JP4664112B2 - Electric hammer - Google Patents
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Description
本発明は、被加工材に対してハンマ作業を行う電動ハンマの制振技術に関する。 The present invention relates to a vibration damping technique for an electric hammer that performs a hammering operation on a workpiece.
特開2004−299036号公報(特許文献1)には、制振機構が設けられた電動ハンマの構成が開示されている。特許文献1に記載の電動ハンマでは、ハンマ作業に伴うハンマビット長軸方向の振動を制振する手段としての動吸振器を有し、クランク機構のピストンが往復動作することに伴うクランク室内の圧力を利用して動吸振器のウェイトを積極的に駆動する、すなわち動吸振器を強制的に加振することでハンマ作業時の振動を制振する構成としている。そしてハンマ作業に伴う負荷がハンマビットに作用する負荷駆動時には、上記ウェイトの強制的な加振を遂行し、負荷が工具ビットに作用しない無負荷駆動時には、ウェイトの強制的な加振を解除する構成を採用している。これにより、負荷駆動時における高い制振効果を確保する一方、無負荷駆動時にあっては、強制的な加振を継続した場合に起こり得る無用な振動の発生を回避している。
しかしながら、特許文献1に開示された制振技術においても、さらに改良すべき点を有する。
However, the vibration damping technique disclosed in Patent Document 1 has further points to be improved.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電動ハンマにおける制振性を一層向上するのに資する技術を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the technique which contributes to improving the damping property in an electric hammer further.
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、被加工材に対してハンマ作業を行うハンマビットと、駆動モータと、駆動モータにより駆動されてハンマビットに打撃力を加える打撃子と、ハンマ作業時に発生する振動の制振を行う制振機構と、を有する電動ハンマが構成される。本発明における「制振機構」としては、ハンマ作業時に発生する振動に対抗して直線運動することで当該振動の制振を行う動吸振器やカウンタウェイトがこれに該当する。
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the first aspect of the present invention, a hammer bit that performs a hammering operation on a workpiece, a drive motor, a striker that is driven by the drive motor and applies a striking force to the hammer bit, and generated during the hammering operation. And an electric hammer having a vibration control mechanism for controlling the vibration to be generated. The “vibration control mechanism” according to the present invention corresponds to a dynamic vibration absorber or a counterweight that performs a linear motion against vibrations generated during hammering to control the vibrations.
本発明においては、ハンマ作業時において、制振機構が、被加工材側からハンマビットに外力が作用する当該ハンマビットの負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第1のモードと、制振機構が、被加工材側からハンマビットに外力が作用しない当該ハンマビットの無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第2のモードとの間で、制振機構に与える駆動量を変化させる構成とされる。なお本発明における「対応した振動」は、制振機構の「振幅」、「振動数」、「位相」によって決まる。本発明における「制振を最適化する」とは、制振機構が発生する振動を、前述した3つの要素、すなわち「振幅」「振動数」「位相」のうちのいずれか1つあるいは複数が適宜変更されることで、電動ハンマに発生する振動を打ち消すために最適な振動とすることである。
また本発明における「駆動量」とは、制振機構のウェイトを駆動して所定の振動を発生させるため、当該制振機構のウェイトに加えられる。例えば、制振機構への駆動量が振動の場合であれば、振幅、振動数あるいは位相によって決められる。
本発明では、制振機構の駆動量を、制振要請の高い負荷駆動時と制振要請がそれ程高くない無負荷駆動時とに応じて変化させる、すなわち、負荷駆動時には制振機構が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応する振動を発生し、また無負荷駆動時には制振機構が当該無負荷時に生ずる振動に対応した振動を発生するように、当該制振機構に与える駆動量を変化させるようにしたものである。これによって負荷駆動時と無負荷駆動時とのそれぞれにおいて好適な制振効果を得ることができる。なお、制振機構が、例えば動吸振器によって構成される場合であれば、当該動吸振器の固有振動数は、打撃子によるハンマビットの最大打撃数付近となるように設定される。この場合には、負荷駆動時において、動吸振器のウェイトを駆動する際の駆動量の1つの要素である振動数が上記固有振動数と概ね同一となるように設定することが好ましい。
In the present invention, during the hammering operation, the vibration damping mechanism optimizes the vibration damping by generating a vibration corresponding to the vibration during the load driving of the hammer bit in which an external force acts on the hammer bit from the workpiece side. The first mode and the vibration suppression mechanism optimize vibration suppression by generating vibration corresponding to vibration during no-load driving of the hammer bit from which no external force acts on the hammer bit from the workpiece side. The driving amount applied to the vibration damping mechanism is changed between the two modes. The “corresponding vibration” in the present invention is determined by the “amplitude”, “frequency”, and “phase” of the damping mechanism. In the present invention, “optimizing damping” means that the vibration generated by the damping mechanism is any one or more of the above-described three elements, ie, “amplitude”, “frequency”, and “phase”. By appropriately changing the vibration, the vibration is optimal for canceling the vibration generated in the electric hammer.
Further, the “drive amount” in the present invention is added to the weight of the vibration damping mechanism in order to drive the weight of the vibration damping mechanism to generate a predetermined vibration. For example, when the drive amount to the vibration control mechanism is vibration, it is determined by the amplitude, frequency or phase.
In the present invention, the drive amount of the damping mechanism is changed according to the load driving when the damping request is high and the no-load driving when the damping request is not so high. The amount of drive applied to the vibration control mechanism is changed so that vibration corresponding to the vibration generated during driving is generated, and the vibration control mechanism generates vibration corresponding to the vibration generated during no load during no-load driving. It is a thing. As a result, it is possible to obtain a suitable damping effect in each of load driving and no-load driving. Note that if the vibration damping mechanism is constituted by, for example, a dynamic vibration absorber, the natural frequency of the dynamic vibration absorber is set to be close to the maximum number of hammer bits hit by the striker. In this case, at the time of driving the load, it is preferable to set the frequency, which is one element of the driving amount when driving the weight of the dynamic vibration absorber, to be substantially the same as the natural frequency.
また、本発明によれば、制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されて前記ハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成される。また動吸振器は、駆動モータの回転出力を直線運動に変換する駆動機構によって前記ウェイトが直線移動される構成とされる。そして第1のモードでは、駆動モータを所定の回転数で回転することによって動吸振器に所定の駆動量を与え、第2のモードでは、駆動モータの回転数を第1のモード時の回転数よりも遅い回転数で回転することによって動吸振器に第1のモード時とは異なる駆動量を与える構成とした。ここで「所定の駆動量」とは、動吸振器が負荷駆動時の振動に対応した振動を発生するようにウェイトを直線移動させるべく動吸振器に加える駆動量であり、また「第1のモード時とは異なる駆動量」とは、動吸振器が無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生するようにウェイトを直線移動させるべく動吸振器に加える駆動量である。 Further, according to the present invention, vibration damping mechanism is connected with the main body portion, and the weight linearly movable in being housed within the main body portion the axial direction of the hammer bit, the weights between the main body portion elastic And a dynamic vibration absorber having elements. The dynamic vibration absorber is configured such that the weight is linearly moved by a drive mechanism that converts the rotational output of the drive motor into linear motion. In the first mode, a predetermined amount of drive is given to the dynamic vibration absorber by rotating the drive motor at a predetermined number of rotations. In the second mode, the number of rotations of the drive motor is set to the number of rotations in the first mode. The dynamic vibration absorber is given a driving amount different from that in the first mode by rotating at a slower rotational speed. Here, the “predetermined drive amount” is a drive amount applied to the dynamic vibration absorber to linearly move the weight so that the dynamic vibration absorber generates a vibration corresponding to the vibration at the time of load driving. The “driving amount different from that in the mode” is a driving amount applied to the dynamic vibration absorber so as to linearly move the weight so that the dynamic vibration absorber generates vibration corresponding to vibration during no-load driving.
本発明によれば、制振要請の高い負荷駆動時には、駆動モータを所定の回転数で回転し、動吸振器に所定の駆動量を与えることで、負荷駆動時における振動を制振する。この場合、動吸振器に与える駆動量の1つの要素である振動数が当該動吸振器の固有振動数付近となるように設定することによって、負荷駆動時の振動を効率的に制振することが可能になる。一方、制振要請がそれ程高くない無負荷駆動時には、駆動モータの回転数を負荷駆動時よりも遅い回転数で回転し、動吸振器に無負荷駆動時とは異なる駆動量を与える。これにより、動吸振器に与える駆動量の1つの要素である振動数が当該動吸振器の固有振動数から外れ、かつ位相も変化する。その結果、無負荷駆動時の振動を効率的に制振することが可能となる。また駆動モータの回転数が遅くなることで動吸振器が発生する振動も弱まり、その結果として当該ウェイトが振動することによって電動ハンマ本体に無用の振動が発生するといった事態も回避されることになる。 According to the present invention, at the time of load driving with a high vibration suppression request, the drive motor is rotated at a predetermined rotational speed, and a predetermined drive amount is given to the dynamic vibration absorber, thereby suppressing vibration during load driving. In this case, by setting the frequency, which is one element of the driving amount applied to the dynamic vibration absorber, to be close to the natural frequency of the dynamic vibration absorber, the vibration during load driving can be efficiently suppressed. Is possible. On the other hand, at the time of no-load driving where the vibration control request is not so high, the rotational speed of the drive motor is rotated at a slower speed than that at the time of load driving, and a driving amount different from that at the time of no-load driving is given to the dynamic vibration absorber. Thereby, the frequency which is one element of the drive amount given to the dynamic vibration absorber deviates from the natural frequency of the dynamic vibration absorber, and the phase also changes. As a result, vibration during no-load driving can be efficiently suppressed. In addition, the vibration generated by the dynamic vibration absorber is weakened by the rotation speed of the drive motor being reduced, and as a result, a situation in which unnecessary vibration is generated in the electric hammer body due to vibration of the weight is avoided. .
(請求項2に記載の発明)
請求項2に記載の発明によれば、駆動モータの回転出力を直線運動に変換して打撃子に伝達する運動変換機構を収容するとともに、当該運動変換機構の駆動に伴う容積の増減によって圧力が周期的に変動する運動変換機構室を有する。また制振機構は、本体部と、当該本体部内に直線運動可能に収容されたウェイトと、当該ウェイトを本体部に連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成される。動吸振器は、運動変換機構室から本体部内に導入される圧力によってウェイトが直線移動される構成とされる。そして第1のモードでは、駆動モータを所定の回転数で回転することによって動吸振器に所定の駆動量を与え、第2のモードでは、駆動モータの回転数を第1のモード時の回転数よりも遅い回転数で回転することによって動吸振器に第1のモード時とは異なる駆動量を与える構成とした。ここで「所定の駆動量」とは、動吸振器が負荷駆動時の振動に対応した振動を発生するようにウェイトを直線移動させるべく動吸振器に加える駆動量であり、また「第1のモード時とは異なる駆動量」とは、動吸振器が無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生するようにウェイトを直線移動させるべく動吸振器に加える駆動量である。
(Invention of Claim 2 )
According to the second aspect of the present invention, the motion conversion mechanism that converts the rotation output of the drive motor into a linear motion and transmits the linear motion to the striker is housed, and the pressure is increased by the increase or decrease of the volume accompanying the drive of the motion conversion mechanism. It has a motion conversion mechanism chamber that varies periodically. The vibration damping mechanism is configured as a dynamic vibration absorber having a main body portion, a weight accommodated in the main body portion so as to be linearly movable, and an elastic element connecting the weight to the main body portion. The dynamic vibration absorber is configured such that the weight is linearly moved by pressure introduced from the motion conversion mechanism chamber into the main body. In the first mode, a predetermined amount of drive is given to the dynamic vibration absorber by rotating the drive motor at a predetermined number of rotations. In the second mode, the number of rotations of the drive motor is set to the number of rotations in the first mode. The dynamic vibration absorber is given a driving amount different from that in the first mode by rotating at a slower rotational speed. Here, the “predetermined drive amount” is a drive amount applied to the dynamic vibration absorber to linearly move the weight so that the dynamic vibration absorber generates a vibration corresponding to the vibration at the time of load driving. The “driving amount different from that in the mode” is a driving amount applied to the dynamic vibration absorber so as to linearly move the weight so that the dynamic vibration absorber generates vibration corresponding to vibration during no-load driving.
本発明によれば、制振要請の高い負荷駆動時には、駆動モータを所定の回転数で回転し、動吸振器に所定の駆動量を与えることで、負荷駆動時における振動を制振する。この場合、動吸振器に与える駆動量の1つの要素である振動数が当該動吸振器の固有振動数付近となるように設定することによって、負荷駆動時の振動を効率的に制振することが可能になる。一方、制振要請がそれ程高くない無負荷駆動時には、駆動モータの回転数を負荷駆動時よりも遅い回転数で回転し、動吸振器に無負荷駆動時とは異なる駆動量を与える。これにより、動吸振器に与える駆動量の1つの要素である振動数が当該動吸振器の固有振動数から外れ、かつ位相も変化する。その結果、無負荷駆動時の振動を効率的に制振することが可能となる。また駆動モータの回転数が遅くなることで動吸振器が発生する振動も弱まり、その結果として当該ウェイトが振動することによって電動ハンマ本体に無用の振動が発生するといった事態も回避されることになる。 According to the present invention, at the time of load driving with a high vibration suppression request, the drive motor is rotated at a predetermined rotational speed, and a predetermined drive amount is given to the dynamic vibration absorber, thereby suppressing vibration during load driving. In this case, by setting the frequency, which is one element of the driving amount applied to the dynamic vibration absorber, to be close to the natural frequency of the dynamic vibration absorber, the vibration during load driving can be efficiently suppressed. Is possible. On the other hand, at the time of no-load driving where the vibration control request is not so high, the rotational speed of the drive motor is rotated at a slower speed than that at the time of load driving, and a driving amount different from that at the time of no-load driving is given to the dynamic vibration absorber. Thereby, the frequency which is one element of the drive amount given to the dynamic vibration absorber deviates from the natural frequency of the dynamic vibration absorber, and the phase also changes. As a result, vibration during no-load driving can be efficiently suppressed. In addition, the vibration generated by the dynamic vibration absorber is weakened by the rotation speed of the drive motor being reduced, and as a result, a situation in which unnecessary vibration is generated in the electric hammer body due to vibration of the weight is avoided. .
(請求項3に記載の発明)
請求項3に記載の発明によれば、制振機構は、駆動モータにより駆動されてハンマビット長軸方向の直線運動を行うカウンタウェイトして構成される。そして第1のモードでは、駆動モータを所定の回転数で回転することによってカウンタウェイトを駆動し、第2のモードでは、駆動モータを負荷駆動時の回転数よりも低い回転数で回転することによってカウンタウェイトを駆動する構成とした。
本発明によれば、カウンタウェイトを制振機構として備える電動ハンマにおいて、負荷駆動時および無負荷駆動時のそれぞれに対応してカウンタウェイトのストローク量を変化させ、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時とのそれぞれに対応した好適な制振効果を得ることができる。
(Invention of Claim 3 )
According to the third aspect of the present invention, the vibration damping mechanism is configured as a counterweight that is driven by the drive motor and performs linear movement in the long axis direction of the hammer bit. In the first mode, the counter weight is driven by rotating the drive motor at a predetermined rotation speed. In the second mode, the drive motor is rotated at a rotation speed lower than the rotation speed during load driving. The counter weight is driven.
According to the present invention, in an electric hammer provided with a counterweight as a vibration damping mechanism, the stroke amount of the counterweight is changed corresponding to each of load driving and no-load driving. A suitable vibration control effect corresponding to each time can be obtained.
本発明によれば、電動ハンマにおける制振性を一層向上するのに資する技術が提供されることとなった。 According to the present invention, a technique that contributes to further improving the vibration damping performance of an electric hammer is provided.
(本発明の第1の実施形態)
以下、本発明の実施の形態である電動ハンマ(以下、ハンマという)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係るハンマ101の全体構成が図1に示される。図2および図3はハンマ301の主要部を示す平断面図である。また図4はハンマ駆動時における動吸振器による制振効果を説明する図である。本実施の形態に係るハンマ301は、概括的に見て、モータハウジング305、ギアハウジング307およびハンドグリップ311を有するハンマ本体部303によってその外郭が形成される。そしてハンマ本体部303の先端側(図中左側端部領域)には、ハンマビット取付けチャック309を介してハンマビット313が取付けられている。
(First embodiment of the present invention)
Hereinafter, an electric hammer (hereinafter referred to as a hammer) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The overall configuration of the
モータハウジング305内には駆動モータ321が配置されている。またギアハウジング307内には、クランク機構331、エアシリンダ機構333、打撃力伝達機構335が配置される。ギアハウジング307のうち、打撃力伝達機構335の先端側(図1において左端側)には上記ハンマビット313を保持するツールホルダ337が配置される。なおギアハウジング307内の各機構のうちクランク機構331については、駆動モータ321の出力軸323からの回転出力を直線運動に変換してハンマビット313に伝達し、当該ハンマビット313にハンマ動作を行なわせる。ツールホルダ337は、ハンマビット313につき、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。クランク機構331は、本発明における「運動変換機構」に対応する。
A
クランク機構331は、駆動モータ321の出力軸323のギア部325と噛み合い係合する変速ギア341、当該変速ギア341と一体状に回転するギアシャフト343、ギアシャフト343の回転を軸支するギアシャフト支持ベアリング345、ギアシャフト343の回転中心から所定距離偏心した位置において変速ギア341と一体状に形成されたクランクピン347を有する。クランクピン347はクランクアーム359の一端側に連接される。クランクアーム359の他端側は、連接ピン361を介してエアシリンダ機構333を構成するシリンダ365のボア内に配置された駆動子としてのピストン363に連接される。変速ギア341、クランクピン347およびクランクアーム359は、クランク室367内に配置される。クランク室367は、本発明における「運動変換機構室」に対応する。クランク室367内は、特に図示しないシール構造により概ね外部と非連通状態とされるとともに、その実効容積は、クランクアーム359を介してシリンダ365内を移動されるピストン363の移動動作に応じて周期的に増減するように構成されている。ピストン363は、シリンダ365内を摺動することで、空気バネ室365aの空気バネの作用を介してストライカ334を直線状に駆動し、更に中間子としてのインパクトボルト336を介してハンマビット313に対する衝撃荷重を発生させる。ストライカ334およびインパクトボルト336によって打撃力伝達機構335が構成されている。ストライカ334は、本発明における「打撃子」に対応する。
The
本実施の形態におけるハンマ301は、図2および図3に示すように、動吸振器371を有する。動吸振器371は、本発明における「制振機構」に対応する。動吸振器371は、ハンマ本体部303に隣接状に配置された筒体373と、当該筒体373内に配置されたウェイト375と、ウェイト375の左右に配置された付勢バネ377を主体として構成される。付勢バネ377は、本発明における「弾性要素」に対応する。付勢バネ377は、ウェイト375が筒体373の長軸方向(ハンマビット長軸方向)に移動する際にウェイト375に対向状の弾発力を付与する。また筒体373内のウェイト375の左右両側部には、それぞれ第1作動室379および第2作動室381が形成される。第1作動室379は、第1連通部383を介して常時にクランク室367に連通されている。
The
ハンマ301の駆動時において、ピストン363がシリンダ365内を直線状に移動動作するのに伴い、大気に対して密閉された構造のクランク室367内の容積が変化する。例えばピストン363が図3に示す左側死点に位置した状態から図2に示す右側死点へ移動したときは、クランク室367内の容積が減少し、それに伴いクランク室367内の圧力が増加する。他方、ピストン363が図2に示す右側死点に位置した状態から図3に示す左側死点へ移動したときは、クランク室367内の容積が増大し、それに伴いクランク室367内の圧力が減少する。このようなクランク室367内の圧力の変動は、第1連通部383を介して動吸振器371の第1作動室379に導入される。したがって、クランク室367内の容積が減少して圧力が増加したときは、ウェイト375には図2に矢印で示す方向の力が作用し、他方、クランク室367内の容積が増加して圧力が減少したときは、ウェイト375には図3に矢印で示す方向の力が作用する。すなわち、ハンマ301の駆動時にはクランク室367から第1作動室379に導入される変動圧力によってウェイト375を積極的に駆動することによって動吸振器371を強制的に振動させる。以下、本明細書では、動吸振器371を強制的に振動させることを強制加振という。動吸振器371を強制加振するために第1作動室379に導入される圧力は、動吸振器371の強制加振手段を構成するものであり、本発明における「駆動量」に対応する。
When the
ところで、ハンマビット313を駆動する駆動モータ321の負荷電流は、ハンマ作業に伴う負荷(ハンマ作業時に被加工材側からハンマビット313に入力する反力としての外力)がハンマビット313に作用する負荷駆動時には増大し、負荷がハンマビット313に作用しない無負荷駆動時には減少する。この現象に着目し、本実施の形態では、駆動モータ321の駆動を制御するべく設けられているモータ制御装置322(モータ制御回路、図1参照)において、駆動モータ321の負荷電流の変化を検出するとともに、その検出結果に基づいて駆動モータ321の回転数を制御するように構成する。すなわち、ハンマ301の駆動状態において、駆動モータ321の負荷電流が、あるしきい値よりも増加したときには、無負荷駆動状態から負荷駆動状態に切り替えられたとして、駆動モータ321を所定の高い回転数で駆動するべく制御し、他方、負荷電流がしきい値よりも減少したときには、負荷駆動状態から無負荷駆動状態に切り替えられたとして、駆動モータ321を負荷駆動時よりも低い回転数で制御する構成としている。
By the way, the load current of the
次に上記のように構成された本実施の形態に係るハンマ301の作用および使用方法について説明する。駆動モータ321が通電駆動されると、出力軸323、変速ギア341、クランクピン347、クランクアーム359、連接ピン361を介してピストン363がシリンダ365のボア内で直線運動を行う。このとき、ハンマビット313が被加工材に押圧された負荷駆動状態であれば、エアシリンダ機構331および打撃力伝達機構335を介してハンマビット313が長軸方向に直線駆動される。すなわち、ピストン363がハンマビット313側へ摺動動作すると、それに伴いピストン363とストライカ334との間に形成される空気バネ室365aの空気バネ作用を介してストライカ334がシリンダ365内を同方向へ直線運動してインパクトボルト336に衝突することで、その運動エネルギ(打撃力)をハンマビット313へと伝達し、これによってハンマビット313がツールホルダ337内を摺動動作して被加工材に対するハンマ作業を遂行する。
Next, an operation and usage method of the
上記のようにハンマビット313が駆動される際に発生する衝撃的かつ周期的な振動に対しては、ハンマ本体部303に設けられた動吸振器371が制振機能を奏する。すなわち、ハンマ301のハンマ本体部303を、所定の外力(振動)が作用する制振対象体として見立てた場合、当該制振対象体であるハンマ本体部303に対して、動吸振器371における制振要素であるウェイト375および付勢バネ377が協働して受動的な制振機構として作用する。と同時にクランク室367内の圧力変動を利用してウェイト375を積極的に駆動する、いわゆる強制加振による能動的な制振機構として作用し、ハンマ作業時にハンマ本体部303に生ずる振動を効果的に抑制する。
As described above, the
すなわち、ハンマ301の駆動時において、ピストン363がシリンダ365内を直線状に移動動作すると、密閉構造のクランク室367内の容積が変化し、それに伴いクランク室367内の圧力が増加あるいは減少する。このようなクランク室367内の圧力変動は、第1連通部383を介して動吸振器371の第1作動室379に導入される。そして第1作動室379の圧力が増加したときは、ウェイト375には図2に矢印で示す方向の力が作用し、他方、圧力が減少したときは、ウェイト375には図3に矢印で示す方向の力が作用する。すなわち、動吸振器371のウェイト375は、ハンマ301の駆動時にはクランク室367から導入される圧力によって積極的に駆動され、動吸振器371が強制加振される。
このとき、ウェイト375が筒体373内を直線運動する際に、第2作動室381に形成された第2連通部385を通じて外部の空気が当該第2作動室381内に導入あるいは排出される構成としてあるため、ウェイト375の移動に伴い、第2作動室381内の空間が外部との空気の流通を絶たれた状態での膨張(断熱膨張)あるいは圧縮(断熱圧縮)が効果的に防止される。
That is, when the
At this time, when the
さて、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット313に作用する負荷駆動時には、駆動モータ321は、前述したように所定の高い回転数で駆動される。動吸振器371は、この負荷駆動時にハンマ本体303に発生するハンマビット長軸方向の振動に対し効果的な制振がなされるように構成される。例えば、強制加振によって動吸振器371が発生する振動が、負荷駆動時に発生するハンマビット長軸方向の振動の大きさに対応し、かつ逆位相となるように定められる。更に動吸振器371の固有振動数は、負荷駆動時におけるストライカ334によるハンマビット313の最大打撃数付近となるように設定される。これにより、負荷駆動時の動吸振器371による制振を効果的に行うことができる。
Now, at the time of load driving in which the load accompanying the hammering operation acts on the
上記のように構成されるハンマ301において、本実施の形態では、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット313に作用しない無負荷駆動時には、駆動モータ321の回転数を負荷駆動時の回転数よりも遅くする(下げる)ことによって、動吸振器371が発生する振動も減少する構成としている。この無負荷駆動時にはハンマ301の空打ち防止機構(公知技術につき説明を省略する)の働きにより、ストライカ334およびハンマビット313が駆動されない。このため、無負荷駆動時のハンマビット長軸方向の振動は、主としてピストン363の直線動作に基づいて発生することになるが、負荷駆動時に比べて小さく、しかも位相が変化する。本実施の形態においては、無負荷駆動時に駆動モータ321の回転数を遅くすることで、動吸振器371が発生する振動を減少させるとともに当該振動の振動数を動吸振器371の固有振動数からずらし、かつ位相を変化させる構成としたものである。このことによって、無負荷駆動時における制振効果を高めることが可能となる。
In the
図4を参照してハンマ駆動時における動吸振器371による制振効果を説明する。図4にはハンマ301に動吸振器371を装着した状態において、負荷駆動時と無負荷駆動時とのそれぞれについて、動吸振器371を作動した場合と作動させなかった場合とにおけるハンマビット長軸方向に関する振動実験結果を示したものである。なおハンマ301に動吸振器371を装着した状態で、作動状態と非作動状態とのそれぞれにつき実験を行った理由は、ハンマ301の総重量を一定に保って実験条件が変わらないようにするためである。図4において、動吸振器371の作動時におけるハンマ本体303の振動(すなわち、制振後の振動)が丸形で示され、丸形のうちの塗りつぶしが負荷駆動時、白抜きが無負荷駆動時を示している。また動吸振器371の非作動時におけるハンマ本体303の振動が菱形で示され、菱形のうちの塗りつぶしが負荷駆動時、白抜きが無負荷駆動時を示している。
With reference to FIG. 4, the vibration damping effect by the
実験結果によれば、動吸振器371を非作動状態に定めた場合の実験では、ハンマ301の駆動によってハンマ本体303に発生するハンマビット長軸方向の振動は、負荷駆動時には打撃数の増加に伴い徐々に増加し、無負荷駆動時には打撃数の増加に伴い負荷駆動時よりも緩い増加率で増加している。一方、動吸振器371を作動状態に定めた場合の実験では、ハンマ301の駆動によってハンマ本体303に発生するハンマビット長軸方向の振動は、負荷駆動時には打撃数の増加に伴い徐々に減少した後、ある点を境に増加に転じており、無負荷駆動時には打撃数の増加に伴い徐々に減少した後、ある点を境に増加に転じている。そして動吸振器作動時の実験結果から、負荷駆動時には打撃数が図中Aで示す領域付近で最適な制振効果が認められ、一方、無負荷駆動時には打撃数が図中Bで示す領域付近で最適な制振効果が認められる。このことから、負荷駆動時には駆動モータ321を打撃数がA領域付近となる回転数で回転することによって、負荷駆動時における動吸振器371による制振の最適化が実現され、一方、無負荷駆動時には駆動モータ321を打撃数がB領域付近となる回転数で回転することによって、無負荷駆動時における動吸振器371による制振の最適化が実現される。
According to the experimental results, in the experiment when the
すなわち、本実施の形態によれば、駆動モータ321の負荷電流の変化によってハンマ作業時における負荷駆動状態と無負荷駆動状態とを検出し、そして動吸振器371が、負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する負荷駆動時モードと、動吸振器371が、無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する無負荷駆動時モードとの間で、ウェイト375を駆動する圧力、すなわち動吸振器371に与える駆動量を変化させる構成としている。このことによって、負荷駆動時および無負荷駆動時のそれぞれにおいて動吸振器371による最適な制振作用を得ることが可能となった。負荷駆動時モードは、本発明における「第1のモード」に対応し、無負荷駆動時モードは、本発明における「第2のモード」に対応する。
That is, according to the present embodiment, a load driving state and a no-load driving state at the time of hammering operation are detected by a change in load current of the driving
(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5を参照しつつ説明する。第2の実施形態においては、動吸振器211は、ウェイト215を積極的に駆動することで強制的に振動を発生させる加振手段としてのソレノイド223を有する。この点を除いた電動ハンマ301の全体構成については、前述した第1の実施形態と同様である。動吸振器211は、ハンマ本体部303に隣接状に配置された本体部としての筒体213と、当該筒体213内に配置された鉄製(磁性材料製)のウェイト215と、ウェイト215の左右に配置された付勢バネ217とを主体として構成される。付勢バネ217は、本発明における「弾性要素」に対応する。付勢バネ217は、ウェイト215が筒体213の長軸方向(ハンマビット313の長軸方向)に移動する際にウェイト215に対向状の弾発力を付与する。また筒体213内のウェイト215の左右両側部には、それぞれ第1作動室219および第2作動室221が形成される。
(Second embodiment of the present invention)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the
本実施の形態における動吸振器211は、ウェイト215を積極的に駆動することによって当該動吸振器211を強制的に振動させる強制加振手段としてのソレノイド223を有する。ソレノイド223は、筒体213の外部における長軸方向の一端側に配置されたフレーム225、当該フレーム225に収容されるソレノイドコイル227、および可動鉄心に相当するウェイト215を主体として構成される。ソレノイド223は、ソレノイドコイル227に電圧を加えることでソレノイド電流を流し、ウェイト215を付勢バネ217に抗して吸引することで当該ウェイト215を積極的に駆動し、これによって動吸振器211が振動を発生する構成とされる。ウェイト215を積極的に駆動するべくソレノイド223によって動吸振器211に加えられる力が本発明における「駆動量」に対応する。この場合において、動吸振器211が発生する振動の振動数については、ソレノイドコイル227に対する通電のオン・オフの周波数を変える、すなわちソレノイド223の作動周期を変えることによって適宜調整される。また動吸振器211が発生する振幅については、ソレノイドコイル227に通電する電流値を変更することで適宜調整され、更には動吸振器211が発生する振動の位相については、ソレノイドコイル227に対する通電のオン動作のタイミングを変更することで適宜調整される。
The
そして、ハンマ作業時において、駆動モータ321の負荷電流がしきい値よりも大きい場合には、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット313に作用する負荷駆動時であるとして、動吸振器211が、負荷駆動時に生ずるハンマビット長軸方向の振動に対応した振動を発生するようにソレノイドコイル227が制御される構成とされる。一方、駆動モータ321の負荷電流がしきい値よりも小さい場合には、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット313に作用しない無負荷駆動時であるとして、動吸振器211が発生する振動を負荷駆動時よりも小さくするようにソレノイドコイル227を制御する構成、またはソレノイドコイル227に対する通電のオフ状態を維持してウェイト215を積極的には駆動しない構成とされる。
When the load current of the
上記のように構成することで、制振要請の高い負荷駆動時には、動吸振器211が、ハンマ本体部303に発生する振動の大きさに対応した振動を発生するように、ソレノイド223により当該動吸振器211を強制加振することで負荷駆動時の制振を行なう。一方、制振要請のそれほど高くない無負荷駆動時には、動吸振器211が、ハンマ本体部303に発生した振動の大きさに対応した振動を発生するように、ソレノイド223により当該動吸振器211を強制加振するか、あるいはウェイト215がハンマ本体部303の振動を外力として駆動される受動的な動吸振器211として機能させることによって無負荷駆動時の制振を行うことができる。動吸振器371が、負荷駆動時における制振を最適化するモードは、本発明における「第1のモード」に対応し、無負荷駆動時における制振を最適化するモードは、本発明における「第2のモード」に対応する。
With the configuration described above, the
このように、本実施の形態によれば、駆動モータ321の負荷電流の検出に基づいてソレノイド223の制御を行うことによって、動吸振器211を、負荷駆動時と無負荷駆動時に対応した態様で作動させることができる。また動吸振器211を強制加振する手段としてソレノイド223を用いたことにより、動吸振器211の配置場所に関しての自由度を高くできる。
Thus, according to the present embodiment, by controlling the
なお本実施の形態は、駆動モータ321の負荷電流の検出に基づいてソレノイド223の制御を行うことに加え、無負荷駆動時には、第1の実施形態で説明したように、駆動モータ321の回転数を負荷駆動時よりも低い回転数で駆動する構成に変更してもよい。
In this embodiment, in addition to controlling 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6〜図14を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係るハンマ101の全体構成が図6に示される。本実施の形態に係るハンマ101は、概括的に見て、モータハウジング105、ギアハウジング107およびハンドグリップ111を有するハンマ本体部103によってその外郭が形成される。そしてハンマ本体部103の先端側(図中左側端部領域)には、ハンマビット取付けチャック109を介してハンマビット113が取付けられている。
(Third embodiment of the present invention)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The overall configuration of the
モータハウジング105内には駆動モータ121が配置されている。またギアハウジング107内には、クランク機構131、エアシリンダ機構133、打撃力伝達機構135が配置される。ギアハウジング107のうち、打撃力伝達機構135の先端側(図6において左端側)には上記ハンマビット113を保持するツールホルダ137が配置される。なおギアハウジング107内の各機構のうちクランク機構131については、駆動モータ121の出力軸123からの回転出力を直線運動に変換してハンマビット113に伝達し、当該ハンマビット113にハンマ動作を行なわせる。ツールホルダ137は、ハンマビット113につき、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。
A
ギアハウジング107内のクランク機構131は、ハウジングキャップ108の直下領域において、駆動モータ121の出力軸123のギア部125と噛み合い係合する変速ギア141、当該変速ギア141と一体状に回転するギアシャフト143、ギアシャフト143の回転を軸支するギアシャフト支持ベアリング145、ギアシャフト143の回転中心から所定距離偏心した位置において変速ギア141と一体状に形成されたクランクピン147を有する。クランクピン147はクランクアーム159の一端側に連接される。クランクアーム159の他端側は、連接ピン161を介してエアシリンダ機構133を構成するシリンダ165のボア内に配置された駆動子としてのピストン163に連接される。ピストン163は、シリンダ165内を摺動することで、空気バネ室165aの空気バネの作用を介してストライカ134を直線状に駆動し、更に中間子としてのインパクトボルト136を介してハンマビット113に対する衝撃荷重を発生させる。ストライカ134およびインパクトボルト136により打撃力伝達機構135が構成されている。ストライカ134は、本発明における「打撃子」に対応する。
A
図7〜図9にはハンマビット113を駆動する際の制振を行うカウンタウェイト171を直線状に駆動するためのカウンタウェイト駆動機構173およびカウンタウェイト171の直線運動量(ストローク量)を変更するための運動量可変機構185の構成が示される。図7は部分断面図、図8および図9はそれぞれ平面図である。カウンタウェイト171は、本発明における「制振機構」に対応する。またカウンタウェイト駆動機構173および運動量可変機構185によって「動力伝達機構」が構成されている。カウンタウェイト171は、ハウジングキャップ108の上方領域に配置され、ハンマビット113の長軸方向に直線状に移動可能とされる。すなわち、カウンタウェイト171は、ハンマビット113の長軸方向に延在するガイド孔171bを有し、このガイド孔171bに貫通された複数本(本実施の形態では2本)のガイドピン172によってハンマビット113の長軸方向に直線運動するように案内される。なおガイドピン172は、ハウジングキャップ108に固定状に設けられている。
7 to 9 are for changing the linear weight (stroke amount) of the
カウンタウェイト駆動機構173は、カウンタウェイト171に、例えばストライカ134の直線運動と対向状に直線運動を行わせるべく設けられており、クランク機構131とカウンタウェイト171との中間位置に配置されている。カウンタウェイト駆動機構173は、インターナルギア175、当該インターナルギア175の内歯175aに複数(本実施の形態では3個)のアイドルギア177を介して噛み合い係合する遊星歯車179、遊星歯車179および各アイドルギア177をそれぞれ回転自在に支持するキャリア181、遊星歯車179のキャリア181に対する回転中心から所定距離偏心した位置において当該遊星歯車179と一体状に形成された動力伝達部としてのカウンタウェイト駆動ピン183を主体にして構成されている。
The
キャリア181は、キャリア支持ベアリング182を介してハウジングキャップ108に回転自在に支持されるとともに、下面側に形成された係合凹部181aにクランク機構131におけるクランクピン147の先端ピン部147aが係合(図6参照)されており、当該クランクピン147の回転に基づき変速ギア141の回転軸線と平行な軸線回りに回転される。遊星歯車179は、軸部179aがキャリア181に回転自在に支持されている。各アイドルギア177はキャリア181に圧入された軸部177aに回転自在に支持される。インターナルギア175は、ハウジングキャップ108に回転自在に支持されており、常時には運動量可変機構185によって回転を規制されている。
The
カウンタウェイト駆動ピン183は、カウンタウェイト171に形成されたハンマビット113の長軸方向と直交する方向に延在する直線状の長孔171aに摺動自在に嵌合されている。そしてインターナルギア175の回転が規制された状態で、クランクピン147によってキャリア181が回転されると、インターナルギア175とアイドルギア177を介して噛み合い係合する遊星歯車179が、軸部179aを中心として回転しつつ、インターナルギア175の回転中心回りに周回移動されるとき、ハンマビット113の長軸方向の運動成分によってカウンタウェイト171を直線運動させる。そしてこのカウンタウェイト171の直線運動は、例えば、前述したクランク機構131によりエアシリンダ機構133を介して駆動されるストライカ134の直線運動に概ね対向するように設定される。なお以下の説明では、遊星歯車179の軸部179aを中心とする回転を自転、遊星歯車179のインターナルギア175中心回りの周回移動を公転という場合もある。
The
次にカウンタウェイト171の運動量可変機構185につき、図7〜図11を参照して説明する。なお図10は図9のX−X線断面図であり、図11は図10のXI矢視図である。運動量可変機構185は、インターナルギア175の回転規制位置を変えることによってカウンタウェイト駆動ピン183のハンマビット長軸方向への運動量を可変とし、これによってカウンタウェイト駆動ピン183によって駆動されるカウンタウェイト171のハンマビット長軸方向への直線運動量を可変とするものであり、カウンタウェイト171の運動量調整手段を構成している。インターナルギア175は、外周面に外歯175bを有する外歯付インターナルギアとして構成される。以下の説明では外歯付インターナルギア175という。
Next, the
運動量可変機構185は、外歯付インターナルギア175の外歯175bに中間ギア187を介して常時に噛み合い係合する運動量可変ギア189、当該運動量可変ギア189と一体に回転するウォームホイール191、当該ウォームホイール191と常時に噛み合い係合するウォームギア193、当該ウォームギア193を駆動する補助モータ195を主体として構成されている。すなわち、運動量可変機構185は、補助モータ195を駆動源として外歯付インターナルギア175を回転する構成とされる。図11に示すように、運動量可変ギア189には磁石199が装着され、またハウジングキャップ108には、磁石199を検出する手段としての第1センサ197と第2センサ198が運動量可変ギア189の回転中心回りに180度の位相差を置いて配置されている。第1センサ197および第2センサ198は、外歯付インターナルギア175の回転規制位置検出用として備えられ、運動量可変ギア189の磁石199を検出したときに、カウンタウェイト駆動ピン183を所定の位置に位置決めするための位置決め信号を出力する。すなわち、第1センサ197が磁石199を検出したときは、カウンタウェイト駆動ピン183を後述する負荷駆動時に対応した位置(図3に示す位置)に位置決めし、第2センサ198が磁石199を検出したときは、カウンタウェイト駆動ピン183が無負荷駆動時に対応した位置(図4に示す位置)に位置決めするための信号を出力する。そしてこの信号に基づいて補助モータ195が停止される。かくして、運動量可変ギア189は、180度回転されるごとに固定される構成とされる。第1および第2センサ197,198および磁石199によって「位置決め手段」が構成される。
The
ところで、ハンマビット113を駆動する駆動モータ121の負荷電流は、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット113に作用する負荷駆動時には増大し、負荷がハンマビット113に作用しない無負荷駆動時には減少する。この現象に着目し、本実施の形態では、駆動モータ121の駆動を制御するべく設けられているモータ制御装置122(モータ制御回路、図6参照)において駆動モータ121の負荷電流の変化(増減)によって、負荷駆動時と無負荷駆動時とを検出し、その検出結果に基づいて補助モータ195に対する駆動信号が出力される構成とされる。すなわち、ハンマ101の駆動状態において、駆動モータ121の負荷電流が、あるしきい値よりも増大したときには、無負荷駆動状態から負荷駆動状態に切り替えられたとし、またしきい値よりも減少したときには、負荷駆動状態から無負荷駆動状態に切り替えられたとし、それぞれの場合において、補助モータ195に駆動信号を出力する構成とされる。
By the way, the load current of the
起動後の補助モータ195は、第1センサ197あるいは第2センサ198による磁石199の検出信号に基づいて停止され、これにより運動量可変ギア189が起動後、180度回転された位置に停止されて固定される。そして駆動モータ121の負荷電流の変化については、駆動モータ121の駆動を制御するべく設けられているモータ制御装置122(モータ制御回路)において、適宜検出するように構成されるとともに、その検出に基づき補助モータ195に対する駆動信号が出力される構成とされる。またウォームギア193は、そのリード角が小さく設定され、これによってウォームホイール191側から回転されない、いわゆる逆転防止機能が付与されている。これにより、インターナルギア175は、補助モータ195の停止状態では回転規制状態に置かれる。
After the activation, the
本実施の形態に係るハンマ101は上記のように構成される。本実施の形態に係るハンマ101は、外歯付インターナルギア175の回転規制位置を変えることによって、カウンタウェイト駆動ピン183のハンマビット長軸方向への運動量を可変とし、これによってカウンタウェイト駆動ピン183によって駆動されるカウンタウェイト171のハンマビット長軸方向への直線運動量を可変とする構成を採用したものであり、その原理は、下記のとおりである。
The
本実施の形態においては、外歯付インターナルギア175の内歯175aの歯数と、遊星歯車179の歯数は2:1の比率に設定されている。換言すれば、遊星歯車179は、外歯付インターナルギア175の中心回りに1回の周回動作をするとき、当該遊星歯車179の中心回りに2回の自転動作をするように設定されている。また外歯付インターナルギア175の外歯175bの歯数と、運動量可変ギア189の歯数は、2:1に設定されている。また、図12の模式図に示すように、キャリア181の回転中心軸と遊星歯車179の回転中心軸との距離をr1とし、遊星歯車179の回転中心軸とカウンタウェイト駆動ピン183の回転軸との距離をr2とする。
In the present embodiment, the number of teeth of the
上記の設定条件において、運動量可変ギア189をある位置で固定(したがって、外歯付インターナルギア175を固定)し、キャリア181を回転させた場合のカウンタウェイト駆動ピン183の運動軌跡は、図13の模式図に示すように、長軸方向に(r1+r2)、短軸方向に(r1−r2)の楕円状の軌跡を描く。ここで、(r1−r2=0)であれば、カウンタウェイト駆動ピン183の短軸方向の運動量はゼロになる。運動量可変ギア189の上記位置を180度回転すると、図13が90度回転した図14となる。つまり、運動量可変ギア189を180度毎に固定すると、カウンタウェイト駆動ピン183の軌跡を図13に示す状態と図14に示す状態とに切り替えることができる。このため、カウンタウェイト駆動ピン183にカウンタウェイト171を取り付ければ、当該カウンタウェイト171をハンマビット長軸方向への直線運動量を、大きく動く場合{2×(r1+r2)}と、小さく動く場合{2×(r1−r2)}とに切り替えることができる。
Under the above setting conditions, the movement locus of the
本実施の形態においては、図8に示すように、遊星歯車179がハンマビット長軸方向の後側端部領域(あるいは前側端部領域)に位置している場合において、カウンタウェイト駆動ピン183が外歯付インターナルギア175と遊星歯車179との近接部位に最も接近し、また図9に示すように、遊星歯車179がハンマビット長軸方向の後側端部領域(あるいは前側端部領域)に位置している場合において、カウンタウェイト駆動ピン183が外歯付インターナルギア175と遊星歯車179との近接部位から最も離間するように構成している。そして、図8に示す状態のときに、第1センサ197が磁石199を検出して運動量可変ギア189を固定し、図4に示す状態のときに、第2センサ198が磁石199を検出して運動量可変ギア189を固定する構成とされる。すなわち、第1センサ197と第2センサ198による磁石199の検出に基づく運動量可変ギア193の回転規制は、180度の位相差を有する構成とされている。なお運動量可変ギア189の歯数に対し外歯175bの歯数比が1:2に設定された外歯付インターナルギア175は、90度の位相差で回転規制がなされる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, when the
次に上記のように構成された本実施の形態に係るハンマ101の作用および使用方法について説明する。駆動モータ121が通電駆動されると、出力軸123、変速ギア141、クランクピン147、クランクアーム159、連接ピン161を介してピストン163がシリンダ165のボア内で直線運動を行う。このとき、ハンマビット113が被加工材に押圧された負荷駆動状態であれば、エアシリンダ機構131および打撃力伝達機構135を介してハンマビット113が長軸方向に直線駆動される。すなわち、ピストン163がハンマビット113側へ摺動動作すると、それに伴いピストン163とストライカ134との間に形成される空気バネ室165aの空気バネ作用を介してストライカ134がシリンダ165内を同方向へ直線運動してインパクトボルト136に衝突することで、その運動エネルギ(打撃力)をハンマビット113へと伝達し、これによってハンマビット113がツールホルダ137内を摺動動作して被加工材に対するハンマ作業を遂行する。この負荷駆動時にハンマ101に発生するハンマビット113の長軸方向の振動は大きく、制振の要請が高い。
Next, the operation and usage method of the
一方、ハンマビット113が被加工材に押付けられていない無負荷駆動状態であれば、空打ち防止機構が作動する。すなわち、空気バネ室165aが通気孔を介して外部に連通され、当該空気バネ室165a内における空気の圧縮作用が行われない。なお空打ち防止機構については、周知技術であるゆえ、具体的な説明を省略する。この結果、ストライカ134が駆動されない。このため、ハンマ101に発生するハンマビット113の長軸方向の振動は、主としてピストン163の往復動作に起因するものであり、負荷駆動時に比べて小さく、制振の要請は低い。
On the other hand, if the
さて、駆動モータ121の駆動状態が、例えば無負荷駆動状態から負荷駆動状態に変わった場合、駆動モータ121に作用する負荷が増大し、それに伴い駆動モータ121の負荷電流が大きくなる。そして負荷電流がしきい値を超えると、補助モータ195に対して駆動信号が出力され、当該補助モータ195が駆動される。それに伴いウォームギア193およびウォームホイール191を介して運動量可変ギア189が回転され、そして運動量可変ギア189が180度回転された時点で第1センサ197が磁石199を検出すると、その検出信号に基づき補助モータ195が停止される。その結果、運動量可変ギア189の180度の回転により中間ギア187を介して外歯付きインターナルギア175が90度回転され、遊星歯車179が図9に示す状態から図8に示す状態へと移行し、遊星歯車179が外歯付インターナルギア175に対しハンマビット長軸方向の後側端部領域(あるいは前側端部領域)に置かれたときには、カウンタウェイト駆動ピン183は、外歯付インターナルギア175と遊星歯車179の近接部位に対し最も接近した位置に位置する関係とされる。この状態で、遊星歯車179が自転しつつ公転することにより、当該カウンタウェイト駆動ピン183が図13の模式図で示すようにハンマビット長軸方向(図中左右方向)に大きい運動量(ストローク量)を有することになる。そして当該カウンタウェイト駆動ピン183の運動量を利用して、カウンタウェイト171が、例えばストライカ134と対向状に長軸方向に大きく駆動され、これによってハンマビット113のハンマ作業に際しての制振を効率的に行うことができる。
Now, when the drive state of the
一方、駆動モータ121の駆動状態が負荷駆動状態から無負荷駆動状態に切り替わると、当該駆動モータ121に作用する負荷が減少し、それに伴い負荷電流がしきい値よりも小さくなる。その結果、補助モータ195に対して駆動信号が出力され、当該補助モータ195が駆動される。それに伴い運動量可変ギア189が180度回転されると、第2センサ198が磁石199を検出し、その検出信号に基づき補助モータ195が停止される。運動量可変ギア189の180度の回転に伴い中間ギア187を介して外歯付きインターナルギア175が90度回転され、遊星歯車179が図8に示す状態から図9に示す状態へと移行し、遊星歯車179が外歯付インターナルギア175に対しハンマビット113の長軸方向の後側端部領域(あるいは前側端部領域)に置かれたときには、カウンタウェイト駆動ピン183は、外歯付インターナルギア175と遊星歯車179の近接部位に対し最も離間した位置に位置する。この状態で、遊星歯車179が自転しつつ公転することにより、当該カウンタウェイト駆動ピン183が図14の模式図で示すようにハンマビット長軸方向(図中左右方向)に小さい運動量(ストローク量)を有することになる。この場合、図14において、(r1−r2=0)とすれば、外歯付インターナルギア175に対する遊星歯車179の近接位置から最も離間した位置に置かれたカウンタウェイト駆動ピン183は、遊星歯車179の公転にも拘わらず、ハンマビット長軸方向に関しては運動量が見かけ上ゼロとなる。
On the other hand, when the drive state of the
この結果、無負荷駆動時においては、遊星歯車179が外歯付インターナルギア175の中心回りに周回動作しても、カウンタウェイト駆動ピン183はハンマビット長軸方向(図中左右方向)に関しては何ら運動をしないことが帰結される。換言すれば、制振の要請が低い無負荷駆動時においては、駆動モータ121が駆動し、遊星歯車179が外歯付インターナルギア175の中心回りに周回動作をおこなっているにも拘らず、カウンタウェイト駆動ピン183は、ハンマ101の長軸方向にカウンタウェイト171を駆動しないこととなり、むしろカウンタウェイト171の駆動に伴う無用な振動の発生を回避することができる。なおカウンタウェイト171の直線運動量については、ゼロの場合で説明したが、ピストン163の駆動により生ずる振動の程度に対応した直線運動量で駆動してもよい。
As a result, at the time of no-load driving, even if the
以上のように、本実施の形態によれば、負荷駆動時と無負荷駆動時とにおける駆動モータ121の負荷電流を電気的に検出し、それに基づきカウンタウェイト171の直線運動量を制御する構成のため、機械的な検出機構を用いて負荷駆動時と無負荷駆動時とを検出し、それに基づきカウンタウェイト171の直線運動量を変化させる従来方式に比べて、制振制御システムを簡易化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the load current of the
なお上述した第3の実施形態においては、負荷駆動時と無負荷駆動時とのそれぞれにおいて、カウンタウェイト171の直線運動量を変化させることで負荷駆動時と無負荷駆動時のそれぞれに対応する制振を行う構成としたが、この直線運動量(ストローク量)を変化させる構成に変え、第1の実施形態で説明したように、カウンタウェイト171の直線運動数(ストローク数)を変える構成に変更してもよい。すなわち、負荷駆動時には駆動モータ121を所定の回転数で駆動することによってカウンタウェイト171を負荷駆動時の振動に対応した所定の直線運動数で駆動する一方、無負荷駆動時には駆動モータ121を負荷駆動時の回転数よりも低い回転数で駆動することによってカウンタウェイト171を負荷駆動時の直線運動数よりも低い直線運動数で駆動する構成、あるいは駆動モータ121の回転数を変えずにカウンタウェイト171の直線運動数のみを、たとえば減速手段を介して落とすことによってカウンタウェイト171を負荷駆動時の直線運動数よりも低い直線運動数で駆動する構成にしてもよい。
また上述した各実施の形態では、駆動モータ321,121の負荷電流の変化を見て負荷駆動状態と無負荷駆動状態とを検出する構成としたが、負荷状態の検出手段いついては、これに限るものではなく、例えば適宜センサを用いて検出する方式に変更してもよい。
また第1の実施形態では、動吸振器371のウェイト375を積極的に駆動させることによって当該動吸振器371を強制加振する手段として、クランク室367内の圧力を利用したが、これに変え、ウェイト375を積極的に駆動させることによって当該動吸振器371を強制加振する手段として、クランク機構等のような駆動モータ321の回転出力を直線運動に変換する駆動機構を用いてウェイト375を駆動する構成としてもよい。そして、負荷駆動時には、駆動モータ321を所定の回転数で回転することによって動吸振器371に所定の駆動量を与え、無負荷時には、駆動モータ321の回転数を負荷駆動時の回転数よりも遅い回転数で回転することによって動吸振器371に負荷駆動時とは異なる駆動量を与える構成とされる。
In the third embodiment described above, vibration control corresponding to each of load driving and no load driving is performed by changing the linear momentum of the
In each of the above-described embodiments, the load driving state and the no-load driving state are detected by looking at the changes in the load currents of the
In the first embodiment, the pressure in the
101 電動ハンマ
103 ハンマ本体部
105 モータハウジング
107 ギアハウジング
108 ハウジングキャップ
109 ハンマビット取付チャック
111 ハンドグリップ
113 ハンマビット
121 駆動モータ
123 出力軸
125 出力軸ギア部
131 クランク機構
133 エアシリンダ機構
134 ストライカ(打撃子)
135 打撃力伝達機構
136 インパクトボルト
137 ツールホルダ
141 変速ギア
143 ギアシャフト
145 ギアシャフト支持ベアリング
147 クランクピン
147a 先端ピン部
159 クランクアーム
161 連接ピン
163 ピストン(駆動子)
165 シリンダ
165a 空気バネ室
171 カウンタウェイト(制振機構)
171a 長孔
171b ガイド孔
172 ガイドピン
173 カウンタウェイト駆動機構
175 外歯付インターナルギア
175a 内歯
175b 外歯
177 アイドルギア
177a 軸部
179 遊星歯車
179a 軸部
181 キャリア
181a 係合凹部
182 キャリア支持ベアリング
183 カウンタウェイト駆動ピン
185 運動量可変機構
187 中間ギア
189 運動量可変ギア
191 ウォームホイール
193 ウォームギア
195 補助モータ
197 第1センサ
198 第2センサ
199 磁石
211 動吸振器(制振機構)
213 筒体(本体部)
215 ウェイト
217 付勢バネ(弾性要素)
219 第1作動室
221 第2作動室
223 ソレノイド
225 フレーム
227 ソレノイドコイル
301 電動ハンマ
303 ハンマ本体部
305 モータハウジング
307 ギアハウジング
308 ハウジングキャップ
309 ハンマビット取付チャック
311 ハンドグリップ
313 ハンマビット
321 駆動モータ
323 出力軸
325 出力軸ギア部
331 クランク機構
333 エアシリンダ機構
334 ストライカ(打撃子)
335 打撃力伝達機構
336 インパクトボルト
337 ツールホルダ
341 変速ギア
343 ギアシャフト
345 ギアシャフト支持ベアリング
347 クランクピン
347a 先端ピン部
359 クランクアーム
361 連接ピン
363 ピストン(駆動子)
365 シリンダ
365a 空気バネ室
367 クランク室
371 動吸振器(制振機構)
373 筒体(本体部)
375 ウェイト
377 付勢バネ(弾性要素)
379 第1作動室
381 第2作動室
383 第1連通部
385 第2連通部
101
135 Impact
165
171a
213 cylinder (main body)
215
219
335 Impact
365
373 cylinder (main body)
375
379
Claims (3)
駆動モータと、
前記駆動モータにより駆動されて前記ハンマビットに打撃力を加える打撃子と、
前記ハンマ作業時に発生する振動の制振を行う制振機構と、を有する電動ハンマであって、
前記ハンマ作業時において、前記制振機構が、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用する当該ハンマビットの負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第1のモードと、前記制振機構が、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用しない当該ハンマビットの無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第2のモードとの間で、前記制振機構に与える駆動量を変化させるよう構成されており、
前記制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されて前記ハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成され、
前記動吸振器は、前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換する駆動機構によって前記ウェイトが直線移動される構成とされ、
前記第1のモードでは、前記駆動モータを所定の回転数で回転することによって前記動吸振器に所定の駆動量を与え、前記第2のモードでは、前記駆動モータの回転数を前記第1のモード時の回転数よりも遅い回転数で回転することによって前記動吸振器に前記第1のモード時とは異なる駆動量を与えることを特徴とする電動ハンマ。 A hammer bit that performs a hammer operation on a workpiece;
A drive motor;
A striker that is driven by the drive motor and applies a striking force to the hammer bit;
An electric hammer having a damping mechanism for damping vibrations generated during the hammer operation,
During the hammering operation, the vibration damping mechanism optimizes vibration damping by generating vibration corresponding to vibration during load driving of the hammer bit in which an external force acts on the hammer bit from the workpiece side. The first mode and the vibration suppression mechanism optimize vibration suppression by generating vibration corresponding to vibration during no-load driving of the hammer bit from which no external force acts on the hammer bit from the workpiece side The amount of drive given to the vibration damping mechanism is changed between the second mode and the second mode .
The vibration damping mechanism includes a main body portion, a weight housed in the main body portion and linearly movable in the longitudinal direction of the hammer bit, and an elastic element that connects the weight to the main body portion. Configured as
The dynamic vibration absorber is configured such that the weight is linearly moved by a drive mechanism that converts a rotational output of the drive motor into a linear motion,
In the first mode, a predetermined drive amount is given to the dynamic vibration absorber by rotating the drive motor at a predetermined rotation speed. In the second mode, the rotation speed of the drive motor is set to the first vibration speed. An electric hammer characterized in that a drive amount different from that in the first mode is given to the dynamic vibration absorber by rotating at a rotation speed slower than that in the mode .
駆動モータと、
前記駆動モータにより駆動されて前記ハンマビットに打撃力を加える打撃子と、
前記ハンマ作業時に発生する振動の制振を行う制振機構と、を有する電動ハンマであって、
前記ハンマ作業時において、前記制振機構が、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用する当該ハンマビットの負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第1のモードと、前記制振機構が、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用しない当該ハンマビットの無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第2のモードとの間で、前記制振機構に与える駆動量を変化させるよう構成されており、
前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換して前記打撃子に伝達する運動変換機構を収容するとともに、当該運動変換機構の駆動に伴う容積の増減によって圧力が周期的に変動する運動変換機構室を有し、
前記制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されて前記ハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成され、
前記動吸振器は、前記運動変換機構室から前記本体部内に導入される圧力によって前記ウェイトが直線移動される構成とされ、
前記第1のモードでは、前記駆動モータを所定の回転数で回転することによって前記動吸振器に所定の駆動量を与え、前記第2のモードでは、前記駆動モータの回転数を前記第1のモード時の回転数よりも遅い回転数で回転することによって前記動吸振器に前記第1のモード時とは異なる駆動量を与えることを特徴とする電動ハンマ。 A hammer bit that performs a hammer operation on a workpiece;
A drive motor;
A striker that is driven by the drive motor and applies a striking force to the hammer bit;
An electric hammer having a damping mechanism for damping vibrations generated during the hammer operation,
During the hammering operation, the vibration damping mechanism optimizes vibration damping by generating vibration corresponding to vibration during load driving of the hammer bit in which an external force acts on the hammer bit from the workpiece side. The first mode and the vibration suppression mechanism optimize vibration suppression by generating vibration corresponding to vibration during no-load driving of the hammer bit from which no external force acts on the hammer bit from the workpiece side The amount of drive given to the vibration damping mechanism is changed between the second mode and the second mode.
A motion conversion mechanism chamber that houses a motion conversion mechanism that converts the rotational output of the drive motor into a linear motion and transmits the linear motion to the striker, and in which the pressure periodically varies as the volume of the motion conversion mechanism increases and decreases. Have
The vibration damping mechanism includes a main body portion, a weight housed in the main body portion and linearly movable in the longitudinal direction of the hammer bit, and an elastic element that connects the weight to the main body portion. Configured as
The dynamic vibration absorber is configured such that the weight is linearly moved by pressure introduced from the motion conversion mechanism chamber into the main body.
In the first mode, a predetermined drive amount is given to the dynamic vibration absorber by rotating the drive motor at a predetermined rotation speed. In the second mode, the rotation speed of the drive motor is set to the first vibration speed. An electric hammer characterized in that a drive amount different from that in the first mode is given to the dynamic vibration absorber by rotating at a rotation speed slower than that in the mode.
駆動モータと、
前記駆動モータにより駆動されて前記ハンマビットに打撃力を加える打撃子と、
前記ハンマ作業時に発生する振動の制振を行う制振機構と、を有する電動ハンマであって、
前記ハンマ作業時において、前記制振機構が、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用する当該ハンマビットの負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第1のモードと、前記制振機構が、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用しない当該ハンマビットの無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する第2のモードとの間で、前記制振機構に与える駆動量を変化させるよう構成されており、
前記制振機構は、前記駆動モータにより駆動されて前記ハンマビット長軸方向の直線運動を行うカウンタウェイトして構成され、
前記第1のモードでは、前記駆動モータを所定の回転数で回転することによって前記カウンタウェイトを駆動し、前記第2のモードでは、前記駆動モータを前記負荷駆動時の回転数よりも低い回転数で回転することによって前記カウンタウェイトを駆動することを特徴とする電動ハンマ。 A hammer bit that performs a hammer operation on a workpiece;
A drive motor;
A striker that is driven by the drive motor and applies a striking force to the hammer bit;
An electric hammer having a damping mechanism for damping vibrations generated during the hammer operation,
During the hammering operation, the vibration damping mechanism optimizes vibration damping by generating vibration corresponding to vibration during load driving of the hammer bit in which an external force acts on the hammer bit from the workpiece side. The first mode and the vibration suppression mechanism optimize vibration suppression by generating vibration corresponding to vibration during no-load driving of the hammer bit from which no external force acts on the hammer bit from the workpiece side The amount of drive given to the vibration damping mechanism is changed between the second mode and the second mode.
The vibration damping mechanism is configured as a counterweight that is driven by the drive motor to perform a linear motion in the long axis direction of the hammer bit,
In the first mode, the counterweight is driven by rotating the drive motor at a predetermined rotation speed. In the second mode, the rotation speed of the drive motor is lower than the rotation speed when driving the load. An electric hammer characterized in that the counterweight is driven by rotating at.
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