DE102018126253A1

DE102018126253A1 - Drehwerkzeug

Info

Publication number: DE102018126253A1
Application number: DE102018126253.1A
Authority: DE
Inventors: Hajime Takeuchi; Masanori Furusawa
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN109693212A; JP2019076979A; JP7144927B2; US11072061B2; CN109693212B; US20190118361A1

Abstract

[Aufgabe] Vorsehen einer Technologie, die dazu beitragen kann, eine Struktur zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung an eine finale Ausgabewelle, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf ein Gehäuse bei einem Drehwerkzeug wirkt, zu rationalisieren.
[Lösung] Ein Bohrhammer (101) weist einen Motor (2), einen Werkzeughalter (30), einen Körper (10), einen Beschleunigungssensor (93), einen Kupplungsmechanismus (40) und ein Solenoid auf. Der Körper (10) nimmt den Motor (2) und den Werkzeughalter (30) auf. Der Beschleunigungssensor (93) erfasst einen Bewegungszustand des Körpers (10). Der Kupplungsmechanismus (40) ist auf einem Drehmomentübertragungsweg von einer Motorwelle (25) zu dem Werkzeughalter (30) vorgesehen und zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung konfiguriert. Das Solenoid weist einen Stempel auf, der linear bewegbar ist, und zum mechanischen Betätigen des Kupplungsmechanismus (40) über den Stempel basierend auf dem Bewegungszustand, der durch den Beschleunigungssensor (93) erfasst wird, konfiguriert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drehwerkzeug, das dazu konfiguriert ist, eine finale Ausgabewelle drehend anzutreiben. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Drehwerkzeug, das dazu konfiguriert ist, eine Drehmomentübertragung an die finale Ausgabewelle zu unterbrechen, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf ein Gehäuse des Drehwerkzeuges wirkt.
STAND DER TECHNIK
Während eines Betriebs eines Drehwerkzeuges, wie beispielsweise eines Bohrhammers, kann ein Werkzeugzubehör verriegelt sein, indem es sich in einem Werkstück festbeißt, so dass eine finale Ausgabewelle in einen nicht drehbaren Zustand (ebenso als ein verriegelter Zustand oder ein blockierter Zustand bezeichnet) gebracht ist. In einem solchen Fall kann ein starkes Reaktionsdrehmoment auf ein Gehäuse des Drehwerkzeuges wirken. Demzufolge kann das Gehäuse dazu gebracht werden, dass es um eine Drehachse der finalen Ausgabewelle zu dreht. Deshalb ist ein Drehwerkzeug vorgeschlagen, welches eine Sicherheitskupplung aufweist, die in einem Drehmomentübertragungsweg von einem Motor zu der finalen Ausgabewelle angeordnet ist (siehe zum Beispiel die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2002-200579).
ZUSAMMENFASSUNG DER LEHREN
Bei einem Drehwerkzeug, das in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2002-200579 offenbart ist, wird eine elektromagnetische Kupplung als die Sicherheitskupplung angewendet. Diese elektromagnetische Kupplung ist koaxial mit einer Motorwelle angeordnet und kann eine Drehmomentübertragung von der Motorwelle zu einer Ritzelwelle unterbrechen. Allerdings wird eine rationellere Struktur zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung gewünscht, da die elektromagnetische Kupplung generell teuer ist.
Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Lehren eine Technologie vorzusehen, die dazu beitragen kann, eine Struktur zu rationalisieren, die zum Unterbrechen einer Drehmomentübertragung an eine finale Ausgabewelle konfiguriert ist, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf ein Gehäuse bei einem Drehwerkzeug wirkt.
Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Drehwerkzeug nach Anspruch 1 gelöst.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren ist ein Drehwerkzeug vorgesehen, das einen Motor, eine finale Ausgabewelle, ein Gehäuse, einen Erfassungsmechanismus, einen Unterbrechungsmechanismus und ein Solenoid (Schaltmagnet, Magnetspule) aufweist.
Der Motor weist einen Motorkörper und eine Motorwelle auf. Der Motorkörper weist einen Stator und einen Rotor auf. Die Motorwelle erstreckt sich von dem Rotor und ist dazu konfiguriert, dass sie um eine erste Drehachse drehbar ist. Die finale Ausgabewelle ist dazu konfiguriert, dass sie um eine zweite Drehachse durch ein Drehmoment, das von der Motorwelle übertragen wird, drehend angetrieben wird. Das Gehäuse nimmt den Motor und die finale Ausgabewelle auf. Der Erfassungsmechanismus ist zum Erfassen eines Bewegungszustandes des Gehäuses konfiguriert. Der Unterbrechungsmechanismus ist auf einem Übertragungsweg des Drehmomentes von der Motorwelle zu der finalen Ausgabewelle vorgesehen. Der Unterbrechungsmechanismus ist zum Unterbrechen der Übertragung des Drehmomentes konfiguriert. Das Solenoid weist einen Betätigungsteil (Stellbewegungsteil) auf, der linear bewegbar ist. Des Weiteren ist das Solenoid zum mechanischen Betätigen (Betreiben) des Unterbrechungsmechanismus mittels des Betätigungsteils basierend auf dem Bewegungszustand des Gehäuses, welcher durch den Erfassungsmechanismus erfasst wird, konfiguriert.
Bei dem vorliegenden Aspekt wird der Unterbrechungsmechanismus, welcher auf dem Drehmomentübertragungsweg von der Motorwelle zu der finalen Ausgabewelle vorgesehen ist, mechanisch mittels des Betätigungsteils des Solenoids betätigt. Das Solenoid ist eine günstigere elektrische Komponente als eine elektromagnetische Kupplung. Des Weiteren ist, obwohl der Unterbrechungsmechanismus selbst auf dem Drehmomentübertragungsweg angeordnet ist, hier eine größere Flexibilität bezüglich einer Anordnung des Solenoids, welches den Unterbrechungsmechanismus über den Betätigungsteil betätigt. Deshalb kann gemäß des vorliegenden Aspekts die Struktur, die die Übertragung des Drehmomentes unterbrechen kann, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Gehäuse wirkt, rationaler realisiert werden, als wenn eine elektromagnetische Kupplung verwendet wird.
Beispiele des „Drehwerkzeuges“ gemäß des vorliegenden Aspekts können ein Bohrwerkzeug, das einen Bohrvorgang durch drehendes Antreiben eines Werkzeugzubehörs, das mit einer finalen Ausgabewelle (normalerweise ein Werkzeughalter) gekoppelt ist, und ein Anziehwerkzeug, das einen Bolzen oder eine Mutter anzieht, welches mit einer finalen Ausgabewelle in Eingriff steht (normalerweise ein Steckschlüsselaufsatz), enthalten. Im Speziellen kann der vorliegende Aspekt bei einem Drehwerkzeug, bei welchem ein starkes Reaktionsdrehmoment auf ein Gehäuse während eines Arbeitsvorgangs wirkt, hilfreich angewendet werden. Beispiele von solchen Drehwerkzeugen können einen Bohrhammer, einen Mutterdreher (Steckschlüsseldreher) und einen Schraubschlüssel („shear wrench“) enthalten.
Der Motor kann ein Wechselstrom-Motor (AC-Motor) oder ein Gleichstrom-Motor (DC-Motor) sein. Des Weiteren kann der Motor ein Motor mit einer Bürste oder ein sogenannter bürstenloser Motor sein, der keine Bürste aufweist. Im Hinblick, dass es schwierig sein kann, eine elektrische Bremse an dem Wechselstrommotor aufzubringen, können die vorliegenden Lehren im Speziellen hilfreich bei einem Drehwerkzeug mit einem Wechselstrommotor anwendbar sein.
Das Gehäuse kann ebenso als ein Werkzeugkörper bezeichnet sein. Das Gehäuse kann einen anderen Mechanismus als den Motor und die finale Ausgabewelle aufnehmen. Des Weiteren kann das Gehäuse durch Verbinden einer Mehrzahl von Teilen (zum Beispiel einen Teil zum Aufnehmen des Motors und einen Teil zum Aufnehmen der finalen Ausgabewelle) ausgebildet sein. Das Gehäuse kann eine Einzelschichtstruktur oder eine Zweischichtstruktur aufweisen.
Der „Bewegungszustand des Gehäuses“ kann sich normalerweise auf einen Zustand der Drehung des Gehäuses um eine Drehachse beziehen. Der Bewegungszustand des Gehäuses kann zum Erfassen eines Zustandes geeignet verwendet werden, bei welchem ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Gehäuse wirkt (mit anderen Worten ein Zustand, bei welchem das Gehäuse stark um eine Antriebsachse gedreht wird), da der Bewegungszustand des Gehäuses entsprechend der Größe des Reaktionsdrehmomentes, das auf das Gehäuse wirkt, variiert. Der Erfassungsmechanismus für den Bewegungszustand des Gehäuses kann als ein Mechanismus realisiert sein, der eine physikalische Größe bezüglich des Bewegungszustandes des Gehäuses erfassen kann. Ein solcher Erfassungsmechanismus kann zum Beispiel ein Beschleunigungssensor, ein Geschwindigkeitssensor und ein Versatzsensor anwenden.
Normalweise ist der Unterbrechungsmechanismus dazu konfiguriert, dass er mechanisch mittels des Betätigungsteils des Solenoids zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung zu irgendeiner Welle, die auf dem Übertragungsweg von dem Motor zu der finalen Ausgabewelle angeordnet ist, betätigt wird. Des Weiteren bedeutet die „Betätigung“ des Unterbrechungsmechanismus, der hierin verwendet wird, ein Versetzen aus einem übertragbaren Zustand, bei welchem der Unterbrechungsmechanismus ein Drehmoment übertragen kann, zu einem Unterbrechungszustand, bei welchem der Unterbrechungsmechanismus das Drehmoment nicht übertragen kann.
Das Solenoid ist eine elektrische Komponente, welche zum Umwandeln elektrischer Energie in mechanische Energie von linearer Bewegung durch Nutzen (Verwenden) eines magnetischen Feldes, welches durch Zuführen eines Stroms an eine Spule erzeugt wird, konfiguriert ist. Das Solenoid kann ebenso als ein Solenoidstellglied oder als ein lineares Solenoid bezeichnet sein.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann der Unterbrechungsmechanismus als ein mechanischer Kupplungsmechanismus konfiguriert sein, der ein erstes Kupplungsbauteil und ein zweites Kupplungsbauteil aufweist. Der Unterbrechungsmechanismus kann zum Unterbrechen der Übertragung des Drehmomentes durch eine Bewegung des ersten Kupplungsbauteils aus einer Übertragungsposition zu einer Unterbrechungsposition konfiguriert sein. Die „Übertragungsposition“ kann sich auf eine Position beziehen, bei welcher das erste Kupplungsbauteil die Übertragung des Drehmomentes durch das erste und das zweite Kupplungsbauteil ermöglicht, und die „Unterbrechungsposition“ kann sich auf eine Position beziehen, bei welcher das erste Kupplungsbauteil die Übertragung des Drehmomentes durch das erste und das zweite Kupplungsbauteil nicht ermöglicht. Des Weiteren kann der Solenoid derart konfiguriert sein, dass er das erste Kupplungsbauteil aus der Übertragungsposition zu der Unterbrechungsposition über zumindest ein Zwischenbauteil bewegt. Das zumindest eine Zwischenbauteil kann zwischen dem Betätigungsteil und dem ersten Kupplungsbauteil angeordnet sein. Eine Betätigungsrichtung des Betätigungsteils und eine Bewegungsrichtung des ersten Kupplungsbauteils können einander kreuzen. Mit anderen Worten kann das zumindest eine Zwischenbauteil als ein Bewegungsumwandlungsmechanismus konfiguriert sein, welcher zum Umwandeln einer Linearbewegung des Betätigungsteils in eine Bewegung des ersten Kupplungsbauteils in einer Richtung, welche unterschiedlich von der der linearen Bewegung des Betätigungsteils ist, konfiguriert sein.
Bei dem vorliegenden Aspekt ist der Unterbrechungsmechanismus als ein mechanischer Kupplungsmechanismus konfiguriert, der das erste Kupplungsbauteil und das zweite Kupplungsbauteil aufweist. Das erste Kupplungsbauteil kann zu der Unterbrechungsposition in einer Richtung bewegt werden, die die Betätigungsrichtung des Betätigungsteils kreuzt. Deshalb kann das Solenoid in einer geeigneten Position angeordnet werden, während eine Vergrößerung der Gesamtgröße (Länge) des Kupplungsmechanismus und des Solenoids in einer bestimmten Richtung verhindert werden kann. Es wird angemerkt, dass die Struktur des Kupplungsmechanismus nicht speziell beschränkt ist, und der Kupplungsmechanismus zum Beispiel vom Eingriffstyp oder vom Reibungstyp sein kann.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann, wenn das Solenoid nicht im Betrieb ist, das zumindest eine Zwischenbauteil in einer Ausgangsposition durch eine Vorspannkraft von zumindest einer Torsionsfeder gehalten sein, so dass das erste Kupplungsbauteil in der Übertragungsposition angeordnet ist. Des Weiteren kann, wenn das Solenoid betrieben wird, der Betätigungsteil das zumindest eine Zwischenbauteil von der Ausgangsposition entgegen der Vorspannkraft der zumindest einen Torsionsfeder bewegen, und dabei das erste Kupplungsbauteil zu der Unterbrechungsposition bewegen. Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann mit einer einfachen Struktur unter Verwendung der Torsionsfeder das erste Kupplungsbauteil in der Übertragungsposition gehalten werden, wenn das Solenoid nicht im Betrieb ist, während das erste Kupplungsbauteil zu der Übertragungsposition bewegt werden kann, wenn das Solenoid betrieben wird. Des Weiteren, wenn das Solenoid aus dem Betriebszustand in den Nichtbetriebszustand geschaltet wird, kann das erste Kupplungsbauteil zu der Übertragungsposition durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder zurückgebracht werden. Des Weiteren kann die Verwendung der Torsionsschraubenfeder es vereinfachen, dass die Betätigungsrichtung des Betätigungsteils und die Bewegungsrichtung des ersten Kupplungsbauteils, unterschiedlich zueinander sind.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann das Drehwerkzeug ferner eine Zwischenwelle aufweisen. Die Zwischenwelle kann zwischen der Motorwelle und der finalen Ausgabewelle auf dem Übertragungsweg angeordnet sein, und kann zum Drehen um eine dritte Drehachse konfiguriert sein. Der Kupplungsmechanismus kann auf der Zwischenwelle vorgesehen sein und zum Unterbrechen der Übertragung des Drehmoments an die Zwischenwelle konfiguriert sein. Bei dem vorliegenden Aspekt kann durch Vorsehen des Kupplungsmechanismus nicht auf der Motorwelle, sondern auf der Zwischenwelle eine größere Flexibilität in der Konstruktion des Kupplungsmechanismus vorgesehen werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann die Zwischenwelle ein erstes Loch und ein zweites Loch aufweisen. Das erste Loch kann sich entlang der dritten Drehachse der Zwischenwelle erstrecken. Das zweite Loch kann sich durch die Zwischenwelle in einer Richtung erstrecken, die die dritte Drehachse kreuzt. Der Kupplungsmechanismus kann das erste Kupplungsbauteil, das zweite Kupplungsbauteil und eine Kugel aufweisen. Das erste Kupplungsbauteil kann in einer schaftähnlichen Form ausgebildet sein, die einen Teil mit großem Durchmesser und einen Teil mit kleinem Durchmesser aufweist, und kann derart angeordnet sein, dass es entlang der dritten Drehachse innerhalb des ersten Lochs der Zwischenwelle bewegbar ist. Das zweite Kupplungsbauteil kann radial außenseitig von und koaxial mit der Zwischenwelle angeordnet sein. Die Kugel kann innerhalb des zweiten Loches und zwischen dem ersten Kupplungsbauteil und dem zweiten Kupplungsbauteil in einer radialen Richtung der Zwischenwelle angeordnet sein. Wenn das Solenoid nicht im Betrieb ist, kann das erste Kupplungsbauteil in der Übertragungsposition angeordnet sein, bei welcher der Teil mit großem Durchmesser der Kugel gegenüberliegt, so dass die Zwischenwelle und das zweite Kupplungsbauteil integral drehen, indem sie miteinander mittels der Kugel kombiniert sind, und dabei das Drehmoment übertragen. Des Weiteren kann, wenn das Solenoid betrieben wird, das erste Kupplungsbauteil entlang der dritten Drehachse zu der Unterbrechungsposition, bei welcher der Teil mit kleinem Durchmesser der Kugel gegenüberliegt, so dass es dem zweiten Kupplungsbauteil möglich ist, relativ zu der Zwischenwelle zu drehen, bewegt werden, um dabei die Übertragung des Drehmomentes zu unterbrechen.
Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann die Übertragung des Drehmomentes an die Zwischenwelle einfach durch Betätigen des Solenoids zum linearen Bewegen des ersten Kupplungsbauteils, das innerhalb der Zwischenwelle angeordnet ist, aus der Übertragungsposition zu der Unterbrechungsposition entlang der dritten Drehachse unterbrochen werden. Des Weiteren kann die Verwendung der zwei Kupplungsbauteile (des ersten Kupplungsbauteils und des zweiten Kupplungsbauteils), die im Inneren bzw. an der Außenseite der Zwischenwelle angeordnet sind, eine Größenzunahme des Kupplungsmechanismus in einer axialen Richtung der Zwischenwelle unterdrücken (verhindern).
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann eine Mehrzahl von solchen Zwischenbauteilen vorgesehen sein. Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann die Verwendung einer Kombination von einer Mehrzahl von Zwischenbauteilen eine größere Flexibilität im Festlegen eines Abstandes zwischen dem Betätigungsteil und dem ersten Kupplungsbauteil und beim Festlegen der Betätigungsrichtung des Betätigungsteils und der Bewegungsrichtung des ersten Kupplungsbauteils vorsehen. Deshalb kann ebenso die Flexibilität betreffend die Anordnungsposition des Solenoids in dem Gehäuse vergrößert werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann die erste Drehachse der Motorwelle die zweite Drehachse der finalen Ausgabewelle kreuzen. Das Gehäuse kann einen ersten Gehäuseteil, der den Motorkörper aufnimmt, und einen zweiten Gehäuseteil aufweisen, der die finale Ausgabewelle aufnimmt. Das Solenoid kann zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Motorkörper und innerhalb eines Bereiches einer Länge der Motorwelle in einer Erstreckungsrichtung der ersten Drehachse angeordnet sein. Das Drehwerkzeug des vorliegenden Aspekts ist L-förmig, so dass die Motorwelle und die finale Ausgabewelle derart angeordnet sind, dass sie sich in Richtungen erstrecken, die einander kreuzen. Bei dem Drehwerkzeug, das eine solche Anordnung aufweist, wird ein Bereich, der angrenzend zu dem zweiten Gehäuseteil ist und der einen Bereich der Motorwelle umgibt (das heißt radial außenseitig von einem Bereich der Motorwelle ist), welcher von dem Motorkörper vorsteht, ein toter Raum. Gemäß des vorliegenden Aspekts kann das Solenoid unter Nutzen dieses Bereichs effizient angeordnet werden. Es wird angemerkt, dass bei dem vorliegenden Aspekt normalerweise die erste Drehachse und die zweite Drehachse senkrecht einander kreuzen. Allerdings können sich die erste Drehachse und die zweite Drehachse schräg zueinander kreuzen.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann zumindest ein Bereich des Solenoids in einem Kunststoffgehäuse aufgenommen sein, das an dem Gehäuse montiert ist. Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann das Solenoid, welches eine elektrische Komponente ist, vor Hitze und Staub geschützt werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann das Drehwerkzeug ein Bohrhammer sein, der zum Betreiben gemäß eines gewählten Modus aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi konfiguriert ist. Das Drehwerkzeug kann einen Modusschaltmechanismus aufweisen, der an der finalen Ausgabewelle vorgesehen ist und zum Schalten gemäß des gewählten Betriebsmodus zwischen einem ersten Zustand, bei welchem die Übertragung des Drehmoments an die finale Ausgabewelle ermöglicht ist, und einem zweiten Zustand, bei welchem die Übertragung des Drehmoments nicht ermöglicht ist, konfiguriert sein. Der Kupplungsmechanismus kann einen Bereich des Modusschaltmechanismus aufweisen. Generell ist ein Bohrhammer, der eine Mehrzahl von Betriebsmodi aufweist, mit dem Modusschaltmechanismus vorgesehen. Deshalb kann unter Nutzen eines Bereiches (Teils) des Modusschaltmechanismus der Kupplungsmechanismus realisiert werden, welcher effizient eine Drehmomentübertragung unterbrechen kann, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Gehäuse wirkt, während die Anzahl von zusätzlichen Teilen niedrig gehalten wird.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren weist das Drehwerkzeug ferner einen Steuerungsteil auf, der zum Steuern eines Betriebs des Drehwerkzeuges konfiguriert ist. Die zweite Drehachse der finalen Ausgabewelle kann sich in einer Vorder-Rück-Richtung des Drehwerkzeugs erstrecken. Die erste Drehachse der Motorwelle kann die zweite Drehachse kreuzen. Das Gehäuse kann einen ersten Gehäuseteil, der den Motorkörper und den Steuerungsteil aufnimmt, und einen zweiten Gehäuseteil aufweisen, der die finale Ausgabewelle aufnimmt. Der Steuerungsteil kann rückseitig des Motorkörpers innerhalb des ersten Gehäuseteils angeordnet sein, und das Solenoid kann rückseitig des zweiten Gehäuseteils angeordnet sein. Das Drehwerkzeug des vorliegenden Aspekts ist L-förmig, so dass die Motorwelle und die finale Ausgabewelle derart angeordnet sind, dass sie sich in Richtungen erstrecken, die einander kreuzen. Deshalb kann durch Anordnen des Steuerungsteils und des Solenoids, wie oben beschrieben, ein Abstand zwischen dem Solenoid und dem Steuerungsteil relativ verkürzt werden, während das Solenoid in der Nähe des Kupplungsmechanismus angeordnet ist, der auf der ersten Ausgabewelle angeordnet ist, und dabei eine Verkabelung ermöglicht.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann das Drehwerkzeug ferner ein weiteres Solenoid aufweisen. Mit anderen Worten kann das Drehwerkzeug zwei Solenoide aufweisen. Die zwei Solenoide können zum Bewegen des ersten Kupplungsbauteils mittels des zumindest einen Zwischenbauteils durch eine resultierende Kraft der zwei Solenoide konfiguriert sein. Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann der Kupplungsmechanismus zuverlässiger durch die resultierende Kraft der zwei Solenoide betätigt werden.
Figurenliste

1 ist eine Längsquerschnittsansicht eines Bohrhammers gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.
3 ist eine weitere teilweise vergrößerte Ansicht von 2.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 3.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 1.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII in 1.
9 ist eine Querschnittsansicht entsprechend zu 7 zum Darstellen von Betriebsvorgängen eines Solenoids und eines Verbindungsmechanismus.
10 ist eine Querschnittsansicht entsprechend zu 3 zum Darstellen von Betriebsvorgängen des Verbindungsmechanismus und eines Kupplungsmechanismus.
11 ist eine Querschnittsansicht entsprechend zu 14 zum Darstellen eines Betriebs des Kupplungsmechanismus.
12 ist eine Längsquerschnittsansicht eines Bohrhammers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
13 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 12.
14 ist eine von oben gesehene Ansicht zum Darstellen eines Verbindungsmechanismus und eines Modusschaltmechanismus.
15 ist eine von hinten gesehene Ansicht zum Darstellen eines Solenoids und des Verbindungsmechanismus.
16 ist eine Querschnittsansicht entsprechend zu 13 zum Darstellen von Betriebsvorgängen des Solenoids, des Verbindungsmechanismus und des Modusschaltmechanismus.
17 ist eine Querschnittsansicht entsprechend zu 14 zum Darstellen von Betriebsvorgängen des Verbindungsmechanismus und des Modusschaltmechanismus.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Lehren werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Lehren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 bis 11 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird ein Bohrhammer 101 als ein Beispiel eines Drehwerkzeuges beschrieben. Der Bohrhammer 101 ist zum Ausführen eines Arbeitsvorganges (nachfolgend als ein Bohrvorgang bezeichnet) von drehendem Antreiben eines Werkzeugzubehörs 100, das mit einem Werkzeughalter 30 gekoppelt ist, um eine vorbestimmte Antriebsachse A1 und eines Arbeitsvorganges (nachfolgend als ein Hammervorgang bezeichnet) von linearem Antreiben des Werkzeugzubehörs 100 entlang der Antriebsachse A1 konfiguriert.
Zunächst wird die Gesamtstruktur des Bohrhammers 101 kurz unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, weist der Bohrhammer 101 einen Körper 10 und einen Handgriff 17 auf, der mit dem Körper 10 verbunden ist.
Der Körper 10 weist ein Getriebegehäuse 12, ein Motorgehäuse 13 und ein äußeres Gehäuse 15 auf. Das Getriebegehäuse 12 erstreckt sich entlang der Antriebsachse A1. Das Motorgehäuse 13 ist mit einem Endbereich des Getriebegehäuses 12 in seiner Längsrichtung verbunden, und erstreckt sich in einer Richtung, die die Antriebsachse A1 kreuzt (im Speziellen generell senkrecht zu der Antriebsachse A1). Das äußere Gehäuse 15 deckt das Getriebegehäuse 12 ab. Mit einer solchen Struktur ist der Körper 10 insgesamt generell L-förmig. Der Werkzeughalter 30 ist innerhalb des anderen Endbereiches des Getriebegehäuses 12 in der Längsrichtung angeordnet. Der Werkzeughalter 30 ist derart konfiguriert, dass das Werkzeugzubehör 100 daran entfernbar angebracht wird. Des Weiteren ist ein Antriebsmechanismus 3, welcher zum drehenden und/oder linearen Antreiben des Werkzeugzubehörs 100 konfiguriert ist, in dem Getriebegehäuse 12 aufgenommen. Ein Motor 2 ist in dem Motorgehäuse 13 aufgenommen. Der Motor 2 ist derart angeordnet, dass eine Drehachse A2 einer Motorwelle 25 sich in einer Richtung erstreckt, die die Antriebsachse A1 kreuzt (im Speziellen senkrecht zu dieser ist).
Das Getriebegehäuse 12 und das Motorgehäuse 13 sind fest (unbewegbar) miteinander verbunden. Das Getriebegehäuse 12 und das Motorgehäuse 13 werden nachfolgend ebenso gemeinsam als ein Körpergehäuse 11 bezeichnet.
Der Handgriff 17 weist einen Griffteil 170 und Verbindungsteile 173, 174 auf. Der Griffteil 170 erstreckt sich in einer Richtung, die die Antriebsachse A1 kreuzt (im Speziellen senkrecht zu dieser ist). Die Verbindungsteile 173, 174 stehen von beiden Längs-(axialen)-Endbereichen des Griffteils 170 in einer Richtung vor, die den Griffteil 170 kreuzt (im Speziellen senkrecht zu diesem ist). Der Handgriff 17 ist generell insgesamt C-förmig. Der Handgriff 17 ist mit einem Endbereich des Körpers 10 an einer Seite gegenüberliegend zu dem Werkzeughalter 30 in der Längsrichtung des Körpers 10 verbunden. Im Speziellen sind die Verbindungsteile 173, 174 mit dem Getriebegehäuse 12 bzw. dem Motorgehäuse 13 verbunden.
Die Struktur des Bohrhammers 101 wird nun im Detail beschrieben. Bei der vorliegenden Beschreibung ist aus Vereinfachungsgründen eine Erstreckungsrichtung der Antriebsachse A1 des Bohrhammers 101 (die Längsrichtung des Getriebegehäuses 12) als eine Vorder-Rück-Richtung des Bohrhammers 101 definiert. Eine Endseite des Bohrhammers 101, bei welcher der Werkzeughalter 30 angeordnet ist, ist als eine vordere Seite (ebenso als eine vordere Endbereichsseite bezeichnet) des Bohrhammers 101 definiert, und die andere Seite ist als eine hintere Seite des Bohrhammers 101 definiert. Des Weiteren ist eine Erstreckungsrichtung der Drehachse A2 der Motorwelle 25 als eine Oben-Unten-Richtung des Bohrhammers 101 definiert. Die Richtung, in welcher sich das Motorgehäuse 13 von dem Getriebegehäuse 12 erstreckt, ist als eine Richtung nach unten definiert, und die entgegengesetzte Richtung ist als eine Richtung nach oben definiert. Des Weiteren ist eine Richtung, welche senkrecht zu der Vorder-Rück-Richtung und der Oben-Unten-Richtung ist (eine Richtung, welche senkrecht zu der Antriebsachse A1 wie auch zu der Drehachse A2 ist) als eine Links-Rechts-Richtung definiert.
Zunächst wird das Motorgehäuse 13 und seine interne Konfiguration beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, weist das Motorgehäuse 13 insgesamt eine zylindrische Form mit Boden auf, die ein oberes offenes Ende aufweist. Bei dieser Ausführungsform nimmt das Motorgehäuse 13 den Motor 2 auf, welcher einen Motorkörper 20 und die Motorwelle 25 aufweist. Der Motorkörper 20 weist einen Stator 21 und einen Rotor 23 auf, und die Motorwelle 25 erstreckt sich von dem Rotor 23. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 2 ein Wechselstrommotor, welcher dazu konfiguriert ist, durch Leistung, die von einer externen Leistungsquelle über ein Stromkabel 19 zugeführt wird, angetrieben zu werden. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 2 in einem Raum aufgenommen, der durch eine zylindrische Innenwand 131, die innerhalb des Motorgehäuses 13 vorgesehen ist, umgeben ist. Die Motorwelle 25, die sich in der Oben-Unten-Richtung erstreckt, ist an einem unteren und einem oberen Endbereich durch Lager drehbar gelagert. Der obere Endbereich der Motorwelle 25 steht in das Getriebegehäuse 12 vor und ein Antriebszahnrad 29 ist an diesem vorstehenden Teil vorgesehen.
Des Weiteren ist eine Steuerung 9 in dem Motorgehäuse 13 aufgenommen. Im Speziellen ist die Steuerung 9 an einem hinteren Wandteil 132 der Innenwand 131, die den Motor 2 umgibt, montiert. Der hintere Wandteil 132 ist rückseitig des Motorkörpers 20 angeordnet. Mit anderen Worten ist die Steuerung 9 in einem Raum zwischen der Innenwand 131 (dem hinteren Wandteil 132) und einer Umfangswand 130 angeordnet, welche eine Außenoberfläche des Motorgehäuses 13 ausbildet.
Die Steuerung 9 weist eine Steuerungsschaltung 91 und einen Beschleunigungssensor 93 auf, welche auf einer Hauptplatine montiert sind. Bei dieser Ausführungsform bildet ein Mikrocomputer, der eine CPU, ein ROM und einen RAM aufweist, die Steuerungsschaltung 91 zum Steuern der Arbeitsvorgänge des Bohrhammers 101. Der Beschleunigungssensor 93 ist zum Ausgeben eines Signals, das eine erfasste Beschleunigung anzeigt, an die Steuerungsschaltung 91 konfiguriert. Bei dieser Ausführungsform wird die Beschleunigung, die durch den Beschleunigungssensor 93 erfasst wird, als ein Indikator verwendet, der einen Bewegungszustand (im Speziellen eine Drehung um die Antriebsachse A1) des Körpers 10 (dem Körpergehäuse 11) anzeigt. Des Weiteren ist die Steuerung 9 mittels eines Kabels (nicht gezeigt) mit einem Solenoid 6 (siehe 5) und einem Schalter 172, der innerhalb des Handgriffes 17 angeordnet ist, elektrisch verbunden. Bei dieser Ausführungsform treibt, wenn der Schalter 172 eingeschaltet wird, die Steuerungsschaltung 91 der Steuerung 9 den Motor 2 gemäß der Drehzahl und der Anzahl von Schlägen an, welche mittels eines Steuerungsdrehrades (nicht gezeigt) eingestellt werden. Des Weiteren ist die Steuerungsschaltung 91 zum Betreiben (Betätigen) des Solenoids 6 basierend auf einem Erfassungsergebnis des Beschleunigungssensors 93, was später detaillierter beschrieben wird, konfiguriert.
Das Getriebegehäuse 12 und seine interne Konfiguration werden nun beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist das Getriebegehäuse 12 unbewegbar mit dem Motorgehäuse 13 in einem Zustand, bei welchem ein unterer Endbereich einer hinteren Hälfte des Getriebegehäuses 12 innerhalb eines oberen Endbereichs des Motorgehäuses 13 angeordnet ist, verbunden. Das Getriebegehäuse 12 weist hauptsächlich den Werkzeughalter 30 und den Antriebsmechanismus 3 auf. Bei dieser Ausführungsform weist der Antriebsmechanismus 3 einen Bewegungsumwandlungsmechanismus 31, einen Schlagmechanismus 33 und einen Drehungsübertragungsmechanismus 35 auf. Eine vordere Hälfte des Getriebegehäuses 12 ist generell entlang der Antriebsachse A1 zylindrisch geformt und nimmt den Werkzeughalter 30 auf. Der überwiegende Teil des Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 und der überwiegende Teil des Drehungsübertragungsmechanismus 35 sind in der hinteren Hälfte des Getriebegehäuses 12 aufgenommen.
Der Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 ist zum Umwandeln einer Drehung der Motorwelle 25 in eine Linearbewegung und zum Übertragen derselben an den Schlagmechanismus 33 konfiguriert. Wie in 2 gezeigt, wird in dieser Ausführungsform ein bekannter Kolbenmechanismus als der Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 angewendet. Der Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 weist eine Kurbelwelle 311, einen Verbindungsstab 313, einen Kolben 315 und einen Zylinder 317 auf. Die Kurbelwelle 311 ist parallel zu der Motorwelle 25 in einem hinteren Endbereich des Getriebegehäuses 12 angeordnet. Die Kurbelwelle 311 weist ein angetriebenes Zahnrad, welches in Eingriff mit dem Antriebszahnrad 29 steht, und einen exzentrischen Stift auf. Ein Endbereich des Verbindungsstabes 313 ist mit dem exzentrischen Stift verbunden und der andere Endbereich ist mit dem Kolben 315 über einen Verbindungsstift verbunden. Der Kolben 315 ist innerhalb des zylindrischen Zylinders 317 gleitbar angeordnet. Wenn der Motor 2 angetrieben wird, wird der Kolben 315 dazu veranlasst, sich innerhalb des Zylinders 317 in der Vorder-Rück-Richtung entlang der Antriebsachse A1 hin und her zu bewegen.
Der Schlagmechanismus 33 weist einen Schlagkolben 331 und einen Schlagbolzen 333 auf. Der Schlagkolben 331 ist an der Vorderseite des Kolbens 315 derart angeordnet, dass er in der Vorder-Rück-Richtung entlang der Antriebsachse A1 innerhalb des Zylinders 317 gleitbar ist. Eine Luftkammer 335 ist zwischen dem Schlagkolben 331 und dem Kolben 315 ausgebildet. Die Luftkammer 335 dient zum linearen Bewegen eines Schlagelementes in der Form des Schlagkolbens 331 mittels Luftdruckschwankungen, die durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 315 verursacht werden. Der Schlagbolzen 333 ist als ein Zwischenelement zum Übertragen kinetischer Energie des Schlagkolbens 331 an das Werkzeugzubehör 100 konfiguriert. Wie in 1 gezeigt, ist der Schlagbolzen 333 innerhalb des Werkzeughalters 30 angeordnet, welcher koaxial mit dem Zylinder 317 angeordnet ist, so dass er in der Vorder-Rück-Richtung entlang der Antriebsachse A1 gleitbar ist.
Wenn der Motor 2 angetrieben wird und der Kolben 315 nach vorne bewegt wird, wird Luft in der Luftkammer 335 komprimiert, so dass der Innendruck ansteigt. Durch die Wirkung der Luftfeder wird der Schlagkolben 331 nach vorne mit hoher Geschwindigkeit gedrückt und kollidiert mit dem Schlagbolzen 333 und überträgt dabei seine kinetische Energie an das Werkzeugzubehör 100. Demzufolge wird das Werkzeugzubehör 100 entlang der Antriebsachse A1 linear angetrieben und schlägt ein Werkstück. Andererseits, wenn der Kolben 315 nach hinten bewegt wird, expandiert die Luft in der Luftkammer 335, so dass der Innendruck abnimmt und der Schlagkolben 331 nach hinten zurückgezogen wird. Durch Wiederholen dieser Vorgänge des Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 und des Schlagmechanismus 33 führt der Bohrhammer 101 den Hammervorgang (hämmernden Vorgang) aus.
Der Drehungsübertragungsmechanismus 35 ist zum Übertragen eines Drehmoments der Motorwelle 25 an den Werkzeughalter 30 konfiguriert und dient als eine finale Ausgabewelle. Wie in 2 gezeigt, weist bei dieser Ausführungsform der Drehungsübertragungsmechanismus 35 das Antriebszahnrad 29, das auf der Motorwelle 25 vorgesehen, eine Zwischenwelle 36, einen Kupplungsmechanismus 40, ein kleines Kegelzahnrad 363 und einen Kupplungsmechanismus 54 auf. Der Drehungsübertragungsmechanismus 35 ist als ein Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus konfiguriert und die Drehzahl der Motorwelle 25, der Zwischenwelle 36 und des Werkzeughalters 30 werden in dieser Reihenfolge reduziert.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist die Zwischenwelle 36 parallel zu der Motorwelle 25 angeordnet. Im Speziellen ist die Zwischenwelle 36 an der Vorderseite der Motorwelle 25 angeordnet und wird durch zwei Lager, die durch das Getriebegehäuse 12 gehalten werden, derart gelagert, dass sie drehbar um eine Drehachse A3 ist. Die Drehachse A3 ist parallel zu der Drehachse A2. Das kleine Kegelzahnrad 363 ist an einem oberen Endbereich der Zwischenwelle 36 vorgesehen. Des Weiteren weist die Zwischenwelle 36 ein Schafteinführungsloch 366 und ein Kugelhalteloch 368 auf. Das Schafteinführungsloch 366 erstreckt sich nach oben von einem unteren Ende der Zwischenwelle 36 entlang der Drehachse A3. Das Kugelhalteloch 368 erstreckt sich durch die Zwischenwelle 36 in einer radialen Richtung quer zu der Drehachse A3. Somit kreuzt das Kugelhalteloch 368 das Schafteinführungsloch 366 und steht mit dem Schafteinführungsloch 366 an einem mittleren Teil der Zwischenwelle 36 in Verbindung.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist der Kupplungsmechanismus 40 auf der Zwischenwelle 36 montiert und zum Übertragen eines Drehmomentes oder Unterbrechen einer Drehmomentübertragung von der Motorwelle 25 an die Zwischenwelle 36 konfiguriert. Der Kupplungsmechanismus 40 ist zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung konfiguriert, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Körpergehäuse 11 wirkt, welches später im Detail beschrieben wird. Bei dieser Ausführungsform weist der Kupplungsmechanismus 40 einen Betätigungsschaft 41, ein Zahnradbauteil 42 und zwei Kugeln 43 auf.
Der Betätigungsschaft 41 ist als ein länglicher Schaft ausgebildet. Der Betätigungsschaft 41 ist koaxial mit der Zwischenwelle 36 in das Schafteinführungsloch 366 der Zwischenwelle 36 eingeführt. Ein unterer Endbereich des Betätigungsschaftes 41 steht nach unten von einem unteren Ende des Schafteinführungslochs 366 vor und weiter von einem unteren Endbereich des Getriebegehäuses 12. Der untere Endbereich des Betätigungsschaftes 41 ist mit dem Solenoid 6 (siehe 5) mittels eines Verbindungsmechanismus 7, welcher später beschrieben wird, verbunden. Der Betätigungsschaft 41 weist einen Teil mit großem Durchmesser 411, der generell den gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser des Schafteinführungsloches 366 aufweist, und einen Teil mit kleinem Durchmesser 413 auf, der einen kleineren Durchmesser als der Teil mit großem Durchmesser 411 aufweist.
Das Zahnradbauteil 42 ist koaxial mit der Zwischenwelle 36 und radial außenseitig der Zwischenwelle 36 derart angeordnet, dass es relativ zu der Zwischenwelle 36 drehbar ist. Das Zahnradbauteil 42 weist ein angetriebenes Zahnrad 421 an seinem äußeren Umfang auf, welches mit dem Antriebszahnrad 29 der Motorwelle 25 in Eingriff steht. Das angetriebene Zahnrad 421 ist als ein Zahnrad mit einem Drehmomentbegrenzer konfiguriert. Des Weiteren ist ein Paar von Kugelhaltenuten 423 in einem unteren Endbereich eines Innenumfangs des Zahnradbauteils 42 ausgebildet. Die Kugelhaltenuten 423 sind symmetrisch quer über die Zwischenwelle 36 angeordnet und radial nach außen ausgenommen. Das Zahnradbauteil 42 ist derart angeordnet, dass die Kugelhaltenuten 423 in Verbindung mit dem Kugelhalteloch 368 der Zwischenwelle 36 stehen.
Die zwei Kugeln 43 sind in der radialen Richtung der Zwischenwelle 36 zwischen dem Betätigungsschaft 41, der in das Schafteinführungsloch 366 eingeführt ist, und dem Zahnradbauteil 42 angeordnet, das um die Zwischenwelle 36 angeordnet ist. Die Kugeln 43 sind jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsschaftes 41 in dem Kugelhalteloch 368 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ändert sich die Relation zwischen den Kugeln 43, der Zwischenwelle 36 und des Zahnradbauteils 42 mit einer Bewegung des Betätigungsschaftes 41 in der Oben-Unten-Richtung. Demzufolge wird der Kupplungsmechanismus 40 zwischen einem übertragbaren Zustand, in welchem der Kupplungsmechanismus 40 ein Drehmoment übertragen kann, und einem Unterbrechungszustand geschaltet, in welchem der Kupplungsmechanismus 40 ein Drehmoment nicht übertragen kann. Das Schalten des Zustandes des Kupplungsmechanismus 40 wird später im Detail beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, ist der Kupplungsmechanismus 54 auf dem Werkzeughalter 30 montiert und bildet einen Teil eines Modusschaltmechanismus 5. Der Modusschaltmechanismus 5 wird nun beschrieben. Der Bohrhammer 101 dieser Ausführungsform ist zum Betrieb gemäß eines aus zwei Betriebsmodi gewählten Betriebsmodus konfiguriert, das heißt einem Hammerbohrmodus und einem Hammermodus. In dem Hammerbohrmodus werden der Bohrvorgang und der Hammervorgang gleichzeitig ausgeführt. In dem Hammermodus wird nur der Hammervorgang ausgeführt. Der Modusschaltmechanismus 5 ist zum Schalten gemäß dem gewählten Betriebsmodus zwischen einem Zustand, in welchem eine Drehmomentübertragung an den Werkzeughalter 30 möglich ist, und einem Zustand, in welchem die Drehmomentübertragung an den Werkzeughalter 30 nicht möglich ist, konfiguriert.
Der Modusschaltmechanismus 5 weist ein Modusschaltdrehrad 51, den Kupplungsmechanismus 54 und einen Kupplungsschaltmechanismus 52 auf. Die Struktur des Modusschaltmechanismus 5 selbst ist bekannt und wird nun nur kurz beschrieben.
Das Modusschaltdrehrad 51 ist mit einem oberen Endbereich des Getriebegehäuses 12 drehbar verbunden. Das Modusschaltdrehrad 51 ist zur Außenseite durch eine Öffnung, die in dem äußeren Gehäuse 15 ausgebildet ist, derart freigelegt, dass ein Benutzer eine Drehbewegung ausüben kann. Der Kupplungsmechanismus 54 weist eine Getriebehülse 56, die ein großes Kegelzahnrad 561 aufweist, und eine Kupplungshülse 55 auf. Die Getriebehülse 56 ist radial außenseitig eines hinteren Endbereiches des Werkzeughalters 30 derart angeordnet, dass sie um die Antriebsachse A1 drehbar ist. Das große Kegelzahnrad 561 ist an einem hinteren Endbereich der Getriebehülse 56 vorgesehen und steht mit dem kleinen Kegelzahnrad 363 in Eingriff, das an dem oberen Endbereich der Zwischenwelle 36 vorgesehen ist. Die Kupplungshülse 55 weist eine kreiszylindrische Form auf und ist an der Vorderseite der Getriebehülse 56 keilverzahnt mit einem Außenumfang des Werkzeughalters 30 verbunden (mit anderen Worten steht mit dem Werkzeughalter 30 in einem Zustand in Eingriff, in welchem die Kupplungshülse 55 daran gehindert wird, sich in ihrer Umfangsrichtung zu bewegen und es ihr möglich ist, sich in der Vorder-Rück-Richtung zu bewegen). Die Kupplungshülse 55 ist mit dem Modusschaltdrehrad 51 über den Kupplungsschaltmechanismus 52 verbunden und ist zum Bewegen in der Vorder-Rück-Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bewegungsbereiches in Verbindung mit der Drehbetätigung des Modusschaltdrehrades 51 konfiguriert.
Wenn das Modusschaltdrehrad 51 in einer Position entsprechend dem Hammerbohrmodus festgelegt ist, ist die Kupplungshülse 55 in einer hintersten Position (wie in 2 gezeigt) innerhalb des Bewegungsbereiches angeordnet und steht mit einem vorderen Endbereich der Getriebehülse 56 in Eingriff. Somit ist der Kupplungsmechanismus 54 in dem übertragbaren Zustand, in welchem der Kupplungsmechanismus 54 das Drehmoment an den Werkzeughalter 30 übertragen kann. Deshalb wird die Position (hinterste Position) der Kupplungshülse 55, die Eingriff mit der Getriebehülse 56 steht, ebenso als eine Übertragungsposition bezeichnet. Wenn der Motor 2 angetrieben wird, wird das Drehmoment der Motorwelle 25 an den Werkzeughalter 30 durch den Drehungsübertragungsmechanismus 35 übertragen und das Werkzeugzubehör 100, das mit dem Werkzeughalter 30 gekoppelt ist, wird drehend um die Antriebsachse A1 angetrieben. In dem Hammerbohrmodus, wie oben beschrieben, wird der Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 ebenso angetrieben, so dass der Bohrvorgang und der Hammervorgang gleichzeitig ausgeführt werden.
Andererseits, wenn das Modusschaltdrehrad 51 in einer Position entsprechend dem Hammermodus festgelegt ist, obwohl nicht gezeigt, ist die Kupplungshülse 55 nach vorne weg von der Getriebehülse 56 bewegt und in einer vordersten Position angeordnet, in welcher die Kupplungshülse 55 nicht mit der Getriebehülse 56 in Eingriff stehen kann. In der vordersten Position steht die Kupplungshülse 55 in Eingriff mit einem Verriegelungsring 301, welcher integral mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden ist. Der Kupplungsmechanismus 54 ist somit zu dem Unterbrechungszustand gedreht, in welchem der Kupplungsmechanismus 54 das Drehmoment dem Werkzeughalter 30 nicht übertragen kann. Deshalb wird in dem Hammermodus nur der Hammervorgang ausgeführt, wenn der Motor 2 angetrieben wird.
Eine Struktur, die zum Betätigen des Kupplungsmechanismus 40 konfiguriert ist, wird nun beschrieben. Bei dieser Ausführungsform kann der Kupplungsmechanismus 40 durch das Solenoid 6 über den Verbindungsmechanismus 7 betätigt werden.
Das Solenoid 6 wird zuerst erklärt. Das Solenoid 6 ist eine bekannte elektrische Komponente, welche dazu konfiguriert ist, elektrische Energie in mechanische Energie von linearer Bewegung unter Verwendung eines Magnetfeldes, welches durch Zuführen eines Stromes an eine Spule erzeugt wird, konfiguriert ist. Wie in 5 gezeigt, weist bei dieser Ausführungsform das Solenoid 6 einen zylindrischen Rahmen 61, eine Spule 62, die innerhalb des Rahmens 61 aufgenommen ist, und einen Stempel (Kolben, Kolbenstange) 63 auf, welcher linear innerhalb der Spule 62 bewegbar ist.
Wie in 6 und 7 gezeigt, ist das Solenoid 6 an der Unterseite des Getriebegehäuses 12 montiert. Das Solenoid 6 ist überwiegend innerhalb eines Kunststoffgehäuses 64 aufgenommen und an dem metallischen Getriebegehäuse 12 gesichert. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 2 in einem Bereich unterhalb des Getriebegehäuses 12 angeordnet (das heißt im Inneren des Motorgehäuses 13). Die Motorwelle 25 weist einen leicht kleineren Durchmesser als der Motorkörper 20 auf. Somit ist ein Raum um einen Bereich der Motorwelle 25 ausgebildet, welche nach oben von dem Motorkörper 20 vorsteht. Deshalb ist in dieser Ausführungsform das Solenoid 6 unter Nutzen dieses Raumes angeordnet.
Im Speziellen ist das Solenoid 6 an der Unterseite eines rechten unteren Endbereiches des Getriebegehäuses 12 derart montiert, dass eine Betätigungsrichtung (Bewegungsrichtung) des Stempels 63 (mit anderen Worten eine Betätigungsachse des Stempels 63 oder eine Längsachse des Solenoids 6) parallel zu der Antriebsachse A1 ist (das heißt, die Betätigungsrichtung ist die Vorder-Rück-Richtung). Ein vorderes Ende (vorstehendes Ende) des Stempels 63 ist derart angeordnet, dass es nach vorne zeigt. Wie in 6 gezeigt, ist in der Oben-Unten-Richtung das Solenoid 6 innerhalb eines Bereiches der Länge der Motorwelle 25 zwischen dem Motorkörper 20 und dem Getriebegehäuse 12 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, ist in der Links-Rechts-Richtung das Solenoid 6 rechts der Zwischenwelle 36 und der Motorwelle 25 angeordnet. Des Weiteren, wenn von oben gesehen, ist das Solenoid 6 derart angeordnet, dass es teilweise mit dem Motorkörper 20 überlappt.
Wie in 5 und 7 gezeigt, ist eine Kappe 631 auf einem vorderen Endbereich des Stempels 63 gepasst. Die Kappe 631 weist einen Vorsprung auf, welcher nach vorne vorsteht. Der Stempel 63 ist mit dem Verbindungsmechanismus 7 mittels der Kappe 631 verbunden. Wie in 3, 5, 7 und 8 gezeigt, verbindet der Verbindungsmechanismus 7 den Stempel 63 und den Betätigungsschaft 41 und ist zum Bewegen des Betätigungsschaftes 41 in Verbindung mit einer Bewegung des Stempels 63 konfiguriert. Der Verbindungsmechanismus 7 weist einen Drehschaft 71, einen ersten Armteil 72, einen zweiten Armteil 73 und eine Torsionsfeder 74 auf.
Wie in 7 und 8 gezeigt, ist der Drehschaft 71 derart angeordnet, dass der um eine Drehachse, die sich in der Links- Rechts-Richtung erstreckt, drehbar ist, welche Achse senkrecht zu der Betätigungsrichtung des Stempels 63 ist. Im Speziellen ist der Drehschaft 71 durch ein Paar von einem rechten und linken Armteil 125 drehbar gelagert, welche Armteile nach unten von einem unteren Ende des Getriebegehäuses 12 vorstehen. Des Weiteren ist der Drehschaft 71 unterhalb eines vorderen Endbereiches der Kappe 631 angeordnet.
Der erste Armteil 72 steht generell senkrecht zu dem Drehschaft 71 von einem rechten Endbereich des Drehschaftes 71 vor. Der erste Armteil 72 ist mit dem vorderen Endbereich des Stempels 63 derart verbunden, dass er um eine Drehachse drehbar ist, die sich in der Links-Rechts-Richtung erstreckt. Wenn das Solenoid 6 nicht in Betrieb ist, erstreckt sich der erste Armteil 72 nach oben von dem Drehschaft 71 und ist mit dem vorderen Endbereich der Kappe 631 verbunden.
Wie in 3 gezeigt, steht der zweite Armteil 73 generell senkrecht zu dem Drehschaft 71 und zu dem ersten Armteil 72 vor. Der zweite Armteil 73 ist mit dem unteren Endbereich des Betätigungsschaftes 41 derart verbunden, dass er um eine Drehachse drehbar ist, die sich in der Links-Rechts-Richtung erstreckt. Wenn das Solenoid 6 nicht in Betrieb ist, erstreckt sich der zweite Armteil 73 nach hinten von dem Drehschaft 71 und ist mit dem unteren Endbereich des Betätigungsschaftes 41 verbunden.
Wie in 5 und 8 gezeigt, ist die Torsionsfeder 74 als eine doppelte Torsionsfeder konfiguriert, die zwei Spulenteile (Spiralteile) 741 aufweist. Die Spulenteile 741 sind auf den Drehschaft 71 an der linken bzw. rechten Seite des zweiten Armteils 73 gepasst. Zwei Arme 742, die sich jeweils von den zwei Spulenteilen 741 erstrecken, sind mit dem Getriebegehäuse 12 verriegelt (siehe 5). Ein Verbindungsteil 743, der die zwei Spulenteile 741 verbindet, ist in Anstoß mit einem unteren Ende des zweiten Armteils 73 gehalten (siehe 3 und 8). Mit einer solchen Struktur spannt die Torsionsfeder 74 normalerweise den Drehschaft 71 in einer Richtung entgegen des Uhrzeigersinns vor, wenn von der linken Seite (Richtung entgegen des Uhrzeigersinns in 3) gesehen, das heißt in einer Richtung zum Drehen des zweiten Armteils 73 nach oben.
Wie in 3 gezeigt, wird der Betätigungsschaft 41 nach oben durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 vorgespannt, und wenn das Solenoid 6 nicht in Betrieb ist (das heißt, wenn der Stempel 63 in der vordersten Position angeordnet ist), wird der Betätigungsschaft 41 in einer obersten Position (einer Ausgangsposition) innerhalb des Schafteinführungsloches 366 gehalten. Gleichzeitig, wie in 3 und 4 gezeigt, sind der Teil mit großem Durchmesser 411 des Betätigungsschaftes 41 in dem mittleren Bereich des Kugelhalteloches 368 der Zwischenwelle 36 angeordnet. Der Teil mit großem Durchmesser 411 liegt den Kugeln 43 gegenüber und verhindert, dass sich die Kugeln 43 radial nach innen von dem Kugelhalteloch 368 bewegen. Jede von den Kugeln 43 ist nicht komplett innerhalb des Kugelhalteloches 368 aufgenommen, sondern zwischen dem Teil mit großem Durchmesser 411 und dem Zahnradbauteil 42 mittels des Kugelhaltelochs 368 und der Kugelhaltenut 423 des Zahnradbauteil 42 angeordnet.
Mit einer solchen Struktur, wenn das Zahnradbauteil 42 dreht, dreht die Zwischenwelle 36 in einem Zustand, in welchem die Zwischenwelle 36 mit dem Zahnradbauteil 42 über die Kugeln 43 kombiniert (integriert) ist. Somit kann ein Drehmoment von der Motorwelle 25 an die Zwischenwelle 36 übertragen werden. Deshalb wird nachfolgend die Position des Betätigungsschaftes 41, bei welcher der Teil mit großem Durchmesser 411 den Kugeln 43 gegenüberliegt, als eine Übertragungsposition bezeichnet.
Das Solenoid 6 dieser Ausführungsform ist eines von dem sogenannten Ziehtyp. Wenn ein Strom durch die Spule 62 passiert, wie in 9 gezeigt, wird der Stempel 63 in den Rahmen 61 zurückgezogen und zieht den ersten Armteil 72 nach hinten. Somit wird der Drehschaft 71 entgegen des Uhrzeigersinns, wenn von der rechten Seite gesehen (entgegen des Uhrzeigersinns in 9), entgegen der Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 gedreht. Wie in 10 gezeigt, wenn der Drehschaft 71 gedreht wird, zieht der zweite Armteil 73 den Betätigungsschaft 41 nach unten aus der Ausgangsposition (Übertragungsposition) zu einer untersten Position (wie in 10 gezeigt). Demzufolge, wie in 10 und 11 gezeigt, wird der Teil mit kleinem Durchmesser 413 des Betätigungsschaftes 41 in dem mittleren Bereich des Kugelhalteloches 368 angeordnet. Mit anderen Worten liegt der Teil mit kleinem Durchmesser 413 den Kugeln 43 gegenüber. Jede der Kugeln 43 ist lose zwischen dem Teil mit kleinem Durchmesser 413 und dem Zahnradbauteil 42 innerhalb des Kugelhalteloches 368 und der Kugelhaltenut 423 angeordnet. Der Teil mit kleinem Durchmesser 413 erlaubt es den Kugeln 43, dass sie sich radial nach innen von dem Kugelhalteloch 368 bewegen. Es wird angemerkt, dass die Kugeln 43 einen Durchmesser aufweisen, welcher generell gleich einem Abstand in der radialen Richtung von dem Außenumfang des Teils mit kleinem Durchmesser 413 zu dem Außenumfang der Zwischenwelle 36 ist.
Mit einer solchen Struktur werden, wenn das Zahnradbauteil 42 dreht, die Kugeln 43 innerhalb des Kugelhalteloches 368 angeordnet, und das Zahnradbauteil 42 dreht unabhängig, ohne mit der Zwischenwelle 36 über die Kugeln 43 kombiniert zu sein. Deshalb ist die Drehmomentübertragung von der Motorwelle 25 an die Zwischenwelle 36 unterbrochen. Deshalb wird nachfolgend die Position des Betätigungsschaftes 41, in welcher der Teil mit kleinem Durchmesser 413 den Kugeln 43 gegenüberliegt, als eine Unterbrechungsposition bezeichnet. Des Weiteren betätigt in dieser Ausführungsform, wenn ein solcher Zustand auftritt, dass ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Körpergehäuse 11 wirkt (ein solcher Zustand wird ebenso als ein Rückschlagzustand oder Verdrehungszustand bezeichnet), die Steuerung 9 das Solenoid 6 und betätigt dabei den Kupplungsmechanismus 40, so dass die Drehmomentübertragung unterbrochen wird, was später detaillierter beschrieben wird.
Nun wird der Handgriff 17 und seine interne Konfiguration beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Schalthebel 171 an der Vorderseite des Griffteils 170 vorgesehen. Der Schalthebel 171 ist dazu konfiguriert, durch einen Benutzer gedrückt zu werden. Des Weiteren ist ein Schalter 172 innerhalb des Handgriffs 17 angeordnet. Der Schalter 172 ist dazu konfiguriert, dass er normalerweise in einem Auszustand gehalten ist, und dass er eingeschaltet wird, wenn der Schalthebel 171 gedrückt wird.
Elastische Bauteile 175 und 176 sind zwischen dem oberen Verbindungsteil 173 des Handgriffes 17 und einem hinteren oberen Endbereich des Getriebegehäuses 12 bzw. zwischen dem unteren Verbindungsteil 174 und einem hinteren unteren Endbereich des Motorgehäuses 13 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird eine Kompressionsschraubenfeder als die elastischen Bauteile 175, 176 angewendet. Der Handgriff 17 ist mit dem Körpergehäuse 11 über die elastischen Bauteile 175, 176 derart verbunden, dass er relativ zu dem Körpergehäuse 11 in der Erstreckungsrichtung der Antriebsachse A1 (der Vorder-Rück-Richtung) bewegbar ist. Des Weiteren ist das äußere Gehäuse 15, welches das Getriebegehäuse 12 abdeckt, mit dem Handgriff 17 fest verbunden und kann sich integral mit dem Handgriff 17 relativ zu dem Körpergehäuse 11 bewegen. Mit einer solchen Struktur kann die Übertragung von Schwingungen (im Speziellen Schwingungen in der Richtung der Antriebsachse A1, die durch den Hammervorgang erzeugt werden) von dem Körpergehäuse 11 an den Handgriff 17 und das äußere Gehäuse 15 vermieden werden.
Nun werden Betriebe des Bohrhammers 101 (im Speziellen die Unterbrechung der Drehmomentübertragung in dem Rückschlagzustand) in dem Hammerbohrmodus beschrieben.
Wie oben beschrieben, wenn der Schalthebel 171 gedrückt wird und der Schalter 172 eingeschaltet wird, versorgt die Steuerungsschaltung 91 (CPU) der Steuerung 9 den Motor 2 mit Energie und startet das Antreiben des Motors 2. Bei dem Hammerbohrmodus, wie oben beschrieben, ist der Kupplungsmechanismus 54 des Modusschaltmechanismus 5 in einem Zustand (übertragbarer Zustand) gehalten, in welchem die Kupplungshülse 55 und die Getriebehülse 56 miteinander in Eingriff stehen. Deshalb, wenn der Motor 2 angetrieben wird, werden der Hammervorgang und der Bohrvorgang ausgeführt.
Die Steuerungsschaltung 91 bestimmt, ob der Rückschlagzustand aufgetreten ist oder nicht, basierend auf der Beschleunigung, die durch den Beschleunigungssensor 93 erfasst wird (ein Signal von dem Beschleunigungssensor 93), während der Motor 2 angetrieben wird. Die Beschleunigung ist ein Beispiel eines Indikators, welcher den Bewegungszustand (im Speziellen eine Drehung um die Antriebsachse A1) des Körpergehäuses 11 anzeigt. Jede andere Methode kann zum Bestimmen des Rückschlagzustandes verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren angewendet werden, bei welchem, wenn die erfasste Beschleunigung oder ein Wert (wie beispielsweise eine Winkelbeschleunigung), der basierend auf der erfassten Beschleunigung berechnet wird, einen vorgeschriebenen Schwellenwert übersteigt, es dann bestimmt wird, dass der Rückschlagzustand aufgetreten ist.
Wenn die Steuerungsschaltung 91 bestimmt, dass der Rückschlagzustand aufgetreten ist, erregt die Steuerungsschaltung 91 die Spule 62 des Solenoids 6 derart, dass das Solenoid 6 betrieben wird. Dann, wie oben beschrieben, wird der Stempel 63 zurückgezogen, und der Betätigungsschaft 41 wird nach unten in die Unterbrechungsposition über den Verbindungsmechanismus 7 bewegt, so dass der Kupplungsmechanismus 40 betrieben wird (siehe 9 bis 11). Demzufolge wird die Drehmomentübertragung von der Motorwelle 25 an die Zwischenwelle 36 unterbrochen und der Werkzeughalter 30 stoppt das Drehen.
Danach stoppt, wenn der Schalthebel 171 gelöst wird und der Schalter 172 ausgeschaltet wird, die Steuerungsschaltung 91 das Antreiben des Motors 2 und die Energieversorgung des Solenoids 6. Somit kehrt der Stempel 63 zu der vordersten Position zurück und der Drehschaft 71 wird entgegen des Uhrzeigersinns, wenn von der linken Seite gesehen, durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 gedreht. Der Betätigungsschaft 41 wird nach oben zu der Ausgangsposition (Übertragungsposition) durch den zweiten Armteil 73 gedrückt, und der Kupplungsmechanismus 40 wird in den übertragbaren Zustand zurückgebracht (siehe 7, 3 und 4).
Wie oben beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform der Kupplungsmechanismus 40 auf dem Drehmomentübertragungsweg von dem Motor 2 zu dem Werkzeughalter 30 (der finalen Ausgabewelle) vorgesehen. Des Weiteren wird der Kupplungsmechanismus 40 mechanisch über den Stempel 63 des Solenoids 6, welcher sich linear bewegt, betätigt. Das Solenoid 6 ist eine günstigere elektrische Komponente als eine elektromagnetische Kupplung. Des Weiteren, obwohl der Kupplungsmechanismus 40 selbst auf dem Drehmomentübertragungsweg vorgesehen ist, kann die Anordnungsposition des Solenoids 6 frei gewählt werden, solange der Solenoid 6 den Kupplungsmechanismus 40 betätigen kann. Deshalb kann gemäß dieser Ausführungsform eine rationalere Struktur, welche eine Drehmomentübertragung unterbrechen kann, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Körpergehäuse 11 wirkt, realisiert werden, im Vergleich zu einem Fall, bei welchem eine elektromagnetische Kupplung angewendet wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Kupplungsmechanismus 40 auf der Zwischenwelle 36 vorgesehen, welche mit einer geringeren Drehzahl als die Motorwelle 25 dreht. Deshalb kann die Drehmomentübertragung an die Zwischenwelle 36 geeignet unterbrochen werden, auch bei dem mechanischen Kupplungsmechanismus 40, von welchem die Unterbrechungsdrehzahl nicht so hoch ist, als die von einer elektromagnetischen Kupplung.
Des Weiteren wird bei dieser Ausführungsform die Bewegung des Stempels 63 des Solenoids 6 in der Vorder-Rück-Richtung durch den Verbindungsmechanismus 7 in eine Bewegung des Betätigungsschaftes 41 des Kupplungsmechanismus 40 in der Oben-Unten-Richtung umgewandelt. Deshalb ist es nicht notwendig, das Solenoid 6 und den Kupplungsmechanismus 40 Seite an Seite in der Vorder-Rück-Richtung anzuordnen, so dass eine Größenzunahme (eine Zunahme in der Länge in der Vorder-Rück-Richtung) der gesamten Vorrichtung unterdrückt werden kann. Des Weiteren kann die Betätigungsrichtung des Stempels 63 auf einfache Weise unterschiedlich von der Bewegungsrichtung des Betätigungsschaftes 41 unter Verwendung der Torsionsfeder 74 in dem Verbindungsmechanismus 7 ausgebildet werden.
Des Weiteren wandelt der Verbindungsmechanismus 7 die Bewegung des Stempels 63 in der Vorder-Rück-Richtung in eine Drehbewegung des Drehschaftes 71 um und wandelt weiter die Drehbewegung in die Bewegung des Betätigungsschaftes 41 in der Oben-Unten-Richtung um. Mit anderen Worten führt der Verbindungsmechanismus 7 eine Richtungsumwandlung zwei Mal aus. Bei einer solchen Struktur, bei welcher der Verbindungsmechanismus 7 die Umwandlung der Bewegungsrichtungen mehr als einmal ausführt, kann eine Flexibilität (Freiheitsgrad) im Festlegen der Betätigungsrichtung des Stempels 63 und der Bewegungsrichtung des Betätigungsschaftes 41 erhöht werden, so dass eine Flexibilität betreffend der Anordnungsposition des Solenoids 6 weiter erhöht werden kann. Deshalb ist bei dieser Ausführungsform das Solenoid 6 in einem Raum um die Motorwelle 25 zwischen dem unteren Ende des Getriebegehäuses 12 und dem Motorkörper 20 angeordnet, so dass ein Bereich, welcher tendenziell ein toter Raum wird, effektiv genutzt wird. Des Weiteren kann das Solenoid 6, welches überwiegend in dem Kunststoffgehäuse 64 aufgenommen ist, gegenüber Wärmeübertragung von dem Getriebegehäuse 12 und Eintritt von Staub geschützt werden.
Des Weiteren weist bei dieser Ausführungsform der Kupplungsmechanismus 40 den Betätigungsschaft 41, der in die Zwischenwelle 36 eingeführt ist, das Zahnradbauteil 42, das koaxial mit und radial außenseitig der Zwischenwelle 36 angeordnet ist, und die Kugeln 43 auf, die zwischen dem Betätigungsschaft 41 und dem Zahnradbauteil 42 angeordnet sind. Wenn das Solenoid 6 nicht in Betrieb ist, liegt der Teil mit großem Durchmesser 411 des Betätigungsschaftes 41 den Kugeln 43 gegenüber, und die Zwischenwelle 36 und das Zahnradbauteil 42 drehen integral in einem Zustand, in welchem die Zwischenwelle 36 und das Zahnradbauteil 42 miteinander über die Kugeln 43 kombiniert sind, so dass das Drehmoment übertragen wird. Andererseits, wenn das Solenoid 6 betrieben wird, wird der Betätigungsschaft 41 nach unten entlang der Drehachse A3 der Zwischenwelle 36 bewegt, so dass der Teil mit kleinem Durchmesser 413 den Kugeln 43 gegenüberliegt, und dabei es den Kugeln 43 ermöglicht, sich radial nach innen zu bewegen, und es dem Zahnradbauteil 42 ermöglicht, sich relativ zu der Zwischenwelle 36 zu drehen. Somit kann die Drehung des Zahnradbauteils 42 nicht der Zwischenwelle 36 übertragen werden, so dass die Drehmomentübertragung unterbrochen ist. Auf diese Weise kann die Drehmomentübertragung an die Zwischenwelle 36 auf einfache Weise durch Betätigen des Solenoids 6 zum linearen Bewegen des Betätigungsschaftes 41, der innerhalb der Zwischenwelle 36 angeordnet ist, unterbrochen werden. Des Weiteren kann eine Größenzunahme des Kupplungsmechanismus 40 in der axialen Richtung der Zwischenwelle 36 unter Verwendung der zwei Kupplungsbauteile (dem Betätigungsschaft 41 und dem Zahnradbauteil 42) unterdrückt werden, die im Inneren bzw. außenseitig der Zwischenwelle 36 angeordnet sind.
Des Weiteren wird in dieser Ausführungsform, wenn das Solenoid 6 nicht in Betrieb ist, der Verbindungsmechanismus 7 in dem Ausgangszustand durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 gehalten, so dass der Betätigungsschaft 41 in der Übertragungsposition angeordnet ist. Wenn das Solenoid 6 in Betrieb ist, wird der Verbindungsmechanismus 7 aus der Ausgangsposition entgegen der Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 gedreht, so dass der Betätigungsschaft 41 zu der Unterbrechungsposition bewegt wird. Somit kann mit einer solchen einfachen Struktur, die die Torsionsfeder 74 verwendet, der Betätigungsschaft 41 in der Übertragungsposition gehalten werden, wenn das Solenoid 6 nicht in Betrieb ist, während der Betätigungsschaft 41 zu der Unterbrechungsposition bewegt wird, wenn das Solenoid 6 betrieben wird. Des Weiteren kann, wenn das Solenoid 6 von dem Betriebszustand in den Nichtbetriebszustand geschaltet wird, der Betätigungsschaft 41 zu der Übertragungsposition durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 zurückgebracht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Lehren wird unter Bezugnahme auf 12 bis 17 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird ein Bohrhammer 102 als ein Beispiel beschrieben. Bei dem Bohrhammer 102 dieser Ausführungsform ist der Kupplungsmechanismus 40 nicht auf der Zwischenwelle 36 vorgesehen. Anstelle des Kupplungsmechanismus 40 ist der Kupplungsmechanismus 54 an dem Werkzeughalter 30 vorgesehen und wird zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung an den Werkzeughalter 30 nach Auftreten eines Rückschlagzustandes betätigt. Die überwiegenden Strukturen des Bohrhammers 102 sind gemeinsam mit denen des Bohrhammers 101 der ersten Ausführungsform. Deshalb sind gleichen Strukturen oder Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform gegeben und sind entsprechend in den Zeichnungen und der vorliegenden Beschreibung unterlassen oder vereinfacht und die Strukturen, die unterschiedlich von der ersten Ausführungsform sind, werden nun hauptsächlich beschrieben.
Wie in 12 gezeigt, weist der Bohrhammer 102 einen Körper 10 und einen Handgriff 17 auf, welche generell die gleichen Strukturen wie die des Bohrhammers 101 der ersten Ausführungsform aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist der Antriebsmechanismus 3 in dem Getriebegehäuse 12 aufgenommen und weist einen Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 und einen Schlagmechanismus 33 auf, welche identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, und einen Drehungsübertragungsmechanismus 350, welcher unterschiedlich von dem Drehungsübertragungsmechanismus 35 der ersten Ausführungsform ist.
Der Drehungsübertragungsmechanismus 350 wird nun beschrieben. Wie in 13 gezeigt, weist der Drehungsübertragungsmechanismus 350 dieser Ausführungsform ein Antriebszahnrad 29, ein angetriebenes Zahnrad 361, eine Zwischenwelle 360, ein kleines Kegelzahnrad 363 und einen Kupplungsmechanismus 54 auf. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist der Drehungsübertragungsmechanismus 350 als ein Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus konfiguriert, und die Drehzahlen der Motorwelle 25, der Zwischenwelle 360 und des Werkzeughalters 30 werden in dieser Reihenfolge reduziert.
Das angetriebene Zahnrad 361 ist auf der Zwischenwelle 360 vorgesehen und steht mit dem Antriebszahnrad 29 der Motorwelle 25 in Eingriff. Das angetriebene Zahnrad 361 ist als ein Zahnrad mit einem Drehmomentbegrenzer konfiguriert. Ähnlich der Zwischenwelle 36 der ersten Ausführungsform, ist die Zwischenwelle 360 parallel zu der Motorwelle 25 und vorderseitig der Motorwelle 25 angeordnet. Ungleich der Zwischenwelle 36 ist die Zwischenwelle 360 nicht mit einem Kupplungsmechanismus vorgesehen, welcher dazu konfiguriert ist, nach Auftreten eines Rückschlagzustandes betätigt zu werden.
Bei dieser Ausführungsform ist der Kupplungsmechanismus 54, welcher dazu konfiguriert ist, nach Auftreten eines Rückschlagzustandes betätigt (betrieben) zu werden, auf dem Werkzeughalter 30 montiert. Der Kupplungsmechanismus 54 ist zum Übertragen eines Drehmomentes von der Zwischenwelle 360 an den Werkzeughalter 30 oder zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung konfiguriert. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ist der Kupplungsmechanismus 54 als ein Teil des Modusschaltmechanismus 5 vorgesehen.
Die Struktur des Kupplungsschaltmechanismus 52 des Modusschaltmechanismus 5, welcher nur kurz in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, werden nun im Detail beschrieben. Wie in 13 und 14 gezeigt, weist der Kupplungsschaltmechanismus 52 ein Gleitbauteil 521, einen Eingriffsarm 523, einen Verbindungsstift 525 und eine Torsionsfeder 527 auf.
Das Gleitbauteil 521 weist eine rechteckige rahmenartige Form auf und ist derart angeordnet, dass es in der Vorder-Rück-Richtung innerhalb einer Ausnehmung 126, welche in einem oberen Endbereich des Getriebegehäuses 12 ausgebildet ist, gleitbar ist. Ein längliches Loch 522 ist in einem hinteren Endbereich des Gleitbauteils 521 ausgebildet. Ein exzentrischer Stift 510, der nach unten von einem unteren Ende des Modusschaltdrehrades 51 vorsteht, ist durch das längliche Loch 522 eingeführt. Der exzentrische Stift 510 ist an einer Position vorgesehen, die von der Drehmitte des Modusschaltdrehrades 51 versetzt ist, und entlang eines Weges 511 einher mit der Drehbewegung des Modusschaltdrehrades 51 umwälzt. Das Gleitbauteil 521 wird in der Vorder-Rück-Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bewegungsbereiches durch eine Vorder-Rück-Richtungskomponente der Umwälzungsbewegung des exzentrischen Stiftes 510 verschoben.
Der Eingriffsarm 523 ist ein längliches plattenähnliches Bauteil, das derart angeordnet ist, dass es sich in der Vorder-Rück-Richtung erstreckt. Der Eingriffsarm 523 weist gabelförmige vordere Endbereiche auf. Jeder von den vorderen Endbereichen ist nach unten wie in Haken gebogen und steht mit einer Ringnut 551 in Eingriff, die an einem äußeren Umfang der Kupplungshülse 55 ausgebildet ist. Der Verbindungsstift 525 ist durch ein Durchgangsloch eingeführt, das sich durch einen hinteren Endbereich des Eingriffsarmes 523 in der Oben-Unten-Richtung erstreckt. Die Torsionsfeder 527 ist an einem linken vorderen Endbereich des Gleitbauteils 521 gehalten. Die Torsionsfeder 527 ist derart angeordnet, dass sich eine Achse von ihrem Spulenbereich in der Oben-Unten-Richtung erstreckt und zwei Arme kreuzen einander und erstrecken sich zu der rechten Seite von dem Spulenbereich. Ein unterer Endbereich des Verbindungsstiftes 525 ist zwischen die zwei Arme der Torsionsfeder 527 durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 527 eingeklemmt. Einer dieser Arme, welcher an der hinteren Seite des Verbindungsstiftes 525 angeordnet ist, ist mit dem Gleitbauteil 521 verriegelt.
Bei der oben beschriebenen Struktur, wenn das Modusschaltdrehrad 51 in einer Position (wie in 14 gezeigt) entsprechend dem Hammerbohrmodus festgelegt ist, ist das Gleitbauteil 521 in einer hintersten Position innerhalb des Bewegungsbereiches angeordnet. Somit ist der Eingriffsarm 523, der mit dem Gleitbauteil 521 über den Verbindungsstift 525 und die Torsionsfeder 527 verbunden ist, ebenso in einer hintersten Position angeordnet. Wie in 13 gezeigt, ist die Kupplungshülse 55, die in Eingriff mit dem Eingriffsarm 523 steht, ebenso in einer hintersten Position angeordnet und steht mit einem vorderen Endbereich der Getriebehülse 56 in Eingriff. Somit ist der Kupplungsmechanismus 54 in dem übertragbaren Zustand angeordnet. Andererseits, wenn das Modusschaltdrehrad 51 an einer Position entsprechend dem Hammermodus festgelegt ist, sind das Gleitbauteil 521, der Eingriffsarm 523 und die Kupplungshülse 55 in deren jeweiligen vordersten Positionen angeordnet. Somit ist der Kupplungsmechanismus 54 in dem Unterbrechungszustand angeordnet.
Der Bohrhammer 102 dieser Ausführungsform ist dazu konfiguriert, den Kupplungsmechanismus 54 ohne Verwendung des Kupplungsschaltmechanismus 52 zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung von der Zwischenwelle 360 an den Werkzeughalter 30, wenn ein Rückschlagzustand in dem Bohrhammermodus auftritt (mit anderen Worten, wenn der Kupplungsmechanismus 54 in dem übertragbaren Zustand ist) konfiguriert. Im Speziellen sind zwei Solenoide 60 zum Betätigen (Betreiben) des Kupplungsmechanismus 54 über einen Verbindungsmechanismus 70 nach Auftreten eines Rückschlagzustandes konfiguriert.
Wie in 12 und 15 gezeigt, sind die zwei Solenoide 60 rückseitig des Getriebegehäuses 12 angeordnet. Im Speziellen ist eine Lagerungsplatte 122, welche in der Seitenansicht generell eine L-Form aufweist, mit zwei Schrauben an einer hinteren Wand 121 des Getriebegehäuses 12 hinter der Kurbelwelle 311 befestigt. Die zwei Solenoide 60 sind Seite an Seite in der Links-Rechts-Richtung angeordnet und durch die Lagerungsplatte 122 gelagert. Somit sind die Solenoide 60 in einem Raum zwischen dem Getriebegehäuse (der hinteren Wand 121) und einer hinteren Wand 151 des äußeren Gehäuses 15 angeordnet. Deshalb kann es gesagt werden, dass die zwei Solenoide 60 in einem Bereich oberhalb und relativ nahe der Steuerung 9 angeordnet sind, welche hinter dem Motorkörper 20 innerhalb des Motorgehäuses 13 angeordnet ist (im Speziellen zwischen der inneren Wand 131 (der hintere Wandteil 132) und der Umfangswand 130 des Motorgehäuses 13). Die Solenoide 60 sind mit der Steuerung 9 über eine Verkabelung 97 elektrisch verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind aus dem Gesichtspunkt der Wärmeableitung die Solenoide 60, die durch die Lagerungsplatte 122 gelagert sind, überwiegend der Luft ausgesetzt, ohne in einem Gehäuse aufgenommen zu sein.
Wie in 15 gezeigt, ist jeder der Solenoide 60 dieser Ausführungsform ein sogenannter Drücktyp und weist einen Rahmen 610, eine Spule und einen Stempel (welche nicht gezeigt sind), und einen Drückstab 66 auf. Das Solenoid 60 ist derart konfiguriert, dass sich der Drückstab 66 linear in einer Vorstehrichtung (nach oben) von dem zylindrischen Rahmen 610 in Verbindung mit einer Bewegung des Stempels bewegt, wenn die Spule erregt wird. Die Drückstäbe 66 der zwei Solenoide 60 sind durch einen Verbindungsschaft 67, der sich in der Links-Rechts-Richtung erstreckt, verbunden.
Der Verbindungsmechanismus 70 ist zum Bewegen der Kupplungshülse 55 über den Eingriffsarm 523 in Verbindung mit der Bewegung der Drückstäbe 66 konfiguriert. Wie in 13 bis 15 gezeigt, weist der Verbindungsmechanismus 70 einen Drehhebel 76, eine Torsionsfeder 77, ein Gleitbauteil 78 und ein Drückbauteil 79 auf.
Der Drehhebel 76 ist ein Bauteil, welches in der Seitenansicht generell L-förmig ist. Der Drehhebel 76 weist einen ersten Arm 761 und einen zweiten Arm 762 auf, der sich von einem Endbereich des ersten Armes 761 in einer Richtung erstreckt, die den ersten Arm 761 kreuzt (generell senkrecht zu diesem ist). Der Drehhebel 76 wird an einem hinteren Endbereich des Getriebegehäuses 12 über einen Lagerungsschaft 764 derart gelagert, dass er um eine Drehachse drehbar ist, die sich in der Links-Rechts-Richtung erstreckt. Der Lagerungsschaft 764 ist durch einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 761, 762 eingeführt. Der Drehhebel 76 ist oberhalb der Solenoide 60 angeordnet. Der erste Arm 761 ist an einer Seite näher zu den Solenoiden 60 als der zweite Arm 762 angeordnet.
Die Torsionsfeder 77 ist als eine Doppeltorsionsfeder konfiguriert. Die Torsionsfeder 77 weist eine Struktur auf, welche ähnlich zu der der Torsionsfeder 74 ist, und weist zwei Spulenteile 771, zwei Arme 772 und einen Verbindungsteil 773 auf. Die Spulenteile 771 sind auf den Lagerungsschaft 764 an den gegenüberliegenden Seiten des Drehhebels 76 gepasst. Die zwei Arme 772 sind mit einer hinteren Endoberfläche des Getriebegehäuses 12 verriegelt. Der Verbindungsteil 773 ist derart angeordnet, dass er in Anstoß mit einer vorderen Oberfläche des zweiten Armes 762 gehalten ist. Mit einer solchen Struktur spannt die Torsionsfeder 77 normalerweise den Drehhebel 76 im Uhrzeigersinn vor, wenn von der linken Seite gesehen (im Uhrzeigersinn in 13), das heißt in einer Richtung zum Drehen des ersten Armes 761 nach unten. Wenn die Solenoide 60 nicht in Betrieb sind, das heißt, wenn die Drückstäbe 66 in der untersten Position angeordnet sind (wie in 13 gezeigt), erstreckt sich der erste Arm 761 von dem Lagerungsschaft 764 generell nach hinten und ist in Anstoß mit einem oberen Ende eines mittleren Bereiches des Verbindungsschaftes 67 der Solenoide 60 gehalten.
Das Gleitbauteil 78 weist eine rechteckige rahmenähnliche Form auf und ist derart angeordnet, dass es in der Vorder-Rück-Richtung innerhalb der Ausnehmung 126 gleitbar ist, welche in dem oberen Endbereich des Getriebegehäuses 12 ausgebildet ist. Ein hinteres Ende des Gleitbauteils 78 ist in Anstoß mit einer vorderen Oberfläche des zweiten Arms 762 des Drehhebels 76 gehalten. Das Gleitbauteil 78 ist oberhalb des Gleitbauteils 521 des Kupplungsschaltmechanismus 52 angeordnet. Des Weiteren ist ein Bereich des Modusschaltdrehrades 51 durch das rahmenähnliche Gleitbauteil 78 eingeführt (siehe 13). Deshalb ist das Gleitbauteil 78 derart bemessen, dass es nicht mit dem Modusschaltdrehrad 51 interferiert, wenn es sich in der Vorder-Rück-Richtung bewegt.
Das Drückbauteil 79 weist eine stiftartige Form auf. Das Drückbauteil 79 ist derart angeordnet, dass es in der Vorder-Rück-Richtung in einem Durchgangsloch 128 gleitbar ist, welches in einem Wandteil 127 (einem Bereich des Getriebegehäuses 12), der ein vorderes Ende der Ausnehmung 126 definiert, ausgebildet ist. Des Weiteren ist ein O-Ring 791 in eine ringförmige Nut gepasst, welche in einem Außenumfang des Drückbauteils 79 ausgebildet ist. Der O-Ring 791 dient zum Verhindern, dass Schmiermittel durch das Durchgangsloch 128 aufgrund einer Gleitbewegung des Drückbauteils 79 austritt. Das Drückbauteil 79 ist zwischen dem Gleitbauteil 78 und dem Eingriffsarm 523 des Kupplungsschaltmechanismus 52 angeordnet. Ein hinteres Ende des Drückbauteils 79 ist in Anstoß mit einem vorderen Ende des Gleitbauteils 78 gehalten. Des Weiteren ist, wenn der Eingriffsarm 523 des Kupplungsschaltmechanismus 52 in der hintersten Position in dem Hammerbohrmodus angeordnet ist, ein vorderes Ende des Drückbauteils 79 in Anstoß mit einem hinteren Ende des Eingriffsarmes 523 gehalten.
Wie in 16 und 17 gezeigt, wenn die Spule erregt wird, stehen die Drückstäbe 66 der Solenoide 60 nach oben vor. Somit dreht der Verbindungsschaft 67, der mit den Drückstäben 66 verbunden ist, den Drehhebel 76 entgegen des Uhrzeigersinns, wenn von der linken Seite gesehen (entgegen des Uhrzeigersinns in 16), entgegen der Vorspannkraft der Torsionsfeder 77. Der zweite Arm 762 wird nach vorne gedreht und bewegt das Gleitbauteil 78, das Drückbauteil 79 und den Eingriffsarm 523 nach vorne, entgegen der Vorspannkraft der Torsionsfeder 527. Demzufolge wird die Kupplungshülse 55, die in Eingriff mit dem Eingriffsarm 523 steht, nach vorne weg von der Getriebehülse 56 bewegt, so dass der Kupplungsmechanismus 54 in den Unterbrechungszustand gedreht wird, in welchem der Kupplungsmechanismus 54 das Drehmoment an den Werkzeughalter 30 nicht übertragen kann (siehe 16).
Indessen bewegt sich das Gleitbauteil 521 des Kupplungsschaltmechanismus 52, welches durch den exzentrischen Stift 510 gehalten wird, nicht nach vorne in Verbindung mit Bewegung des Gleitbauteils 78, des Drückbauteils 79 und des Eingriffsarmes 523. Des Weiteren ist die Position, zu welcher die Kupplungshülse 55 nach vorne durch den Betrieb (die Betätigung) der Solenoide 60 bewegt wird, rückseitig der Position festgelegt, bei welcher die Kupplungshülse 55 in dem Hammermodus angeordnet ist (die Position, bei welcher die Kupplungshülse 55 in Eingriff mit dem Verriegelungsring 301 steht).
Nun wird der Betrieb des Bohrhammers 102 (im Speziellen die Unterbrechung der Drehmomentübertragung nach Auftreten eines Rückschlagzustandes) in dem Hammerbohrmodus beschrieben.
Wenn der Schalthebel 171 gedrückt wird und der Schalter 172 eingeschaltet wird, startet die Steuerungsschaltung 91 (CPU) der Steuerung 9 das Antreiben des Motors 2. In dem Bohrhammermodus, wie oben beschrieben, ist der Kupplungsmechanismus 54 des Modusschaltmechanismus 5 in einem übertragbaren Zustand gehalten, in welchem die Kupplungshülse 55 und die Getriebehülse 56 miteinander in Eingriff stehen. Deshalb werden, wenn der Motor 2 angetrieben wird, der Hammervorgang und der Bohrvorgang ausgeführt.
Wenn die Steuerungsschaltung 91 bestimmt, dass der Rückschlagzustand aufgetreten ist, betreibt die Steuerungsschaltung 91 die Solenoide 60. Dann, wie oben beschrieben, stehen die Drückstäbe 66 nach oben vor, und der Eingriffsarm 523 wird mittels des Verbindungsmechanismus 70 nach vorne bewegt, so dass der Kupplungsmechanismus 54 betätigt (betrieben) wird (siehe 16 und 17). Demzufolge wird die Drehmomentübertragung von der Zwischenwelle 360 an den Werkzeughalter 30 unterbrochen und der Werkzeughalter 30 stoppt das Drehen.
Danach, wenn der Schalthebel 171 gelöst wird und der Schalter 172 ausgeschaltet wird, stoppt die Steuerungsschaltung 91 das Antreiben des Motors 2 und die Energieversorgung an die Solenoide 60. Die Drückstäbe 66 kehren zu ihren Ausgangspositionen (unterste Positionen) zurück, und der Drehhebel 76 wird im Uhrzeigersinn, wenn von der linken Seite gesehen (im Uhrzeigersinn in 13), zu der Position, bei welcher der erste Arm 761 in Anstoß mit dem oberen Ende des Verbindungsschaftes 67 kommt, durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 74 gedreht. Gleichzeitig werden durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 527 der Eingriffsarm 523 und die Kupplungshülse 55 nach hinten bewegt, während Drücken des Drückbauteils 79 und des Gleitbauteils 78 nach hinten. Dann steht die Kupplungshülse 55 in Eingriff mit der Getriebehülse 56 und der Kupplungsmechanismus 40 ist in dem übertragbaren Zustand zurückgebracht (siehe 13 bis 15).
Wie oben beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform, ähnlich zu der ersten Ausführungsform, der Kupplungsmechanismus 54 auf dem Drehmomentübertragungsweg von dem Motor 2 zu dem Werkzeughalter 30 (der finalen Ausgabewelle) vorgesehen. Der Kupplungsmechanismus 54 ist dazu konfiguriert, dass er mittels der Drückstäbe 66 der Solenoide 60, welche sich linear bewegen, mechanisch betätigt wird. Deshalb kann, ähnlich zu der ersten Ausführungsform, eine rationale Struktur, welche eine Drehmomentübertragung unterbrechen kann, wenn ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Körpergehäuse 11 wirkt, realisiert werden, im Vergleich zu einem Fall, bei welchem eine elektromagnetische Kupplung verwendet wird. Des Weiteren ist in dieser Ausführungsform der Kupplungsmechanismus 54 an dem Werkzeughalter 30 vorgesehen, welcher mit einer geringeren Drehzahl als die Motorwelle 25 dreht. Deshalb kann die Drehmomentübertragung an den Werkzeughalter 30 geeignet unterbrochen werden, auch mit dem mechanischen Kupplungsmechanismus 54, von welchem die Unterbrechungsdrehzahl nicht so hoch ist wie bei einer elektromagnetischen Kupplung.
Des Weiteren wird bei dieser Ausführungsform die Bewegung der Drückstäbe 66 in der Oben-Unten-Richtung durch den Verbindungsmechanismus 70 in eine Bewegung der Kupplungshülse 55 des Kupplungsmechanismus 54 in der Vorder-Rück-Richtung umgewandelt. Deshalb ist es nicht notwendig, die Solenoide 60 und den Kupplungsmechanismus 54 Seite an Seite in der Oben-Unten-Richtung anzuordnen, so dass eine Größenzunahme (eine Zunahme in der Länge in der Oben-Unten-Richtung) der gesamten Vorrichtung verhindert werden kann. Des Weiteren kann die Betätigungsrichtung der Drückstäbe 66 unter Verwendung der Torsionsfeder 77 in dem Verbindungsmechanismus 70 auf einfache Weise unterschiedlich von der Bewegungsrichtung der Kupplungshülse 55 ausgestaltet werden. Deshalb sind in dieser Ausführungsform die Solenoide 60 hinter dem Getriebegehäuse 12 angeordnet. Mit anderen Worten sind die Solenoide 60 relativ nahe nicht nur dem Kupplungsmechanismus 54, sondern auch der Steuerung 9, die hinter dem Motorkörper 20 angeordnet ist, angeordnet. Somit kann eine rationale Anordnung, welche eine Verkabelung zwischen den Solenoiden 60 und der Steuerung 9 ermöglicht, realisiert werden, während die Solenoide 60 nahe dem Kupplungsmechanismus 54 angeordnet sind.
Des Weiteren werden bei dem Verbindungsmechanismus 70 dieser Ausführungsform die zwei Torsionsfedern 77, 527 verwendet, und der O-Ring 791 wird auf das Drückbauteil 79 gepasst. Eine relativ starke Kraft wird zum Bewegen der Kupplungshülse 55 entgegen der elastischen Kräfte dieser elastischen Bauteile benötigt. In dieser Ausführungsform kann die Kupplungshülse 55 zuverlässig über den Verbindungsmechanismus 70 unter Verwendung der resultierenden Kraft der zwei Solenoide 60 bewegt werden.
Des Weiteren wird bei dieser Ausführungsform der Kupplungsmechanismus 54 des Modusschaltmechanismus 5, welcher ursprünglich bei dem Bohrhammer 102 vorgesehen ist, durch die Solenoide 60 betätigt, wenn ein Rückschlagzustand in dem Hammerbohrmodus auftritt. Im Speziellen wird der Kupplungsmechanismus 54 durch den Verbindungsmechanismus 70, welcher in Verbindung mit dem Betrieb der Solenoide 60 betrieben wird, über eine unterschiedliche Route von dem Kupplungsschaltmechanismus 52 betätigt. Somit kann unter Verwendung des Kupplungsmechanismus 54 des Modusschaltmechanismus 5 ein Mechanismus realisiert werden, welcher effizient die Drehmomentübertragung nach Auftreten des Rückschlagzustandes unterbrechen kann, während die Anzahl von zusätzlichen Teilen niedrig gehalten wird.
Übereinstimmungen zwischen den Merkmalen der Ausführungsformen und den Merkmalen der vorliegenden Lehren sind wie folgt. Jeder Bohrhammer 101, 102 ist ein Beispiel, das dem „Drehwerkzeug“ und dem „Bohrhammer“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Der Motor 2, der Motorkörper 20, der Stator 21, der Rotor 23, die Motorwelle 25 und die Drehachse A2 sind Beispiele, die dem „Motor“, dem „Motorkörper“, dem „Stator“, dem „Rotor“, der „Motorwelle“ bzw. der „ersten Drehachse“ gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen. Der Werkzeughalter 30 und die Antriebsachse A1 sind Beispiele, die der „finalen Ausgabewelle“ bzw. der „zweiten Drehachse“ gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen. Der Körper 10 oder das Körpergehäuse 11 ist ein Beispiel, das dem „Gehäuse“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Der Beschleunigungssensor 93 ist Beispiel, der dem „Erfassungsmechanismus“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Jeder Kupplungsmechanismus 40, 54 ist ein Beispiel, das dem „Unterbrechungsmechanismus“ und dem „Kupplungsmechanismus“ der vorliegenden Lehren entspricht. Jeder der Solenoide 6, 60 ist ein Beispiel, das dem „Solenoid“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Jeder von den Stempeln 63 und dem Drückstab 66 ist ein Beispiel, das dem „Betätigungsteil“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht.
Jeder von dem Betätigungsschaft 41 und der Kupplungshülse 55 ist ein Beispiel, das dem „ersten Kupplungsbauteil“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Jedes von dem Zahnradbauteil 42 und der Getriebehülse 56 ist ein Beispiel, das dem „zweiten Kupplungsbauteil“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Jeder Verbindungsmechanismus 7, 70 ist ein Beispiel, das dem „zumindest einen Zwischenbauteil“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Jede Torsionsfedern 74, 77, 527 ist ein Beispiel, das der „Torsionsfeder“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Die Zwischenwelle 36 und die Drehachse A3 sind Beispiele, die der „Zwischenwelle“ bzw. der „dritten Drehachse“ gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen. Das Schafteinführungsloch 366 und das Kugelhalteloch 368 sind Beispiele, die dem „ersten Loch“ bzw. dem „zweiten Loch“ gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen. Der Teil mit großem Durchmesser 411 und der Teil mit kleinem Durchmesser 413 des Betätigungsschaftes 41 sind Beispiele, die dem „Teil mit großem Durchmesser“ bzw. dem „Teil mit kleinem Durchmesser“ gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen. Die Kugel 43 ist ein Beispiel, das der „Kugel“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Das Motorgehäuse 13 und das Getriebegehäuse 12 sind Beispiele, die dem „ersten Gehäuseteil“ bzw. dem „zweiten Gehäuseteil“ gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen. Das Gehäuse 64 des Solenoids 6 ist ein Beispiel, das dem „Gehäuse“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Der Modusschaltmechanismus 5 ist ein Beispiel, das dem „Modusschaltmechanismus“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht. Die Steuerung 9 oder die Steuerungsschaltung ist ein Beispiel, das dem „Steuerungsteil“ gemäß den vorliegenden Lehren entspricht.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur als ein Beispiel beschrieben und ein Drehwerkzeug gemäß den vorliegenden Lehren ist nicht auf die Struktur der Bohrhämmer 101, 102 der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel können die folgenden Modifikationen getätigt werden. Es wird angemerkt, dass eine oder mehrere dieser Modifikationen in Kombination mit jedem von den Bohrhämmern 101, 102 der oben beschriebenen Ausführungsformen oder der beanspruchten Erfindung angewendet werden kann/können.
Zum Beispiel sind bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Bohrhämmer 101, 102 als ein Beispiel des Drehwerkzeuges beschrieben, aber die vorliegenden Lehren können ebenso bei einem elektrischen Bohrer, welcher nur den Bohrvorgang ausführen kann, und bei einem Anziehwerkzeug, welches eine Mutter oder einen Bolzen anziehen kann, angewendet werden können. Die vorliegenden Lehren können ebenso bei einem Bohrhammer angewendet werden, der zum Beispiel drei Betriebsmodi, d.h. den Hammermodus, den Bohrhammermodus und einen Bohrmodus zum Ausführen nur des Bohrvorganges aufweist. In diesem Fall kann der Kupplungsmechanismus 40, 54 durch das Solenoid 6, 60, wie oben beschrieben, betätigt werden, wenn ein Rückschlagzustand in dem Hammerbohrmodus und dem Bohrmodus auftritt.
Die Strukturen des Körpers 10, des Antriebsmechanismus 3 und des Motors 2 können ebenso gemäß dem Drehwerkzeug, bei welchem die vorliegenden Lehren angewendet werden, geeignet geändert oder modifiziert werden. Zum Beispiel weisen die Bohrhämmer 101, 102 der oben beschriebenen Ausführungsformen eine Schwingungsdämpfungsstruktur zum Reduzieren der Übertragung von Schwingungen von dem Körpergehäuse 11 an den Handgriff 17 und das äußere Gehäuse 15 auf, aber eine solche Schwingungsdämpfungsstruktur kann geeignet modifiziert oder weggelassen sein. Des Weiteren ist als der Bewegungsumwandlungsmechanismus 31 der Kurbelmechanismus bei den oben beschriebenen Ausführungsformen angewendet, aber ein Mechanismus, der ein Schwingbauteil verwendet, kann stattdessen angewendet werden. Des Weiteren kann zum Beispiel der Schlagmechanismus 33 in einen Mechanismus von Schlagen des Werkzeugzubehörs 100 nur durch den Schlagkolben 331 geändert sein.
Die Strukturen der Kupplungsmechanismen 40, 54, der Solenoide 6, 60 und der Verbindungsmechanismus 7, 70 können geeignet geändert oder modifiziert werden. Zum Beispiel kann der Kupplungsmechanismus 40 mit einem antriebsseitigen Bauteil und einem abtriebsseitigen Bauteil konfiguriert sein, welche jeweils Kupplungszähne für einen Eingriff miteinander aufweisen, ohne Verwendung der Kugeln 43. Die Anordnungsposition und Anzahl des Solenoids 6, 60 und die Betätigungsrichtung des Stempels 63 oder des Drückstabs 66 sind nicht auf diese der Ausführungsformen beschränkt. Des Weiteren kann das Betätigungssystem des Solenoids (sogenannter Ziehtyp oder Drücktyp) geeignet geändert werden. Komponenten des Verbindungsmechanismus 7, 70 und die Struktur, Anzahl und Anordnung der Torsionsfeder kann geeignet gemäß der Anordnungsrelation zwischen dem Solenoid 6, 60 und dem Kupplungsmechanismus 40, 54 und benötigter Kraft geändert sein.
Als der Erfassungsmechanismus zum Erfassen des Bewegungszustandes des Gehäuses kann zum Beispiel ein Drehzahlsensor oder ein Versatzsensor angewendet sein, anstelle des Beschleunigungssensors, der bei den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde. Des Weiteren kann zum Bestimmen, ob oder ob nicht ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Körpergehäuse 11 gewirkt hat (mit anderen Worten, ob oder ob nicht ein Rückschlagzustand aufgetreten ist), zusätzlich zu einem Erfassungsergebnis von einem solchen Erfassungsmechanismus, zum Beispiel ein Erfassungsergebnis von einer physikalischen Größe entsprechend dem Drehmoment, das auf das Werkzeugzubehör 100 wirkt, verwendet werden.
Bei den Bohrhämmern 101, 102 ist nur eine Zwischenwelle 36, 360 auf dem Drehmomentübertragungsweg von der Motorwelle 25 zu dem Werkzeughalter 30 (der finalen Ausgabewelle) vorgesehen. Bei einer Struktur, die eine Mehrzahl von Zwischenwellen aufweist, kann allerdings der Kupplungsmechanismus 40 auf irgendeiner der Zwischenwellen vorgesehen sein.
Des Weiteren können im Angesicht der Natur der vorliegenden Lehren und der oben beschriebenen Ausführungsformen die folgenden Merkmale vorgesehen sein. Die Merkmale können in Kombination mit irgendeinem der Bohrhämmer 101, 102 der Ausführungsformen und der oben beschriebenen Modifikationen, oder in Kombination mit der beanspruchten Erfindung verwendet werden.
(Aspekt 1)
Das Drehwerkzeug kann ferner einen Steuerungsteil aufweisen, der zum Steuern eines Betriebs des Drehwerkzeugs konfiguriert ist, und
der Steuerungsteil kann zum Betätigen des Betätigungsteils des Solenoids konfiguriert sein, wenn der Steuerungsteil bestimmt, dass ein starkes Reaktionsdrehmoment auf das Gehäuse gewirkt hat, basierend auf dem Bewegungszustand, der durch den Erfassungsmechanismus erfasst wird.
(Aspekt 2)
Die Zwischenwelle kann parallel zu der Motorwelle angeordnet sein.
(Aspekt 3)
Der Erfassungsmechanismus kann zum Erfassen einer physikalischen Größe, die sich auf den Zustand der Drehung des Gehäuses um die zweite Drehachse bezieht, als den Bewegungszustand, konfiguriert sein.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
Bezugszeichenliste
100: Werkzeugzubehör; 101, 102: Bohrhammer; 10: Körper; 11: Körpergehäuse; 12: Getriebegehäuse; 121: hintere Wand; 122: Lagerungsplatte; 125: Armteil; 126: Ausnehmung; 127: Wand; 128: Durchgangsloch; 13: Motorgehäuse; 130: Umfangswand; 131: innere Wand; 132: hinterer Wandteil; 15: äußeres Gehäuse; 151: hintere Wand; 17: Handgriff; 170: Griffteil; 171: Schalthebel; 172: Schalter; 173: Verbindungsteil; 174: Verbindungsteil; 175: elastisches Bauteil; 176: elastisches Bauteil; 19: Stromkabel; 2: Motor; 20: Motorkörper; 21: Stator; 23: Rotor; 25: Motorwelle; 29: Antriebszahnrad; 3: Antriebsmechanismus; 30: Werkzeughalter; 301: Verriegelungsring; 31: Bewegungsumwandlungsmechanismus; 311: Kurbelwelle; 313: Verbindungsstab; 315: Kolben; 317: Zylinder; 33: Schlagmechanismus; 331: Schlagkolben; 333: Schlagbolzen; 335: Luftkammer; 35, 350: Drehungsübertragungsmechanismus; 36, 360: Zwischenwelle; 361: angetriebenes Zahnrad; 363: kleines Kegelzahnrad; 366: Schafteinführungsloch; 368: Kugelhalteloch; 40: Kupplungsmechanismus; 41: Betätigungsschaft; 411: Teil mit großem Durchmesser; 413: Teil mit kleinem Durchmesser; 42: Zahnradbauteil; 421: angetriebenes Zahnrad; 423: Kugelhaltenut; 43: Kugel; 5: Modusschaltmechanismus; 51: Modusschaltdrehrad; 510: exzentrischer Stift; 511: Weg; 52: Kupplungsschaltmechanismus; 521: Gleitbauteil; 522: längliches Loch; 523: Eingriffsarm; 525: Verbindungsstift; 527: Torsionsfeder; 54: Kupplungsmechanismus; 55: Kupplungshülse; 551: Ringnut; 56: Getriebehülse; 561: großes Kegelzahnrad; 6, 60: Solenoid; 61, 610: Rahmen; 62: Spule; 63: Stempel; 631: Kappe; 64: Gehäuse; 66: Drückstab; 67: Verbindungsschaft; 7, 70: Verbindungsmechanismus; 71: Drehschaft; 72: erster Armteil; 73: zweiter Armteil; 74: Torsionsfeder; 741: Spulenteil; 742: Arm; 743: Verbindungsteil; 76: Drehhebel; 761: erster Arm; 762: zweiter Arm; 764: Lagerungsschaft; 77: Torsionsfeder; 771: Spulenteil; 772: Arm; 773: Verbindungsteil; 78: Gleitbauteil; 79: Drückbauteil; 791: O-Ring; 9: Steuerung; 91: Steuerungsschaltung; 93: Beschleunigungssensor; 97: Verkabelung; A1: Antriebsachse; A2: Drehachse; A3: Drehachse

Claims

Drehwerkzeug, mit einem Motor (2), der einen Motorkörper (20) und eine Motorwelle (25) aufweist, bei dem der Motorkörper (20) einen Stator (21) und einen Rotor (23) aufweist, und die Motorwelle (25) sich von dem Rotor (23) erstreckt und dazu konfiguriert ist, dass sie um eine erste Drehachse (A2) drehbar ist, einer finalen Ausgabewelle (30), die dazu konfiguriert ist, um eine zweite Drehachse (A1) durch ein Drehmoment, dass von der Motorwelle (25) übertragen wird, drehend angetrieben zu werden, einem Gehäuse (10), das den Motor (2) und die finale Ausgabewelle (30) aufnimmt, einem Erfassungsmechanismus (93), der zum Erfassen eines Bewegungszustandes des Gehäuses (10) konfiguriert ist, einem Unterbrechungsmechanismus (40; 54), der auf einem Übertragungsweg des Drehmomentes von der Motorwelle (25) zu der finalen Ausgabewelle (30) vorgesehen ist, bei dem der Unterbrechungsmechanismus (40; 54) zum Unterbrechen der Übertragung des Drehmomentes konfiguriert ist, und einem Solenoid (6; 60), der ein linear bewegbares Betätigungsteil (63; 66) aufweist und zum mechanischen Betätigen des Unterbrechungsmechanismus (40; 54) über den Betätigungsteil (63; 66) basierend auf dem Bewegungszustand des Gehäuses (10), der durch den Erfassungsmechanismus (93) erfasst wird, konfiguriert ist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem der Unterbrechungsmechanismus (40; 54) als ein mechanischer Kupplungsmechanismus (40; 54) konfiguriert ist, der ein erstes Kupplungsbauteil (41; 55) und ein zweites Kupplungsbauteil (42; 56) aufweist, der Unterbrechungsmechanismus (40; 54) zum Unterbrechen der Übertragung des Drehmomentes durch eine Bewegung des ersten Kupplungsbauteils (41; 55) aus einer Übertragungsposition zu einer Unterbrechungsposition konfiguriert ist, bei dem das erste Kupplungsbauteil (41; 55) in der Übertragungsposition die Übertragung des Drehmoments durch das erste und das zweite Kupplungsbauteil (41, 42; 55, 56) ermöglicht, und das erste Kupplungsbauteil (41; 55) in der Unterbrechungsposition die Übertragung des Drehmoments durch das erste und das zweite Kupplungsbauteil (41, 42; 55, 56) nicht ermöglicht, das Drehwerkzeug ferner zumindest ein Zwischenbauteil (7; 70) aufweist, das zwischen dem Betätigungsteil (63; 66) und dem ersten Kupplungsbauteil (41; 55) angeordnet ist, das Solenoid (6; 60) zum Bewegen des ersten Kupplungsbauteils (41; 55) aus der Übertragungsposition in die Unterbrechungsposition über das zumindest eine Zwischenbauteil (7; 70) konfiguriert ist, und eine Betätigungsrichtung des Betätigungsteils (63; 66) und eine Bewegungsrichtung des ersten Kupplungsbauteils (41; 55) einander kreuzen.
Drehwerkzeug nach Anspruch 2, das ferner zumindest eine Torsionsfeder (74; 77; 527) aufweist, bei dem wenn das Solenoid (6; 60) nicht in Betrieb ist, das zumindest eine Zwischenbauteil (7; 70) in einer Ausgangsposition durch eine Vorspannkraft der zumindest einen Torsionsfeder (74; 77; 527) gehalten ist, so dass das erste Kupplungsbauteil (41; 55) in der Übertragungsposition angeordnet ist, und wenn das Solenoid (6; 60) betrieben wird, der Betätigungsteil (63; 66) das zumindest eine Zwischenbauteil (7; 70) aus der Ausgangsposition entgegen der Vorspannkraft der zumindest einen Torsionsfeder (74; 77; 527) bewegt und dabei das erste Kupplungsbauteil (41; 55) zu der Unterbrechungsposition bewegt.
Drehwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, das ferner eine Zwischenwelle (36) aufweist, die zwischen der Motorwelle (25) und der finalen Ausgabewelle (30) auf dem Übertragungsweg angeordnet ist, bei dem die Zwischenwelle (36) zum Drehen um eine dritte Drehachse (A3) konfiguriert ist, bei dem der Kupplungsmechanismus (40) auf der Zwischenwelle (36) vorgesehen ist und zum Unterbrechen der Übertragung des Drehmoments an die Zwischenwelle (36) konfiguriert ist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 4, bei dem die Zwischenwelle (36) ein erstes Loch (366) und ein zweites Loch (368) aufweist, bei dem das erste Loch (366) sich entlang der dritten Drehachse (A3) erstreckt, und das zweite Loch (368) sich durch die Zwischenwelle (36) in einer Richtung erstreckt, die die dritte Drehachse (A3) kreuzt, der Kupplungsmechanismus (40) das erste Kupplungsbauteil (41), das in einer schaftähnlichen Form ausgebildet ist, die einen Teil mit großem Durchmesser (411) und einen Teil mit kleinem Durchmesser (413) aufweist, bei dem das erste Kupplungsbauteil (41) derart angeordnet ist, dass es entlang der dritten Drehachse (A3) innerhalb des ersten Loches (366) bewegbar ist, das zweite Kupplungsbauteil (42), das radial außenseitig und koaxial mit der Zwischenwelle (36) angeordnet ist, und eine Kugel (43) aufweist, die innerhalb des zweiten Loches (368) und zwischen dem ersten Kupplungsbauteil (41) und dem zweiten Kupplungsbauteil (42) in einer radialen Richtung der Zwischenwelle (36) angeordnet ist, wenn das Solenoid (6) nicht in Betrieb ist, das erste Kupplungsbauteil (41) in der Übertragungsposition angeordnet ist, bei welcher der Teil mit großem Durchmesser (411) der Kugel (43) gegenüberliegt, so dass die Zwischenwelle (36) und das zweite Kupplungsbauteil (42) integral drehen, während sie miteinander mittels der Kugel (43) kombiniert sind, und dabei das Drehmoment übertragen, wenn das Solenoid (6) betrieben wird, das erste Kupplungsbauteil (41) entlang der dritten Drehachse (A3) zu der Unterbrechungsposition bewegt wird, bei welcher der Teil mit kleinem Durchmesser (413) der Kugel (43) gegenüberliegt, so dass es dem zweiten Kupplungsbauteil (42) ermöglicht ist, relativ zu der Zwischenwelle (36) zu drehen, und dabei die Übertragung des Drehmoments unterbricht.
Drehwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das zumindest eine Zwischenbauteil (7) eine Mehrzahl von Zwischenbauteilen (7) aufweist.
Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die erste Drehachse (A2) der Motorwelle (25) die zweite Drehachse (A1) der finalen Ausgabewelle (30) kreuzt, das Gehäuse (10) einen ersten Gehäuseteil (13), der den Motorkörper (20) aufnimmt, und einen zweiten Gehäuseteil (12) aufweist, der die finale Ausgabewelle (30) aufnimmt, und das Solenoid (6) zwischen dem zweiten Gehäuseteil (12) und dem Motorkörper (20) und innerhalb eines Bereiches einer Länge der Motorwelle (25) in einer Erstreckungsrichtung der ersten Drehachse (A2) angeordnet ist.
Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem zumindest ein Teil des Solenoids (6) in einem Kunststoffgehäuse (64) aufgenommen ist, das an dem Gehäuse (10) montiert ist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Drehwerkzeug ein Bohrhammer ist, der zum Betrieb gemäß einem gewählten einen von einer Mehrzahl von Betriebsmodi konfiguriert ist, das Drehwerkzeug ferner einen Modusschaltmechanismus (5) aufweist, der auf der finalen Ausgabewelle (30) vorgesehen ist, bei dem der Schaltmechanismus zum Schalten zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand gemäß dem gewählten Betriebsmodus konfiguriert ist, und die Übertragung des Drehmoments an die finale Ausgabewelle (30) in dem ersten Zustand ermöglicht ist und in dem zweiten Zustand nicht ermöglicht ist, und der Kupplungsmechanismus (54) einen Teil des Modusschaltmechanismus (5) aufweist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 9, das ferner einen Steuerungsteil (9) aufweist, der zum Steuern des Betriebs des Drehwerkzeuges konfiguriert ist, bei dem die zweite Drehachse (A1) der finalen Ausgabewelle (30) sich in einer Vorder-Rück-Richtung des Drehwerkzeuges erstreckt, die erste Drehachse (A2) der Motorwelle (25) die zweite Drehachse (A1) kreuzt, das Gehäuse (10) einen ersten Gehäuseteil (13), der den Motorkörper (20) und den Steuerungsteil (9) aufnimmt, und einen zweiten Gehäuseteil (12) aufweist, der die finale Ausgabewelle (30) aufnimmt, der Steuerungsteil (9) rückseitig des Motorkörpers (20) innerhalb des ersten Gehäuseteils (13) angeordnet ist, und das Solenoid (60) rückseitig des zweiten Gehäuseteils (12) angeordnet ist.
Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 10, das ferner ein weiteres Solenoid (6; 60) aufweist, bei dem die zwei Solenoide (6; 60) zum Bewegen des ersten Kupplungsbauteils (41; 55) über das zumindest eine Zwischenbauteil (7; 70) durch eine resultierende Kraft der zwei Solenoide (6; 60) konfiguriert sind.