本實(shí)用新型涉及一種錘(hammer)能夠?qū)φ枳?anvil)施加旋轉(zhuǎn)方向上的擊打力的沖擊(impact)式電動工具。
背景技術(shù):
以前,已知將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力傳遞到錘,利用錘對砧座施加旋轉(zhuǎn)方向上的擊打力的電動工具,作為其一例,有專利文獻(xiàn)1中記載的沖擊工具。沖擊工具被廣泛用于將螺釘構(gòu)件緊固于木材或?qū)⒙菟ü潭ㄓ诨炷恋淖鳂I(yè)、及松開螺釘構(gòu)件或螺栓的作業(yè)等中。沖擊工具在扣動觸發(fā)器開關(guān)的觸發(fā)器時,馬達(dá)受到驅(qū)動,經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)使主軸(spindle)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時,利用錘簧(hammer spring)與凸輪球(cam ball)而連結(jié)于主軸的錘旋轉(zhuǎn)。當(dāng)錘旋轉(zhuǎn)時,旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由錘的擊打爪與砧座的葉片部傳遞從而砧座旋轉(zhuǎn)。在砧座的軸方向上的前端形成著前端工具的安裝孔,能夠經(jīng)由安裝在安裝孔的六角鉆頭(hexagonal bit)等前端工具進(jìn)行螺釘或螺栓的緊固。
在對木材進(jìn)行緊固作業(yè)的情況下,例如使用干壁釘。在利用沖擊工具將干壁釘緊固的情況下,在從緊固開始算起的短暫期間內(nèi)錘與砧座同步地旋轉(zhuǎn)(連續(xù)旋轉(zhuǎn))。然后,隨著緊固的進(jìn)行,干壁釘中產(chǎn)生的反扭矩(antitorque)慢慢地增高,當(dāng)該反扭矩高于錘簧的彈簧壓力時,錘會一邊按照主軸凸輪槽與錘凸輪槽的形狀慢慢地壓縮錘簧,一邊向馬達(dá)側(cè)慢慢地后退。因該錘的后退,錘的擊打爪與砧座的被擊打爪的前后方向上的接觸長度減小。當(dāng)錘的擊打爪與砧座的被擊打爪的前后方向上的接觸長度為0mm時,相對于旋轉(zhuǎn)方向上的錘對砧座的卡合脫離。即將要進(jìn)行該脫離前作用于錘與砧座間的扭矩的大小為錘與砧座脫離時的“脫離扭矩”。
當(dāng)來自干壁釘?shù)姆醋饔昧Τ^脫離扭矩時,錘的擊打爪越過砧座的被擊打爪,之后,錘因錘簧的壓縮力一邊被擠壓到六角鉆頭側(cè)一邊與砧座的下一個被擊打爪卡合(或碰撞)。設(shè)置于錘的擊打爪與設(shè)置于砧座的葉片部重復(fù)進(jìn)行脫離、卡合的動作(擊打動作)直到干壁釘?shù)木o固完成為止。隨著干壁釘被緊固于木材,來自干壁釘?shù)姆磁ぞ芈卦龈撸纱隋N退回量也增加。其原因在于,伴隨干壁釘中產(chǎn)生的反扭矩的增加,錘與砧座間產(chǎn)生的反彈率增高。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開昭59-88264號公報
[實(shí)用新型所要解決的問題]
近年來,實(shí)現(xiàn)了沖擊工具的高扭矩化且緊固扭矩為150N·m以上的產(chǎn)品也已在市場上出售。為了提高沖擊工具中的緊固扭矩,是將錘向砧座側(cè)施力的彈簧的彈簧常數(shù)設(shè)定得高。然而,若提高彈簧的彈簧常數(shù)而實(shí)現(xiàn)高輸出化,則脫離扭矩會增高,因而創(chuàng)作人發(fā)現(xiàn)如下問題。
若脫離扭矩增高,則從連續(xù)旋旋轉(zhuǎn)作過渡到擊打動作的時機(jī)會延遲,因而作用于沖擊工具的反扭矩增大,難以在作業(yè)人員單手握持沖擊工具的狀態(tài)下進(jìn)行螺釘緊固作業(yè)。而且,在對不需要高緊固扭矩的柔軟木材等進(jìn)行螺釘緊固等的情況下,提高了彈簧的彈簧常數(shù)的沖擊工具存在下述問題:螺釘緊固作業(yè)中有時會未達(dá)到脫離扭矩,不容易進(jìn)行擊打動作。若不能進(jìn)行擊打動作,則有如下?lián)模呵岸斯ぞ叩穆菁y牙容易從干壁釘?shù)氖植鄹∑?,六角鉆頭脫落而彈起,當(dāng)場空轉(zhuǎn)而干壁釘?shù)穆葆旑^破損。如此,若脫離扭矩過高則無法發(fā)揮沖擊工具的特征,尤其無法獲得防止凸輪偏離(cam-out)的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型鑒于所述背景而完成,本實(shí)用新型的目的在于提供如下的沖擊式電動工具,即,抑制錘與砧座的脫離扭矩的上升,且提高對旋轉(zhuǎn)方向上的擊打力,高輸出且能夠進(jìn)行單手握持下的螺釘緊固作業(yè)。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種達(dá)成高輸出并且從連續(xù)旋轉(zhuǎn)向擊打過渡時的操作感良好的電動工具。
本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種錘擊打爪擊打砧座的下下個被擊打爪、不會使錘簧的彈簧常數(shù)上升而充分確保了緊固扭矩的電動工具。
[解決問題的技術(shù)手段]
本實(shí)用新型中的特征說明為如下所述。
實(shí)施方式的電動工具的特征在于包括:馬達(dá);主軸,利用所述馬達(dá)向旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動;錘,在相對于所述主軸規(guī)定的范圍內(nèi)在軸方向及旋轉(zhuǎn)方向上能夠相對地移動,且由凸輪機(jī)構(gòu)與彈簧而向前方施力;以及砧座,能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述錘的前方,且當(dāng)所述錘一邊向前方移動一邊旋轉(zhuǎn)時由所述錘擊打,將所述錘即將擊打所述砧座前所述錘所具有的能量即擊打能量E、與所述錘即將與所述砧座脫離前作用于所述錘與所述砧座之間的扭矩即脫離扭矩TB的關(guān)系設(shè)為E>5.3×TB。
在上述電動工具中,所述錘在旋轉(zhuǎn)方向上均等地具有三個擊打爪,所述砧座在旋轉(zhuǎn)方向上均等地具有三個被擊打爪,將從所述錘擊打所述砧座而向后方移動直至再次擊打所述砧座為止的所述錘相對于所述砧座的相對旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為大致240度。
在上述電動工具中,將所述錘即將擊打所述砧座前所述錘所具有的能量即擊打能量E、與所述錘即將與所述砧座脫離前作用于所述錘與所述砧座之間的扭矩即脫離扭矩TB的關(guān)系設(shè)為5.3×TB<E<9.3×TB。
在上述電動工具中,在將所述砧座位于最前方時的所述砧座與所述錘的軸方向上的卡合長度即最大卡合量設(shè)為A,A的單位為mm,將以所述錘相對于所述主軸相對地旋轉(zhuǎn)時所述錘后退的方式設(shè)置于所述錘及所述主軸的凸輪的導(dǎo)前角即凸輪導(dǎo)前角設(shè)為θ,θ的單位為度時,以它們的關(guān)系為
(-0.125×θ+7.5)-0.7<A<(-0.125×θ+7.5)+0.7
的方式構(gòu)成。
在上述電動工具中,從安裝于所述砧座的前端工具受到的反扭矩小時的所述擊打爪與所述被擊打爪的軸方向上的重疊長度為2.3mm~5.0mm,使所述錘的凸輪槽與所述主軸的凸輪槽的凸輪導(dǎo)前角相等,且設(shè)為θ=26度~36度。
在上述電動工具中,所述錘的直徑為35mm~44mm,錘的慣性為0.39kg·cm2以下。
在上述電動工具中,所述主軸的直徑為10mm~15mm,所述彈簧的彈簧常數(shù)為40kgf/cm以下。
在上述電動工具中,具有調(diào)整所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度的觸發(fā)器開關(guān),當(dāng)所述觸發(fā)器開關(guān)被以最大或接近最大的程度扣動時,以所述擊打爪越過下一個被擊打爪而擊打下下個被擊打爪的方式進(jìn)行調(diào)整,當(dāng)所述觸發(fā)器開關(guān)被稍微扣動時,當(dāng)所述錘后退而所述擊打爪解除與所述被擊打爪的卡合而旋轉(zhuǎn)時,以所述擊打爪擊打下一個被擊打爪的方式調(diào)整所述主軸的旋轉(zhuǎn)速度。
在上述電動工具中,所述錘具有沿相向的方向延伸的兩個擊打爪,所述砧座具有位于相向的位置的兩個被擊打爪,將所述錘擊打所述砧座而向后方移動后直至再次擊打所述砧座為止的所述錘相對于所述砧座的相對旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為大致360度。
在上述電動工具中,將所述錘即將擊打所述砧座前所述錘所具有的能量即擊打能量E、與所述錘即將與所述砧座脫離前作用于所述錘與所述砧座之間的扭矩即脫離扭矩TB的關(guān)系設(shè)為9.3×TB<E<15.0×TB。
在上述電動工具中,當(dāng)將所述砧座位于最前方時的所述砧座與所述錘的軸方向上的卡合長度即最大卡合量設(shè)為F,F(xiàn)的單位為mm,將以所述錘相對于所述主軸相對地旋轉(zhuǎn)時所述錘后退的方式設(shè)置于所述錘及所述主軸的凸輪的導(dǎo)前角即凸輪導(dǎo)前角設(shè)為θ1,θ1的單位為度時,以它們的關(guān)系為
(-0.125×θ1+6.5)-0.7<F<(-0.125×θ1+6.5)+0.7
的方式構(gòu)成。
在上述電動工具中,從安裝于所述砧座的前端工具受到的反扭矩小時的所述擊打爪與所述被擊打爪的軸方向上的重疊長度為2.3mm~5.0mm,使所述錘的凸輪槽與所述主軸的凸輪槽的凸輪導(dǎo)前角相等,且設(shè)為θ1=16度~30度。
實(shí)施方式的電動工具的特征在于包括:馬達(dá);主軸,利用所述馬達(dá)向旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動;錘,在相對于所述主軸規(guī)定的范圍內(nèi)在軸方向及旋轉(zhuǎn)方向上能夠相對地移動,且由凸輪機(jī)構(gòu)與彈簧而向前方施力;砧座,能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述錘的前方,且當(dāng)所述錘一邊向前方移動一邊旋轉(zhuǎn)時由所述錘擊打;以及觸發(fā)器開關(guān),對所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整,當(dāng)所述觸發(fā)器開關(guān)被扣動規(guī)定量以上時,所述錘的擊打爪進(jìn)行越過所述砧座的下一個被擊打爪而擊打下下個被擊打爪的一個跳過擊打,當(dāng)所述觸發(fā)器開關(guān)小于規(guī)定的扣動量時,所述擊打爪進(jìn)行擊打下一個被擊打爪的連續(xù)擊打。
實(shí)施方式的電動工具的特征在于包括:馬達(dá);主軸,利用所述馬達(dá)向旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動;錘,在相對于所述主軸規(guī)定的范圍內(nèi)在軸方向及旋轉(zhuǎn)方向上能夠相對地移動且由凸輪機(jī)構(gòu)與彈簧向前方施力,并具有兩根擊打爪;砧座,能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述錘的前方,且具有當(dāng)所述錘一邊向前方移動一邊旋轉(zhuǎn)時由所述錘擊打的兩根被擊打爪;以及觸發(fā)器開關(guān),對所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整,將所述主軸的軸的外徑設(shè)為16mm以上,所述錘的外徑設(shè)為小于所述主軸的軸的外徑的4倍,將形成于所述主軸的所述錘及設(shè)置于所述主軸的凸輪的導(dǎo)前角設(shè)為16度~30度。
在上述電動工具中,所述擊打爪進(jìn)行越過下一個被擊打爪而擊打下下個被擊打爪的一個跳過擊打。
在上述電動工具中,所述主軸為圓筒形狀,內(nèi)部空間從前端連通到后端。
在上述電動工具中,在所述主軸的軸部的馬達(dá)側(cè)形成著多個用以對游星齒輪減速機(jī)構(gòu)的游星齒輪進(jìn)行軸支撐的嵌合孔,與所述嵌合孔的最內(nèi)周點(diǎn)相切的圓的直徑形成得小于所述主軸的軸的外徑。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個特征,電動工具包括:馬達(dá);主軸,利用馬達(dá)向旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動;錘,在相對于主軸規(guī)定的范圍內(nèi)在軸方向及旋轉(zhuǎn)方向上能夠相對地移動,且由凸輪機(jī)構(gòu)與彈簧而向前方施力;以及砧座,能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于錘的前方,且當(dāng)錘一邊向前方移動一邊旋轉(zhuǎn)時由錘擊打,所述電動工具構(gòu)成為錘在旋轉(zhuǎn)方向上均等地具有三個擊打爪,砧座在旋轉(zhuǎn)方向上均等地具有三個被擊打爪。而且,在將錘即將擊打砧座前錘所具有的能量即擊打能量E、與錘即將與砧座脫離前作用于錘與砧座之間的扭矩即脫離扭矩TB的關(guān)系設(shè)為E>5.3×TB的范圍內(nèi)進(jìn)行擊打動作。而且,當(dāng)在該脫離扭矩TB的范圍內(nèi)進(jìn)行擊打的情況下,將從錘擊打砧座而向后方移動直至再次擊打砧座為止的錘相對于砧座的相對旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為大致240度,以擊打爪進(jìn)行越過下一個被擊打爪而擊打下下個被擊打爪的“一個跳過擊打”的方式控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)。該轉(zhuǎn)數(shù)為最大地扣動觸發(fā)器的狀態(tài)或接近該最大的狀態(tài)時的轉(zhuǎn)數(shù),利用該構(gòu)成,即便將主軸的實(shí)用轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為2,300rpm以上,也能夠使擊打時機(jī)良好,且能夠在脫離扭矩相對于擊打能量的比例小的狀態(tài)下充分提高緊固扭矩。而且,相對于緊固扭矩上升,脫離扭矩保持與目前同等的程度,因而能夠與現(xiàn)有的產(chǎn)品同樣地利用單手進(jìn)行高輸出的螺釘緊固作業(yè)。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一特征,使擊打能量E的上限為9.3×TB>E。通過如此限制脫離扭矩TB的大小,能夠在良好的時機(jī)下進(jìn)行所謂的“一個跳過擊打”。此處,宜為錘的直徑為35mm~44mm,錘的慣性為0.39kg·cm2以下,主軸的直徑為10mm~15mm,彈簧的彈簧常數(shù)為37kgf/cm以下。進(jìn)而,在將砧座位于最前方時的砧座與錘的軸方向上的卡合長度即最大卡合量設(shè)為A,A的單位為mm,將以錘相對于主軸相對地旋轉(zhuǎn)時錘后退的方式設(shè)置于錘及主軸的凸輪的導(dǎo)前角即凸輪導(dǎo)前角設(shè)為θ,θ的單位為度時,以它們的關(guān)系為
(-0.125×0+7.5)-0.7<A<(-0.125×θ+7.5)+0.7
的方式構(gòu)成。通過滿足該關(guān)系式,能夠使從錘的連續(xù)旋轉(zhuǎn)到擊打動作開始的時機(jī)變得良好。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個特征,從安裝于砧座的前端工具受到的反扭矩小時的擊打爪與被擊打爪的軸方向上的重疊長度為2.3mm~5.0mm,使錘的凸輪槽與主軸的凸輪槽的凸輪導(dǎo)前角相等,且設(shè)為θ=26度~36度。該構(gòu)成中,當(dāng)錘后退而擊打爪解除與被擊打爪的卡合而旋轉(zhuǎn)時,以擊打爪擊打下一個被擊打爪,或擊打爪進(jìn)行越過下一個被擊打爪而擊打下下個被擊打爪的一個跳過擊打的方式對主軸的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一特征,沖擊式的電動工具中,構(gòu)成為錘具有兩個擊打爪,砧座具有兩個被擊打爪。而且,在使錘即將擊打砧座前錘所具有的能量即擊打能量E、與錘即將與砧座脫離前作用于錘與砧座之間的扭矩即脫離扭矩TB的關(guān)系為9.3×TB<E<15.0×TB的范圍內(nèi)進(jìn)行擊打動作。而且,在該脫離扭矩TB的范圍內(nèi)進(jìn)行擊打的情況下,將錘擊打砧座而向后方移動直至再次擊打砧座為止的錘相對于砧座的相對旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為大致360度,以擊打爪進(jìn)行越過下一個被擊打爪而擊打下下個被擊打爪的“一個跳過擊打”的方式控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)。該轉(zhuǎn)數(shù)為最大地扣動觸發(fā)器的狀態(tài)或接近該最大的狀態(tài)時的轉(zhuǎn)數(shù),利用該構(gòu)成,即便將主軸的實(shí)用轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為2,100rpm以上,也能夠使擊打時機(jī)良好,且能夠在脫離扭矩相對于擊打能量的比例小的狀態(tài)下充分提高緊固扭矩。
本實(shí)用新型的所述及其他特征根據(jù)以下的說明書的記載及附圖而可明了。
附圖說明
圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例的沖擊工具1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
圖2是圖1的擊打機(jī)構(gòu)部分的局部放大圖。
圖3(a)、圖3(b)是圖1的砧座60的前視圖與縱剖視圖。
圖4(a)、圖4(b)是圖1的錘40的前視圖與縱剖視圖。
圖5(a)、圖5(b)是圖1的主軸30的前視圖與側(cè)視圖。
圖6(a)、圖6(b)是用以說明圖1的錘40、砧座60的一個跳過擊打時的擊打角的圖。
圖7是表示圖6(a)、圖6(b)所示的擊打角下的擊打狀況的圖。
圖8(a)、圖8(b)是用以說明圖1的錘40、砧座60的連續(xù)擊打時的擊打角的圖。
圖9是表示圖8(a)、圖8(b)所示的擊打角下的擊打狀況的圖。
圖10是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例的沖擊工具1中的擊打能量與脫離扭矩的關(guān)系的圖。
圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例的沖擊工具1中的最大卡合量A與凸輪導(dǎo)前角θ的關(guān)系的圖。
圖12是表示本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的沖擊工具101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
圖13(a)、圖13(b)是圖12的擊打機(jī)構(gòu)部分的局部放大圖,圖13(a)為剖視圖,圖13(b)為側(cè)視圖。
圖14(a)、圖14(b)是圖12的砧座160的前視圖與縱剖視圖。
圖15(a)、圖15(b)是圖12的錘140的前視圖與縱剖視圖。
圖16(a)~圖16(c)是圖12的主軸130的前視圖、側(cè)視圖及剖視圖。
圖17(a)、圖17(b)是用以說明圖12的錘140、砧座160的一個跳過擊打時的擊打角的圖。
圖18是表示圖17(a)、圖17(b)所示的擊打角下的擊打狀況的圖。
圖19(a)、圖19(b)是用以說明圖12的錘140、砧座160的連續(xù)擊打時的擊打角的圖。
圖20是表示圖19(a)、圖19(b)所示的擊打角下的擊打狀況的圖。
圖21是表示第二實(shí)施例的沖擊工具101中的擊打能量與脫離扭矩的關(guān)系的圖。
圖22是表示第二實(shí)施例的沖擊工具101中的最大卡合量F與凸輪導(dǎo)前角θ1的關(guān)系的圖。
[符號的說明]
1、101:沖擊工具
2、102:本體殼體
2a、102a:主體部
2b、102b:把手部
2c、102c:擴(kuò)徑部
3、103:錘箱
4、104:馬達(dá)
4a、104a:轉(zhuǎn)子
4b、104b:定子芯
4c、104c:旋轉(zhuǎn)軸
5、105:反相器電路基板
6、106:觸發(fā)器開關(guān)
6a、106a:觸發(fā)器
7、107:正反切換桿
8、108:軸承架
9:(動作模式的)切換開關(guān)
10、110:電池
13、113:冷卻風(fēng)扇
15、115:開關(guān)元件
16、116:旋轉(zhuǎn)位置檢測元件
17、18:吸氣口
19a、119a:金屬
19b、119b:軸承
20、120:減速機(jī)構(gòu)
21、121:太陽齒輪
22、122a、122b:行星齒輪
23、123:環(huán)齒輪
24a~24c、124a、124b:軸
30、130:主軸
31、131:主軸軸部
31a、131a:嵌合孔
33、34、133、134:主軸凸輪槽
35、135:游星載體部
35a、135a:圓柱孔
36、136:臺階部
37、137:安裝部
37a~37c、137a、137b、138a、138b:嵌合孔
38、138:安裝部
39、139:后方側(cè)端部
40、140:錘
41、43、141、143:筒狀部分
41a、141a:貫通孔
42、142:連接部
42a、142a:前表面
44、45、144、145:錘凸輪槽
44a、45a、144a、145a:(凸輪球插入用的)槽
46a~46c、146a、146b:擊打爪
51a、51b、151a、151b:凸輪球
52、152:鋼球
53、55、153:墊圈
54、154:彈簧
56、156:阻尼器
60、160:砧座
61、161:輸出軸部
61a:安裝孔
61b:貫通孔
61c、191a、192a:箭頭
62、162:被擊打部
63a~63c、163a、163b:葉片部
64a~64c、65a~65c、164a、164b、165a、165b:被擊打面
66、166:軸部
69:金屬球
70:鉆頭保持部
71、73、171、173:實(shí)線
72、74、172、174:虛線
83、84、85~87:旋轉(zhuǎn)角度
91、92、191、192:標(biāo)繪群
109:控制電路基板
129:O型環(huán)
136a:槽部
137c:大徑部
137d:小徑部
155:墊片
161a:安裝部
161b:孔部
161c:圓筒面
161c:外周面/外周面
167:油分供給孔
167a:徑方向槽
167b:軸方向槽
167c:開口
181、182、185、186:旋轉(zhuǎn)角度
A、F:卡合量/最大卡合量
A1:軸線
d:軸部的直徑
d1:主軸的軸的外徑
d2:游星載體部的直徑
d3:錘的外徑
D1:軸方向/軸線
E:擊打能量
K、KP:系數(shù)
K1:下限的系數(shù)/實(shí)線
K2:上限的系數(shù)
K3:上限的系數(shù)/實(shí)線
K4:下限的系數(shù)
S:直徑
θ、θ1、θH、θH1、θS、θS1:凸輪導(dǎo)前角
具體實(shí)施方式
[實(shí)施例1]
以下,基于附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外,以下的說明中,上下、前后的方向作為圖中所示的方向來進(jìn)行說明。本實(shí)施例中,將沖擊工具作為電動工具的一實(shí)施例來表示。
圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例的沖擊工具1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。沖擊工具1的殼體包含本體殼體2及設(shè)置于該本體殼體2的錘箱(hammer case)3。沖擊工具1以能夠充電的電池10作為電源、以馬達(dá)4作為驅(qū)動源來對旋轉(zhuǎn)擊打機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動。從擊打機(jī)構(gòu)對作為輸出軸的砧座60賦予旋轉(zhuǎn)力與擊打力,旋轉(zhuǎn)擊打力連續(xù)地或間歇地傳遞到形成于鉆頭保持部70的安裝孔61a中所保持的驅(qū)動器鉆頭等未圖示的前端工具中,來進(jìn)行螺釘緊固或螺栓緊固等作業(yè)。
無刷直流(Direct Current,DC)方式的馬達(dá)4收容于側(cè)視時呈大致T字狀形狀的本體殼體2的筒狀主體部2a內(nèi)。馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)軸4c以其軸線A1沿主體部2a的長度方向延伸的方式配置。轉(zhuǎn)子4a形成由永久磁鐵形成的磁路,例如包含薄金屬板的積層鐵心,在積層鐵心的外周側(cè)配置著圓筒狀的永久磁鐵。定子芯4b由積層鐵心形成,具有向徑方向內(nèi)側(cè)突出的多個磁極片,各磁極片上卷繞著規(guī)定圈數(shù)(tum)的線圈。線圈的接線方法例如可設(shè)為Y接線。在馬達(dá)4的軸方向后方且定子芯4b的后方,配設(shè)著用以驅(qū)動馬達(dá)4的反相器電路基板5。反相器電路基板5為大致圓環(huán)狀的兩面基板,在該基板的后方側(cè)搭載著場效應(yīng)晶體管(Field effect transistor,F(xiàn)ET)等多個開關(guān)元件15,在前方側(cè)且與轉(zhuǎn)子4a的永久磁鐵相向的位置,以規(guī)定間隔搭載著多個霍爾集成電路(Hall integrated circuit,IC)等旋轉(zhuǎn)位置檢測元件16。在馬達(dá)4的前方側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸4c設(shè)置著冷卻風(fēng)扇13,與馬達(dá)4同步地旋轉(zhuǎn)。利用冷卻風(fēng)扇13的旋轉(zhuǎn)將外氣從本體殼體2的后方的吸氣口17、吸氣口18抽吸,來將馬達(dá)4或開關(guān)元件15等冷卻,并從形成于冷卻風(fēng)扇13的周圍的未圖示的排氣口向外部排出。
在從本體殼體2的主體部2a呈大致直角地一體延伸的把手部2b內(nèi)的上部配設(shè)著觸發(fā)器開關(guān)6,從觸發(fā)器開關(guān)6向本體殼體2的前方側(cè)露出作為操作桿的觸發(fā)器6a。而且,在觸發(fā)器開關(guān)6的上方,設(shè)置著用以切換馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)方向的正反切換桿7。在把手部2b內(nèi)的下部,為了安裝電池10而形成著擴(kuò)徑部2c。擴(kuò)徑部2c為以從把手部2b的長度方向中心軸向徑方向(正交方向)擴(kuò)展的方式形成的部分,在擴(kuò)徑部2c的下側(cè)安裝著電池10。在擴(kuò)徑部2c的內(nèi)部,收容著具備如下功能的控制電路基板(未圖示),即,利用觸發(fā)器6a的扣動動作來控制所述馬達(dá)4的速度??刂齐娐坊逡猿蔀榇笾滤降姆绞脚渲谩?刂齐娐坊迳洗钶d著微型計(jì)算機(jī)(以下稱作“微機(jī)”)。而且,在擴(kuò)徑部2c的側(cè)面設(shè)置著動作模式的切換開關(guān)9。電池10使用鎳氫電池或鋰離子電池等二次電池,且使用將多個電池收容于電池殼體內(nèi)而成的電池組。
圖2是將從圖1的馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)軸4c到安裝孔61a為止的動力傳遞機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行摘錄所得的局部放大圖。馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力從旋轉(zhuǎn)軸4c經(jīng)由使用了游星齒輪的減速機(jī)構(gòu)20而向旋轉(zhuǎn)擊打機(jī)構(gòu)側(cè)傳遞。減速機(jī)構(gòu)20將馬達(dá)4的輸出傳遞到主軸30,此處使用利用了游星齒輪的減速機(jī)構(gòu)。減速機(jī)構(gòu)20包含下述部分而構(gòu)成:固定于馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)軸4c的前端的太陽齒輪(sun gear)21,以隔開距離而包圍的方式設(shè)置于太陽齒輪21的外周側(cè)的環(huán)齒輪(ring gear)23,以及配置于太陽齒輪21及環(huán)齒輪23之間且與所述雙方齒輪咬合的多個(此處為三個)行星齒輪(planetary gear)22。三個行星齒輪22一邊繞軸24a~軸24c(24c未圖示)自轉(zhuǎn)一邊繞太陽齒輪21公轉(zhuǎn)。環(huán)齒輪23固定于本體殼體2側(cè)且不旋轉(zhuǎn)。軸24a~軸24c(在圖2中敘述)固定于形成在主軸30的后端部分的游星載體部(安裝部37、安裝部38),行星齒輪22的公轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為游星載體部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,從而主軸30旋轉(zhuǎn)。
主軸30配置于與減速機(jī)構(gòu)20為同軸上的前方側(cè)。本實(shí)施例中,在圓柱狀且形成著主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34的主軸軸部31的后方側(cè),連接著減速機(jī)構(gòu)20的游星載體部而成,這些部件由金屬的一體成形品制造。在主軸30中的馬達(dá)4側(cè)的端部,形成著在沿著軸線A1的方向上向前方側(cè)凹陷的圓柱孔35a,而形成太陽齒輪21的收容空間。另一方面,在主軸30的砧座60側(cè)的端部,形成著以沿著軸線A1向后方凹陷的方式形成的圓柱狀的嵌合孔31a。
錘40從主軸30的前方側(cè)(圖中左側(cè))安裝,以主軸30的軸部的外周面與錘40的內(nèi)周面的后方側(cè)的一部分相接的方式配置。在主軸30的圓柱部分的外周面形成著主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34,該主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34中形成著側(cè)視時為大致V字狀的凹處部分。在與主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34相向的錘40的內(nèi)周面形成著錘凸輪槽44、錘凸輪槽45。主軸30與錘40以由主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34與錘凸輪槽44、錘凸輪槽45形成規(guī)定空間的方式組合,通過在該空間內(nèi)設(shè)置著金屬制的凸輪球51a、凸輪球51b,而構(gòu)成凸輪機(jī)構(gòu)。以利用凸輪機(jī)構(gòu)使錘40與主軸30大致聯(lián)動的方式旋轉(zhuǎn),凸輪球51a、凸輪球51b在所述空間內(nèi)移動,由此錘40與主軸30的旋轉(zhuǎn)方向上的相對位置稍微發(fā)生變動。錘40能夠相對于主軸30在軸方向上稍微移動,且能夠向后方側(cè)大幅移動。而且,錘40利用彈簧54對主軸30一直向前方側(cè)施力,因而錘40向后方側(cè)的移動是一邊使彈簧54壓縮一邊移動。
在主軸30靜止時,因凸輪球51a、凸輪球51b、主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34與錘凸輪槽44、錘凸輪槽45的卡合位置,和與彈簧54所施加的力的平衡關(guān)系,錘40的前表面42a與砧座60的爪部的后端面位于在軸方向上隔開微小間隙的位置。另一方面,砧座60的葉片部63a與錘40的擊打爪46a成為在軸線A1方向上為重疊的位置關(guān)系,在該軸方向上卡合的長度為卡合量A。此處,卡合量A是在軸線A1的方向上觀察時為錘40的擊打爪46a~擊打爪46c與砧座60的葉片部63a~葉片部63c的抵接區(qū)域的軸方向長度,如圖2所示在靜止時或擊打前的初始位置處,該卡合量A為最大??ê狭緼根據(jù)錘40的后方向上的移動而發(fā)生變化,當(dāng)因砧座60從前端工具側(cè)受到的力而傳遞到錘40的反扭矩增大時,凸輪球51a、凸輪球51b的位置發(fā)生移動,由此錘40與砧座60的相對位置關(guān)系發(fā)生變化。
彈簧54為壓縮彈簧,在其前方側(cè),以被擠壓到墊圈53的狀態(tài)配置著多個鋼球52,其后方側(cè)利用具有階差的墊圈55而固定于主軸30的臺階部36(參照圖5(b))。在墊圈55的內(nèi)周側(cè),配置著以主軸30貫通中央的方式形成的圓環(huán)狀的阻尼器56。阻尼器56包含橡膠等彈性體,防止錘40的最大后退時與減速機(jī)構(gòu)20的直接碰撞,由此,緩和凸輪球51a、凸輪球51b碰撞到主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34的端部與錘凸輪槽44、錘凸輪槽45的端部時的沖擊。
包含主軸30、錘40及砧座60而構(gòu)成的擊打機(jī)構(gòu)與減速機(jī)構(gòu)以它們的旋轉(zhuǎn)中心在軸線A1上排列的方式配置,收容于金屬制且前端尖細(xì)形狀的錘箱3的內(nèi)部,且固定于本體殼體2的前方側(cè)。圖2所示的組裝體在前方側(cè)由金屬19a而軸支撐于錘箱3,在后方側(cè)經(jīng)由軸承19b與軸承架8(參照圖1)而軸支撐于本體殼體2。
接下來,使用圖3(a)、圖3(b)來說明砧座60的形狀。圖3(a)是砧座60的前視圖,圖3(b)是B-B部的剖視圖。此處,需注意為了使實(shí)用新型容易理解,而將圖3(b)作為圖3(a)的B-B部分的剖視圖。而且,圖1、圖2的剖視圖中,只有砧座60、被擊打爪、錘40的擊打爪部分及減速機(jī)構(gòu)的行星齒輪22利用B-B剖面而圖示。沖擊工具1必須以如下方式進(jìn)行設(shè)計(jì):在設(shè)置于錘40與砧座60的卡合部(擊打爪與被擊打爪)重復(fù)進(jìn)行脫離、卡合時,使錘40的擊打爪不會對砧座60的葉片部預(yù)擊打(pre hit)、或過沖擊(overshoot)。其原因在于,在產(chǎn)生預(yù)擊打或過沖擊的情況下,沖擊工具1中會產(chǎn)生大的振動,由此擔(dān)心性能大幅降低。為了防止該問題的發(fā)生,現(xiàn)有的沖擊工具1中,一般是將錘的爪及砧座的葉片部的數(shù)量均設(shè)為兩根。假如擊打爪的根數(shù)為三根以上時,旋轉(zhuǎn)角度為180[deg]以下,因而容易產(chǎn)生預(yù)擊打。另一方面,在擊打爪的根數(shù)為一根的情況下,旋轉(zhuǎn)角度為360[deg]而容易產(chǎn)生過沖擊,還需要增加錘退回量,因而在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精簡化方面成為主要的妨礙因素。本實(shí)施例中,將錘40的擊打爪的數(shù)量與砧座60的葉片部的數(shù)量設(shè)為三根,將主軸30控制在規(guī)定的速度區(qū)域,由此實(shí)現(xiàn)順利地從連續(xù)旋轉(zhuǎn)過渡到擊打并且高扭矩的沖擊工具。
砧座60利用金屬的一體成形而制造,在其圓筒形的輸出軸部61的后方,形成著配置有三個葉片部63a~葉片部63c的被擊打部62。在從輸出軸部61的前側(cè)端部到內(nèi)側(cè)部分,形成著剖面形狀為六角形且用以安裝前端工具的安裝孔61a。在形成著安裝孔61a的部分的前后方向上的中途形成著徑方向上貫通的兩個貫通孔61b,且配置著成為鉆頭保持部70的構(gòu)成要素的金屬球69(參照圖1)。在軸方向上觀察時貫通孔61b與被擊打部62之間(箭頭61c的部分)的外周面形成為圓柱狀,通過在該區(qū)域的外周側(cè)配置著金屬19a(參照圖1),而砧座60能夠旋轉(zhuǎn)地軸支撐于錘箱3(參照圖1)。被擊打部62的三個葉片部63a~葉片部63c為在旋轉(zhuǎn)方向上觀察時以每120[deg]隔開的方式均等地配置的被擊打爪,以沿徑方向外側(cè)延伸的方式配置。在葉片部63a~葉片部63c的旋轉(zhuǎn)方向上的側(cè)面形成著由錘40的擊打爪在緊固方向上的旋轉(zhuǎn)時擊打的被擊打面64a~被擊打面64c、及形成于其相反側(cè)且在松開方向上的旋轉(zhuǎn)時被擊打的被擊打面65a~被擊打面65c。在被擊打部62的后方側(cè)形成著圓筒狀的軸部66,軸部66的外周面利用主軸30的嵌合孔31a(參照圖2)在能夠滑動的狀態(tài)下進(jìn)行軸支撐。
接下來,使用圖4(a)、圖4(b)對錘40的形狀進(jìn)行說明。圖4(a)是錘40的前視圖,圖4(b)是C-C部的剖視圖。錘40如圖4(b)所示,設(shè)為在徑方向上利用連接部42將內(nèi)徑不同的兩個筒狀部分41、筒狀部分43的前方側(cè)相連而成的形狀。此處錘40為金屬制,且宜構(gòu)成為其直徑(外徑)為35mm~44mm左右,慣性為0.39kg·cm2[0.00038N·m2]以下。在由連接部42形成的前表面42a的外周側(cè)的三個部位,形成著向軸方向上的前方側(cè)(砧座60側(cè))突出的三個擊打爪46a~擊打爪46c。擊打爪46a~擊打爪46c如圖4(a)所示般,以在旋轉(zhuǎn)方向上觀察時其中心位置按照旋轉(zhuǎn)角每120度隔開的方式均等地配置。擊打爪46a~擊打爪46c的旋轉(zhuǎn)方向上的兩個側(cè)面以與砧座60的三個葉片部63a~葉片部63c碰撞時良好地面接觸的方式,對旋轉(zhuǎn)方向賦予規(guī)定的角度。在錘40的筒狀部分41的內(nèi)周側(cè)、且與主軸30的外表面(圓筒面)相向的貫通孔41a的內(nèi)壁部分,形成著錘凸輪槽44、錘凸輪槽45。錘凸輪槽44、錘凸輪槽45為在將錘40的內(nèi)周面展開為平面時具有大致梯形狀的輪廓的凹處,且與主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34一起形成限制凸輪球51a、凸輪球51b的活動的空間。而且,在錘凸輪槽44、錘凸輪槽45的一部分形成著組裝時用以插入凸輪球51a、凸輪球51b的槽44a、槽45a。本實(shí)施例中,以錘40的凸輪導(dǎo)前角θH成為規(guī)定值的方式,例如以處于θH=26[deg]~36[deg]的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行設(shè)定。
接下來,使用圖5(a)、圖5(b)對主軸30的形狀進(jìn)行說明。圖5(a)是主軸30的前視圖,圖5(b)是側(cè)視圖。主軸30配置于與軸線A1相同的軸上且砧座60與減速機(jī)構(gòu)20之間,主軸30的長度方向上的后方側(cè)端部39由軸承19b(參照圖1)軸支撐。主軸30為金屬制,軸部31的直徑d宜設(shè)為10mm~15mm左右。軸承19b經(jīng)由軸承架8(參照圖1)而固定于本體殼體2。在主軸30的外周面形成著兩根主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34。此處,主軸凸輪槽33位于與主軸凸輪槽34在旋轉(zhuǎn)方向上隔開180度的位置,因而圖5(b)中并不會看見,其形狀與主軸凸輪槽34相同。主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34的形狀在側(cè)視時(從與軸線A1正交的上側(cè)方向觀察時)為大致V字狀,將主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34的各自的凸輪導(dǎo)前角θS設(shè)為規(guī)定的角度。本實(shí)施例中,將錘40的凸輪導(dǎo)前角θH與主軸的凸輪導(dǎo)前角θS設(shè)為同一角度,例如以處于26[deg]~36[deg]的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行設(shè)定。若凸輪導(dǎo)前角θH、凸輪導(dǎo)前角θS增大,則脫離扭矩與實(shí)用時的最大電流增高,另一方面,若凸輪導(dǎo)前角θH、凸輪導(dǎo)前角θS減小,則脫離扭矩、實(shí)用時的最大電流均減小,因而重要的是取得它們的平衡。
在圓柱狀的主軸軸部31的后方側(cè)形成著減速機(jī)構(gòu)20的游星載體部35,且形成著安裝部37、安裝部38。安裝部37以與軸線A1正交的方式延伸,在旋轉(zhuǎn)方向上以均等間隔形成著三個嵌合孔37a~嵌合孔37c。與安裝部37隔開規(guī)定的距離而在后方側(cè),與安裝部37平行地設(shè)置著安裝部38。在安裝部38上也在旋轉(zhuǎn)方向上以均等間隔形成著三個嵌合孔(未圖示),與安裝部37的嵌合孔37a~嵌合孔37c一起固定著對行星齒輪22進(jìn)行軸支撐的軸24a~軸24c(均參照圖2)。在安裝部37的前方側(cè)形成著軸方向上增加了厚度的臺階部36。
當(dāng)觸發(fā)器6a被扣動而馬達(dá)4起動時,在由正反切換桿7設(shè)定的方向上馬達(dá)4開始旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)力利用減速機(jī)構(gòu)20以規(guī)定的減速比減速而傳遞到主軸30,主軸30以規(guī)定的速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。此處,主軸30與錘40利用凸輪機(jī)構(gòu)而連結(jié),當(dāng)主軸30旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時,其旋轉(zhuǎn)經(jīng)由凸輪機(jī)構(gòu)而傳遞到錘40。在錘40開始旋轉(zhuǎn)后而尚未旋轉(zhuǎn)1/3時錘40的擊打爪46a~擊打爪46c抵接于砧座60的葉片部63a~葉片部63c而使砧座60旋轉(zhuǎn)。此時,若利用來自砧座60的卡合反作用力在主軸30與錘40之間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn),則錘40沿著凸輪機(jī)構(gòu)的主軸凸輪槽33、主軸凸輪槽34一邊使彈簧54壓縮一邊開始向馬達(dá)4側(cè)后退。然后,當(dāng)利用錘40的后退移動而錘40的擊打爪46a~擊打爪46c越過砧座60的葉片部63a~葉片部63c而解除兩者的卡合狀態(tài)時,錘40除主軸30的旋轉(zhuǎn)力外,還利用蓄積在彈簧54的彈性能量與凸輪機(jī)構(gòu)的作用,一邊在旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)一邊向前方急速加速。
當(dāng)錘40利用彈簧54所施加的力向前方移動時,錘40的擊打爪46a~擊打爪46c再次卡合于旋轉(zhuǎn)后的下一個砧座60的葉片部63a~葉片部63c,由此進(jìn)行強(qiáng)擊打,錘40與砧座60開始一體地旋轉(zhuǎn)。利用該擊打?qū)?qiáng)旋轉(zhuǎn)力施加到砧座60,因而經(jīng)由安裝于砧座60的安裝孔61a的未圖示的前端工具將旋轉(zhuǎn)擊打力傳遞到螺釘。以后,重復(fù)進(jìn)行相同的動作而從前端工具對螺釘間歇地重復(fù)傳遞旋轉(zhuǎn)擊打力,例如,將螺釘旋入到木材等未圖示的被緊固材。以上表示錘40對砧座60的通常擊打時的狀態(tài),而本實(shí)施例中,通過使錘40的擊打爪與砧座60的葉片部分別形成三根,來進(jìn)行特征性擊打。該擊打是通過使用如下?lián)舸蛑械娜我粋€,來控制錘40對砧座60的擊打,即:將馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)T1以上的高速區(qū)域而進(jìn)行一個跳過的擊打,或設(shè)為規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)T2以下(其中T1>T2)的低速區(qū)域而進(jìn)行連續(xù)擊打。另外,在馬達(dá)4的轉(zhuǎn)數(shù)大于T2且小于T1的區(qū)域中,除無法進(jìn)行一個跳過的擊打外,還有連續(xù)擊打也會成為過沖擊的擔(dān)心,因而宜在擊打動作時不使用該T2~T1的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。
圖6(a)、圖6(b)是用以說明錘40、砧座60的一個跳過擊打時的擊打角的圖。本實(shí)施例的沖擊工具1中,在需要高扭矩的情況下進(jìn)行所謂的“一個跳過擊打”。成為如下構(gòu)成,即,砧座60中配置著葉片部63a~葉片部63c的三根被擊打爪,錘40中配置著擊打爪46a~擊打爪46c的三根擊打爪。箭頭所示的旋轉(zhuǎn)角度83、旋轉(zhuǎn)角度84表示錘40相對于砧座60的相對旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)側(cè)的錘40的擊打爪46a在通過砧座60的葉片部63a的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度83而擊打葉片部63c。葉片部63a在脫離錘40的擊打爪46a后,不與下一個擊打爪46b接觸,而與下下個擊打爪46c卡合。此時的旋轉(zhuǎn)角度為約240[deg]。在進(jìn)行錘40的旋轉(zhuǎn)角度83的相對旋轉(zhuǎn)后,接下來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度84的相對旋轉(zhuǎn)。錘40的擊打爪46a在通過葉片部63c的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度84而擊打葉片部63b。理想的是包含錘40的旋轉(zhuǎn)角度83與旋轉(zhuǎn)角度84的旋轉(zhuǎn)部分(旋轉(zhuǎn)角度83或旋轉(zhuǎn)角度84+砧座60的旋轉(zhuǎn)角)為同一角度,錘40與主軸30在旋轉(zhuǎn)方向上也能夠進(jìn)行微小的相對旋轉(zhuǎn),因而錘40與砧座60在220[deg]~260[deg]的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)也可不同。
圖7是表示進(jìn)行圖6(a)、圖6(b)所示的擊打角下的擊打時的錘40與砧座60的狀況的圖??v軸表示錘40的相對于砧座60的前后方向上的位置,+表示砧座60的前方側(cè),-表示位于砧座60的后方側(cè)的幾毫米(mm)的位置。0為靜止時或低負(fù)荷狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時的錘40的擊打爪46a的前方側(cè)的位置,此時的葉片部63a的前方側(cè)位置也為0。橫軸為錘40相對于砧座60的相對旋轉(zhuǎn)角度,以360度([deg])為1周。此處,葉片部63a~葉片部63c以120度的間隔配置。在觸發(fā)器6a被扣動到底而主軸30高速旋轉(zhuǎn)的過程中,對錘40的擊打爪46a施加規(guī)定的反作用力,當(dāng)超過脫離扭矩時,錘40后退。若錘40的后退量大于與葉片部63a的最大卡合量A,則擊打爪46a與葉片部63a的卡合狀態(tài)被解除,擊打爪46a擦過葉片部63a的后方側(cè)而旋轉(zhuǎn),并通過下一個葉片部63b的后方側(cè),對其下一個葉片部63c(從葉片部63a觀察為下下個葉片部)進(jìn)行擊打。圖中,實(shí)線71所示者為擊打爪46a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)的角部的移動軌跡,虛線72所示者為擊打爪46a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的角部的移動軌跡。如此,在進(jìn)行擊打時,擊打爪46a為了不擊打下一個葉片部63b而擊打下下個葉片部63c,以在使彈簧54壓縮而向后方側(cè)移動的錘40回到軸方向前方側(cè)之前,葉片部63b通過的方式,以充分高的速度使主軸30旋轉(zhuǎn)。圖7中僅圖示了擊打爪46a,擊打爪46b、擊打爪46c也同樣地進(jìn)行一個跳過擊打,因而和具有兩個擊打爪與兩個葉片部的現(xiàn)有的沖擊工具相比,雖擊打間隔延長,但可實(shí)現(xiàn)高擊打扭矩。并且,為了實(shí)現(xiàn)該擊打方法,只要將彈簧54的彈簧力設(shè)為與當(dāng)前產(chǎn)品大致同等的程度即可,因而可抑制伴隨彈簧54的強(qiáng)化的脫離扭矩的上升,可實(shí)現(xiàn)從連續(xù)旋轉(zhuǎn)過渡到擊打狀態(tài)的感覺良好、且可用性優(yōu)良的沖擊工具。彈簧54的彈簧常數(shù)宜設(shè)為例如40kgf/cm以下。
圖8(a)、圖8(b)是用以說明錘40、砧座60的連續(xù)擊打時的擊打角的圖。箭頭所示的旋轉(zhuǎn)角度85~旋轉(zhuǎn)角度87表示錘40相對于砧座60的相對旋轉(zhuǎn)角度。本實(shí)施例的沖擊工具1中,在不需要高扭矩的情況下,例如在觸發(fā)器6a的扣動量小的情況下,或馬達(dá)4的設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)低的情況下,進(jìn)行所謂的“連續(xù)擊打”。旋轉(zhuǎn)側(cè)的錘40的擊打爪46a在通過砧座60的葉片部63a的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度85而擊打葉片部63b。接下來,擊打爪46a在通過葉片部63b的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度86而擊打葉片部63c。進(jìn)而,擊打爪46a在通過葉片部63c的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度87而擊打葉片部63a。另一方面,葉片部63a從擊打爪46a脫離后,卡合于旋轉(zhuǎn)了旋轉(zhuǎn)角度85的錘的下一個擊打爪46c。此時的錘40相對于砧座60的旋轉(zhuǎn)角度為大致120[deg]。在進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)角度85的擊打后,接下來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度86的擊打,之后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度87的擊打,以下同樣地進(jìn)行下一個被擊打爪與錘的擊打爪的擊打。此處,旋轉(zhuǎn)角度85、旋轉(zhuǎn)角度86及旋轉(zhuǎn)角度87理想的是同一角度,宜在100[deg]~160[deg]的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi),例如如旋轉(zhuǎn)角度85為110[deg]、旋轉(zhuǎn)角度86為130[deg]、旋轉(zhuǎn)角度87為120[deg]般以各個旋轉(zhuǎn)角度不同的方式進(jìn)行設(shè)定,因而需注意大致120[deg]為具有規(guī)定范圍的角度。
圖9是表示進(jìn)行圖8所示的擊打角下的擊打時的錘40與砧座60的狀況的圖。縱軸與橫軸的關(guān)系與圖7相同。在主軸30以低速模式旋轉(zhuǎn)的過程中,對錘40的擊打爪46a施加規(guī)定的反作用力,若超過脫離扭矩,則錘40后退,若該后退量大于與葉片部63a的最大卡合量A,則擊打爪46a與葉片部63a的卡合狀況被解除,擊打爪46a擦過葉片部63a的后方側(cè)而旋轉(zhuǎn),并與下一個葉片部63b卡合。圖中,實(shí)線73所示者為擊打爪46a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)的角部的移動軌跡,虛線74所示者為擊打爪46a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的角部的移動軌跡。如此,在進(jìn)行擊打時,擊打爪46a為了與下一個葉片部63b良好地卡合,與使彈簧54壓縮而向后方側(cè)移動的錘40回到軸方向前方側(cè)同時地,使下一個葉片部63b前進(jìn),從而需要以低于圖7的旋轉(zhuǎn)狀況的速度使主軸30旋轉(zhuǎn)。因此,進(jìn)行該連續(xù)擊打時,控制電路進(jìn)行馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)控制,使得以能夠良好地進(jìn)行連續(xù)擊打的低的旋轉(zhuǎn)速度使主軸30旋轉(zhuǎn)。圖9中也僅圖示了擊打爪46a,擊打爪46b、擊打爪46c也同樣地進(jìn)行連續(xù)擊打。此時的擊打間隔短于具有兩個擊打爪及兩個葉片部的現(xiàn)有的沖擊工具,因而擊打扭矩相應(yīng)地減小。由此,即便在對柔軟的木材進(jìn)行干壁釘?shù)鹊木o固作業(yè)時,也能夠在擊打模式下確實(shí)地進(jìn)行擊打,因而能夠?qū)崿F(xiàn)可用性優(yōu)良的沖擊工具。
圖10是表示本實(shí)施例的沖擊工具1的擊打能量與脫離扭矩的關(guān)系的圖。擊打能量E為錘40即將擊打砧座60前錘40所具有的能量。此處,在觸發(fā)器6a的操作量(扣動量)為最大,被緊固材為柳安(1auan)材(木材),其反彈率為0.31的條件下算出。此處圖示的脫離扭矩TB[kg·cm]、及擊打能量E[N·m2×(rad/s)2]為由如下式1、式2算出的值。
式1:
脫離扭矩TB[kg·cm]=彈簧常數(shù)[kg/cm]×(彈簧擠壓高度)[cm]×tan(凸輪導(dǎo)前角[deg]×凸輪接點(diǎn)半徑[cm])
其中,彈簧擠壓高度[cm]為彈簧的自由長度[cm]-脫離時的彈簧高度[cm](本實(shí)施例中為1.1cm)。
凸輪導(dǎo)前角θ[deg]為θH[deg]、θS[deg]。
凸輪接點(diǎn)半徑[cm]為從主軸30的中心軸到形成于主軸的凸輪R形狀(凸輪的弧形缺口)的中心點(diǎn)為止的距離(本實(shí)施例中為0.7cm)。
另外,此處表示的脫離扭矩TB表示靜態(tài)狀態(tài)下的脫離扭矩,可根據(jù)所述零件的各尺寸而容易地算出。
式2:
擊打能量E[N·m2×(rad/s)2]
=0.5×錘慣性[N.m2]×(即將錘擊打前速度[rad/s])2
其中,即將錘擊打前速度[rad/s]
=主軸角速度[rad/s]+(主軸角速度[rad/s]×考慮了反彈率的系數(shù))
主軸角速度[rad/s]=2×π×主軸轉(zhuǎn)數(shù)[rps]
考慮了反彈率的系數(shù)在本實(shí)施例中為1.9。
另外,此處表示的主軸轉(zhuǎn)數(shù)表示螺釘緊固作業(yè)時的主軸轉(zhuǎn)數(shù),若驗(yàn)證螺釘緊固作業(yè)時的轉(zhuǎn)子4a的實(shí)用轉(zhuǎn)數(shù),則能夠根據(jù)游星齒輪的減速比而容易地算出。而且,關(guān)于考慮了反彈率的系數(shù),根據(jù)木材的硬度而變動。后述圖10中表示代入所述數(shù)值的情況下的擊打能量E。
圖10中圖示的各標(biāo)繪點(diǎn)是將本實(shí)用新型、現(xiàn)有的擊打規(guī)格分別標(biāo)繪而成,且將配置于錘的擊打爪46a從配置于砧座的葉片部63a脫離后直至卡合于下一個葉片部63b為止的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為120[deg]的情況下的擊打能量E與脫離扭矩TB、及系數(shù)K的范圍,表示為上限的系數(shù)K2與下限的系數(shù)K1。標(biāo)繪群91為市場出售的當(dāng)前產(chǎn)品的擊打能量E與脫離扭矩TB的關(guān)系。該現(xiàn)有技術(shù)中,為了進(jìn)一步增大擊打能量E,而必須增大彈簧54的彈簧壓力,該情況下脫離扭矩TB也增大。其原因在于,如式2所示,若為了提高擊打能量而提高影響度最高的主軸30的旋轉(zhuǎn)速度,則基于使旋轉(zhuǎn)角度在180[deg]內(nèi)擊打時機(jī)良好的目的而需要提高彈簧常數(shù)。然而,假如增大彈簧54的彈簧壓力,則實(shí)線K1的下側(cè)區(qū)域中脫離扭矩TB增大,超過實(shí)用上限值的TB=20kg·cm,從而妨礙實(shí)用性。
與此相對,在將從配置于砧座的葉片部63a脫離后直至卡合于下一個葉片部63b為止的所述旋轉(zhuǎn)角度成為220[deg]~260[deg]的沖擊工具的擊打能量E與脫離扭矩TB、及系數(shù)Kp的關(guān)系性設(shè)為E=Kp×TB[K1<KP]的情況下,如標(biāo)繪群92所示般,在將脫離扭矩保持為12kg·cm~18kg·cm的狀態(tài)下能夠大幅提高擊打能量E,從而能夠獲得比實(shí)線K1的區(qū)域靠上側(cè)的區(qū)域的高擊打能量E。其原因在于,通過將旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定得大到220[deg]~260[deg],能夠以同等以下的脫離扭矩提高主軸轉(zhuǎn)數(shù)。
如此,本實(shí)施例中使用具有三根擊打爪、三根被擊打爪的擊打機(jī)構(gòu),進(jìn)行擊打能量E與脫離扭矩TB的關(guān)系為E>5.3×TB的區(qū)域中的擊打。然而,同時設(shè)定適當(dāng)?shù)拿撾x扭矩TB也重要。例如,若脫離扭矩TB過小,則擔(dān)心不需要擊打的緊固作業(yè)或鉆孔作業(yè)中也開始擊打動作。另一方面,若脫離扭矩TB過大,則因從沖擊工具1受到的反作用力而作業(yè)人員無法在單手握持的狀態(tài)下進(jìn)行緊固作業(yè)。創(chuàng)作人等驗(yàn)證的結(jié)果為,25kg·cm以上的情況下單手的作業(yè)幾乎不可能。而且,就實(shí)用而言,脫離扭矩TB為20kg·cm程度為上限,因而宜將脫離扭矩TB設(shè)為10kg·cm~20kg·cm左右,尤其優(yōu)選設(shè)為12kg·cm~18kg·cm左右。
另一方面,也可切換控制來進(jìn)行所謂的連續(xù)擊打,該連續(xù)擊打中將從配置于砧座60的第一葉片部63a脫離后直至卡合于第二葉片部63b為止的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為100[deg]~160[deg]。與該情況下的擊打能量E的關(guān)系并未圖示于圖10中,但能夠獲得與標(biāo)繪群91大致同等或其以下的擊打能量E,因而能夠進(jìn)行如將特別短的螺絲緊固于木材這樣的緊固。
圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例的沖擊工具1中的最大卡合量A[mm]與凸輪導(dǎo)前角θ[deg]的關(guān)系的圖。根據(jù)創(chuàng)作人等的實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)如下的沖擊工具,即,相對于凸輪導(dǎo)前角θ(=θH=θS),通過采用使用了砧座與錘的最大卡合量A的擊打規(guī)格而脫離扭矩TB高,且擊打感良好,所述砧座與錘的最大卡合量A是使用
式3:A[mm]=-0.125×θ[deg]+7.5
而算出。而且,此時,通過大幅提高主軸轉(zhuǎn)數(shù)而進(jìn)行一個跳過擊打,能夠使擊打能量E比現(xiàn)有大幅提高。進(jìn)而,若在過渡到擊打動作時大幅降低主軸轉(zhuǎn)數(shù)而進(jìn)行連續(xù)擊打,則能夠?qū)崿F(xiàn)從連續(xù)旋轉(zhuǎn)到擊打開始為止的感覺良好化。另外,式3中,可在±0.7的范圍內(nèi)調(diào)整最大卡合量A的范圍。此時的凸輪導(dǎo)前角θ(=θH=θS)的范圍優(yōu)選為26[deg]~36[deg]左右。
[實(shí)施例2]
接下來,使用圖12~圖22對本實(shí)用新型的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。第一實(shí)施例的錘40是以配置著三根擊打爪的構(gòu)成進(jìn)行了說明,如第一實(shí)施例般進(jìn)行“一個跳過擊打”的方法,也同樣地適用于現(xiàn)有的沖擊工具的結(jié)構(gòu),即,使用在隔開180[deg]的位置具有擊打爪與葉片部的兩根葉片部的砧座、及兩根擊打爪的錘。圖12是表示本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的沖擊工具101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖視圖?;窘Y(jié)構(gòu)除錘的爪與砧座的葉片部的數(shù)量均為兩根外,與圖1中所示的沖擊工具1相同。
沖擊工具101以電池110作為電源、以無刷方式的馬達(dá)104作為驅(qū)動源來對旋轉(zhuǎn)擊打機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動。馬達(dá)104為具有轉(zhuǎn)子104a與定子芯104b的無刷DC馬達(dá),在定子芯104b的后方配設(shè)著多個開關(guān)元件115、及以規(guī)定間隔搭載著多個旋轉(zhuǎn)位置檢測元件116的反相器電路基板105。在馬達(dá)104的前方側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸104c設(shè)置著冷卻風(fēng)扇113。馬達(dá)104的輸出經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)120傳遞到主軸130,且其動力傳遞到利用主軸130而旋轉(zhuǎn)的錘140與砧座160。這些旋轉(zhuǎn)擊打機(jī)構(gòu)收容于金屬制的錘箱103的內(nèi)部,對其內(nèi)部空間涂布足夠量的潤滑脂(grease)。砧座160利用金屬119a能夠旋轉(zhuǎn)地軸支撐。在砧座160的前端,形成著與軸方向D1垂直的剖面形狀為四角形的安裝部161a。在安裝部161a的側(cè)面設(shè)置著孔部161b。在安裝部161a安裝著六角插座(socket)(未圖示)等前端工具,使未圖示的銷通過孔部161b而固定,可進(jìn)行螺栓緊固等各種作業(yè)。
在從本體殼體102的主體部102a向下方延伸的把手部102b的上部,設(shè)置著具有觸發(fā)器106a的觸發(fā)器開關(guān)106及正反切換桿107。在把手部102b的下端部分形成著擴(kuò)徑部102c。在擴(kuò)徑部102c的內(nèi)部收容著用以進(jìn)行馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)控制的控制電路基板109。控制電路基板大致水平地配置著,在此處搭載著未圖示的微機(jī)。
圖13(a)、圖13(b)是將從圖12的馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)軸104c到安裝部161a為止的動力傳遞機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行摘錄所得的局部放大圖。圖13(a)為剖視圖,圖13(b)為側(cè)視圖?,F(xiàn)有的沖擊工具主軸直徑小,因而為了獲得錘退回量而必須增大凸輪導(dǎo)前角θ。另一方面,在兩根爪的工具中,為了如本實(shí)用新型般進(jìn)行一個跳過擊打,旋轉(zhuǎn)角要大于三根爪的規(guī)格(錘的旋轉(zhuǎn)角為360度),因而必須增大錘退回量。然而,為了增大凸輪導(dǎo)前角而必須增大主軸的軸方向上的尺寸,工具的前后方向上的尺寸增大,或單純地增大了導(dǎo)前角的情況下脫離扭矩也會增大,由此可用性變差。另一方面,還考慮減弱為了使錘能夠進(jìn)行1次旋轉(zhuǎn)而對錘施力的彈簧,但如此的話擊打力會降低。因此,第二實(shí)施例中,通過使用主軸徑大于現(xiàn)有的主軸徑、即粗徑的主軸,能夠不增大導(dǎo)前角而獲得錘退回量。
馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力從旋轉(zhuǎn)軸104c經(jīng)由使用了游星齒輪的減速機(jī)構(gòu)120而向旋轉(zhuǎn)擊打機(jī)構(gòu)側(cè)傳遞。減速機(jī)構(gòu)120將馬達(dá)104的輸出傳遞到主軸130,此處使用利用了游星齒輪的減速機(jī)構(gòu)。減速機(jī)構(gòu)120包含下述部分而構(gòu)成:固定于馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)軸104c的前端的太陽齒輪121,以隔開距離而包圍的方式設(shè)置于太陽齒輪121的外周側(cè)的環(huán)齒輪123,以及配置于太陽齒輪121及環(huán)齒輪123之間且與所述雙方齒輪咬合的多個(此處為兩個)行星齒輪122a、行星齒輪122b。兩個行星齒輪122a、行星齒輪122b一邊繞軸124a、軸124b自轉(zhuǎn)一邊繞太陽齒輪121公轉(zhuǎn)。環(huán)齒輪123固定于本體殼體102側(cè)且不旋轉(zhuǎn)。軸124a、軸124b固定于形成在主軸130的后端部分的游星載體部(安裝部137、安裝部138),行星齒輪122a、行星齒輪122b的公轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為游星載體部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,從而主軸130旋轉(zhuǎn)。
圓筒狀的主軸130的外周側(cè)形成著主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134,后方側(cè)連接著減速機(jī)構(gòu)120的游星載體部,這些部件由金屬的一體成形品制造。主軸130的馬達(dá)104側(cè)的內(nèi)部空間設(shè)為作為太陽齒輪121的收容空間的圓柱孔135a,在砧座160側(cè)的前方側(cè)的嵌合孔131a中收容砧座160的軸部166。
錘140從主軸130的前方側(cè)(圖中左側(cè))安裝,以主軸130的軸部的外周面與錘140的內(nèi)周面的后方側(cè)的一部分相接的方式配置。主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134為在側(cè)視時呈大致V字狀的凹處部分,在與主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134相向的錘140的內(nèi)周面,形成著錘凸輪槽144、錘凸輪槽145。在由主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134與錘凸輪槽144、錘凸輪槽145形成的空間內(nèi)配置著金屬制的凸輪球151a、凸輪球151b。以利用該凸輪機(jī)構(gòu)使錘140與主軸130大致聯(lián)動的方式旋轉(zhuǎn),凸輪球151a、凸輪球151b在該空間內(nèi)移動,由此錘140與主軸130旋轉(zhuǎn)方向上的相對位置能夠稍微發(fā)生變動,能夠在軸方向后方大幅移動。錘140利用配置于后方側(cè)的彈簧154一直向前方側(cè)施力。
在主軸130靜止時,錘140的前表面142a與砧座160的爪部的后端面位于在軸方向上隔開微小的間隙的位置。另一方面,砧座160的葉片部163a與錘140的擊打爪146a成為在軸線D1方向上觀察時為重疊的位置關(guān)系,在該軸方向上卡合的長度為卡合量F。此處,卡合量F是在軸線D1的方向上觀察時錘140的擊打爪146a、擊打爪146b(參照圖15(a)、圖15(b))與砧座160的葉片部163a、葉片部163b的抵接區(qū)域的軸方向長度,如圖13(a)、圖13(b)所示,在靜止時或擊打前的初始位置處,卡合量F為最大??ê狭縁根據(jù)錘140的向后方向上的移動而發(fā)生變化。
彈簧154為壓縮彈簧,在其前方側(cè),以被擠壓到墊圈153的狀態(tài)配置著多個鋼球152,其后方側(cè)利用內(nèi)周側(cè)向軸方向呈圓筒狀延伸而外周側(cè)為圓環(huán)狀的墊片155保持于主軸130的安裝部137。在墊片155的圓筒部分與主軸130之間配置著由圓筒狀的彈性體構(gòu)成的阻尼器156。圖13(a)中表示的砧座160、錘140、主軸130的旋轉(zhuǎn)體在前方側(cè)的圓筒面161c利用金屬119a(參照圖12)而軸支撐于錘箱103,在后方側(cè)端部的外周面利用軸承119b而軸支撐于軸承架108(參照圖13(a)、圖13(b))。在環(huán)齒輪123與軸承架108的外周側(cè)接合部形成著周方向上連續(xù)的環(huán)狀的間隙部分,此處插入著O型環(huán)129。在比O型環(huán)129靠前方側(cè)且錘箱103(參照圖12)的空間內(nèi)涂布足夠量的潤滑脂等。
圖14(a)是砧座160的前視圖,圖14(b)是圖14(a)的G-G部的剖視圖。所述第一實(shí)施例中,將錘40的爪及砧座60的葉片部的數(shù)量均設(shè)為三根,實(shí)現(xiàn)了如下兩個動作模式,即,將馬達(dá)4的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)以上的高速區(qū)域而進(jìn)行一個跳過擊打,或設(shè)為規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)以下的低速區(qū)域而進(jìn)行連續(xù)擊打。然而,第二實(shí)施例中,在錘140的爪及砧座160的葉片部的數(shù)量均為兩根的沖擊工具中實(shí)現(xiàn)所述一個跳過擊打與連續(xù)擊打。主軸130的轉(zhuǎn)數(shù)為規(guī)定的速度區(qū)域以下的情況下,以與現(xiàn)有例的沖擊工具相同的方式進(jìn)行連續(xù)擊打。然而,通過跳過規(guī)定的速度區(qū)域(中間速度區(qū)域),而在更高速的高速速度區(qū)域使馬達(dá)104旋轉(zhuǎn),也能夠?qū)崿F(xiàn)“一個跳過擊打”的緊固動作。
砧座160由金屬的一體成形而制造,如圖14(b)所示在圓筒形的輸出軸部161的后方形成著配置有葉片部163a、葉片部163b的被擊打部162。在軸方向上觀察時為大致中央附近的外周面161c形成為圓柱狀。在砧座160形成包含軸方向槽167b與徑方向槽167a的油分供給孔167,從開口167c側(cè)向金屬119a供給潤滑脂。油分供給孔167可通過從徑方向及軸方向使用鉆頭進(jìn)行穿孔加工而形成。被擊打部162的兩個葉片部163a、葉片部163b為在旋轉(zhuǎn)方向上觀察時隔開180[deg]而配置的被擊打爪,以沿徑方向外側(cè)延伸的方式配置。在葉片部163a、葉片部163b的旋轉(zhuǎn)方向上的側(cè)面,形成著由錘140的擊打爪在緊固方向上的旋轉(zhuǎn)時擊打的被擊打面164a、被擊打面164b、及形成于其相反側(cè)且在松開方向上的旋轉(zhuǎn)時被擊打的被擊打面165a、被擊打面165b。在被擊打部162的軸方向后方側(cè)形成著圓柱狀的軸部166,軸部166的外周面利用主軸130的嵌合孔131a(參照圖13(a)、圖13(b))在能夠滑動的狀態(tài)下進(jìn)行軸支撐。
接下來,使用圖15(a)、圖15(b)對錘140的形狀進(jìn)行說明。圖15(a)是錘140的前視圖,圖15(b)是圖15(a)的H-H部的剖視圖。錘140如圖15(b)所示,設(shè)為在徑方向上利用連接部142將內(nèi)徑不同的兩個筒狀部分141、筒狀部分143的前方側(cè)相連的形狀。此處錘140為金屬制,基本上為以達(dá)到更高性能化為目標(biāo)的規(guī)格。錘尺寸只要能夠收容于錘箱103,則其尺寸優(yōu)選為盡可能設(shè)置得大,其直徑(外徑)d3宜構(gòu)成為44mm以上。而且,若與主軸130的軸徑相比,則錘140的外徑優(yōu)選為小于4倍的程度。在由連接部142形成的前表面142a的外周側(cè)的相向的兩個部位,形成著向軸方向上的前方側(cè)(砧座160側(cè))突出的兩個擊打爪146a、擊打爪146b。擊打爪146a、擊打爪146b以在旋轉(zhuǎn)方向上觀察時其中心位置按照旋轉(zhuǎn)角每180度隔開的方式均等地配置。擊打爪146a、擊打爪146b的旋轉(zhuǎn)方向上的兩個側(cè)面以與砧座160的兩個葉片部163a、葉片部163b碰撞時良好地面接觸的方式,對旋轉(zhuǎn)方向賦予規(guī)定的角度。在錘140的筒狀部分141的內(nèi)周側(cè)、且與主軸130的外表面(圓筒面)相向的貫通孔141a的內(nèi)壁部分,形成著錘凸輪槽144、錘凸輪槽145。此處可理解為貫通孔141a的直徑比圖4(a)、圖4(b)中所示的錘40的貫通孔41a形成得大。因此,可充分確保供凸輪球151a、凸輪球151b移動的錘凸輪槽144、錘凸輪槽145的長度。錘凸輪槽144、錘凸輪槽145為在將錘140的內(nèi)周面展開為平面時具有大致梯形狀的輪廓的凹處,且與主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134一起形成限制凸輪球151a、凸輪球151b的活動的空間。而且,在錘凸輪槽144、錘凸輪槽145的一部分形成著組裝時用以插入凸輪球151a、凸輪球151b的槽144a、槽145a。本實(shí)施例中,錘的旋轉(zhuǎn)角度規(guī)定為180度或360度這兩個,因而以錘140的凸輪導(dǎo)前角θH1成為規(guī)定值的方式,例如以處于θH1=16[deg]~30[deg]的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行設(shè)定。該值與現(xiàn)有的沖擊工具相比非常低,為使凸輪導(dǎo)前角減小的結(jié)構(gòu)。而且,馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)數(shù)宜設(shè)為18,000rpm~27,000rpm左右。該情況下,主軸130的轉(zhuǎn)數(shù)為2,100rpm~3,150rpm。
接下來,使用圖16(a)~圖16(c)對主軸130的形狀進(jìn)行說明。圖16(a)是主軸130的前視圖,圖16(b)是側(cè)視圖,圖16(c)是圖16(a)的I-I部的剖視圖。主軸130為大致圓筒狀的金屬制,配置于砧座160與減速機(jī)構(gòu)120之間,主軸130的長度方向上的后方側(cè)端部139利用軸承119b(參照圖13(a)、圖13(b))而軸支撐。主軸130的軸部131的直徑d1優(yōu)選為16mm以上,此處為18mm,比圖5(a)、圖5(b)所示的主軸30的直徑形成得粗很多。將主軸130形成得粗,因而即便成為圓筒狀且內(nèi)部空間為前端側(cè)的嵌合孔131a與后端側(cè)的圓柱孔135a連通的中空形狀也可充分確保強(qiáng)度。中空結(jié)構(gòu)能夠向內(nèi)部空間填充潤滑脂,且能夠向砧座側(cè)供給潤滑脂,因而對于潤滑性方面而言有利。在主軸130的外周面形成著兩組主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134。此處,主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134的形狀在側(cè)視時(從與軸線D1正交的方向觀察時)為大致V字狀,將主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134的各自的凸輪導(dǎo)前角θS1設(shè)為規(guī)定角度。第二實(shí)施例中,將錘140的凸輪導(dǎo)前角θH1與主軸的凸輪導(dǎo)前角θS1設(shè)為同一角度,例如以處于16[deg]~30[deg]的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行設(shè)定,使凸輪導(dǎo)前角θH1相對減小。然而,即便減小凸輪導(dǎo)前角θH1,主軸130的直徑d1也大且周長也長,因而能夠使凸輪球151a、凸輪球151b的可移動距離增長,從而能夠充分確保錘140的后退量(錘退回量)。
在主軸130的軸部131的后方側(cè)形成著減速機(jī)構(gòu)120的游星載體部135。游星載體部135上形成著圓盤狀的安裝部137、安裝部138。安裝部137設(shè)為前方側(cè)的大徑部137c與后方側(cè)的小徑部137d連結(jié)而成的形狀。安裝部137沿與軸線D1正交的方向延伸,在旋轉(zhuǎn)方向上以均等間隔形成著兩個嵌合孔137a、嵌合孔137b。在安裝部137的后方側(cè),與安裝部137平行且隔開規(guī)定間隔而設(shè)置著安裝部138。安裝部138上也在旋轉(zhuǎn)方向上均等間隔地形成著兩個嵌合孔138a、嵌合孔138b,與嵌合孔137a、嵌合孔137b一起固定著用以軸支撐行星齒輪122a、行星齒輪122b的軸124a、軸124b(均參照圖13(a)、圖13(b))。只要軸124a、軸124b的孔徑(直徑)與第一實(shí)施例大致相同即可,在第二實(shí)施例的情況下,形成該嵌合孔137a、嵌合孔137b、嵌合孔138a、嵌合孔138b的位置成為問題。通常,使用從后方側(cè)向軸方向平行地移動的鉆頭,來形成嵌合孔137a、嵌合孔137b、嵌合孔138a、嵌合孔138b。此時,向安裝部137的前方側(cè)突出的鉆頭的前端為了不對主軸軸部131進(jìn)行加工,而必須構(gòu)成為如下,即,與嵌合孔137a、嵌合孔137b的最內(nèi)周點(diǎn)相切的圓的直徑S大于主軸軸部131的直徑d1。圖5(a)所示的結(jié)構(gòu)也成為此種位置關(guān)系(參照圖2)。與此相對,本實(shí)施例中,構(gòu)成為與嵌合孔137a、嵌合孔137b的最內(nèi)周點(diǎn)相切的圓的直徑S的內(nèi)徑小于主軸軸部131的直徑d1。換句話說,使主軸130(軸部131)的直徑d1大于嵌合孔137a、嵌合孔137b的最內(nèi)周圓的直徑S。即,構(gòu)成為在徑方向上,主軸130與嵌合孔137a、嵌合孔137b重疊。為了使此種位置關(guān)系成為可能,在安裝部137的前方側(cè)形成著以外徑減小的方式進(jìn)行了切削加工的槽部136a,在進(jìn)行鉆頭的穿孔作業(yè)時,鉆頭的前端不會抵接于主軸軸部131側(cè)外周面。其結(jié)果為,能夠使與嵌合孔137a、嵌合孔137b的最內(nèi)周點(diǎn)相切的圓的直徑S與現(xiàn)有直徑同等,而不會過分地增大,因而即便為粗徑的主軸軸部131也可抑制游星載體部135的直徑d2的大型化。而且,槽部136a能夠作為配置圓環(huán)狀的橡膠等阻尼器156的空間而加以利用,因而適合。在安裝部137的前方側(cè)形成著軸方向上增加了厚度的臺階部136,利用臺階部136來保持阻尼器156的后側(cè)面。
主軸130與錘140利用凸輪機(jī)構(gòu)而連結(jié),當(dāng)主軸130旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時,其旋轉(zhuǎn)經(jīng)由凸輪機(jī)構(gòu)而傳遞到錘140。在錘140開始旋轉(zhuǎn)后而尚未旋轉(zhuǎn)1/2時錘140的擊打爪146a、擊打爪146b抵接于砧座160的葉片部163a、葉片部163b而使砧座160旋轉(zhuǎn)。此時,若利用來自砧座160的卡合反作用力而在主軸130與錘140之間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn),則錘140沿著凸輪機(jī)構(gòu)的主軸凸輪槽133、主軸凸輪槽134一邊使彈簧154壓縮一邊開始向馬達(dá)104側(cè)后退。然后,當(dāng)利用錘140的后退移動而錘140的擊打爪146a、擊打爪146b越過砧座160的葉片部163a、葉片部163b而解除兩者的卡合狀態(tài)時,錘140除主軸130的旋轉(zhuǎn)力以外,還利用蓄積在彈簧154的彈性能量與凸輪機(jī)構(gòu)的作用,一邊在旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)一邊向前方急速加速。
當(dāng)錘140利用彈簧154所施加的力向前方移動時,錘140的擊打爪146a、擊打爪146b再次卡合于旋轉(zhuǎn)后的下一個砧座160的葉片部163b、葉片部163a,由此進(jìn)行強(qiáng)擊打,錘140與砧座160開始一體旋轉(zhuǎn)。利用該擊打?qū)?qiáng)旋轉(zhuǎn)力施加到砧座160,因而經(jīng)由安裝于砧座160的安裝部161a的未圖示的插口等將旋轉(zhuǎn)擊打力傳遞到螺栓等緊固構(gòu)件。以后,重復(fù)進(jìn)行相同的動作而從前端工具對緊固構(gòu)件間歇地重復(fù)傳遞旋轉(zhuǎn)擊打力。以上表示錘140對砧座160的通常擊打時的狀態(tài),第二實(shí)施例也與第一實(shí)施例同樣地,將馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為第一轉(zhuǎn)數(shù)T3以上的高速區(qū)域而進(jìn)行一個跳過擊打。而且,通過使馬達(dá)104在第二轉(zhuǎn)數(shù)T4以下的低速區(qū)域驅(qū)動,而能夠進(jìn)行連續(xù)擊打。此處,為轉(zhuǎn)數(shù)T4<轉(zhuǎn)數(shù)T3的關(guān)系,只要設(shè)定主軸130的適當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)即可,以使在高速區(qū)域及低速區(qū)域中的任一區(qū)域均不會出現(xiàn)預(yù)擊打或過沖擊。
圖17(a)、圖17(b)是用以說明錘140、砧座160的一個跳過擊打時的擊打角的圖。錘140的擊打爪146a在通過砧座160的葉片部163a的后方側(cè)后,旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度181而擊打砧座160的葉片部163a。接下來也同樣地進(jìn)行,在擊打爪146a通過葉片部163a的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度182而擊打砧座160的葉片部163a。另一方面,錘140的擊打爪146b在從砧座160的葉片部163b脫離后,不與葉片部163a接觸而再次卡合于葉片部163b。此時的旋轉(zhuǎn)角度為約360[deg]。在進(jìn)行了錘140的旋轉(zhuǎn)角度181的相對旋轉(zhuǎn)后,接下來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度182的相對旋轉(zhuǎn)。理想的是旋轉(zhuǎn)角度181與旋轉(zhuǎn)角度182為同一角度。
圖18表示進(jìn)行圖17(a)、圖17(b)所示的擊打角下的擊打時的錘140與砧座160的狀況的圖??v軸表示錘140的前后方向上的位置,+表示前方側(cè),-表示位于后方側(cè)的幾mm的位置。0為靜止時或低負(fù)荷狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時的錘140的擊打爪146a的前方側(cè)的位置,此時的葉片部163a的前方側(cè)位置也為0。橫軸為錘140相對于砧座160的相對旋轉(zhuǎn)角度,以360度([deg])為1周。在觸發(fā)器106a被扣動到底而主軸130高速旋轉(zhuǎn)的過程中,對錘140的擊打爪146a施加規(guī)定的反作用力,當(dāng)超過脫離扭矩時,錘140向軸方向后方移動。錘140的相對于主軸130的后退量(錘退回量)由凸輪軸長×2而決定。若錘140的后退量大于與葉片部163a的最大卡合量F(參照圖13(a)、圖13(b)),則擊打爪146a與葉片部163a的卡合狀態(tài)被解除,擊打爪146a擦過葉片部163a的后方側(cè)而旋轉(zhuǎn),并通過下一個葉片部163b的后方側(cè),對其下一個葉片部,即原來的葉片部163a進(jìn)行擊打。圖中,實(shí)線171所示者為擊打爪146a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)的角部的移動軌跡,虛線172所示者為擊打爪146a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的角部的移動軌跡。如此,進(jìn)行擊打時,擊打爪146a為了不擊打下一個葉片部163b而擊打下下個葉片部163a,而以在使彈簧154壓縮而向后方側(cè)移動的錘140回到軸方向前方側(cè)之前,擊打爪146a不與葉片部163b接觸而通過后方側(cè)的方式,以充分高的速度使主軸130旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)角200度的地點(diǎn),擊打爪146a的軸方向前方位置通過與砧座160的葉片部163a隔開了3mm以上的部分。另外,圖18中,僅圖示了擊打爪146a,擊打爪146b也同樣地進(jìn)行一個跳過擊打,因而可實(shí)現(xiàn)高擊打扭矩。
根據(jù)第二實(shí)施例,能夠不增大主軸130的軸方向上的尺寸而增大錘140的退回量,因而通過適當(dāng)設(shè)定馬達(dá)104的轉(zhuǎn)數(shù)而能夠進(jìn)行一個跳過擊打。進(jìn)而,錘140的外徑維持著與現(xiàn)有外徑相當(dāng)?shù)某叽缍龃髢?nèi)徑(主軸130的直徑),由此錘140的慣性減小,在一個跳過擊打時使錘容易旋轉(zhuǎn)。而且,利用進(jìn)行一個跳過擊打的控制,與現(xiàn)有轉(zhuǎn)數(shù)相比,能夠使馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)數(shù)大幅提高。此時的擊打力如第一實(shí)施例的(式2)所示般,為(錘慣性)×(主軸角速度)^2,因而即便使錘140的慣性減小一成,只要將旋轉(zhuǎn)速度提高三成,則擊打力能夠達(dá)到與現(xiàn)有相當(dāng)或其以上的水平。此處,(式1)中將當(dāng)前產(chǎn)品假定為擊打能量E=1/2×1.0×1.0^2=0.50,在使錘慣性小于當(dāng)前產(chǎn)品且使主軸角速度大于當(dāng)前產(chǎn)品來進(jìn)行比較的情況下,角速度提高與擊打能量E的關(guān)系為如下。
例1:E=1/2×0.9×1.3^2=0.76[提高1.52倍]
例2:E=1/2×0.8×1.3^2=0.68[提高1.36倍]
例3:E=1/2×0.8×1.5∧2=0.90[提高1.8倍]
如此,在進(jìn)行一個跳過擊打的情況下,因使轉(zhuǎn)數(shù)大幅提高的關(guān)系,而具有即便減小錘慣性也能夠大幅提高擊打力的優(yōu)點(diǎn)。另外,若設(shè)為轉(zhuǎn)數(shù)快且錘慣性也大的規(guī)格,則存在錘退回量也大幅增大的問題。而且,在以錘簧的彈簧常數(shù)提高作為所述問題的對策的情況下,脫離扭矩增大,可用性變差。因此,本實(shí)施例中,通過選擇最佳的錘慣性與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度,能夠?qū)舸蛄μ岣邽楝F(xiàn)有以上而不會使工具的尺寸大型化。而且,此時的脫離扭矩也能夠減小,因而以兩個爪的規(guī)格便能夠?qū)崿F(xiàn)一個跳過擊打,從而能夠提供實(shí)現(xiàn)了高性能與使用容易的擊打式電動工具。
圖19(a)、圖19(b)是用以說明錘140、砧座160的連續(xù)擊打時的擊打角的圖。旋轉(zhuǎn)側(cè)的錘140的擊打爪146a在通過了砧座160的葉片部163a的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度185而擊打砧座160的葉片部163b。接下來,錘140的擊打爪146a在通過了砧座160的葉片部163b的后方側(cè)后,僅旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度186而擊打砧座160的葉片部163a。此時的旋轉(zhuǎn)角度為大致180[deg]。以下同樣地進(jìn)行下一個被擊打爪與錘的擊打爪的擊打。此處,理想的是旋轉(zhuǎn)角度185與旋轉(zhuǎn)角度186為同一角度,大致180[deg]為具有規(guī)定范圍的角度。
圖20是表示進(jìn)行圖19(a)、圖19(b)所示的擊打角下的擊打時的錘140與砧座160的狀況的圖??v軸與橫軸的關(guān)系與圖18相同。在主軸130以低速模式旋轉(zhuǎn)的過程中,對錘140的擊打爪146a施加規(guī)定的反作用力,若超過脫離扭矩,則錘140后退。若錘140的后退量大于與葉片部163a的最大卡合量F,則擊打爪146a與葉片部163a的卡合狀況被解除,擊打爪146a擦過葉片部163a的后方側(cè)而旋轉(zhuǎn),并與下一個葉片部163b卡合。圖中,實(shí)線173所示者為擊打爪146a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)的角部的移動軌跡,虛線174所示者為擊打爪146a的軸方向前方側(cè)且旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的角部的移動軌跡。如此,在進(jìn)行擊打時,擊打爪146a為了與下一個葉片部163b良好地卡合,而進(jìn)行馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)控制,即,與使彈簧154壓縮而向后方側(cè)移動的錘140回到軸方向前方側(cè)同時地,使下一個葉片部163b前進(jìn),且以低速使主軸130旋轉(zhuǎn)。圖20中僅圖示了擊打爪146a,擊打爪146b也同樣地進(jìn)行連續(xù)擊打。
圖21是表示本實(shí)施例的沖擊工具101的擊打能量E與脫離扭矩TB的關(guān)系的圖。擊打能量E為錘140即將擊打砧座160前錘140所具有的能量。此處,在觸發(fā)器106a的操作量(扣動量)為最大,被緊固材為柳安材(木材),且其反彈率為0.31的條件下算出。此處圖示的脫離扭矩TB[kg·cm]、及擊打能量E[N.m2×(rad/s)2]與由實(shí)施例1中表示的式1、式2算出的值相同。圖21中圖示的各標(biāo)繪點(diǎn)是將本實(shí)用新型、現(xiàn)有的擊打規(guī)格分別標(biāo)繪而成者,且將配置于錘的擊打爪146a從配置于砧座的葉片部163a脫離后直至卡合于下一個葉片部163b為止的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為180[deg]的情況下的擊打能量E與脫離扭矩TB、及系數(shù)K的范圍表示為上限的系數(shù)K3與下限的系數(shù)K4。標(biāo)繪群191為市場出售的當(dāng)前產(chǎn)品的擊打能量E與脫離扭矩TB的關(guān)系。如所述般,現(xiàn)有技術(shù)中,為了進(jìn)一步增大擊打能量E,而必須增大彈簧154的彈簧壓力,該情況下脫離扭矩TB也會增大,從而妨礙實(shí)用性。
與此相對,在將從配置于砧座的葉片部163a脫離后直至卡合于下一個葉片部163b為止的所述旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為360[deg]的沖擊工具的擊打能量E與脫離扭矩TB、及系數(shù)KP的關(guān)系性為E=KP×TB[K1<KP]的情況下,如標(biāo)繪群192所示般,在將脫離扭矩保持為7kg·cm~15kg·cm的狀態(tài)下,能夠大幅提高擊打能量E,從而能夠獲得比實(shí)線K3的區(qū)域靠上側(cè)的區(qū)域的高擊打能量E。
如此,本實(shí)施例中使用具有兩根擊打爪、兩根被擊打爪的與現(xiàn)有相同的擊打機(jī)構(gòu),進(jìn)行擊打能量E與脫離扭矩TB的關(guān)系為15.0×TB>E>9.3×TB的區(qū)域中的擊打。另一方面,也可不僅進(jìn)行一個跳過擊打,還進(jìn)行連續(xù)擊打。連續(xù)擊打的情況下的擊打能量E例如在一個跳過擊打時為箭頭192a所示的關(guān)系,在連續(xù)擊打時為箭頭191a(或其下側(cè))所示的關(guān)系,因而在將特別短的螺絲緊固于木材等的低擊打扭矩便足夠的情況下,通過進(jìn)行連續(xù)擊打而能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿舸蚺ぞ氐木o固作業(yè)。
圖22是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例的沖擊工具101中的最大卡合量F[mm]與凸輪導(dǎo)前角θ1[deg]的關(guān)系的圖。根據(jù)創(chuàng)作人等的實(shí)驗(yàn),能夠?qū)崿F(xiàn)如下的沖擊工具,即,相對于凸輪導(dǎo)前角θ1(=θH1=θS1),通過采用使用了砧座與錘的最大卡合量F的擊打規(guī)格而脫離扭矩TB高,且擊打感良好,所述砧座與錘的最大卡合量F是使用
式4:F[mm]=-0.125×θ1[deg]+6.5
而算出。而且,此時,通過大幅提高主軸轉(zhuǎn)數(shù)而進(jìn)行一個跳過擊打,能夠使擊打能量E比現(xiàn)有大幅提高。進(jìn)而,若在過渡到擊打動作時大幅降低主軸轉(zhuǎn)數(shù)而進(jìn)行連續(xù)擊打,則能夠?qū)崿F(xiàn)從連續(xù)旋轉(zhuǎn)到擊打開始為止的感覺良好化。另外,式4中,可在±0.7的范圍內(nèi)調(diào)整最大卡合量F的范圍。此時的凸輪導(dǎo)前角θ1(=θH1=θS1)的范圍優(yōu)選為16[deg]~30[deg]左右。
以上,基于兩個實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了說明,但本實(shí)用新型不限定于所述實(shí)施例,在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。例如,所述錘及砧座以配置了兩根或三根的相同數(shù)量的擊打爪與被擊打爪的構(gòu)成進(jìn)行了說明,但錘的擊打爪的根數(shù)與砧座的被擊打爪的根數(shù)也可設(shè)為其他根數(shù),擊打爪與被擊打爪的根數(shù)不同的沖擊工具也可同樣地適用。