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公開番号2021160010
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211011
出願番号2020062084
出願日20200331
発明の名称作業機
出願人工機ホールディングス株式会社
代理人特許業務法人筒井国際特許事務所
主分類B25D 17/24 20060101AFI20210913BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】質量体が振動を低減する機能が低下することを抑制可能な作業機を提供する。
【解決手段】シリンダ35と、シリンダ35の内部に作動可能に設けられたピストン44と、シリンダ35の内部に作動可能に設けられた打撃部45と、シリンダ35の内部でピストン44と打撃部45との間に設けられた圧力室B1と、シリンダ35を径方向に貫通する第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48と、を有する作業機であって、シリンダ35の外部に移動可能に設けられた質量体55と、シリンダ35の外部に設けられて質量体55を移動可能に支持し、かつ、質量体55とシリンダ35との間に径方向の隙間66を形成すするコイルスプリング56,57と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、
前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、
前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、
を有する作業機であって、
前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、
前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の第1隙間を形成する弾性部材と、
を有する、作業機。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
前記質量体は、前記径方向で前記シリンダの外側を囲む筒部を有し、
前記弾性部材は、前記径方向で前記シリンダと前記筒部との間に設けられている、請求項1に記載の作業機。
【請求項3】
前記ピストンを前記中心線方向に往復動させる駆動源と、
前記質量体、前記弾性部材及び前記シリンダを内部に備えた筒状のケースと、
が更に設けられている、請求項1記載の作業機。
【請求項4】
前記質量体は、
前記シリンダの外周を囲むように設けられる筒部と、
前記弾性部材から前記中心線方向の付勢力を受ける突出部と、
を有し、
前記筒部の前記中心線方向における長さは、前記突出部の前記中心線方向における長さよりも大きい、請求項1または3記載の作業機。
【請求項5】
前記突出部は、前記筒部の内周面から前記径方向で内側に向かって突出され、
前記弾性部材は、前記径方向で前記シリンダの外周面と前記筒部の内周面との間に設けられている、請求項4記載の作業機。
【請求項6】
前記第1隙間は、前記突出部と前記シリンダとの間に設けられ、
前記筒部と前記弾性部材との間に設けられた第2隙間と、
前記シリンダと前記弾性部材との間に設けられた第3隙間と、
を更に備え、
前記径方向における前記第1隙間の長さL1と、
前記径方向における前記第2隙間の長さL2と、
前記径方向における前記第3隙間の長さL3と、
の関係は、
L1>L2+L3
である、請求項5記載の作業機。
【請求項7】
前記突出部は、前記筒部の外周面から前記径方向で外側に向かって突出され、
前記弾性部材は、前記径方向で前記筒部の外側に間に設けられている、請求項4記載の作業機。
【請求項8】
前記突出部は、前記中心線方向で前記筒部の中途部位に設けられている、請求項4乃至7の何れか1項記載の作業機。
【請求項9】
前記弾性部材は、前記シリンダの外周を囲んで設けられた螺旋状のコイルスプリングである、請求項1乃至8の何れか1項記載の作業機。
【請求項10】
前記コイルスプリングは、前記中心線方向に沿った平面内の断面形状が円形である、請求項9記載の作業機。
【請求項11】
前記打撃部から打撃力が伝達される工具を保持する工具保持部が、更に設けられ、
前記呼吸孔は、前記工具が対象物から離間されている状態で、前記気体室から遮断される第1呼吸孔を含み、
前記コイルスプリングを構成する線材の直径は、前記第1呼吸孔の内径よりも小さい、請求項10記載の作業機。
【請求項12】
前記呼吸孔は、前記シリンダの周方向に離間して複数設けられている、請求項1乃至11の何れか1項記載の作業機。
【請求項13】
前記呼吸孔は、前記気体室の圧力を調整する第2呼吸孔を含み、
前記コイルスプリングを構成する線材の直径は、前記第2呼吸孔の開口径よりも小さい、請求項10記載の作業機。
【請求項14】
前記質量体は、前記径方向における内径が最小である小径部を有し、
前記小径部と前記シリンダとの間に、前記シリンダの径方向における前記第1隙間が設けられている、請求項1乃至12の何れか1項記載の作業機。
【請求項15】
前記弾性部材は、前記質量体を前記小径部と前記シリンダとが前記シリンダの全周に亘って非接触であることにより、前記シリンダの全周に亘って前記第1隙間が設けられている、請求項14記載の作業機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、シリンダと、シリンダの内部に設けられたピストンと、シリンダの内部に設けられた打撃部と、を有する作業機に関する。
続きを表示(約 6,600 文字)【背景技術】
【0002】
シリンダと、シリンダの内部に設けられたピストンと、シリンダの内部に設けられた打撃部と、を有する作業機の例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された作業機としての打撃作業機は、ハウジング、シリンダホルダ、シリンダ、ピストン、電動モータ、打撃部、中間子、質量体及び弾性部材を有する。ハウジングは、モータケース及び打撃ケースを有し、電動モータは、モータケース内に設けられている。シリンダホルダは、筒形状であり、シリンダホルダは、打撃ケース内に設けられている。シリンダは、シリンダホルダ内に設けられており、ピストン及び打撃部は、シリンダの内部に設けられている。シリンダの内部におけるピストント打撃部との間に、圧力室が設けられている。シリンダを径方向に貫通する呼吸孔が設けられている。呼吸孔はシリンダの内部につながる。
【0003】
質量体は、シリンダホルダの内部であり、かつ、シリンダの外部に設けられている。弾性部材は、シリンダホルダの内部であり、かつ、シリンダの外部に設けられている。弾性部材は、2個設けられており、質量体は、弾性部材同士の間に設けられている。
【0004】
特許文献1に記載された打撃作業機は、電動モータによってピストンが往復動され、圧力室の圧力が変化する。圧力室の圧力が上昇すると、打撃部にシリンダの中心線方向の打撃力が加えられ、打撃部が受けた打撃力は中間子に伝達される。質量体は、シリンダの中心線方向に作動し、ハウジングの振動が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2017−119329号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本願発明者は、質量体が呼吸孔を塞がないように、質量体がシリンダの中心線方向に作動する範囲が制限されると、質量体が振動を低減する機能が低下するという課題を認識した。
【0007】
本発明の目的は、質量体が振動を低減する機能が低下することを抑制可能な作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態の打撃作業機は、筒状のシリンダと、前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、を有する作業機であって、前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の第1隙間を形成する弾性部材と、を有する。
【発明の効果】
【0009】
打撃作業機は、シリンダの中心線方向における質量体の移動範囲が制限されず、かつ、質量体が呼吸孔を塞ぐことを防止できる。したがって、質量体が振動を低減する機能が低下することを抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
作業機の全体を正面視した断面図である。
作業機の一部であり、先端工具が対象物に接触された状態の断面図である。
作業機の一部であり、先端工具が対象物から離間された状態の断面図である。
図2のシリンダをIV−IV線に沿って破断した側面断面断面図である。
図2に示された振動低減機構の第1具体例を示す断面図である。
図5示す振動低減機構の質量体の変更例を示す断面図である。
図2に示された振動低減機構の第2具体例を示す断面図である。
図2に示された振動低減機構の第3具体例を示す断面図である。
図2に示された振動低減機構の第4具体例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、作業機の一実施形態であるハンマドリルについて、図面を用いて詳細に説明する。各図に示された構成のうち、同じ構成は同じ符号を付してある。
【0012】
図1に示すハンマドリル10は、図2のように、先端工具11を対象物12に押し付け、かつ、先端工具11に打撃力を加えて対象物12に処理を施す打撃作業機である。対象物12は、コンクリート、レンガ、石材、アスファルトの何れでもよい。また、対象物12に施す処理は、対象物12を破砕すること、対象物12の表面を削ること、対象物12を切断すること、対象物12に溝を形成すること、を含む。そして、先端工具11は、対象物12の材質、及び施す処理に適した形状を有する。本実施形態においては、対象物12としてのコンクリートを先端工具11により破砕する例を説明する。このため、図1に示された先端工具11は、便宜上、楔形状で示す。
【0013】
ハンマドリル10は、ハウジング13、電動モータ17、ハンドル部18、コントローラ20、振動低減機構54を有する。ハウジング13は、モータケース14、打撃ケース15及びギヤケース16を有する。モータケース14と打撃ケース15とギヤケース16とが、互いに固定されている。
【0014】
ハンドル部18は、モータケース14及びギヤケース16に接続されている。ハンドル部18は、作業者がハンマドリル10を使用するときに手で掴む部位である。電源ケーブル19が、ハンドル部18に取り付けられている。電源ケーブル19は、電源部、例えば、交流電源に接続される。トリガ21及びトリガスイッチ22が、ハンドル部18に設けられている。
【0015】
コントローラ20は、ハウジング13の内部、一例としてモータケース14の内部に設けられている。コントローラ20は、リード線により電源ケーブル19に接続され、かつ、リード線により電動モータ17に接続されている。コントローラ20は、リード線によりトリガスイッチ22へ接続されている。
【0016】
電動モータ17は、駆動源であり、電動モータ17は、モータケース14内に配置されている。電動モータ17は、ステータ23およびロータ24を有する。作業者がハンドル部18を掴んでトリガ21を操作し、トリガスイッチ22がオンすると、電源部の電力が電動モータ17に供給され、電動モータ17が回転、具体的にはロータ24が回転する。トリガスイッチ22がオフされると、電源部の電力が電動モータ17に供給されず、電動モータ17は停止、具体的にはロータ24が停止する。
【0017】
ロータ24は、回転軸25に固定されている。回転軸25は、モータケース14内に設けられ、かつ、軸受26により回転可能に支持されている。回転軸25は、中心線A2を中心として回転可能である。中心線A2は、回転軸25の中心を通る工学上の仮想線である。回転軸25の回転軸25の外周にギヤ27が設けられている。ハウジング13内にクランクシャフト28及びコネクティングロッド29が設けられている。クランクシャフト28は、軸受30により回転可能に支持されている。クランクシャフト28は、中心線A3を中心として回転可能である。中心線A3は、クランクシャフト28の中心を通る工学上の仮想線である。中心線A2と中心線A3とが、互いに平行に配置されている。
【0018】
また、クランクシャフト28に固定されたギヤ31が設けられ、ギヤ31はギヤ27に噛み合っている。ギヤ31の歯数はギヤ27の歯数より多い。ギヤ27,31は、回転軸25の回転力をクランクシャフト28に伝達する場合に、減速機構の役割を果たす。さらに、コネクティングロッド29は、クランクシャフト28に対して回転可能に連結されている。クランクシャフト28及びコネクティングロッド29は、変換機構77を構成する。
【0019】
打撃ケース15は筒形状であり、打撃ケース15の長手方向の第1端部は、ギヤケース16に固定されている。打撃ケース15の長手方向は、中心線A1に沿った方向である。打撃ケース15の内部にシリンダケース34が設けられている。シリンダケース34は、筒形状であり、シリンダ35が、シリンダケース34の内部に設けられている。シリンダケース34は、金属製、一例としてアルミニウム製である。シリンダ35は、金属製、一例として鋼製である。シリンダケース34及びシリンダ35は、中心線A1を中心として同心状に配置されている。中心線A1は、シリンダケース34及びシリンダ35の中心に位置する仮想線である。中心線A1,A2,A3を含む正面視である図1において、中心線A1は、中心線A2,A3に対して所定角度で交差、一例として90度の角度で交差している。
【0020】
リテーナスリーブ36が、シリンダケース34の内部から外部に亘って配置されている。リテーナスリーブ36は筒形状であり、リテーナスリーブ36は、シリンダ35と同心状に配置されている。シリンダケース34、シリンダ35及びリテーナスリーブ36は、打撃ケース15に対して中心線A1に沿った方向に位置決め及びされている。シリンダケース34は、打撃ケース15に対して径方向に位置決めされている。リテーナスリーブ36は、筒形状である。リテーナスリーブ36は、先端工具11を支持する支持部材である。
【0021】
中間子42が、リテーナスリーブ36及びシリンダ35内に亘って設けられている。中間子42は中心線A1に沿った方向に移動可能であり、かつ、金属製である。中間子42は先端工具11に接触したり離れたりすることができる。中間子42は軸形状であり、かつ、大径部43を有する。中間子42内に環状のテーパ面39が設けられ、大径部43がテーパ面39に接触すると、中間子42は先端工具11に近づく向きで中心線A1に沿った方向に移動できない。
【0022】
図2に示すピストン44が、シリンダ35の内部に設けられている。ピストン44は、中心線A1に沿った方向に往復動作が可能である。シール部材としてのOリング65が、ピストン44の外面に取り付けられている。Oリング65は、ゴム製であり、Oリング65がシリンダ35の内周面に接触してシール面を形成する。ピストン44は、図1のように、コネクティングロッド29と連結されている。回転軸25の回転力がクランクシャフト28に伝達されると、ピストン44はシリンダ35内で往復動作する。
【0023】
図2に示す打撃部45が、シリンダ35内に設けられている。打撃部45は、中心線A1に沿った方向でピストン44と中間子42との間に配置されている。打撃部45は金属製であり、打撃部45は中心線A1に沿った方向に移動可能である。シール部材としてのOリング46が、打撃部45の外面に取り付けられており、Oリング46がシリンダ35の内周面に接触してシール面を形成する。
【0024】
圧力室B1がシリンダ35の内部に設けられている。圧力室B1は、打撃部45とピストン44との間に位置する。ピストン44が動作して圧力室B1の圧力が上昇すると、中心線A1に沿った方向の付勢力、つまり、打撃力が打撃部45に加わる。打撃部45が作動すると中間子42を打撃し、中間子42が受けた打撃力は、先端工具11に伝達される。
【0025】
図5のように、第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48が、シリンダ35を径方向に貫通して設けられている。第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48は、共にシリンダ35の内部につながる。また、空間C1が、シリンダ35とシリンダケース34との間に設けられている。第1呼吸孔47及び第2呼吸孔48は、空間C1につながる。
【0026】
第1呼吸孔47は、打撃部45による“空打ち”を防止するために設けられている。打撃部45による“空打ち”の意味は、後述する。第1呼吸孔47は、中心線A1に沿った方向でリテーナスリーブ36と第2呼吸孔48との間に設けられている。第1呼吸孔47の平面形状は円形である。第1呼吸孔47は、図4のように、シリンダ35の円周方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。第2呼吸孔48は、圧力室B1の空気圧を調整する役割を果たす。第2呼吸孔48は、シリンダ35の円周方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。第2呼吸孔48は、開口部48Aを有する。開口部48Aは、第2呼吸孔48のうち、シリンダ35の外周面35Aに開口された部位である。開口部48Aの内面は、シリンダ35の外周面35Aに近づくことに伴い拡大されたテーパを有する。開口部48Aの平面形状は、円形である。
【0027】
図2のように、ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51が、シリンダケース34内に設けられている。ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51は、中心線A1に沿った方向でシリンダ35とリテーナスリーブ36との間に設けられている。ダンパ50はゴム製であり、ダンパホルダ49及びワッシャ51は金属製である。ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51は共に環状である。中間子42の一部は、ダンパホルダ49、ダンパ50及びワッシャ51内に配置されている。ダンパ50は、中心線A1に沿った方向でダンパホルダ49とワッシャ51との間に配置されている。中間子42の大径部43は、中心線A1に沿った方向でワッシャ51とテーパ面39との間に配置されている。
【0028】
作業者は、ハンマドリル10を次のように使用可能である。ここでは、重力の作用方向、つまり、鉛直方向で、中間子42が先端工具11よりも上に位置する状態で、ハンマドリル10を使用する例を説明する。なお、図1、図2及び図3に示す中心線A1は、鉛直方向に沿って配置されているものとして説明する。作業者がハンドル部18を掴んでハンマドリル10を持ち、図2のように先端工具11を対象物12に押し付けると、押し付け力に対する反力は中間子42に伝達され、大径部43がワッシャ51に押し付けられて先端工具11及び中間子42が停止する。
【0029】
また、先端工具11を対象物12に押し付けた状態で、Oリング46がシリンダ35の内周面に接触する位置は、図2のように、中心線A1に沿った方向で第1呼吸孔47とピストン44との間である。このため、Oリング46は、圧力室B1と第1呼吸孔47とを遮断する。さらに、Oリング65がシリンダ35の内周面に接触する位置は、ピストン44の位置に関わりなく、中心線A1に沿った方向で第2呼吸孔48とクランクシャフト28との間である。
【0030】
作業者がトリガ21を操作してトリガスイッチ22がオンされ、電動モータ17の回転軸25が回転すると、ピストン44は中心線A1に沿った方向に往復動作する。変換機構77は、回転軸25の回転力を、ピストン44の往復作動力に変換する。ピストン44がリテーナスリーブ36から離れる向きで動作すると、圧力室B1内の圧力が空間C1の圧力よりも低くなり、空間C1の空気は第2呼吸孔48を通り圧力室B1に吸い込まれる。また、ピストン44がリテーナスリーブ36から離れた時期よりも遅れて、打撃部45がリテーナスリーブ36から離れる。
(【0031】以降は省略されています)

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