JP3828404B2 - Impact tool - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転をピストンの往復動に変換させるクランク機構を備えた電動ハンマやハンマードリル等の打撃工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
打撃工具は、モータから回転伝達されるクランクシャフトに設けた偏心ピンを、シリンダ内で前後移動可能に収容されたピストンとコネクティングロッドを介して連結するクランク機構を備える。一方、シリンダ内でピストンの前方には、空気室を介してストライカを収容している。よって、モータからクランクシャフトへ伝達される回転は、コネクティングロッドを介してピストンの往復動に変換され、シリンダ内では、空気室を介してストライカがピストンに連動して往復動し、ハウジングの先端に装着されたビットに打撃作動を伝達するものとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この構造においては、ピストンが空気室を介してストライカを連動させる際、反力としてピストンには逆向きの力が加わる。特にビットへの打撃伝達後には、反動で後退するストライカと前進するピストンとの間で空気室の圧力が急激に上昇し、反力は最大となる。このため、クランク機構内の構成要素、例えばコネクティングロッドをピストンとクランクシャフトと夫々連結するピン部材や、モータの出力軸と噛合するギヤ等に大きな負荷がかかり、結果これらの構成要素に劣化進行や損傷のおそれが生じる。また、振動も発生しやすい。そこで、ピストンの前端に合成ゴムを取り付け、空気室の圧力上昇時には、合成ゴムの変形によって衝撃を吸収させる構造が採用されているが、合成ゴムでは緩衝効果が不十分で、上記劣化進行や振動を効果的に防止するには至っていない。
【0004】
そこで、請求項1及び2に記載の発明は、より優れた緩衝機能を得ることができる打撃工具を提供することを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、クランクシャフトに、モータから回転伝達され、軸方向へスライド可能な連結体を同軸で外装し、クランクシャフトと連結体とを、クランクシャフトの外面に少なくとも連結体の回転方向へ所定のリード角で凹設される第1カム溝と、連結体の内面に第1カム溝と逆方向へ所定のリード角で凹設される第2カム溝と、第1カム溝と第2カム溝とに跨って嵌入されるボールとからなり、クランクシャフトと連結体との間に回転方向で位相差が生じると連結体を所定位置から軸方向へ移動させるカム機構により連結する一方、クランクシャフトに、連結体を所定位置へ付勢する付勢手段を設けて、連結体を介してクランクシャフトへ回転伝達を行うようにしたことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、クランクシャフトに、モータから回転伝達され、軸方向へスライド可能な連結体を同軸で外装し、クランクシャフトと連結体とを、クランクシャフトの外面又は連結体の内面の一方に少なくとも連結体の回転方向へ所定のリード角で凹設されるカム溝と、クランクシャフトの外面又は連結体の内面の他方にカム溝へ嵌入可能に形成された突起とからなり、クランクシャフトと連結体との間に回転方向で位相差が生じると連結体を所定位置から軸方向へ移動させるカム機構により連結する一方、クランクシャフトに、連結体を所定位置へ付勢する付勢手段を設けて、連結体を介してクランクシャフトへ回転伝達を行うようにしたことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の目的に加えて、連結体の回転と軸方向へのスライドとを安定して行うために、モータから回転伝達されるギヤをクランクシャフトと同軸に設けると共に、ギヤの軸方向へピンを突設し、連結体にピンを遊挿して、ギヤとピンとによってモータから連結体への回転伝達と連結体の軸方向へのスライドとを可能としたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、打撃工具としての電動ハンマ1の縦断面図で、電動ハンマ1は、モータ2を出力軸3を下にして収容したモータハウジング4の前方(図1の左側)に、ギヤハウジング5を介してクランク機構6を内蔵し、ギヤハウジング5の前方に、モータ2と直交方向で筒状のバレル7とツールホルダ8とを同軸で連結してなる。バレル7内には、シリンダ9が同軸で固定され、シリンダ9内には、クランク機構6のコネクティングロッド10と連結されるピストン11が前後移動可能に収容され、そのピストン11の前方に、空気室12を介してストライカ13が前後移動可能に収容されている。また、バレル7内でシリンダ9の前方には、インパクトボルト14が前後移動可能に収容され、ツールホルダ8へのビット15の挿着状態で、後方へ押し込まれたインパクトボルト14の後端がシリンダ9内へ突出するようになっている。
【0007】
一方、クランク機構6は、図2にも示す如く、ボールベアリング17,17によってモータ2と平行に軸支されるクランクシャフト16を備え、クランクシャフト16の上面で偏心位置に突設したクランクピン18に、コネクティングロッド10の後端が回動可能に連結される。よって、クランクシャフト16の回転は、コネクティングロッド10を介してピストン11の往復動に変換可能となっている。また、クランクシャフト16の下部には、ボールベアリング19を介してギヤ20が同軸で回動可能に外装されて、モータ2の出力軸3に噛合するギヤ21と噛合している。
【0008】
さらに、クランクシャフト16には、ギヤ20の上方で連結体としてのボールナット22が同軸で回動可能に外装され、このボールナット22に周設されたフランジ23に、ギヤ20へ軸方向と平行に固定された一対のピン24,24が遊挿している。よって、ボールナット22は、ギヤ20と一体回転且つ軸方向へスライド可能となる。ここで、クランクシャフト16の外面には、図3(A)に示すように、周方向両側へ行くに従って所定のリード角で上昇するV字状の一対の第1カム溝25,25が凹設され、対してボールナット22の内面でクランクシャフト16の第1カム溝25,25と対応する位置には、同図(B)に示すように、周方向両側へ行くに従って第1カム溝25と同じリード角で夫々逆方向へ下降する山形の一対の第2カム溝26,26が凹設される。そして、両カム溝25,26の間に跨る格好で、スチールボール27,27が夫々嵌入されて、これら第1カム溝25,第2カム溝26,スチールボール27によって、クランクシャフト16とボールナット22とが連結されるカム機構が形成されている。
【0009】
ボールナット22には、フランジ23の根元で周方向に配置された複数のボール28,28・・上で下バネ受け29が同軸で回動可能且つ軸方向へスライド可能に外装される一方、クランクシャフト16の上方には、上限位置を規制される上バネ受け30が同軸で一体回転可能に外装されている。この上下のバネ受け29,30の間に、付勢手段としての4枚の皿バネ31,31・・が、同軸で互い違いに重ね合わされてクランクシャフト16に遊挿されて、下バネ受け29を下方に付勢している。よって、ボールナット22も、皿バネ31,31・・によってスチールボール27,27が、第1カム溝25,25のV字状尖端部と、第2カム溝26,26の山形尖端部との位置、すなわちクランクシャフト16の軸方向で互いの逆方向の端部に位置する下限位置へ付勢され、この状態でクランクシャフト16とボールナット22とがスチールボール27,27を介して一体化されることになる。
【0010】
以上の如く構成された電動ハンマ1においては、モータ2が駆動すると、出力軸3の回転はギヤ21を介してギヤ20に伝わり、ピン24,24を介してボールナット22を回転(下方を見て左回転)させる。ボールナット22は、スチールボール27,27によってクランクシャフト16と連結されているから、ボールナット22と共にクランクシャフト16も回転してクランクピン18を円運動させ、コネクティングロッド10を介してピストン11を往復動させることとなる。このピストン11の往復動と共に空気室12を介してストライカ13が往復動し、インパクトボルト14の後端を打撃することで、インパクトボルト14に当接するビット15に打撃伝達される。
【0011】
ここで、ピストン11が空気室12を介してストライカ13を連動させる力は、反力としてピストン11に逆向きの力を加える。特に、ストライカ13がインパクトボルト14を打撃した後、ストライカ13が後退し、次のストロークで前進しようとするピストン11との間で空気室12が急激に圧縮された際に、ピストン11への反力は最大となり、この反力がコネクティングロッド10を介してクランクシャフト16にも伝わる。しかし、反力がスチールボール27,27を介してボールナット22と連結させる皿バネ31,31・・の付勢力を超えると、図4のように、スチールボール27,27が第1カム溝25,25では右端、第2カム溝26,26では左端と互いに逆の周方向端部へ転動することで、ボールナット22は皿バネ31,31・・の付勢に抗して回転しながら上昇する。このスチールボール27,27の転動により、クランクシャフト16とボールナット22との間に位相差が生じ、反力が分散され、緩和される。
【0012】
なお、位相差の発生後、ストライカ13が前進して空気室12の圧力が低下し、皿バネ31,31・・の付勢力が反力を上回るようになると、皿バネ31,31・・の付勢力によって再びボールナット22はスチールボール27,27を転動させつつ下降し、カム溝25,26間の端部にスチールボール27,27が位置する図1,2の下限位置へ復帰する。
【0013】
このように上記形態の電動ハンマ1によれば、クランクシャフト16にボールナット22を同軸で外装し、クランクシャフト16とボールナット22とを、両者間の位相差によってボールナット22を軸方向に移動させるカム機構によって連結する一方、クランクシャフト16に、ボールナット22を軸方向へ付勢する皿バネ31,31・・を設けて、ボールナット22を介してクランクシャフト16へ回転伝達を行うようにしたことで、打撃作動時の反力が効果的に緩和されるため、クランクピン16や、ピストン11をコネクティングロッド10と連結するピストンピン32、ギヤ20,21等の構成要素が好適に保護される。よって、劣化の進行や損傷は効果的に抑制されると共に、振動も低減される。特に、クランクシャフト16とボールナット22との直接的な連結はスチールボール27で行い、付勢手段としての皿バネ31は間接的に作用させて、皿バネ31は専ら反力の発生時の緩衝体として作用する構造となっているから、通常時のクランクシャフト16とボールナット22とは確実に一体化され、安定したトルク伝達が可能となっている。
【0014】
また、ここでは、クランクシャフト16とボールナット22とを連結するカム機構を、第1カム溝25、第2カム溝26、スチールボール27とによって形成しているから、動作性が良く、信頼性に優れたカム機構を得ることができる。
さらに、モータ2から回転伝達されるギヤ20をクランクシャフト16と同軸に設けると共に、ギヤ20の軸方向へピン24,24を突設し、ボールナット22にピン24,24を遊挿して、ギヤ20とピン24,24とによってモータ2からボールナット22への回転伝達とボールナット22の軸方向へのスライドとを可能としたことで、ボールナット22の回転と軸方向へのスライドとが安定して行われる。
【0015】
なお、上記形態では、付勢手段として皿バネを利用しているが、コイルバネに代えることもできる。また、付勢手段は、第1、第2カム溝のリード角を上記形態と逆にすれば、ギヤ20とボールナット22との間に設けて付勢方向を逆にしても同様の作用効果が得られる。さらに、連結体となるボールナット22へは、ギヤ20とピン24によって回転伝達を図っているが、ギヤ20とピン24とをなくしてボールナット22に直接ギヤ21を噛合させる設計変更も可能である。そして、第1、第2カム溝は、正逆回転を考慮してV字状と山形とにしているが、これに限らず、一方向のみに傾斜するカム溝としても差し支えない。
【0016】
一方、カム機構は、上記第1、第2カム溝25,26及びスチールボール27に限らず、クランクシャフトとボールナット等の連結体との一方にカム溝を、他方に、カム溝に嵌入する突起を夫々形成する等の設計変更も可能である。
また、ストライカの前方にインパクトボルトを設けた電動ハンマで説明しているが、インパクトボルトがなく、ストライカが直接ビットを打撃する電動ハンマやハンマードリル等であっても本発明は適用可能である。
【0017】
【発明の効果】
請求項1及び2に記載の発明によれば、打撃作動時の反力が効果的に緩和されるため、偏心ピンや、ピストンをコネクティングロッドと連結するピストンピン、ギヤ等の構成要素が好適に保護される。よって、劣化の進行や損傷は効果的に抑制されると共に、振動も低減される。特に、クランクシャフトと連結体との直接的な連結はボールで行い、付勢手段は間接的に作用させて、付勢手段は専ら反力の発生時の緩衝体として作用する構造となっているから、通常時のクランクシャフトと連結体とは確実に一体化され、安定したトルク伝達が可能となっている。
また、カム機構を、第1、第2カム溝及びボールから(請求項1)、又は、カム溝と該カム溝の嵌入する突起とから(請求項2)形成したことで、動作性が良く、信頼性に優れたカム機構を得ることができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加えて、モータから回転伝達されるギヤをクランクシャフトと同軸に設けると共に、ギヤの軸方向へピンを突設し、連結体にピンを遊挿して、ギヤとピンとによってモータから連結体への回転伝達と連結体の軸方向へのスライドとを可能としたことで、連結体の回転と軸方向へのスライドとが安定して行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電動ハンマの縦断面図である(通常時)。
【図2】図1におけるクランク機構部分の拡大図である。
【図3】(A)クランクシャフトの一部展開図である。
(B)ボールナットの一部展開図である。
【図4】クランク機構部分の拡大図である(反力最大時)。
【符号の説明】
1・・電動ハンマ、2・・モータ、6・・クランク機構、9・・シリンダ、10・・コネクティングロッド、11・・ピストン、12・・空気室、13・・ストライカ、16・・クランクシャフト、22・・ボールナット、24・・ピン、25・・第1カム溝、26・・第2カム溝、27・・スチールボール、31・・皿バネ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an impact tool such as an electric hammer or a hammer drill provided with a crank mechanism that converts rotation of a motor into reciprocation of a piston.
[0002]
[Prior art]
The striking tool includes a crank mechanism that connects an eccentric pin provided on a crankshaft that is rotationally transmitted from a motor, via a connecting rod and a piston that is accommodated in the cylinder so as to be movable back and forth. On the other hand, a striker is accommodated in front of the piston in the cylinder via an air chamber. Therefore, the rotation transmitted from the motor to the crankshaft is converted into the reciprocating motion of the piston through the connecting rod, and the striker reciprocates in conjunction with the piston through the air chamber in the cylinder, and moves to the tip of the housing. The hitting operation is transmitted to the mounted bit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this structure, when the piston interlocks the striker via the air chamber, a reverse force is applied to the piston as a reaction force. In particular, after the impact is transmitted to the bit, the pressure of the air chamber increases rapidly between the striker that moves backward by the reaction and the piston that moves forward, and the reaction force becomes maximum. For this reason, a large load is applied to components in the crank mechanism, for example, a pin member that connects the connecting rod to the piston and the crankshaft, and a gear that meshes with the output shaft of the motor. There is a risk of damage. Also, vibrations are likely to occur. Therefore, synthetic rubber is attached to the front end of the piston, and when the pressure in the air chamber rises, a structure that absorbs shock by deformation of the synthetic rubber is adopted. Has not been effectively prevented.
[0004]
Therefore, the invention according to
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an invention according to claim 1, the crankshaft is rotated transmitted from the motor, and exterior to the axially slidable connecting body coaxially, and a connecting member to the crankshaft, a crank A first cam groove recessed at a predetermined lead angle at least in the rotation direction of the coupling body on the outer surface of the shaft, and a second recess recessed at a predetermined lead angle in the opposite direction to the first cam groove on the inner surface of the coupling body. When a phase difference occurs between the camshaft and the first cam groove and the second cam groove in the rotational direction between the crankshaft and the connecting body, the connecting body is moved from the predetermined position to the axial direction. The camshaft is moved by a cam mechanism, and the crankshaft is provided with urging means for urging the connecting body to a predetermined position so as to transmit rotation to the crankshaft through the connecting body. Is.
In order to achieve the above object, the invention according to
According to a third aspect of the present invention, in addition to the object of the first or second aspect, in order to stably perform the rotation of the coupling body and the sliding in the axial direction, a gear transmitted from the motor is used as a crankshaft. It is provided coaxially, and a pin is projected in the axial direction of the gear, and the pin is loosely inserted into the coupling body, so that rotation transmission from the motor to the coupling body and sliding of the coupling body in the axial direction are possible by the gear and the pin. It is a thing.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric hammer 1 as an impact tool. The electric hammer 1 has a
[0007]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
[0008]
Furthermore, a
[0009]
On the
[0010]
In the electric hammer 1 configured as described above, when the
[0011]
Here, the force with which the
[0012]
After the phase difference occurs, when the
[0013]
As described above, according to the electric hammer 1 of the above embodiment, the
[0014]
Here, since the cam mechanism for connecting the
Further, a
[0015]
In the above embodiment, a disc spring is used as the biasing means, but it can be replaced with a coil spring. Further, if the urging means is provided between the
[0016]
On the other hand, the cam mechanism is not limited to the first and
Further, although an electric hammer having an impact bolt provided in front of the striker has been described, the present invention can also be applied to an electric hammer or a hammer drill in which the striker directly hits a bit without an impact bolt.
[0017]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, since the reaction force during the striking operation is effectively mitigated, components such as an eccentric pin, a piston pin that connects the piston to the connecting rod, and a gear are suitable. Protected. Therefore, the progress and damage of deterioration are effectively suppressed, and vibration is also reduced. In particular, the direct connection between the crankshaft and the connecting body is performed by a ball, the biasing means is operated indirectly, and the biasing means functions exclusively as a buffer when reaction force is generated. Therefore, the crankshaft and the connecting body in the normal state are reliably integrated, and stable torque transmission is possible.
Further, the cam mechanism is formed from the first and second cam grooves and the ball (Claim 1) or from the cam groove and the projection into which the cam groove is fitted (Claim 2) , so that the operability is good. A cam mechanism with excellent reliability can be obtained.
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first or second aspect, the gear that is rotationally transmitted from the motor is provided coaxially with the crankshaft, and the pin is provided so as to project in the axial direction of the gear. Pins are loosely inserted into the body, and rotation transmission from the motor to the connecting body and sliding of the connecting body in the axial direction are enabled by the gear and pin, so that rotation of the connecting body and sliding in the axial direction are stable. Done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view of an electric hammer (normal time).
FIG. 2 is an enlarged view of a crank mechanism portion in FIG.
FIG. 3A is a partial development view of a crankshaft.
(B) It is a partial expanded view of a ball nut.
FIG. 4 is an enlarged view of a crank mechanism portion (when reaction force is maximum).
[Explanation of symbols]
1 .... Electric hammer, 2 .... Motor, 6 .... Crank mechanism, 9 .... Cylinder, 10 .... Connecting rod, 11 .... Piston, 12 .... Air chamber, 13 .... Striker, 16 .... Crankshaft, 22 .. Ball nut, 24 .. Pin, 25 .. First cam groove, 26 .. Second cam groove, 27 .. Steel ball, 31.
Claims (3)
前記クランクシャフトに、前記モータから回転伝達され、軸方向へスライド可能な連結体を同軸で外装し、前記クランクシャフトと連結体とを、前記クランクシャフトの外面に少なくとも連結体の回転方向へ所定のリード角で凹設される第1カム溝と、前記連結体の内面に前記第1カム溝と逆方向へ所定のリード角で凹設される第2カム溝と、前記第1カム溝と第2カム溝とに跨って嵌入されるボールとからなり、前記クランクシャフトと連結体との間に回転方向で位相差が生じると前記連結体を所定位置から軸方向へ移動させるカム機構により連結する一方、前記クランクシャフトに、前記連結体を前記所定位置へ付勢する付勢手段を設けて、前記連結体を介して前記クランクシャフトへ回転伝達を行うようにしたことを特徴とする打撃工具。An eccentric pin provided on a crankshaft that is rotated and transmitted from a motor is connected via a connecting rod and a piston accommodated in the cylinder so as to be movable back and forth, and in front of the piston in the cylinder via an air chamber. A striking tool containing a striker that works in conjunction with the piston,
The crankshaft is coaxially packaged with a connecting body that is rotationally transmitted from the motor and is slidable in the axial direction, and the crankshaft and the connecting body are arranged on the outer surface of the crankshaft at least in a rotating direction of the connecting body. A first cam groove recessed at a lead angle; a second cam groove recessed at a predetermined lead angle in an opposite direction to the first cam groove on the inner surface of the coupling body; and the first cam groove and The ball is inserted over two cam grooves, and when a phase difference occurs in the rotational direction between the crankshaft and the coupling body, the coupling body is coupled by a cam mechanism that moves the coupling body from a predetermined position in the axial direction. On the other hand, a striking work characterized in that the crankshaft is provided with urging means for urging the connecting body to the predetermined position so as to transmit rotation to the crankshaft through the connecting body. .
前記クランクシャフトに、前記モータから回転伝達され、軸方向へスライド可能な連結体を同軸で外装し、前記クランクシャフトと連結体とを、前記クランクシャフトの外面又は連結体の内面の一方に少なくとも連結体の回転方向へ所定のリード角で凹設されるカム溝と、前記クランクシャフトの外面又は連結体の内面の他方に前記カム溝へ嵌入可能に形成された突起とからなり、前記クランクシャフトと連結体との間に回転方向で位相差が生じると前記連結体を所定位置から軸方向へ移動させるカム機構により連結する一方、前記クランクシャフトに、前記連結体を前記所定位置へ付勢する付勢手段を設けて、前記連結体を介して前記クランクシャフトへ回転伝達を行うようにしたことを特徴とする打撃工具。 An eccentric pin provided on a crankshaft that is rotated and transmitted from a motor is connected via a connecting rod and a piston accommodated in the cylinder so as to be movable back and forth, and in front of the piston in the cylinder via an air chamber. A striking tool containing a striker that works in conjunction with the piston,
The crankshaft is coaxially packaged with a connecting body that is rotationally transmitted from the motor and is slidable in the axial direction, and the crankshaft and the connecting body are connected to at least one of the outer surface of the crankshaft and the inner surface of the connecting body. A cam groove that is recessed at a predetermined lead angle in the rotation direction of the body, and a protrusion that is formed on the other of the outer surface of the crankshaft or the inner surface of the coupling body so as to be fitted into the cam groove, When a phase difference occurs between the connecting body and the connecting body in the rotational direction, the connecting body is connected by a cam mechanism that moves the connecting body in the axial direction from a predetermined position, while the connecting body is biased to the predetermined position. A striking tool comprising a biasing means for transmitting rotation to the crankshaft through the connecting body .
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