JP4509894B2 - Impact type work tool - Google Patents
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Description
本発明は、被加工材に直線状のハンマ作業を行う衝撃式作業工具において、ハンマ作業の際に被加工材から受ける反力を緩和する技術に関する。 The present invention relates to a technique for alleviating a reaction force received from a workpiece during a hammer operation in an impact-type work tool that performs a linear hammer operation on the workpiece.
特開平8−318342号公報(特許文献1)には、ハンマドリルにおいて、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力を緩和する技術が開示されている。特許文献1に記載のハンマドリルでは、本体側部材であるシリンダの軸方向端面と、ビットに打撃を加える中間子としてのインパクトボルトとの間にラバーリング(緩衝部材)が介在されている。そしてビットの打撃動作後、当該被加工材から受ける反力でビットが跳ね返り、インパクトボルトがラバーリングに衝突したとき、当該ラバーリングが撓むことによって衝撃力を緩和する構成である。一方、ラバーリングは、ハンマ作業時における被加工材に対するハンマドリル本体の位置決め部材としても機能する。すなわち、ビットの打撃動作中は、使用者がハンマドリル本体に前方への押圧力を加えることで、ビットの先端を被加工材に押し付けた状態を維持する(ビットを打撃位置に保持する)が、このときのビットの押し付け力を本体側部材であるシリンダがラバーリングを介して受ける構成である。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-318342 (Patent Document 1) discloses a technique for alleviating the impact force caused by the bounce of a bit after a hitting operation in a hammer drill. In the hammer drill described in Patent Document 1, a rubber ring (buffer member) is interposed between an axial end surface of a cylinder, which is a main body side member, and an impact bolt as an intermediate that strikes the bit. And after a bit hit | damage operation | movement, when a bit rebounds with the reaction force received from the said workpiece and an impact bolt collides with a rubber ring, the said rubber ring will bend, and the impact force will be relieved. On the other hand, the rubber ring also functions as a positioning member for the hammer drill body with respect to the workpiece during hammering. That is, during the biting operation of the bit, the user maintains the state where the tip of the bit is pressed against the workpiece by applying a forward pressing force to the hammer drill body (holding the bit at the hitting position) In this configuration, the cylinder as the main body side receives the pressing force of the bit at this time via the rubber ring.
上述したように、従来のラバーリングは、ハンマ作業時において、ビットの跳ね返りによる衝撃力を緩和する機能と、ハンマドリルの位置決め機能とを併有するものである。ビットの跳ね返りを緩衝するには、ラバーリングは柔らかいほうがよい。他方、ハンマドリルの位置決めをよくするにはラバーリングは硬いほうがよい。つまり従来のラバーリング構造では、当該ラバーリングには異なる性質が求められることになり、両機能を満足するような硬度に設定することが困難である、という点でなお改良の余地がある。
本発明は、かかる点に鑑み、衝撃式作業工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の低減に資する技術を提供することを目的とする。 In view of this point, an object of the present invention is to provide a technique that contributes to a reduction in impact force due to rebounding of a bit after an impact operation in an impact work tool.
上記課題を達成するため、各請求項に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、工具本体と、工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、空気バネを介してハンマ作動部材を直線状に駆動する駆動機構とを有する衝撃式作業工具が構成される。なお本発明における「所定のハンマ作業」とは、ハンマ作動部材が直線状の打撃動作のみを行うハンマ作業のみならず、直線状の打撃動作と周方向の回転動作とを行うハンマドリル作業を包含する。また本発明における「ハンマ作動部材」とは、典型的には、工具ビットおよび当該工具ビットに当接した状態で打撃力を伝達するインパクトボルトがこれに該当する。また本発明における「空気バネを介してハンマ作動部材を直線状に駆動する」とは、典型的には、ピストンおよびシリンダの相対動作によるシリンダボア空間(空気室)内の圧力変動、具体的には当該シリンダボア空間の空気を圧縮することにより生ずる空気の弾発作用によって駆動された打撃子がハンマ作動部材に打撃を加えることで、当該ハンマ作動部材を直線状に駆動する態様がこれに該当する。
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the first aspect of the present invention, the tool main body and the hammer actuating member which is disposed in the tip region of the tool main body and performs a predetermined hammering operation on the workpiece by linearly moving in the long axis direction. And an impact type work tool having a drive mechanism for driving the hammer actuating member linearly through an air spring. The “predetermined hammer work” in the present invention includes not only a hammer work in which the hammer actuating member performs only a linear striking operation, but also a hammer drill work in which a straight striking operation and a circumferential rotation operation are performed. . The “hammer actuating member” in the present invention typically corresponds to a tool bit and an impact bolt that transmits a striking force in contact with the tool bit. In the present invention, “the hammer actuating member is linearly driven via the air spring” typically means a pressure fluctuation in the cylinder bore space (air chamber) due to relative movement of the piston and the cylinder, specifically, A mode in which the hammer actuating member is driven linearly by hitting the hammer actuating member by the striking element driven by the elastic action of the air generated by compressing the air in the cylinder bore space corresponds to this.
本発明の衝撃式作業工具は、工具本体内に前記ハンマ作動部材の長軸方向に移動可能に内蔵され、ハンマ作動部材が被加工材にハンマ作業をする際に、当該被加工材から受ける反力について、ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介してハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からの反力が伝達されるウェイトと、ウェイトに伝達された反力を吸収する吸収手段とを有する構成とされる。なお本発明における「ウェイト」は、典型的には、筒状部材によって形成されるが、周方向において互いに分離された複数の部材から構成する態様を包含する。また「吸収手段」としては、典型的には、伝達された反力によって後方へと移動するウェイトに押されて弾性変形し、これによって反力を吸収するバネやゴム等の弾性要素がこれに該当するが、減衰機構あるいは摩擦抵抗による吸収方式を好適に包含する。 The impact type work tool of the present invention is built in the tool main body so as to be movable in the longitudinal direction of the hammer operating member , and the hammer operating member receives a reaction from the work material when the hammer operation is performed on the work material. For the force, the hammer actuating member is placed in direct contact with the hammer actuating member or in the reaction force transmission position where it is placed in contact with the hammer actuating member via a hard metal inclusion. The weight includes a weight to which the reaction force from the weight is transmitted, and an absorbing means for absorbing the reaction force transmitted to the weight. Note that the “weight” in the present invention is typically formed by a cylindrical member, but includes an aspect in which the weight is constituted by a plurality of members separated from each other in the circumferential direction. The “absorbing means” is typically an elastic element such as a spring or rubber that is elastically deformed by being pushed by a weight that moves backward due to the transmitted reaction force, thereby absorbing the reaction force. Applicable, but preferably includes an absorption mechanism using a damping mechanism or frictional resistance.
ハンマ作業時において、ハンマ作動部材は打撃動作後に被加工材から反力を受けて跳ね返る。本発明によれば、ハンマ作動部材が被加工材から受ける反力につき、ウェイトが当該ハンマ作動部材に直接に当接した状態に置かれるか、または硬質の金属製の介在物を介して当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からウェイトへと伝達される構成としたものであり、当該反力がほぼ100%伝達されることになる。換言すれば、ハンマ作動部材とウェイトとの間で運動量が交換される形態での反力の伝達であり、この反力の伝達によりウェイトは反力の作用方向である後方へと移動する。ウェイトに伝達された反力は、吸収手段によって吸収される。すなわち、本発明によれば、ハンマ作動部材に生ずる跳ね返りによる衝撃力(反力)を、ウェイトの後方への移動と、当該ウェイトの移動による弾性要素の弾性変形や減衰機構の減衰作用等によって吸収することができ、これにより衝撃式作業工具の低振動化が実現される。 During the hammering operation, the hammer actuating member bounces upon receiving a reaction force from the workpiece after the striking operation. According to the present invention, with respect to the reaction force received by the hammer operating member from the workpiece, the weight is placed in direct contact with the hammer operating member, or is contacted via a hard metal inclusion. The reaction force is transmitted from the hammer operating member to the weight at the reaction force transmission position where the reaction force is placed, and the reaction force is transmitted almost 100%. In other words, the reaction force is transmitted in a form in which the momentum is exchanged between the hammer actuating member and the weight. The transmission of the reaction force causes the weight to move backward in the direction in which the reaction force acts. The reaction force transmitted to the weight is absorbed by the absorbing means. That is, according to the present invention, the impact force (reaction force) caused by the rebound generated in the hammer operating member is absorbed by the rearward movement of the weight, the elastic deformation of the elastic element due to the movement of the weight, the damping action of the damping mechanism, and the like. As a result, the vibration of the impact-type work tool can be reduced.
また本発明の衝撃式作業工具は、空気バネを無効とする非作動位置と空気バネを有効とする作動位置との間で切り換え可能な空気バネ作動部材と、当該空気バネ作動部材が非作動位置に置かれるように当該作動部材を非作動位置に付勢する付勢部材と、を有する構成とされる。ここで「空気バネを無効とする非作動位置」とは、典型的には、空気室を外部に連通することで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動を不能とし、これによって駆動機構によるハンマ作動部材の作動を不能とする位置がこれに該当する。また「空気バネを有効とする作動位置」とは、空気室の外部との連通を遮断することで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動を可能とし、これによって駆動機構によるハンマ作動部材の作動を可能とする位置がこれに該当する。したがって、本発明によれば、空気バネ作動部材が非作動位置に置かれた状態では、駆動機構によるハンマ作動部材の駆動が不能とされる。すなわち、ハンマ作動部材の空打ちを防止できる。一方、空気バネ作動部材が非作動位置から作動位置へと切り換えられたときには、駆動機構によるハンマ作動部材の駆動が可能とされ、当該ハンマ作動部材による被加工材に対するハンマ作業が可能とされる。なお空気バネ作動部材の非作動位置から作動位置への切り換え動作は、典型的には、ハンマ作動部材の被加工材に対する押し付けに伴う当該ハンマ作動部材の後方への移動動作によって行われるが、これに限られない。 The impact type work tool of the present invention includes an air spring operating member that can be switched between a non-operating position that disables the air spring and an operating position that enables the air spring, and the air spring operating member is in a non-operating position. And an urging member that urges the operating member to the non-operating position. Here, the “non-operating position in which the air spring is disabled” typically means that the air chamber is communicated to the outside to disable the operation of the air spring by the relative operation of the piston and the cylinder, thereby causing the drive mechanism to This corresponds to the position where the operation of the hammer operating member is disabled. The “operating position where the air spring is effective” means that the air spring can be operated by the relative movement of the piston and the cylinder by blocking the communication with the outside of the air chamber. This is the position at which operation is possible. Therefore, according to the present invention, in a state where the air spring operating member is placed at the non-operating position, the driving of the hammer operating member by the driving mechanism is disabled. That is, it is possible to prevent the hammer operating member from being idle. On the other hand, when the air spring actuating member is switched from the non-actuated position to the actuated position, the hammer actuating member can be driven by the drive mechanism, and the hammer operation on the workpiece can be performed by the hammer actuating member. Note that the switching operation of the air spring operating member from the non-operating position to the operating position is typically performed by a backward movement operation of the hammer operating member when the hammer operating member is pressed against the workpiece. Not limited to.
(請求項2に記載の発明)
請求項2に記載の発明によれば、工具本体と、工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、空気バネを介してハンマ作動部材を直線状に駆動する駆動機構と、ハンマ作動部材が被加工材にハンマ作業をする際に、当該被加工材から受ける反力について、ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介してハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からの反力が伝達されるウェイトと、ウェイトに伝達された反力を吸収する吸収手段と、空気バネを無効とする非作動位置と空気バネを有効とする作動位置との間で切り換え可能な空気バネ作動部材と、空気バネ作動部材が非作動位置に置かれるように当該作動部材を非作動位置に付勢する付勢部材と、ハンマ作動部材と工具本体との間に介在し、ハンマ作動部材を工具本体に弾発状に連結する弾性部材を有し、ウェイトと弾性部材は、ハンマ作動部材の長軸上における同位置において径方向に並列状に配置されており、ハンマ作業時において、被加工材にハンマ作動部材を押し付けたときに当該ハンマ作動部材に作用する力を、弾性部材を介して前記工具本体によって受ける構成としている。なお本発明における「弾性部材」としては、典型的には、ゴム製のリング状部材、すなわちラバーリングが好適であるが、バネの適用を可能とする。
(Invention of Claim 2)
According to the second aspect of the present invention, the tool main body and the hammer actuating member which is disposed in the tip region of the tool main body and performs a predetermined hammering operation on the workpiece by linearly moving in the long axis direction. And a drive mechanism that drives the hammer actuating member linearly via an air spring, and a reaction force that the hammer actuating member receives from the workpiece when the hammer act on the workpiece directly with the hammer actuating member. The reaction force from the hammer actuating member is transmitted at the reaction force transmission position where it is placed in contact with the hammer actuating member or in contact with the hammer actuating member via the hard metal inclusion. A weight, an absorbing means for absorbing a reaction force transmitted to the weight, an air spring operating member that can be switched between a non-operating position that disables the air spring and an operating position that enables the air spring, and an air spring Operation A biasing member for biasing the actuating member to the non-actuated position so that the material is placed in the non-actuated position; and a hammer actuating member interposed between the hammer actuating member and the tool body in a resilient manner. The weight and elastic member are arranged in parallel in the radial direction at the same position on the long axis of the hammer actuating member, and the hammer actuating member is pressed against the workpiece during the hammering operation. The force acting on the hammer operating member is received by the tool body through an elastic member. As the “elastic member” in the present invention, a rubber ring-shaped member, that is, a rubber ring is typically suitable, but a spring can be applied.
本発明によれば、使用者が工具本体に前方への押圧力を作用させてハンマ作動部材の先端を被加工材に押し付けてハンマ作業を行う際、当該ハンマ作動部材に作用する押し込み力の反力(工具本体の押圧力とは反対向きの力)を、弾性部材を介して工具本体によって受け、これによって被加工材に対する工具本体の位置決めを行う構成である。本発明によれば、打撃動作後にハンマ作動部材が被加工材から受ける反力は、請求項1の発明で説明したようにハンマ作動部材からウェイトにその大部分が伝達されるため、ハンマ作動部材は打撃位置から見てほぼ静止状態に置かれる。すなわち、ハンマ作動部材の後方への移動が抑えられるため、弾性部材に作用するハンマ作動部材からの反力は小さい。このため、当該反力による弾性部材の弾性変形量は極僅かとなり、したがってその後の反発力も低減する。またハンマ作動部材の跳ね返りによる衝撃力をウェイトおよび弾性要素により吸収することができる結果、弾性部材についてはこれを硬く形成し、当該弾性部材を介して行う工具本体の被加工材に対する位置決めの適正化を図ることができる。According to the present invention, when a user performs a hammer operation by applying a forward pressing force to the tool body to press the tip of the hammer operating member against the workpiece, the reaction of the pushing force acting on the hammer operating member is counteracted. A force (force opposite to the pressing force of the tool body) is received by the tool body via an elastic member, and thereby the tool body is positioned with respect to the workpiece. According to the present invention, most of the reaction force received by the hammer operating member from the workpiece after the striking operation is transmitted from the hammer operating member to the weight as described in the first aspect of the invention. Is placed almost stationary as viewed from the striking position. That is, since the movement of the hammer actuating member to the rear is suppressed, the reaction force from the hammer actuating member acting on the elastic member is small. For this reason, the amount of elastic deformation of the elastic member due to the reaction force becomes extremely small, and the subsequent repulsive force is also reduced. Further, the impact force caused by the bounce of the hammer actuating member can be absorbed by the weight and the elastic element. As a result, the elastic member is made hard, and the tool body is properly positioned with respect to the workpiece through the elastic member. Can be achieved.
(請求項3に記載の発明)
請求項3に記載の発明によれば、工具本体と、工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、空気バネを介してハンマ作動部材を直線状に駆動する駆動機構と、工具本体に固定状に装着され、駆動機構の駆動子が長軸方向に直線運動可能に配置されたシリンダと、ハンマ作動部材が被加工材にハンマ作業をする際に、当該被加工材から受ける反力について、ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介してハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、ハンマ作動部材からの前記反力が伝達されるウェイトと、ウェイトに伝達された反力を吸収する吸収手段と、空気バネを無効とする非作動位置と空気バネを有効とする作動位置との間で切り換え可能な空気バネ作動部材と、空気バネ作動部材が非作動位置に置かれるように当該作動部材を非作動位置に付勢する付勢部材と、を有し、空気バネ作動部材は、シリンダの外周に移動可能に配置されたスリーブによって構成されている。
(Invention of Claim 3)
According to the third aspect of the present invention, the tool main body and the hammer actuating member which is disposed in the tip region of the tool main body and performs a predetermined hammering operation on the workpiece by linearly moving in the long axis direction. A drive mechanism that linearly drives the hammer actuating member via an air spring, a cylinder that is fixedly attached to the tool body, and that is arranged so that the drive element of the drive mechanism can linearly move in the long axis direction, and a hammer When the actuating member performs hammering on the workpiece, the reaction force received from the workpiece is placed in direct contact with the hammer actuating member or via a hard metal inclusion. At a reaction force transmission position that is placed in contact with the operating member, a weight to which the reaction force from the hammer operating member is transmitted, an absorbing means for absorbing the reaction force transmitted to the weight, and an air spring Invalid An air spring actuating member that is switchable between a non-actuating position and an actuating position that activates the air spring, and a bias that biases the actuating member to the inoperative position so that the air spring actuating member is placed in the inoperative position The air spring actuating member is configured by a sleeve that is movably disposed on the outer periphery of the cylinder.
(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1または3に記載の衝撃式作業工具において、ハンマ作動部材と工具本体との間に介在し、ハンマ作動部材を工具本体に弾発状に連結する弾性部材を有する構成とされる。またハンマ作業時において、被加工材にハンマ作動部材を押し付けたときの当該ハンマ作動部材に作用する力を常時に弾性部材を介して工具本体によって受ける構成としている。なお本発明における「弾性部材」としては、典型的には、ゴム製のリング状部材、すなわちラバーリングが好適であるが、バネの適用を可能とする。
(Invention of Claim 4 )
According to the invention of claim 4, Te impact power tool smell of claim 1 or 3, interposed between the wafer comma actuating member and the tool body, a hammer actuating member to the tool body Tamahatsujo It is set as the structure which has an elastic member connected to. Also during hammering operation, and configured to receive by the hammer actuating member constantly via the elastic member the tool body forces that acting on the time of pressing the hammer actuating member to the workpiece. As the “elastic member” in the present invention, a rubber ring-shaped member, that is, a rubber ring is typically suitable, but a spring can be applied.
本発明によれば、使用者が工具本体に前方への押圧力を作用させてハンマ作動部材の先端を被加工材に押し付けてハンマ作業を行う際、当該ハンマ作動部材に作用する押し込み力の反力(工具本体の押圧力とは反対向きの力)を、弾性部材を介して工具本体によって受け、これによって被加工材に対する工具本体の位置決めを行う構成である。本発明によれば、打撃動作後にハンマ作動部材が被加工材から受ける反力は、請求項1の発明で説明したようにハンマ作動部材からウェイトにその大部分が伝達されるため、ハンマ作動部材は打撃位置から見てほぼ静止状態に置かれる。すなわち、ハンマ作動部材の後方への移動が抑えられるため、弾性部材に作用するハンマ作動部材からの反力は小さい。このため、当該反力による弾性部材の弾性変形量は極僅かとなり、したがってその後の反発力も低減する。またハンマ作動部材の跳ね返りによる衝撃力をウェイトおよび弾性要素により吸収することができる結果、弾性部材についてはこれを硬く形成し、当該弾性部材を介して行う工具本体の被加工材に対する位置決めの適正化を図ることができる。 According to the present invention, when a user performs a hammer operation by applying a forward pressing force to the tool body to press the tip of the hammer operating member against the workpiece, the reaction of the pushing force acting on the hammer operating member is counteracted. A force (force opposite to the pressing force of the tool body) is received by the tool body via an elastic member, and thereby the tool body is positioned with respect to the workpiece. According to the present invention, most of the reaction force received by the hammer operating member from the workpiece after the striking operation is transmitted from the hammer operating member to the weight as described in the first aspect of the invention. Is placed almost stationary as viewed from the striking position. That is, since the movement of the hammer actuating member to the rear is suppressed, the reaction force from the hammer actuating member acting on the elastic member is small. For this reason, the amount of elastic deformation of the elastic member due to the reaction force becomes extremely small, and the subsequent repulsive force is also reduced. Further, the impact force caused by the bounce of the hammer actuating member can be absorbed by the weight and the elastic element. As a result, the elastic member is made hard, and the tool body is properly positioned with respect to the workpiece through the elastic member. Can be achieved.
(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1〜4のいずれか1つに記載の衝撃式作業工具におけるハンマ作動部材は、駆動機構による駆動力を受けるインパクトボルトと、当該インパクトボルトが衝突することで直線運動する工具ビットと、を有する。そしてインパクトボルトが、ウェイトとの当接状態を介して被加工材からの反力を当該ウェイトに伝達する構成とした。本発明によれば、被加工材から工具ビットを経てインパクトボルトへと伝達される反力を、伝達経路の途中から分岐することなく集中的にウェイトに伝達できる構成のため、ウェイトに対する反力の伝達効率が高く、結果として衝撃吸収機能を高めることができる。
(Invention of Claim 5 )
According to the fifth aspect of the present invention, the hammer operating member in the impact type work tool according to any one of the first to fourth aspects includes an impact bolt that receives a driving force from the drive mechanism, and the impact bolt collides. And a tool bit that moves linearly. The impact bolt is configured to transmit the reaction force from the workpiece to the weight through a contact state with the weight. According to the present invention, the reaction force transmitted from the workpiece to the impact bolt through the tool bit can be transmitted to the weight in a concentrated manner without branching from the middle of the transmission path. The transmission efficiency is high, and as a result, the shock absorbing function can be enhanced.
(請求項6に記載の発明)
請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜4のいずれか1つに記載の衝撃式作業工具におけるハンマ作動部材は、駆動機構による駆動力を受けるインパクトボルトと、当該インパクトボルトが衝突することで直線運動する工具ビットと、を有する。そして工具ビットが、ウェイトとの当接状態を介して被加工材からの反力を当該ウェイトに伝達する構成とした。本発明によれば、被加工材からの反力を工具ビットからウェイトに伝達する構成のため、工具本体の先端領域に配置される工具ビットの後方において、ウェイトを配置するための広い空間が確保し易く、ウェイトの重量、あるいは軸方向の長さ等を設計する際の自由度が高くなる。
(Invention of Claim 6 )
According to the sixth aspect of the present invention, the hammer operating member in the impact type work tool according to any one of the first to fourth aspects includes an impact bolt that receives a driving force from the drive mechanism, and the impact bolt collides. And a tool bit that moves linearly. The tool bit is configured to transmit the reaction force from the workpiece to the weight through a contact state with the weight. According to the present invention, because the reaction force from the workpiece is transmitted from the tool bit to the weight, a wide space for placing the weight is secured behind the tool bit arranged in the tip region of the tool body. This increases the degree of freedom in designing the weight weight or axial length.
(請求項7に記載の発明)
請求項7に記載の発明によれば、請求項1〜6のいずれか1つに記載の衝撃式作業工具における空気バネ作動部材は、ハンマ作業時において、ハンマ作動部材を被加工材に押し付けたとき、当該被加工材により押されて後方へと移動されるハンマ作動部材によって直接に押されて非作動位置から作動位置へと移動される構成とした。本発明の衝撃式作業工具は、ハンマ作動部材を被加工材に押し付けた状態でハンマ作業を行う。したがって、本発明によれば、ハンマ作業を行うべくハンマ作動部材が被加工材に押し付けられたときの当該ハンマ作動部材の後方への移動動作を利用して空気バネ作動部材を非作動位置から作動位置へと移動させる構成のため、ハンマ作業を行うに際して空気バネ作動部材をわざわざ操作する必要がなく、空気バネ作動部材を合理的に作動できる。
(Invention of Claim 7 )
According to the invention described in claim 7 , the air spring operating member in the impact type work tool according to any one of claims 1 to 6 presses the hammer operating member against the workpiece during the hammering operation. At this time, the hammer is moved directly from the non-operating position to the operating position by the hammer operating member that is pressed by the workpiece and moved backward. The impact type work tool of the present invention performs a hammer operation in a state where the hammer operating member is pressed against the workpiece. Therefore, according to the present invention, the air spring actuating member is actuated from the non-actuated position using the backward movement of the hammer actuating member when the hammer actuating member is pressed against the workpiece to perform the hammering operation. Because of the configuration of moving to the position, it is not necessary to bother operating the air spring operating member when performing the hammering operation, and the air spring operating member can be rationally operated.
(請求項8に記載の発明)
請求項8に記載の発明によれば、請求項1〜7のいずれか1つに記載の衝撃式作業工具において、ハンマ作動部材とウェイトとの間に介在される介在物は、工具本体に対してハンマ作動部材の長軸方向に移動しないように装着された構成とされる。ハンマ作動部材とウェイトとの間に介在される介在物は、ハンマ作動部材が被加工材から受ける反力をウェイトに伝達する反力伝達部材である。したがって、介在物をハンマ作動部材の長軸方向、つまり反力の伝達方向に移動しない構成とすることによって、反力伝達位置を定常化できる。このため、介在物に対するハンマ作動部材およびウェイトの当接状態を確実なものとして反力の伝達を向上できる。
(Invention of Claim 8 )
According to the invention described in claim 8 , in the impact type work tool according to any one of claims 1 to 7 , the inclusion interposed between the hammer actuating member and the weight is attached to the tool body. Thus, the hammer actuating member is mounted so as not to move in the major axis direction. The inclusion interposed between the hammer operating member and the weight is a reaction force transmitting member that transmits a reaction force received by the hammer operating member from the workpiece to the weight. Therefore, the reaction force transmission position can be made steady by adopting a configuration in which the inclusion does not move in the major axis direction of the hammer actuating member, that is, the reaction force transmission direction. For this reason, it is possible to improve the transmission of the reaction force by ensuring the contact state of the hammer operating member and the weight with respect to the inclusion.
本発明によれば、衝撃式作業工具において、打撃動作後のビットの跳ね返りによる衝撃力の低減に資する技術が提供されることとなった。 According to the present invention, in the impact-type work tool, a technique that contributes to a reduction in impact force due to rebounding of the bit after the hitting operation is provided.
(本発明の第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態につき、図1〜図5を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、衝撃式作業工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。図1は本実施の形態に係る電動式ハンマドリルの全体構成を示す側断面図であり、ハンマビットが被加工材に押し付けられた負荷時を示している。図1に示すように、本実施の形態に係るハンマドリル101は、概括的に見て、ハンマドリル101の外郭を形成する本体部103と、当該本体部103の先端領域(図示左側)にツールホルダ137を介して着脱自在に取付けられたハンマビット119と、本体部103のハンマビット119の反対側に連接された作業者が握るハンドグリップ109とを主体として構成されている。本体部103は、本発明における「工具本体」に対応する。ハンマビット119は、ツールホルダ137によってその長軸方向への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される。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。なお説明の便宜上、ハンマビット119側を前、ハンドグリップ109側を後という。
(First embodiment of the present invention)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. This embodiment will be described using an electric hammer drill as an example of an impact work tool. FIG. 1 is a side sectional view showing the entire configuration of the electric hammer drill according to the present embodiment, and shows a load when a hammer bit is pressed against a workpiece. As shown in FIG. 1, the
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、打撃要素115および動力伝達機構117を収容したギアハウジング107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。また駆動モータ111の回転出力は、動力伝達機構117によって適宜減速された上でハンマビット119に伝達され、当該ハンマビット119が周方向に回転動作される。ハンドグリップ109は、側面視で概ねコの字形に形成されるとともに、下端側が回動軸109aを介してモータハウジング105の後端下部に前後方向に回動可能に連接され、上端側が振動吸収用の弾性バネ109bを介してモータハウジング105の後端上部に連接されている。これによって、本体部103からハンドグリップ109への振動の伝達が低減されている。
The
図2にはハンマドリル101の主要部を拡大した状態が断面図で示される。運動変換機構113は、駆動モータ111により水平面内にて回転駆動される駆動ギア121、当該駆動ギア121に噛み合い係合する被動ギア123、当該被動ギア123と一体に水平面内にて回転するクランク板125、当該クランク板125の回転中心から所定距離偏心した位置に一方の端部が偏心軸126を介して遊嵌状に連接されたクランクアーム127、当該クランクアーム127の他端部に連結軸128を介して取り付けられた駆動子としてのピストン129を主体として構成される。運動変換機構は、本発明における「駆動機構」に対応する。上記のクランク板125、クランクアーム127、ピストン129によってクランク機構が構成される。
FIG. 2 is a sectional view showing an enlarged state of the main part of the
一方、動力伝達機構117は、駆動モータ111によって駆動される駆動ギア121、当該駆動ギア121に噛み合い係合する伝達ギア131、当該伝達ギア131とともに水平面内にて回転される伝達軸133、当該伝達軸133に設けられた小ベベルギア134、当該小ベベルギア134に噛み合い係合する大ベベルギア135、当該大ベベルギア135とともに鉛直面内にて回転されるツールホルダ137を主体として構成される。なおハンマドリル101は、ハンマビット119に対し長軸方向への打撃力のみを加えて被加工材の加工作業を行う、いわゆるハンマ加工作業と、長軸方向への打撃力と周方向への回転力とを加えて被加工材の加工作業を行う、いわゆるハンマドリル作業とを適宜切り替えて遂行できるように構成されるが、このことについては、本発明には直接的には関係しないため、その説明を省略する。被加工材については、便宜上その図示を省略する。
On the other hand, the
打撃要素115は、ピストン129とともにシリンダ141のボア内壁に摺動自在に配置された打撃子としてのストライカ143を主体に構成される。なおシリンダ141はギアハウジング107に固定状に装着される。ストライカ143は、ピストン129の摺動動作に伴うシリンダ141の空気室141aの空気バネを介して駆動され、ツールホルダ137に摺動自在に配置された中間子としてのインパクトボルト145に衝突(打撃)し、当該インパクトボルト145を介してハンマビット119に打撃力を伝達する。インパクトボルト145およびハンマビット119は、本発明における「ハンマ作動部材」に対応する。インパクトボルト145は、軸方向において、ツールホルダ137の筒孔内周面に密接状に嵌合する大径部145aと、ツールホルダ137の筒孔内周面との間に所定大の空間を有する中径部145eおよび小径部145bとからなる段付構造とされる。またインパクトボルト145は、大径部145aと中径部145との境界領域、および中径部145eと小径部145bとの境界領域には、それぞれテーパ部145c,145fを有し、大径部145aが前側、小径部145bが後側となるようにツールホルダ137内に配置される。
The
ハンマドリル101は、使用者が本体部103に前方への押圧力を加えてハンマビット119を被加工材に押し付けた負荷状態において、ハンマビット119とともに後方(ピストン129側)へと押し込まれるインパクトボルト145と当接することによって被加工材に対し本体部103を位置決めする位置決め部材151を有する。位置決め部材151は、リング状に形成されたゴム製のラバーリング153と、当該ラバーリング153の軸方向前面側に接合された硬質の前金属座金155と、ラバーリング153の軸方向後面側に接合された硬質の後部座金157とからなるユニット部品であり、ハンマビット長軸上において、インパクトボルト145の中径部145eおよび小径部145bの外周面に位置するように配置されている。
The
位置決め部材151の後部座金157は、ハンマビット長軸方向に所定長さで延在する筒部157aと、当該筒部前端において内径方向に張り出す内側フランジ部157bとを有する。そして後部座金157は、更に筒部157aの後端に段付内径部を有し、その段付内径部がシリンダ141の前端外周に対して嵌合されている。一方、前金属座金155の前面は、スペーサ159を介してツールホルダ137の内径段差部137aに当接されている。これによって、位置決め部材151は、シリンダ141とツールホルダ137の間にハンマビット119の長軸方向への動きが禁止された状態に装着されている。このため、インパクトボルト145が後方に押し込まれていない無負荷時には、図3に示すように、位置決め部材151の前金属座金155が当該インパクトボルト145から離間した位置に保持されている。
The
インパクトボルト145が後方へ押し込まれた負荷時には、位置決め部材151は、図1および図2に示すように、インパクトボルト145の大径部145aと中径部145e間のテーパ部145c、すなわち前側のテーパ部145cが位置決め部材151の前金属座金155のテーパ状内径部に当接し、後部座金157がシリンダ141の前端部に当接する構成とされる。これにより、位置決め部材151のラバーリング153は、インパクトボルト145をシリンダ141に弾発状に連結する。ラバーリング153は、本発明における「弾性部材」に対応する。
When the
本実施の形態に係るハンマドリル101は、被加工材に対するハンマ作業時において、打撃動作後のハンマビット119の跳ね返りによる衝撃力(反力)を緩和するインパクトダンパ161を備えている。インパクトダンパ161は、ハンマビット長軸方向において、インパクトボルト145と前金属座金155を介して当接する硬質金属製の筒状ウェイト163と、当該筒状ウェイト163を常時にインパクトボルト145側(前方)に付勢する弾性要素としてのコイルバネ165とによって構成されている。筒状ウェイト163は、本発明における「ウェイト」に対応し、コイルバネ165は、本発明における「吸収手段」に対応し、前金属座金155は、本発明における「介在物」に対応する。
The
筒状ウェイト163は、位置決め部材151の外周面とツールホルダ137の筒孔内周面との間の空間に配置されてハンマビット長軸方向に移動可能とされるとともに、当該ツールホルダ137の内周面によって移動を案内される構成とされる。すなわち、筒状ウェイト163は、位置決め部材151に対しハンマビット119の長軸上の同位置において径方向に並列状に配置した構成とされている。筒状ウェイト163は、位置決め部材151の外周領域から更に後方へと延びてシリンダ141の外周前側領域に達しており、その後端部とツールホルダ137との間にコイルバネ165が介在されている。コイルバネ165は、筒状ウェイト163とツールホルダ137との間に所定の初期荷重が掛けられた状態で弾発状に介在されている。これにより筒状ウェイト163は、前方に付勢されるとともに、常時にはその軸方向前端が位置決め部材151における前金属座金155の外周側後面に面接触状態で当接される構成とされる。なおコイルバネ165による筒状ウェイト163の前方への付勢力は、前金属座金155がスペーサ159を介してツールホルダ137の筒孔内における内径段差部137aに当接することによって受けられている。かくして、筒状ウェイト163は、打撃位置を越えて前方へ移動しないようにその動きが止められている。なお打撃位置とは、ストライカ143がインパクトボルト145に衝突(打撃)する位置であり、この位置は、インパクトボルト145からの反力が筒状ウェイト163に伝達する位置でもある。この位置が、本発明における「反力伝達位置」に対応する。
The
筒状ウェイト163は、インパクトボルト145がハンマビット119とともに後方へ押し込まれた負荷状態では、位置決め部材151の前金属座金155を介してインパクトボルト145と当接状態に置かれる。これにより、打撃動作後にハンマビット119およびインパクトボルト145が被加工材から反力を受けて跳ね返ったとき、インパクトボルト145からの反力が、前金属座金155を介在物として当該インパクトボルト145と当接された状態の筒状ウェイト163へと伝達される構成とされる。すなわち、前金属座金155は、反力伝達部材を構成するものであり、ラバーリング153の外径よりも大径に形成されており、当該前金属座金155のラバーリング153外周面よりも外側領域に筒状ウェイト163の軸方向前端が当接されている。一方、コイルバネ165は、インパクトボルト145からの反力を受けた筒状ウェイト163が後方へと移動されたとき、当該筒状ウェイト163に押されて弾性変形し、これによって反力を吸収する。なおコイルバネ165は、軸方向一端が筒状ウェイト163の軸方向後端面に当接され、軸方向他端がツールホルダ137に固定されたバネ受リング167に当接されている。
The
また本実施の形態におけるハンマドリル101は、ハンマビット119が後方に押し込まれていない無負荷状態で駆動モータ111が通電駆動された場合における当該ハンマビット119の打撃動作を禁止する空打ち防止機構181を備えている。空気バネの作用を介してストライカ141を駆動する空気室141aは、呼吸孔141bを介して外部と連通されている。空打ち防止機構181は、この呼吸孔141bの開閉を制御する手段として備えられる。空打ち防止機構181は、呼吸孔141bを開放する開き位置と、呼吸孔141bを閉じる閉じ位置との間で切り換え動作される作動スリーブ183と、作動スリーブ183が呼吸孔141bを開く開き位置に置かれるように当該作動スリーブ183を開き位置へと付勢する加圧バネ185とを主体として構成される。開き位置は、本発明における「非作動位置」に対応し、閉じ位置は、本発明における「作動位置」に対応する。また作動スリーブ183は、本発明における「空気バネ作動部材」に対応し、加圧バネ185は、本発明における「付勢部材」に対応する。
Further, the
作動スリーブ183は、シリンダ141の外周領域に配置されるとともに、ハンマビット長軸方向に移動可能とされている。作動スリーブ183は、その前端部に内径側に張り出す内径フランジ部183aを有する。そして作動スリーブ183は、ハンマビット119とともにインパクトボルト145が後方へと押し込まれたときに、当該インパクトボルト145の小径部145bと中径部145e間のテーパ部145f、すなわち後側のテーパ部145fによって内径フランジ部183aを押されて後方へと移動され、呼吸孔141bを閉じる構成とされる。付勢バネ185は、作動スリーブ183とツールホルダ137との間に介在され、当該作動スリーブ183を前方へと付勢して常時には呼吸孔141bを開く開き位置に保持する。呼吸孔141bが開いた状態では、空気バネの作用が無効とされ、呼吸孔141bが閉じた状態のときに空気バネの作用が有効とされる。
The
なお本実施の形態では、作動スリーブ183は軸方向において分割された2つのスリーブによって構成された態様で図示しているが、それら両スリーブは互いに一体となって移動するものであり、実質的には一部品であっても差し支えない。また作動スリーブ183の径と、位置決め部材151の後部座金157の筒部径がほぼ等しく形成されている。したがって、作動スリーブ183と後部座金157の筒部が互いに干渉することになるため、本実施の形態では、作動スリーブ183の前側領域と後部座金157の筒部とには、周方向に互い違い状にスリットを設定し、これにより相互の干渉を避けつつ同一径上への配置を可能としている。
In the present embodiment, the working
次に上記のように構成されるハンマドリル101の作用について説明する。図3には本体部103に押圧力が作用していない無負荷状態が示される。この無負荷状態では、空打ち防止機構181の付勢バネ185の作用により、作動スリーブ183が前方に押されて呼吸孔141bを開く開き位置に置かれている。この状態では、空気室141aが呼吸孔141bを介して外部に連通しており、空気バネの作用が無効とされる。なお付勢バネ185によって押された作動スリーブ183は、その前端の内径フランジ部183aが位置決め部材151における後部座金157の内側フランジ部157bの後面に当接して開き位置に保持される。
Next, the operation of the
一方、使用者により本体部103に前方への押圧力が加えられ、ハンマビット119が被加工材に押し付けられると、当該被加工材にて押し返されたハンマビット119とともにインパクトボルト145が後方のピストン129側へと押し込まれる。後方へ移動されたインパクトボルト145は、後側のテーパ部145fが作動スリーブ183の内径フランジ部183aに当接するとともに、当該作動スリーブ183を付勢バネ185の付勢力に抗して後方へと移動させる。これにより、作動スリーブ183が空気室141aの呼吸孔141bを閉じ、空気バネの作用を有効とする。またインパクトボルト145は、前側のテーパ部145cを介して位置決め部材151の前金属座金155に当接される。かくして、ハンマビット119に作用する押し込み力は、本体部103側部材であるシリンダ141によって受けられ、これによって被加工材に対して本体部103が位置決めされる。なお前述したようにインパクトダンパ161の筒状ウェイト163はその前端面が位置決め部材151の前金属座金155の後面に当接されている。この負荷状態が図4に示される。
On the other hand, when the user applies a forward pressing force to the
駆動モータ111が通電駆動されると、その回転出力により、駆動ギア121が水平面内にて回動動作する。すると、駆動ギア121に噛み合い係合される被動ギア123を介してクランク板125が水平面内を周回動作し、これによってクランクアーム127を介してピストン129がシリンダ141内を直線状に摺動動作される。このとき、作動スリーブ183が呼吸孔141bを開く開き位置に置かれた無負荷状態であれば、当該空気室141aの空気が呼吸孔141bを通じて外部へ放出あるいは吸入されることになり、空気室141aに圧縮バネの作用が生じない。すなわち、ハンマビット119の空打ちが防止される。一方、作動スリーブ183が呼吸孔141bを閉じる閉じ位置に置かれた負荷状態では、ピストン129の摺動動作に伴う空気室141aの空気バネの作用を介してストライカ143はシリンダ141内を直線運動してインパクトボルト145に衝突(打撃)し、その運動エネルギをハンマビット119へと伝達する。これにより、ハンマビット119は長軸方向の打撃動作を行い、被加工材にハンマ作業を遂行する。
When the drive motor 111 is energized, the
ハンマドリル101がハンマドリルモードで駆動されるときは、駆動モータ111の回転出力によって回転される駆動ギア121に噛み合い係合する伝達ギア131、伝達軸133および小ベベルギア134が一体状に水平面内にて回転動作する。すると、小ベベルギア134に噛み合い係合する大ベベルギア135が鉛直面内にて回転し、この大ベベルギア135とともにツールホルダ137およびこのツールホルダ137にて保持されるハンマビット119が一体状に回転される。かくして、ハンマドリルモードでの駆動時には、ハンマビット119が長軸方向の打撃動作と周方向の回転動作を行い、被加工材にハンマドリル作業を遂行する。
When the
さて、上記のハンマ作業あるいはハンマドリル作業時において、ハンマビット119の被加工材に対する打撃動作後、当該ハンマビット119には被加工材からの反力によって跳ね返りが生ずると、この跳ね返りによってインパクトボルト145に後方に向う反力が作用する。このとき、インパクトダンパ161の筒状ウェイト163が位置決め部材151の前金属座金155を介してインパクトボルト145に当接している。このため、インパクトボルト145の反力は、当該前金属座金155を介しての当接状態において筒状ウェイト163に伝達される。換言すれば、インパクトボルト145と筒状ウェイト163との間で運動量が交換される。このような反力の伝達によりインパクトボルト145は、打撃位置にほぼ静止した状態に置かれ、一方、筒状ウェイト163は、反力の作用方向である後方へと移動する。そして後方へと移動する筒状ウェイト163の反力は、当該筒状ウェイト163がコイルバネ165を弾性変形させることで吸収される。この状態が図5に示される。
When the
このとき、インパクトボルト145に対し前金属座金155を介して当接状態に置かれるラバーリング153にも当然のことながらインパクトボルト145の反力が作用する。ところで、力の伝達は、当接状態に置かれる物体のヤング率に対応して伝達率も高くなる。本実施の形態によれば、インパクトダンパ161の筒状ウェイト163が硬質の金属製であり、ヤング率が高い(大きい)。一方、ラバーリング153はゴム製であり、ヤング率が低い。このため、インパクトボルト145の反力は、その大部分が金属製のインパクトボルト145に硬質の前金属座金155を介して当接状態に置かれるヤング率の高い筒状ウェイト163に伝達されることになる。かくして、ハンマビット119およびインパクトボルト145に生ずる跳ね返りによる衝撃力は、筒状ウェイト163の後方への移動と、当該筒状ウェイト163の移動によるコイルバネ165の弾性変形によって効率よく吸収することが可能となり、ハンマドリル101の低振動化が実現される。
At this time, the reaction force of the
このように、本実施の形態によれば、打撃動作後にハンマビット119およびインパクトボルト145が被加工材から受ける反力は、当該インパクトボルト145から筒状ウェイト163にその大部分が伝達されるため、インパクトボルト145は打撃位置から見てほぼ静止状態に置かれる。このため、ラバーリング153に作用する反力は小さいものとなり、当該反力によるラバーリング153の弾性変形量は極僅かとなり、その後の反発力も低減する。またインパクトボルト145の反力を、筒状ウェイト163およびコイルバネ165から構成されるインパクトダンパ161によって吸収することができる結果、ラバーリング153についてはこれを硬く形成することができる。その結果、当該ラバーリング153を介して行う本体部103の被加工材に対する位置決めの適正化を図ることができる。
Thus, according to the present embodiment, most of the reaction force that the
また本実施の形態においては、インパクトダンパ161につき、コイルバネ165による筒状ウェイト163の前方への付勢力は、前金属座金155がスペーサ159を介してツールホルダ137の筒孔内における内径段差部137aに当接することよって受けられている。すなわち、コイルバネ165の付勢力は、打撃位置を越えて前方に実質的に作用しないように規制する構成としている。このため、打撃動作中、本体部103に前方への押圧力を加えてハンマビット119およびインパクトボルト145を打撃位置に保持する際、反力吸収のためのコイルバネ165を備える構成でありながら、当該ハンマビット119およびインパクトボルト145の保持に不用な力が要することを防止できる。
In the present embodiment, the forward biasing force of the
また本実施の形態によれば、位置決め部材151の構成部材のうち、インパクトボルト145の反力を筒状ウェイト163に伝達する反力伝達部材として作用する前金属座金155は、シリンダ141に実質的に固定され、ハンマビット長軸方向に移動が禁止された構成である。このことによって、前金属座金155の反力伝達位置が定常化され、前金属座金155に対するインパクトボルト145および筒状ウェイト163の当接状態を確実なものとして反力の伝達を向上できる。
Further, according to the present embodiment, the
また本実施の形態によれば、被加工材からの反力を、ハンマビット119およびインパクトボルト145を経て筒状ウェイト163に伝達する構成である。このため、被加工材からの反力が、経路途中で分散することなく筒状ウェイト163に集中的に伝達されることになる。これによって、筒状ウェイト163への反力の伝達効率が高くなり、衝撃吸収機能を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, the reaction force from the workpiece is transmitted to the
また本実施の形態においては、筒状ウェイト163と位置決め部材151は、ハンマビット119の長軸上の同位置において径方向に並列状に配置した構成としている。これにより省スペース化を図る上で合理的な配置構成を実現することができる。また筒状ウェイト163とラバーリング153に対するインパクトボルト145の当接は、共通の硬質金属板である前金属座金155を介して行われる構成としている。したがって、共通の前金属座金155を介してインパクトボルト145の反力を当該インパクトボルト145の一箇所から筒状ウェイト163とラバーリング153との2つの経路に伝達できるとともに、構造の簡素化が可能となる。
In the present embodiment, the
(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。この実施の形態は、打撃動作時の反力(跳ね返り)をハンマビット119からインパクトダンパ161に伝達する構成としたものであり、この構成を除いては、空打ち防止機構181を含め、前述した第1の実施形態と同様に構成される。そのため、図示された各部材のうち、第1の実施形態と同一の構成部材については同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略にする。この実施の形態においては、インパクトボルト145は、大径部145a、中径部145e、小径部145bを有することに加え、大径部145aの前側に、更に小径部145dを有する構成とされる。また後側の小径部145bと大径部145aとの境界部にはテーパ部145cが形成され、このテーパ部145cに位置決め部材151の前金属座金155がテーパ面を介して当接されている。一方、インパクトボルト145の前側の小径部145dは、その外径がハンマビット119の外径よりも小径に設定されている。またインパクトボルト145の外周面とツールホルダ137の内周面との間には、所定大の空間が設定されている。
(Second embodiment of the present invention)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is configured to transmit the reaction force (bounce back) at the time of the hitting operation from the
一方、インパクトダンパ161の構成部材である、硬質の金属からなる筒状ウェイト163は、位置決め部材151の外周面およびシリンダ141の外周前側領域と、ツールホルダ137の筒孔内周面との間に配置され、当該ツールホルダ137の内周面に接触した状態でハンマビット長軸方向に移動可能とされている。筒状ウェイト163は、本発明における「ウェイト」に対応する。また筒状ウェイト163は、軸方向の前側領域が後側領域よりも小径状に形成されるとともに、この小径部分がツールホルダ137の内周面とインパクトボルト145の外周面との間の空間を通って前方へと延出されている。そして前方へ延びる小径延長部163aの筒孔内にインパクトボルト145の大径部145aが軸方向に相対移動可能に嵌合され、更に小径延長部163aの筒孔内周面の前端側領域には、インパクトボルト145の前側の小径部145dに向って内径側に張り出す鍔状の当接部163bが設けられている。この当接部163bの前面は、ハンマビット119が後方へと押し込まれた負荷状態において、ハンマビット119の頭部周縁部119a(後端部)に対してテーパ面を介して面接触状態で当接される。これによって、ハンマビット119の打撃動作後、当該ハンマビット119が被加工材から反力を受けて跳ね返ったとき、ハンマビット119の反力が当該ハンマビット119に直接に当接状態に置かれた筒状ウェイト63に伝達される構成とされる。
On the other hand, the
なお当接部163bは、その張り出し端部である内周面がインパクトボルト145の前側の小径部145d外周に密接状に嵌合している。このため、インパクトボルト145は、大径部154aと前側の小径部145dとの2箇所を筒状ウェイト163で支持されることになり、軸方向の相対移動動作の安定化が図られる。
The
また位置決め部材151は、後部座金157の筒部157aの段付内径部がシリンダ141の前端部に遊嵌状に嵌合された構成とされ、軸方向の相対移動が許容される構成とされる。そして位置決め部材151の前金属座金155の前面と、筒状ウェイト163における小径延長部163aの段差部163c後面との間には、当該筒状ウェイト163がハンマビット119からの反力で後方へ移動することを許容する上で必要な大きさの隙間が設定されている。
Further, the positioning
本実施の形態に係るハンマドリル101は、上記のように構成されている。したがって、ハンマビット119が被加工材に押し付けられた負荷状態では、ハンマビット119およびインパクトボルト145が後方へ押し込まれることによって、当該ハンマビット119の頭部が筒状ウェイト163の当接部163bに当接される。またインパクトボルト145のテーパ部145cが位置決め部材151の前金属座金155に当接するとともに、後部座金157がシリンダ141の前端部に当接される。かくして、ハンマビット119の押し込み力は、本体部103側部材であるシリンダ141によって受けられる。一方、インパクトボルト145の後方への押し込みによって、当該インパクトボルト145の後側のテーパ部145fが作動スリーブ183の内径フランジ部183aに当接するとともに、当該作動スリーブ183を付勢バネ185の付勢力に抗して後方へと移動させる。これにより、作動スリーブ183が空気室141aの呼吸孔141bを閉じ、空気バネの作用を有効とする。この状態が図6に示される。
The
かかる状態において、駆動モータ111が通電駆動され、ハンマビット119の打撃動作が行われた場合、打撃動作後に当該ハンマビット119には被加工材からの反力によって跳ね返りが生じる。ハンマビット119の反力は、当該ハンマビット119と当接状態に置かれる筒状ウェイト163に伝達される。これにより、筒状ウェイト163は、反力の作用方向である後方へと移動し、コイルバネ165を弾性変形させる。かくして、ハンマビット119の跳ね返りによる衝撃力は、インパクトダンパ161によって吸収され、ハンマドリル101の低振動化が実現される。この状態が図7に示される。
In this state, when the drive motor 111 is energized and the
本実施の形態によれば、被加工材からの反力をハンマビット119から筒状ウェイト163に伝達する構成のため、本体部103の先端領域に配置されるハンマビット119の後方領域において、筒状ウェイト163を配置するための広い空間が確保し易く、筒状ウェイト163の重量、あるいは軸方向の長さ等を設計する際の自由度が高い。
According to the present embodiment, because the reaction force from the workpiece is transmitted from the
(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。この実施の形態は、前述した第1の実施の形態において説明した位置決め部材151におけるラバーリング155を省略した構成としたものであり、この点を除いては、空打ち防止機構181を含め、第1の実施形態と同様に構成される。そのため、図示された各部材のうち、第1の実施形態と同一の構成部材については同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略にする。この実施の形態では、位置決め部材151は、金属座金155のみによって構成されている。この位置決め用の金属座金155は、その前面がツールホルダ137の内径段差部137aに当接された状態で後面側が止リング191によって止められている。すなわち、金属座金155は、ツールホルダ137に対しハンマビット長軸方向への移動が禁止された状態に装着されており、ハンマビット119とともにインパクトボルト145が後方へと押し込まれた負荷時には、図8に示すように、当該インパクトボルト145の前側のテーパ部145cに当接する構成とされる。
(Third embodiment of the present invention)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
なおインパクトダンパ161の構成部材である筒状ウェイト163は、コイルバネ165によって前方へと付勢されるとともに、その前端面が金属座金155の後面に当接されている。この構成については前述の第1の実施形態と同様である。
The
上記のように構成された第3の実施の形態によれば、ハンマビット119が被加工材に押し付けられた負荷状態では、ハンマビット119およびインパクトボルト145が後方へ押し込まれることによって、インパクトボルト145の前側のテーパ部145cが金属座金155に当接される。金属座金155はツールホルダ137に固定されているため、ハンマビット119の押し込み力は、本体部103側部材であるツールホルダ137によって受けられる。一方、インパクトボルト145の後方への押し込みによって、当該インパクトボルト145の後側のテーパ部145fが作動スリーブ183の内径フランジ部183aに当接するとともに、当該作動スリーブ183を付勢バネ185の付勢力に抗して後方へと移動させる。これにより、作動スリーブ183が空気室141aの呼吸孔141bを閉じ、空気バネの作用を有効とする。この状態が図8に示される。
According to the third embodiment configured as described above, when the
かかる状態において、駆動モータ111が通電駆動され、ハンマビット119の打撃動作が行われた場合、打撃動作後に当該ハンマビット119には被加工材からの反力によって跳ね返りが生じる。この跳ね返りによってインパクトボルト145に後方に向う反力が作用する。このとき、インパクトダンパ161の筒状ウェイト163が金属座金155を介してインパクトボルト145に当接しているため、インパクトボルト145の反力は、当該金属座金155を介しての当接状態において筒状ウェイト163に伝達され、当該筒状ウェイト163が後方へと移動する。そして後方へと移動する筒状ウェイト163の反力は、当該筒状ウェイト163がコイルバネ165を弾性変形させることで吸収される。この状態が図9に示される。
In this state, when the drive motor 111 is energized and the
このとき、金属座金155は、止リング191を介してツールホルダ137に軸方向の移動が規制されているため、インパクトボルト145の反力は金属座金155を経てツールホルダ137にも作用する可能性がある。しかしながら、金属座金155と止リング191との接触については、密接状態となるように設定する必要はなく、多少の隙間が存在することを許容できる。一方、金属座金155に対する筒状ウェイト163の接触状態は、コイルバネ165の弾性力が作用した状態での接触であり、完全な密接状態に保持することができる。このようなことから、インパクトボルト145の反力は、その大部分が金属座金155に密接状態に置かれる筒状ウェイト163に伝達されることになる。かくして、ハンマビット119およびインパクトボルト145に生ずる跳ね返りによる衝撃力は、筒状ウェイト163の後方への移動と、当該筒状ウェイト163の移動によるコイルバネ165の弾性変形によって効率よく吸収することが可能となり、ハンマドリル101の低振動化が実現される。すなわち、本実施の形態によれば、第1の実施形態において説明したラバーリング153を有しない構成でありながら、打撃動作後のハンマビット119の跳ね返りによる衝撃力を合理的に吸収することが可能となった。
At this time, since the
なお上述した実施の形態は、衝撃式作業工具としてハンマドリル101を例にとって説明しているが、ハンマドリル101に限らず、ハンマに適用できることは当然である。そしてハンマビット119が打撃動作のみを行うハンマの場合であれば、ハンマビット119の押し込み力を受ける位置決め部材151につき、軸方向に移動しないように固定するための固定対象としてはハウジングであっても構わない。また上述した実施の形態は、筒状ウェイト163に対する反力の伝達経路につき、インパクトボルト145から筒状ウェイト163に伝達する方式と、ハンマビット119から筒状ウェイト163に伝達する方式としたが、その両方式をそれぞれ備えた構成とすることが可能である。すなわち、本体部103に複数の筒状ウェイトを設定し、一方の筒状ウェイトにはインパクトボルトから反力を伝達し、他方の筒状ウェイトにはハンマビットから反力を伝達するように構成してもよい。またインパクトダンパ161の構成部材である筒状ウェイト163は、筒状以外の形状であっても差し支えない。またハンマビット119と同方向に直線状に移動することで本体部103の制振を行う動吸振器やカウンターウェイト等の制振機構と併用することが可能である。
In addition, although embodiment mentioned above demonstrated the
また上述した実施の形態では、ハンマビット119を直線状に駆動するために、駆動モータ111の回転出力を直線運動に変換する運動変換機構113としてクランク機構を用いた場合で説明したが、運動変換機構は、クランク機構に限られるものではなく、例えば軸方向に揺動運動を行うスワッシュプレート(斜板)を利用する運動変換機構を用いることが可能である。また上述した実施の形態における空打ち防止機構181は、インパクトダンパ161とは独立した形態(並列した形態)で、インパクトボルト145の前後方向の移動動作に基づき呼吸孔141bを開く開放位置と、呼吸孔141bを閉じる閉じ位置との間で移動する構成としたが、インパクトダンパ161を介して移動動作する構成を採用してもよい。すなわち、ハンマビット119の被加工材への押し付けにより、当該ハンマビット119とともにインパクトボルト145が本体部103側へ押し込まれたとき、インパクトダンパ161の筒状ウェイト163がインパクトボルト145に押されて後退動作し、それに伴いコイルバネ165を介して空打ち防止機構181における作動スリーブ183が押されて呼吸孔141bを閉じる閉じ位置へ後退動作され、そして筒状ウェイト163は、後退動作された位置において、ハンマビット119の打撃動作時における反力を吸収するべく作動するように構成してもよい。換言すれば、使用状態におけるインパクトダンパ145は、インパクトボルトとともに後退動作してコイルバネ165の弾発力を維持しつつ空打ち防止機構181の作動スリーブ183を空気バネの作動を有効とする作動位置へ移動させる構成とされる。また本実施の形態では、インパクトダンパ161と空打ち防止機構181との双方を並列的に用いた例で説明したが、空打ち防止機構181の作動スリーブ183が、当該作動スリーブ183の重量を適宜調整することで、インパクトダンパ161の筒状ウェイト163を兼用する構成とすることも可能である。
In the above-described embodiment, the case where the crank mechanism is used as the
101 ハンマドリル(衝撃式作業工具)
103 本体部(工具本体)
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
109a 回動軸
109b 弾性バネ
111 駆動モータ
113 運動変換機構(駆動機構)
115 打撃要素
117 動力伝達機構
119 ハンマビット(ハンマ作動部材)
119a 頭部周縁部
121 駆動ギア
123 被動ギア
125 クランク板
126 偏心軸
127 クランクアーム
128 連結軸
129 ピストン
131 伝達ギア
133 伝達軸
134 小ベベルギア
135 大ベベルギア
137 ツールホルダ
137a 内径段差部
141 シリンダ
141a 空気室
141b 呼吸孔
143 ストライカ
145 インパクトボルト(ハンマ作動部材)
145a 大径部
145b 小径部
145c テーパ部
145d 小径部
145e 中径部
145f テーパ部
151 位置決め部材
153 ラバーリング
155 前金属座金(介在物)
157 後部座金
157a 筒部
157b 内側フランジ部
159 スペーサ
161 インパクトダンパ
163 筒状ウェイト(ウェイト)
163a 小径延長部
163b 当接部
163c 段差部
165 コイルバネ(吸収手段)
167 バネ受リング
169 ストッパ(規制手段)
181 空打ち防止機構
183 作動スリーブ(空気バネ作動部材)
183a 内径フランジ部
185 付勢バネ(付勢部材)
191 止リング
101 Hammer drill (impact work tool)
103 Main body (tool body)
105
115
145a
157 Rear washer 157a
163a Small
167 Spring receiving ring 169 Stopper (regulating means)
181
183a Inner
191 Stop ring
Claims (8)
前記工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、
空気バネを介して前記ハンマ作動部材を直線状に駆動する駆動機構と、
前記工具本体内に前記ハンマ作動部材の長軸方向に移動可能に内蔵され、前記ハンマ作動部材が前記被加工材にハンマ作業をする際に、当該被加工材から受ける反力について、前記ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介して前記ハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、前記ハンマ作動部材からの前記反力が伝達されるウェイトと、
前記ウェイトに伝達された反力を吸収する吸収手段と、
前記空気バネを無効とする非作動位置と前記空気バネを有効とする作動位置との間で切り換え可能な空気バネ作動部材と、
前記空気バネ作動部材が前記非作動位置に置かれるように当該作動部材を非作動位置に付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする衝撃式作業工具。 A tool body;
A hammer actuating member which is disposed in the tip region of the tool body and performs a predetermined hammering operation on the workpiece by linearly moving in the long axis direction;
A drive mechanism that linearly drives the hammer actuating member via an air spring;
The hammer operating member is incorporated in the tool body so as to be movable in the longitudinal direction of the hammer operating member , and the hammer operating member reacts with respect to a reaction force received from the workpiece when the hammer operating member performs a hammering operation on the workpiece. In the reaction force transmission position where it is placed in direct contact with the member or in contact with the hammer actuating member via a hard metal inclusion. A weight to which reaction force is transmitted;
Absorbing means for absorbing the reaction force transmitted to the weight;
An air spring actuating member that is switchable between a non-actuated position for disabling the air spring and an actuating position for enabling the air spring;
An impact type work tool comprising: an urging member that urges the operating member to the non-operating position so that the air spring operating member is placed at the non-operating position.
前記工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、A hammer actuating member which is disposed in the tip region of the tool body and performs a predetermined hammering operation on the workpiece by linearly moving in the long axis direction;
空気バネを介して前記ハンマ作動部材を直線状に駆動する駆動機構と、A drive mechanism that linearly drives the hammer actuating member via an air spring;
前記ハンマ作動部材が前記被加工材にハンマ作業をする際に、当該被加工材から受ける反力について、前記ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介して前記ハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、前記ハンマ作動部材からの前記反力が伝達されるウェイトと、When the hammer actuating member performs a hammering operation on the workpiece, the reaction force received from the workpiece is placed in direct contact with the hammer actuating member or a hard metal inclusion. A weight at which the reaction force from the hammer actuation member is transmitted at a reaction force transmission position placed in contact with the hammer actuation member via
前記ウェイトに伝達された反力を吸収する吸収手段と、Absorbing means for absorbing the reaction force transmitted to the weight;
前記空気バネを無効とする非作動位置と前記空気バネを有効とする作動位置との間で切り換え可能な空気バネ作動部材と、An air spring actuating member that is switchable between a non-actuated position for disabling the air spring and an actuating position for enabling the air spring;
前記空気バネ作動部材が前記非作動位置に置かれるように当該作動部材を非作動位置に付勢する付勢部材と、A biasing member that biases the actuating member to a non-actuated position so that the air spring actuating member is placed in the non-actuated position;
前記ハンマ作動部材と前記工具本体との間に介在し、前記ハンマ作動部材を前記工具本体に弾発状に連結する弾性部材を有し、An elastic member interposed between the hammer operating member and the tool body, and elastically connecting the hammer operating member to the tool body;
前記ウェイトと前記弾性部材は、前記ハンマ作動部材の長軸上における同位置において径方向に並列状に配置されており、 The weight and the elastic member are arranged in parallel in the radial direction at the same position on the long axis of the hammer operating member,
ハンマ作業時において、前記被加工材に前記ハンマ作動部材を押し付けたときに当該ハンマ作動部材に作用する力を、前記弾性部材を介して前記工具本体によって受ける構成としたことを特徴とする衝撃式作業工具。An impact type wherein the tool body receives a force acting on the hammer actuating member when the hammer actuating member is pressed against the workpiece during the hammering operation via the elastic member. Work tools.
前記工具本体の先端領域に配置されるとともに、長軸方向に直線運動することで被加工材に対して所定のハンマ作業をするハンマ作動部材と、
空気バネを介して前記ハンマ作動部材を直線状に駆動する駆動機構と、
前記工具本体に固定状に装着され、前記駆動機構の駆動子が長軸方向に直線運動可能に配置されたシリンダと、
前記ハンマ作動部材が前記被加工材にハンマ作業をする際に、当該被加工材から受ける反力について、前記ハンマ作動部材と直接に当接した状態に置かれるか、または硬質金属製の介在物を介して前記ハンマ作動部材と当接した状態に置かれるところの反力伝達位置において、前記ハンマ作動部材からの前記反力が伝達されるウェイトと、
前記ウェイトに伝達された反力を吸収する吸収手段と、
前記空気バネを無効とする非作動位置と前記空気バネを有効とする作動位置との間で切り換え可能な空気バネ作動部材と、
前記空気バネ作動部材が前記非作動位置に置かれるように当該作動部材を非作動位置に付勢する付勢部材と、を有し、
前記空気バネ作動部材は、前記シリンダの外周に移動可能に配置されたスリーブによって構成されていることを特徴とする衝撃式作業工具。 A tool body;
A hammer actuating member which is disposed in the tip region of the tool body and performs a predetermined hammering operation on the workpiece by linearly moving in the long axis direction;
A drive mechanism that linearly drives the hammer actuating member via an air spring ;
A cylinder that is fixedly attached to the tool body and in which the driver of the drive mechanism is arranged so as to be linearly movable in the long axis direction;
When the hammer actuating member performs a hammering operation on the workpiece, the reaction force received from the workpiece is placed in direct contact with the hammer actuating member or a hard metal inclusion. A weight at which the reaction force from the hammer actuation member is transmitted at a reaction force transmission position that is placed in contact with the hammer actuation member via
Absorbing means for absorbing the reaction force transmitted to the weight;
An air spring actuating member that is switchable between a non-actuated position for disabling the air spring and an actuating position for enabling the air spring;
A biasing member that biases the actuating member to a non-actuated position so that the air spring actuating member is placed in the non-actuated position;
The impact-type work tool is characterized in that the air spring actuating member is constituted by a sleeve movably disposed on the outer periphery of the cylinder.
前記ハンマ作動部材と前記工具本体との間に介在し、前記ハンマ作動部材を前記工具本体に弾発状に連結する弾性部材を有し、
ハンマ作業時において、前記被加工材に前記ハンマ作動部材を押し付けたときに当該ハンマ作動部材に作用する力を、前記弾性部材を介して前記工具本体によって受ける構成としたことを特徴とする衝撃式作業工具。 The impact type work tool according to claim 1 or 3 ,
Before SL interposed between the hammer actuating member and the tool body, the hammer actuating member includes an elastic member connecting the elastic shape to the tool body,
During hammering operation, the impact, characterized in that the force that acting on the hammer actuating member when pressed against the hammer actuating member to the workpiece, and through the resilient member and configured to receive by the tool body Work tool.
前記ハンマ作動部材は、前記駆動機構による駆動力を受けるインパクトボルトと、当該インパクトボルトが衝突することで直線運動する工具ビットと、を有し、
前記インパクトボルトが、前記ウェイトとの当接状態を介して前記被加工材からの反力を当該ウェイトに伝達する構成としたことを特徴とする衝撃式作業工具。 The impact type work tool according to any one of claims 1 to 4 ,
The hammer actuating member has an impact bolt that receives a driving force by the driving mechanism, and a tool bit that moves linearly when the impact bolt collides,
The impact type work tool characterized in that the impact bolt is configured to transmit a reaction force from the workpiece to the weight through a contact state with the weight.
前記ハンマ作動部材は、前記駆動機構による駆動力を受けるインパクトボルトと、当該インパクトボルトが衝突することで直線運動する工具ビットと、を有し、
前記工具ビットが、前記ウェイトとの当接状態を介して前記被加工材からの反力を当該ウェイトに伝達する構成としたことを特徴とする衝撃式作業工具。 The impact type work tool according to any one of claims 1 to 4 ,
The hammer actuating member has an impact bolt that receives a driving force by the driving mechanism, and a tool bit that moves linearly when the impact bolt collides,
An impact work tool characterized in that the tool bit is configured to transmit a reaction force from the workpiece to the weight through a contact state with the weight.
前記空気バネ作動部材は、ハンマ作業時において、前記ハンマ作動部材を前記被加工材に押し付けたとき、当該被加工材により押されて後方へと移動されるハンマ作動部材によって直接に押されて前記非作動位置から前記作動位置へと移動される構成としたことを特徴とする衝撃式作業工具。 The impact type work tool according to any one of claims 1 to 6 ,
The air spring actuating member is pushed directly by the hammer actuating member that is pushed by the work piece and moved backward when the hammer actuating member is pressed against the work piece during hammering operation. An impact-type work tool characterized by being configured to be moved from a non-actuated position to the actuated position.
前記ハンマ作動部材と前記ウェイトとの間に介在される前記介在物は、前記工具本体に対して前記ハンマ作動部材の長軸方向に移動しないように装着されていることを特徴とする衝撃式作業工具。 The impact type work tool according to any one of claims 1 to 7 ,
The impact type work characterized in that the inclusion interposed between the hammer actuating member and the weight is mounted so as not to move in the longitudinal direction of the hammer actuating member with respect to the tool body. tool.
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