JP4778630B2 - 打撃電動手工具装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２部分構成の打撃電動手工具装置例えば、好適には、空気動作打撃機構を有するハンマードリル又は削岩ハンマーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気動作の打撃機構を有する電動手工具は打撃を生ずるため、中空シリンダ内で相対移動可能にシールした励起ピストンと、工具軸線の方向の離れた位置で移動自在にシールした打撃手段との間におけるガス封入緩衝装置とによりもたらされる前後に往復運動を利用する。このため、電動駆動装置の回転運動を、少なくとも部分的に適当な運動転換機構、多くの場合、偏心振動体又は斜板振動体を介して、励起ピストンの往復運動に転換している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、目的に適った利用の際に、力の伝達経路において、力打撃の反動としての工具の方向の軸線方向反作用が、工具、打撃機構、運動変換機構、及びハウジングに設けた軸受に作用し、これにより、不快な振動をユーザーに与える。
【０００４】
物理学的にはばね振動系の強制的な振動振幅が知られており、特に、機械的な共振における高い振動振幅を生じたり、又は固有の振動周波数に逆向きに振幅を加えることにより著しい減衰効果を生ずることが知られている。ばね振動系の固有振動数において、簡単な打撃電動手工具装置の利用の際にユーザー自身の質量及びばね定数を加味した振動質量及びばね定数が考慮される。振動周波数としての打撃周波数に依存して電動手工具装置の振幅が決まる。
【０００５】
米国特許第３９１８５３５号には、軸線方向に移動自在の打撃機構とハウジングとの間の力の伝達経路に作用点の転移のために圧縮ばねを設け、打撃機構の軸線方向に移動自在の第１構造系を、ハウジングを有する第２構造系から部分的に振動結合を分離し、これら構造系のハウジングに対する相対運動を減衰素子により減衰することが記載されている。互いに結合された２個の振動体による不可避の振動系は、打撃機構の構造系の比較的小さい質量を有し、打撃の反動によってこの構造系は激しく振動する。ハウジングを含む第２構造系の比較的大きな質量は、固有振動周波数に依存して、小さい振動振幅の強制振動を生ずる。
【０００６】
反動エネルギの減衰は、減衰素子の介在の下での２個の構造系の相対運動により、主に減衰素子の変形エネルギとして消散する部分に依存し、また特に、変形力の振幅並びに変形移動の振幅に変化する。
【０００７】
米国特許第５９２７４０７号には、手工具装置の互いに分離した振動質量を有する構造系の振動を減少するための減衰素子として、軸線方向に減衰を生ずる６個のエラストマ構造部分を使用し、粘性的な弾性エネルギ消散を振動周波数に対して最適化することが記載されている。この対策は減衰素子なしに振幅を減少する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、振動を一層減少することができる打撃電動手工具装置を得るにある。更に、本発明は、電動手工具装置の互いに相対移動する振動が分離した２個の構造系間に磨耗の少ない駆動連鎖を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は工具の打撃運動を生ずるため、打撃機構を内蔵し、かつハウジングを有する第２構造系内に限定範囲内で工具軸線に沿って移動自在に設けた第１構造系を具えた打撃電動手工具装置において、前記第１構造系に、この第１構造系の振動方向に平行な方向に延在するロータ軸線の周りに回転自在の電動駆動装置のロータを設けたことを特徴とする。
【００１０】
工具軸線に沿って限定範囲内で軸線方向に移動自在の第１構造系は、打撃機構の近傍でこの第１構造系の振動方向に平行なロータ軸線の周りに回転自在の電動駆動装置のロータ及び好適には、運動転換駆動機構を設ける。振動が分離した第２構造系には電動駆動装置のステータ及びハウジングを設ける。
【００１１】
この構成によれば、打撃機構の質量、運動転換機構の質量、及びロータの質量を加算することにより第１構造系の質量を顕著な大きさに増大し、ステータ及びハウジングの質量並びに随意に電動駆動装置の電子回路の質量を加算してなる第２構造系の大きな質量に比することができるようにする。このようにして質量が絶対的に大きくなった第１構造系は、第１構造系の同一の反動エネルギにより生ずる振動の振幅を減少することができる。
【００１２】
このため、双方の構造系の質量比率は比較的大きい第１構造系の質量側にシフトし、双方の構造系が同一になる場合もある。双方の構造系の間に配置した減衰素子によって大部分の反動エネルギは消散し、ハウジングを有する第２構造系の振動の振幅は減少する。
【００１３】
好適な実施例においては、減衰素子は粘性的な弾性材料により構成し、これにより、電動手工具の作動温度帯域における振動周波数では多くのエネルギが消散する。
【００１４】
電動手工具の打撃動作及び／又は回転運動のための駆動連鎖には相対運動に関連して磨耗の少ない結合手段であり、ステータの回転磁界を介する回転モーメントを決定する結合手段として、軸線方向に移動自在のブラシレスロータにより構成すると好適である。特に、このブラシレスロータは機械的な伝動手段、従って、双方の構造系間の相対運動を補償するための磨耗の少ない機械的クラッチは必要がない。ブラシレスロータによれば、軸線方向移動の際に磨耗し易い集電体は不要である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１６】
図１に示すように、打撃電動手工具装置１には、軸受例えば、滑り軸受又はころ軸受により工具軸線Ａに沿って例えば、１０ｍｍの範囲内で移動自在の第１構造系であって、前後に往復移動する励起ピストン３を内蔵する打撃機構２と、１個の偏心子と２個の互いに直交する傘歯車を有する運動転換伝動機構４と、第１構造系の振動方向Ｉに平行な回転軸線Ｂの周りに回転自在でありかつ軸線方向に限定範囲内で移動自在の電動駆動機構のブラシレスロータ５とを有する第１構造系、並びに第２振動方向IIに振動する第２構造系を設け、この第２構造系は、電動駆動装置のステータ７及びこの電動駆動装置のための電子装置８を内蔵するハウジング６と、第１構造系に対して伸縮自在の弾性ばね９例えば、螺旋圧縮ばねとにより構成し、この弾性ばね９に平行に配置し粘性的な弾性材料よりなり振動方向Ｉ，IIに関連する振動を吸収する緩衝素子１０を設ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による打撃電動手工具装置の一部断面とする側面図である。
【符号の説明】
1 打撃電動手工具装置
2 偏心子
3 励起ピストン
4 運動転換伝動機構
5 ブラシレスロータ
6 ハウジング
7 ステータ
8 電子装置
9 弾性ばね
10 緩衝素子

Claims (9)

1. 少なくとも工具の打撃運動を生ずるため、打撃機構（２）を内蔵し、かつハウジング（６）を有する第２構造系内に限定範囲内で工具軸線（Ａ）に沿って移動自在に設けた第１構造系を具えた打撃電動手工具装置において、前記第１構造系に、この第１構造系の振動方向（Ｉ）に平行な方向に延在するロータ軸線（Ｂ）の周りに回転自在の電動駆動装置のロータ（５）を設け、前記第１構造系の質量及び第２構造系の質量をほぼ同一にしたことを特徴とする打撃電動手工具装置。
2. 前記第１構造系には、運動転換伝動機構を設けた請求項１記載の打撃電動手工具装置。
3. 前記第２構造系には、電動駆動装置の少なくとも１個のステータ（７）を設けた請求項１又は２記載の打撃電動手工具装置。
4. 前記第２構造系には、電動駆動装置の電子装置（８）を設けた請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の打撃電動手工具装置。
5. 前記ロータ（５）をブラシレスロータとした請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の打撃電動手工具装置。
6. 前記第１構造系を第２構造系に対して、弾性ばね（９）を介して振動結合を生じないように連結した請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の打撃電動手工具装置。
7. 前記弾性ばね（９）を緩衝素子（１０）に平行に配置した請求項６記載の打撃電動手工具装置。
8. 前記緩衝素子（１０）を粘性を有する弾性材料により構成した請求項７記載の打撃電動手工具装置。
9. 前記打撃電動手工具装置（１）の作動温度を、前記粘性弾性材料が最適な振動エネルギ消失を生ずる振動周波数となるように設定した請求項８記載の打撃電動手工具装置。

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