的轴部163a构成的电磁离合器134的离合器轴构成为，驱动侧与被动侧配置在同轴上、且配置于径向的内侧与外侧。由此，能够将电磁离合器134的离合器面(动力传递面)设定在相同的轴端侧(上端侧)。也就是说，能够在相同的轴端侧进行输入与输出，由此，能够将电磁离合器134配置为靠近撞击器143的动作线(击打轴线)侧，从而能够减小加工作业时在主体部103所产生的以重心位置为支点的击打方向力矩(振动)，能够缩短电磁离合器134的长轴方向的尺寸。
并且，在本实施方式中，将电磁离合器134配置于比在第一中间轴133与第二中间轴136之间传递扭矩的动力传递区域、即比第二中间齿轮135与机械式扭矩限制器147的驱动侧部件148的第三中间齿轮148a的啮合卡合区域更靠上方的位置。由此，能够将电磁离合器134配置为更加接近撞击器143的动作线(击打轴线)，从而更加有利于减小击打方向力矩(振动)。
并且，在本实施方式中采用如下结构：在齿轮壳体107内设定与齿轮收纳空间107a划分开的离合器收纳空间107b，以与齿轮收纳空间107a隔离的方式将电磁离合器134收纳于该离合器收纳空间107b。因此，不存在因润滑剂与离合器面接触而在该离合器面打滑的担忧，能够采用反应速度快的摩擦离合器作为电磁离合器134。并且，在本实施方式中，由于采用通过使驱动侧旋转部件161的一部分(仅外周区域162b)沿长轴方向移位，由此切换到扭矩传递状态与扭矩切断状态的结构，因此，可以减少可动部分，易于设计离合器。
并且，在本实施方式中采用如下结构：为了防止过大的反作用扭矩作用于主体部103而具备的电磁离合器134兼用作工作模式切换用离合器，该工作模式切换用离合器在使锤钻头119仅进行长轴方向的击打动作的锤模式、与使锤钻头119进行击打动作及绕长轴方向的旋转动作的锤钻模式之间切换工作模式。由此，能够实现与防止过大的反作用扭矩作用于主体部103方面与工作模式切换相关的合理设计。
(本发明的第二实施方式)
接下来，参照图6及图7对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式是涉及电磁离合器134的配置的变形例，对应于技术方案2。在该实施方式中，采用电磁离合器134配置在驱动马达111的输出轴111a上的结构。
如图7所示，电磁离合器134具有在长轴方向配置成对置状的驱动侧旋转部件181与被动侧旋转部件183，驱动侧旋转部件181的轴部(凸台部)181a固定安装于输出轴111a而与该输出轴111a一体化，被动侧旋转部件183的轴部(凸台部)183a以相对旋转自如的方式嵌合于输出轴111a的外侧。另外，被动侧旋转部件183配置在驱动侧旋转部件181的上表面侧。
被动侧旋转部件183采用下述结构：在径向被分割成内周区域182a与外周区域182b，并且两个区域182a、182b经由弹簧盘187而以能够进行朝向长轴方向的相对移动的方式接合，外周区域182b设定成与驱动侧旋转部件181结合(摩擦接触)的部件。即，在本实施方式中采用如下结构：被动侧旋转部件183的外周区域182b经由弹簧盘187而沿长轴方向移位，并且，在不对电磁线圈185通电时，利用弹簧盘187进行施力，以便拉动上述外周区域182b与驱动侧旋转部件181分离，在电磁线圈185通电时，利用电磁力使上述外周区域182b与驱动侧旋转部件181结合(摩擦接触)。
另外，在输出轴111a的上端部设置有第一驱动齿轮121，该第一驱动齿轮121与构成运动转换机构113的曲柄机构的被动齿轮123啮合卡合。即，对驱动锤钻119进行击打的运动转换机构113以及击打单元115与驱动马达111直接连结。这点与第一实施方式相同。运动转换机构113及击打单元115对应于本发明中的“击打驱动机构”，输出轴111a对应于本发明中的“击打驱动轴”。
被动侧旋转部件183的轴部183a朝向上方延伸，在其延伸端部外表面固定安装有第二驱动齿轮191。并且，在输出轴111a、与相对于该输出轴111a配置为平行且沿横向并列的动力传递机构117的第二中间轴136之间，设置有与两个轴111a、136a平行的第一中间轴193。进而，在第一中间轴193的轴向一端(下端)固定有与第二驱动齿轮191啮合卡合的第一中间齿轮195，在轴向另一端(上端)固定有第二中间齿轮197。第二中间齿轮197与设置在第二中间轴136上的机械式扭矩限制器147的驱动侧部件148的第三中间轴148a啮合卡合。如此，设置在驱动马达111的输出轴111a上的电磁离合器134在在输出轴111a与第一中间轴193之间进行扭矩的传递与切断。即，驱动锤钻头119旋转的动力传递机构117采用经由电磁离合器134来传递或切断驱动马达111的扭矩的结构。动力传递机构117对应于本发明中的“旋转驱动机构”。并且，利用驱动侧旋转部件181的轴部181a与被动侧旋转部件183的轴部183a构成离合器轴，该离合器轴对应于本发明中的“旋转驱动轴”。
并且，电磁离合器收纳于形成在齿轮壳体107内的离合器收纳空间107b，并且与齿轮收纳空间107a隔开。离合器收纳空间107b形成为包括：内壳体部108a，该内壳体部108a形成(附加固定)于齿轮壳体107；以及外罩部件108b，作为隔壁的该外罩部件108b将该内壳体部108a的内部空间与齿轮收纳空间107a划分开。
在电磁离合器134的结构部件中，被动侧旋转部件183的轴部183a从离合器收纳空间107b朝向齿轮收纳空间107a突出。由此，形成如下结构：虽然在轴部183a的外周面与外罩部件108b的内周面之间、以及轴部183a的内周面与输出轴111a的外周面之间分别产生间隙，但是该间隙由夹装在轴部183a的外周面与外罩部件108b的内周面之间的轴承198、以及轴部183a的内周面与输出轴111a的外周面之间的轴承199进行封堵。即，利用轴承198、199作为密封件，抑制润滑剂侵入离合器收纳室107b。
另外，除了上述结构以外，例如与基于由磁致伸缩式扭矩传感器151测量的扭矩值来进行电磁离合器134的结合与解除(扭矩传递与切断)相关的结构、以及基于对工作模式切换杆171的切换操作来进行的电磁离合器134的结合与解除相关的结构等，与前述的第一实施方式相同。因此，对与第一实施方式相同的结构部件标注相同的标号，并省略其说明。
根据本实施方式，关于锤钻头119的驱动，在击打驱动中采用直接连结，利用电磁离合器134仅进行旋转传递的结构，在此基础上，采用将电磁离合器134设定在以高旋转低扭矩被驱动的驱动马达111的输出轴111a上。由此，由于减小了作用于电磁离合器134的扭矩，因此能够使电磁离合器134小型化及轻量化。
并且，根据本实施方式，由于采用将离合器轴与输出轴111a同轴地配置于输出轴111a的径向外侧的结构，因此，虽然采用将电磁离合器134配置在输出轴111a上的结构，但由于能够缩小长轴方向的尺寸，因而能够实现节省空间方面的合理配置。并且，在本实施方式中，由于采用通过使电磁离合器134与齿轮收纳空间107a分隔而避免润滑剂附着的结构，因此，与第一实施方式的情况相同，不必担心因润滑剂与离合器面接触而打滑，能够采用反应速度快的摩擦离合器作为电磁离合器134。
进而，下述作用效果等与前述的第一实施方式相同：在锤钻工作中，在锤钻头119意外锁定这样的情况下，通过将电磁离合器134从扭矩传递状态切换到扭矩切断状态，由此，能够防止主体部103因作用于主体部103的反作用扭矩而摆动，并且可以将用于防止过大的反作用扭矩作用于主体部103的电磁离合器134兼用作工作模式切换用离合器。
另外，在本实施方式中，虽然使用磁致伸缩式扭矩传感器151作为检测作用于主体部103的反作用扭矩的单元，但是并不局限于此，例如可以变更为利用速度传感器或加速度传感器来测量主体部103的运动，根据该测量值来检测作用于主体部103的反作用扭矩的结构。
鉴于上述发明的主旨，能够构成如下所述的实施方式。
(实施方式1)
根据技术方案1所述的击打工具，其特征在于，将所述马达的扭矩传递到所述工具钻头的路径具有沿长轴方向直线状地驱动所述工具钻头的击打驱动体系、以及驱动所述工具钻头绕长轴旋转的旋转驱动体系，所述离合器配置于所述旋转驱动体系。
(实施方式2)
根据技术方案1～10中任一方案所述的击打工具，其特征在于，该击打工具构成为具有非接触式的扭矩传感器，该非接触式的扭矩传感器以不与和该工具钻头共同旋转的旋转轴接触的状态检测加工作业时作用于所述工具钻头的扭矩，当利用该扭矩传感器检测到的扭矩值超过设定扭矩值时，切断基于所述离合器的扭矩传递。
(实施方式3)
根据方式2所述的击打工具，其特征在于，为了调整利用所述扭矩传感器设定的设定扭矩值，上述击打工具具有能够进行手动操作的扭矩调整部件。
(实施方式4)
根据技术方案1～10中任一方案所述的击打工具，其特征在于，上述击打工具具有速度传感器或者加速度传感器，该速度加速器或者加速度传感器测量所述工具主体的运动量，根据该测量值来检测作用于所述工具主体的反作用扭矩。
(实施方式5)
根据技术方案1～10中任一方案所述的击打工具，其特征在于，上述离合器构成为具有驱动侧离合器部与被动侧离合器部，由于外周侧区域相对于内周侧区域沿长轴方向移位，因此，上述驱动侧离合器部或被动侧离合器部的任一方的离合器部与另一方的离合器部接触或分离。
(方式6)
根据技术方案2所述的击打工具，其特征在于，将所述马达输出轴与所述离合器轴之间的速度比设定成等速。
(方式7)
根据技术方案9所述的击打工具，其特征在于，上述击打工具具有与所述齿轮收纳室分隔、且用于收纳所述离合器的离合器收纳空间，利用将所述离合器的轴支承为旋转自如的轴承构成抑制所述齿轮收纳室内的润滑剂侵入所述离合器收纳空间的密封件。
标号说明
101...锤钻(击打工具)；103...主体部(工具主体)；105...马达外壳；107...齿轮壳体；107a...齿轮收纳空间(齿轮收纳室)；107b...离合器收纳空间；108a...内壳体部；108b...外罩部件；109...手柄；109a...触发器；111...驱动马达(马达)；111a...输出轴(马达输出轴、击打驱动轴)；113...运动转换机构(击打驱动机构)；115...击打单元(击打驱动机构)；117...动力传递机构(旋转驱动机构)；119...锤钻头(工具钻头)；121...第一驱动齿轮；122...曲轴；123...被动齿轮；125...曲板；126...偏心轴；127...曲柄臂；128...连结轴；129...活塞；131...第二驱动齿轮；132...第一中间轴；133...第一中间轴；134...电磁离合器(离合器)；135...第二中间齿轮；136...第二中间轴；136a...齿；137...钻头夹；138...小锥齿轮；139...大锥齿轮；141...气缸；141a...空气室；143...撞击器(击打件)；145...冲击螺栓(中间件)；147...机械式扭矩限制器；147a...弹簧；148...驱动侧部件；148a...第三中间齿轮；149...被动侧部件；149a...齿；151...磁致伸缩式扭矩传感器；153...励磁线圈；155...检测线圈；157...控制器；161...驱动侧旋转部件(被动侧离合器部)；161a...轴部(驱动侧离合器轴)；162a...内周区域；162b...外周区域；163...被动侧旋转部件(驱动侧离合器部)；163a...轴部(被动侧离合器轴)；165...电磁线圈；167...弹簧盘；169...轴承；171...工作模式切换杆(工作模式切换部件)；173...位置传感器；175...被检测部；181...驱动侧旋转部件；181a...轴部(离合器轴)；182a...内周区域；182b...外周区域；183...被动侧旋转部件；183a...轴部(离合器轴、旋转驱动轴)；185...电磁线圈；187...弹簧盘；191...第二驱动齿轮；193...第一中间轴；195...第一中间齿轮；197...第二中间齿轮；198...轴承；199...轴承。

Claims (10)

1.一种击打工具，
该击打工具使工具钻头进行朝向长轴方向的击打动作、以及绕长轴方向进行旋转动作，由此，使该工具钻头完成规定的加工作业，
所述击打工具的特征在于，具有：
工具主体；
马达，该马达收纳于所述工具主体，驱动所述工具钻头；以及，
离合器，该离合器在将所述马达的扭矩传递到所述工具钻头的路径中，设置于所述马达的旋转速度减速之前的阶段中的高旋转低扭矩区域，并始终朝向所述工具钻头传递所述马达的扭矩，在产生于所述工具主体的绕所述工具钻头长轴的扭矩超过规定的设定扭矩状态的情况下，所述离合器切断所述扭矩的传递。
2.根据权利要求1所述的击打工具，其特征在于，
在将所述马达的扭矩传递到所述工具钻头的路径中，具有：
马达输出轴；
动力传递轴，该动力传递轴设置于所述马达输出轴的下游侧，对该马达输出轴的旋转速度减速后朝向所述工具钻头传递；以及，
离合器轴，该离合器轴设置于所述马达输出轴与所述动力传递轴之间，
所述离合器设置在所述离合器轴上。
3.根据权利要求2所述的击打工具，其特征在于，
与所述离合器轴与动力传递轴之间的减速比相比较，所述马达输出轴与所述离合器之间的速度比更小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的击打工具，其特征在于，
所述击打工具还具有击打件，该击打件由所述马达沿所述工具钻头的长轴方向直线状地驱动，沿长轴方向击打所述工具钻头，
所述离合器配置为，比所述离合器轴与所述动力传递轴之间的动力传递区域更靠近所述击打件的击打轴线。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的击打工具，其特征在于，
所述离合器构成为具有驱动侧离合器部与被动侧离合器部，通过使两个离合器部互相接触来传递扭矩，通过两个离合器部分离来切断扭矩的传递，
所述离合器轴具有形成于所述驱动侧离合器部的驱动侧离合器轴、以及形成于所述被动侧离合器部的被动侧离合器轴，两个轴在同轴上配置于径向内外。
6.根据权利要求1所述的击打工具，其特征在于，
在将所述马达的扭矩传递到所述工具钻头的路径中，具有：
击打驱动机构，该击打驱动机构驱动所述工具钻头进行击打；
旋转驱动机构，该旋转驱动机构驱动所述工具钻头进行旋转；
击打驱动轴，该击打驱动轴由所述马达进行驱动而旋转，并始终对所述击打驱动机构进行驱动；以及，
旋转驱动轴，该旋转驱动轴独立于所述击打驱动轴，由所述马达进行驱动而旋转，并对所述旋转驱动机构进行驱动，
所述击打驱动轴与所述旋转驱动轴配置在同轴上，
所述离合器配置在所述旋转驱动轴上。
7.根据权利要求6所述的击打工具，其特征在于，
以所述击打驱动轴位于径向内侧、所述旋转驱动轴位于径向外侧的关系，将所述击打驱动轴与所述旋转驱动轴配置在同轴上。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的击打工具，其特征在于，
采用电磁离合器构成所述离合器，该电磁离合器具有：
驱动侧离合器部；
被动侧离合器部；
施力部件，该施力部件进行施力，以便通过使所述两个离合器部互相分离来切断扭矩的传递；以及，
电磁线圈，该电磁线圈因通电而克服所述施力部件的作用力，通过使所述两个离合器部互相接触来传递扭矩。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的击打工具，其特征在于，
利用齿轮进行从所述马达朝向所述工具钻头传递转矩的传递路径中的轴相互之间的扭矩传递，并且，该齿轮收纳于封装有润滑剂的齿轮收纳室，
所述离合器配置为与所述齿轮收纳室隔离。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的击打工具，其特征在于，
由所述马达进行驱动且驱动所述工具钻头进行击打的击打驱动机构、与由所述马达进行驱动且驱动所述工具钻头进行旋转的旋转驱动机构的结构单元分别独立地设定。
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