专利名称：钻孔装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻孔装置，更具体地，涉及能够测量由端部钻头钻而形成在エ件中的孔的深度。
背景技术：
已知例如冲击钻等钻孔装置用于通过旋转钻头并且通过在钻头上施加冲击カ来在エ件中形成孔。为了产生冲击力，钻孔装置包括马达、气缸、布置在气缸中的活塞、用于将马达的旋转カ转变为活塞的往复运动的运动转变机构、由所述活塞驱动的冲击件和所述冲击件撞击其上的中间件。端部钻头装配在钻孔装置的末端部分。当冲击件冲击在中间件上时，冲击力通过中间件传递到端部钻头。而且，马达的旋转传递到端部钻头，以使端部钻头围绕其轴线旋转。
钻孔装置还包括沿平行于端部钻头的延伸方向延伸的测量计。所述测量计具有在端部钻头到达期望深度时，可抵靠在エ件表面上的末端，以使使用者可确知所述孔具有期望的深度。这样的冲击钻在日本专利申请公开No. 2009-241229中有所公开。引文列表专利文献PTLl :日本专利申请公开号2009-241229
发明内容
技术问题但是，根据传统的钻孔装置，测量计妨碍钻井操作。因而，本发明的目的是提供一种能够允许使用者确认钻孔到期望深度而无需设置测量计的钻孔装置。解决问题的技术方案本发明的该目的和其他目的将通过包括壳体、驱动电源、动カ传输机构和距离传感器的钻孔装置实现。所述壳体具有后端部分和端部钻头可拆卸地附接到其的前端部分。所述端部钻头构造用于在エ件中形成孔。所述驱动电源容纳在所述壳体中。所述动カ传输机构将所述电源中产生的驱动カ传递到所述端部钻头。所述距离传感器设置在所述壳体处，并且构造用于测量从所述距离传感器到所述エ件表面的距离。所述距离传感器提供能够进行在预定误差幅度内的距离测量的有效测量范围，只要设置在所述壳体前部的所述エ件的表面与在预定区域内的所述距离传感器间隔开。并且满足LI ^ LsjP Ls+Lb ^ L2的关系，其中，Ls代表所述壳体前端和所述距离传感器之间的沿向前/向后方向的距离，Lb代表所述壳体的前端和所述端部钻头的末端之间的沿向前/向后方向的距离，LI代表所述距离传感器和到所述距离传感器最近的并且限定所述有效測量范围下限的点之间的沿向前/向后方向的距离，并且L2代表所述距离传感器和距离所述距离传感器最远的并且限定所述有效測量范围上限的点之间的沿向前/向后方向的距离。通过该结构，所述距离传感器相对于所述壳体的固定位置可參照所述壳体的前端部位置确定，并且因而，固定所述距离传感器的位置可在预定误差幅度内进行所述距离传感器和所述エ件表面之间的距离测量。而且，所述端部钻头前端和所述距离传感器之间的大的距离可通过将所述距离传感器定位在所述端部钻头的后侧处来提供。因此，该结构可防止切屑或灰尘沉积在所述距离传感器上，由此能够进行精确的距离测量。这里，驱动电源包括具有输出轴的马达，所述输出轴输出旋转力，并且所述钻孔装置还包括可随所述输出轴的旋转一体旋转的风扇。所述壳体形成有前侧空气通道，其允许从所述风扇吹来的空气沿着所述距离传感器的前部流动。通过该结构，所述空气吹走切屑和灰尘，以防止切屑和灰尘沉积在所述距离传感器的表面上。因此可限制由于灰尘沉积在所述距离传感器的前表面上造成的测量误差，从而使钻孔操作过程中距离的測量稳定。而且，所述驱动电源包括具有输出轴的马达，所述输出轴输出旋转力，并且所述钻孔装置还包括可随所述输出轴的旋转一体旋转的风扇。所述壳体形成有后侧空气通道，其允许从所述风扇吹来的空气沿着所述距离传感器的后部流动。
通过该结构，来自所述风扇的空气可有效地冷却所述距离传感器。而且，所述驱动电源包括马达。所述壳体包括其中容纳所述马达的马达壳体，和其中容纳动カ传输机构的机构壳体。所述距离传感器固定到所述马达壳体。通过该结构，由于所述马达壳体中产生的振动小于所述齿轮壳体中产生的振动，因此可减小由于振动产生的测量误差。而且，所述壳体限定重心位置，并且所述距离传感器设置在所述重心位置上或临近所述重心位置。因此，可将施加到所述距离传感器的并且在所述钻孔操作过程中产生的力矩减小到较小的水平，而与将最长端部钻头或最短小端部钻头附接到钻孔装置上无关。因此，通过所述距离传感器测量所述距离中的误差可减小到预定幅度，由此能够使用所述距离传感器进行精确的距离测量。而且，可避免距离测量中由于所述距离传感器和所述エ件之间的最短距离造成的不可能性。而且，所述壳体包括手柄部分，所述手柄部分具有由使用者的中指和无名指保持的紧握部分。假想直线横跨在所述壳体前端和所述抓握部分之间，并且所述距离传感器设置在所述假想直线上。通过该结构，可将施加到所述距离传感器的并且在所述钻孔操作过程中产生的力矩减小到较小的水平，而与附接最长端部钻头或最短小端部钻头到钻孔装置上无关。因此，通过所述距离传感器测量所述距离中的误差可减小到预定幅度，由此能够使用所述距离传感器进行精确的距离测量。而且，可避免距离测量中由于所述距离传感器和所述エ件之间的最短距离造成的不可能性。而且，可避免所述距离传感器碰撞到所述エ件或环境部件或切屑上。因此可防止所述距离传感器损坏。而且，钻孔装置还包括介于所述壳体和所述距离传感器之间的弹性构件。所述距离传感器通过所述弹性构件固定到所述壳体。通过该结构，可将壳体的振动吸收到所述弹性构件中。因此，可抑制出现在所述壳体处的振动传递到所述距离传感器。因此，可降低测量误差幅度的增大和所述距离传感器由于振动造成的损坏。
在附图中图I是根据本发明第一实施例的钻孔装置的剖视图；图2是显示根据第一实施例的钻孔装置中的空气通道的放大剖视图；图3是根据第一实施例的钻孔装置中的距离传感器的放大剖视图；图4是显示根据第一实施例的钻孔装置中的有效测量范围和输出水平之间关系的图不；和图5是根据本发明第二实施例的钻孔装置的剖视图。
具体实施例方式将參照图I到图4描述本发明第一实施例的钻孔装置。如图I中所示，钻孔装置I是旋转冲击钻，并且包括壳体，所述壳体为手柄部分10、马达壳体20和齿轮壳体60的联 合体。整个说明书中，图I中的左侧、右侧、上侧和下侧将分别称为后侧、前侧、上侧和下側。横跨壳体前端和后端的壳体长度，即图I中沿向右/向左方向的长度，为约30到40cm。手柄部分10大体为U形，马达壳体20具有容纳马达21 (后面描述)的马达容纳部分20A。手柄部分10的上部与马达容纳部分20A —体,并且手柄部分10和马达壳体20由塑料材料制成。手柄部分10可以是马达壳体20的一部分。手柄部分10具有后部10A，其下部设置有电缆11。而且，开关机构12安装在后部IOA中。由使用者操纵的扳机13机械地连接到开关机构12。电缆11可电连接到外部电源(未示出)，用于向开关机构12提供电流。当操纵扳机13时，开关机构12连接到外部电源或从外部电源断开。手握部分IOC限定在后部IOA中，并且紧接在扳机13下方。当使用者抓握手柄部分10的后部IOA时，手握部分IOC由使用者的中指和无名指保持。距离传感器14设置在手柄部分10的前部IOB处。更具体地，距离传感器14设置在前部IOB的上部，并且构造用于测量距离传感器14和与距离传感器14面对设置的エ件之间的、沿从后侧到前侧的方向的距离。除了电缆11和端部钻头2 (后面描述)之外，距离传感器14设置在钻孔装置I的重心上，或邻近钻孔装置I的重心设置。重心也可由壳体的总重及其内部件限定。更具体地，距离传感器14的位置在横跨在手柄部分10的后部IOA的手握部分IOC和齿轮壳体60的末端部分60A，即钻孔装置I的末端部分之间的假想直线上。而且，距离传感器14与末端部分60A间隔开距离“Ls”。换句话说，距离传感器14的前端和末端部分60A之间的距离为“Ls”。如图3中所示，距离传感器14的几乎整个部分由树脂盖14A覆盖。树脂盖14A具有设置有由橡胶制成的弹性构件14B的后部，所述弹性构件14B固定到手柄部分10的前部IOB的上部。距离传感器14电连接到微计算机(未示出)，马达21 (后面描述)连接到所述微计算机。而且，距离传感器14电连接到输入部分(未示出)，在所述输入部分处可输入期望的孔深度。输入的孔深度可在从5cm到6cm范围内。距离传感器14是红外射线传感器。红外线的波长为约850nm，并且距离传感器14具有有效测量范围。更具体地，如图4中所示，如果距离所述距离传感器14的距离小于“LI”，则传感器14的稳恒电压不能以基于距离所述距离传感器14的距离的输出水平输出，并且因此，输出不稳定，从而产生关于距离水平的大的误差幅度。因此，不可能进行在预定误差幅度内的距离测量。另ー方面，如果距离所述距离传感器14的距离大于“L2”，则作为基于距离所述距离传感器14的距离的输出水平，传感器14的电压特别低，因此分辨特性低，并且导致关于距离的大的误差幅度。因此，不能进行预定误差幅度内的距离测量。由于上面所述，可在距离传感器14的前面的位置处确定沿向前/向后方向的有效測量范围“Lu”。在该有效測量范围内，距离所述距离传感器14的最近距离为“LI”，距离所述距离传感器14的最远距离为“L2”。如果エ件表面设置在“Lu”内，则可进行在正负I. 5mm的误差幅度内的距离测量。LI，L2，Ls和Lb (将在后面描述Lb)之间可建立下面的关系LI ^ LsdP Ls+Lb ^ L2。沿向前/向后方向的有效测量范围为约70cm，LI为约10cm，L2为约80cm。例如AC无刷马达等马达21容纳在马达壳体20中。马达21通过微计算机(未示出)经受旋转控制。马达21具有输出轴22，其输出旋转驱动力。轴流风扇22A同中心设置到输出轴22的基端部分，并且可与输出轴22 —起旋转。空气通道20a形成在轴流风扇22A的下方的位置处。空气通道20a向下延伸，然后向前与距离传感器14的上方、前侧和后侧位置处的空间连通。进气端ロ 20b形成在马达 壳体20的后部处。当轴流风扇22A旋转时，通过进气端ロ 20b引入马达壳体20中的空气通过空气通道20流到马达21附近，并且如由图2中的箭头标示的，沿距离传感器14的上侧和后侧经过，用于冷却距离传感器14。而且，空气还沿着距离传感器14的前侧流动，以防止灰尘或切屑沉积在距离传感器14上。空气通道20a对应于前侧空气通道和后侧空气通道。齿轮壳体60为树脂模制产品，并且设置在马达壳体20的前侧处。在齿轮壳体60中，第一中间轴61与输出轴22同轴并且一体延伸，并且由轴承63旋转地支撑。S卩，第一中间轴61具有一体连接到输出轴22的后端。第一中间轴61具有设置有第四齿轮61A的前端部分。第二中间轴72设置在齿轮壳体60中，并且平行于马达20延伸。第二中间轴72可围绕其轴线旋转，并且由轴承72B支撑。第二中间轴72具有设置有第五齿轮71的后端部分，所述第五齿轮71与所述第四齿轮6IA啮合接合。第二中间轴72具有形成有齿轮部分72A的前端部分，所述齿轮部分72A与第六齿轮73 (后面描述)啮合接合。在齿轮壳体60中，气缸74设置在第二中间轴72上方的位置处。气缸74沿平行于第二中间轴72的方向延伸，并且可旋转地支撑到齿轮壳体60。第六齿轮73与气缸74同中心，并且固定到气缸74的外周表面。由于第六齿轮73和齿轮部分72A之间的啮合接合，气缸74可围绕其轴线旋转。钻头夹持器15设置在气缸74的前侧，用于可拆卸地保持端部钻头2。第二中间轴72具有中间部分，其通过花键与离合器76接合，并且由弹簧向后偏置。连接到离合器76的转换杆(未示出)设置在齿轮壳体60处，以使离合器76可通过操纵转换杆在冲击钻模式和钻孔模式之间转换。运动变换机构80可旋转地布置在第二中间轴72上，离合器76旁边的位置处(离合器76的马达侧)，用于将旋转运动转变为往复运动。运动变换机构80具有臂80A，其可通过第二中间轴72的旋转沿钻孔装置I的向前/向后方向往复移动。端部钻头2是在其末端部分处具有钻2A的钻头，如图I中所示。孔通过端部钻头2的旋转和线性移动形成在エ件中。端部钻头2可拆卸地保持到钻头夹持器15，并且可使用新的端部钻头2更换。纵向长度在从90mm到450mm范围的各种端部钻头2可用。可用其他结构代替钻2A。这里，假设端部钻头2是那些可装配到钻头夹持器15的端部钻头中的最长的端部钻头，则“Lb”限定为齿轮壳体60的末端部分60A和装配到钻头夹持器15的端部钻头2的前端之间的距离。当离合器76转变为冲击钻模式时，第二中间轴72通过离合器76机械连接到运动变换机构80。活塞82在气缸74中可往复移动，并且可随其一起沿平行于第二中间轴72的方向滑动，活塞82通过活塞销81以关于运动变换机构80互锁关系移动。冲击件83可动地布置在气缸74中，并且气室84限定在气缸74中，位于活塞82和冲击件83之间。中间件85可滑动地支撑在气缸74中。中间件85关于冲击件83与气室84相对设置，并且可沿活塞82的移动方向移动。端部钻头2与冲击件83关于中间件85相对设置。因而，冲击件83通过中间件85向端部钻头2施加冲击力。马达21的旋转通过第一中间轴61、第四齿轮61A和第五齿轮71传递到第二中间 轴72，并且第二中间轴72的旋转通过齿轮部分72A和第六齿轮73之间的啮合传递到气缸74,以使端部钻头2旋转。当将离合器76转换到冲击钻模式吋，离合器76结合到运动变换机构80，以将第二中间轴72的旋转传递到运动变换机构80，并且所述旋转通过活塞销80转变为活塞82的往复运动。活塞82的往复运动造成限定在活塞82和冲击件83之间的气室84的气压反复增大和减小，以因而在冲击件83上施加冲击力。由于冲击件83的向前运动，冲击件83冲击在冲击件83的后表面上，以使冲击カ通过中间件85施加到端部钻头2。以该方式，旋转カ和冲击カ同时施加到冲击钻模式中的端部钻头2。当离合器76处于钻孔模式吋，离合器76断开第二中间轴72和运动变换机构80之间的连接，从而仅将第二中间轴72的旋转カ通过齿轮部分72A和第六齿轮73传递到气缸74。因而，仅旋转カ施加到端部钻头2上。为了在エ件中形成孔，使用者通过输入部分(未示出)输入期望的孔深度，然后操作扳机13。当端部钻头2到达期望孔深度时，该深度由距离传感器14检测到，并且将指示检测深度的信号传递到微计算机(未示出)。当接收到所述信号吋，微计算机停止马达21的旋转，以避免进ー步的钻孔操作。距离传感器14提供有效测量范围，从而壳体前端部分60A和距离传感器14之间的距离为“Ls”，并且满足LI ( LsdP Ls+Lb ( L2的关系。因此，可根据距离壳体的前端部分60A的距离，确定距离传感器14相对于壳体的固定位置。在该距离传感器14因而定位的情况下，可在预定误差幅度内测量距离传感器14和エ件表面(孔的底部表面)之间的距离。而且，由于壳体在其中限定空气通道20a，来自轴流风扇22A的空气通过所述空气通道20a可沿距离传感器14的前部流动，因此空气吹走切屑和灰尘来防止切屑和灰尘沉积在距离传感器14的表面上。因此，可抑制由于距离传感器14的前表面上沉积灰尘产生的测量误差，因而在钻孔操作过程中使距离的測量稳定。而且，可通过来自轴流风扇22A的空气获得对距离传感器14的冷却。而且，距离传感器14不固定到齿轮壳体60，而是固定到马达壳体20。由于出现在马达壳体20中的振动小于出现在齿轮壳体60中的振动，因此可减小由于振动产生的測量误差，并且可进ー步防止由于振动造成的距离传感器14损坏。而且，距离传感器14设置在壳体的重心位置上或附近，并且距离传感器14设置在横跨壳体前端部和手握部分IOC之间的假想直线上。因此，只要长度Lb满足上面所述的关系，则钻孔操作过程中产生并且施加到距离传感器14的力矩可减小到较低水平，而与最长的端部钻头或最短的端部钻头附接到钻头夹持器15无关。因此，由距离传感器14測量的距离中的误差可减小到预定幅度，由此能够使用距离传感器14进行精确的距离测量。而且，由于距离传感器14与壳体的前部由距离LI间隔开，因此可避免距离传感器14和エ件之间的最短距离造成的距离测量的不可能。而且，由于距离传感器14由手柄部分10和马达壳体20防护，因此可避免距离传感器14撞击在エ件或环境部件或切屑上。因此可防止距离传感器14损坏。而且，由于距离传感器14通过弹性构件14B固定到壳体，因此可将壳体的振动吸收在弹性构件14B中。因此，可限制发生在壳体处的振动传递到距离传感器14。因此，可减小由于振动造成的距离传感器14的测量误差幅度的增大和损坏。接下来将參照图5描述根据本发明第二实施例的钻孔装置。在第一实施例中，手柄部分10为U形，并且距离传感器14设置在手柄部分10的前部IOB处。另ー方面，在第ニ实施例中，手柄部分110为I形。距离传感器114在与齿轮壳体160相邻的部分处设置到马达壳体120。而且，除了电缆11和端部钻头2之外，距离传感器114设置在钻孔装置 101的重心上，或临近钻孔装置101的重心设置。重心也可由壳体的总重(手柄部分110、马达壳体20和齿轮壳体160的组合)以及内部部件限定。而且，距离传感器114的位置是在横跨在手柄部分110的后部IOA的手握部分IIOC和齿轮壳体160的末端部分160A，即钻孔装置I的末端部分之间的假想直线“I”上。而且，距离传感器114与末端部分160A由距离Ls’间隔开。换句话说，距离传感器114的前端和末端部分160A之间的距离为Ls’。除了例如旋转冲击钻的钻孔装置之外，本发明可用于多种装置，只要所述装置采用用于在エ件中形成孔的端部钻头。虽然已经详细地并且參照其特定实施例描述了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，可在其中进行各种改变和修改而不偏离本发明的范围。エ业适用性本发明特别可用于能够形成具有期望深度的孔的钻孔装置(例如冲击钻)。附图标记列表I钻孔装置2端部钻头14距离传感器20马达壳体21驱动电源60齿轮壳体
权利要求
1.一种钻孔装置，包括 壳体，其具有后端部分和可拆卸地附接端部钻头的前端部分，所述端部钻头构造用于在工件中形成孔； 驱动电源，其容纳在所述壳体中；和 动力传输机构，其将所述电源中产生的驱动力传递到所述端部钻头；其特征在于 距离传感器，其设置在所述壳体处，并且构造用于测量从所述距离传感器到所述工件表面的距离，所述距离传感器的特征在于 所述距离传感器提供能够进行在预定误差幅度内的距离测量的有效测量范围，只要设置在所述壳体前部的所述工件的表面与在预定区域内的所述距离传感器间隔开；并且 满足LI < Ls，和Ls+Lb ( L2的关系， 其中，Ls代表所述壳体前端和所述距离传感器之间的、沿向前/向后方向的距离，Lb代表所述壳体的前端和所述端部钻头的末端之间的、沿向前/向后方向的距离，LI代表所述距离传感器和到所述距离传感器最近的并且限定所述有效测量范围下限的点之间的、沿向前/向后方向的距离，并且L2代表所述距离传感器和距离所述距离传感器最远的并且限定所述有效测量范围上限的点之间的、沿向前/向后方向的距离。
2.根据权利要求I所述的钻孔装置，其特征在于，所述驱动电源包括具有输出轴的马达，所述输出轴输出旋转力； 所述钻孔装置还包括可随所述输出轴一体旋转的风扇；并且 所述壳体形成有前侧空气通道，其允许从风扇吹来的空气沿着所述距离传感器的前部流动。
3.根据权利要求I所述的钻孔装置，其特征在于，所述驱动电源包括具有输出轴的马达，所述输出轴输出旋转力， 所述钻孔装置还包括可与所述输出轴的旋转一体旋转的风扇；并且 所述壳体形成有后侧空气通道，其允许从所述风扇吹来的空气沿着所述距离传感器的后部流动。
4.根据权利要求I中所述的钻孔装置，其特征在于，所述驱动电源包括马达；并且 所述壳体包括其中容纳所述马达的马达壳体，和其中容纳动力传输机构的机构壳体，所述距离传感器固定到所述马达壳体。
5.根据权利要求I所述的钻孔装置，其特征在于，所述壳体限定重心位置，并且 所述距离传感器设置在所述重心位置上或所述重心位置附近。
6.根据权利要求I所述的钻孔装置，其特征在于，所述壳体包括手柄部分，所述手柄部分具有由使用者的中指和无名指保持的抓握部分，假想直线横跨在所述壳体前端和所述抓握部分之间；并且 所述距离传感器定位在所述假想直线上。
7.根据权利要求I所述的钻孔装置，其特征在于，弹性构件介于所述壳体和所述距离传感器之间，所述距离传感器通过所述弹性构件固定到所述壳体。
全文摘要
一种钻孔到期望深度而无需测量计的钻孔装置(1)。所述钻孔装置包括距离传感器(14)，所述距离传感器(14)设置在横跨所述壳体的前端(60A)和手握部分(10C)之间的假想直线上。所述距离传感器由于距离Ls而远离齿轮壳体(60)的前端。所述距离传感器提供有效测量范围。满足L1≤Ls和Ls+Lb≤L2的关系，其中，L1代表所述距离传感器和到所述距离传感器最近的并且限定有效测量范围下限的点之间的距离，L2代表所述距离传感器和距离所述距离传感器最远的并且限定所述有效测量范围上限的点之间的距离，并且Lb代表所述壳体前端和所述端部钻头的末端之间的距离。
文档编号B23B49/00GK102834228SQ20118001838
公开日2012年12月19日 申请日期2011年4月12日 优先权日2010年4月12日
发明者大久保贵启, 阿部智志, 岩田和隆 申请人:日立工机株式会社