JPWO2005105386A1 - 作業工具 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によれば、先端工具と、前記先端工具を直線状に駆動させ、これによって当該先端工具に所定の加工作業を遂行させる第1の作動機構と、弾性要素による付勢力が作用した状態で直線運動するウェイトを介して、前記先端工具による加工作業時の制振を行う動吸振器と、前記弾性要素を機械的に加振し、これによって前記ウェイトを強制的に駆動する第2の作動機構を有することを特徴とする作業工具が構成される。
以下、本発明の第1の実施形態につき、図1〜図3を参照しつつ詳細に説明する。本発明の実施の形態では、作業工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。図1は第1の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を概略的に示す側断面図である。図1に示すように、本実施の形態に係るハンマドリル101は、概括的に見て、ハンマドリル101の外郭を形成する本体部103、当該本体部103の先端領域にツールホルダ137を介して着脱自在に取付けられたハンマビット119を主体として構成される。ハンマビット119は、本発明における「先端工具」に対応する。
動吸振器151の筒体152の構成に関し、通気孔152bは、ウェイト153の往復動作時に、第2作動室156bにおいて加圧された加圧空気の流出を規制することによって、ウェイト153に対し減衰力を強制的に付与する構成を有する。ここで、図4を参照しながら、本実施の形態の動吸振器151の構成に対応した、「減衰のある強制加振のモデル」を説明する。
第1のステップとして、図4中の式(1)〜(7)に基づいて、第2運動変換機構116の加振周波数f(Hz)に対するウェイト153の振幅に係る係数ρ(−)の関係、及び加振周波数f(Hz)に対するウェイト153の加振入力との間の位相差θ(°)の関係を導出する。更に、この第1のステップでは、減衰係数cのみを変化させた場合の、係数ρ及び位相差θについて検討し、係数ρ及び位相差θが安定化する場合の所望の減衰係数cを導出する。
次に、第2のステップでは、上記第1のステップによって決定された減衰係数cに対応して、ハンマドリル101の実際の設計を行う。具体的には、動吸振器151の筒体152に設ける通気孔152bの通気径、すなわち通気孔152bにおける単位時間当たりの通気量を、第1のステップによって決定された所望の減衰係数cが得られるように設定する。典型的には、この通気孔152bの通気径を1.0(mm)程度とする。
次に本発明の第2の実施形態につき、図7〜図12を参照して説明する。図7は第2の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を概略的に示す側断面図である。図7に示すように、この実施の形態に係るハンマドリル201は、概括的に見て、ハンマドリル201の外郭を形成する本体部203、当該本体部203の先端領域にツールホルダ237を介して着脱自在に取付けられたハンマビット219を主体として構成される。ハンマビット219は、本発明における「先端工具」に対応する。
一方、被動軸225とともに第1伝達ギア231が回転されると、第1伝達ギア231に噛み合い係合される第2伝達ギア233を介してスリーブ235が鉛直面内にて回転され、更にスリーブ235とともにツールホルダ237およびこのツールホルダ237にて保持されるハンマビット219が一体状に回転される。かくして、ハンマビット219が長軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、被加工材にハンマドリル加工作業を遂行する。
上記した第1および第2の実施形態では、ウェイト153,253の左右に付勢バネ157,257が配置される構成とされている。この点、図13および図14に示すように、各実施形態につき、ウェイト153,253の右側に形成される作動室156a,256aに付勢バネ157a,257aを配置し、右側に形成される作動室156b,256bには付勢バネを配置しない構成としてもよい。この場合、ウェイト153,253が安定して摺動可能なように、ウェイト153,253が筒体152,252の内周面に面接触するように構成するのが好ましい。このような変更例によれば、動吸振器の構成151,251を一層簡素化することが可能になる。
103 本体部
105 モータハウジング
107 ギアハウジング
109 ハンドグリップ
111 駆動モータ
113 第1運動変換機構(第1の作動機構)
114 動力伝達機構
115 打撃要素
116 第2運動変換機構(第2の作動機構)
117 バレル部
119 ハンマビット(先端工具)
121 駆動ギア
123 被動ギア
125 クランク板
126 偏心軸(第1の駆動機構部)
128 クランクアーム(第1の駆動機構部)
128 連結軸
129 ピストン(第1の駆動機構部)
131 伝達ギア
132 滑りクラッチ
133 伝達軸
134 小ベベルギア
135 大ベベルギア
136 クラッチ機構
137 ツールホルダ
141 シリンダ
143 ストライカ
145 インパクトボルト
151 動吸振器
152 筒体
153 ウェイト
154 大径部
155 小径部
156 作動室
157 付勢バネ(弾性要素)
161 偏心軸部(第2の駆動機構部)
162 長円孔
163 連接板(第2の駆動機構部)
164 連係部
165 ガイドピン
167 バネ受部材
168 係合凹部
Claims (13)
- 先端工具と、
前記先端工具を直線状に駆動させ、これによって当該先端工具に所定の加工作業を遂行させる第1の作動機構と、
弾性要素による付勢力が作用した状態で直線運動するウェイトを介して、前記先端工具による加工作業時の制振を行う動吸振器と、
前記弾性要素を機械的に加振し、これによって前記ウェイトを強制的に駆動する第2の作動機構を有することを特徴とする作業工具。 - 前記弾性要素は、前記ウェイトを作業工具本体に接続する複数の弾性要素として定義され、前記第2の作動機構は、当該複数の弾性要素の少なくとも一つを機械的に加振するように構成されていることを特徴とする作業工具。
- 請求項1または2に記載の作業工具であって、さらに駆動モータを有し、
前記先端工具は、被加工材に対し直線状の衝撃力を作用させて作業を行うハンマビットとして構成され、
前記第1の作動機構は、前記駆動モータの回転出力を前記先端工具の長軸方向への直線運動に変換する第1の駆動機構部と、当該第1の駆動機構部によって直線運動し、これによって前記先端工具を駆動する打撃子と、を有し、
前記第2の作動機構は、前記駆動モータの回転出力を前記先端工具の長軸方向への直線運動に変換する第2の駆動機構部と、当該第2の駆動機構部によって直線往復運動され、これによって前記弾性要素を加振する摺動子と、を有することを特徴とする作業工具。 - 請求項1または2に記載の作業工具であって、さらに駆動モータを有し、
前記先端工具は、直線往復運動を行うことによって被加工材を切断作業する鋸刃として構成され、
前記第1の作動機構は、前記駆動モータの回転出力を前記先端工具の長軸方向への直線運動に変換する第1の駆動機構部と、前記鋸刃に連携するとともに前記第1の駆動機構部によって直線往復運動され、これによって前記鋸刃を直線状に往復動作させるスライダーと、を有し、
前記第2の作動機構は、前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換する第2の駆動機構部と、当該第2の駆動機構部によって直線往復運動され、これによって前記弾性要素を加振する摺動子と、を有することを特徴とする作業工具。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の作業工具であって、
前記動吸振器は、前記先端工具の移動線を挟んで両側に配置されていることを特徴とする作業工具。 - 請求項1〜5のいずれかに記載に作業工具であって、
前記動吸振器は、前記第2の作動機構によって前記弾性要素を加振する場合に、加振周波数の所定周波数領域において前記ウェイトの振幅が規定振幅範囲内で変動し、且つ当該所定周波数領域において前記ウェイトと前記第2の作動機構との間の位相差が規定位相差範囲内で変動するような減衰特性を有する構成であり、これによって前記動吸振器の動作が安定化することを特徴とする作業工具。 - 請求項6に記載の作業工具であって、
前記動吸振器は、前記ウェイトを摺動自在に収容するハウジングと、前記ハウジングに形成され、当該ハウジングの内部領域と外部領域とを連通することでこれら両領域間における空気の移動を許容する通気部を備え、前記通気部における単位時間当たりの通気量が、前記減衰特性に対応して設定されていることを特徴とする作業工具。 - 先端工具と、
前記先端工具を往復直線状に駆動させることで当該先端工具に所定の加工作業を遂行させる第1の作動機構と、
弾性要素および当該弾性要素による付勢力が作用した状態で直線運動可能なウェイトを有する動吸振器と、
前記ウェイトを強制加振して駆動する第2の作動機構を備える作業工具であって、
前記動吸振器は、前記第2の作動機構による加振周波数の所定周波数領域において前記ウェイトの振幅が規定振幅範囲内で変動するとともに、当該所定周波数領域において前記ウェイトの前記第2の作動機構との間の位相差が規定位相差範囲内で変動するような減衰特性を有し、これによって前記動吸振器の動作が安定化することを特徴とする作業工具。 - 請求項8に記載の作業工具であって、
前記動吸振器は、前記ウェイトを摺動自在に収容するハウジングと、前記ハウジングに形成され、当該ハウジングの内部領域と外部領域とを連通することでこれら両領域間における空気の移動を許容する通気部を備え、前記通気部における単位時間当たりの通気量が、前記減衰特性に対応して設定されていることを特徴とする作業工具。 - 請求項1から9のいずれか記載の作業工具であって、
前記動吸振器における弾性要素の弾性定数をkとし、ウェイトの質量をmとした場合に、前記加振周波数を、実質的に1/(2π)・(2k/m)1/2ヘルツとし、これによって前記ウェイトの直線運動量が増大するように設定されていることを特徴とする作業工具。 - 請求項1から10のいずれか記載の作業工具であって、さらに駆動モータを有し、
前記第2の作動機構は、前記駆動モータの回転出力を前記先端工具の長軸方向への直線運動に変換するクランク機構部を有することを特徴とする作業工具。 - 請求項1から10のいずれか記載の作業工具であって、さらに駆動モータを有し、
前記第1の作動機構は、前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換するべく前記先端工具の長軸方向に揺動する揺動機構部を有し、
前記第2の作動機構は、前記揺動機構部の揺動動作のうち前記先端工具の長軸方向への動作成分によって前記弾性要素を機械的に加振するべく、前記揺動機構部と前記弾性要素の双方に連接される作動片を有することを特徴とする作業工具。 - 請求項12に記載の作業工具であって、
前記作動片は、前記揺動機構部の揺動動作のうち前記先端工具の長軸方向への動作成分を弾性要素に伝達するカム要素として機能することを特徴とする作業工具。
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