JP4178900B2

JP4178900B2 - 衝撃工具

Info

Publication number: JP4178900B2
Application number: JP2002299087A
Authority: JP
Inventors: 裕人稲川; 新喜大津
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP2004130473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動機により駆動され，衝撃破砕等の作業を行う衝撃工具の低振動化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
衝撃破砕等の作業を行う衝撃工具は作業時の振動・騒音が大きく，人体への振動伝達による各種疾病，作業者および周辺への騒音公害，振動による各種部品の疲労破壊等が発生している。かかる問題の対策として例えば把握部と本体との間にゴム等の防振部材を配設することにより作業者への振動伝達を軽減させている。また，他の対策例としては中間子あるいは先端工具の往復動方向にダンパを配設し，往復動方向の衝撃を緩衝している例もある。
【０００３】
以下，従来の衝撃工具の断面図を示した図４を用いて衝撃工具の基本動作と従来技術の概要を説明する。
【０００４】
電動機９の回転により該電動機９と固着されている駆動軸８が回転し，該駆動軸８の一方の先端に配設されているピニオン７を介してギヤ６が取り付けられたクランクシャフト５が回転する。該クランクシャフト５の回転により該クランクシャフト５に取り付けられた連接棒１１，ピストンピン１２を介してピストン４がシリンダ１５内を往復動する。前記ピストン４の往復動により，該ピストン４と打撃子３，および前記シリンダ１５により構成される空気室１９が空気圧変動し，該空気圧変動により打撃子３が往復動する。
【０００５】
一方前記電動機９の回転は、第２のギヤ２０、第３のギヤ２１を介して、シャフト２２に伝達される。さらに、該シャフト２２の先端に配設された第２のピニオン２３が、該第２のピニオン２３と噛み合っているシリンダ回転用歯車２４を回転させる。シリンダ１５はキー２５を介してシリンダ回転用歯車２４に固定されており、シリンダ１５はその下部で先端工具１６を保持する工具ホルダ(図示せず)と接続されているため、先端工具１６が回転する。
なお、該打撃子３はシリンダ１５内に配設されている中間子２に衝突し，さらに該中間子２は先端工具１６に衝突し，該先端工具１６が回転しながらコンクリート等の被削材の破砕等を行う。
【０００６】
上記した衝撃工具において，空気室１９の空気圧変動によりピストン４が荷重を受け、ピストンピン１２、連接棒１１，クランクシャフト５を介してハウジング１０、ハンドル１７に伝達される。作業者はコンクリートの破砕作業を行う際、ハウジング１０に取り付けられたハンドル１７を握って作業を行うため、直接空気圧変動の影響を受ける。この空気圧変動が振動の原因となっている。
【０００７】
上記した振動の従来の低減対策としては，例えばハンドル１７と該把握部１７が取り付けられているハウジング１０との間に防振部材を配設し，前記ハンドル１７への振動の伝達を低減している。
【０００８】
また、防振部材のかわりに動吸振器を設けたもの(特許文献１)や、バランサーを設けたもの(特許文献２)がある。
【特許文献１】
特公昭５８−２４２３５
【特許文献２】
実公昭５８−３１６５３
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術の場合，例えば前記防振部材によりハンドル１７の振動絶縁を行うことによりハンドル１７の振動を低減することが可能であるが，通常の作業の場合作業者は片手でハンドル１７を握り，もう一方の手で本体シリンダケース１３付近に取り付けられた図示しないサイドハンドルを握るか，直接本体を握って作業を行っているケースが多く，本体の振動が直接作業者に伝達している。
【０００９】
本発明の目的は，製品全体の振動低減を図ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、電動機と、該電動機により、回転駆動される駆動軸と、該駆動軸の回転動力、をギヤ機構を介して伝達されるクランクシャフトと、前記電動機を収納するハウジングと、前記ハウジングの一端に保持される先端工具と、前記ハウジング内部に移動可能に収納されるシリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、前記クランクシャフトの回転を前記ピストンの前記シリンダ内の往復動に変換する第１の往復動変換機構と、前記ピストンの往復動による前記シリンダ内の空気圧変動により前記シリンダ内を往復動する打撃子と、前記クランクシャフトの回転を往復動に変換し、前記シリンダを前記ハウジングに対して相対的に移動させる第２の往復動変換機構と、前記ハウジングと前記シリンダとの間に設けられる弾性体と、を有するハンマドリルであって、前記シリンダは、前記空気圧によるピストンへの荷重が最大になるときに前記弾性体から前記ハウジングへの荷重が最大になるように、前記第２の往復動変換機構により前記先端工具側に押し付けられるよう駆動され、前記空気圧の荷重が最大になるときには、前記空気圧によるピストンの荷重と前記弾性体から前記ハウジングへと荷重とは逆方向であることにより、達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の一実施例を示す衝撃工具の断面図である図１および図１の主要部の拡大図である図２により発明の詳細を説明する。
【００１２】
電動機９の回転がピストン４の往復動に変換され，該ピストン４と打撃子３，および前記シリンダ１５により構成される空気室１９が空気圧変動し，該空気圧変動により打撃子３が往復動する。このとき、ピストン４には空気室１９の圧力変動により、図中上向きに圧力×断面積の大きさの荷重がかかる。この荷重は、ピストンピン１２、連接棒１１，クランクシャフト５を介してハウジング１０に伝達され衝撃工具を作業者側に持ち上げるように作用する。この荷重が振動の原因となっている。
【００１３】
なお、空気室１９の圧力が最大になるのは、ピストン４が下死点から上死点へ移行するほぼ中間地点に達したときである。なお、上死点とはピストン４が最も先端工具側に位置したときのことで、下死点とはピストン４が最も反先端工具側に位置したときのことである。
一方、シリンダ１５はシリンダ回転用歯車２４を介して電動機９により回転される。シリンダ回転用歯車２４は、シリンダ１５に対してキー２５で結合されており、回転方向は滑らないように結合されているが、軸方向は摺動可能に保持されている。
また、シリンダ１５にはフランジ２７が配設されており、該フランジ２７は一方をハウジング１０に支持された弾性体２８により支持され、他方をクランクシャフト５に配設されたシリンダ駆動用カム２６に押し付けられている。したがって、シリンダ１５はクランクシャフト５の回転に伴い、シリンダ駆動用カム２６の形状にしたがって往復移動する。
シリンダ駆動用カム２６の形状つまりリフト特性は、ピストン４が下死点から上死点へ移行するほぼ中間地点に達したとき、シリンダ１５が先端工具１６方向に移動し、弾性体２８を最も圧縮するように設定されている。圧縮された弾性体２８はシリンダ１５をハンドル１７方向に加速させるとともに、ハウジング１０を先端工具１６の方向に加速させる働きを持つ。このとき、ハウジング１０には弾性体２８から先端工具１６方向に荷重が働いている。この弾性体２８からハウジング１０に対する荷重は、空気室１９の圧縮空気による荷重と反対向きである。この時、衝撃工具に作用する荷重は、空気室１９の圧縮空気による作業者方向の荷重と、シリンダ１５が弾性体２８を介して先端工具１６方向に押し付ける荷重の２種類である。したがって、両荷重はお互いを打ち消しあうことになり、ハウジング１０ならびに、ハンドル１７の振動を低減する効果を有する。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば，シリンダを軸方向摺動可能に弾性体により支持し、ピストン，打撃子、シリンダによって構成される空気室の圧力が最大になるときに、シリンダとハウジングを支持する弾性体の荷重が最大になるようにシリンダを駆動し、且つ、シリンダが弾性体を介してハウジングを押し付ける荷重は、ピストンが空気より受ける荷重と逆方向であることで衝撃工具の振動を低減抑制でき，低振動である衝撃工具を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる衝撃工具の防振機構の一実施例を示した衝撃工具の断面図
【図２】図１の主要部を拡大した部分断面図
【図３】シリンダ回転用歯車の斜視図
【図４】従来の衝撃工具の一例を示す断面図
【符号の説明】
２は中間子，３は打撃子，４はピストン，５はクランクシャフト，６はギヤ，７はピニオン，８は駆動軸，９は電動機，１０はハウジング，１１は連接棒，１２はピストンピン，１３はシリンダケース，１５はシリンダ，１６は先端工具，１７はハンドル，１９は空気室、２０は第２のギヤ、２１は第３のギヤ、２２はシャフト、２３は第２のピニオン、２４はシリンダ回転用歯車、２５はキー、２６はシリンダ駆動用カム、２７はフランジ、２８は弾性体、２９はシリンダ上端面である。

Claims

電動機と、
該電動機により、回転駆動される駆動軸と、
該駆動軸の回転動力、をギヤ機構を介して伝達されるクランクシャフトと、
前記電動機を収納するハウジングと、
前記ハウジングの一端に保持される先端工具と、
前記ハウジング内部に移動可能に収納されるシリンダと、
前記シリンダ内を往復動するピストンと、
前記クランクシャフトの回転を前記ピストンの前記シリンダ内の往復動に変換する第１の往復動変換機構と、
前記ピストンの往復動による前記シリンダ内の空気圧変動により前記シリンダ内を往復動する打撃子と、
前記クランクシャフトの回転を往復動に変換し、前記シリンダを前記ハウジングに対して相対的に移動させる第２の往復動変換機構と、
前記ハウジングと前記シリンダとの間に設けられる弾性体と、
を有するハンマドリルであって、
前記シリンダは、前記空気圧によるピストンへの荷重が最大になるときに前記弾性体から前記ハウジングへの荷重が最大になるように、前記第２の往復動変換機構により前記先端工具側に押し付けられるよう駆動され、
前記空気圧の荷重が最大になるときには、前記空気圧によるピストンの荷重と前記弾性体から前記ハウジングへと荷重とは逆方向であることを特徴とするハンマドリル。