JP2004299036A - 作業工具 - Google Patents

Abstract

【課題】作業工具における制振性を一層向上するのに資する技術を提供する。
【解決手段】工具ビット１１９と、圧力変動を介して工具ビット１１９を直線状に駆動させ、これによって当該工具ビット１１９に所定の加工作業を遂行させる作動機構１２５、１３１と、作動機構１２５、１３１の制振を行なう動吸振器１４１を有する作業工具１０１であって、動吸振器１４１は、弾性要素１５３による付勢力が作用した状態で直線運動可能に構成されるとともに、作動機構１２５、１３１において生じた変動圧力を介して駆動されるウェイト１４５を有することを特徴とする作業工具。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンマやハンマドリル等のように一定の周期で工具ビットを駆動する作業工具における制振技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭５２−１０９６７３号（特許文献１）では、制振装置が設けられたハンマの構成が開示されている。この従来のハンマでは、本体ハウジングの下方側であってモータハウジングの前方をなす領域に、当該本体ハウジング（およびモータハウジング）と一体状に防振室を形成するとともに、この防振室内に動吸振器を収容する。そしてハンマ駆動の際に生じるハンマ長軸方向への強い振動が当該動吸振器によって吸振されるように構成される。
【０００３】
ところで上記動吸振器は、弾性要素による付勢力が作用した状態で配置されたウェイトが、当該動吸振器に入力される振動量の大きさに応じて駆動されることで制振作用を奏する。すなわち動吸振器は、発生した振動量に応じて制振量が決定されるという受動的な性格を有する。ところで、実際の加工作業においては、作業者が作業工具を被加工材側に強く押圧した状態で作業を行なうといったように、工具ビットに被加工材側からの負荷が相当程度作用するため制振の要請が高いにもかかわらず、動吸振器に入力される振動量が抑制されてしまう場合がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５２−１０９６７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、作業工具における制振性を一層向上するのに資する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、工具ビットと、作動機構と、動吸振器を有する作業工具が構成される。作動機構は、圧力変動を介して前記工具ビットを直線状に駆動させ、これによって当該工具ビットに所定の加工作業を遂行させる。かかる工具ビットとしては、典型的にはハンマビットがこれに該当する。また「圧力変動を介して」とは、作動機構における圧力の変動によって直接的に工具ビットを駆動する形態、作動機構における圧力の変動によって駆動された打撃子による打撃によって間接的に工具ビットを駆動する形態のいずれも好適に包含される。
【０００７】
本発明における動吸振器は弾性要素による付勢力が作用した状態で直線運動可能に構成されたウェイトを有する。動吸振器の要素たるウェイトは、少なくとも弾性要素による付勢力が作用すれば足り、さらに減衰要素による減衰力の作用を受ける構成も包含されるものとする。
【０００８】
本発明の特徴として、上記ウェイトは、作動機構において生じた変動圧力によって駆動される。動吸振器は、本来的には、外部からの振動入力に基づいてウェイトが駆動され、これによって振動を受動的に抑制する機構である。本発明では、かかる受動的な制振機構である動吸振器につき、そのウェイトを、工具ビット駆動用の作動機構における変動圧力によって積極的に駆動させる。従って、作業工具に作用する振動の大小によらず、動吸振器を定常的に作動させることが可能となる。このため、例えば作業工具に強い押圧力を作用させながら加工作業を行なう等のように、制振の要請は高いにも拘らず、動吸振器に入力される振動量が小さく、当該動吸振器が十分に作動しないような作業態様においても、十分な制振機能を確保することが可能な作業工具が提供されることとなった。
【０００９】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作業工具における作動機構は、駆動モータと、工具ビットに直線運動を行わせるべく、当該工具ビットの長軸方向に直線運動する打撃子と、クランク室に収容されるとともに、駆動モータの回転出力を直線運動に変換して打撃子を駆動するクランク部とを有するとともに、動吸振器は、ウェイトを収容する本体部を有するように構成する。そしてクランク部の駆動に伴うクランク室内の圧力変動が、動吸振器の本体部内に導かれ、これによりウェイトが打撃子と対向状に駆動されるように構成する。
【００１０】
ところで、クランク部の作動状態とクランク室内の容積とは、以下の関係となるのが一般的である。すなわち、打撃子が工具ビットに向かうようにクランク部が作動される場合にはクランク室内の容積が増大する。この場合、クランク室内の圧力は、クランク室内の容積が増大する前に比べて相対的に低下する。これとは反対に、打撃子が工具ビットから離間するようにクランク部が作動される場合には、クランク室内の容積が減少する。この場合クランク室内の圧力は、クランク室内の容積が減少する前に比べて相対的に増大する。このように打撃子の駆動態様に応じて変動するクランク室内の圧力を動吸振器の本体部内に導くことで、以下の関係を構築することが可能である。
【００１１】
すなわち、駆動子が工具ビットに向かう際には、クランク室内の相対的に低圧とされた状態を利用して、動吸振器のウェイトが工具ビットから離間する方向へと移動するように設定する。例えば、クランク室内の相対的な低圧状態により、工具ビットから離間する方向へとウェイトが吸引作用を受けるといった構成が可能である。一方、駆動子が工具ビットから離間する際には、クランク室内の相対的に高圧とされた状態を利用して、動吸振器のウェイトが工具ビットに近接する方向へと移動するように設定する。例えば、クランク室内の相対的な高圧状態により、工具ビットに近接する方向へとウェイトが押圧作用を受けるといった構成が可能である。なお実際の作業工具においては、打撃子の移動動作のタイミングと、クランク室内の容積の変化のタイミングには若干の時間差が生じることがあるので、作業工具の設計時には、当該時間差を加味してウェイトの積極駆動を行なうよう構成するのが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、本来は外部振動の入力を受けて受動的に駆動された制振を行なうに過ぎない動吸振器のウェイトにつき、打撃子と対向するように能動的に直線運動させるカウンタウェイトとして機能させることが可能とされ、合理的な制振機構を構築することが可能となった。
【００１３】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の作業工具において、加工作業に伴う負荷が工具ビットに作用する負荷駆動時には、作動機構において生じた変動圧力によるウェイトの駆動が許容される。一方、加工作業に伴う負荷が工具ビットに作用しない無負荷駆動時には、作動機構において生じた変動圧力によるウェイトの駆動が規制される。従って、制振の必要性が高い負荷駆動時には、作動機構において生じた変動圧力を利用し、動吸振器のウェイトを積極駆動することによって作業工具の効果的な制振を図り、その一方において、制振の必要性がそれ程高くない無負荷駆動時には、動吸振器におけるウェイトの積極駆動を規制することにより、かえってウェイトが作業工具における振動源となるのを未然に防止することが可能とされる。
【００１４】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の作業工具における動吸振器につき、本体部内において前記ウェイトを挟んで形成された第１および第２の作動室を有するように構成する。そして作業工具が少なくとも負荷駆動される場合には、作動機構において生じた変動圧力が第１の作動室に導入されるとともに、第２の作動室が外部と連通可能に構成される。
【００１５】
負荷駆動時には、作動機構において生じた変動圧力を第１の作動室に導くことで動吸振器のウェイトを駆動し、これによって当該動吸振器を能動的な制振機構として機能させる。この場合、本体部内においてウェイトを挟んで形成された第２の作動室を外部に連通することにより、外部との連通が遮断された第２の作動室の圧縮および膨張作用（典型的には断熱圧縮ないし断熱膨張）が、本体部内を移動動作しようとするウェイトの妨げとならないように構成する。これにより、本体部内におけるウェイトの円滑かつ速やかな駆動動作が確保されることとなる。
【００１６】
なお、動吸振器において減衰による制振要素を付加するべく、第１および第２の作動室には、空気やオイル等の流体を適宜に充填するのが好ましい。
【００１７】
（請求項５に記載の発明）
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４までのいずれかに記載の作業工具における作動機構につき、工具ビットの長軸方向へと相対的に摺動動作するピストンおよびシリンダを有するように構成する。そして工具ビットは、ピストンおよびシリンダの相対動作による空気バネの作用を介して、当該工具ビットの長軸方向に直線運動するよう構成される。本発明では、動吸振器のウェイトにつき、シリンダの周面部に沿って配設されつつ、工具ビットの長軸方向へと摺動可能に構成される。「周面部に沿って配設」の態様としては、シリンダの外周部を一周するように配設してもよく、あるいはシリンダの外周部に沿って、その一部に配設してもよい。本発明によれば、ウェイトをシリンダの周面部に沿って配設しつつ、摺動状に直線運動させることが可能であり、作業工具における省スペース化技術の向上に資することとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明の実施の形態では、作業工具の一例として電動式のハンマを用いて説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る電動ハンマ１０１は、概括的に見て、電動ハンマ１０１の外郭を形成する本体部１０３、当該本体部１０３の先端領域に接続されるツールホルダ１１７、当該ツールホルダ１１７に着脱自在に取付けられたハンマビット１１９を主体として構成される。ハンマビット１１９は、本発明における「工具ビット」に対応する。
【００１９】
本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、運動変換機構１１３および打撃要素１１５を収容したギアハウジング１０７と、ハンドグリップ１０９とによって構成されている。駆動モータ１１１の回転出力は運動変換機構１１３によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１１５に伝達され、当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の長軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。なお電動ハンマ１０１は、適宜作業者が操作することにより、ハンマビット１１９の長軸方向へのハンマ動作および周方向へのドリル動作を同時に行なうハンマドリルモードへ切り替え可能に構成してもよい。
【００２０】
本実施の形態に係る電動ハンマ１０１のうち、運動変換機構１１３、打撃機構１１５の詳細な構成が図２に示される。なお図２は、電動ハンマ１０１の主要部の構成を平面視にて模式的に示す。運動変換機構１１３は、図２では図示されない駆動モータ１１１（図１参照）により水平面内にて回転駆動される駆動ギア１２２と、当該駆動ギア１２２の回転中心からシフトして配置された偏心軸１２３と、一端側が偏心軸１２３に遊嵌状に取り付けられるとともに他端側が駆動子１２７に遊嵌状に取り付けられたクランクアーム１２５を有する。駆動ギア１２２、偏心軸１２３およびクランクアーム１２５は、クランク室１２１内に配置される。クランク室１２１内は、特に図示しないシール構造により概ね外部と非連通状態とされるとともに、その実効容積は、クランクアーム１２５による駆動子１２７の移動動作に応じて増減するように構成されている。クランクアーム１２５は、駆動子１２７と相俟って本発明における「クランク部」に対応する。
【００２１】
一方、打撃機構１１５は、駆動子１２７とともにシリンダ１２９のボア内壁に摺動自在に配置されたストライカ１３１と、ツールホルダ１１７に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ１３１の運動エネルギをハンマビット１１９に伝達するインパクトボルト１３３を主体として構成される。ストライカ１３１は、本発明における「打撃子」に対応する。
【００２２】
本実施の形態に係る電動ハンマ１０１には、さらに図２に示すように、本体部１０３に連接された動吸振器１４１が設けられている。動吸振器１４１は、本体部１０３に隣接状に配置された筒体１４３と、当該筒体１４３内に配置されたウェイト１４５と、ウェイト１４５の左右に配置された付勢バネ１５３を主体として構成される。付勢バネ１５３は、ウェイト１４５が筒体１４３の長軸方向（ハンマビット１１９の長軸方向）に移動する際にウェイト１４５に対向状の弾発力を付与する。また筒体１４３内のウェイト１４５の左右両側部には、それぞれ第１作動室１５１および第２作動室１５２（本発明の「第１の作動室」「第２の作動室」にそれぞれ対応）が形成される。第１作動室１５１は、第１連通部１５５を介してクランク室１２１に連通されている。また第２作動室１５２は、第２連通部１５７を通じて動吸振器１４１外（大気）に連通されている。
【００２３】
ウェイト１４５には、大径部１４７および小径部１４９が連接状に形成されており、両者の外形や長軸方向長さ等を選択することにより、ウェイト１４５の設計寸法を適宜調整することが可能であり、全体としてウェイト１４５のコンパクト化を図ることが可能である。さらにウェイト１４５がその移動方向に長尺状に形成されること、および小径部１４９の外周部が付勢バネ１５３の内周に密接状に接することにより、ウェイト１４５がハンマビット１１９の長軸方向に移動動作する際の動作を安定化することが可能とされている。
【００２４】
なお本実施の形態における動吸振器１４１は、その筒体１４３が本体部１０３（ギアハウジング１０７）に固定状に連接されて電動ハンマ１０１に一体的に設けられているが、これを本体部１０３から取り外し自在に構成してもよい。
【００２５】
上記のように構成される電動ハンマ１０１の作用について説明する。図１に示す駆動モータ１１１が通電駆動されると、その回転出力により、図２に示す駆動ギア１２２が水平面内にて回動動作する。すると、駆動ギア１２２に配置された偏心軸１２３が水平面内を周回動作し、これによってクランクアーム１２５が同じく水平面内を揺動し、当該クランクアーム１２５の先端に取り付けられた駆動子１２７がシリンダ１２９内を直線状に摺動動作される。駆動子１２７の摺動動作に伴う空気バネの作用により、ストライカ１３１は駆動子１２７の直線動作速度よりも高速でシリンダ１２９内を直線運動する。ストライカ１３１は、インパクトボルト１３３に衝突することで、その運動エネルギをハンマビット１１９へと伝達し、これによってハンマビット１１９が被加工材にハンマ加工作業を行なう。なお図示の便宜上、図２においては、駆動子１２７が後退動作して非圧縮側死点に達し、このためインパクトボルト１３３に衝突して衝撃力を伝達したストライカ１３１が、ハンマビット１１９から離反する方向へと直線運動する状態が示される（ストライカの運動方向は、図２では符号Ｍｒ１で示される）。
【００２６】
上記のようにハンマビット１１９が駆動される際に発生する衝撃的かつ周期的な振動に対しては、本体部１０３に設けられた動吸振器１４１が制振機能を奏する。すなわち、電動ハンマ１０１の本体部１０３を、所定の外力（振動）が作用する制振対象体として見立てた場合、当該制振対象体である本体部１０３に対して、動吸振器１４１における制振要素であるウェイト１４７および付勢バネ１５３が協働して動的な制振を行なう。これにより本実施の形態における電動ハンマ１０１の振動が効果的に抑制されることとなる。なお動吸振器による制振原理自体は公知の事項ゆえ詳細な説明を省略する。
【００２７】
本実施の形態では、電動ハンマ１０１の駆動時において、駆動子１２７がシリンダ１２９内をハンマビット１１９の長軸方向（図２において左右方向に直線状に摺動動作するのに伴い、クランク室１２１内の容積が変化する。例えば図３では、駆動子１２７が、図２に示す非圧縮側死点に位置した状態からハンマビット１１９側へと所定量移動した状態が示される。図３では駆動ギア１２２の図中左回りの回転に伴い、クランクアーム１２５が水平面内にて揺動動作することで、駆動子１２７がハンマビット１１９側へと摺動動作を開始する。このとき駆動子１２７とストライカ１３１間の空気バネの作用により、ストライカ１３１にはハンマビット１１９方向へと向かう力Ｆｆ１が作用する。
【００２８】
この時、駆動子１２７がハンマビット１１９側へ摺動動作した分、クランク室１２１内の容積が増大するとともに、当該クランク室１２１内の圧力が減少する。この減少圧力は、連通部１５５を通じて動吸振器１４１の第１作動室１５１に作用する。これによりウェイト１４５にはハンマビット１１９から離反する側への力Ｆｒ２が作用する。
【００２９】
図４に示すように、さらに駆動ギア１２２が回転駆動されることに伴い、クランクアーム１２５が水平面内にて揺動動作し、駆動子１２７がハンマビット１１９側へと更に摺動動作して圧縮側死点に至る。このときストライカ１３１は、図３に示す状態から継続的に作用する空気バネの作用を介し、ハンマビット１１９側へと移動し（ストライカ１３１の移動動作は図中符号Ｍｆ１で示される）、インパクトボルト１３３に衝突し、これによって衝撃的な打撃力がハンマビット１１９に伝達され、当該ハンマビット１１９はツールホルダ１１７内を摺動動作してハンマ作業を遂行する。
【００３０】
この時、クランク室１２１内の容積が増大することに起因する当該クランク室１２１内の減少圧力が、上記図３に示す状態から図４に示す状態へと継続的に第１作動室１５１内に作用することにより、ウェイト１４５には継続的に力Ｆｒ２が作用する。この結果、ウェイト１４５は付勢バネ１５３の付勢力に抗しつつ、図中右側へと摺動動作する（ハンマビット１１９から離反する側であって、符号Ｍｒ２で示される）。この結果、ストライカ１３１がインパクトボルト１３３に衝突して衝撃力をハンマビット１１９に作用させるように直線運動する場合に、ウェイト１４５は当該インパクトボルト１３３に対向するように反対方向へ直線運動し、電動ハンマ１０１に生じる振動を抑制するように作用する。
【００３１】
なお本実施の形態では、駆動子１２７がストライカ１３１に向かって移動動作するタイミングに対し、空気バネが作用するのに必要な圧縮時間あるいはストライカ１３１の慣性力等のため、当該ストライカ１３１が実際にインパクトボルト１３３に向かって直線運動を開始するタイミングが若干遅れることとなる。従って、動吸振器１４１におけるウェイト１４５につき、ストライカ１３１の移動動作と対抗するように直線運動を開始させるタイミングについては、例えば付勢バネ１５３の付勢力を調整する等して適宜に設定することが好ましい。
【００３２】
また本実施の形態では、ウェイト１４５がストライカ１３１と対向するように直線運動するに際し、第２作動室１５２に形成された第２連通部１５７を通じて外部のエアが当該第２作動室１５２内に導かれるため、ウェイト１４５の図中右方向ヘの移動に伴い、第２作動室１５２内の空間が外部とのエアの流通を絶たれた状態で膨張してしまい（断熱膨張）、ウェイト１４５の直線運動の妨げとなるといった事態が効果的に防止されている。
【００３３】
さらにウェイト１４５が図中右側に直線運動するのに伴い、第１作動室１５１内の容積が減少し、連通部１５５を介してクランク室１２１内の圧力が増加することになるが、当該圧力の増加が実用上無視できる程度にクランク室１２１の実効容積を大きくする構成を採用してもよい。あるいは、かかる圧力増加によりウェイト１４５の移動動作Ｍｒ２に対するブレーキ作用を生ぜしめ、直線運動するウェイト１４５が第１作動室１５１端部に衝突しないように設定する構成を採用してもよい。
【００３４】
図４に示すように駆動子１２７が圧縮側死点に位置する状態から、さらに駆動ギア１２２が回転駆動されることで、駆動子１２７はハンマビット１１９から離反する側へと移動する。この結果、図５に示すように、膨張側に作用する空気バネにより、ストライカ１３１には、ハンマビット１１９から離反する方向への力Ｆｒ１が作用する。一方、この動作に際してクランク室１２１内の容積が減少して圧力が増加するのに伴い、連通部１５５を通じて第１作動室１５１内に導かれた変動圧力により、動吸振器１４１のウェイト１４５には、ハンマビット１１９に向かう方向への力Ｆｆ２が作用する。上述のように、空気バネの作動に必要な時間、ストライカ１３１の慣性力等のため、駆動子１２７がハンマビット１１９から離反する側へ移動動作を開始するタイミングに対し、ストライカ１３１の直線運動が開始されるタイミングが若干遅れる。この結果、駆動子１２７が、図５に示す状態から図２に示す非圧縮側死点へと至る過程において、ストライカ１３１がハンマビット１１９から離反する側へと直線運動Ｍｒ１を開始し（図２参照）、これに伴って動吸振器１４１のウェイト１４５が当該ストライカ１３１と対向状に直線運動Ｍｆ２を開始する。この結果、ストライカ１３１が後退動作する場合においても、ウェイト１４５を積極的に駆動した制振機構が効果的に働くこととなる。
【００３５】
なお上記と同様、ウェイト１４５が図中左側に直線運動（Ｍｆ２）する際（図２参照）、第２連通部１５７を通じて外部のエアが当該第２作動室１５２内に導かれるため、ウェイト１４５の図中左方向ヘの移動に伴い、第２作動室１５２内の空間が外部とのエアの流通を絶たれた状態で圧縮され（断熱圧縮）、ウェイト１４５の直線運動の妨げとなることが効果的に防止されている
【００３６】
本実施の形態によれば、本来的には、外部側（電動ハンマ１０１側）からの振動入力に基づいてウェイト１４５が駆動され、これによって振動を受動的に抑制する機構である動吸振器１４１につき、当該ウェイト１４５を、駆動子１２７の駆動動作に伴うクランク室１２１内の圧力変動を利用して、ストライカ１３１の直線運動と対向するように積極的に直線運動させる。従って、電動ハンマ１０１に作用する振動の大小によらず、動吸振器１４１を定常的に作動させることが可能となる。換言すれば、動吸振器１４１のウェイト１４５につき、あたかも運動変換機構によって能動的に駆動動作されるカウンタウェイトのように用いることが可能とされる。この結果、例えば作業者が電動ハンマ１０１に強い押圧力を作用させながらハンマ作業を行なう等のように、制振の要請は高いにも拘らず、当該押圧力のため動吸振器１４１に入力される振動量が小さくなってしまい、当該動吸振器１４１が十分に作動しないような作業態様においても、ウェイト１４５を積極的に駆動動作させ、十分な制振機能を確保することが可能となる。
【００３７】
（本発明の第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態につき、図６および図７を参照しつつ説明する。第２の実施形態では、被加工材側からの負荷がハンマビット２１９に作用する負荷駆動時にのみ、動吸振器２４１におけるウェイト２４５の積極駆動を行なうという構成を採用している。具体的には、筒状に形成されるとともに、シリンダ２２９の外周面に沿って配置された作動体２６１が、付勢バネ２６３とともに設定されている。
【００３８】
図６における電動ハンマ２０１は、被加工材（特に図示しない）側からの負荷がハンマビット２１９に作用しない状態、すなわち無負荷駆動状態に置かれている。このとき作動体２６１は、付勢バネ２６３により図中左方向に付勢され、クランク室２２１と動吸振器２４１の第１作動室２５１とを連通する第１連通部２５５を閉鎖状態としている。また動吸振器２４１の第２作動室２５２を外部に連通する第２連通部２５７に関しても、これを閉鎖状態としている。さらに当該作動体２６１は、駆動子２２７とストライカ２３１間に形成される圧縮室を介して、クランク室２２１を外部に連通する第３連通部２５９を開放状態としている。
【００３９】
この結果、無負荷駆動時におけるクランク室２２１は、第１連通部２５５を介して第１作動室２５１に連通されることなく、第３連通部２５９を介して外部に連通されることとなる。従ってクランク室２２１内の変動圧力を利用したウェイト２４５の積極駆動は行なわれない。このため制振の必要性が比較的低い無負荷駆動時において、ウェイト２４５を不用意に積極駆動して電動ハンマ２０１の振動源となることが防止されるとともに、動吸振器２４１は、外部（電動ハンマ２０１）から入力される振動に基づいて本来の受動的な制振機構として作用する。
【００４０】
一方、図７に示すように、電動ハンマ２０１によって被加工材にハンマ作業を行なう場合、作業者が電動ハンマ２０１を押圧することに起因して、被加工材側からの負荷（押圧力に対する反力）Ｆがハンマビット２１９に作用する。かかる状態は負荷駆動状態と定義される。負荷駆動時における作動体２６１は、作業者による電動ハンマ２０１の押圧により、付勢バネ２６３の付勢力に抗しつつ、シリンダ２２９の外周部をハンマビット２１９から離反する側へと摺動する。すると当該作動体２６１により、無負荷駆動時には閉鎖状態とされていた第１連通部２５５および第２連通部２５７がそれぞれ開放状態とされ、さらに開放状態とされていた第３連通部２５９が当該作動体２６１によって遮蔽される。この結果、クランク室２２１は、外部との連通が遮断されるとともに、動吸振器２４１の第１作動室２５１に連通される。
【００４１】
この状態で駆動ギア２２２が回転し、クランクアーム２２５を介して駆動子２２７が直線運動することにより、ストライカ２３１が直線運動し、インパクトボルト２３３を介してハンマビット２１９に衝撃力を伝達し、負荷駆動状態における電動ハンマ２０１の駆動が遂行される。このとき駆動子２２７の直線運動に伴ってクランク室２２１内の容積が増減して圧力が増減すると、かかる変動圧力が第１連通部２５５を通じて第１作動室２５１に作用する。この結果、上記第１の実施形態と同様に、ストライカ２３１の直線運動と対向状にウェイト２４５を直線運動させ、電動ハンマ２０１の効果的な制振を行なうことが可能とされる。
【００４２】
なお、負荷駆動時におけるクランク室２２１の変動圧力を利用したウェイト２４５の積極駆動に際し、第２作動室２５２は第２連通部２５７を通じて外部に開放されるため、断熱状に膨張ないし圧縮されることによりウェイト２４５の駆動動作を阻害する事態が効果的に防止される。第２の実施形態の他の構成に関しては、上記第１の形態の構成と実質的に同等とされているため、詳細な説明を便宜上省略する。
【００４３】
（本発明の第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態につき、図８および図９を参照しつつ説明する。第３の実施形態では、被加工材側からの負荷がハンマビット３１９に作用する負荷駆動時にのみ、動吸振器３４１におけるウェイト３４５の積極駆動を行なうという構成を採用する点では、上記第２の実施形態と同様であり、無負荷駆動時および負荷駆動時におけるクランク室３２１の連通形態に関し、上記第２の実施形態と異なる構成とされている。本実施の形態に係る電動ハンマ３０１では、筒状に形成されるとともに、シリンダ３２９の外周面に沿って配置された作動体３６１が、付勢バネ３６３とともに設定されている。またクランク室３２１は、第１連通部３５５を通じて動吸振器３４１の第１作動室３５１に常時に連通されている。
【００４４】
図８における電動ハンマ３０１は、被加工材（特に図示しない）側からの負荷がハンマビット３１９に作用しない状態、すなわち無負荷駆動状態に置かれている。このとき作動体３６１は、付勢バネ３６３により図中左方向に付勢され、動吸振器３４１の第２作動室３５２を外部に連通する第２連通部３５７を閉鎖状態する一方、クランク室３２１を外部に連通する第３連通部３５９に関しては、これを開放状態としている。
【００４５】
この結果、無負荷駆動時におけるクランク室３２１は、第３連通部３５９を通じて外部に連通されるため、クランク室３２１内の変動圧力を利用したウェイト３４５の積極駆動は行なわれない。このため制振の必要性が比較的低い無負荷駆動時において、ウェイト３４５を不用意に積極駆動して電動ハンマ３０１の振動源となることが防止されるとともに、動吸振器３４１は、外部（電動ハンマ３０１）から入力される振動に基づいて本来の受動的な制振機構として作用する。
【００４６】
一方、図９に示すように、電動ハンマ３０１によって被加工材にハンマ作業を行なう場合、作業者が電動ハンマ３０１を押圧することに起因して、被加工材側からの負荷（押圧力に対する反力）Ｆがハンマビット３１９に作用する。かかる状態は負荷駆動状態と定義される。負荷駆動時における作動体３６１は、作業者による電動ハンマ３０１の押圧により、付勢バネ３６３の付勢力に抗しつつ、シリンダ３２９の外周部をハンマビット３１９から離反する側へと摺動する。すると当該作動体３６１により、無負荷駆動時には閉鎖状態とされていた第２連通部３５７が閉鎖状態とされ、さらに開放状態とされていた第３連通部３５９が遮蔽される。この結果、クランク室３２１は、外部との連通が遮断されるとともに、第１連通部３５５を介して動吸振器３４１の第１作動室３５１に連通される。
【００４７】
この状態で駆動ギア３２２が回転し、クランクアーム３２５を介して駆動子３２７が直線運動することにより、ストライカ３３１が直線運動し、インパクトボルト３３３を介してハンマビット３１９に衝撃力を伝達し、負荷駆動状態における電動ハンマ３０１の駆動が遂行される。このとき駆動子３２７の直線運動に伴ってクランク室３２１内の容積が増減して圧力が増減すると、かかる変動圧力が第１連通部３５５を通じて第１作動室３５１に作用する。この結果、ストライカ３３１の直線運動と対向状にウェイト３４５を直線運動させ、電動ハンマ３０１の効果的な制振を行なうことが可能とされる。
【００４８】
負荷駆動時におけるクランク室３２１の変動圧力を利用したウェイト３４５の積極駆動に際し、第２作動室３５２は第２連通部３５７を通じて外部に開放されるため、断熱状に膨張ないし圧縮されることによりウェイト３４５の駆動動作を阻害することが効果的に防止される。第３の実施形態の他の構成に関しては、上記第１の形態の構成と実質的に同等とされているため、詳細な説明を便宜上省略する。
【００４９】
なお上記第２および第３の実施形態では、クランク室２２１（３２１）と外部、クランク室２２１（３２１）と第１作動室２５１（３５１）、第２作動室２５２（３５２）と外部のそれぞれを連通状態ないし非連通状態とすることにより、動吸振器２４１（３４１）におけるウェイト２４５（３４５）の駆動制御を行う構成例を説明したが、これらのいずれかのみの要素を用いて、当該ウェイト２４５（３４５）の駆動制御を遂行する構成としてもよい。
【００５０】
（本発明の第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態につき、図１０を参照しつつ説明する。第４の実施形態では、上記各実施形態の作動性を更に改善するための各種の工夫が講じられている。図１０では、負荷駆動状態に置かれた上記第３の実施形態に係る電動ハンマ３０１（図９参照）を一例として、これに圧力調整バルブ４７１、弾性体４７３、作動室連通部４７５、バネ定数が非定常とされたバネ４７７およびエアクッション領域４７９という各特徴的構成を付加した電動ハンマ４０１の構成が示されている。なお、これらの特徴的構成は、他の実施形態にかかる電動ハンマ１０１，２０１に対しても同様に適用可能である。
【００５１】
圧力調整バルブ４７１は、クランク室４２１内の変動圧力を利用して動吸振器４４１におけるウェイト４４５を積極的に駆動するに際し、クランク室４２１内の圧力を適宜外部に逃がすことで、第１作動室４５１に作用する圧力（すなわちウェイト４４５に作用する圧力）を加減し、ウェイト４４５の駆動速度、駆動量等を適宜調整するべく、クランク室４２１から外部への通路４７２に配置されている。
【００５２】
弾性体４７３は、ストライカ４３１の直線運動と対向状に直線運動するウェイト４４５の振幅が過大となり過ぎた場合に、動吸振器４４１の筒体４４３の端部にウェイト４４５が衝突して動吸振器の耐久性に悪影響を及ぼすことを防止し、あるいはバネ４７７が過大な振幅によって座屈するのを防止するべく、第１作動室４５１および第２作動室４５２の各端部に配置される。
【００５３】
作動室連通部４７５は、筒体４４１の内壁部に関し、第２作動室４５２側から第１作動室４５１側へと所定距離延在して形成され、ウェイト４４５よりも大径とされることで当該ウェイト４４５と筒体４４３の間にクリアランスを形成可能な大径領域として構成される。作動室連通部４７５は、筒体４４３内で直線運動するウェイト４４５の振幅が所定範囲内である場合には、第１作動室４５１と第２作動室４５２とを隔離する一方、ウェイト４４５の振幅が所定範囲を超えて過大となる場合には、ウェイト４４５がその長さ全体に渡って作動室連通部４７５の配置領域に位置する際に、第１作動室４５１と第２作動室４５２とを連通状態とする。これによりウェイト４４５の振幅が必要以上に過大となった場合には、第１作動室４５１内の圧力を適宜第２作動室４５２側へ逃がすことで、ウェイト４４５の振幅を減少させ、制振性能の最適化を測ることが可能とされる。
【００５４】
バネ定数が非定常とされたバネ４７７は、ウェイト４４５の振幅が過大となった場合に、当該ウェイト４４５の直線運動に対向して作用する付勢力が相対的に大きくなるように構成される。すなわちバネ４７７のバネ定数は、ウェイト４４５から離間すると相対的に大きくなるように非定常状態とされる。例えば不等ピッチとされたバネ、あるいは円錐形状とされたバネ等が採用可能である。
【００５５】
エアクッション領域４７９は、上記弾性体４７３と同様に、ウェイト４４５の振幅が過大となった場合に、当該ウェイト４４５が筒体４４３ないしバネ４７７に悪影響を及ぼすのを防止するべく、第１作動室４５１および第２作動室４５２の端部に選択的に配置される。
【００５６】
（本発明の第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態につき、図１１および図１２を参照しつつ説明する。本実施の形態に係る電動ハンマ５０１では、動吸振器５４１におけるウェイト５４５、および当該ウェイト５４５に付勢力を作用する付勢バネ５５３は、円筒状に形成されるとともに、シリンダ５２９の外周部に沿って形成された第１作動室５５１および第２作動室５５２を区画形成しつつ配置される。第１作動室５５１は第１連通部５５９を通じてクランク室５２１に常時に連通されている。そしてウェイト５４５は、付勢バネ５５３の付勢力を受承しつつ、シリンダ５２９の周面部をハンマビット５１９（便宜上図１２にのみ示す）の長軸方向に摺動可能に構成される。
【００５７】
シリンダ５２９とウェイト５４５の間には、円筒状に形成された作動体５６１と、当該作動体５６１を付勢する付勢バネ５６３が配置されている。図１１における電動ハンマ５０１は、被加工材（特に図示しない）側からの負荷がハンマビット５１９に作用しない状態、すなわち無負荷駆動状態に置かれている。このとき作動体５６１は、付勢バネ５６３により図中左方向に付勢され、第１作動室５５１と外部（駆動子５２７とストライカ５３１の間に形成される圧縮室）とを連通状態とする第２連通部５６０を開放する。
【００５８】
この結果、無負荷駆動時におけるクランク室５２１内の圧力は、第１連通部５５９を通じて常時に連通された第１作動室５５１から、第２連通部５６０を通じ、駆動子５２７とストライカ５３１の間に形成される圧縮室を経由して、外部へと逃がされることとなる。従ってクランク室５２１内の変動圧力を利用したウェイト５４５の積極駆動は行なわれない。このため制振の必要性が比較的低い無負荷駆動時において、ウェイト５４５を不用意に積極駆動して電動ハンマ５０１の振動源となることが防止されるとともに、動吸振器５４１は、外部（電動ハンマ５０１）から入力される振動に基づいて本来の受動的な制振機構として作用する。
【００５９】
一方、図１２に示すように、電動ハンマ５０１によって被加工材にハンマ作業を行なう場合、作業者が電動ハンマ５０１を押圧することに起因して、被加工材側からの負荷（押圧力に対する反力）Ｆがハンマビット５１９に作用する。かかる状態は負荷駆動状態と定義される。負荷駆動時における作動体５６１は、作業者による電動ハンマ５０１の押圧により、付勢バネ５６３の付勢力に抗しつつ、シリンダ５２９の外周部をハンマビット５１９から離反する側へと摺動する。すると当該作動体５６１により、無負荷駆動時には開放状態とされていた第２連通部５６０が閉鎖される。この結果、クランク室５２１および第１作動室５５１は、外部との連通が遮断される。
【００６０】
この状態で駆動子５２７が直線運動することにより、ストライカ５３１が直線運動し、インパクトボルト５３３を介してハンマビット５１９に衝撃力を伝達し、負荷駆動状態における電動ハンマ５０１の駆動動作が遂行される。このとき駆動子５２７の直線運動に伴ってクランク室５２１内の容積が増減して圧力が増減すると、かかる変動圧力が第１連通部５５９を通じて第１作動室５５１に作用する。この結果、ストライカ５３１の直線運動と対向状にウェイト５４５が直線運動して制振機能を発揮する。
【００６１】
本実施の形態では、動吸振器５４１のウェイト５４５を円筒状に形成し、シリンダ５２９の周面部に沿って配設しつつ、摺動状に直線運動させる構成を採用したことにより、電動ハンマ５０１において動吸振器５４１を配設するのに必要なスペースを極力減少することが可能となり、電動ハンマ５０１の構築において、省スペース化を向上することが可能とされる。
【００６２】
なお上記実施形態における動吸振器１４１（２４１，３４１，４４１，５４１）では、ウェイト１４５（２４５，３４５，４４５，５４５）と付勢バネ１５３（２５３，３５３，４５３，５５３）とを用いて制振機構を構成したが、例えばウェイトの左右両側領域にオイルを封入することで、弾性要素による弾性力のみならず減衰力が作用するように設定することも可能である。
【００６３】
さらに本発明の趣旨に鑑み、以下の各態様を構成することができる。
（態様１）
「請求項３に記載の作業工具であって、
前記作動機構において生じた変動圧力は、前記無負荷駆動時には、作業工具外へと放出されることを特徴とする作業工具。」
【００６４】
この態様によれば、無負荷駆動時には、作動機構において生じた圧力を外部に放出することで、動吸振器の能動的に作動しないように構成することが可能となる。これにより、負荷駆動時には、作動機構における変動圧力を利用することで、動吸振器のウェイトを積極的に駆動して制振能力を向上するとともに、無負荷駆動時には、動吸振器のウェイトの積極駆動を解除することで、ウェイトが無駄に駆動されて更なる振動源となってしまうことを効果的に防止することが可能とされる。
【００６５】
（態様２）
「請求項１から５までのいずれかに記載の作業工具であって、
前記工具ビットは、被加工材に対し直線状の衝撃力を作用させて作業を行なうハンマビットとして構成され、
前記作動機構は、
駆動モータと、
クランク室に収容されるとともに、前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換するクランク部と、
前記クランク部によって駆動されるピストンシリンダ部と、
前記ピストンシリンダ部の相対動作による空気バネの作用を介して、前記ハンマビットの長軸方向に直線運動する衝撃子を有することを特徴とする作業工具。」
【００６６】
この態様によれば、空気バネの作用を介し、ピストンシリンダ部における相対動作速度よりも高速で衝撃子を直線運動させ、これによってハンマビットを直線上に駆動させて加工作業を行なう電動ハンマに生じる強い衝撃力を効果的に制振することが可能とされる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、作業工具における制振性を一層向上するのに資する技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動ハンマの全体構成を概略的に示す。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を平面視にて示す。図１では、ピストンが非圧縮側死点に位置した状態が示される。
【図３】同じく第１の実施形態に係る電動ハンマの構成を平面視にて示す。図２では、ピストンが図１に示す状態から圧縮側へと移動し始めた状態を示す。
【図４】ピストンが圧縮側死点へと移動した状態を示す。
【図５】ピストンが、圧縮側死点から非圧縮側死点へと移動し始めた状態を示す。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。図６では、無負荷駆動時における構成が示される。
【図７】同じく第２の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。図７では、負荷駆動時における構成が示される。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。図８では、無負荷駆動時における構成が示される。
【図９】同じく第３の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。図９では、負荷駆動時における構成が示される。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。図１１では、無負荷駆動時における構成が示される。
【図１２】同じく第５の実施形態に係る電動ハンマの主要部の構成を示す。図１２では、負荷駆動時における構成が示される。
【符号の説明】
１０１ 電動ハンマ（作業工具）
１０３ 本体部
１０５ モータハウジング
１０７ ギアハウジング
１０９ ハンドグリップ
１１１ 駆動モータ
１１３ 運動変換機構
１１５ 打撃機構
１１７ ツールホルダ
１１９ ハンマビット（工具ビット）
１２１ クランク室
１２２ 駆動ギア
１２３ 偏心軸
１２５ クランクアーム（クランク部）
１２７ 駆動子（クランク部）
１２９ シリンダ
１３１ ストライカ（打撃子）
１３３ インパクトボルト
１４１ 動吸振器
１４３ 筒体（本体部）
１４５ ウェイト
１４７ 大径部
１４９ 小径部
１５１ 第１作動室（第１の作動室）
１５２ 第２作動室（第２の作動室）
１５３ 付勢バネ（弾性要素）
１５５ 第１連通部
１５７ 第２連通部
２６１，３６１，５６１ 作動体
２６３，３６３，５６３ 付勢バネ
４７１ 圧力調整バルブ
４７３ クッション部
４７５ 作動室連通部
４７７ バネ定数非定常バネ
４７９ エアクッション領域
５８１ ウェイト部
５８３ 付勢バネ

Claims (5)

1. 工具ビットと、
   圧力変動を介して前記工具ビットを直線状に駆動させ、これによって当該工具ビットに所定の加工作業を遂行させる作動機構と、
   前記作動機構の制振を行なう動吸振器を有する作業工具であって、
   前記動吸振器は、弾性要素による付勢力が作用した状態で直線運動可能に構成されるとともに、前記作動機構において生じた変動圧力を介して駆動されるウェイトを有することを特徴とする作業工具。
2. 請求項１に記載の作業工具であって、前記作動機構は、駆動モータと、前記工具ビットに直線運動を行わせるべく、当該工具ビットの長軸方向に直線運動する打撃子と、クランク室に収容されるとともに、前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換して前記打撃子を駆動するクランク部とを有し、
   前記動吸振器は、前記ウェイトを収容する本体部を有し、
   前記クランク部の駆動に伴う前記クランク室内の圧力変動が、前記動吸振器の本体部内に導かれ、これにより前記ウェイトが前記打撃子と対向状に駆動されることを特徴とする作業工具。
3. 請求項１または２に記載の作業工具であって、
   前記加工作業に伴う負荷が前記工具ビットに作用する負荷駆動時には、前記作動機構において生じた変動圧力による前記ウェイトの駆動が許容される一方、
   前記加工作業に伴う負荷が前記工具ビットに作用しない無負荷駆動時には、前記作動機構において生じた変動圧力による前記ウェイトの駆動が規制されることを特徴とする作業工具。
4. 請求項３に記載の作業工具であって、
   前記動吸振器は、前記本体部内において前記ウェイトを挟んで形成された第１および第２の作動室を有するとともに、
   少なくとも前記負荷駆動時においては、前記作動機構において生じた変動圧力が前記第１の作動室に導入されるとともに、前記第２の作動室が外部と連通可能に構成されていることを特徴とする作業工具。
5. 請求項１から４までのいずれかに記載の作業工具であって、
   前記作動機構は、前記工具ビットの長軸方向へと相対的に摺動動作するピストンおよびシリンダを有し、前記工具ビットは、当該ピストンおよびシリンダの相対動作による空気バネの作用を介して、当該工具ビットの長軸方向に直線運動するよう構成され、
   さらに前記ウェイトは、前記シリンダの周面部に沿って配設されつつ、前記工具ビットの長軸方向へと摺動可能に構成されていることを特徴とする作業工具。

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