JP4376666B2 - 作業工具 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明によれば、本体部と、本体部に収容されるシリンダと、シリンダ内を直線状に運動する駆動子と、駆動子の直線運動によるシリンダ内の圧力変動を介して直線状に運動する打撃子と、打撃子による打撃力を介して所定の加工作業を遂行する工具ビットと、を有する作業工具が構成される。ここで「シリンダ内の圧力変動」とは、シリンダ内に摺動自在に収容された駆動子としてのピストンを駆動することで当該ピストンによって区画されるシリンダ内の圧力を増減させる態様がこれに該当する。またシリンダ内の圧力の変動によって打撃子を工具ビットに直接衝突させて駆動する形態、シリンダ内の圧力の変動によって駆動された打撃子を他の衝撃力発生要素(例えばインパクトボルト)に衝突させるとともに、当該衝撃力発生要素を工具ビットに衝突させるといった間接的な駆動形態のいずれも好適に包含される。
また「加工作業時における衝撃力の発生タイミング」としては、打撃子が打撃対象物に衝突することで衝撃力が発生するタイミング、例えば中間子としてのインパクトボルトを介在させる場合であれば、当該インパクトボルトが工具ビットに衝突することで衝撃力が発生するタイミング、あるいは工具ビットが被加工物に衝突してハンマ作業を行うことで衝撃力が発生するタイミング等があり、カウンターウェイトを直線運動させるタイミングの設定については、上記の各タイミングの中から設計的に適宜選択して対応し得るものである。
請求項2に記載の発明では、上記した請求項1に記載の作業工具において、打撃子が直線運動する際の当該打撃子の重心の移動線と、衝撃力の発生タイミングに対応して直線運動するカウンターウェイトの重心の移動線が重なるように構成される。
打撃子の重心の移動線とカウンターウェイトの重心の移動線とを同軸とする態様としては、典型的には、シリンダの筒内に打撃子が相対的に摺動可能に配置される一方、シリンダの外周にカウンターウェイトが相対的に摺動可能に配置される態様がこれに該当し、この態様によれば、カウンターウェイトと打撃子につき、合理的な配置が実現されることになり、作業工具全体のコンパクト化を図る上で有効となる。
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の作業工具において、本体部とカウンターウェイト間には、当該カウンターウェイトの周方向への移動を規制する回り止めが備えられた構成とされる。カウンターウェイトは、典型的には駆動源からクランク機構を介して駆動される。かかる駆動形式を採用した場合、クランク機構の連接ロッドと連結軸を介して連接されるカウンターウェイトには、当該カウンターウェイトの周方向に向う力、すなわち回転力が作用し易い。請求項3に記載の発明によれば、カウンターウェイトを本体部に対して回り止めすることで、当該カウンターウェイトの長軸方向への安定した直線運動を確保することができるとともに、連結軸、連接ロッド、更には連接ロッドとクランク円盤とをつなぐ偏心軸等に対し無用なねじれが作用することを回避し、動力伝達のための安定した動作を得ることができる。
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の作業工具において、シリンダ内の圧力が減少する際に、当該シリンダ内部に外気を導く通気孔を有し、当該通気孔の開閉を前記カウンターウェイトによって行うよう構成している。なお「通気孔の開閉をカウンターウェイトによって行う」とは、当該カウンターウェイトに通気孔を開閉するためのバルブ機能を持たせるということであり、典型的にはカウンターウェイトの内周側に、シリンダの外周面に接触した状態で当該カウンターウェイトと一体的に直線運動することによって通気孔を開閉するバルブ部材を備える態様がこれに該当する。
また駆動モータ111の回転出力は、第2運動変換機構213によって直線運動に適宜変換された上で制振機構部201のカウンターウェイト231に伝達され、ハンマビット119の打撃に伴う衝撃力の発生タイミングに対応させて当該カウンターウェイト231に長軸方向への直線運動を行なわせる。これにより、電動ハンマ101に生ずる振動を抑制するように作用する。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。
本実施の形態に係る「カウンターウェイト」式の制振機構201は、電動ハンマ101が無負荷状態で駆動されたときには、制振機能を奏しないばかりか、むしろ振動を発生させるように作用することになるが、上述したような有負荷状態で駆動されることを通常の使用形態とする大型の電動ハンマ101に適用したことで、実質的な支障を伴うことなく合理的に活用することが可能となった。
なお小型の手持ち式電動ハンマにおいて、ハンマ作業に伴う負荷が工具ビットに作用する有負荷駆動時には、カウンターウェイト231を駆動して制振作用を遂行し、負荷が工具ビットに作用しない無負荷駆動時には、カウンターウェイト231の駆動を停止するといった形態に変更してもよい。このような形態は、例えばカウンターウェイト231を駆動する駆動系の任意の部位に、動力の伝達を遮断するクラッチ機構を設定し、ハンマ作業を遂行するべくハンマビットを被加工材に押し付ける有負荷駆動時には、当該ハンマビットの押し付け動作に連動してクラッチ機構を接続し、当該ハンマビットの押し付け動作を伴わない無負荷駆動時には、クラッチ機構を遮断するといった構成を採用することで達成される。
このような両側駆動式を採用したときは、カウンターウェイト231の駆動力が当該カウンターウェイト231の移動軸線を挟んで両側から相互に平行に入力されるため、カウンターウェイト231を安定的に摺動させることが可能となり、また回り止め機構については、これを省略することが可能となる。なお第2運動変換機構213の設置場所については、図1に示す位置からベアリング123aを挟んで被動ギア123の反対側(図1の下側)の位置に変更しても差し支えない。
(態様1)
「請求項1〜3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、
前記打撃子は、前記シリンダ内での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よう構成されていることを特徴とする作業工具。」
「請求項1〜3のいずれかに記載の作業工具であって、
前記工具ビットを下向きにして被加工材に突き当てることにより、自重による負荷を工具ビットに加えた有負荷状態で駆動させるように構成されていることを特徴とする作業工具。」
「請求項1〜4のいずれかに記載の作業工具であって、
前記シリンダ内の圧力を増減するべく当該シリンダ内を直線運動する駆動子の駆動手段として、駆動モータを駆動源として回転駆動される第1クランク板、前記クランク円盤を回転自在に支持する第1ベアリング、前記第1クランク板に設けられた第1偏心軸、前記第1偏心軸に一端が回転自在に連接され、他端が第1連結軸を介して前記打撃子に相対回転自在に連接された第1連接ロッドから構成される第1クランク機構を有し、
前記カウンターウェイトを直線運動させる駆動手段として、前記第1偏心軸に相対回転自在に連接されるとともに、前記第1クランク板の回転軸線と同一軸線上において第2ベアリング介して回転自在に支持された第2クランク円盤、前記第2クランク円盤に設けられた第2偏心軸、前記第2偏心軸に一端が相対回転自在に連接され、他端が第2連結軸を介して前記カウンターウェイトに相対回転自在に連接された第2連接ロッドからなる第2クランク機構を有することを特徴とする作業工具。」
103 本体部
105 モータハウジング
107 ギアハウジング
108 バレル
109 ハンドグリップ
111 駆動モータ
113 第1運動変換機構
115 打撃要素
117 ツールホルダ
119 ハンマビット(工具ビット)
120 第1ベアリング
121 駆動ギア
122 中間ギア
123 被動ギア
124 第1クランク板
125 第1偏心軸
125a 小径部
126 第1連接ロッド
127 第1連結軸
128 ピストン(駆動子)
129 シリンダ
129a 空気バネ室
131 ストライカ(打撃子)
133 インパクトボルト
201 制振機構部
213 第2運動変換機構
221 第2クランク円盤
221a 係合部
223 第2偏心軸
225 第2連接ロッド
227 第2連結軸
229 第2ベアリング
231 カウンターウェイト
231a 凹溝
233 収容室
235 回り止め機構
237 ガイド溝
239 係合摺動部
241 スライドプレート
243 摺動リング(開閉バルブ)
243a 切欠
245 通気孔
247 間隙
249 連通孔
251 通路
Claims (4)
- 本体部と、前記本体部に収容されるシリンダと、前記シリンダ内を直線状に運動する駆動子と、前記駆動子の直線運動による前記シリンダ内の圧力変動を介して直線状に運動する打撃子と、前記打撃子による打撃力を介して所定の加工作業を遂行する工具ビットとを有する作業工具であって、
前記シリンダ外周面の周方向について当該シリンダ外周面の全部または一部に沿って直線状に運動するカウンターウェイトを配置し、
前記本体部に収容された駆動モータによって回転駆動される第1クランクと、当該第1クランクの回転運動を前記駆動子に直線運動として伝達する第1連接ロッドとを有する第1クランク機構と、
前記第1クランクに連結され、当該第1クランクの回転に伴って回転する第2クランクと、当該第2クランクの回転運動を前記カウンターウェイトに直線運動として伝達する第2連接ロッドとを有する第2クランク機構と、
を更に有し、
前記カウンターウェイトを加工作業時における衝撃力の発生タイミングに対応して前記第2クランク機構によって直線運動させることにより、衝撃力に対する制振を行なうことを特徴とする作業工具。 - 請求項1に記載の作業工具であって、
前記打撃子が直線運動する際の当該打撃子の重心の移動線と、前記衝撃力の発生タイミングに対応して直線運動する前記カウンターウェイトの重心の移動線が重なるように構成されていることを特徴とする作業工具。 - 請求項1または2に記載の作業工具であって、
前記本体部と前記カウンターウェイト間には、当該カウンターウェイトの周方向への移動を規制する回り止めが備えられていることを特徴とする作業工具。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の作業工具であって、
前記シリンダ内の圧力が減少する際に、当該シリンダ内部に外気を導く通気孔を有し、当該通気孔の開閉を前記カウンターウェイトによって行うよう構成したことを特徴とする作業工具。
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