JPS60201809A - Vibrating twist drill - Google Patents

Vibrating twist drill

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JPS60201809A
JPS60201809A JP5703084A JP5703084A JPS60201809A JP S60201809 A JPS60201809 A JP S60201809A JP 5703084 A JP5703084 A JP 5703084A JP 5703084 A JP5703084 A JP 5703084A JP S60201809 A JPS60201809 A JP S60201809A
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JP
Japan
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hammer
spring
motor
drill
driver
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JP5703084A
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Ando
裕之 安藤
Shinji Ihara
井原 真次
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0113963B2 publication Critical patent/JPH0113963B2/ja
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    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D16/00Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D2211/06Means for driving the impulse member
    • B25D2211/068Crank-actuated impulse-driving mechanisms

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a large percussion force efficiently and prevent the transmission of vibration onto hands by a small-sized apparatus by transmitting the reciprocative movement of a driving element to a hammer through a mechanical spring. CONSTITUTION:A twist-drill bit 9 is installed at the front edge of a body housing 1. An eccentric pin 24 projecting from the upper edge of a connecting shaft 23 is engaged with the elliptical hole 27 at the rear edge of a rod ring 26 extending from the rear edge of a driving element 4 through a bearing. The driving element 4 is moved in reciprocation in the axial direction by the revolution of a motor 2, and since an intermediate hammer 18 and the twist-drill bit 9 positioned before the hammer 18 are accommodated into an output shaft 4, a hammer 6 which receives the reciprocative movement of the driving element 4 through a coil spring 5 hits the rear edge of the intermediate hammer 18 and transmits the percussion force onto the bit 9. Thus, a large percussion force can be obtained efficiently by a small-sized apparatus.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明はドリルビットを回転させると同時に軸方向にも
駆動して打撃作用も与える震動ドリルに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a vibratory drill that rotates a drill bit and simultaneously drives it in the axial direction to provide a striking action.

[背景技術] この震動ドリルとしては、特公昭53−46761号公
報に示されたピストンハンマ一式のものや、特開昭48
−53383号公報に示されたクチ1フ1式のものがあ
る。前者は第15図にも示すようにモータ2の回転を偏
心カム軸24とコネクティングロッド39とによりシリ
ング−8内のピストン4′の往復動に変換し、更にピス
トン4゛の動作を空気室50の空気ばねを介して出力軸
7の打撃用の7リーハンマー6に伝えるとともに、上記
モータ2の回転運動をギア及びシリング−8を介して出
力軸7に伝えるものである。このものにおいては空気ば
ねが介在することがら、振動が作業者に伝わりにくいと
いう特性を有しているものの、空気室50を密閉してお
かなくてはピストン4゛の運動エネルギーを効率良くフ
リーハンマー〇に伝えることができない。従ってピスト
ン4゛及びフリーハンマー6のシール83が極めて重要
な存在なわけである。そして動作中、殊に7リーハンマ
ー6が出力軸7を打撃する直前の空気室50の圧力は2
000 Kg/ cI112にも達することがらこれら
シール81とシリング−8内面との接触圧もかなり高く
しておかなくてはならない。このためにピストン4′や
フリーハンマー6を円滑に駆動するためには大きな動力
が必要となっており、大型で大出力の、通常400W以
上のモータ2を使用する必要がある。また摺動部の信頼
性や寿命を向上させるために、油潤滑が必要でこれ故に
シール機構も複雑となり、モータ2のこともあって大型
大重量となりやすく、使い勝手が悪い。
[Background Art] This vibratory drill includes a piston hammer set shown in Japanese Patent Publication No. 53-46761, and
There is a type of one-tip and one-piece type shown in Japanese Patent No. 53383. In the former case, as shown in FIG. 15, the rotation of the motor 2 is converted into a reciprocating motion of a piston 4' in a sill-8 by an eccentric camshaft 24 and a connecting rod 39, and the movement of the piston 4' is converted into a reciprocating motion of a piston 4' in an air chamber 50. The rotational motion of the motor 2 is transmitted to the hitting hammer 6 of the output shaft 7 through the air spring, and the rotational motion of the motor 2 is transmitted to the output shaft 7 through the gear and the shilling 8. Since this device uses an air spring, it has the characteristic that vibrations are not easily transmitted to the operator. I can't tell 〇. Therefore, the seals 83 of the piston 4' and the free hammer 6 are extremely important. During operation, especially just before the 7-lead hammer 6 hits the output shaft 7, the pressure in the air chamber 50 is 2.
000 Kg/cI112, the contact pressure between these seals 81 and the inner surface of Schilling-8 must also be kept quite high. Therefore, in order to smoothly drive the piston 4' and the free hammer 6, a large amount of power is required, and it is necessary to use a large-sized, high-output motor 2, usually 400 W or more. Furthermore, in order to improve the reliability and life of the sliding parts, oil lubrication is required, which makes the sealing mechanism complicated, and because of the motor 2, it tends to be large and heavy, making it difficult to use.

ラチェット式のものは第16図にも示すように、一対の
ラチェツト板85.86を相対させるとともに、出力軸
7に固着された一方のラチェツト板85をギアを介して
モータ2に接続し、他方のラチェツト板86を回転不能
として本体ハウジング1に固定したものであって、出力
軸7に取り付けられるドリルビットを材料に押し付ける
際の圧力と、両ラチェット板85.86の係合とを利用
して回転駆動される出力軸に軸方向の微振動を与える構
造である。しかしこのものにおいても次のような問題点
を有している。すなわち、打撃力ではなく、微振動を利
用することから、その穿孔能力が上記ピストンハンマ一
式のものに比して1/3乃至1/4と小さく、たとえば
モルタル等の骨材を含まない材料であれば孔明けが可能
であるものの、骨材が入ったコンクリートの場合には能
力不足で孔明けに要する時間が極めて長くなる。またモ
ータ2をIKW程度の能力のものとするなら骨材に当た
っても孔を明けることがでこるが、本体重量が5〜6K
gにもなり、いずれにしろ使い勝手が非常に悪くなる。
As shown in FIG. 16, the ratchet type has a pair of ratchet plates 85 and 86 facing each other, and one ratchet plate 85 fixed to the output shaft 7 is connected to the motor 2 via a gear, and the other ratchet plate 85 is connected to the motor 2 through a gear. The ratchet plate 86 is fixed to the main body housing 1 in a non-rotatable manner, and the pressure when pressing the drill bit attached to the output shaft 7 against the material and the engagement of both ratchet plates 85 and 86 are used. This structure provides slight axial vibration to the rotationally driven output shaft. However, this method also has the following problems. In other words, since it uses micro-vibration rather than impact force, its drilling capacity is 1/3 to 1/4 smaller than that of the above-mentioned piston hammer set. If there is, it is possible to drill holes, but in the case of concrete containing aggregate, the capacity is insufficient and the time required to drill holes becomes extremely long. Also, if the motor 2 has a capacity of about IKW, it will be possible to make a hole even if it hits the aggregate, but the main body weight will be 5 to 6K.
g, making it extremely difficult to use.

更には孔明は時にドリルビットからの微振動の反力が固
定されているラチェツト板86を通じて手に伝わり、手
がしびれることから長時間の作業に耐えることができず
、更には手で本体を押してドリルビットを材料に押し付
けることによって初めて微振動が得られるとともにこの
微振動は押し付ける力に比例するのであるから、手゛に
伝わる反力もこれに比例して大きくなるものであるとと
もに、天井への孔明けのように足場が不安定なところで
は非常に使いにくく、実用には耐えられない。
Furthermore, Komei sometimes felt that the reaction force from the slight vibrations from the drill bit was transmitted to his hands through the fixed ratchet plate 86, making his hands numb and unable to withstand long hours of work, and even pushing the main body with his hands. Only when you press the drill bit against the material do you get micro-vibrations, and since these micro-vibrations are proportional to the pressing force, the reaction force transmitted to your hand also increases in proportion to this, and it also makes it difficult to drill holes into the ceiling. It is extremely difficult to use in places like Akari where the footing is unstable, and it is not practical.

[発明の目的] 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは小型で効率良く大きな打撃力を与え
ることがで与るとともに、振動が手に伝わり難くて疲れ
にくい震動ドリルを提供するにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a small and efficient impact force that can be applied efficiently, while also making it difficult for vibrations to be transmitted to the hand. To provide a vibration drill that is less tiring.

[発明の開示1 しかして本発明はモータにて回転駆動される出力部と、
出力部を打撃するハンマーと、上記モータにて往復駆動
される駆動子と、駆動子とハンマーとを連結するととも
にハンマーを出力部側に向けて付勢する機械的ぼねとを
備えていることに特徴を有しているものであり、機械的
ばねに蓄積されるエネルギーを利用することで効率の高
い打撃力を得るとともに機械的ばねにより振動の吸収を
行なうようにしたものである。
[Disclosure 1 of the Invention The present invention provides an output section rotationally driven by a motor,
It is equipped with a hammer that strikes the output section, a driver that is reciprocated by the motor, and a mechanical spring that connects the driver and the hammer and urges the hammer toward the output section. It has the following characteristics: it uses the energy stored in the mechanical spring to obtain a highly efficient impact force, and also uses the mechanical spring to absorb vibrations.

以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、本体
ハウジング1はその前端にドリルビット9が装着される
ものであって、後端はハンドル11となっており、この
ハンドル11の下方には蓄電池13の収納室とされ、前
端下部には補助ハンドル12が設けられている。14は
スイッチ、1.5はスイッチハンドルであり、ハンドル
11を握る手で繰作することができるようにされている
The present invention will be described in detail below based on the illustrated embodiment.The main body housing 1 has a drill bit 9 attached to its front end, and a handle 11 at its rear end. is a storage chamber for a storage battery 13, and an auxiliary handle 12 is provided at the lower part of the front end. 14 is a switch, and 1.5 is a switch handle, which can be operated by the hand holding the handle 11.

モータ2は本体ハウジング1の中央下部にその軸方向が
上下方向とされた状態でフレーム3に固着されて収納さ
れており、その出力軸20にピニオン21と傘歯車31
とが取り付けられている。ピニオン21は回転自在に支
持されている連結軸23一端のギア22と噛み合ってお
り、傘歯車31は軸方向が前後とされている中間軸33
後端に設けられた傘歯車32と噛み合っている。そして
本体ハウジング1の前部にはフレーム3に固着された円
筒状シリンダー8と、このシリンダー8の前方に回転自
在に支持された筒状の出力軸7とが納められており、中
間軸33と平行なシリンダー8内には駆動子4とハンマ
ー6及びこの両者をつなぐコイルばね5が収納されてい
る。シリンダー8内の後部に位置する駆動子4は、シリ
ンダー8後端のエンドプレート82を軸受29で軸方向
に摺動自在に支持されて貫通している駆動軸25の前端
に、駆動軸25の軸まわりに回転自在となるように設け
られているものであって、その外周面に設けられている
ねじ溝40にフィルばね5の後端が第2図に示すように
螺合しており、またこのコイルばね5の前端が螺合する
ねじ溝60を有するハンマー6はシリング−8内面に摺
接するように配されている。上記駆動子4はその後端か
らロッドリング26が後方へと延出されており、ロッド
リング26後端の横長の長孔27には前記連結軸23上
端から突設されている偏心ピン24がベアリングを介し
て係合している。モータ2の回転を受けて駆動子4は軸
方向の往復動を行なうわけである。そして上記出力軸7
内には中間ハンマー18とこれの前方に位置するドリル
ビット9とが納められていることから、駆動子4の往復
動をコイルばね5を通じて受けるハンマー6は中間ハン
マー18後端を打撃することにより、ドリルビット9に
、打撃力を伝えるものである。
The motor 2 is housed in the lower center of the main body housing 1, fixed to the frame 3 with its axis oriented vertically, and has a pinion 21 and a bevel gear 31 on its output shaft 20.
is attached. The pinion 21 meshes with a gear 22 at one end of a rotatably supported connecting shaft 23, and the bevel gear 31 is connected to an intermediate shaft 33 whose axial direction is front and rear.
It meshes with a bevel gear 32 provided at the rear end. A cylindrical cylinder 8 fixed to the frame 3 and a cylindrical output shaft 7 rotatably supported in front of the cylinder 8 are housed in the front part of the main body housing 1. A drive element 4, a hammer 6, and a coil spring 5 connecting the two are housed in a parallel cylinder 8. The drive element 4 located at the rear of the cylinder 8 is attached to the front end of the drive shaft 25, which passes through an end plate 82 at the rear end of the cylinder 8 and is slidably supported in the axial direction by a bearing 29. The fill spring 5 is provided so as to be rotatable around an axis, and the rear end of the fill spring 5 is screwed into a thread groove 40 provided on the outer peripheral surface of the fill spring 5 as shown in FIG. Further, a hammer 6 having a threaded groove 60 into which the front end of the coil spring 5 is screwed is arranged so as to be in sliding contact with the inner surface of the sill-8. A rod ring 26 extends rearward from the rear end of the driver 4, and an eccentric pin 24 protruding from the upper end of the connecting shaft 23 is attached to a horizontally long hole 27 at the rear end of the rod ring 26. are engaged through. In response to the rotation of the motor 2, the driver 4 reciprocates in the axial direction. And the output shaft 7
Since the intermediate hammer 18 and the drill bit 9 located in front of the intermediate hammer 18 are housed inside, the hammer 6, which receives the reciprocating motion of the driver 4 through the coil spring 5, hits the rear end of the intermediate hammer 18. , which transmits impact force to the drill bit 9.

一方前記傘歯車31及び傘歯車32を通してモータ2の
回転が伝えられる中間軸33はその前端に備えたピニオ
ン34を出力軸7に設けられたギア35と噛み合わせて
おり、出力軸7を回転駆動することができるようにされ
ている。また出力軸7へのドリルビット9の装着は、ド
リルビット9の基端に設けた軸方向に長い長溝90を出
力軸7内面に突出するボール19を係合させることで行
なっており、このために出力軸7とともにドリルビット
9が回転するものである。
On the other hand, the intermediate shaft 33 to which the rotation of the motor 2 is transmitted through the bevel gears 31 and 32 has a pinion 34 provided at its front end meshing with a gear 35 provided on the output shaft 7 to drive the output shaft 7 in rotation. Being able to do so. The drill bit 9 is attached to the output shaft 7 by engaging a ball 19 protruding from the inner surface of the output shaft 7 with an axially long groove 90 provided at the base end of the drill bit 9. The drill bit 9 rotates together with the output shaft 7.

上述したところから明らかなように、この震動ドリルに
おいてはモータ2を回転させると、ドリルビット9は中
間軸33からの回転力を受けて回転するとともに、駆動
子4の往復動をコイルばね5、ハンマー6及び中間ハン
マー18を介して打撃力として受けてボール19と長溝
90との係合範囲内において軸方向に駆動されるもので
ある。
As is clear from the above, in this vibratory drill, when the motor 2 is rotated, the drill bit 9 receives rotational force from the intermediate shaft 33 and rotates, and the reciprocating motion of the driver 4 is controlled by the coil spring 5. It receives impact force via the hammer 6 and the intermediate hammer 18 and is driven in the axial direction within the engagement range between the ball 19 and the long groove 90.

第5図はハンマー6が中間ハンマー18を打撃した時点
を示している。ここにおける駆動子4とフィルばね5と
ハンマー6との動作について第6図に基づいて更に詳し
く説明すると、同図(a)は駆動子4が後退を開始した
状態を示しており、コイルばね5には引張力が作用して
いる。この状態から同図(b)に示すように更に駆動子
4が後退しても、ハンマー6がその慣性で残るためにコ
イルばね5が伸びる。そして駆動子4がその往復動スト
ロークの後端に達するころには同図(C)に示すように
ハンマー6が引っ張られて後退を始め、駆動子4が前進
を始めた時には同図(d)に示すように駆動子4とハン
マー6の移動方向が逆となるためにフィルばね5が圧縮
され、エネルギーが蓄えられる。そして駆動子4が更に
前進すれば、ノ1ンマー6はコイルばね5を介して受け
る駆動子4の動外にコイルばね5に蓄えられたエネルギ
ーが加えられた状態で前進して、前端をドリルビット9
に当接させている中間ハンマー18の後端面に衝突スル
。駆動子4とハンマー6との動きを第7図に示す。横軸
は時間、縦軸は変位量である。駆動子4のサインカーブ
で示される動きに対してノ1ンマー6は少し位相が遅れ
た略三角波形を描く運動を行なう。またハンマー6の中
間ノ1ンマー18を打撃するための前進時の動きと後退
時の動きとを比ヘルと、後退時にはコイルばね5を圧縮
することから遅く、前進時にはフィルばね5に蓄えられ
たエネルギーが付加されることから速くなっており、強
力な打撃力が得られるものである。図中Tは打撃区間を
示す。
FIG. 5 shows the point in time when the hammer 6 hits the intermediate hammer 18. The operations of the driver element 4, fill spring 5, and hammer 6 here will be explained in more detail based on FIG. 6. FIG. A tensile force is acting on the Even if the drive element 4 is further retreated from this state as shown in FIG. 4(b), the coil spring 5 is extended because the hammer 6 remains due to its inertia. When the driver 4 reaches the rear end of its reciprocating stroke, the hammer 6 is pulled and begins to move backward as shown in FIG. As shown in FIG. 2, since the moving directions of the driver 4 and the hammer 6 are opposite, the fill spring 5 is compressed and energy is stored. When the driver 4 moves further forward, the hammer 6 moves forward with the energy stored in the coil spring 5 being applied to the movement of the driver 4 received via the coil spring 5, and drills the front end. Bit 9
It collides with the rear end surface of the intermediate hammer 18 which is in contact with the hammer. The movement of the driver 4 and the hammer 6 is shown in FIG. The horizontal axis is time and the vertical axis is displacement. The controller 6 moves in a substantially triangular waveform with a slightly delayed phase relative to the movement of the driver 4 shown by the sine curve. In addition, the forward motion for striking the intermediate hammer 18 of the hammer 6 and the backward motion are compared; when moving backward, the coil spring 5 is compressed, so it is slow, and when moving forward, the force is stored in the fill spring 5. It is faster due to the addition of energy, and provides a powerful striking force. In the figure, T indicates a hitting section.

またここにおける打撃力は、フィルばね5とハンマー6
とで形成される系の共振を利用することで一段と大きい
ものとなる。この点について説明すると、今、フィルば
ね5のばね定数をに、ハンマー6の質量をMとすると、
上記系の固有振動数f、(c/s)は fo=(1/2
1r )(k/M)”” となる。またモータ2により
往復駆動される駆動子4の振動数をr、ハンマー6の振
幅をX。、駆動子4の振幅をXとすると、第8図に実線
で示すようにf/f、の値が共振点である1となるとぎ
に、X/X、の値が最大となるわけであり、この共振を
利用することで、つまりはf/f、=1と設定すること
で打撃力を最大限に高めることができるものである。た
だしこの震動ドリルにおいては、その電源が蓄電池13
であって、電源電圧が第引世に示すように使用するにつ
れて低下し、これにつれて第11図に示すようにモータ
2の回転、数NとトルクTとが共に低下することと、ハ
ンマー6及びコイルばね5の系におけるハンマー6の質
量Mは衝突により見掛は上小さくなり、第8図に破線で
示すように固有振動数も実際には上記理論値よりも小さ
くなる。
Also, the impact force here is the fill spring 5 and the hammer 6.
By utilizing the resonance of the system formed by this, it becomes even larger. To explain this point, let us assume that the spring constant of the fill spring 5 is , and the mass of the hammer 6 is M.
The natural frequency f, (c/s) of the above system is fo = (1/2
1r)(k/M)"". Further, the frequency of the driver 4 reciprocally driven by the motor 2 is r, and the amplitude of the hammer 6 is X. , when the amplitude of the driver 4 is X, the value of X/X becomes maximum when the value of f/f reaches 1, which is the resonance point, as shown by the solid line in Fig. 8. By utilizing this resonance, that is, by setting f/f = 1, the impact force can be maximized. However, in this vibrating drill, its power source is the storage battery 13.
As shown in FIG. 11, the power supply voltage decreases as the power supply voltage is used, and as a result, as shown in FIG. The mass M of the hammer 6 in the system of the spring 5 becomes apparently smaller due to the collision, and the natural frequency actually becomes smaller than the above-mentioned theoretical value, as shown by the broken line in FIG.

これらの点を考慮すると、蓄電池13がフル充電された
状態でf/fo〜1としておくのが好ましい。
Considering these points, it is preferable to set f/fo to 1 when the storage battery 13 is fully charged.

この場合、蓄電池13がフル充電されている時には実際
上f/fo>1となり、蓄電池13の電圧が低下してモ
ータ2のパワーが低下するに従い、つまりは駆動子4の
振動数fが小さくなるに従い、実際上のf/f、の値は
共振点である1に近づく。すなわち蓄電池13がフル充
電されていてモータ2のパワーが最大の時には共振点よ
り少しずらせておいてハンマー6の振幅を少し小さく保
ち、蓄電池13の電圧が低下してモータ2のパワーが低
下するに従いハンマ−6振幅が太き(なるようにしてお
(ものである。この結果、蓄電池13の電圧低下に関係
なく、常にほぼ同じ値の衝撃力を得ることがで軽るもの
である。ちなみにドリルビット9の回転はもちろん破砕
にも関与するが、打撃によって砕かれたコンクリート等
の切粉を孔外に排出することにも利用される。
In this case, when the storage battery 13 is fully charged, actually f/fo>1, and as the voltage of the storage battery 13 decreases and the power of the motor 2 decreases, that is, the frequency f of the driver 4 decreases. Accordingly, the actual value of f/f approaches 1, which is the resonance point. That is, when the storage battery 13 is fully charged and the power of the motor 2 is at its maximum, the amplitude of the hammer 6 is kept slightly smaller by shifting it slightly from the resonance point, and as the voltage of the storage battery 13 decreases and the power of the motor 2 decreases. The amplitude of the hammer 6 is thick.As a result, regardless of the voltage drop in the storage battery 13, the impact force is always approximately the same value, making it lighter. The rotation of the bit 9 is of course involved in crushing, but it is also used to discharge chips of concrete, etc. crushed by the impact out of the hole.

ところでハンマー6の往復動のガイドを行なうシリング
−8であるが、これの下端面には軸方向に長い空気孔8
0を設けである。この空気孔80は、シリングー8内の
空気がハンマー6の動作に対する抵抗となることを防ぐ
ために設けているものである。もっともこの空気孔80
を形成しである位置は、シリング−8前端のエンドプレ
ート81の背面のクッションプレート83から更に後方
に図中Qで示す位置から後方としである。これはシリン
グ−8前端部の空気が空打ち時の衝撃緩和作用をクッシ
ョンプレート83とともに担うようにしているためであ
る。孔明は作業を行なっている時には、ハンマー6は必
ず中間ハンマー18の後端に衝突し、その運動エネルギ
ーが小さくなってからエンドプレート81に当たる。こ
のためにエンドプレー)81が損傷するというようなこ
とはないが、空打ちした時にはハンマー6が直接エンド
プレート81に当たり、ハンマー6の運動エネルギーが
大トいだけにエンドプレート81が破損するおそれがあ
る。もちろんこの衝撃の緩和のためにクッションプレー
ト83を設けているわけであるが、これだけでは十分で
はない。このために、ハンマー6が前進して中間ハンマ
ー18に衝突する寸前の位置からシリンダー8内におけ
るハンマー6とエンドプレート81との間の空間の空気
をハンマー6が圧縮するようにして、この空間の空気が
緩衝ばねとして作用するようにしているものである。
Incidentally, the sill 8 that guides the reciprocating motion of the hammer 6 has an air hole 8 long in the axial direction on its lower end surface.
0 is set. This air hole 80 is provided to prevent the air inside the cylinder 8 from becoming a resistance to the operation of the hammer 6. However, this air hole 80
The position where it forms is further rearward from the cushion plate 83 on the back surface of the end plate 81 at the front end of the Schilling-8 and from the position indicated by Q in the figure. This is because the air at the front end of the Schilling-8, together with the cushion plate 83, plays a role in mitigating the impact during blank firing. When the hammer 6 is working, the hammer 6 always collides with the rear end of the intermediate hammer 18 and hits the end plate 81 after its kinetic energy is reduced. This will not cause damage to the end plate 81, but when the hammer 6 hits the end plate 81 directly, the kinetic energy of the hammer 6 is large, so there is a risk that the end plate 81 will be damaged. be. Of course, the cushion plate 83 is provided to alleviate this impact, but this alone is not sufficient. To this end, the hammer 6 compresses the air in the space between the hammer 6 and the end plate 81 in the cylinder 8 from a position just before it advances and collides with the intermediate hammer 18. This allows the air to act as a buffer spring.

尚、コイルばね5と駆動子4との連結及びコイルばね5
とハンマー6との連結を、前述のように夫々コイルばね
5の形状を利用した螺合連結とするとともに、駆動子4
を駆動軸25に対してその軸まわりに回転自在としてい
るのは次の理由による。すなわち螺合連結とすることに
よってこれらの部材間の連結作業を容易にし、またハン
マー6に中間ハンマー18を通じて出力軸7の回転が伝
わってコイルばね5にねじれが生じることを防ぐためで
ある。今、駆動軸25に駆動子4を固定した場合には、
コイルばね5に過度のねじれカが作用してフィルばね5
を折損したり、ねじれ力でコイルばね5が拡径してハン
マー6や駆動子4との連結が外れたりシリンダ−8内面
に接触して摺動負荷を増大させたりといった事態を招く
。これを防いでいるわけである。
In addition, the connection between the coil spring 5 and the driver 4 and the coil spring 5
The drive element 4 and the hammer 6 are connected by a threaded connection utilizing the shape of the coil spring 5, respectively, as described above.
The reason why the drive shaft 25 is rotatable around the drive shaft 25 is as follows. That is, the screw connection facilitates the connection work between these members, and also prevents the rotation of the output shaft 7 from being transmitted to the hammer 6 through the intermediate hammer 18, thereby preventing twisting of the coil spring 5. Now, when the driver 4 is fixed to the drive shaft 25,
Excessive torsional force acts on the coil spring 5 and the fill spring 5
Otherwise, the coil spring 5 may expand in diameter due to torsional force, causing the coil spring 5 to become disconnected from the hammer 6 and the driver 4, or come into contact with the inner surface of the cylinder 8, increasing the sliding load. This is what is being prevented.

また図示例のようにハンドル11及びスイッチハンドル
15をドリルビット9の軸線上に一直線に並べたものに
おいては、使用者の震動ドリルへの荷重点とドリルビッ
ト9がらの穿孔時の打撃力の反力点とが一直線上にくる
ために、本体ハウジング1の保持に要する力が小さくて
すみ、非常に使い勝手が良くなっているものである。ま
た電源としてバック型の蓄電池13を用いる場合、本体
ハウジング1側の接触ばね65と蓄電池13側の接続端
子66との接触面を、図示例のように振動方向と一致さ
せておくとよい。これが交差していると蓄電池13に振
動が加わった時に、接続端子66と接触ぼね65との間
の接触圧に大きな影響がでてモータ2の安定した駆動を
行なえないが、上述のように平行であることがら、蓄電
池13が振動しても安定したモータ2の駆動を行なうこ
とができるものである。
Furthermore, in the illustrated example in which the handle 11 and the switch handle 15 are arranged in a straight line on the axis of the drill bit 9, the impact force between the user's load point on the vibration drill and the impact force of the drill bit 9 when drilling is Since the points of force are aligned in a straight line, the force required to hold the main body housing 1 is small, making it extremely easy to use. In addition, when using the back-type storage battery 13 as a power source, it is preferable that the contact surface between the contact spring 65 on the main body housing 1 side and the connection terminal 66 on the storage battery 13 side coincide with the vibration direction as shown in the illustrated example. If these lines intersect, when vibration is applied to the storage battery 13, the contact pressure between the connection terminal 66 and the contact spring 65 will be greatly affected, making it impossible to drive the motor 2 stably. Since they are parallel, the motor 2 can be driven stably even if the storage battery 13 vibrates.

第11図に他の実施例を示す。これはドリルビット9の
軸線上に位置する本体ハウ、ジング1の後端上部にモー
タ2を収納するとともに、後端下部にハンドル11−を
配したものであって、重量物であるモータ2をドリルビ
ット9の軸線上に位置させることで重心を上記軸線に近
くし、また蓄電池13をハンドル11よI)も空間を介
してドリルビット9側に位置させるとことにより、穿孔
時に天外な回転モーメントが作用することがないように
したものである。そしてドリルビット9への回転力の伝
達はモータ2の出力軸20に固着したピニオン21と噛
み合うギア22を中間軸33に設けるとともに、中間軸
33先端のピニオン34を先端にチャックが設けられて
いる出力軸7にスプラインで結合されたギア35に噛み
合わせることで行なっておI)、またドリルビット9の
軸方向駆動のための駆動子4の往復動は、モータ2の出
力軸20じ因第1す・金歯111t211:’檀八Pン
24か右1イいる連結軸23に設けた傘歯車32を噛み
合わせるとともに、ハンマー6で直接出力軸7を打撃す
ることで行なっている。更にここにおけるハンマー6の
ガイド用のシリンダー8であるが、これはその前後端を
除いて第12図に示すように複数本のロッド81で構成
したものとし、放熱特性を向上させたものとしている。
FIG. 11 shows another embodiment. The motor 2 is housed in the upper part of the rear end of the housing 1, which is located on the axis of the drill bit 9, and a handle 11 is arranged in the lower part of the rear end. By positioning it on the axis of the drill bit 9, the center of gravity is brought close to the axis, and by positioning the storage battery 13 on the side of the drill bit 9 with a space between the handle 11 and the handle 11, an extraordinary rotational moment can be generated during drilling. This is to prevent this from occurring. To transmit the rotational force to the drill bit 9, an intermediate shaft 33 is provided with a gear 22 that meshes with a pinion 21 fixed to the output shaft 20 of the motor 2, and a chuck is provided at the tip of the pinion 34 at the tip of the intermediate shaft 33. The reciprocating motion of the driver 4 for driving the drill bit 9 in the axial direction is caused by the output shaft 20 of the motor 2. 1/Gold tooth 111t211: This is done by meshing the bevel gear 32 provided on the connecting shaft 23 on the right side of Danpachi Pn 24 and directly striking the output shaft 7 with the hammer 6. Furthermore, the cylinder 8 for guiding the hammer 6 here is made up of a plurality of rods 81, except for its front and rear ends, as shown in FIG. 12, and has improved heat dissipation characteristics. .

第13図に更に他の実施例を示す。これは上記第11図
及び第12図で示した実施例のものにおけるコイルばね
5を、非線形ばね定数を有している円錐系のものとした
ものである。前述のようにドリルビット9に加えられる
打撃力はフィルばね5を介したものとなっており、反力
もフィルばね5を通したものとなることから、従来のラ
チェット式のものに比して振動が伝わりにくく、疲れな
いものとなっているが、前述のように共振を利用して打
撃力を高めている場合には、フィルばね5による防振効
果はさほど期待することができない。
FIG. 13 shows still another embodiment. In this case, the coil spring 5 in the embodiment shown in FIGS. 11 and 12 is a conical spring having a nonlinear spring constant. As mentioned above, the impact force applied to the drill bit 9 is through the fill spring 5, and the reaction force is also through the fill spring 5, so vibration is reduced compared to the conventional ratchet type. However, if resonance is used to increase the impact force as described above, the vibration damping effect of the fill spring 5 cannot be expected to be that great.

しかし、コイルぼね5として図示例のような円錐形のも
のや、線径が一様でないもの等の非線形ばね定数を有す
るものとすることで、この相反する点を解決できるもの
である。すなわち、防振効果を得るrこめには通常f/
f、>2”’とするのが好ましいと言われているのであ
るが、共振を利用して打撃力を高める場合にはこの条件
に反することになる。しかし第14図にも示すように、
変位量をδ、荷重をPとした時に、k二δ/Pで示され
る線形ばね定数ではなく、k=δT1/P (n> 1
 ) で示される非線形ぼね定数を有するフィルばね5
を用いた時には、(1/2)kδ2で示されると共にハ
ンマー6に加えられるばね蓄積エネルギーは、コイルば
ね5が最も圧縮されてばね定数kが最大となる時のもの
であるために、ぎわめて大外なものとなり、打撃力が大
きくなる。そしてハンマー6が中間ハンマー18に衝突
する時にはコイルばね5が伸びた、つまりはばね定数に
の値が小さい状態にあって固有振動数f。も小さくなり
、r/r、の値は防振効果に有利な値となるものである
。天外な打撃力と防振効果との両者を共に満足すること
かでトるものとなるわけである。
However, this conflicting point can be resolved by using a coil spring 5 having a non-linear spring constant, such as a conical spring as shown in the illustrated example, or a coil spring having a non-uniform wire diameter. In other words, f/
It is said that it is preferable to set f to >2'', but this condition will be violated if resonance is used to increase the striking force.However, as shown in Fig. 14,
When the displacement is δ and the load is P, instead of the linear spring constant k2δ/P, k=δT1/P (n>1
) Fill spring 5 with a nonlinear spring constant given by
When using , the spring stored energy, which is represented by (1/2) kδ2 and is applied to the hammer 6, is extremely large because it is when the coil spring 5 is most compressed and the spring constant k is maximum. It becomes a big hit, and the hitting power increases. When the hammer 6 collides with the intermediate hammer 18, the coil spring 5 is stretched, that is, the spring constant is small and the natural frequency f is reached. The value of r/r becomes smaller, and the value of r/r becomes a value that is advantageous for the vibration damping effect. It will be successful if it satisfies both extraordinary striking power and anti-vibration effect.

[発明の効果1 以上のように本発明においては機械的ばねを介して駆動
子の往復動を打撃用のハンマーに伝えるものであり、こ
のために大ぎな打撃力を得られるとともに、密閉化を図
るような必要もなく、摺動抵抗も小さくすることができ
ることから、小型で効率の高いものとすることができる
ものであり、また振動の反動にしても機械的ばねで吸収
することができるために疲れにくく使い勝手のよいもの
とすることができるものである。
[Effect of the invention 1 As described above, in the present invention, the reciprocating motion of the drive element is transmitted to the striking hammer via a mechanical spring, and for this reason, a large striking force can be obtained, and the sealing can be improved. It is possible to make a compact and highly efficient device because there is no need to adjust the amount of vibration, and the sliding resistance can be reduced, and the recoil of vibration can be absorbed by the mechanical spring. It is possible to make the device less tiring and easy to use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明一実施例の縦断面図、第2図は同上の破
断斜視図、第3図は第1図中のA−A線断面図、第4図
は同上のロンドリングと偏心ピンの平面図、第5図は同
上の縦断面図、第6図(、)〜(e)は同上の動作説明
図、第7図は同上の駆動子とハンマーとの動作のタイム
チャート、第8図は同上の振動比と振幅比との特性図、
第9図は蓄電池の電圧特性図、第10図はモータの特性
図、第11図は他の実施例の縦断面図、第12図は第1
1図中のB−B線断面図、第13図は更に他の実施例の
縦断面図、第14図は同上のばね定数の特性図、第15
図及び第16図は夫々従来例の破断正面図であって、1
は本体ハウジング、2はモータ、4は駆動子、5は機械
的ばねとしてのコイルばね、6はハンマー、7は出力軸
、9はドリルビットを示す。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 [l■q〒
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a broken perspective view of the same, Fig. 3 is a sectional view taken along line A-A in Fig. 1, and Fig. 4 is a rond ring and eccentricity of the same. A plan view of the pin, FIG. 5 is a vertical sectional view of the same as above, FIGS. Figure 8 is a characteristic diagram of the vibration ratio and amplitude ratio as above,
Fig. 9 is a voltage characteristic diagram of the storage battery, Fig. 10 is a characteristic diagram of the motor, Fig. 11 is a vertical sectional view of another embodiment, and Fig. 12 is a
13 is a longitudinal sectional view of another embodiment, FIG. 14 is a characteristic diagram of the spring constant of the same as above, and FIG.
16 and 16 are respectively cutaway front views of the conventional example, and 1
2 is a main body housing, 2 is a motor, 4 is a driver, 5 is a coil spring as a mechanical spring, 6 is a hammer, 7 is an output shaft, and 9 is a drill bit. Agent Patent Attorney Ishi 1) Chief 7 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 [l■q〒

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)モータにて回転駆動される出力部と、出力部を打
撃するハンマーと、上記モータにて往復駆動される駆動
子と、駆動子とハンマーとを連結するとともにハンマー
を出力部側に向けて付勢する機械的ばねとを備えている
ことを特徴とする震動ドリル。
(1) An output part rotationally driven by a motor, a hammer that strikes the output part, a driver driven reciprocally by the motor, and the driver and hammer are connected and the hammer is directed toward the output part. A vibratory drill comprising: a mechanical spring that biases the vibration drill.
(2)機械的ばねのばね定数とハンマーの’RRとで定
まるばね系の固有振動数f、と、駆動子の往復動の振動
数fとの比f/f、が略1であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の震動ドリル。
(2) The ratio f/f between the natural frequency f of the spring system, determined by the spring constant of the mechanical spring and the 'RR' of the hammer, and the frequency f of the reciprocating motion of the driver is approximately 1. A vibratory drill according to claim 1.
(3)機械的ばねはコイルばねであって、その両端が駆
動子とハンマーとに各々設けられたねじ部に螺合連結さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
震動ドリル。
(3) The vibration according to claim 1, wherein the mechanical spring is a coil spring, and both ends of the mechanical spring are threadedly connected to threaded parts provided on the driver and the hammer, respectively. Drill.
(4)機械的ばねは非線形ばね定数を有するものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の震動ドリ
ル。
(4) The vibratory drill according to claim 1, wherein the mechanical spring has a nonlinear spring constant.
(5)ハンマーが内面に摺接するシリング−にシリング
−の内外空間を連通させる空気孔が設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の震動ドリル。
(5) The vibratory drill according to claim 1, wherein the sill whose inner surface the hammer slides on is provided with an air hole that communicates the inner and outer spaces of the sill.
(6)モータ電源がドリル本体に収納された蓄電池であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の震動ド
リル。
(6) The vibratory drill according to claim 1, wherein the motor power source is a storage battery housed in the drill body.
(7)モータは出力部の軸方向と交差する位置に配設さ
れ、モータと平行に設けられたハンドルの下部にはドリ
ル本体に設けられている接触ばねと出力部の軸方向と直
交する方向において接触圧が生じる接続端子を備えた電
池が収納されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の震動ドリル。
(7) The motor is arranged at a position that intersects with the axial direction of the output section, and the lower part of the handle provided parallel to the motor is connected to a contact spring provided on the drill body in a direction perpendicular to the axial direction of the output section. 2. The vibratory drill according to claim 1, wherein a battery is housed therein, the battery having a connecting terminal at which contact pressure is generated.
(8)モータは出力部の軸線上に配されており、出力部
の軸方向と交差するハンドルに空間を介して電池が配設
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の震動ドリル。
(8) The motor is disposed on the axis of the output section, and the battery is disposed in the handle intersecting the axial direction of the output section with a space therebetween. Vibration drill.
(9)機械的ばねのばね定数とハンマーの質量とで定ま
るばね系の固有振動数f。と、フル充電時における蓄電
池電圧が印加されたモータにて駆動される駆動子の往復
動の振動数fとの比f/foが1より大きく且つ1に近
似した値とされていることを特徴とする特許請求の範囲
第6項記載の震動ドリル。
(9) The natural frequency f of the spring system is determined by the spring constant of the mechanical spring and the mass of the hammer. and the frequency f of the reciprocating motion of the driver driven by the motor to which the storage battery voltage is applied when fully charged, f/fo, is set to a value larger than 1 and close to 1. A vibratory drill according to claim 6.
(10)電池はハンドルよりも出力部側に配設されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の震動ド
リル。
(10) The vibratory drill according to claim 1, wherein the battery is disposed closer to the output section than the handle.
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