JP2007001005A - ハンマードリル - Google Patents

Abstract

【課題】ハンマードリルの作動によって発生する振動を最小にする。
【解決手段】モーターを備えた本体２と、工具ビットを保持できる工具ホルダー６と、モーターによって駆動され、工具ビットの端部を繰り返し叩くための、ハンマー機構と、本体２の中にスライドすることができるように取り付けられ、２つの端部の間で前方及び後方にスライドすることができるカウンター質量２０、５０と、カウンター質量２０、５０を、第１と第２の位置の間に配置された第３の位置に付勢し、第３の位置で、カウンター質量がハンマーの重心９の上に配置されており、カウンター質量２０、５０の質量と付勢手段２２、２４、３２、３４、６２の強さが、カウンター質量２０、５０が前方及び後方にスライドするように動いて、ハンマー機構の作動によって発生した振動を減殺するような、付勢手段２２、２４、３２、３４、６２とを備えた、ハンマードリルを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンマードリルに関し、特にハンマードリルの振動ダンパーに関する。

典型的なハンマードリルは本体を備え、本体の前部にはたがねやドリルビットのような工具ビットが装着できる工具ホルダーが取り付けられている。本体の内部にはモーターがあり、モーターはウォッブル軸受（wobble bearing）又はクランクによってシリンダー内のピストンを往復駆動する。ピストンはラムを往復駆動し、ラムは打撃部材を繰り返し叩き、打撃部材は次に工具ビットのたがねの後部を周知のやり方で叩く。更に、あるタイプのハンマードリルでは、工具ホルダーは工具ビットを回転駆動することができる。

特許文献１は、ハンマードリルの典型的な構造の例を示している。

EP1157788

ハンマーリング動作を発生するピストン、ラム、及びストライカーの往復運動は、ハンマーを振動させる。従って、ピストン、ラム、及びストライカーの往復運動によって発生する振動の大きさを最小にすることが好ましい。

本発明によれば、モーターを備えた本体と、
工具ビットを保持できる工具ホルダーと、
モーターが駆動された場合にモーターによって駆動され、工具ビットが工具ホルダーに保持されている場合に工具ビットの端部を繰り返し叩くための、ハンマー機構と、
本体の中にスライドすることができるように取り付けられ、２つの端部の間で前方及び後方にスライドすることができるカウンター質量と、
このカウンター質量を、第１と第２の位置の間に配置された第３の位置に付勢し、第３の位置で、このカウンター質量がハンマーの重心の上に配置されており、カウンター質量の質量と付勢手段の強さが、カウンター質量が前方及び後方にスライドするように動いて、ハンマー機構の作動によって発生した振動を減殺するような、付勢手段とを備えた、
ハンマードリルが提供される。

以下に、本発明の４つの実施例を、添付図面を参照して説明する。

図１を参照すると、ハンマードリルは本体２を備え、本体にはハンマードリルを駆動するモーター（図示せず）が配置されている。本体２の後ろにはハンドル４が取り付けられており、ユーザーはこのハンドルでハンマーを支えることができる。本体２の前には工具ホルダー６が装着されており、工具ホルダー６にはドリルビット又はたがね（図示せず）を装着することができる。トリガースイッチ８は、作業者が押し下げることができ、ハンマーのモーターを作動させ、ハンマーの本体２の中に配置されたハンマー機構を往復駆動することができる。モーターの回転駆動からドリルビット又はたがねの往復駆動及び／又は回転駆動を発生するハンマー機構の設計はよく知られており、したがって、これ以上詳細には説明しない。

本発明の第１の実施例を、図２を参照して説明する。

図２には、制振機構の第１の実施例が示されている。本体ハウジング２の上部セクション１０（図１参照）は、金属鋳造で成形されている。図１に最も分かり易く示すように、上部セクション１０は中間セクション１２に取り付けられており、中間セクション１２は、次に下部セクション１４に取り付けられている。上部セクション１０は、（典型的設計の）ハンマー機構を内蔵し、上部セクション１０の後部セクション１６の内部に配置したクランク（図示せず）を含み、上部セクション１０の内部には、図示していないが、ピストン、ラム、及びストライカーが、シリンダーとともに配置されている。シリンダー内部の、ピストン、ラム、及びストライカーの往復運動は、ピストン、ラム、及びストライカーの移動方向にほぼ平行な方向にハンマーの振動を発生させる。それゆえ、ピストン、ラム、及びストライカーの往復運動によって発生する振動の大きさを最小にすることが好ましい。

上部セクション１０の上部には、上部セクション１０の上部に沿って長手方向に、２本のメタルロッド１８が固定されている。ロッド１８の後端部はサポート１３によって上部セクション１０に接続され、サポート１３は上部セクション１０にねじ止めされている。ロッド１８の先端部は、上部セクション１０の穴を通り、次に本体ハウジング２の前部セクション１５のフランジ１７を通り、上部セクション１０の前方端部に取り付けられている。ナット１９が、ロッド１８の端部に取り付けられ、ロッド１８を上部セクション１０と、前部セクション１５に固定する。ロッド１８はまた、前部セクション１５と上部セクション１０の間が強固に接続するのを補助する機能を発揮する。

２本のロッドにはメタルウェイト２０が取り付けられ、メタルウェイト２０は、２本のロッド１８に沿って、矢印Ｅの方向に後方にも前方にも自由にスライドすることができる。２本のロッド１８には、メタルウェイト２０と上部セクション１０に取り付けられているロッド１８の両端部との間に、４つのスプリング２２が取り付けられている。ハンマーの本体２が振動すると、メタルウェイト２０が２本のロッド１８に沿って後方および前方にスライドし、メタルウェイト２０が後方および前方に動くと、それぞれのスプリング２２を圧縮する。メタルウェイト２０の質量及びスプリング２２の強さは、メタルウェイト２０が、ハンマーの本体の動きと異なった位相で後方および前方にスライドし、ピストン、ラム、及びストライカーの往復運動によって発生する振動を減殺するように決められている。こうして、メタルウェイト２０とスプリング２２の強さに対して適切な重量を使用することにより、工具の全体振動が低減できる。

制振機構は、上部セクション１０の上側に取り付けられた外側蓋１１（図１参照）の中に収納されている。

モーターは、スピンドルが垂直で、普通、中間セクション１２の中に配置されるように取り付けられている。シリンダー、ピストン、ラム、及びストライカーの下側に配置されたモーターがハンマーの重量の大きな比率を占めるので、重心９は、シリンダー、ピストン、ラム、及びストライカーの長手方向軸よりも下側にある。

振動の力は、ハンマーに、ピストン、ラム、及びストライカーの移動軸７と同軸方向に働く。ロッド１８に沿ったメタルウェイト２０の動きは、ピストン、ラム、及びストライカーの移動軸７と平行方向のハンマーの振動を減殺する。

ハンマーの重心９はピストン、ラムおよびストライカーの移動軸７より下なので、振動によって発生した重心９の周りのねじりモーメント（矢印Ｆ）も存在する。スライドするメタルウェイト２０は重心９の上に配置されているので、メタルウェイトのスライド運動は、振動によって発生した重心９の周りのねじりモーメント（矢印Ｆ）をも減殺する。

図３は制振機構の第２の実施例を示す。

この実施例は、第１の実施例と同じような態様で作動する。第２の実施例に第１の実施例に存在するのと同一の特徴が存在する場合には、同一の符号が使用されている。

第１の実施例と第２の実施例の違いは、メタルウェイト２０が上部セクション１０に１枚のリーフスプリング２４を使用して装着されていることであり、１枚のリーフスプリング２４はメタルウェイトと上部セクション１０を接続し、メタルウェイト２０を上部セクション１０の上に支持する。メタルウェイト２０は、第１の実施例と同じように、矢印Ｅの方向に、後方と前方にスライドする。しかし、メタルウェイト２０の前部２６に取り付けられ、次にメタルウェイト２０の周りからメタルウェイト２０の後部２８までを包み、その中心３０が上部セクション１０に取り付けられた、リーフスプリング２４の形状により、リーフスプリング２４が、前方及び後方に弾性を発揮する一方、メタルウェイト２０が横方向に揺れることを防止するので、メタルロッドが不要となる。この構成はかなり設計を簡単にし、コストを低減する。更に、リーフスプリング２４の使用は、メタルウェイト２０が垂直軸の周りにいくらかねじり運動をするようにさせることができる。

本発明の第３の実施例が、図４、５、６、及び７に示されている。

この実施例は、第２の実施例と同じような態様で作動する。第３の実施例に第２の実施例に存在するのと同一の特徴が存在する場合には、同一の符号が使用されている。

これらの図を参照すると、第２の実施例の１枚のリーフスプリングが２枚のリーフスプリング３２、３４に置き換えられている。メタルウェイト２０の前部３６に接続する第１のリーフスプリング３２はまた、メタルウェイト２０の前方の上部セクション１０に接続している。第２のリーフスプリング３４は、メタルウェイト２０の後部３８に接続し、次に上部セクションに、メタルウェイト２０の後ろ側で接続する。メタルウェイト２０は、他の２つの実施例のように後方と前方に振動することができるが、リーフスプリング３２、３４の剛性によって横方向の動きは妨げられている。

リーフスプリング３２、３４の性能を向上させるために、２つのリーフスプリング３２、３４の各々は、図５に最もよく示すように、シートメタルの２つの層４０，４２から構成されている。金属の２枚のシート４０，４２は図示のように互いの上に配置されている。この構成は、この用途に使用された場合には、ダンパー性能を向上させる。この構成はまた、メタルウェイトをよりしっかりと支持し、ダンパー性能を向上させる。

図８から図１９までは、制振機構の第４の実施例を示す。

この実施例は、第１の実施例と同じような態様で作動する。第４の実施例に第１の実施例に存在するのと同一の特徴が存在する場合には、同一の符号が使用されている。

メタルウェイト５０は２本のロッド５２の上にスライドするように取り付けられており、２本のロッドの端部はメタルリング５４で終了している。メタルリング５４は、ロッド５２をハウジング２の上部セクション１０にねじ５６を使って取り付けるために使用され、ねじ５６は、リング５４を通り、上部セクション１０にねじ込まれる。クロスバー５８が、図示の構造を与えるように、図示のリング５４の各一対の間に取り付けられている。

メタルウェイト５０の両側はそれぞれロッド５２のうちの１つに沿ってスライドできる支持取り付け部６０を備える。スプリング６２が、リング５４及び支持取り付け部６０の片側に隣接した各ロッド５２の両端部の間に配置されている。４つのスプリングはメタルウェイト５０をロッド５２の中央にスライドさせる。スプリングは、圧縮されている。リングに隣接するスプリングの端部は、ロッドの端部に接続されている。支持取り付け部に当接する他の端部は、支持取り付け部には接続されず、スプリングの圧縮によって加えられる力により、単に支持取り付け部に対して付勢されている。

ハンマーが振動すると、メタルウェイトはハンマーの振動の動きの位相と異なった位相でロッドに沿って後方及び前方にスライドでき、振動の影響を減殺する。

支持取り付け部６０は、図１８に最もよく示すように、縦型のＣ字形のスロット６４に面する側溝を備える態様で設計されている。この構成は、組立を容易にする。この構成はまた、メタルウェイト５０がロッド５２に沿ってスライドするときに図の矢印Ａの方向にねじれるようにする。この構成は、メタルウェイト５０が垂直軸７４の周りでねじれることができるようにし、スピンドルの長手方向の軸６６に平行でない方向での振動を減殺する。

支持取り付け部６０はまた、図１９に最もよく示すように、側方の水平スロット６８を備えるように設計されている。水平スロット６８の２つの側部７０は、図示のように凸状をしている。２つの側部７０もまた、組立を容易にする。２つの側部７０はまた、メタルウェイト５０がロッド５２の上に取り付けられている一方、図１９の矢印Ｂ方向にねじれることができるようにする。この構成は、メタルウェイトが、ロッド５２の長手方向の軸とおおむね垂直な、水平軸７２に関して、ねじれることができるようにする。この構成はまた、メタルウェイト５０が、スピンドルの長手方向の軸６６に平行でない方向の振動を減殺するようにさせる。

図１３Ａは、ロッド５２の長さに沿って約６６％右方向にスライドした場合のメタルウェイト５０を示す。左側のスプリング６２は伸びることができるようにされているので長さが長くなっている。右側のスプリング６２はメタルウェイト５０の動きによって圧縮されているため、長さが短い。しかし、この位置で、スプリング６２の端は、スプリング６２が圧縮されているので、スプリング６２の力により、支持取り付け部６０の側部に対して当接している。しかし、もしメタルウェイト５０がロッド５２の長さに沿って右方向にもっとスライドしたら、スプリング６２の長さが、メタルウェイト５０が移動できるロッド５２の長さより短いために、左側のスプリング６２が支持取り付け部６０の側部と係合しなくなる。これは、右側のスプリング６２のみが支持取り付け部６０と接触する結果となる。そこで、メタルウェイト５０は図１３Ａに示すように、右側のスプリング６２が完全に圧縮するまで右にスライドし、１本のロッド５２当り１つのスプリング６２のみがメタルウェイト５０にダンパー力を与える。これは、振動ダンパーのスプリング特性を変える。これは、ハンマーの振動が最大で、メタルウェイト５０がロッド５２の長さに沿ってロッド５２の中心から最大距離動いた場合に、メタルウェイト５０が振動を減殺するための最大位置にある場合にスプリング特性が変わるように、スプリングダンパーを設計することを可能とする。

ハンマードリルの斜視図。 本発明の制振機構の第１の実施例。 本発明の制振機構の第２の実施例。 本発明の制振機構の第３の実施例の側面の図。 第３の実施例のリーフスプリングの拡大図。 第３の実施例の下向きの斜視図。 第３の実施例の第２の下向きの斜視図。 制振機構の第４の実施例の斜視図。 第４の実施例の制振機構の側面図。 振動カウンター質量機構の側面図で、スプリングが外されて、メタルウェイトが水平軸に関してねじれている図。 制振機構の平面図で、スプリングが外されて、メタルウェイトが片側（右側）にスライドした図。 制振機構の平面図で、スプリングが外されて、メタルウェイトが垂直軸に関してねじれている図。 制振機構の半分で、メタルウェイトが片側（右側）にスライドした図。 制振機構の図１３Ａの矢視Ｃ方向の垂直断面図。 制振機構の半分で、メタルウェイトが図１３Ａよりもっと片側（右側）にスライドした図。 制振機構の図１４Ａの矢視Ｄ方向の垂直断面図。 ハンマーの上部セクションに取り付けられた制振機構の平面図。 ハンマーの上部セクションに取り付けられた制振機構の斜視図。 ハンマーの上部セクションに取り付けられた制振機構の斜視図で、制振機構を覆う外側ケーシングの一部を示した図。 メタルウェイトの前面の略図。 メタルウェイトの側面の略図。

符号の説明

２ 本体
４ ハンドル
６ 工具ホルダー
７ 中心軸
８ トリガースイッチ
９ 重心
１０ 上部セクション
１１ 外側蓋
１２ 中間セクション
１３ サポート
１４ 下部セクション
１５ 前部セクション
１６ 後部セクション
１７ フランジ
１８ メタルロッド
１９ ナット
２０ メタルウェイト
２２ スプリング
２４ リーフスプリング
２６ メタルウェイト２０の前部
２８ メタルウェイト２０の後部
３０ 上部セクション１０に取り付けられたリーフスプリングの中心
３２ 第１のリーフスプリング
３４ 第２のリーフスプリング
３６ メタルウェイト２０の前部
３８ メタルウェイト２０の後部
４０ シートメタルの層
４２ シートメタルの層
５０ メタルウェイト
５２ ２本のロッド
５４ メタルリング
５６ ねじ
５８ クロスバー
６０ 支持取り付け部
６２ スプリング
６４ Ｃ字形スロット
６６ 長手方向軸
６８ 水平スロット
７０ ２つの側部
７２ 水平軸
７４ 垂直軸

Claims (24)

1. モーターを備えた本体（２）と、
   工具ビットを保持できる工具ホルダー（６）と、
   モーターが駆動された場合にモーターによって駆動され、工具ビットが工具ホルダー（６）に保持されている場合に工具ビットの端部を繰り返し叩くための、ハンマー機構と、
   本体（２）の中にスライドすることができるように取り付けられ、２つの端部の間で前方及び後方にスライドすることができるカウンター質量（２０、５０）と、
   前記カウンター質量（２０、５０）を、第１と第２の位置の間に配置された第３の位置に付勢し、第３の位置で、前記カウンター質量がハンマーの重心（９）の上に配置されており、カウンター質量（２０、５０）の質量と付勢手段（２２、２４、３２、３４、６２）の強さが、カウンター質量（２０、５０）が前方及び後方にスライドするように動いて、ハンマー機構の作動によって発生した振動を減殺するような、付勢手段（２２、２４、３２、３４、６２）とを備えた、ハンマードリル。
2. 前記ハンマー機構が移動軸（７）を有するピストンとラムを備え、前記カウンター質量（２０、５０）が移動軸（７）の上に配置されている、請求項１に記載のハンマードリル。
3. 前記ハンマー機構において前記移動軸（７）がハンマーの重心（９）の上に配置されている、請求項２に記載のハンマードリル。
4. 前記カウンター質量（２０、５０）の質量と付勢手段（２２、２４、３２、３４、６２）の強さが、カウンター質量（２０、５０）の後方及び前方のスライドする動きが更に前記ハンマー機構の作動により発生した振動によって発生した重心（９）の周りのねじり運動（矢印Ｆ）を減殺するようにされている、請求項３に記載のハンマードリル。
5. カウンター質量（５０）が更に、ほぼ垂直な軸（７４）の周りでねじれることができるように取り付けられている、前記請求項１から４のいずれか１項に記載のハンマードリル。
6. カウンター質量（５０）が更に、ほぼ水平な軸（７２）の周りでねじれることができるように取り付けられている、前記請求項１から５のいずれか１項に記載のハンマードリル。
7. 前記ほぼ水平な軸（７２）が、カウンター質量（５０）の移動方向に対して垂直である、請求項６に記載のハンマードリル。
8. 前記質量（２０、５０）が、少なくとも１本のロッド（１８、５２）の上にスライドできるように支持され、ロッド（１８、５２）の長さ部分に沿ってスライドすることができる、前記請求項１から７のいずれか１項に記載のハンマードリル。
9. 前記少なくとも１本のロッド（１８、５２）が前方及び後方に延設されている、請求項８に記載のハンマードリル。
10. 前記付勢手段（２２、６２）が少なくとも１つのスプリングを備える、請求項８又は９のいずれか１項に記載のハンマードリル。
11. 前記の又は全てのスプリング（２２、６２）が、前記少なくとも１本のロッド（１８、５２）を取り囲むコイルスプリングである、請求項１０に記載のハンマードリル。
12. 前記の又は全てのスプリング（２２、６２）の第１の端部が、前記少なくとも１本のロッド（１８、５２）の端部に接続されている、請求項１１に記載のハンマードリル。
13. 前記少なくとも１つのスプリング（２２、６２）の第２の端部が、カウンター質量（２０、５０）が第３の位置にある場合に、前記カウンター質量に対して当接している、請求項１２に記載のハンマードリル。
14. カウンター質量（５０）が前記少なくとも１本のロッド（５２）の第１の位置と第２の位置の間の中央領域を超えてスライドした場合に、カウンター質量（５０）が第３の位置にある場合にはカウンター質量（５０）に当接している前記の又は全てのスプリング（６２）が、カウンター質量（５０）が中央領域を離れ、第１又は第２の位置へ接近した場合に、カウンター質量（５０）に接触したままであるがカウンター質量（５０）と係合しなくなる、請求項１３に記載のハンマードリル。
15. 前記少なくとも１本のロッド（１８、５２）に取り付けられた少なくとも２つのコイルスプリング（２２、６２）を備え、少なくとも１つのスプリング（２２、６２）がロッド（１８、５２）の第１の端部とカウンター質量（２０、５０）との間に配置され、少なくとも１つの第２のスプリング（２２、６２）がロッド（１８、５２）の第２の端部とカウンター質量（２０、５０）との間に配置されている、前記請求項１１から１４のいずれか１項に記載のハンマードリル。
16. 前記カウンター質量（５０）が前記少なくとも１本のロッド（５２）の前記第１の位置と第２の位置の間の中央領域を超えてスライドし、両方のスプリング（６２）がカウンター質量（５０）に接触したままである場合に、
    カウンター質量（５０）が中央領域を離れ、前記第１の位置へ接近した場合に、スプリング（６２）のうちの１つがカウンター質量（５０）と係合しなくなり、第２のスプリング（６２）は接触したままであり、
    カウンター質量（５０）が中央領域を離れ、前記第２の位置へ接近した場合に、第２のスプリング（６２）がカウンター質量（５０）と係合しなくなり、もう一方のスプリング（６２）は接触したままである、請求項１５に記載のハンマードリル。
17. 互いに平行に取り付けられた２本のロッド（１８、５２）を有する、前記請求項８から１６のいずれか１項に記載のハンマードリル。
18. 各ロッド（１８、５２）が１対のスプリングを備えた、請求項１７に記載のハンマードリル。
19. 前記カウンター質量（５０）が少なくとも１つの側方の水平スロット（６８）を備え、前記少なくとも１つの側方の水平スロット（６８）が前記少なくとも１つのロッド（５２）と係合し、前記カウンター質量（５０）が水平軸（７２）に関してねじれることができるようにする、前記請求項８から１８のいずれか１項に記載のハンマードリル。
20. 前記カウンター質量（５０）が少なくとも１つの縦型のＣ字形のスロット（６４）を備え、前記少なくとも１つの縦型のＣ字形のスロット（６４）は前記少なくとも１つのロッド（５２）と係合し、前記カウンター質量（５０）が垂直軸（７４）に関してねじれることができるようにする、前記請求項８から１９のいずれか１項に記載のハンマードリル。
21. 前記カウンター質量（２０）が弾性手段（２４、３２、３４）で支持された、前記請求項１から７のいずれか１項に記載のハンマードリル。
22. 前記弾性手段（２４、３２、３４）が少なくとも１つのリーフスプリングである、請求項２１に記載のハンマードリル。
23. 前記弾性手段（２４）が単一のリーフスプリングを備える、請求項２１又は２２のいずれか１項に記載のハンマードリル。
24. 前記リーフスプリング（３２、３４）の長さの少なくとも一部が、長さの全長、一部、又はいくつかの部分に沿って互いに接続された、又は互いに当接した、弾性変形可能な材料の少なくとも２つの層（４０、４２）で構成された、前記請求項２１から２３のいずれか１項に記載のハンマードリル。

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