往复运动式作业工具 |
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| 申请号 | CN201210176851.2 | 申请日 | 2012-05-31 | 公开(公告)号 | CN102806551A | 公开(公告)日 | 2012-12-05 |
| 申请人 | 株式会社牧田; | 发明人 | 生田洋规; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种能够有效地促进使动吸振器强制振动的结构合理化的往复运动式作业工具。往复运动式作业工具，前端工具沿着长轴方向被直线地驱动，来对被加 工件 进行规定的加工作业，具有：驱动机构，其用于驱动前端工具；旋 转轴 ，其用于驱动驱动机构；摆动构件，其借助 旋转轴 的旋转动作在前端工具长轴方向上进行摆动运动；动吸振器，其在前端工具进行加工作业时进行减振。动吸振器具有 配重 ，所述配重能够在被弹性构件作用有作用 力 的状态下沿着前端工具的长轴方向进行直线运动。配重借助摆动构件的摆动运动在前端工具的长轴方向上的运动分量，被机械性地且强制性地驱动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种往复运动式作业工具，前端工具沿着长轴方向被直线地驱动，来对被加工件进行规定的加工作业，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 往复运动式作业工具技术领域背景技术[0002] JP特开2008-307655号公报公开了一种具有对驱动工具头时所产生的振动进行减振的减振机构即动吸振器的打击工具。在公报所记载的打击工具中，在被马达驱动来驱动打击机构的曲柄机构之外，在隔着该曲柄机构与马达一侧相反的一侧设置第二曲柄机构，通过该第二曲柄机构积极地驱动动吸振器的配重，即强制性地使动吸振器振动，来对加工作业时产生的振动进行减振。 [0003] 但是，在用于使工具头进行打击动作的曲柄机构和用于使动吸振器进行振动的第二曲柄机构在轴向上双层重叠配置时，其结构复杂且变重，在这些方面不合理。 发明内容[0005] 本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够有效地促进用于使动吸振器强制振动的结构合理化的往复运动式作业工具。 [0006] 为了解决上述问题，根据本发明的优选的方式，一种往复运动式作业工具，前端工具沿着长轴方向被直线地驱动，来对被加工件进行规定的加工作业。往复运动式作业工具具有：驱动机构，其用于驱动前端工具；旋转轴，其用于驱动驱动机构；摆动构件，其借助旋转轴的旋转动作在前端工具的长轴方向上进行摆动运动；动吸振器，其在前端工具进行加工作业时进行减振。动吸振器具有配重，所述配重能够在受到弹性构件的作用力的状态下沿着前端工具的长轴方向进行直线运动。另外，配重借助摆动构件的摆动运动在前端工具的长轴方向上的运动分量，来机械性地且强制性地被驱动。 [0007] 本发明中“机械性”被定义为，在结构上动吸振器和摆动构件连结的状态下在该摆动构件和动吸振器之间传递力的形态。另外，在动吸振器中，能够在受到弹性构件的作用力的状态下进行直线运动的配重，在进行加工作业时能够按照在工具主体上产生的振动进行振动来被动地进行减振。本发明中的“强制性”被定义为，与动吸振器在进行加工作业时产生的振动不同，而积极地施加外力即施加励振力来通过动吸振器主动地进行减振的形态。另外，本发明中的“规定的加工作业”包括工具头沿着长轴方向进行打击动作来对被加工件进行锤击作业的形态、工具头沿着长轴方向进行打击动作以及围绕长轴进行旋转动作来对被加工件进行锤钻作业的形态或刀口沿着长轴方向进行直线动作来对被加工件进行切断作业的形态等。 [0008] 根据本发明的优选的方式，动吸振器的配重被通过用于驱动前端工具的旋转轴来进行摆动的摆动构件驱动。由此，能够使与配重的驱动相关的结构简单化以及轻量化，并且促进与配重的驱动相关的结构合理化。另外，随着使与配重的驱动相关的结构简单化，能够有效地降低成本。 [0009] 根据本发明的往复运动式作业工具的其他方式，具有与旋转轴一体旋转的旋转构件，另外摆动构件借助该旋转构件的径向上的运动分量来被驱动，从而进行摆动。此时，不用延长旋转轴的长度，优选将旋转构件设置在该旋转轴上的作为驱动驱动机构所需要的长度而预先设定的需要的长度的范围内。本发明中的“旋转构件”典型地由在径向偏离旋转轴的旋转中心的位置具有中心的圆板即偏心凸轮构成。 [0010] 根据该方式，摆动构件能够配置在旋转轴的长度的范围内，不需要将用于进行打击动作的曲柄机构和用于使动吸振器强制振动的曲柄机构在轴向上双层重叠的以往的结构中需要的轴向空间。 [0011] 根据本发明的往复运动式作业工具其他方式，具有构成摆动构件进行摆动运动的支点的支点轴，支点轴配置为与旋转轴平行。 [0012] 通过这样的结构，能够合理地将旋转轴的旋转运动变换为摆动构件的摆动运动。 [0013] 根据本发明的往复运动式作业工具的其他方式，旋转构件的中心设定在沿着径向从旋转轴的旋转中心偏离规定量的偏心位置。另外，配重借助摆动构件在前端工具长轴方向的上运动分量的驱动量，是根据摆动构件的摆动量和旋转构件的偏心量来设定的。 [0014] 根据该方式，通过调整摆动构件的摆动量和旋转构件的偏心量中的任意一方或双方，来设定配重借助摆动构件在前端工具长轴方向上的运动分量的驱动量。 [0015] 根据本发明的往复运动式作业工具的其他方式，摆动构件具有被旋转构件驱动的被动区域和驱动配重的驱动区域，而且从摆动支点到驱动区域的距离大于从摆动支点到被动区域的距离。 [0016] 根据该方式，对于摆动构件，能够使驱动配重的驱动区域的移动量大于被动区域的移动量。因此，能够易于确保驱动配重所需要的移动量。 [0017] 根据本发明的往复运动式作业工具的其他方式，具有轴承，所述轴承支撑旋转轴的在长轴方向上的中间区域，且使其能够自由旋转，旋转轴在长轴方向的一端部具有用于驱动前端工具的前端工具驱动区域。另外，在旋转轴的长轴方向上，旋转构件配置在被轴承支撑的中间区域和前端工具驱动区域之间。 [0018] 根据该方式，旋转构件能够配置在旋转轴上，因此能够使旋转轴在长轴方向上小型化。 [0019] 根据本发明的往复运动式作业工具的其他方式，在旋转构件和摆动构件之间配置滚动轴承。 [0020] 根据该方式，能够有效地防止旋转构件以及摆动构件的接触面粘结或减小磨损。 [0022] 图1是表示本发明的实施方式的电动锤的整体结构的剖视图。 [0024] 图3是图2的A-A剖视图。 [0025] 图4是图3的B-B剖视图。 [0026] 图5是图2的箭头C向视图。 [0027] 图6是图5的D-D剖视图。 [0028] 图7是表示动吸振器的强制励振机构的立体图。 [0029] 图8是表示将动吸振器的强制励振机构局部剖切而形成的外观图。 [0030] 图9是表示将从图8所示的状态沿着水平轴线旋转90度后的强制励振机构局部剖切而形成的外观图。 具体实施方式[0031] 以下，参照图1~图9说明本发明的实施方式。本实施方式利用电动锤作为往复运动式作业工具的一个例子来进行说明。如图1所示，整体上看，本实施方式的电动式的电动锤101以作为作业工具主体的主体部103、工具头架137、锤头119、作为主把手的手柄109为主体，其中，主体部103形成电动锤101的外轮廓，工具头架137与该主体部103的长轴方向上的前端区域（图示左侧）连接，锤头119能够自由装拆地安装在该工具头架137上，手柄109供作业者握持，与主体部103的长轴方向上的与锤头119一侧的相反一侧（图示右侧）连接。锤头119对应于本发明的“前端工具”。锤头119被保持为能够相对于工具头架137沿着其长轴方向（主体部103的长轴方向）往复运动，并且被保持为沿着其周向的转动被限制。此外，为了便于说明，将锤头119侧称为前侧，将手柄109侧称为后侧。 [0032] 主体部103以主壳体105和大致圆筒状的筒壳体107为主体，其中，主壳体105用于容置驱动马达111以及运动变换机构113，筒壳体107用于容置打击构件115。驱动马达111在主体部103的长轴轴线上配置为，驱动马达111的旋转轴线穿过该主体部103的长轴轴线而沿纵向（在图1中为上下方向）延伸的与上述长轴轴线交叉的状态。驱动马达111的旋转输出通过运动变换机构113被适当地变换为直线运动后，传递至打击构件115，并经由该打击构件115产生沿着锤头119的长轴方向（图1中的左右方向）的冲击力。运动变换机构113以及打击构件115对应于本发明的“驱动机构”。筒壳体107与主壳体105的前端部接合，向锤头119的长轴方向前方延伸。 [0033] 手柄109在与锤头119的长轴方向交叉的上下方向上延伸，并且在延伸方向的上下端部形成有朝向前方突出的连接部，上下的该连接部与主体部103的后部连接。由此，手柄109形成为在侧视时在上下两处与主体部103连接的大致D形。在手柄109的上部区域配置有：电开关131，其使驱动马达111通电，来驱动该驱动马达111；操作构件133，其被作业者操作而滑动，使该电开关131在接通位置与断开位置之间动作。 [0034] 运动变换机构113将驱动马达111的旋转运动变换为直线运动而传递至打击构件115，所述运动变换机构113由曲柄机构构成，具有曲轴121、连接杆125、作为驱动件的活塞 127等，其中，所述曲轴121经由多个齿轮122被驱动马达111驱动而减速旋转，所述连接杆 125在沿着径向相对于该曲轴121的旋转中心偏离规定量的位置，经由偏心销123与该曲轴121连接，所述活塞127通过连接杆125进行直线往复运动。活塞127能够自由滑动地配置在缸体141内，伴随对驱动马达111通电来驱动该驱动马达111而沿着该缸体141进行直线动作。曲轴121对应于本发明的“旋转轴”。 [0035] 打击构件115以作为打击件的撞击器143、作为中间件的冲击栓145为主体，其中，撞击器143能够自由滑动地配置在缸体141的镗内壁上，冲击栓145能够自由滑动地配置在工具头架137上，并且将撞击器143的动能传递至锤头119。在缸体141内，在活塞127与撞击器143之间形成有空气室141a。通过伴随活塞127的滑动动作而形成的缸体141的空气室141a的空气弹簧来驱动撞击器143，由此冲击（打击）能够自由滑动地配置在工具头架上的冲击栓，经由该冲击栓向锤头119传递打击力。 [0036] 对于上述那样构成的电动锤101，在作业者对主体部103施加向前方的按压力将锤头119压在被加工件上的状态将驱动马达111通电而驱动该驱动马达111时，活塞127通过以曲柄机构为主体的运动变换机构113沿着缸体141直线地进行滑动动作。在活塞127进行滑动动作时，借助缸体141的空气室141a的空气弹簧的作用，撞击器143在缸体141内向前方移动，与冲击栓碰撞，由此将其动能传递至锤头119。这样，锤头119对被加工件（混凝土）进行锤击作业。 [0037] 接着，说明在锤击作业时对主体部103进行减振的动吸振器151和通过积极地驱动动吸振器151的配重153来机械性地且强制性地使动吸振器151振动的机械式的强制励振机构161。以下，在本说明书中，将强制性地使动吸振器151振动称为强制振动。如图2以及图7~图9所示，动吸振器151以圆筒状的配重153、前后的施力弹簧155F、155R为主体，其中，配重153以覆盖缸体141外周面的整个周向的方式形成为圆环状，前后的施力弹簧155F、155R分别配置在该配重153的锤头长轴方向的前侧和后侧。动吸振器151配置在主体部103的筒壳体107的内部空间中（参照图1）。施力弹簧155F、155R对应于本发明的“弹性构件”。前后的施力弹簧155F、155R在配重153沿着锤头119的长轴方向移动时对配重153施加相向的弹力。 [0038] 配重153配置为其中心（重心）与锤头119的长轴轴线一致，并且能够在其外周面与筒壳体107的内壁面（圆筒面）相接触的状态下自由滑动。即，筒壳体107的内壁面构成引导配重153进行直线运动的引导面。另外，前后的施力弹簧155F、155R分别由压缩螺旋弹簧构成，与配重153相同，被配置为各中心与锤头119的长轴轴线一致。后侧的施力弹簧155R的一端（后端）与作为滑动件的滑动套筒157的凸缘部157a的前表面相抵接，另一端（前端）与配重153的轴向后端相抵接。另外，前侧的施力弹簧155F的一端（后端）与配重 153的前表面相抵接，另一端（前端）与固定在缸体141的前端侧外周上的环状的弹簧支架 159相抵接。 [0039] 滑动套筒157构成用于将机械式的强制励振机构161的驱动力经由后侧的施力弹簧155R向配重153输入的输入构件，能够沿着锤头长轴方向自由滑动嵌合在缸体141的外周面上，并且能够通过强制如振机构161进行滑动动作。 [0040] 强制励振机构161以偏心凸轮163、摆动杆167、作为动力传递构件的动力传递销169为主体，其中，偏心凸轮163设置在曲轴121上，与该曲轴121一体旋转，摆动杆167借助偏心凸轮163的旋转动作，以支点轴165为摆动支点在前后方向上进行摆动运动，动力传递销169将摆动杆167的摆动运动在锤头长轴方向上的直线运动分量传递（输入）至动吸振器151的配重153。 [0041] 如图2所示，曲轴121在与锤头119的长轴方向交叉的上下方向（与驱动马达111并列的方向）上延伸，在曲轴121的轴向一端上固定安装有将驱动马达111的旋转输出传递至该曲轴121的多个齿轮122（参照图1）中的一个齿轮，在轴向另一端侧形成有将偏心销123与曲轴121连接的曲板124。曲轴121在一个轴端和另一个轴端之间的轴端部之间的部分，经由上下两个球轴承135被主壳体105支撑为能够自由旋转的状态。曲轴121的轴端部之间的部分对应于本发明的“中间区域”，曲板124以及偏心销123对应于本发明的“前端工具驱动区域”。 [0042] 如图3所示，偏心凸轮163是在沿径向与曲轴121的旋转中心错开规定量的偏心位置具有中心的圆板状构件，如图2所示，在曲板124和一个球轴承135之间与曲轴121形成为一体。在偏心凸轮163的外周嵌合安装有滚动轴承171。 [0043] 如图3所示，摆动杆167在曲轴121的前方，被配置为沿着与该曲轴121的长轴方向和锤头119的长轴方向都交叉的左右方向延伸。摆动杆167对应于本发明的“摆动构件”。摆动杆167的延伸方向上的一端被支撑为能够以支点轴165为摆动支点在前后方向（锤头 119的长轴方向）上自由摆动，延伸方向上的作为自由端的另一端部的前表面与动力传递销 169的一端抵接，延伸方向上的中间部后表面与滚动轴承171的外圈抵接（接触）。摆动杆 167的与动力传递销169抵接的另一端部对应于本发明的“驱动区域”，与滚动轴承171的外圈抵接的中间部对应于本发明的“被动区域”。 [0044] 构成摆动杆167的摆动支点的支点轴165被箱状的支座166保持。摆动杆167和支座166为预先通过支点轴165被组装而成的组件，如图5以及图6所示，通过螺钉166a等紧固构件将箱状的支座166固定在主壳体105上，由此将支座166配置在规定之处。 [0045] 如图3所示，将摆动杆167的摆动运动变换为锤头长轴方向上的直线运动并传递至动吸振器151的配重153的动力传递销169，能够自由滑动地穿过形成在主壳体105上的与锤头119的长轴方向平行地延伸的直线状的销插通孔105a。动力传递销169的长轴方向的一端（后端）与摆动杆167的另一端部的前表面抵接，长轴方向的另一端（前端）与用于承受后侧的施力弹簧155R的滑动套筒157的凸缘部157a的后表面抵接。此外，动力传递销169的轴向端部都形成为球面状。 [0046] 接着，说明上述那样构成的电动锤101的作用。在通过电动锤101进行锤击作业时，在主体部103上沿着锤头长轴方向产生冲击性且周期性的振动。本实施方式中的动吸振器151，通过动吸振器151中的作为减振构件的配重153以及施力弹簧155F、155R的协同动作，对电动锤101的作为减振对象的主体部103被动地进行减振。由此，有效地抑制在电动锤101的主体部103上产生的上述的振动。 [0047] 然而，在实际的加工作业中，作业者在将电动锤101大力按压在被加工件的状态下进行作业，由此对锤头119作用相当程度的来自被加工件侧的负荷，因此虽然要求大幅度地进行减振，但是有时向动吸振器151输入的振动量被抑制。 [0048] 对于上述那样的作业方式，能够通过使动吸振器151强制振动，能够更有效地抑制主体103的振动。即，在曲轴121旋转时，偏心凸轮163与曲轴121一体旋转。于是，通过偏心凸轮163使摆动杆167在前后方向上摆动。并且，在摆动杆167向前方摆动时，借助动力传递销169，滑动套筒157被向前方按压而移动，由此压缩施力弹簧155F、155R。在摆动杆167向后方移动时，滑动套筒157被施力弹簧155F、155R的弹力按压而向后方移动。 [0049] 这样，在进行锤击作业时，动吸振器151的配重153经由施力弹簧155F、155R被强制励振机构161积极地驱动，机械性地且强制性地使动吸振器151振动。由此，动吸振器151发挥积极地驱动配重153的主动的减振机构的作用，从而能够在进行锤击作业时更有效地抑制在主体部103上产生的锤头长轴方向上的振动。 [0050] 在本实施方式中，通过以偏心凸轮163、摆动杆167以及动力传递销169为主体构成的强制励振机构161驱动滑动套筒157，通过后侧的施力弹簧155R积极地驱动配重153。因此，能够调整强制励振机构161对配重153的驱动时机，以在经由撞击器143以及冲击栓 145打击锤头119时，抵消在主体部103上所产生的冲击振动，由此能够以最佳的方式发挥该配重153的减振作用。 [0051] 在本实施方式中，对于用于强制性地使动吸振器151振动的强制励振机构161，在用于使工具头进行打击动作的曲轴121上设置偏心凸轮163，通过该偏心凸轮163经由摆动杆167以及动力传递销169驱动动吸振器151的配重153。即，成为使强制励振机构161与用于使工具头进行打击动作的曲柄机构一体化的结构，与在轴向上两层重叠地配置用于进行打击动作的曲柄机构和使动吸振器强制振动的曲柄机构的以往的结构相比，能够使强制励振机构161简单化以及轻量化，并且能够降低成本。另外，强制励振机构161配置在曲轴121的长度的范围内，因此不需要在上述以往的结构中需要的轴向空间。 [0052] 另外，根据本实施方式，构成摆动杆167的摆动支点的支点轴165与偏心凸轮163的旋转轴线平行地延伸，因此能够合理地将偏心凸轮163的旋转运动变换为摆动杆167的摆动运动。 [0053] 另外，根据本实施方式，能够通过调整摆动杆167的摆动量和偏心凸轮163的偏心量中的任意一方或双方，来设定配重153的驱动量。 [0054] 另外，根据本实施方式，如图3所示，摆动杆167在延伸方向的中间区域与偏心凸轮163（滚动轴承171）抵接，隔着与该偏心凸轮163抵接的抵接部167a，在延伸方向一端侧设定作为摆动支点的支点轴165，在延伸方向另一端侧抵接动力传递销169的端部。因此，从支点轴165的中心到与动力传递销169抵接的抵接部167b的距离，大于从支点轴165的中心到与偏心凸轮163抵接的抵接部167a的距离，从而能够将动吸振器151的配重153驱动比偏心凸轮163的偏心量大的移动量。 [0055] 另外，根据本实施方式，通过在偏心凸轮163的外周设置滚动轴承171，来使偏心凸轮163与摆动杆167以滚动接触方式抵接，因此能够防止或减轻接触面的粘结以及磨损。 [0056] 此外，在本实施方式中，以电动锤101为例说明了往复运动式作业工具，但是不限于电动锤101，当然能够适用于锤头119在长轴方向上进行打击运动和围绕长轴进行旋转运动的锤钻，也能够适用于使刀口（刀刃）直线地往复动作来对被加工件进行切断作业的线锯或往复式锯等。 |
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