专利名称：冲击式作业工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对被加工材料进行直线锤击作业的冲击式作业工具，其能够缓和在锤击作业时从被加工材料受到的反作用力。
背景技术：
在JP特开平8-318342号公报中公开了一种在锤钻中缓和由于打击动作后钻头的反冲而产生的冲击力的技术。在该锤钻中，在作为主体侧部件的气缸的轴向端面和作为向钻头施加打击的中间构件的冲击栓之间存在橡皮圈(缓冲部件)。并且，在钻头的打击动作后，由于从该被加工材料接受的反作用力，钻头反冲，当冲击栓撞击橡皮圈时，通过该橡皮圈的形变来缓和冲击力。另一方面，橡皮圈还起着在锤击作业时相对被加工材料确定锤钻本体位置的定位部件的作用。即，在钻头的打击动作中，通过使用者对锤钻主体施加向前方的压力，维持钻头的前端压在被加工材料上的状态(将钻头保持在打击位置)，但作为主体侧部件的气缸通过橡皮圈接受此时钻头的压力。
如上所述，以往的橡皮圈在锤击作业时，同时具有缓和由钻头的反冲带来的冲击力的功能和锤钻的定位功能。为了缓冲钻头的反冲，优选软的橡皮圈。另一方面，为了更好地确定锤钻的位置，优选硬的橡皮圈。即，以往的橡皮圈的结构中，要求该橡皮圈具有不同的性质，设定能满足两个功能的硬度是困难的。
发明内容
鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种在冲击式作业工具中，有利于降低由于打击动作后的钻头的反冲带来的冲击力。
为了达成上述课题，根据本发明，构成一种冲击式作业工具，其具有工具主体；锤击动作部件，其配置在工具主体的前端区域，同时，通过在长轴方向进行直线运动而对被加工材料进行规定的锤击作业；驱动机构，其以直线状驱动锤击动作部件。本发明的冲击式作业工具具有重量部，其在锤击动作部件对被加工材料进行锤击作业时，对于从被加工材料接受的反作用力，在处于直接与锤击动作部件接触的状态、或处于经由硬质金属制的中介物而与锤击动作部件接触的状态时的状态定义的反作用力传递位置，传递来自锤击动作部件的反作用力；弹性构件，其被通过该所传递的反作用力而向后方移动的重量部挤压而发生弹性变形，由此吸收传递到该重量部的反作用力。
在进行锤击作业时，锤击动作部件在打击动作后从被加工材料接受反作用力而发生反冲。根据本发明，通过采用在反作用力传递位置从锤击动作部件向重量部传递的结构，几乎100％的反作用力得以传递。换句话说，在锤击动作部件和重量部之间以交换动量的方式进行反作用力的传递，通过该反作用力的传递，重量部向反作用力的作用方向、即后方移动。然后，向后方移动的重量部使弹性构件弹性变形，由此该反作用力被吸收。即，根据本发明，能够通过重量部向后方移动和由该重量部的移动而带来的弹性构件的弹性变形来吸收在锤击动作部件产生的反冲带来的冲击力，由此，实现冲击式作业工具的低振动化。
在本发明中，设置限制构件是有用的，该限制构件进行限制而使得作用于重量部的弹性构件的弹力不越过反作用力传递位置而实质上作用于前方。由此，能够消除对保持锤击动作部件没有用的力。其结果是，不同于像空打防止机构那样的经常对锤击动作部件作用向前方的反弹力的机构，虽然进行反作用力吸收，但能够实现不会由于吸收反作用力而产生弹力的坏影响的合理性机构。
进一步，在本发明中，优选设置空气弹簧动作部件，其可在使空气弹簧无效的非动作位置和使空气弹簧有效的动作位置之间进行切换；加载部件，其以使该空气弹簧动作部件处于非动作位置的方式将该当动作部件加载于非动作位置。
图1是表示本发明第一实施方式涉及的电动式锤钻的整体结构的侧面剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图2是表示锤钻的主要部的放大剖视图。
图3是表示带有动力减振器的锤钻的俯视剖视图。
图4是表示锤钻头的俯视剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图5是表示锤钻的俯视剖视图，是表示缓冲器动作时的状态。
图6是表示本发明第二实施方式涉及的电动式锤钻的俯视剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图7是表示相同的锤钻的俯视剖视图，是表示缓冲器动作时的状态。
图8是表示图6的A部放大图。
图9是表示本发明第三实施方式涉及的电动式锤钻的整体结构的侧面剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图10是表示锤钻的主要部的放大剖视图。
图11是表示锤钻的俯视剖视图，是表示锤钻头没有被压在被加工材料上的无负载时的状态。
图12是表示锤钻的俯视剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图13是表示锤钻的俯视剖视图，是表示缓冲器动作时的状态。
图14是表示本发明第四实施方式涉及的电动式锤钻的俯视剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图15是表示相同的锤钻的俯视剖视图，是表示缓冲器动作时的状态。
图16是表示本发明第五实施方式涉及的电动式锤钻的俯视剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。
图17是表示相同的锤钻的俯视剖视图，是表示缓冲器动作时的状态。
具体实施例方式
(本发明的第一实施方式)以下，针对本发明的第一实施方式，参照图1～图5进行详细地说明。本实施方式使用电动式锤钻作为冲击式作业工具的一个例子进行说明。图1是表示本实施方式涉及的电动式锤钻的整体结构的侧视剖视图，是表示锤钻头被压在被加工材料上的负载时的状态。如图1所示，从总体来看，本实施方式涉及的锤钻101的主体结构包括形成锤钻101的外部轮廓的主体部103、经由刀夹137装卸自由地被安装在该主体部103的前端区域(图示左侧)的锤钻头119、与主体部103的锤钻头119的相反侧相连接的、操作人员握住的把手109。主体部103对应于本发明的“工具主体”。锤钻头119通过刀夹137保持着在其长轴方向能相对往返运动、且在其圆周方向相对旋转地被限制了的状态。该锤钻头119对应于本发明的“工具钻头”。另外，为了方便说明，将锤钻头119侧称为前，将把手109侧称为后。
主体部103包括容纳了驱动电机111的电机壳105、和容纳了运动转换机构113、打击构件115以及动力传递机构117的齿轮箱107。驱动电机111的旋转输出通过运动转换机构113适当地转换为直线运动后传递到打击构件115上，经由该打击构件115，产生锤钻头119的沿长轴方向(图1中的左右方向)的冲击力。另外，驱动电机111的旋转输出通过动力传递机构117适当地被减速后传递到锤钻头119，使该锤钻头119在圆周方向进行旋转动作。把手109形成从侧面看大概为コ字形的同时，下端侧经由旋转轴109a在前后方向可旋转地被连接在电机壳105的后端下部，上端侧经由振动吸收用的弹性弹簧109b连接到电机壳105的后端上部。由此，降低从主体部103向把手109的振动的传递。
在图2中以剖视图来表示锤钻101的主要部扩大了的状态。运动转换机构113的主体结构包括由驱动电机111在水平面内旋转驱动的驱动齿轮121、与该驱动齿轮121相互啮合而配合的从动齿轮123、和该从动齿轮123一体地在水平面内旋转的曲柄板125、一方的端部通过偏心轴126松动嵌入状地连接在从该曲柄板125的旋转中心偏离规定距离的位置的曲柄臂127、通过连接轴128安装在该曲柄臂127的另一端的作为驱动构件的活塞129。运动转换机构113对应于本发明的“驱动机构”。由上述的曲柄板125、曲柄臂127、活塞129构成曲柄机构。
另一方面，动力传递机构117的主体结构包括由驱动电机111被驱动的驱动齿轮121、与该驱动齿轮121啮合而配合的传递齿轮131、与该传递齿轮133一起在水平面内旋转的传动轴133、设置在该传动轴133的小锥齿轮134、与该小锥齿轮134相互啮合而配合的大锥齿轮135、与该大锥齿轮135同时在铅垂面内旋转的刀夹137。另外，锤钻101的结构能够适当地切换并执行对锤钻头119仅沿长轴方向施加打击力来对被加工材料进行加工作业的所谓锤击加工作业，和施加长轴方向的打击力和在圆周方向的旋转力来对被加工材料进行加工作业的所谓锤钻作业，但是，该事实与本发明没有直接的关系，故省略其说明。为了方便省略被加工材料的图示。
打击构件115与活塞129一起滑动自由地被配置在气缸141的孔内壁的作为打击构件的撞击锤143为主体而构成。撞击锤143经由随着活塞129的滑动动作而滑动的气缸141的空气室141a的空气弹簧而被驱动，撞击(打击)在自由滑动地配置在刀夹137上作为中间构件的冲击栓145，经由该冲击栓145将打击力传递到锤钻头119。冲击栓145及锤钻头119对应于本发明的“锤击动作部件”。另外，冲击栓145是由以长轴方向紧密嵌合在刀夹137的筒孔内周面的大直径部145a，和在与刀夹137的筒孔内周面之间具有规定大小的空间的小直径部145b、在这两个径部145a、145b的境界区域形成的锥部145c构成，以大直径部145a为前侧，小直径部145b为后侧的方式被配置在刀夹137内。
锤钻101具有位置决定部件151，其在使用者对主体部103施加向前方的按压力，使锤钻头119处于压在被加工材料上负载的状态，通过锤钻头119与同时被押向后方(活塞129侧)的冲击栓145接触，相对于被加工材料，决定主体部103的位置。位置决定部件151是由形成为环状的橡胶制的橡皮圈153、和粘合在该橡皮圈153的轴向前面侧的硬质的前金属垫圈155、和粘合在该橡皮圈153的轴向后面侧的硬质的后金属垫圈157构成的单元部件，呈松动嵌入状地嵌合在冲击栓145的小直径部145b。
位置决定部件151在冲击栓145被压向后方时，冲击栓145的锥部145c与位置决定部件151的前金属垫圈155接触，后金属垫圈157接触气缸141的前端部。由此，位置决定部件151的橡皮圈153呈反弹状使冲击栓145连接在固定地被安装在电机壳107上的气缸141。橡皮圈153对应于本发明的“弹性部件”。另外，前金属垫圈155，其内径部形成为锥状，在冲击栓145被压向后方时，其锥状内径部与该冲击栓145的锥部145c紧密地接触。另外，后金属垫圈157是由与冲击栓145的小直径部145b嵌合的规定长度的筒部、和从该筒部向外径方向伸出的凸缘部145b构成，剖面大致呈帽形，凸缘部的后面经由隔离物159与气缸141的轴向前端接触。
本实施方式涉及的锤钻101具有在对被加工材料进行锤击作业时，缓和由打击动作后的锤钻头119的反冲带来的冲击力(反作用力)的缓冲器161。缓冲器161由在钻头的长轴方向，经由前金属垫圈155而与冲击栓145接触的硬质金属制的筒状重量部163，和总是向冲击栓145侧(前方)加载该筒状重量部163的螺旋弹簧165构成。筒状重量部163对应于本发明的“重量部”，螺旋弹簧165对应于本发明的“弹性构件”，前金属垫圈155对应于本发明的“中介物”。
筒状重量部163被配置在位置决定部件151的外周面和刀夹137的内周面之间的空间，可以在钻头的长轴方向移动，同时，通过该刀夹137的内周面导向移动而被构成。即，筒状重量部163相对于位置决定部件151，在径向并列地配置在锤钻头119的长轴方向的相同位置。筒状重量部163从位置决定部件151的外周区域进一步向后方延伸而达到气缸141的外周前侧区域，螺旋弹簧165介于其后端部和刀夹137之间。螺旋弹簧165是在挂有规定的初期负载的状态下呈反弹状介于筒状重量部163和刀夹137之间。由此，筒状重量部163向前方被加载的同时，其前端时常与在刀夹137形成的阶梯状的位置限制用停止器169接触，从而制止了其动作越过冲击位置向前方移动。即，对筒状重量部163向前方加载的螺旋弹簧165的加载力(弹力)被限制而不越过该筒状重量部163的打击位置而实质上作用于前方。另外，所谓打击位置是指撞击锤143撞击冲击栓145的位置，该位置也是来自冲击栓145的反作用力传递到筒状重量部163的位置。该位置对应本发明的“反作用力传递位置”。另外位置限制用停止器169对应于本发明的“限制构件”。
筒状重量部163在冲击栓145与锤钻头119一起被压向后方的负载状态，其轴向前端以面接触状态与位置决定部件151的前金属垫圈155的外周侧后面接触。即，筒状重量部163处于通过前金属垫圈155与冲击栓145接触的状态。由此，在打击动作后，锤钻头119及冲击栓145接受来自被加工材料的反作用力而反冲时，来自冲击栓145的反作用力以前金属垫圈155作为中介物被传递到处于与该冲击栓145接触的状态的筒状重量部163。即，前金属垫圈155为构成反作用力传递部件的构件，形成的直径大于橡皮圈153的外径，在相比该前金属垫圈155的橡皮圈153外周面的外侧区域与筒状重量部163的轴向前端接触。另一方面，螺旋弹簧165，在接受了来自冲击栓145的反作用力的筒状重量部163向后方移动时，被该筒状重量部163挤压而发生弹性变形，由此吸收反作用力。另外，螺旋弹簧165的轴向一端与筒状重量部163的轴向后端面接触，其轴向另一端与固定在刀夹137的弹簧接受环167接触。
另外，本实施方式的锤钻101如以俯视剖视图来表示锤钻101的结构的图3所示，具有动力减振器171。动力减振器171配置在跨过锤钻头119的长轴线的左右两侧，左右的任何一个动力减振器171的结构本身都是相同的。动力减振器171的主体结构包括邻接配置在主体部103的筒体172、配置在该筒体172内的重量部173、配置在重量部173左右的加载弹簧174。重量部173对应于本发明的“限制振动重量部”。加载弹簧174在重量部173沿筒体172的长轴方向(钻头的长轴方向)移动时，对重量部173施加对向的反弹力。如上所述构成的动力减振器171对在驱动锤钻头119时产生的冲击性的和周期性的振动起到限制振动功能。即，将锤钻101的主体部103作为规定的外力(振动)作用的限制振动对象体来看时，相对于作为该限制振动对象体的主体部103，作为动力减振器171的限制振动构件的重量部173及加载弹簧174互动而进行被动的限制振动。由此，有效地抑制本实施方式的锤钻101的振动。
另外，在本实施方式涉及的动力减振器171的筒体172内的重量部173的左右两侧分别形成第一动作室175及第二动作室176。第一动作室175经由第一连通部175a连通总是与外部呈非连通状态的密闭结构的曲柄室177，第二动作室176经由第二连通室176a与齿轮箱107的气缸容纳空间178连通，实质上是与大气连通。曲柄室177内的压力随着运动转换机构113的驱动而发生变动。这是基于作为运动转换机构113的结构部件的活塞129在气缸141内作的直线运动。通过将该曲柄室177内的变动压力从第一连通部175a导入第一动作室175，积极地驱动动力减振器171的重量部173，动力减振器171发挥限制振动作用。即，动力减振器171积极驱动重量部173，作为通过强制加振而主动的限制振动的限制振动机构起作用，更有效地抑制在锤击作业时在主体部103产生的振动。
下面，对如上所述构成的锤钻101的作用进行说明。当图1所示的驱动电机111被通电驱动时，通过其旋转输出，驱动齿轮121在水平面内做旋转动作。这样，曲柄板125通过与驱动齿轮121啮合而配合的从动齿轮123、在水平面内做旋转动作，由此，通过曲柄臂127，活塞129在气缸141内做直线滑动动作。通过伴随活塞129的滑动动作的气缸141内的空气弹簧的作用，撞击锤143在气缸141内作直线运动，撞击(打击)到冲击栓145，从而将其运动能量传递到锤钻头119。由此，锤钻119做长轴方向的打击动作，对被加工材料执行锤击作业。
锤钻101在锤钻模式被驱动时，与利用驱动电机111的旋转输出而旋转的驱动齿轮121相互啮合而配合的传递齿轮131、传动轴133及小锥齿轮134一体地在水平面内做旋转动作。这样，与小锥齿轮134啮合而配合的大锥齿轮135在铅垂面内旋转，刀夹137及在该刀夹137保持的锤钻头119与该大锥齿轮135一起一体地旋转。这样，在通过锤钻模式进行驱动时，锤钻119进行长轴方向的打击动作和圆周方向的旋转动作，对被加工材料执行锤击作业。
这样，上述作业是锤钻119被压在被加工材料上并且锤钻119及刀夹137被压向后方的状态下进行的(参照图1～图4)。通过向后方压入刀夹137，冲击栓145被压向后方，与位置决定部件151的前金属垫圈155接触，同时，后金属垫圈157与气缸141的前端部接触。即，锤钻119的压入力由作为主体部103侧部件的气缸141所接受，由此，决定主体部103对被加工材料的位置，在该状态下，进行锤击作业或是锤钻作业。此时，如上所述的缓冲器161的筒状重量部163的前端面与位置决定部件151的前金属垫圈155的后面接触。
然后，锤钻头119对被加工材料进行打击动作后，由于来自被加工材料的反作用力，在该锤钻头119产生反冲力。通过该反冲力，对冲击栓145作用向后方的反作用力。此时，缓冲器161的筒状重量部163通过位置决定部件151的前金属垫圈155接触冲击栓145。由此，冲击栓145的反作用力通过与该前金属垫圈155的接触状态传递到筒状重量部163。换句话说，在冲击栓145和筒状重量部163之间进行动量交换。通过这样的反作用力的传递，冲击栓145在打击位置处于几乎静止的状态，另一方面，筒状重量部163向作为反作用力的作用方向后方的移动。然后，向后方移动的筒状重量部163的反作用力通过该筒状重量部163使螺旋弹簧165发生弹性变形而被吸收。该状态如图5所示。
此时，冲击栓145的反作用力当然也作用于处于相对冲击栓145经由前金属垫圈155而接触的状态的橡皮圈153。但是，力的传递与处于接触状态的物体的杨氏模量对应，传递率也变高。根据本实施方式，缓冲器161的筒状重量部163为硬质的金属制品，杨氏模量高(大)。另一方面，橡皮圈153为橡胶制品，杨氏模量低。由此，冲击栓145的反作用力的大部分经由硬质的前金属垫圈155传递到与金属制的冲击栓145处于接触状态的，杨氏模量高的筒状重量部163。这样，产生在锤钻头119及冲击栓145上的由反冲而产生的冲击力，通过筒状重量部163向后方的移动和通过该筒状重量部163的移动而使螺旋弹簧165发生弹性变形，能够被有效地吸收，从而实现锤钻101的低振动化。
这样，根据本实施方式，在打击动作后，锤钻头119及冲击栓145接受的来自被加工材料反作用力，其大部分从该冲击栓145被传递到筒状重量部163，因此，从打击位置来看该冲击栓145处于大致静止状态。由此，作用在橡皮圈153上的反作用力变小，由该反作用力产生的橡皮圈153的弹性变形量变得非常小，也降低其之后的反发力。另外，由筒状重量部163及螺旋弹簧165构成的缓冲器161能够吸收冲击栓145的反作用力的结果是可以形成硬的橡皮圈153。其结果是通过该橡皮圈153能够实现主体部103对被加工材料的位置决定的合理化。
另外，在本实施方式中，通过停止器169限制螺旋弹簧165的加载力，限制螺旋弹簧165的加载力使其不越过打击位置实质上作用于前方。由此，在打击动作中，在对主体部103施加向前方的按压力，将锤钻头119及冲击栓145保持在打击位置时，具备用于吸收反作用力的螺旋弹簧165，同时能够防止对保持该锤钻头119及冲击栓145没有用的力的产生。因此，不同于像空打防止机构那样的在打击作业中总是对锤钻头119及冲击栓145作用向前方的反弹力的机构，能够吸收反作用力，但完全不会由于反作用力的吸收而产生弹力不良影响的合理性机构。
另外，根据本实施方式，通过停止器169对筒状重量部163的前方的位置进行机械性限制，又通过使由螺旋弹簧165产生的加载力作用于筒状重量部163，可以限制该筒状重量部163越过打击位置进行移动。由此，变得易于进行螺旋弹簧165的加载力的设定、或筒状重量部163的重量的设定等用于吸收反作用力的条件设定。
另外，根据本实施方式，来自被加工材料的反作用力经由锤钻头119及冲击栓145传递到筒状重量部163。由此，来自被加工材料的反作用力不会在途中分散，而会集中地传递到筒状重量部163。因此，可以提高向筒状重量部163传递反作用力的效率，提高撞击吸收功能。
另外，在本实施方式中，筒状重量部163和位置决定部件151在径向并列地配置在锤钻头119的长轴上的相同位置而构成。由此，可以实现在谋求节省空间化的基础上可以实现合理的配置结构。另外，筒状重量部163和橡皮圈153与冲击栓145的连接是经由共用的硬质金属板的前金属垫圈155而进行的。因此，通过共同的前金属垫圈155，可以使冲击栓145的反作用力从该冲击栓145的一个地方经由筒状重量部163和橡皮圈153两条路径进行传递，同时，可简化结构。
(本发明的第二实施方式)下面，针对本发明的第二实施方式，参照图6～图8进行说明。该实施方式是以从锤钻头119将打击动作时的反作用力(反冲)传递到缓冲器161的方式构成，除去该结构，与上述的第一实施方式的结构相同。因此，在图示的各部件中，对于具有与第一实施方式相同的结构部件，使用相同的标记，省略或简略其说明。在该实施方式中，冲击栓145的轴向的中央部为大直径部145a，在该大直径部145a的后侧和前侧分别具有小直径部145b、145d。另外，在后侧的小直径部145b和大直径部145a的边界部形成锥部145c，位置决定部件151的前金属垫圈155经由锥面与该锥部145c接触。另一方面，冲击栓145前侧的小直径部145d的外径设定得比锤钻头119的外径小。另外，在冲击栓145的外周面和刀夹137的内周面之间设定有规定大的空间。
另一方面，由硬质金属构成的作为缓冲器161的结构部件的筒状重量部163配置在位置决定部件151的外周面及气缸141的外周前侧区域、和刀夹137的筒孔内周面之间，在与该刀夹137的内周面接触的状态下，能沿钻头的长轴方向移动。筒状重量部163对应于本发明的“重量部”。另外，筒状重量部163形成为轴向的前侧区域比后侧区域的直径小，同时，该小直径部分通过刀夹137的内周面和冲击栓145的外周面之间的空间向前方延伸。然后，冲击栓145的大直径部145a在轴向可相对移动地嵌合在向前方延伸的小直径延长部163a的筒孔内，进一步，在小直径延长部163a的筒孔内周面的前端侧区域设置有朝向冲击栓145的前侧的小直径部145d向内径侧伸出的凸缘状的接触部163b。在锤钻头119被押向后方的负载状态下，该接触部163b的前面通过锥面与锤钻头119的头部周缘部119a(后端部)以面接触状态相接触。由此，在锤钻头119的打击动作后，在该锤钻头119接受来自被加工材料反作用力而反冲时，锤钻头119的反作用力被传递到与锤钻头119处于直接接触状态的筒状重量部163。
另外，接触部163b的作为其伸出端部的内周面紧密地嵌合在冲击栓145的前侧的小直径部145d的外周。由此，冲击栓145的大直径部145a和前侧的小直径部145d两个地方被筒状重量部163所支承，以实现轴向相对移动动作的稳定化。另外，在位置决定部件151的前金属垫圈155的前面、和筒状重量部163的小直径延长部163a的阶梯部163c的后面之间设定有容许该筒状重量部163由于来自锤钻头119的反作用力而向后方进行移动的必要大小的间隙。
如上所述构成本实施方式涉及的锤钻101。因此，在锤钻头119被压在被加工材料上的负载状态下，由于锤钻头119及冲击栓145被压向后方，该锤钻头119的头部与筒状重量部163的接触部163b接触。另外，冲击栓145的锥部145c与位置决定部件151的前金属垫圈155接触的同时，后金属垫圈157与气缸141的前端部接触。这样，锤钻头119的压入力由作为主体部103侧部件的气缸141所接受。该状态为图6～图8所示。
在该状态下，进行锤钻头119的打击动作时，打击动作后由于来自被加工材料的反作用力，而在该锤钻头119产生反冲力。锤钻头119的反作用力被传递到处于与该锤钻头119接触状态的筒状重量部163。由此，筒状重量部163向作为反作用力的作用方向的后方移动，使螺旋弹簧165发生弹性变形。这样，由锤钻头119的反冲而产生的冲击力，被缓冲器161吸收，从而实现锤钻101的低振动化。该状态如图7所示。
根据本实施方式，将来自被加工材料的反作用力从位于冲击栓145前方的锤钻头119传递到筒状重量部163，因此，易于确保配置在主体部103的前端区域的锤钻头119的后方区域的用于配置筒状重量部163的宽广空间，提高设计筒状重量部163的重量、或是轴向的长度等时的自由度。
另外，上述的实施方式以锤钻101作为冲击式作业工具为例进行了说明，但是，不限于锤钻101，当然可以适用于锤。另外，上述实施方式中，关于到筒状重量部163的反作用力的传递路径，为从冲击栓145传递到筒状重量部163的方式，和从锤钻头119传递到筒状重量部163的方式，但可形成分别具备这两个方式的结构。即，也可以在主体部103设置多个筒状重量部，将来自冲击栓的反作用力传递到一方的筒状重量部，将来自钻头的反作用力传递到另一方的筒状重量部。另外，作为缓冲器161的结构部件的筒状重量部163也可以为筒状以外的形状。另外，作为与锤钻头119同方向的通过直线移动来限制振动的限制振动机构，也可以改变动力减振器171，使用平衡锤。
另外，在上述实施方式中，说明了为了直线状地驱动锤钻头119，使用曲柄机构作为将驱动电机111的旋转输出转换为直线运动的运动转换机构113，但是，作为运动转换机构，不限定于曲柄机构，例如，可利用在轴向进行摇动运动的斜板(swash plate)来用作运动转换结构。另外，在上述实施方式中，通过停止器169来禁止筒状重量部163向前方移动，限制螺旋弹簧165的加载力，限制该螺旋弹簧165的加载力越过冲击位置实质上作用于前方，但也可改变通过停止器169进行限制，例如，也可以改变为不加载初期载荷，以自由状态配置螺旋弹簧165的结构。
(本发明的第三实施方式)以下，针对本发明第三实施方式，参照图9～图13进行详细说明。该实施方式是进一步附加了空打防止机构的结构，除去该结构，与上述的第一实施方式的结构相同。因此，在图示的各部件中，对于具有与第一实施方式相同的结构部件，使用相同的标记，省略或简略其说明。
本实施方式的锤钻101具备空打防止机构181，其在锤钻头119没有被压向后方的无负载状态下，禁止驱动电机111被通电驱动时的该锤钻头119的打击动作。通过空气弹簧的作用驱动撞击锤143的空气室141a通过呼吸孔141b与外部连通。空打防止机构181作为控制该呼吸孔141b的开关的机构而存在。空打防止机构181的主体结构包括在开放呼吸孔141b的开放位置和关闭呼吸孔141b的关闭位置之间进行切换动作的动作套筒183、为了使动作套筒183处于开放呼吸孔141b的开放位置而将动作套筒183向开放位置加载的加压弹簧185。开放位置对应于本发明的“非动作位置”，关闭位置对应于本发明的“动作位置”。另外，动作套筒183对应于本发明的“空气弹簧动作部件”，加压弹簧185对应于本发明的“加载部件”。
动作套筒183配置在气缸141的外周区域，同时，可沿钻头长轴方向移动。动作套筒183具有在其前端部向内径侧伸出的内径凸缘部183a。并且，动作套筒183在冲击栓145与锤钻头119一起被压向后方时，通过该冲击栓145的小直径部145b和中直径部145e之间的锥部145f，即后侧的锥部145f，使内径凸缘部183a被挤压而向后方移动，从而关闭呼吸孔141b。加载弹簧185介于动作套筒183和刀夹137之间，向前方加载该动作套筒183，并保持在使呼吸孔141b总是开放的开放位置。在呼吸孔141b开放状态下，空气弹簧的作用变得无效，在呼吸孔141b关闭状态时，空气弹簧的作用变得有效。
另外，在本实施方式中，图示的是动作套筒183在轴向被分割为2个套筒而构成的形式，但这两个套筒也可以互为一体进行移动，也可以实质上为一个部件。另外，动作套筒183的直径与位置决定部件151的后部垫圈157的筒部直径大致相等地而被形成。因此，由于动作套筒183和后部垫圈157的筒部相互干涉，在本实施方式中，在动作套筒183和后部垫圈157的筒部上在圆周方向设定形状互不相同的切缝，由此来避免相互的干涉，同时，可配置在同一直径上。
下面，针对如上所述构成的锤钻101的作用进行说明。在图11中显示没有按压力作用在主体部103上的无负载状态。在该无负载状态下，通过空打防止机构181的加载弹簧185的作用，动作套筒183被压向前方而处于使呼吸孔141b开放的开放位置。在该状态下，空气室141a通过呼吸孔141b连通外部，空气弹簧作用变得无效。另外，被加载弹簧185剂压的动作套筒183，其前端的内径凸缘部183a与位置决定部件151的后部垫圈157的内侧凸缘部157b的后面接触，保持在开放位置。
另一方面，若通过使用者对主体部施加向前方的按压力，锤钻头119被压在被加工材料上，则冲击栓145与在该被加工材料上被弹回的锤钻头119一起被压向后方的活塞129侧。向后方移动了的冲击栓145的后侧的锥部145f接触动作套筒183的内径凸缘部183a，同时，抵抗加载弹簧185的加载力，使该动作套筒183向后方移动。由此，动作套筒183关闭空气室141a的呼吸孔141b，空气弹簧的作用变得有效。另外，冲击栓145通过前侧的锥部145c接触位置决定部件151的前金属垫圈155。这样，作用在锤钻头119上的按压力被作为主体部103侧部件的气缸141所接受，由此决定主体部103对被加工材料的位置。另外，如上所述的缓冲器161的筒状重量部163的其前端面与位置决定部件151的前金属垫圈155的后面接触。该负荷状态如图12所示。
驱动电机111被通电驱动时，利用其旋转输出，驱动齿轮121在水平面内做旋转动作。这样，曲柄板125通过与驱动齿轮121相互啮合而配合的从动齿轮123在水平面内做旋转动作，由此，通过曲柄臂127，气缸129在气缸141内做直线滑动动作。这时，若是动作套筒183处于开放呼吸孔141b在开放位置的无负荷状态，则该空气室141a的空气通过呼吸孔141b向外部放出或是吸入，从而压缩弹簧不对空气室141a发生作用。即，防止锤钻头119空打。另一方面，在动作套筒183处于关闭呼吸孔141b的关闭位置的负载状态，在伴随活塞129的滑动动作的空气室141a的空气弹簧的作用下，使冲撞器143在气缸141内做直线运动冲撞(打击)冲击栓145，将其动能传递到锤钻头119。由此，锤钻头119做长轴方向的打击动作，对被加工材料进行锤击作业。
在进行上述的锤击作业或锤钻作业时，锤钻头119对被加工材料进行打击动作后，由于来自被加工材料的反作用力，在该锤钻头119上产生反冲力，则由该反冲力对冲击栓145作用向后的反作用力。冲击栓145的反作用力通过该前金属垫圈155的接触状态被传递到筒状重量部163，同时，通过该筒状重量部163使螺旋弹簧165发生弹性变形而被吸收。该状态如图13所示。
(本发明第四实施方式)以下，针对本发明第四实施方式，参照图14及图15进行详细说明。该实施方式是将打击动作时的反作用力(反冲力)从锤钻头119传递到缓冲器161而构成，关于该结构与上述的第二实施方式相同，另外，关于空打防止机构181，与上述第三实施方式的结构相同。因此，在图示的各部件中，对于具有与上述的实施方式相同的结构部件，使用相同的标记，省略或简略其说明。
在本实施方式涉及的锤钻101中，在锤钻头119被压在加工材料上的负载状态下，由于锤钻头119及冲击栓145被压向后方，使该锤钻头119的头部接触筒状重量部163的接触部163b。另外，冲击栓145的锥部145c接触位置决定部件151的前金属垫圈155的同时，后部垫圈157与气缸141的前端部接触。这样，锤钻头119的压入力被作为主体部103侧部件的气缸141所接受。另一方面，通过冲击栓145向后方压入，使该冲击栓145后侧的锥部145f与动作套筒183的内径凸缘部183a相接触，同时，抵抗加载弹簧185的作用力使该动作套筒183向后方移动。由此，动作套筒183关闭空气室141a的呼吸孔141b，空气弹簧的作用变得有效。该状态如图14所示。
在该状态下，在驱动电机111被通电驱动，进行锤钻头119的打击动作时，在打击动作后由于来自被加工材料的反作用力，在该锤钻头119上产生反冲力。锤钻头119的反作用力被传递到处于与该锤钻头119接触状态的筒状重量部163。由此，筒状重量部163向作为反作用力的作用方向的后方移动，使螺旋弹簧165产生弹性变形。这样，由于锤钻头119的反冲力而产生的冲击力被缓冲器161所吸收，从而实现锤钻101的低振动化。该状态如图15所示。
(本发明的第五实施方式)
以下，针对本发明第五实施方式，参照图16及图17进行详细说明。该实施方式是省略了上述第三实施方式中说明了的位置决定部件151的橡皮圈155而构成的，除去这一点之外，包括空打防止机构181都与第三实施方式的结构相同。因此，在图示的各部件中，对于具有与第三实施方式相同的结构部件，使用相同的标记，省略或简略其说明。在该实施方式中，位置决定部件151仅由金属垫圈155构成。该位置决定用的金属垫圈155，其前面与刀夹137的内径阶梯部137a处于接触状态，后面侧被停止环191所止住。即，金属垫圈155以禁止刀夹137沿钻头长轴方向移动的状态而被安装，在冲击栓145与锤钻头119一起被压向后方的负载时，如图16所示，与该冲击栓145前侧的锥部145c相接触。
根据第五实施方式，在锤钻头119被压在被加工材料上的负载状态，通过锤钻头119及冲击栓145被压向后方，冲击栓145的前侧的锥部145c接触金属垫圈155。由于金属垫圈155被固定在刀夹137上，所以锤钻头119的按压力被作为主体部103侧部件的刀夹137所接受。另一方面，由于冲击栓145向后方的压入，使该冲击栓145后侧的锥部145f与动作套筒183的内径凸缘部183a相接触，同时，抵抗加载弹簧185的作用力使该动作套筒183向后方移动。由此，动作套筒183关闭空气室141a的呼吸孔141b，空气弹簧的作用变得有效。该状态如图16所示。
在该状态下，在驱动电机111被通电驱动，进行锤钻头119的打击动作时，在打击动作后由于来自被加工材料的反作用力，在该锤钻头119上产生反冲力。通过该反冲力，向后方的反作用力作用在冲击栓145上。这时，由于缓冲器161的筒状重量部163通过金属垫圈155与冲击栓145接触，使冲击栓145的反作用力被传递到处于经由金属垫圈155的接触状态的筒状重量部163，该筒状重量部163向后方移动。然后，向后方移动的筒状重量部163的反作用力通过该筒状重量部163使螺旋弹簧165发生弹性变形而被吸收。该状态如图17所示。
这时，由于通过停止环191限制金属垫圈155在刀夹137上的轴向移动，所以冲击栓145的反作用力也有可能经由金属垫圈155作用于刀夹137。但是，对于金属垫圈155和停止环191的接触，没有必要设定为紧密状态，可以容许存在少许间隙。另一方面，筒状重量部163对金属垫圈155的接触状态是在螺旋弹簧165弹力作用了的状态下的接触，可以保持完全紧密的状态。因此，冲击栓145的反作用力的大部分被传递到与金属垫圈155处于紧密连接状态的筒状重量部163。这样，通过筒状重量部163的向后方的移动，和通过该筒状重量部163的移动而使螺旋弹簧165弹性变形可有效地吸收在锤钻头119及冲击栓145产生的反冲而生成的冲击力，实现锤钻101的低振动化。即，根据本实施方式，在不具有橡皮圈153结构的情况下，可合理地吸收打击动作后由于锤钻头119的反冲而产生的冲击力。
另外，上述的任意一个实施方式均是以锤钻101作为冲击式作业工具为例进行的说明，但是，不限于锤钻101，当然可以适用于锤。而且，若锤钻头119仅进行打击作业，则关于使接受锤钻头119的压入力的位置决定部件151，作为用于不进行轴向移动而固定的固定对象也可以是外壳。另外，上述的实施方式中，关于到筒状重量部163的反作用力的传递路径，为从冲击栓145传递到筒状重量部163的方式，和从锤钻头119传递到筒状重量部163的方式，但可形成分别具备这两个方式的结构。即，也可以在主体部103设置多个筒状重量部，将来自冲击栓的反作用力传递到一方的筒状重量部，将来自钻头的反作用力传递到另一方的筒状重量部。另外，作为缓冲器161的结构部件的筒状重量部163也可以为筒状以外的形状。另外，通过与锤钻头119在同方向的做直线移动来进行主体部103限制振动的动力减震器，也可以与平衡锤等限制振动机构并用。
另外，在上述实施方式中，说明了为了直线驱动锤钻头119，使用曲柄机构作为将驱动电机111的旋转输出转换为直线运动的运动转换机构113，但是，作为运动转换机构，不限定于曲柄机构，例如，可利用在轴向进行摇动运动的斜板(swash plate)来用作运动转换结构。
另外，上述的实施方式中的空打防止机构181是独立于缓冲器161的结构(并列的方式)，基于在冲击栓145的前后方向的移动动作，在开放呼吸孔141b的开放位置，和关闭呼吸孔141b的关闭位置之间进行移动的结构，但也可以采用通过缓冲器161进行移动动作的结构。即，也可以通过锤钻头119按压在被加工材料上，当冲击栓145与该锤钻头119一起被压入主体部103侧时，缓冲器161的筒状重量部163被冲击栓145挤压而进行后退动作，与其相伴，通过螺旋弹簧165，挤压空打防止机构181中的动作套筒183，向关闭呼吸孔141b的关闭位置做后退动作，然后，筒状重量部163在进行了后退动作的位置，进行为了吸收锤钻头119的打击动作时的反作用力的动作。换句话说，处于使用状态的缓冲器与冲击栓145同时做后退动作，维持螺旋弹簧165的反弹力，同时使空打防止机构181的动作套筒183向空气弹簧动作有效的动作位置移动。
另外，在本实施方式中，以缓冲器161和空打防止机构181双方并列使用为例进行了说明，但也可通过适当地调整空打防止机构181的动作套筒183的重量来使动作套筒183兼用于缓冲器161的筒状重量部163。
权利要求
1.一种冲击式作业工具，其特征在于，具有工具主体；锤击动作部件，其配置在上述工具主体的前端区域，同时，通过在长轴方向进行直线运动而对被加工材料进行规定的锤击作业；驱动机构，其通过空气弹簧，呈直线状驱动上述锤击动作部件；重量部，其在上述锤击动作部件对上述被加工材料进行锤击作业时，对于从该被加工材料接受的反作用力，在根据处于直接与上述锤击动作部件接触的状态、或者处于经由硬质金属制的中介物与上述锤击动作部件接触的状态而被定义的反作用力传递位置，传递来自上述锤击动作部件的上述反作用力；弹性构件，其被基于所传递的反作用力而向后方移动的上述重量部挤压而发生弹性变形，由此吸收被传递到该重量部的反作用力；限制构件，其进行限制而使得作用在上述重量部的上述弹性构件的弹力不越过上述反作用力传递位置而作用于前方。
2.如权利要求1所记载的冲击式作业工具，其特征在于，具有弹性部件，其与上述弹性构件为不同部件，介于上述锤击动作部件和上述工具主体之间，呈反弹状将上述锤击动作部件连接于上述工具主体，在进行锤击作业时，当将上述锤击动作部件按压于上述被加工材料时，作用于该锤击动作部件的压入力通过上述弹性部件而被上述工具主体接受。
3.如权利要求2所记载的冲击式作业工具，其特征在于，上述重量部和上述弹性部件在上述锤击动作部件的长轴上的相同位置以在径向呈并列状的方式被配置。
4.如权利要求2或3所记载的冲击式作业工具，其特征在于，上述锤击动作部件与上述重量部及上述弹性部件的接触是通过介于上述锤击动作部件和上述重量部之间、以及上述锤击动作部件和上述弹性部件之间的共用的硬质金属制的反作用力传递部件而进行的。
5.如权利要求1至4中任意一项所记载的冲击式作业工具，其特征在于，上述限制构件是由通过与上述重量部接触而以该重量部不越过上述反作用力传递位置向前方移动的方式制止上述重量部的动作的停止器构成的。
6.如权利要求1至5中任意一项所记载的冲击式作业工具，其特征在于，上述锤击动作部件具有接受上述驱动机构产生的驱动力的冲击栓、和通过该冲击栓的撞击而进行直线运动的工具钻头，上述冲击栓通过与上述重量部的接触状态，而将来自上述被加工材料的反作用力传递到该重量部。
7.如权利要求1至5中任意一项所记载的冲击式作业工具，其特征在于，上述锤击动作部件具有接受上述驱动机构产生的驱动力的冲击栓、和通过该冲击栓的撞击而进行直线运动的工具钻头，上述工具钻头通过与上述重量部的接触状态，而将来自上述被加工材料的反作用力传递到该重量部。
8.如权利要求1至7中任意一项所记载的冲击式作业工具，其特征在于，设置有限制振动重量部，该限制振动重量部与上述重量部为不同部件，其与上述工具主体连接，同时，通过向着与上述锤击动作部件相同的方向呈直线状移动而限制振动。
9.如权利要求1至8中任意一项所记载的冲击式作业工具，其特征在于，具有空气弹簧动作部件，其能够在使上述空气弹簧无效的非动作位置和使上述空气弹簧有效的动作位置之间进行切换，加载部件，其以使上述空气弹簧动作部件处于上述非动作位置的方式将该动作部件向着非动作位置加载。
10.如权利要求9所记载的冲击式作业工具，其特征在于，上述空气弹簧动作部件在锤击作业时，当将上述锤击动作部件压在上述被加工材料上时，直接被由该被加工材料挤压而向后方移动的锤击动作部件按压，从上述非动作位置向上述动作位置移动。
11.如权利要求1至10中任意一项所记载的冲击式作业工具，其特征在于，介于上述锤击动作部件和上述重量部之间的上述中介物，以不沿着上述锤击动作部件的长轴方向移动的方式被安装于上述工具主体。
12.一种冲击式作业工具，其特征在于，具有工具主体；锤击动作部件，其被配置在上述工具主体的前端区域，同时，通过在长轴方向进行直线运动而对被加工材料进行规定的锤击作业；驱动机构，其通过空气弹簧而呈直线状驱动上述锤击动作部件；重量部，其在上述锤击动作部件对上述被加工材料进行锤击作业时，对于从该被加工材料接受的反作用力，在处于直接与上述锤击动作部件接触的状态、或者处于经由硬质金属制的中介物与上述锤击动作部件接触的状态时的反作用力传递位置，传递来自上述锤击动作部件的上述反作用力；弹性构件，其吸收被传递到上述重量部的反作用力；空气弹簧动作部件，其能够在使上述空气弹簧无效的非动作位置和使上述空气弹簧有效的动作位置之间进行切换；加载部件，其以使上述空气弹簧动作部件处于上述非动作位置的方式将该动作部件向着非动作位置加载。
全文摘要
本发明提供一种冲击式作业工具，其有利于降低由打击动作后的钻头的反冲而产生的冲击力。本发明的冲击式作业工具具有工具主体；进行打击动作的锤击动作部件；驱动锤击动作部件的驱动机构；吸收由打击动作后的反冲而产生的冲击的缓冲器。缓冲器具有重量部，其在锤击动作部件对被加工材料进行锤击作业时，对于从被加工材料接受的反作用力，在处于直接与锤击动作部件接触的状态、或处于经由硬质金属制的中介物而与锤击动作部件接触的状态时的反作用力传递位置，传递来自锤击动作部件的反作用力；以及弹性构件，其被在传递来的反作用力的作用下向后方移动的重量部挤压而发生弹性变形，由此来吸收被传递到该重量部的反作用力。
文档编号B25D17/00GK1915606SQ20061011107
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月18日 优先权日2005年8月19日
发明者青木阳之介 申请人:株式会社牧田