JP5678196B2 - 手持ち式工作機械用の機械式打撃機構 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、少なくとも１つの駆動カムが設けられた打撃体と、少なくとも１つの被駆動カムが設けられた被駆動軸とを有する機械式打撃機構を備え、前記被駆動軸は、工具を受容する工具チャックに結合されており、前記駆動カムは、前記機械式打撃機構の打撃運転時に、前記被駆動カムを打撃駆動するように形成されている、手持ち式工作機械に関する。

ＤＥ２０２００６０１４８５０Ｕ１号明細書により公知のロータリインパクトドライバとして形成されたこのような形式の手持ち式工作機械は、打撃体と被駆動軸とを備えた機械式打撃機構を有している。このロータリインパクトドライバの非打撃運転時には、打撃体に形成された駆動カムは、打撃体の回転運動が被駆動軸に伝達されるように、被駆動軸に設けられた被駆動カムに作用する。このロータリインパクトドライバ若しくは打撃機構の打撃運転時には、駆動カムは被駆動カムを、対応する回転方向で打撃力を与えるように駆動し、この場合、相応の打撃発生させる際には、それぞれ駆動カムがハンマの形式で対応する被駆動カムを打撃する。

この先行技術の欠点は、一方では、打撃機構の打撃運転の際の打撃発生により手持ち式工作機械に振動が生じることであり、他方では、好ましくないノイズ発生である。従って、このような形式の手持ち式工作機械を使用する際に快適性が損なわれる。

発明の開示
そこで本発明の課題は、打撃運転時のノイズ発生を少なくとも低減することのできる機械式打撃機構を有した手持ち式工作機械を提供することである。

この課題は、少なくとも１つの駆動カムが設けられた打撃体と、少なくとも１つの被駆動カムが設けられた被駆動軸とを有する機械式打撃機構を備え、前記被駆動軸は、工具を受容する工具チャックに結合されている手持ち式工作機械により解決される。前記駆動カムは、機械式打撃機構の打撃運転時に、前記被駆動カムを打撃駆動するように形成されている。駆動カムを備えた前記打撃体は、前記被駆動軸の前記工具チャックから離れる方向の軸方向に見て、前記被駆動カムの手前に配置されている。

従って、本発明によれば、工具チャックから離れる方向の軸方向、即ち、被駆動軸を駆動するために設けられた伝動装置又は駆動モータの方向での打撃発生により、打撃発生時に生じる手持ち式工作機械の振動を少なくとも低減することのできる、機械式打撃機構を備えた手持ち式工作機械を提供することができる。

前記被駆動軸は、好ましくはポット状の駆動体によって駆動可能であって、該駆動体は前記被駆動軸を少なくとも部分的に取り囲んで中空室を形成しており、該中空室内に、前記打撃体が軸方向摺動可能に前記被駆動軸上に配置されている。

従って、打撃発生はポット状の駆動体の内側で行われ、従ってこの駆動体は、打撃発生時のノイズ低減のための緩衝部材として働く。

一実施形態によれば、打撃体は、前記中空室内に配置されたばねエレメントによって、被駆動カムの方向で付勢されている。この被駆動カムの方向とは、被駆動軸の、工具チャックとは離れる方向の軸方向に相当する。

従って、簡単な形式で、工具チャックから所定の間隔を置いた打撃位置で打撃を発生させることができる。

ばねエレメントは好ましくは圧縮ばねである。

従って、安定的且つ安価なばねエレメントを準備することができる。

好ましくは、駆動ユニットを駆動する伝動装置が設けられており、該伝動装置は前記駆動体に相対回動不能に結合されている。

従って、駆動体は安全且つ確実に駆動ユニットを介して駆動されることができる。

一実施形態では、前記伝動装置は遊星歯車伝動装置として形成されており、該遊星歯車伝動装置のプラネタリーキャリアが前記駆動ユニットを形成している。

従って、複雑でない堅牢な伝動装置を準備することができる。

好ましくは、打撃体は少なくとも１つの鋼球を介して駆動体に支持されている。

従って、駆動体における打撃体の軸方向の摺動は、鋼球によって簡単に行うことができる。

好ましくは、駆動体は内壁を有しており、この内壁には、少なくとも１つの鋼球をガイドする少なくとも１つの溝状の切欠が形成されている。

従って、駆動体の内壁に沿った鋼球の確実且つ安定的なガイドが可能である。

好ましくは、前記打撃体は外壁を有しており、該外壁には、少なくとも１つの前記鋼球を支承する少なくとも１つの切欠が形成されている。

従って、打撃体における鋼球の確実な支承が可能である。

少なくとも１つの前記鋼球は、前記機械的式打撃機構の打撃運転時に、前記被駆動軸及び前記駆動体に対して相対的な打撃体の回転を可能にするために、前記駆動体に設けられた溝状の切欠及び前記打撃体に設けられた切欠において可動である。

これにより、被駆動軸及び駆動体に対して相対的な打撃体の回動は簡単に行うことができる。

上記課題はさらに、少なくとも１つの駆動カムが設けられた打撃体と、少なくとも１つの被駆動カムが設けられた被駆動軸とを備え、前記被駆動軸は、工具を受容する工具チャックに結合されている、手持ち式工作機械用の機械式打撃機構により解決される。前記駆動カムは、機械式打撃機構の打撃運転時に被駆動カムを打撃駆動するように形成されている。前記駆動カムを備えた前記打撃体は、前記被駆動軸の前記工具チャックから離れる方向の軸方向に見て、前記被駆動カムの手前に配置されている。

図面の簡単な説明
次に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

一実施形態による手持ち式工作機械を使用工具と共に概略的に示した図である。 図１の手持ち式工作機械の一部を拡大して示した断面図である。 図１及び図２の駆動体を示した斜視図である。 図１及び図２の被駆動軸を示した斜視図である。 図１及び図２の打撃体を示した斜視図である。 図２の伝動装置ケーシングに支承された図１及び図２の被駆動軸の斜視図であって、この被駆動軸には、図２の打撃体と、ばねエレメントと、鋼球が配置されている。

実施例の説明
図１には、工具チャック４５０と機械式打撃機構２００が設けられた手持ち式工作機械１００が示されており、この手持ち式工作機械１００は、ハンドグリップ１２６を備えたケーシング１１０を有している。一実施形態では、この手持ち式工作機械１００には、給電網に依存しない電気供給のために、機械的かつ電気的にバッテリパック１３０を取り付けることができる。

この手持ち式工作機械１００は、例えば充電式ロータリインパクトドライバとして形成されている。しかしながら本発明は充電式ロータリインパクトドライバに限定されるものではなく、工具が回転させられる種々様々な電動工具、例えば、振動ドリル等において使用することができ、電動工具がバッテリパックを備えた給電網に依存しないものであるか、又は給電網に依存するものであるかも問わない。さらに本発明は、モータ運転される手持ち式工作機械に限定されるものではなく、一般的に図２〜図６に示したような打撃機構２００を使用することができる工具で使用可能である。

ケーシング１１０内には、バッテリパック１３０から電力供給される電気的な駆動モータ１１４と、伝動装置１１８と、打撃機構２００とが配置されている。駆動モータ１１４は例えば手動スイッチ１２８によって操作可能であり、即ち、オン・オフ可能であり、任意のタイプのモータ、例えば、電子整流モータ又は直流モータであって良い。有利には駆動モータ１１４は、反転運転可能でかつ所望の回転速度に関するプリセットを行うことができるように電子的に開ループ制御若しくは閉ループ制御可能である。適当な駆動モータの機能形式及び構成は先行技術により十分に公知であるので、ここでは明細書を簡潔にするためにこれ以上記載しない。

駆動モータ１１４は、配設されたモータ軸１１６を介して伝動装置１１８に接続されており、この伝動装置１１８はモータ軸１１６の回転を駆動ユニット１２５の回転に変換する。この変換は好ましくは、駆動ユニット１２５が、モータ軸１１６よりも増大されたトルクで、かつ減じられた回転速度で回転するように行われる。図示したように、駆動モータ１１４はモータケーシング１１５内に、伝動装置１１８は伝動装置ケーシング１１９内に配置されていて、伝動装置ケーシング１１９とモータケーシング１１５とは例えばケーシング１１０内に配置されている。

駆動ユニット１２５に接続された機械式打撃機構２００は例えば、図示した打撃機構ケーシング２２０内に配置されたロータリ打撃機構若しくは回転打撃機構であって、打撃体５００を有しており、この打撃体５００は、配設された駆動カム５１２，５１４を介して強度の高い急激な回転方向衝撃を発生させ、これを被駆動軸４００、例えば被駆動スピンドルに伝達する。しかしながら打撃機構ケーシング２２０の使用は単なる一例であり、本発明を限定するものではない。本発明はむしろ、別個の打撃機構ケーシングを有しておらず例えば手持ち式工作機械１００のケーシング１１０内に直接配置されている打撃機構においても使用することができる。打撃機構２００の構成例は、図２に示した手持ち式工作機械１００の部分１５０と関連して記載する。

図示したように、被駆動軸４００には工具チャック４５０が設けられており、この工具チャック４５０は、使用工具を受容するために好適に形成されており、オス側多角形連結部１４２を備えた使用工具１４０に接続することができる。さらに、この構成の工具チャック４５０は、択一的に又は両立的に、例えば差し込みレンチのようなメス側多角形連結部を有した使用工具にも接続することができる。使用工具１４０は例えば、工具チャック４５０の適当なメス側受容部（図２の符号４５５）内に配置されているオス側多角形連結部１４２、図示の例では八角形連結部を有したドライバビットとして形成されている。このような形式のドライバビットや適当な差し込みレンチは先行技術により十分公知であるので、明細書を簡潔にするために、詳細な説明は省く。

図２には図１の部分１５０が示されており、伝動装置ケーシング１１９内に配置された伝動装置１１８と、打撃機構ケーシング２２０を備えた、被駆動軸４００に作用結合している図１の機械式打撃機構２００とが示されている。機械式打撃機構２００は図１に記載したように、伝動装置１１８の駆動ユニット１２５に結合された駆動体３００を有しており、該駆動体３００は、打撃体５００と共に打撃機構ケーシング２２０内に配置されている。

被駆動軸４００は例えば、環状肩部２５５が設けられた軸体２５０を有しており、該軸体２５０には少なくとも１つの、図示の例では２つの被駆動カム４１２，４１４並びに図１の工具チャック４５０が形成されており、この工具チャック４５０には例えば八角形のメス側受容部４５５が設けられている。軸体２５０の、被駆動カム４１２，４１４が設けられている軸方向端部は図示したように、軸受部２７０に結合されている。一実施形態では、被駆動軸４００は、滑り軸受２８０を介して打撃機構ケーシング２２０に回転可能に支承されており、軸受部２７０を介して伝動装置ケーシング１１９に回転可能に支承されている。伝動装置ケーシング１１９と打撃機構ケーシング２２０とは図示したように互いに固定されている。

一実施形態では、伝動装置１１８は、例えば遊星歯車伝動装置の形式で形成されており、単数又は複数の遊星歯車段を有する減速伝動装置である。図示の例では、遊星歯車伝動装置１１８は、１つのサンギア２０３、複数のプラネタリーギア２０４，２０５，１つのリングギア２０８、１つのプラネタリーキャリア２０７を有した単独の遊星歯車段２０１を有しており、プラネタリーキャリア２０７は例えば図１の駆動ユニット１２５によって形成されており、駆動体３００を回転駆動するために、駆動体３００に相対回動不能に結合されている。サンギア２０３は駆動エレメント２０２によって駆動可能であって、この駆動エレメント２０２はモータ軸１１６に相対回動不能に結合されている、又はモータ軸１１６に一体結合されていて、またはモータ軸１１６とワンピースに形成することができる。サンギア２０３と駆動エレメント２０２も好ましくは一体的に形成されている。遊星歯車伝動装置の構成及び機能形式は当業者には十分公知であるので、明細書を簡潔にするために、遊星歯車伝動装置１１８の詳細は省く。

プラネタリーキャリア２０７は図示したように、プラネタリーキャリア２０７を駆動体３００に相対回動不能に取り付けるために固定装置２４０を有している。駆動体３００は、例えば、固定装置２４０と協働するために対応固定装置３４０を有している。固定装置２４０と対応固定装置３４０とは一緒に例えばプレス結合部を形成する。しかしながら、例えばクランプ結合、係止結合、歯・歯溝結合のような、プラネタリーキャリア２０７と駆動体３００との間の相対回動不能な結合を可能にする別の結合形式も可能である。

駆動体３００は例えばポット状に形成されていて、第１の軸方向端部３５１にポット底面に類似の壁３５０を有しており、該壁３５０には開口３６０が設けられている。この開口３６０は図示したように、環状カラー２５４を形成している。ポット状の駆動体３００は反対側の軸方向端部３５２に開口３０５を有しており、この開口３０５には対応固定装置３４０が形成されている。

この構成では、駆動体３００は少なくとも部分的に被駆動軸４００を取り囲んでいる。図示したようにポット状の駆動体３００は内壁３２０を有しており、中空室３１０を形成している。この中空室３１０内には、被駆動軸４００の両被駆動カム４１２，４１４を有する軸体２５０が、この軸体２５０に設けられた環状肩部２５５まで配置されているので、被駆動軸４００は回転可能であるが、軸方向で動かないように駆動体３００に配置されている。この場合、環状肩部２５５は例えば、駆動体３００に形成された環状カラー２５４に当接している。さらに中空室３１０の内側、被駆動軸４００上には例えば打撃体５００が回転可能かつ軸方向摺動可能に配置されている。

打撃体５００は例えばポット状に形成されていて、外壁５１０と底壁５５０とを有しており、これらの外壁５１０と底壁５５０とは１つの中空室５６０を形成している。底壁５５０には開口５９９が形成されており、この開口５９９を貫通して、被駆動軸４００の軸体２５０が係合している。打撃体５００は、同様に中空室３１０内に配置されたばねエレメント２４２によって、被駆動カム４１２，４１４の方向に付勢されている。この被駆動カム４１２，４１４の方向とは、被駆動軸４００の、工具チャック４５０とは離れる方向の軸方向であって、例えば符号２４４で図示されている。このために例えば、圧縮ばねとして形成されたばねエレメント２４２が好ましくは駆動体３００の環状カラー２５４若しくはポット底面に類似の壁３５０と、打撃体５００の底壁５５０との間に配置されており、ばねエレメント２４２は、図６に詳しく示されているように打撃体５００の内室５６０に係合している。

本発明によれば、打撃体５００はばねエレメント２４２によって方向２４４に付勢されていて、即ち、図１の手持ち式工作機械１００の運転中における軸方向の相応の推進方向とは逆の方向に押圧されている。この推進方向は図２では例えば符号２９９で示されている。

一実施例では、打撃体５００は少なくとも１つの連行ボールを介して駆動体３００に支持されている。図示の例では、打撃体５００は２つの鋼球２９０，２９５を介して駆動体３００に支持されている。このために駆動体３００の内壁３２０には、少なくとも１つの連行ボールをガイドするための少なくとも１つの溝状の切欠が形成されている。図示の例では、鋼球２９０をガイドするために好ましくはＶ字型の溝状の切欠３３０が、鋼球２９５をガイドするために好ましくはＶ字型の溝状の切欠３３５が設けられている。これらの切欠は以下では「Ｖ溝」とも記載する。打撃体５００の外壁５１０には、少なくとも１つの連行ボールを支承するための少なくとも１つの凹部若しくは切欠が形成されている。図示の例では、鋼球２９０を支承するために凹部若しくは切欠５３０が、鋼球２９５を支承するために凹部若しくは切欠５３５が設けられている。これらの鋼球２９０，２９５は、機械式打撃機構２００の打撃運転時に、後で記載するように、被駆動軸４００及び駆動体３００に対して相対的な打撃体５００の回転を可能にするために、Ｖ溝３３０，３３５及び凹部若しくは切欠５３０，５３５において動くことができる。

図１の手持ち式工作機械１００の通常運転では、図１の駆動ユニット１２５を形成するプラネタリーキャリア２０７が、ポット状の駆動体３００を回転駆動する。駆動体３００は鋼球２９０，２９５を介して打撃体５００を連行し、打撃体５００の駆動カム（図１、図５、図６の符号５１２，５１４）が、被駆動軸４００の被駆動カム４１２，４１４へと当接し、これにより駆動体３００は被駆動軸４００も回転させる。従って、図１の手持ち式工作機械１００の非打撃運転若しくは通常運転では、プラネタリーキャリア２０７の回転運動が駆動体３００、鋼球２９０，２９５、打撃体５００を介して被駆動軸４００に伝達される。

被駆動軸４００へのトルク要求が突然高まり、即ち、被駆動軸４００の回転運動がロックされると、機械式打撃機構２００は相応の打撃運転に移行し、この打撃運転では、駆動体３００はプラネタリーキャリア２０７によって引き続き回転される。この場合、鋼球２９０，２９５はＶ溝３３０，３３５内で動き、これにより打撃体５００はばねエレメント２４２の相応の戻し力に抗して推進方向２９９へと押され、これにより駆動カム（図１，図５，図６の符号５１２，５１４）は被駆動カム４１２，４１４上を滑り、次いで比較的大きなトルクで被駆動カム４１４，４１２に向かって加速され、これらに回転打撃を加える。

図１の手持ち式工作機械１００の反転運転時には、通常運転及び打撃運転は同様の形式で行われるので、明細書を簡潔にするために、反転運転の詳細は省く。さらに、Ｖ溝回転打撃機構の機能形式の原理は先行技術により公知であるので、打撃機構２００の機能形式のさらなる説明も省く。

図３には、図２のポット状に形成された駆動体３００が、軸方向端部３５２に形成された開口３０５と、反対側の軸方向端部３５１に形成されたポット底面に類似の壁３５０と共に示されており、この壁３５０には開口３６０が設けられている。図３には、内壁３２０に形成されたＶ溝３３０と、開口３０５の領域に設けられた対応固定装置３４０とが明示されている。

図４には、図２の被駆動軸４００が軸体２５０と、例えば八角メス側受容部４５５として形成された工具チャック４５０と共に示されている。図４には、被駆動軸４００に形成された例えば横方向被駆動カム４１２，４１４と環状肩部２５５とが明示されている。これらの被駆動カム４１２，４１４は例えばほぼ直方体形の半径方向拡大部として被駆動軸４００に一体成形されており、従って、被駆動軸４００にワンピースに結合されており、図示したように、丸く面取りされた外側縁部を有している。

図５には、例えば図１に示された駆動カム５１２，５１４を備えた図２の打撃体５００が示されている。これらの駆動カム５１２，５１４は好ましくは打撃体５００に形成されていて、例えば打撃体５００に一体成形されており、従って打撃体５００とワンピースに結合されている。図示したように、駆動カム５１２，５１４は、打撃体５００の軸方向に向けられた、台形の底面を有する角柱状の突起として形成されており、互いに平行に向けられた半径方向内側及び外側の面は、円筒状の打撃体５００の輪郭に適合させるために幾分丸みをおびて形成されている。この実施例では、駆動カム５１２，５１４は上述した通り、図１の手持ち式工作機械１００若しくは図２の機械式打撃機構２００の打撃運転の際に、図４の被駆動軸４００の被駆動カム４１２，４１４を打撃駆動するために形成されている。

さらに、図５には、例えば切欠５３０，５３５の構成例が示されている。これらの切欠５３０，５３５は図示したように、丸く面取りされた角を有するほぼ小屋状の横断面を有している。

図６には、図２の打撃機構２００と伝動装置１１８とが、図２の打撃機構ケーシング２２０なしの状態で示されている。ポット状の駆動体３００は、Ｖ溝３３５と、鋼球２９５と、切欠５３５との関係を明確にするために、この図面では部分的に、ポット底面に類似の壁３５０とＶ溝３３５のみについて鎖線で示されている。

さらに図６には、打撃体５００の内室５６０が示されており、打撃体５００を伝動装置１１８の方向に付勢するために、ばねエレメント２４２が前記内室５６０を通って打撃体５００の底壁５５０に当接している。図６にはさらに、被駆動軸４００の軸体２５０に形成された環状肩部２５５が示されている。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの駆動カム（５１２，５１４）が設けられた打撃体（５００）と、少なくとも１つの被駆動カム（４１２，４１４）が設けられた被駆動軸（４００）とを有する機械式打撃機構（２００）を備え、前記被駆動軸（４００）は、工具（１４０）を受容する工具チャック（４５０）に結合されており、前記駆動カム（５１２，５１４）は、前記機械式打撃機構（２００）の打撃運転時に、被駆動カム（４１２，４１４）を打撃駆動するように形成されている、手持ち式工作機械であって、
   前記駆動カム（５１２，５１４）を備えた前記打撃体（５００）は、前記被駆動軸（４００）の前記工具チャック（４５０）から離れる方向の軸方向（２４４）に見て、前記被駆動カム（４１２，４１４）の手前に配置されていることを特徴とする、手持ち式工作機械。
2. 前記被駆動軸（４００）は、ポット状の駆動体（３００）によって駆動可能であって、該駆動体は前記被駆動軸（４００）を少なくとも部分的に取り囲んで中空室（３１０）を形成しており、該中空室（３１０）内に、前記打撃体（５００）が軸方向摺動可能に前記被駆動軸（４００）上に配置されている、請求項１記載の手持ち式工作機械。
3. 前記打撃体（５００）は、前記中空室（３１０）内に配置されたばねエレメント（２４２）によって、前記被駆動カム（４１２，４１４）の方向に付勢されており、該被駆動カム（４１２，４１４）の方向は、前記被駆動軸（４００）の、前記工具チャック（４５０）から離れる方向の前記軸方向（２４４）に相当する、請求項２記載の手持ち式工作機械。
4. 前記ばねエレメント（２４２）は圧縮ばねである、請求項２又は３記載の手持ち式工作機械。
5. 駆動ユニット（１２５）を駆動する伝動装置（１１８）が設けられており、該伝動装置は前記駆動体（３００）に相対回動不能に結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
6. 前記伝動装置（１１８）は遊星歯車伝動装置として形成されており、該遊星歯車伝動装置のプラネタリーキャリア（２０７）が前記駆動ユニット（１２５）を形成している、請求項５記載の手持ち式工作機械。
7. 前記打撃体（５００）は、少なくとも１つの鋼球（２９０，２９５）を介して前記駆動体（３００）に支持されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
8. 前記駆動体（３００）は内壁（３２０）を有しており、該内壁には、少なくとも１つの前記鋼球（２９０，２９５）をガイドする少なくとも１つの溝状の切欠（３３０，３３５）が形成されている、請求項７記載の手持ち式工作機械。
9. 前記打撃体（５００）は外壁（５１０）を有しており、該外壁には、少なくとも１つの前記鋼球（２９０，２９５）を支承する少なくとも１つの切欠（５３０，５３５）が形成されている、請求項８記載の手持ち式工作機械。
10. 少なくとも１つの前記鋼球（２９０，２９５）は、機械的な前記打撃機構（２００）の打撃運転時に、前記被駆動軸（４００）及び前記駆動体（３００）に対して相対的な打撃体（５００）の回転を可能にするために、前記駆動体（３００）に設けられた前記溝状の切欠（３３０，３３５）及び前記打撃体（５００）に設けられた前記切欠（５３０，５３５）において可動である、請求項９記載の手持ち式工作機械。
11. 少なくとも１つの駆動カム（５１２，５１４）が設けられた打撃体（５００）と、少なくとも１つの被駆動カム（４１２，４１４）が設けられた被駆動軸（４００）とを備え、前記被駆動軸（４００）は、工具（１４０）を受容する工具チャック（４５０）に結合されており、前記駆動カム（５１２，５１４）は、機械式打撃機構（２００）の打撃運転時に、前記被駆動カム（４１２，４１４）を打撃駆動するように形成されている、手持ち式工作機械（１００）用の機械式打撃機構（２００）であって、
    前記駆動カム（５１２，５１４）を備えた前記打撃体（５００）は、前記被駆動軸（４００）の前記工具チャック（４５０）から離れる方向の軸方向（２４４）に見て、前記被駆動カム（４１２，４１４）の手前に配置されていることを特徴とする、手持ち式工作機械用の打撃機構。

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