WO2020195725A1 - 打撃作業機 - Google Patents

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WO2020195725A1
WO2020195725A1 PCT/JP2020/009808 JP2020009808W WO2020195725A1 WO 2020195725 A1 WO2020195725 A1 WO 2020195725A1 JP 2020009808 W JP2020009808 W JP 2020009808W WO 2020195725 A1 WO2020195725 A1 WO 2020195725A1
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WO
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cylinder
striking
tip tool
work machine
force
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PCT/JP2020/009808
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French (fr)
Inventor
研人 椎名
貴啓 大久保
智志 阿部
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工機ホールディングス株式会社
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    • B25D2222/54Plastics
    • B25D2222/57Elastomers, e.g. rubber

Definitions

  • the present invention relates to a striking work machine that applies a striking force to a work object with a tip tool to perform drilling work or the like on the work object.
  • the striking work machine is used to perform drilling work while applying a striking force to a work object with a tip tool, and is also called a hammer drill.
  • the striking machine has at least two working modes, a drill mode, that is, a rotary mode, and a hammer drill mode, that is, a rotary striking mode.
  • a drill mode the drilling operation is performed by the tip tool by transmitting only the rotational force without transmitting the striking force to the tip tool.
  • a drilling operation is performed by applying an impact force to a work object while rotating the tip tool.
  • the striking machine has a striker that applies a striking force to the tip tool, that is, a striking element, and a piston that drives the striking element via air pressure, and the striking element and the piston are made of metal. It is built into the cylinder of.
  • a second hammer driven by a striking element, that is, a meson is incorporated in the cylinder, and the striking force of the striking element is transmitted to the tip tool via the meson to the tip tool mounted on the tip of the cylinder.
  • the striking element, meson, piston and cylinder constitute the striking mechanism.
  • the cylinder is provided in an inner case consisting of a metal holder and a case, and the inner case forms a part of the housing of the striking machine.
  • the striking element collides with the rear end surface of the meson and the striking force is transmitted to the tip tool.
  • the striking force applied to the work object from the tip tool is returned to the meson as an impact force as a reaction from the work object, and the vibration applied to the tip tool is transmitted to the inner case.
  • the inner case and cylinder are incorporated in the gear housing, the gear housing is connected to the motor housing, and the handle portion is attached to the motor housing.
  • the vibration applied to the tip tool is transmitted to the inner case
  • the vibration of the inner case is transmitted to the handle portion via the motor housing, and the vibration is applied to the operator's hand, which reduces workability.
  • An object of the present invention is to reduce the vibration transmitted to the housing and improve the workability of the striking machine.
  • the striking machine of the present invention includes a cylinder in which a tip tool is mounted on the tip portion to apply a rotational force to the tip tool, and a piston mounted in the cylinder so as to reciprocate in the axial direction to apply a striking force to the tip tool.
  • a drive source that generates power to drive the cylinder and the piston, a rotary striking state in which the power is transmitted to the tip tool as a striking force and a rotational force, and a striking state in which the power is transmitted to the tip tool as a rotational force.
  • a switching unit capable of switching to at least two operating states including a rotating state in which no force is transmitted, and a housing for accommodating the cylinder, the drive source, and the switching unit are provided, and the tip tool works on the cylinder.
  • the housing has a regulating portion that regulates the amount of movement of the switching portion to the rear, and a vibration isolator is provided between the pressing portion and the regulating portion.
  • the cylinder that rotationally drives the tip tool is provided with a piston that applies a striking force to the tip tool, and the striking force applied from the tip tool to the work object is returned to the cylinder as a reaction from the work object. Since a vibration isolator is provided between the pressing portion provided in the housing and the restricting portion of the housing, the vibration and impact force transmitted from the cylinder to the housing are reduced by the vibration isolator. Since the vibration and impact force transmitted to the housing are reduced, it is possible to improve the workability of the striking work machine when working with the handle portion.
  • FIG. 1 It is a vertical cross-sectional view which shows the striking work machine which is one Embodiment. It is an enlarged cross-sectional view which shows the main part of FIG. (A) is an exploded perspective view of the cylinder and the switching member shown in FIGS. 1 and 2, and (B) is a perspective view of (A) viewed from the opposite direction.
  • (A) is an enlarged cross-sectional view in the direction of AA in FIG. 1, showing a switching lever when the drill mode is set, and (B) shows the positional relationship between the switching lever and the switching member in (A).
  • C shows the positional relationship between the mode setting plate and the switching member in (A).
  • A) is an enlarged cross-sectional view in the direction of AA in FIG.
  • FIG. 1 It is an exploded perspective view which shows the cylinder and an annular member shown in FIG. It is sectional drawing which shows the main part of the striking work machine which is still another Embodiment, and shows the state which was set in the hammer drill mode. It is sectional drawing which shows the main part of the striking work machine which is still another Embodiment, and shows the state which was set in the hammer drill mode. It is sectional drawing which shows the main part of the striking work machine which is still another Embodiment, and shows the state which was set in the hammer drill mode.
  • the striking machine 10 includes a gear housing 12a in which the striking mechanism 11 is incorporated, and a motor housing 12b in which an electric motor 13 as a driving source for driving the striking mechanism 11 is incorporated. There is.
  • the motor housing 12b is provided with a handle portion 12c, and the operator grips the handle portion 12c and performs drilling work, chipping work, etc. by the striking work machine 10.
  • the gear housing 12a, the motor housing 12b, and the handle portion 12c constitute the housing 12 of the striking work machine 10.
  • the motor housing is located at the rear end portion of the gear housing 12a. 12b is provided.
  • the handle portion 12c provided at the rear end portion of the motor housing 12b is in a direction substantially perpendicular to the motor housing 12b.
  • a sub-handle 14 is attached to the tip of the gear housing 12a, and the operator can grip the handle portion 12c with one hand and the sub-handle 14 with the other hand to perform the work. It is also possible to perform the work by gripping only the handle portion 12c.
  • a switch mechanism 15 is incorporated in the handle portion 12c, and the switch mechanism 15 is connected to an external power source by a power cable 16. When the trigger 17 connected to the switch mechanism 15 is operated, electric power is supplied to the electric motor 13.
  • An inner case 18 is attached to the inside of the gear housing 12a.
  • the inner case 18 includes a radial wall portion 18a fixed to the gear housing 12a, and an axial support portion 18b that is integrated with the radial wall portion 18a and projects forward.
  • a cylinder 21 is mounted on the axial support portion 18b of the inner case 18 so as to be movable and rotatable in the axial direction, and the cylinder 21 has a stepped shape in which the tip portion has a smaller diameter than the base end portion.
  • the base end portion of the cylinder 21 is supported by bearings 22 and 23, the bearing 22 is attached to the inner case 18, and the bearing 23 is attached to a support ring 24 fixed to the gear housing 12a.
  • a seal member 25 is mounted between the support ring 24 and the cylinder 21 to prevent foreign matter such as dust from entering the inside.
  • a tool holding portion 26 is attached to the tip end portion of the cylinder 21, and the tool holding portion 26 is movably attached to the tip end portion of the gear housing 12a.
  • a rubber or resin holding ring 27 is fitted between the tool holding portion 26 and the tip of the cylinder 21, and the tip tool T is placed in the tool fitting 20 provided at the tip of the cylinder 21. It is removable and attached.
  • a protrusion 28 that engages with a groove formed in the tip tool T extending in the axial direction is provided in the tool fitting portion 20 of the cylinder 21.
  • a ball 29 that engages with the recess formed in the tip tool T is mounted on the cylinder 21. The ball 29 is accommodated in the accommodating groove 30 formed in the cylinder 21 and projects into the tool fitting portion 20.
  • the outside of the ball 29 is held by the ring 31, and a spring force in the direction toward the tip tool T is applied to the ball 29 by the spring member 32.
  • a spring force is applied to the tip tool T as a braking force.
  • a piston 33 is mounted in the base end portion of the cylinder 21 so as to be reciprocating in the axial direction, and the piston 33 is provided with a cylindrical portion 34 having a bottom.
  • a striker that is, a striking element 35 is incorporated in the cylindrical portion 34, and an air chamber 36 is formed by the striking element 35 and the cylindrical portion 34.
  • a second hammer that is, a meson 37, is fixed to the inside of the cylinder 21 by a fixing ring 38. The rear end portion of the meson 37 is inserted into the recess 39 provided at the tip end portion of the striking element 35.
  • the cylinder 21, the piston 33, the striking element 35, and the meson 37 form a striking mechanism 11 for applying a rotational force and a striking force to the tip tool T.
  • the drive shaft 40 is rotatably mounted on the gear housing 12a in parallel with the central axis of the cylindrical portion 34, and the input gear 41 attached to the rear end of the drive shaft 40 is an electric motor 13. It meshes with the output gear 42a attached to the output shaft 42 of the above.
  • a fan 43 is attached to the output shaft 42, and the electric motor 13 is cooled by the cooling air generated by the fan 43.
  • a drive gear 44 is provided at the tip of the drive shaft 40, and the drive gear 44 meshes with a driven gear 45 attached to the cylinder 21.
  • the driven gear 45 is mounted on the front side of a pressing portion 46 formed of a flange provided on the cylinder 21, and a pressing force is applied to the driven gear 45 toward the pressing portion 46 by a compression coil spring 50.
  • the drive shaft 40 When the output shaft 42 is driven by the electric motor 13, the drive shaft 40 is rotationally driven around the rotation center shaft O1, and the cylinder 21 is rotationally driven around the rotation center shaft O2. As a result, the rotational force is transmitted to the tip tool T.
  • the drive shaft 40, the drive gear 44, the input gear 41, and the driven gear 45 form a power transmission unit that transmits a rotational force to the cylinder 21 by the driving force of the electric motor 13, and the tip tool is formed by the cylinder 21. T is rotationally driven.
  • the axial dimension of the drive gear 44 is longer than the axial dimension of the driven gear 45. As a result, even if the cylinder 21 moves in the axial direction, the meshing of the drive gear 44 and the driven gear 45 is maintained.
  • a motion conversion member 47 made of a spherical cam is rotatably mounted on the drive shaft 40 via a bearing, and a guide groove 48 inclined with respect to the rotation center axis O1 is formed on the outer peripheral surface of the motion conversion member 47.
  • a driven ring 49 is arranged on the outside of the motion conversion member 47, and a ball 52 is mounted between the guide groove 51 and the guide groove 48 formed on the inner peripheral surface of the driven ring 49.
  • a drive rod 53 is fixed to the driven ring 49, and a rotating piece 54 that rotates about a rotation center axis in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston 33 is attached to the piston 33.
  • the drive rod 53 is slidably fitted in a guide hole 55 provided in the rotating piece 54 in the radial direction.
  • a cylindrical clutch 56 is slidably mounted on the drive shaft 40 in the axial direction, and the clutch 56 rotates integrally with the drive shaft 40.
  • the clutch 56 is provided with a meshing portion 57, and the meshing portion 58 is provided on the motion conversion member 47 so as to face the meshing portion 57.
  • the drive shaft 40 when the drive shaft 40 is rotationally driven by the electric motor 13 and the motion conversion member 47 is rotationally driven, the drive rod 53 is swung around the center point P of the motion conversion member 47, and the piston 33 is axially driven. Driven. As a result, the rotational force of the drive shaft 40 is converted into the reciprocating power of the piston 33.
  • the piston 33 When the piston 33 is driven toward the front of the striking machine 10, the air in the air chamber 36 is compressed, and the striking element 35 is driven by the compressed air.
  • the striking element 35 When the striking element 35 is driven forward, the meson 37 is driven by the striking element 35, and an impact force is applied to the tip tool T.
  • the drive shaft 40, the motion conversion member 47, and the drive rod 53 form a power transmission unit capable of transmitting a forward striking force to the tip tool T by the drive force of the electric motor 13.
  • a thrust plate that is, a switching member 61 made of a plate-shaped member is mounted on the outside of the base end portion of the cylinder 21 so as to be movable in the axial direction with respect to the cylinder 21.
  • the switching portion that is, the switching member 61 is located between the tip surface of the inner case 18 and the pressing portion 46, and extends in a direction perpendicular to the rotation center axis O2 of the cylinder 21.
  • the switching member 61 is formed with a fitting hole 62 fitted into the cylinder 21, and the fitting hole 62 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the cylinder 21.
  • an annular groove 63 is formed in the clutch 56, and an arc-shaped engaging portion 64 that enters the annular groove 63 is formed in the switching member 61 as shown in FIG.
  • a return spring member 65 is arranged between the switching member 61 and the inner case 18 as shown in FIG. 2 in order to urge the switching member 61 with a spring force in the direction toward the front of the cylinder 21. ing. Therefore, when a thrust load is not applied to the cylinder 21 in the direction of pushing it, the cylinder 21 is in the forward limit position as shown in FIG.
  • the meshing portion 57 of the clutch 56 is separated from the meshing portion 58 of the motion conversion member 47, and the rotational motion of the output shaft 42 of the electric motor 13 is not transmitted to the motion conversion member 47 and meshes with the drive gear 44.
  • the driven gear 45 transmits the rotational motion only to the cylinder 21.
  • the striking work machine 10 is put into a rotational state in which the tip tool T is rotationally driven.
  • the rotational state in which the rotational power is transmitted to the tip tool and the striking force is not transmitted is the rotary mode, that is, the drill mode.
  • the clutch 56 is pressed against the motion conversion member 47 and the meshing portion 58 meshes with the meshing portion 57, the rotational motion of the output shaft 42 is transmitted to the cylinder 21 and also to the motion conversion member 47.
  • the motion conversion member 47 is rotationally driven, the drive rod 53 swings around the center point P of the swing, and the piston 33 reciprocates in the axial direction.
  • the striking machine 10 is put into a rotary striking state in which the tip tool T is rotationally driven and a striking force is applied.
  • the rotary striking state in which the striking force and the rotational force are transmitted to the tip tool is the striking rotation mode, that is, the hammer drill mode.
  • FIG. 4 (A) and 5 (A) are enlarged cross-sectional views taken along the line AA in FIG. 1, respectively, and the striking work machine 10 is placed on the outside of the gear housing 12a in either the drill mode or the hammer drill mode.
  • a switching lever 66 for switching the gear is rotatably provided. The switching lever 66 is operated by an operator.
  • FIG. 4 shows a state in which the switching lever 66 is operated in the drill mode in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis O2.
  • FIG. 5 shows a state in which the switching lever 66 is rotated by approximately 90 degrees from the drill mode and operated in the hammer drill mode which is substantially parallel to the rotation center axis O2.
  • a mode setting plate 67 is attached to the switching lever 66.
  • the mode setting plate 67 has an engaging protrusion 68 as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the engaging projection 68 engages with the switching member 61 when the switching lever 66 is operated in the drill mode, as shown in FIG. As a result, even if a load is applied to the cylinder 21 in the direction of retracting the cylinder 21, the clutch 56 and the motion conversion member 47 are prevented from engaging with each other.
  • the mode setting plate 67 becomes parallel to the switching member 61.
  • An engagement avoidance groove 69 is formed in the switching member 61, and the switching member 61 when operated in the hammer drill mode can move without engaging with the engaging projection 68. Therefore, when a load is applied in the direction in which the cylinder 21 retracts, the switching member 61 is moved toward the inner case 18 without engaging with the mode setting plate 67. As a result, the clutch 56 meshes with the motion conversion member 47, and the tip tool T is rotationally driven by the electric motor 13 and reciprocated in the axial direction.
  • the front end surface of the axial support portion 18b of the inner case 18 is a regulating portion 71 to which the switching member 61 is abutted when a load toward the rear is applied to the cylinder 21, and the switching member 61 is abutted against the regulating portion 71. Then, the amount of movement of the switching member 61 to the rear is restricted.
  • a rubber annular member 72 is provided as a vibration isolator between the pressing portion 46 and the regulating portion 71, and between the switching member 61 and the pressing portion 46, and the annular member 72 and the switching member 61 A thrust washer 73 is provided between them.
  • the rubber annular member 72 is provided between the restricting portion 71 and the pressing portion 46, which is the tip surface of the inner case 18, the cylinder 21 reciprocates in the axial direction as in the hammer drill mode. Even if the switching member 61 made of a thrust plate collides with the regulating portion 71 when moving, that is, vibrating, the impact vibration of the cylinder 21 is relaxed by the annular member 72, and the switching member 61 comes into contact with the regulating portion 71.
  • the cylinder 21 is a vibration source of the striking machine 10 in the hammer drill mode.
  • the vibration source transmits vibration to the inner case 18, the inner case 18 forms a part of the housing 12, and the vibration is transmitted to the handle portion 12c and the sub handle 14. For this reason, it is inevitable that vibration will be applied to the hand of the operator who grips the handle portion 12c, and the workability will be reduced.
  • the cylinder 21 is caused by the reaction force when the tip tool T is pressed against the work object.
  • the load is applied to the rear.
  • the switching member 61 moves rearward and abuts against the mode setting plate 67, as shown by the dashed line in FIG.
  • the clutch 56 does not mesh with the meshing portion 58 of the motion conversion member 47, as in the case where no load is applied to the cylinder 21.
  • the tip tool T when the tip tool T is rotationally driven by the rotation of the cylinder 21, the drilling work can be performed by the tip tool.
  • the vibration transmitted from the tip tool to the cylinder 21 is absorbed by the rubber annular member 72 provided between the pressing portion 46 and the switching member 61, and the return spring member 65 is absorbed from the switching member 61.
  • the vibration propagated to the housing 12 through the inner case 18 is damped. As a result, the vibration propagated to the hand of the operator holding the handle portion 12c is reduced, and the workability of the striking work machine 10 can be improved.
  • the drive rod 53 swings around the center point P, and the piston 33 reciprocates in the axial direction due to the swing motion of the drive rod 53.
  • the piston 33 reciprocates, the striking element 35 is driven by the compressed air in the air chamber 36 so as to project forward, and collides with the meson 37.
  • a striking force is applied to the tip tool T.
  • the cylinder 21 is rotationally driven by the drive shaft 40, a striking force and a rotational force are applied to the tip tool T, and a drilling process is performed while applying a striking force to the object to be worked by the tip tool T.
  • the striking force applied to the work object from the tip tool T is returned to the meson 37 as a reaction from the work object and transmitted to the cylinder 21, and the cylinder 21 becomes a vibration source. .. Since a rubber annular member 72, that is, a vibration-proof portion is provided between the pressing portion 46 of the cylinder 21 and the switching member 61, the impact force and vibration applied to the cylinder are switched with the pressing portion 46. The impact force and vibration that are absorbed by the rubber annular member 72 provided between the member 61 and propagated from the switching member 61 to the housing 12 via the inner case 18 are damped. As a result, the impact force and vibration propagated to the hand of the operator holding the handle portion 12c are reduced, and the workability of the striking work machine 10 can be improved.
  • FIGS. 8 to 12 are cross-sectional views showing a main part of the striking work machine 10 according to another embodiment.
  • members having commonality are designated by the same reference numerals.
  • a plurality of fitting holes 74 are provided in the pressing portion 46 of the cylinder 21 at predetermined intervals in the circumferential direction as shown in FIG. 9, and the annular member 72 is provided. Is provided with a fitting protrusion 75 to be fitted into the fitting hole 74 as a fitting portion.
  • the fitting projection 75 of the annular member 72 as the vibration isolator is fitted into the fitting hole 74, the annular member 72 is prevented from moving relative to the cylinder 21 in the circumferential direction.
  • the annular member 72 is prevented from slipping on the pressing portion 46 of the cylinder 21, and the durability of the annular member 72 can be improved.
  • the durability of the annular member can be improved by eliminating the relative movement of the annular member 72 with respect to the cylinder 21. ..
  • a compression coil spring 76 is provided between the pressing portion 46 and the thrust washer 73 as a vibration isolating portion.
  • the compression coil spring 76 uses a wire rod having a quadrangular cross section.
  • the coil spring 76 may be fixed to the pressing portion 46 so that the compression coil spring 76 does not move in the circumferential direction with respect to the cylinder 21.
  • a wave washer 77 is mounted on the outside of the cylinder 21 as a vibration isolator.
  • the wave washer 77 meanders in the axial direction along the circumferential direction and elastically deforms in the axial direction. As a result, the vibration and impact force of the cylinder 21 are absorbed between the pressing portion 46 and the switching member 61.
  • an annular member 72 is provided between the regulating portion 71 and the switching member 61. In this way, even if the vibration isolator is arranged between the regulation portion 71 and the switching member 61, the vibration and impact transmitted from the cylinder 21 to the housing 12 can be alleviated.
  • the striking machine 10 of the embodiment can be switched between two operating states, a drill mode and a hammer drill mode. As described in Patent Document 1, in addition to these modes, a hammer mode is available.
  • the present invention can also be applied to a striking machine provided with. That is, at least, this can be applied to a striking machine including two modes, a drill mode and a hammer drill mode.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

ハウジングに伝達される振動を低減させて打撃作業機の作業性を向上させる。打撃作業機10は、先端工具に回転力を加えるシリンダ21と、先端工具に打撃力を加えるピストン33と、動力を発生する駆動源と、動力を先端工具に打撃力および回転力として伝達する回転打撃状態と、動力を先端工具に回転力として伝達し打撃力を伝達しない回転状態とを含む少なくとも2つ動作状態に切替可能な切替部61と、ハウジング12とを備えている。シリンダ12は、切替部61を後方に押圧する押圧部46を有し、切替部61は押圧部46の押圧力により後方に移動することで、シリンダ21の動作状態を切替可能であり、押圧部46と規制部71との間に防振部としてゴム製の環状部材72が設けられている。

Description

打撃作業機
本発明は、先端工具により作業対象物に打撃力を加えて作業対象物に穴あけ作業等を行う打撃作業機に関する。
打撃作業機は、先端工具により作業対象物に打撃力を加えながら穴あけ作業等を行うために使用され、ハンマドリルとも言われる。打撃作業機は、ドリルモードつまり回転モードと、ハンマドリルモードつまり回転打撃モードとの少なくとも2つの作業モードを有している。ドリルモードでは、先端工具に打撃力を伝達することなく、回転力のみを伝達して先端工具により穴あけ作業を行う。ハンマドリルモードでは、先端工具を回転させながら作業対象物に衝撃力を加えて穴あけ作業を行う。
打撃作業機は、特許文献1に記載されるように、先端工具に打撃力を加えるストライカーつまり打撃子と、空気圧を介して打撃子を駆動するピストンとを有し、打撃子とピストンは金属製のシリンダに組み込まれている。シリンダには打撃子により駆動されるセカンドハンマつまり中間子が組み込まれており、シリンダの先端部に装着される先端工具には、打撃子の打撃力が中間子を介して先端工具に伝達される。打撃子、中間子、ピストンおよびシリンダは打撃機構を構成する。シリンダは金属製のホルダやケースからなるインナケースに設けられており、インナケースは打撃作業機のハウジングの一部を構成している。
特開2009-241195号公報
打撃作業機により作業対象物に打撃力を加えて作業を行うときには、打撃子が中間子の後端面に衝突して打撃力が先端工具に伝達される。先端工具から作業対象物に加えられた打撃力は、作業対象物からの反作用として中間子に衝撃力として戻され、先端工具に加わる振動がインナケースに伝達される。インナケースとシリンダはギヤハウジングに組み込まれており、ギヤハウジングはモータハウジングに連結され、モータハウジングにはハンドル部が取り付けられている。
このため、先端工具に加わる振動がインナケースに伝達されると、インナケースの振動がモータハウジングを介してハンドル部に伝達され、作業者の手には振動が加わり、作業性を低下させる。
本発明の目的は、ハウジングに伝達される振動を低減させて打撃作業機の作業性を向上させることにある。
本発明の打撃作業機は、先端工具が先端部に装着され当該先端工具に回転力を加えるシリンダと、前記シリンダ内に軸方向に往復動可能に装着され前記先端工具に打撃力を加えるピストンと、前記シリンダと前記ピストンを駆動する動力を発生する駆動源と、前記動力を前記先端工具に打撃力および回転力として伝達する回転打撃状態と、前記動力を前記先端工具に回転力として伝達し打撃力を伝達しない回転状態とを含む少なくとも2つの動作状態に切替可能な切替部と、前記シリンダ、前記駆動源および前記切替部を収容するハウジングと、を備え、前記シリンダは、前記先端工具が作業対象物に押し付けられるときの反力により後方に移動するときに前記切替部を後方に押圧する押圧部を有し、前記切替部は、前記押圧部の押圧力により後方に移動することで、前記シリンダの動作状態を切替可能であり、前記ハウジングは、前記切替部の後方への移動量を規制する規制部を有し、前記押圧部と前記規制部との間に防振部を設けた。
先端工具を回転駆動するシリンダには先端工具に打撃力を加えるピストンが設けられており、先端工具から作業対象物に加えられた打撃力は、作業対象物から反作用としてシリンダに戻されるが、シリンダに設けられた押圧部とハウジングの規制部との間には防振部が設けられているので、シリンダからハウジングに伝達される振動や衝撃力は、防振部により低減される。ハウジングに伝達される振動や衝撃力が低減されるので、ハンドル部を持って作業を行うときの打撃作業機の作業性を向上させることができる。
一実施の形態である打撃作業機を示す縦断面図である。 図1の要部を示す拡大断面図である。 (A)は図1および図2に示されたシリンダと切替部材の分解斜視図であり、(B)は(A)を逆から見た斜視図である。 (A)は図1におけるA-A線方向の拡大断面図であり、ドリルモードに設定されたときの切替レバーを示し、(B)は(A)における切替レバーと切替部材との位置関係を示し、(C)は(A)におけるモード設定プレートと切替部材との位置関係を示す。 (A)は図1におけるA-A線方向の拡大断面図であり、ハンマドリルモードに設定されたときの切替レバーを示し、(B)は(A)における切替レバーと切替部材との位置関係を示し、(C)は(A)におけるモード設定プレートと切替部材との位置関係を示す。 ドリルモードに設定された状態のもとで、先端工具により押し込まれてシリンダに負荷が加えられた状態を示す断面図である。 ハンマドリルモードに設定された状態のもとで、先端工具により押し込まれてシリンダに負荷が加えられた状態を示す断面図である。 他の実施の形態である打撃作業機の要部を示す断面図であって、ハンマドリルモードに設定された状態を示す。 図8に示されたシリンダと環状部材とを示す分解斜視図である。 さらに他の実施の形態である打撃作業機の要部を示す断面図であって、ハンマドリルモードに設定された状態を示す。 さらに他の実施の形態である打撃作業機の要部を示す断面図であって、ハンマドリルモードに設定された状態を示す。 さらに他の実施の形態である打撃作業機の要部を示す断面図であって、ハンマドリルモードに設定された状態を示す。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示されるように、打撃作業機10は、打撃機構11が組み込まれるギヤハウジング12aと、打撃機構11を駆動するための駆動源としての電動モータ13が組み込まれるモータハウジング12bとを備えている。モータハウジング12bにはハンドル部12cが設けられており、作業者はハンドル部12cを把持して打撃作業機10により穴あけ作業やハツリ作業等を行う。
ギヤハウジング12a、モータハウジング12bおよびハンドル部12cは、打撃作業機10のハウジング12を構成しており、ギヤハウジング12aを打撃作業機10の先端部とすると、ギヤハウジング12aの後端部にモータハウジング12bが設けられている。モータハウジング12bの後端部に設けられるハンドル部12cは、モータハウジング12bに対してほぼ直角方向となっている。
ギヤハウジング12aの先端部には、サブハンドル14が取り付けられており、作業者は一方の手でハンドル部12cを把持し、他方の手でサブハンドル14を把持して作業を行うことができ、ハンドル部12cのみを把持して作業を行うこともできる。
ハンドル部12cにはスイッチ機構15が組み込まれており、スイッチ機構15には電源ケーブル16により外部電源に接続されている。スイッチ機構15に接続されるトリガ17が操作されると、電動モータ13に電力が供給される。
ギヤハウジング12aの内部には、インナケース18が取り付けられている。インナケース18は、ギヤハウジング12aに固定される径方向壁部18aと、径方向壁部18aと一体となって前方に向けて突出する軸方向支持部18bとを備えている。インナケース18の軸方向支持部18bには、シリンダ21が軸方向に移動自在かつ回転自在に装着され、シリンダ21は先端部が基端部よりも小径となった段付き形状である。シリンダ21の基端部は軸受22、23により支持されており、軸受22はインナケース18に取り付けられ、軸受23はギヤハウジング12aに固定された支持リング24に取り付けられている。支持リング24とシリンダ21との間にはシール部材25が装着され、内部へのゴミ等の異物の侵入が抑制されている。
シリンダ21の先端部には、工具保持部26が取り付けられ、工具保持部26はギヤハウジング12aの先端部に移動自在に装着されている。ゴム製または樹脂製の保持リング27が工具保持部26とシリンダ21の先端部との間に嵌合され、シリンダ21の先端部に設けられた工具嵌合部20内には、先端工具Tが取り外し自在に装着される。先端工具Tに軸方向に延びて形成された溝に係合する突起28がシリンダ21の工具嵌合部20に設けられている。さらに、先端工具Tに形成された凹部に係合するボール29がシリンダ21に装着されている。ボール29はシリンダ21に形成された収容溝30に収容され、工具嵌合部20内に突出する。ボール29の外側はリング31に保持されており、さらにボール29には、先端工具Tに向かう方向のばね力がばね部材32により加えられている。先端工具Tをシリンダ21の先端部に挿入したり、取り外したりするときには、ばね力が先端工具Tに制動力として加えられる。
シリンダ21の基端部内にはピストン33が軸方向に往復動可能に装着され、ピストン33には底付きの円筒部34が設けられている。ストライカーつまり打撃子35が円筒部34内に組み込まれ、打撃子35と円筒部34とにより空気室36が形成されている。セカンドハンマつまり中間子37が固定リング38によりシリンダ21の内部に固定されている。中間子37の後端部は、打撃子35の先端部に設けられた凹部39に入り込んでいる。シリンダ21、ピストン33、打撃子35および中間子37は、先端工具Tに回転力と打撃力とを加えるための打撃機構11を構成している。
図2に示されるように、円筒部34の中心軸に平行に、駆動軸40がギヤハウジング12aに回転自在に装着され、駆動軸40の後端部に取り付けられた入力歯車41は電動モータ13の出力軸42に取り付けられた出力歯車42aに噛み合っている。出力軸42にはファン43が取り付けられ、ファン43により生成される冷却風により電動モータ13は冷却される。駆動軸40の先端部には駆動歯車44が設けられており、駆動歯車44はシリンダ21に取り付けられた従動歯車45に噛み合っている。従動歯車45はシリンダ21に設けられたフランジからなる押圧部46の前面側に装着されており、圧縮コイルばね50により従動歯車45には押圧部46に向けて押圧力が加えられている。
電動モータ13により出力軸42が駆動されると、駆動軸40は回転中心軸O1を中心に回転駆動され、シリンダ21は回転中心軸O2を中心に回転駆動される。これにより、先端工具Tには回転力が伝達される。このように、駆動軸40と駆動歯車44と入力歯車41と従動歯車45は、電動モータ13の駆動力によりシリンダ21に回転力を伝達する動力伝達部を構成しており、シリンダ21により先端工具Tが回転駆動される。
駆動歯車44の軸方向寸法は、図2に示されるように、従動歯車45の軸方向寸法よりも長い。これにより、シリンダ21が軸方向に移動しても、駆動歯車44と従動歯車45の噛み合いは維持される。
球面カムからなる運動変換部材47が駆動軸40に軸受を介して回転自在に装着されており、運動変換部材47の外周面には、回転中心軸O1に対して傾斜したガイド溝48が形成されている。運動変換部材47の外側には従動リング49が配置され、従動リング49の内周面に形成されたガイド溝51とガイド溝48の間にはボール52が装着されている。従動リング49には駆動ロッド53が固定され、ピストン33の往復動方向に対して直角方向の回動中心軸を中心に回動する回動駒54がピストン33に取り付けられている。駆動ロッド53は回動駒54に径方向に設けられたガイド孔55に摺動自在に嵌合されている。
駆動軸40には円筒形状のクラッチ56が軸方向に摺動自在に装着され、クラッチ56は駆動軸40と一体に回転する。クラッチ56には噛み合い部57が設けられ、この噛み合い部57に対向して噛み合い部58が運動変換部材47に設けられている。これにより、クラッチ56を運動変換部材47に向けて軸方向に移動させ、噛み合い部57と噛み合い部58とを噛み合わせると、駆動軸40の回転はクラッチ56を介して運動変換部材47に伝達される。一方、噛み合いを解くと、運動変換部材47に対する動力の伝達が遮断される。
したがって、電動モータ13により駆動軸40が回転駆動されて運動変換部材47が回転駆動されると、駆動ロッド53が運動変換部材47の中心点Pを中心に揺動され、ピストン33が軸方向に駆動される。これにより、駆動軸40の回転力はピストン33の往復動力に変換される。ピストン33が打撃作業機10の前方に向けて駆動されると、空気室36の空気が圧縮され、圧縮された空気により打撃子35が駆動される。打撃子35が前進駆動されると、中間子37が打撃子35により駆動され、先端工具Tには衝撃力が加えられる。このように、駆動軸40と運動変換部材47、駆動ロッド53は、電動モータ13の駆動力により先端工具Tに前方への打撃力を伝達可能とする動力伝達部を構成している。
シリンダ21の基端部の外側には、スラストプレートつまり板状の部材からなる切替部材61がシリンダ21に対して軸方向に移動自在に装着されている。切替部つまり切替部材61は図2に示されるように、インナケース18の先端面と押圧部46との間に位置し、シリンダ21の回転中心軸O2に対して垂直な方向に延びている。図3に示されるように、切替部材61には、シリンダ21に嵌合される嵌合孔62が形成され、嵌合孔62はシリンダ21の外周面に摺動接触する。
図2に示されるように、クラッチ56には環状溝63が形成され、この環状溝63に入り込む円弧状の係合部64が図3に示されるように、切替部材61に形成されている。切替部材61に対してシリンダ21の前方に向かう方向のばね力を付勢するために、戻しばね部材65が、図2に示されるように、切替部材61とインナケース18との間に配置されている。したがって、シリンダ21にこれを押し込む方向にスラスト荷重が加わっていないときには、図2に示されるように、シリンダ21は前進限位置となっている。
このときには、クラッチ56の噛み合い部57は、運動変換部材47の噛み合い部58から離れており、電動モータ13の出力軸42の回転運動は、運動変換部材47に伝達されず、駆動歯車44に噛み合う従動歯車45によりシリンダ21にのみ回転運動が伝達される。これにより、打撃作業機10は、先端工具Tを回転駆動する回転状態になる。先端工具に回転動力を伝達し打撃力を伝達しない回転状態は、回転モードつまりドリルモードである。
一方、クラッチ56が運動変換部材47に押し付けられ、噛み合い部58が噛み合い部57に噛み合うと、出力軸42の回転運動はシリンダ21に伝達されるとともに、運動変換部材47にも伝達される。運動変換部材47が回転駆動されると、駆動ロッド53は揺動の中心点Pを中心に揺動運動し、ピストン33は軸方向に往復運動する。これにより、打撃作業機10は、先端工具Tを回転駆動するとともに、打撃力を加える回転打撃状態になる。先端工具に打撃力および回転力を伝達する回転打撃状態は、打撃回転モードつまりハンマドリルモードである。
図4(A)および図5(A)は、それぞれ図1におけるA-A線方向の拡大断面図であり、ギヤハウジング12aの外側には、打撃作業機10をドリルモードとハンマドリルモードとのいずれかに切り換えるための切替レバー66が回動自在に設けられている。切替レバー66は作業者により操作される。図4は切替レバー66が回転中心軸O2に対してほぼ直角方向となってドリルモードに操作された状態を示す。図5は切替レバー66がドリルモードからほぼ90度回動されて、回転中心軸O2に対してほぼ平行となったハンマドリルモードに操作された状態を示す。
切替レバー66にはモード設定プレート67が取り付けられている。モード設定プレート67は、図4および図5に示されるように、係合突起68を有している。係合突起68は、切替レバー66が図4に示されるように、ドリルモードに操作されると、切替部材61に係合する。これにより、シリンダ21にこれを後退させる方向に負荷が加えられても、クラッチ56と運動変換部材47との噛み合いが阻止される。
一方、切替レバー66が図5に示されるようにハンマドリルモードに操作されると、モード設定プレート67は切替部材61と平行になる。切替部材61には係合回避溝69が形成されており、ハンマドリルモードに操作されたときの切替部材61は、係合突起68に係合することなく、移動できる。したがって、シリンダ21が後退する方向に負荷が加えられると、切替部材61はモード設定プレート67に係合することなく、インナケース18に向けて移動される。これにより、クラッチ56は運動変換部材47と噛み合い、電動モータ13により先端工具Tは回転駆動されるとともに、軸方向に往復動される。
インナケース18の軸方向支持部18bの前端面は、シリンダ21に後方に向かう荷重が加えられると、切替部材61が突き当てられる規制部71であり、切替部材61が規制部71に突き当てられると、切替部材61はそれより後方への移動量が規制される。
押圧部46と規制部71との間であって、切替部材61と押圧部46との間には、ゴム製の環状部材72が防振部として設けられ、環状部材72と切替部材61との間にはスラストワッシャ73が設けられている。このように、防振部としてゴム製の環状部材72をインナケース18の先端面である規制部71と押圧部46との間に設けると、ハンマドリルモードのように、シリンダ21が軸方向に往復動つまり振動するときに、スラストプレートからなる切替部材61が規制部71に衝突しても、シリンダ21の衝撃振動は環状部材72により緩和されて切替部材61が規制部71に接触する。
シリンダ21はハンマドリルモードにおける打撃作業機10の振動発生源である。その振動発生源がインナケース18に振動を伝達すると、インナケース18はハウジング12の一部を構成しており、ハンドル部12cおよびサブハンドル14に振動が伝達される。このため、ハンドル部12cを把持する作業者の手には振動が加わり、作業性が低下することが避けられない。
これに対し、図2に示されるように、環状部材72からなる防振部を設けると、振動発生源からインナケース18からハウジング12に伝搬される振動が低減され、打撃作業機10の作業性および操作性を向上させることができる。
次に、上述した打撃作業機10によるドリルモードでの穴あけ作業と、ハンマドリルモードでの先端工具により作業対象物に衝撃力を加えながら先端工具を回転させながら穴あけ作業とについて説明する。
(ドリルモード) 打撃作業機10が駆動されておらず、切替レバー66が図4に示すようにドライバモードに操作されて、モード設定プレート67が回転中心軸O2とほぼ平行となっているときには、モード設定プレート67の先端面は、図2において破線で示すように、隙間Sを介して切替部材61の後方に位置している。この状態のもとでは、隙間Sが存在するので、作業者は、図5に示すハンマドリルモードと、図4に示すドリルモードとの間で切替レバー66を容易に回動操作することができる。
図2に示されるように、ドリルモードが設定された状態のもとで、先端工具Tが作業対象物に押し付けられると、先端工具Tが作業対象物に押し付けられたときの反力によりシリンダ21には後方に向けて負荷が加えられる。シリンダ21に負荷が加えられると、図6において破線で示されるように、切替部材61は後方に移動してモード設定プレート67に突き当てられる。このときには、図2に示されるように、シリンダ21に負荷が加えられていないときと同様に、クラッチ56は運動変換部材47の噛み合い部58には噛み合っていない。したがって、電動モータ13の出力軸42により回転駆動される駆動軸40の回転力は、運動変換部材47には伝達されず、シリンダ21のみに伝達される。シリンダ21が回転すると、環状部材72とスラストワッシャ73は、シリンダ21とともに回転し、スラストワッシャ73は切替部材61に対して摺動する。
このように、シリンダ21の回転により先端工具Tが回転駆動されると、先端工具による穴あけ作業を行うことができる。この穴あけ作業時に、先端工具からシリンダ21に伝達された振動は、押圧部46と切替部材61との間に設けられたゴム製の環状部材72により吸収されて、切替部材61から戻しばね部材65およびインナケース18を介してハウジング12に伝搬される振動は減衰される。これにより、ハンドル部12cを把持する作業者の手に伝搬される振動が低減され、打撃作業機10の作業性を向上させることができる。
(ハンマドリルモード) 一方、ハンマドリルモードで作業を行うときには、図5に示されるように、切替レバー66は作業者によりハンマドリルモードの位置に操作される。切替レバー66がハンマドリルモードに操作されると、モード設定プレート67は、図5に示されるように、切替部材61に沿う方向になる。これにより、モード設定プレート67の係合突起68は、切替部材61と干渉しない位置になる。
したがって、先端工具Tを処理対象物に押し付けて、シリンダ21が後退移動すると、切替部材61の係合回避溝69は係合突起68の外側を通過する。これにより、切替部材61は、図7に示すように、インナケース18の規制部71に当接する。切替部材61が規制部71に当接すると、シリンダ21がそれ以上後方に移動することが規制される。さらに、切替部材61によりクラッチ56が運動変換部材47に噛み合うので、電動モータ13の出力軸42の回転は駆動軸40により運動変換部材47にも伝達される。
運動変換部材47が回転すると、駆動ロッド53が中心点Pを中心に揺動運動し、駆動ロッド53の揺動運動によりピストン33が軸方向に往復動する。ピストン33が往復動すると、打撃子35が空気室36内の圧縮空気により前方に向けて突出するように駆動され、中間子37に衝突する。これにより、先端工具Tには打撃力が加えられる。シリンダ21は駆動軸40により回転駆動され、先端工具Tには打撃力と回転力とが加えられ、被作業対象物には先端工具Tにより打撃力を加えながら、穴あけ処理が行われる。
このようなハンマドリルモードにおいては、先端工具Tから作業対象物に加えられた打撃力が作業対象物からの反作用として中間子37に戻されてシリンダ21に伝達されて、シリンダ21は振動発生源となる。シリンダ21の押圧部46と切替部材61との間には、ゴム製の環状部材72、つまり防振部が設けられているので、シリンダに加えられた衝撃力と振動は、押圧部46と切替部材61との間に設けられたゴム製の環状部材72により吸収されて、切替部材61からインナケース18を介してハウジング12に伝搬される衝撃力と振動は減衰される。これにより、ハンドル部12cを把持する作業者の手に伝搬される衝撃力と振動が低減され、打撃作業機10の作業性を向上させることができる。
図8~図12は、それぞれ他の実施の形態である打撃作業機10の要部を示す断面図である。それぞれの図においては、共通性を有する部材には同一の符号が付されている。
図8に示される打撃作業機10は、シリンダ21の押圧部46には、図9に示すように、円周方向に所定の間隔を隔てて複数の嵌合穴74が設けられ、環状部材72には嵌合穴74に嵌合される嵌合突起75が嵌合部として設けられている。防振部としての環状部材72の嵌合突起75が嵌合穴74に嵌合されると、環状部材72がシリンダ21に対して周方向に相対移動することが阻止される。これにより、シリンダ21が回転し始めたときにおいても、環状部材72はシリンダ21の押圧部46に対して滑ることが防止されて、環状部材72の耐久性を高めることができる。
環状部材72に嵌合穴を設け、押圧部46に嵌合突起を設けるようにしても、同様に、環状部材72のシリンダ21に対する相対移動をなくして環状部材の耐久性を向上させることができる。
図10に示される打撃作業機10は、上述した環状部材72に代えて、圧縮コイルばね76が押圧部46とスラストワッシャ73との間に防振部として設けられている。この圧縮コイルばね76は、断面四角形の線材を用いられている。圧縮コイルばね76がシリンダ21に対して周方向に移動しないように、コイルばね76を押圧部46に固定させるようにしても良い。
図11に示される打撃作業機10は、防振部としてウェーブワッシャ77がシリンダ21の外側に装着される。ウェーブワッシャ77は、円周方向に沿うに従って軸方向に蛇行しており、軸方向に弾性変形する。これにより、シリンダ21の振動や衝撃力を押圧部46と切替部材61との間で吸収する。
図12に示される打撃作業機10は、環状部材72が規制部71と切替部材61との間に設けられている。このように、防振部を規制部71と切替部材61との間に配置しても、シリンダ21からハウジング12に伝達される振動や衝撃を緩和することができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、実施の形態の打撃作業機10は、ドリルモードとハンマドリルモードの2つの動作状態に切替可能となっているが、特許文献1に記載されるように、これらのモードに加えて、ハンマモードを備えた打撃作業機に対しても、本発明を適用することができる。つまり、少なくとも、ドリルモードとハンマドリルモードの2つのモードを含む打撃作業機に対して本発を適用することができる。
10…打撃作業機、11…打撃機構、12…ハウジング、12a…ギヤハウジング、12b…モータハウジング、12c…ハンドル部、13…電動モータ(駆動源)、18…インナケース、20…工具嵌合部、21…シリンダ、26…工具保持部、27…保持リング、32…ばね部材、34…円筒部、35…打撃子、36…空気室、37…中間子、40…駆動軸、46…押圧部、47…運動変換部材、49…従動リング、52…ボール、53…駆動ロッド、54…回動駒、56…クラッチ、61…切替部材、62…嵌合孔、63…環状溝、64…係合部、65…戻しばね部材、66…切替レバー、67…モード設定プレート、68…係合突起、69…係合回避溝、71…規制部、72…環状部材、73…スラストワッシャ、74…嵌合穴、75…嵌合突起、76…圧縮コイルばね、77…ウェーブワッシャ。

Claims (9)

  1. 先端工具が先端部に装着され当該先端工具に回転力を加えるシリンダと、
    前記シリンダ内に軸方向に往復動可能に装着され前記先端工具に打撃力を加えるピストンと、
    前記シリンダと前記ピストンを駆動する動力を発生する駆動源と、
    前記動力を前記先端工具に打撃力および回転力として伝達する回転打撃状態と、前記動力を前記先端工具に回転力として伝達し打撃力を伝達しない回転状態とを含む少なくとも2つの動作状態に切替可能な切替部と、
    前記シリンダ、前記駆動源および前記切替部を収容するハウジングと、を備え、
    前記シリンダは、前記先端工具が作業対象物に押し付けられるときの反力により後方に移動するときに前記切替部を後方に押圧する押圧部を有し、
    前記切替部は、前記押圧部の押圧力により後方に移動することで、前記シリンダの動作状態を切替可能であり、
    前記ハウジングは、前記切替部の後方への移動量を規制する規制部を有し、
    前記押圧部と前記規制部との間に防振部を設けた、打撃作業機。
  2. 前記シリンダに沿って前記ハウジング内に配置され、前記駆動源により回転駆動される駆動軸と、
    前記駆動軸に設けられ前記駆動軸の回転力を前記ピストンの往復動力に変換する運動変換部と、
    前記駆動軸に軸方向に移動自在に装着され、前記運動変換部に前記駆動軸の動力を伝達する状態と伝達を遮断する状態とに切り替えるクラッチと、を備え、
    前記切替部は、後方へ移動するときに前記クラッチを前記運動変換部に噛み合わせることで、前記駆動軸から前記運動変換部に動力伝達が行われるように切り替える、請求項1記載の打撃作業機。
  3. 前記切替部は、前記シリンダの軸方向に対して垂直な方向に延びる板状である、請求項1または2記載の打撃作業機。
  4. 前記防振部は、前記切替部と前記押圧部との間に設けられる、請求項1~3のいずれか1項に記載の打撃作業機。
  5. 前記防振部は、前記切替部と前記規制部との間に設けられる、請求項1~3のいずれか1項に記載の打撃作業機。
  6. 前記防振部は、前記シリンダの外周面に嵌合されるゴム製の環状部材である、請求項1~5のいずれか1項に記載の打撃作業機。
  7. 前記環状部材は、前記シリンダに嵌合されて前記シリンダに対して周方向の相対移動を阻止する嵌合部を有する、請求項6記載の打撃作業機。
  8. 前記防振部は、前記シリンダの外側に装着されるコイルばねである、請求項1~5のいずれか1項に記載の打撃作業機。
  9. 前記防振部は、前記シリンダの外側に装着されるウェーブワッシャである、請求項1~5のいずれか1項に記載の打撃作業機。
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