JP2022049035A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数の増加を抑制し、かつ、組み立て作業性の向上を図ることの可能な作業機を提供する。【解決手段】電動モータと、電動モータによって中心線A1に沿った方向に作動されるピストン44、打撃子45と、電動モータ、ピストン44、打撃子45を支持するハウジング13と、ハウジング13に設けられて中心線A1に沿った方向におけるハウジング13の振動を抑制する振動低減機構54とを有し、振動低減機構54は、弾性部及び質量部57を有するハンマドリル10であって、弾性部は、ハウジング13によってそれぞれ支持された第1構成部55及び第2構成部56を有し、質量部57は、中心線A1に沿った方向の単位区間あたりの質量が、第1構成部55及び第2構成部56のそれぞれの単位区間あたりの質量よりも大きく、かつ、第1構成部55と第2構成部56との間に設けられ、第1構成部55と第2構成部56とが一体部品である。【選択図】図2
Description
本発明は、所定方向に作動する作動部材と、作動部材を支持するハウジングと、ハウジングの振動を抑制する振動低減機構と、を有する作業機に関する。
所定方向に作動する作動部材と、作動部材を支持するハウジングと、ハウジングの振動を抑制する振動低減機構と、を有する作業機の一例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された打撃作業機は、ハウジング、電動モータ、クランクシャフト、シリンダ、圧力室、コンロッド、作動部材としてのピストン、打撃子及び中間子、振動低減機構としての動吸振器を有する。電動モータはクランクシャフトに連結され、クランクシャフトはコンロッドに連結され、コンロッドはピストンに連結されている。シリンダは、ハウジングによって支持されており、ピストン及び打撃子は、シリンダ内に作動可能に設けられている。圧力室は、シリンダ内におけるピストンと打撃子との間に設けられている。また、ハウジングによって先端工具が支持されている。
特許文献1に記載された打撃作業機は、電動モータの回転力が、クランクシャフトを経由してコンロッドに伝達されると、ピストンがシリンダ内で往復作動される。ピストンの作動によって圧力室の圧力が上昇すると、打撃子が打撃され、打撃子が受けた打撃力は、中間子を経由して先端工具に伝達される。
振動低減機構は、ハウジングが所定方向、例えば、シリンダの中心線方向に沿って振動することを抑制するものである。振動低減機構は、弾性部としての2個のコイルスプリングと、質量部と、を有する。2個のコイルスプリングは、シリンダの外側を囲むように、かつ、シリンダの中心線方向に間隔をおいて設けられている。質量部は、2個のコイルスプリングの間に設けられている。2個のコイルスプリングは、中心線方向の圧縮力を受けた状態でハウジング内に設けられ、質量部は、2個のコイルスプリングによって挟まれている。振動低減機構は、ハウジングの振動方向とは逆向きに質量部が移動することにより、ハウジングの振動を抑制する。
本願発明者は、弾性部が2個のコイルスプリングを別体で設けて構成されているため、振動低減機構の部品点数が増加し、かつ、作業機の組み立て作業性が低下する、という課題を認識した。
本発明の目的は、部品点数の増加を抑制し、かつ、組み立て作業性の向上を図ることの可能な作業機を提供することである。
一実施形態の作業機は、駆動源と、前記駆動源の動力によって所定方向に作動される作動部と、前記駆動源及び前記作動部を支持するハウジングと、前記ハウジングに設けられて前記所定方向における前記ハウジングの振動を抑制する振動低減機構と、を有し、前記振動低減機構は、前記所定方向に伸縮される弾性部と、前記弾性部により支持された質量部と、を有する作業機であって、前記弾性部は、前記ハウジングによってそれぞれ支持され、かつ、前記所定方向で互いに異なる範囲に位置する第1構成部及び第2構成部を有し、前記質量部は、前記所定方向の単位区間あたりの質量が前記第1構成部及び前記第2構成部のそれぞれの前記単位区間あたりの質量よりも大きく、かつ、前記所定方向で前記第1構成部と前記第2構成部との間に設けられ、前記第1構成部と前記第2構成部とが一体部品である。
一実施形態の作業機は、部品点数の増加を抑制でき、かつ、組み立て作業性の向上を図ることができる。
以下、作業機の一実施形態であるハンマドリルについて、図面を用いて詳細に説明する。各図に示された構成のうち、同じ構成は同じ符号を付してある。
図1に示すハンマドリル10は、先端工具11を対象物12に押し付けて先端工具11に打撃力を付加し、対象物12に処理を施すものである。対象物12は、コンクリート、レンガ、石材、アスファルトの何れでもよい。また、対象物12に施す処理は、対象物12を破砕すること、対象物12の表面を削ること、対象物12を切断すること、対象物12に溝を形成すること、を含む。そして、先端工具11は、対象物12の材質、及び施す処理に適した形状を有するものが使用される。本実施形態においては、対象物12としてのコンクリートを先端工具11により破砕する例を説明する。このため、先端工具11は、便宜上、楔形状で示されている。
ハンマドリル10は、ハウジング13、ハンドル18、電動モータ17及びシリンダ35を有する。ハウジング13は、モータケース14と、打撃ケース15、及びギヤケース16を有する。モータケース14と打撃ケース15とギヤケース16とは、ねじ部材で互いに固定されている。ハンドル18は、モータケース14及びギヤケース16に接続されている。ハンドル18は、作業者がハンマドリル10を使用するときに手で掴む部位であり、ハンドル18には電源ケーブル19が取り付けられている。電源ケーブル19は、電源、例えば、交流電源または直流電源に接続される。ハウジング13内にコントローラ20が設けられており、コントローラ20は、リード線により電源ケーブル19に接続され、かつ、リード線により電動モータ17に接続されている。さらに、ハンドル18にトリガ21及びトリガスイッチ22が設けられており、トリガスイッチ22は、リード線によりコントローラ20に接続されている。
電動モータ17は、例えば、ブラシレスモータであり、電動モータ17は、モータケース14内に配置されている。つまり、電動モータ17は、モータケース14によって支持されている。電動モータ17は、ステータ23およびロータ24を有し、ロータ24と共に回転する回転軸25が設けられている。回転軸25は軸受26により、回転中心線A3を中心として回転可能に支持されている。作業者がハンドル18を掴んでトリガ21を操作し、トリガスイッチ22がオンすると、電源の電力が電動モータ17に供給され、電動モータ17の回転軸25が回転される。トリガスイッチ22がオフされると、電動モータ17の回転軸25が停止する。
回転軸25の外周にギヤ27が設けられている。ハウジング13内にクランクシャフト28及びコネクティングロッド29が設けられている。クランクシャフト28は軸受30により、回転中心線A4を中心として回転可能に支持されている。回転中心線A3と回転中心線A4とは平行である。また、クランクシャフト28に固定されたギヤ31が設けられ、ギヤ31はギヤ27に噛み合っている。ギヤ27,31が減速機構の役割を果たす。さらに、クランクシャフト28の端部には、クランクシャフト28と同軸に円板部32が設けられており、円板部32の中心から偏心した位置にピン33が設けられている。
打撃ケース15は筒形状であり、打撃ケース15の長手方向の第1端部は、ギヤケース16に固定されている。図2のように、打撃ケース15内に筒形状のシリンダケース34が設けられている。シリンダケース34は、筒形状であり、シリンダケース34は、打撃ケース15によって径方向に移動しないように支持され、かつ、中心線A1に沿った方向に移動しないように支持されている。中心線A1は、シリンダケース34の中心に位置する仮想線である。
シリンダケース34内にシリンダ35が設けられている。シリンダケース34及びシリンダ35は、中心線A1を中心として同心状に配置されている。図1では、中心線A1と、回転中心線A3,A4とが所定の角度、例えば、90度で交差するように配置されている。シリンダケース34の内部から外部に亘ってリテーナスリーブ36が配置されている。リテーナスリーブ36は筒形状であり、リテーナスリーブ36はシリンダ35と同心状に配置されている。シリンダケース34、シリンダ35及びリテーナスリーブ36は、打撃ケース15に対して中心線A1に沿った方向に移動しないように固定されている。リテーナスリーブ36は、筒形状であり、リテーナスリーブ36は、傾斜面39を有する。先端工具11の一部は、リテーナスリーブ36内に差し込まれる。リテーナスリーブ36は、先端工具11を支持する支持部材である。
中間子42が、リテーナスリーブ36の内外に亘って設けられている。つまり、中間子42は、リレーナスリーブ63を介してハウジング13によって間接に支持されている。中間子42は中心線A1に沿った方向に移動可能であり、かつ、金属製である。中間子42は先端工具11に接触及び離間が可能である。中間子42は軸部材であり、中間子42の外径を部分的に他の部位よりも大きくした大径部43が設けられている。大径部43が傾斜面39に接触すると、中間子42は先端工具11に近づく向きで中心線A1方向に移動しない。
シリンダ35の内部にピストン44が設けられ、つまり、収容されている。ピストン44は、シリンダ35の内部で中心線A1に沿った方向に往復作動が可能である。ピストン44の外周にシール部材としてのOリング65が取り付けられている。Oリング65はゴム製であり、Oリング65がシリンダ35の内周面に接触してシール面を形成する。ピストン44は、図1のように、コネクティングロッド29によりピン33と連結されている。このように、電動モータ17の回転軸25は、クランクシャフト28、ピン33及びコネクティングロッド29によりピストン44に連結されている。
シリンダ35の内部において、中心線A1に沿った方向でピストン44と中間子42との間に打撃子45が配置されている。打撃子45は金属製であり、打撃子45は中心線A1方向に作動可能である。打撃子45の外周にシール部材としてのOリング46が取り付けられており、Oリング46がシリンダ35の内周面に接触してシール面を形成する。
シリンダ35の内部において、打撃子45とピストン44との間に圧力室B1が形成される。ピストン44が動作して圧力室B1の圧力が上昇して打撃子45を駆動し、その打撃力は中間子42を経由して先端工具11に伝達される。シリンダ35を径方向に貫通する第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48が設けられている。第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48は、共にシリンダ35の内部につながる。また、シリンダ35とシリンダケース34との間に空間C1が形成され、第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48は、空間C1につながる。
第1呼吸孔47は、中心線A1に沿った方向でリテーナスリーブ36と第2呼吸孔48との間に位置する。第1呼吸孔47は、シリンダ35の円周方向に間隔をおいて複数配置されている。第1呼吸孔47の数は、単数または複数の何れでもよい。第1呼吸孔47の数は第2呼吸孔48の数よりも多い。第2呼吸孔48を複数設ける場合、第2呼吸孔48は、シリンダ35の円周方向に間隔をおいて配置される。
シリンダケース34の内部において、シリンダ35とリテーナスリーブ36との間に、ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51が設けられている。ダンパ50はゴム製であり、ダンパホルダ49及びワッシャ51は金属製である。ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51は共に環状であり、中間子42の一部は、ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51内に配置されている。ダンパ50は、中心線A1方向でダンパホルダ49とワッシャ51との間に配置されている。中間子42の大径部43は、中心線A1に沿った方向でワッシャ51と傾斜面39との間に配置されている。
シリンダケース34はストッパリング52を支持し、ギヤケース16は、ストッパリング53を介してシリンダケース34及びシリンダ35を支持している。シリンダ35は、中心線A1方向でストッパリング53とダンパホルダ49との間に配置されている。ストッパリング52,53は、中心線A1に沿った方向でシリンダ35、リテーナスリーブ36、ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51の位置を決定する。
次に、ハンマドリル10の使用例を説明する。ここでは、重力の作用方向で、中間子42が先端工具11よりも上に位置する状態で、ハンマドリル10を使用する例を説明する。作業者がハンドル18を掴んでハンマドリル10を持ち、図1のように先端工具11を対象物12に押し付けると、押し付け力に対する反力は中間子42に伝達され、大径部43がワッシャ51に押し付けられて先端工具11及び中間子42が停止する。
また、先端工具11を対象物12に押し付けた状態で、Oリング46がシリンダ35の内周面に接触する位置は、図2のように、中心線A1に沿った方向で第1呼吸孔47とピストン44との間にある。このため、Oリング46は圧力室B1と第1呼吸孔47とを遮断する。さらに、Oリング65がシリンダ35の内周面に接触する位置は、ピストン44の位置に関わりなく、中心線A1方向で第2呼吸孔48とクランクシャフト28との間にある。
作業者がトリガ21を操作してトリガスイッチ22がオンされると、コントローラ20は、電動モータ17に電力を供給し、回転軸25が回転する。回転軸25の回転力でクランクシャフト28が回転されると、ピストン44は、シリンダ35内で往復作動する。ピストン44がリテーナスリーブ36から離れる向きで作動すると、圧力室B1内の圧力が空間C1の圧力よりも低くなり、空間C1の空気は第2呼吸孔48を通り圧力室B1に吸い込まれる。また、ピストン44がリテーナスリーブ36から離れた時期よりも遅れて、打撃子45はリテーナスリーブ36から離れる。
ピストン44は、リテーナスリーブ36から最も離れた位置、つまり上死点に到達した後、ピストン44はリテーナスリーブ36に近づく向きで動作する。圧力室B1の圧力は、ピストン44がリテーナスリーブ36に近づく向きで動作する行程で急激に上昇する。なお、ピストン44がリテーナスリーブ36に近づく向きで動作する行程で、圧力室B1の空気の一部は、第2呼吸孔48を通り空間C1に排出される。
打撃子45は、圧力室B1の圧力の急激な上昇により、リテーナスリーブ36に近づく向きで駆動されて中間子42を打撃する。中間子42が受けた打撃力は、先端工具11に伝達され、先端工具11は対象物12を破砕する。ピストン44がリテーナスリーブ36に最も近づいた位置、つまり、下死点に到達した後、ピストン44はリテーナスリーブ36から離れる向きで作動する。以後、ハンマドリル10は、電動モータ17の回転軸25が回転している間、ピストン44が中心線A1に沿った方向に往復作動し、打撃子45の打撃力を先端工具11に伝達する動作を繰り返す。
作業者が先端工具11を対象物12から離すと、中間子42は自重で中心線A1に沿った方向に移動し、大径部43が傾斜面39に接触して中間子42が停止する。また、打撃子45は、圧力室B1の圧力で中間子42に接触して停止する。打撃子45が停止すると、Oリング46は中心線A1方向で第1呼吸孔47とリテーナスリーブ36との間でシリンダ35の内周面に接触し、圧力室B1は、第1呼吸孔47に接続される。
このため、電動モータ17の回転軸25が回転され、ピストン44がシリンダ35内で往復作動しても、圧力室B1の空気は第1呼吸孔47から空間C1に排出される。このため、圧力室B1の圧力が急激に上昇することはない。したがって、先端工具11が対象物12から離れている状態で、打撃子45が先端工具11を打撃すること、つまり、空打ちを防止できる。
ところで、先端工具11が対象物12に押し付けられている状態で、打撃子45の打撃力を先端工具11に伝達すると、その反力は、中間子42、ワッシャ51、ダンパ50、ダンパホルダ49、シリンダ35及びストッパリング53を経由してハウジング13に伝達される。また、ピストン44がシリンダ35内で往復作動すると、ピストン44の往復作動による慣性力は、コネクティングロッド29、ピン33、クランクシャフト28及び軸受30を経由してハウジング13に伝達される。このため、ハウジング13は、中心線A1に沿った方向に振動する。
ハンマドリル10は、振動低減機構54を有する。振動低減機構54は、ハウジング13の振動を抑制する動吸振器である。振動低減機構54のいくつかの実施例を説明する。
(振動低減機構の第1実施例)
振動低減機構54は、空間C1に配置したコイルスプリング38を有する。コイルスプリング38は、図3(A)のように、単一部材である鋼材製の線材58を、螺旋状に巻いて構成された圧縮コイルスプリングである。シリンダケース34、シリンダ35及びコイルスプリング38は、図3(B)のように、中心線A1を中心として同心状に設けられている。コイルスプリング38は、シリンダ35の径方向でシリンダ35の外に設けられている。コイルスプリング38は、シリンダ35を囲むように螺旋状に設けられている。コイルスプリング38は、図3(A)のように、弾性部67及び質量部57を備えた一体部品である。弾性部67は、第1構成部55及び第2構成部56を有する。
振動低減機構54は、空間C1に配置したコイルスプリング38を有する。コイルスプリング38は、図3(A)のように、単一部材である鋼材製の線材58を、螺旋状に巻いて構成された圧縮コイルスプリングである。シリンダケース34、シリンダ35及びコイルスプリング38は、図3(B)のように、中心線A1を中心として同心状に設けられている。コイルスプリング38は、シリンダ35の径方向でシリンダ35の外に設けられている。コイルスプリング38は、シリンダ35を囲むように螺旋状に設けられている。コイルスプリング38は、図3(A)のように、弾性部67及び質量部57を備えた一体部品である。弾性部67は、第1構成部55及び第2構成部56を有する。
第1構成部55、第2構成部56及び質量部57は、中心線A1に沿った方向で異なる範囲に位置している。質量部57は、中心線A1に沿った方向で第1構成部55と第2構成部56との間に設けられ、かつ、質量部57は、第1構成部55及び第2構成部56につながっている。つまり、単一の線材58によって、第1構成部55、第2構成部56及び質量部57が構成されている。コイルスプリング38の外径φ1は、第1構成部55、第2構成部56及び質量部57の全範囲に亘って同一である。コイルスプリング38の外径φ1は、シリンダケース34の内径φ3より小さい。コイルスプリング38の内径φ2は、第1構成部55、第2構成部56及び質量部57の全範囲に亘って同一である。コイルスプリング38の内径φ2は、シリンダ35の外径φ4より大きい。
第1構成部55のうち、質量部57とは反対の端部は、弾性復元力でスナップリング61に押し付けられている。第2構成部56のうち、質量部57とは反対の端部は、プレート62に押し付けられている。つまり、第1構成部55及び第2構成部56は、スナップリング61とプレート62との間に設けられた状態で、中心線A1に沿った方向の圧縮力を受けている。プレート62とダンパホルダ49との間にリング63が配置されている。リング63は、シリンダ35をシリンダケース34に対して、シリンダ35の径方向に位置決めし、かつ、プレート62を中心線A1に沿った方向に位置決めしている。つまり、ピストン45及び打撃子45は、シリンダ35、ストッパリング53、リング63を介して、ハウジング13によって間接的に支持されている。
コイルスプリング38がスナップリング61とプレート62との間に設けられ、かつ、質量部57が静止している初期状態において、線材58のうち、質量部57におけるピッチP1は、線材58のうち、第1構成部55及び第2構成部56のそれぞれにおけるピッチP2より小さい。ピッチP1,P2は、共に中心線A1に沿った方向の値である。そして、第1構成部55及び第2構成部56は、コイルスプリング38が、スナップリング61とプレート62との間に設けられている状態で、中心線A1に沿った方向にそれぞれ伸縮可能である。
これに対して、線材58のうち、質量部57に相当する部位は、線材58が密着しており、質量部57は、中心線A1に沿った方向に圧縮不可能である。さらに、第1構成部55及び第2構成部56のそれぞれの質量は、質量部57の質量より軽い。ここで、質量は、中心線A1に沿った方向の単位区間、例えば、所定長あたりの質量を意味する。なお、コイルスプリング38をスナップリング61及びプレート62から取外し、コイルスプリング38単体のみとした場合においても、P1とP2の大小関係や、第1構成部55及び第2構成部56と質量部57との質量の大小関係は、初期状態と同じである。
なお、コイルスプリング38が、スナップリング61とプレート62との間に設けられている状態で、質量部57に相当する部位の線材58が互いに密着する構造は、第1の構造及または第2の構造の何れでもよい。第1の構造は、コイルスプリング38が、スナップリング61とプレート62との間に設けられていない状態で、質量部57に相当する部位の線材58が互いに密着しているものである。第2の構造は、コイルスプリング38が、スナップリング61とプレート62との間に設けられていない状態で、質量部57に相当する部位の線材58が互いに離間されており、コイルスプリング38が、スナップリング61とプレート62との間に設けられると、質量部57に相当する部位の線材58が互いに密着するものである。
振動低減機構54の作用を説明する。ハウジング13が中心線A1に沿った方向に振動していない場合、質量部57は停止している。ハンマドリル10で打撃作業が行われて、ハウジング13が中心線A1に沿った方向に振動すると、質量部57はハウジング13が移動する向きとは逆の位相で移動することで、ハウジング13の振動が抑制される。
例えば、ハウジング13が対象物12から離れる向きに移動すると、第1構成部55が伸び、かつ、第2構成部56が収縮し、かつ、質量部57は、リテーナスリーブ36に近づく向きで移動する。これに対して、ハンマドリル10による打撃作業中、ハウジング13が対象物12に近づく向きに移動すると、第1構成部55が収縮し、かつ、第2構成部56が伸び、かつ、質量部57は、リテーナスリーブ36から離間する向きで移動する。
振動低減機構54は、第1構成部55、質量部57及び第2構成部56が、単一のコイルスプリング38によって一体成形されている。したがって、振動低減機構54の部品点数の増加を抑制でき、ハンマドリル10の組み立て作業性が向上する。また、ハンマドリル10の製造コストを低減できる。さらに、振動低減機構54全体が一体的に中心線A1に沿った方向にスムースに移動可能である。
さらに、振動低減機構54を構成するコイルスプリング38が、スナップリング61及びプレート62に押し付けられることにより、シリンダ35の径方向に位置決めされている。したがって、コイルスプリング38が、シリンダケース34及びシリンダ35に接触することを抑制できる。さらにまた、コイルスプリング38は、線材59を螺旋状に巻いたものであり、かつ、線材58は断面円形であるため、コイルスプリング38が第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48の少なくも一方を塞ぐことは無い。
(振動低減機構の第2実施例)
図4には、振動低減機構54の第2実施例が示されている。振動低減機構54は、コイルスプリング38及び補助ウェイト60を有する。コイルスプリング38は、図5(A)のように、質量部57の外径φ5が、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ6より大きい。また、質量部57の外径φ5は、シリンダケース34の内径φ3より小さい。補助ウェイト60とコイルスプリング38とは、物理的に別部材、つまり、別要素である。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には、質量部57の内側に取り付けられている。
図4には、振動低減機構54の第2実施例が示されている。振動低減機構54は、コイルスプリング38及び補助ウェイト60を有する。コイルスプリング38は、図5(A)のように、質量部57の外径φ5が、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ6より大きい。また、質量部57の外径φ5は、シリンダケース34の内径φ3より小さい。補助ウェイト60とコイルスプリング38とは、物理的に別部材、つまり、別要素である。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には、質量部57の内側に取り付けられている。
補助ウェイト60は、一例として鋼材製または合成樹脂製である。補助ウェイト60は、図5(B)のように、中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。図5(A)のように、第1構成部55及び第2構成部56の内径φ2は、補助ウェイト60の内径φ2と同一である。内径φ2は、シリンダ35の外径φ4より大きい。
振動低減機構54の組み立て過程では、まず、補助ウェイト60の外径φ6が、内径φ2よりも小さくなるように、補助ウェイト60が径方向に弾性変形、具体的には収縮される。そして、補助ウェイト60が、第1構成部55または第2構成部56の内側から、質量部57の内側へ挿入して停止される。ここで、補助ウェイト60が弾性復元力で径方向に拡大されると、補助ウェイト60が質量部57の内側に取り付けられる。
補助ウェイト60が質量部57の内側に配置された振動低減機構54が、シリンダ35の外側に設けられていると、補助ウェイト60は、コイルスプリング38に対して中心線A1に沿った方向に移動しない。これは、補助ウェイト60が、第1構成部55及び第2構成部56に接触するからである。
振動低減機構54の第2実施例は、振動低減機構54の第1実施例と同様の原理により、ハウジング13の振動を低減する。振動低減機構54の第2実施例は、質量部57及び補助ウェイト60が同期してハウジング13の移動方向とは逆に移動する。したがって、ハウジング13の振動を低減する機能が向上する。
(振動低減機構の第3実施例)
図6には、振動低減機構の第3実施例が示されている。振動低減機構54は、コイルスプリング38及び補助ウェイト60を有する。コイルスプリング38は、図7(A)のように、質量部57の外径φ8が、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ1より小さい。外径φ1は、シリンダケース34の内径φ3より小さい。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には質量部57の外側に取り付けられている。補助ウェイト60は、一例として鋼材製または合成樹脂製である。補助ウェイト60は、図7(B)のように、中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。補助ウェイト60が、質量部57の外側に設けられた状態で、補助ウェイト60の外径φ1は、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ1と同じである。
図6には、振動低減機構の第3実施例が示されている。振動低減機構54は、コイルスプリング38及び補助ウェイト60を有する。コイルスプリング38は、図7(A)のように、質量部57の外径φ8が、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ1より小さい。外径φ1は、シリンダケース34の内径φ3より小さい。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には質量部57の外側に取り付けられている。補助ウェイト60は、一例として鋼材製または合成樹脂製である。補助ウェイト60は、図7(B)のように、中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。補助ウェイト60が、質量部57の外側に設けられた状態で、補助ウェイト60の外径φ1は、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ1と同じである。
振動低減機構54の組み立て過程では、まず、補助ウェイト60の内径が、外径φ1よりも大きくなるように、補助ウェイト60が径方向に弾性変形、具体的には拡大される。そして、補助ウェイト60が、第1構成部55または第2構成部56の外側を通過され、質量部57の外側で停止される。次いで、補助ウェイト60が弾性復元力で径方向に縮小され、補助ウェイト60が質量部57の外側に取り付けられる。
補助ウェイト60を質量部57の外側に取り付けられた振動低減機構54が、シリンダ35の外側に設けられていると、補助ウェイト60は、コイルスプリング38に対して中心線A1に沿った方向に移動しない。これは、補助ウェイト60が、第1構成部55及び第2構成部56に接触するからである。
振動低減機構54の第3実施例は、振動低減機構54の第1実施例と同様の原理により、ハウジング13の振動を低減する。振動低減機構54の第3実施例は、質量部57及び補助ウェイト60が同期してハウジング13の移動方向とは逆に移動する。したがって、ハウジング13の振動を低減する機能が向上する。
(振動低減機構の第4実施例)
図8には、振動低減機構54の第4実施例が示されている。図9(A)に示すように、初期状態におけるコイルスプリング38の第1構成部55、第2構成部56のピッチP2は、質量部57のピッチP3より大きい。コイルスプリング38を構成する線材58のうち、質量部57に相当する部分は互いに離間されており、ピッチP3は、第1~3実施例におけるピッチP1より大きい。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には質量部57の内側に取り付けられている。補助ウェイト60は、図9(B)のように、中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。振動低減機構54の他の構成、及び振動低減機構54の組み立て過程は、振動低減機構54の第3実施例と同じである。
図8には、振動低減機構54の第4実施例が示されている。図9(A)に示すように、初期状態におけるコイルスプリング38の第1構成部55、第2構成部56のピッチP2は、質量部57のピッチP3より大きい。コイルスプリング38を構成する線材58のうち、質量部57に相当する部分は互いに離間されており、ピッチP3は、第1~3実施例におけるピッチP1より大きい。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には質量部57の内側に取り付けられている。補助ウェイト60は、図9(B)のように、中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。振動低減機構54の他の構成、及び振動低減機構54の組み立て過程は、振動低減機構54の第3実施例と同じである。
振動低減機構54の第4実施例は、振動低減機構54の第1実施例と同様の原理により、ハウジング13の振動を低減する。振動低減機構54の第3実施例は、質量部57及び補助ウェイト60が同期してハウジング13の移動方向とは逆に移動する。したがって、ハウジング13の振動を低減する機能が向上する。
(振動低減機構の第5実施例)
図10には、振動低減機構54の第5実施例が示されている。図11に示すように、初期状態におけるコイルスプリング38の第1構成部55及び第2構成部56のピッチP2は、質量部57のピッチP3より大きい。線材58のうち、質量部57に相当する部位は互いに離間されており、ピッチP3は、第1~3実施例におけるピッチP1より大きい。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には質量部57の外側に設けられている。補助ウェイト60は、図7(B)の補助ウェイト60と同様に中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。振動低減機構54の他の構成、及び振動低減機構54の組み立て過程は、振動低減機構54の第3実施例と同じである。
図10には、振動低減機構54の第5実施例が示されている。図11に示すように、初期状態におけるコイルスプリング38の第1構成部55及び第2構成部56のピッチP2は、質量部57のピッチP3より大きい。線材58のうち、質量部57に相当する部位は互いに離間されており、ピッチP3は、第1~3実施例におけるピッチP1より大きい。補助ウェイト60は、中心線A1に沿った方向でコイルスプリング38の中間部分、具体的には質量部57の外側に設けられている。補助ウェイト60は、図7(B)の補助ウェイト60と同様に中心線A1を中心とする円弧形状の要素であり、スリット66を有する。振動低減機構54の他の構成、及び振動低減機構54の組み立て過程は、振動低減機構54の第3実施例と同じである。
振動低減機構54の第5実施例は、振動低減機構54の第1実施例と同様の原理により、ハウジング13の振動を低減する。振動低減機構54の第5実施例は、質量部57及び補助ウェイト60が同期してハウジング13の移動方向とは逆に移動する。したがって、ハウジング13の振動を低減する機能が向上する。
(振動低減機構の第6実施例)
図12、図13(A)及び図13(B)には、振動低減機構54の第6実施例が示されている。図13(A)に示すように、初期状態における第1構成部55及び第2構成部56は、中心線A1に沿った方向のピッチP2が同一である。質量部57のピッチP1は、ピッチP2より小さい。質量部57では、線材58が密着されており、質量部57は圧縮が不可能である。また、質量部57の外径φ5は、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ6より大きく、かつ、内径φ3より小さい。さらに、質量部57の内径φ7は、第1構成部55及び第2構成部56の内径φ9より大きい。内径φ9は、シリンダ35の外径φ4より大きい。振動低減機構54の第6実施例は、補助質量体を有していない。振動低減機構54の第6実施例の他の構成は、振動低減機構54の第1実施例と同じである。
図12、図13(A)及び図13(B)には、振動低減機構54の第6実施例が示されている。図13(A)に示すように、初期状態における第1構成部55及び第2構成部56は、中心線A1に沿った方向のピッチP2が同一である。質量部57のピッチP1は、ピッチP2より小さい。質量部57では、線材58が密着されており、質量部57は圧縮が不可能である。また、質量部57の外径φ5は、第1構成部55及び第2構成部56の外径φ6より大きく、かつ、内径φ3より小さい。さらに、質量部57の内径φ7は、第1構成部55及び第2構成部56の内径φ9より大きい。内径φ9は、シリンダ35の外径φ4より大きい。振動低減機構54の第6実施例は、補助質量体を有していない。振動低減機構54の第6実施例の他の構成は、振動低減機構54の第1実施例と同じである。
振動低減機構54の第6実施例は、振動低減機構54の第1実施例と同様の原理により、ハウジング13の振動を低減する。振動低減機構54の第6実施例は、質量部57の内径がφ7、第1構成部55及び第2構成部56のそれぞれの内径φ9より大きい。したがって、質量部57がシリンダ35の外周面に接触せず、呼吸孔が質量部57によって塞がれることを防止できる。
(振動低減機構の第7実施例)
図14には、振動低減機構54の第7実施例が示されている。振動低減機構54は、ギヤケース16内に設けられている。振動低減機構54は、2つのコイルスプリング38を有し、コイルスプリング38は、仮想線A2を中心としてそれそれ螺旋状に設けられている。2つの仮想線A2と中心線A1とは平行であり、2つの仮想線A2は、中心線A1から右側及び左側にそれぞれ偏心した位置に設けられている。2つの仮想線A2は、中心線A1を中心とする同一円周上に位置する。
図14には、振動低減機構54の第7実施例が示されている。振動低減機構54は、ギヤケース16内に設けられている。振動低減機構54は、2つのコイルスプリング38を有し、コイルスプリング38は、仮想線A2を中心としてそれそれ螺旋状に設けられている。2つの仮想線A2と中心線A1とは平行であり、2つの仮想線A2は、中心線A1から右側及び左側にそれぞれ偏心した位置に設けられている。2つの仮想線A2は、中心線A1を中心とする同一円周上に位置する。
2つのコイルスプリング38は、仮想線A2に沿った方向の両端が、それぞれギヤケース16に接触されている。2つのコイルスプリング38は、それぞれギヤケース16から圧縮荷重を受けている。ハンマドリル10の平面視で、2個の振動低減機構54は、中心線A1に沿った方向で、シリンダケース34の配置領域外に設けられている。ハンマドリル10の平面視で、2個の振動低減機構54は、中心線A1に沿った方向で、シリンダケース34とハンドル18との間に設けられている。
ハンマドリル10の平面視で、2つの振動低減機構54の間に、クランクシャフト28が設けられている。換言すると、クランクシャフト28を間に挟み込むように左右両側に、2つの振動低減機構54が設けられている。振動低減機構54の第7実施例の具体的な構成としては、振動低減機構54の第1実施例乃至第6実施例の何れかの構成を採用できる。振動低減機構54の第7実施例の作用及び効果は、振動低減機構54の第1実施例乃至第6実施例の何れかの作用及び効果と同じである。
(実施形態で説明した事項の技術的意味)
ハンマドリル10は、作業機の一例である。電動モータ17は、駆動源の一例である。中心線A1に沿った方向、または、仮想線A2に沿った方向は、それぞれ所定方向の一例である。中間子42、ピストン44及び打撃子45は、作動部の一例である。ハウジング13は、ハウジングの一例である。振動低減機構54は、振動低減機構の一例である。弾性部67は、弾性部の一例である。質量部57は、質量部57の一例である。第1構成部55は、第1構成部の一例である。第2構成部56は、第2構成部の一例である。コイルスプリング38は、コイルスプリングの一例である。線材58は、線材の一例である。ピッチP1,P3は、それぞれ質量部に相当するピッチの一例である。ピッチP2は、第1構成部及び第2構成部のそれぞれに対応するピッチの一例である。補助ウェイト60は、補助質量部の一例である。
ハンマドリル10は、作業機の一例である。電動モータ17は、駆動源の一例である。中心線A1に沿った方向、または、仮想線A2に沿った方向は、それぞれ所定方向の一例である。中間子42、ピストン44及び打撃子45は、作動部の一例である。ハウジング13は、ハウジングの一例である。振動低減機構54は、振動低減機構の一例である。弾性部67は、弾性部の一例である。質量部57は、質量部57の一例である。第1構成部55は、第1構成部の一例である。第2構成部56は、第2構成部の一例である。コイルスプリング38は、コイルスプリングの一例である。線材58は、線材の一例である。ピッチP1,P3は、それぞれ質量部に相当するピッチの一例である。ピッチP2は、第1構成部及び第2構成部のそれぞれに対応するピッチの一例である。補助ウェイト60は、補助質量部の一例である。
(その他)
作業機は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、作業機は、ハンマドリルの他、ハンマ、ハンマドライバ、インパクトドライバ、インパクトドリル、ジグソー等を含む。つまり、所定方向に作動する作動部は、直線状に往復作動するもの、回転し、かつ、往復作動するもの、楕円形状に作動するものを含む。また、作動部は、ピストン、打撃子、先端工具、打撃子の打撃力を先端工具に伝達する中間子、工具を支持する工具支持部材等のうち、少なくとも1つの要素を含む。
作業機は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、作業機は、ハンマドリルの他、ハンマ、ハンマドライバ、インパクトドライバ、インパクトドリル、ジグソー等を含む。つまり、所定方向に作動する作動部は、直線状に往復作動するもの、回転し、かつ、往復作動するもの、楕円形状に作動するものを含む。また、作動部は、ピストン、打撃子、先端工具、打撃子の打撃力を先端工具に伝達する中間子、工具を支持する工具支持部材等のうち、少なくとも1つの要素を含む。
さらに、駆動部は、モータ、エンジン、動力伝達機構を含む。モータは、電動モータ、油圧モータ、空気圧モータを含む。電動モータの電源は、交流電源または直流電源の何れでもよい。動力伝達機構は、歯車伝動装置、摩擦伝動装置、巻き掛け伝動装置を含む。さらに、ハウジングは、ケーシング、フレーム、シェル等を含む。さらにまた、本実施形態に記載されている“平行“は、完全な平行及び略平行を含む。つまり、“平行“は、要素同士の加工誤差、組付け誤差、寸法公差等に起因する略平行を含む。さらに、“駆動源及び作動部を支持するハウジング”は、“駆動源及び作動部を間接に支持するハウジング”または“駆動源及び作動部を直接に支持するハウジング”の何れでもよい。
10…ハンマドリル、13…ハウジング、17…電動モータ、38…コイルスプリング、42…中間子、44…ピストン、45…打撃子、54…振動低減機構、55…第1構成部、56…第2構成部、57…質量部、58…線材、60…補助ウェイト、67…弾性部、A1…中心線、A2…仮想線、P1,P2,P3…ピッチ
Claims (11)
- 駆動源と、
前記駆動源の動力によって所定方向に作動される作動部と、
前記駆動源及び前記作動部を支持するハウジングと、
前記ハウジングに設けられて前記所定方向における前記ハウジングの振動を抑制する振動低減機構と、
を有し、
前記振動低減機構は、
前記所定方向に伸縮される弾性部と、
前記弾性部により支持された質量部と、
を有する作業機であって、
前記弾性部は、前記ハウジングによってそれぞれ支持され、かつ、前記所定方向で互いに異なる範囲に位置する第1構成部及び第2構成部を有し、
前記質量部は、前記所定方向の単位区間あたりの質量が前記第1構成部及び前記第2構成部のそれぞれの前記単位区間あたりの質量よりも大きく、かつ、前記所定方向で前記第1構成部と前記第2構成部との間に設けられ、
前記第1構成部と前記第2構成部とが一体部品である、作業機。 - 前記振動低減機構は、前記所定方向に伸縮されるコイルスプリングを有し、
前記コイルスプリングが、前記弾性部及び前記質量部を有する、請求項1記載の作業機。 - 前記コイルスプリングを構成する線材のうち、前記所定方向における前記質量部のピッチは、前記コイルスプリングを構成する線材のうち、前記所定方向における前記第1構成部及び前記第2構成部のそれぞれのピッチより小さい、請求項2記載の作業機。
- 前記質量部は、前記所定方向に圧縮不可能である、請求項3記載の作業機。
- 前記質量部は、前記コイルスプリングとは別部材で構成された補助質量部を更に有する、請求項2乃至4の何れか1項記載の作業機。
- 前記コイルスプリングのうち前記質量部の内径は、前記第1構成部及び前記第2構成部のそれぞれの内径よりも大きい、請求項2乃至5の何れか1項記載の作業機。
- 前記弾性部は、前記所定方向に伸縮されるコイルスプリングを有し、
前記質量部は、前記コイルスプリングとは別部材であり、かつ、前記所定方向で前記コイルスプリングの中間部分に設けられる、請求項1に記載の作業機。 - 前記作動部は、
前記所定方向に作動されるピストンと、
前記ピストンの作動による打撃力を受けて前記所定方向に作動される打撃子と、
を含み、
前記ピストンを作動可能に収容するシリンダが、前記ハウジング内に設けられ、
前記振動低減機構は、前記シリンダの径方向で前記シリンダの外に設けられている、請求項2乃至7の何れか1項記載の作業機。 - 前記シリンダと前記コイルスプリングとが同心状に設けられ、かつ、前記コイルスプリングは、前記シリンダを囲む螺旋状に設けられている、請求項8記載の作業機。
- 前記シリンダと前記コイルスプリングとが偏心して設けられている、請求項8記載の作業機。
- 前記第1構成部及び前記第2構成部のそれぞれの質量は、前記質量部の質量より軽い、請求項1乃至10の何れか1項記載の作業機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020155045A JP2022049035A (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 作業機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020155045A JP2022049035A (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 作業機 |
Publications (1)
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JP2020155045A Pending JP2022049035A (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 作業機 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023182338A1 (ja) | 2022-03-24 | 2023-09-28 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板加工装置および鋼板加工方法 |
-
2020
- 2020-09-16 JP JP2020155045A patent/JP2022049035A/ja active Pending
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WO2023182338A1 (ja) | 2022-03-24 | 2023-09-28 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板加工装置および鋼板加工方法 |
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