專利名稱：沖擊鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可對(duì)前端的刀頭提供旋轉(zhuǎn)和/或打擊的沖擊鉆。
背景技術(shù)：
沖擊鉆，例如專利文獻(xiàn)1所示那樣，在殼體內(nèi)的前方，用前端軸支承保持刀頭的作 為最終輸出軸的刀夾，在其后方設(shè)置有利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的打擊件通過(guò)介子間接地打擊的打擊 機(jī)構(gòu)，在其下方，與刀夾平行地軸支承傳遞馬達(dá)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)的中間軸，使設(shè)置于中間軸 的齒輪與設(shè)置于刀夾的齒輪嚙合，能夠?qū)⒅虚g軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給刀夾。此外，在刀夾上設(shè)置有扭矩限制器，在向刀夾施加設(shè)定以上的扭矩時(shí)，切斷來(lái)自中 間軸的扭矩傳遞。該扭矩限制器，可旋轉(zhuǎn)地且可向軸方向移動(dòng)地套裝刀夾側(cè)的齒輪，通過(guò)螺 旋彈簧向固定于刀夾的凸輪環(huán)側(cè)施力，在齒輪和凸輪環(huán)之間設(shè)置跨越相互相對(duì)的面卡合的 輥。即，在向刀夾的傳遞的扭矩不超過(guò)設(shè)定扭矩的范圍內(nèi)，齒輪的旋轉(zhuǎn)被限制，扭矩傳遞給 凸輪環(huán)和刀夾，如果由于向刀頭傳遞的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷而使向刀夾傳遞的扭矩超過(guò)設(shè)定扭矩，則 齒輪會(huì)克服螺旋彈簧的作用而前進(jìn)空轉(zhuǎn)，切斷向凸輪環(huán)的扭矩傳遞。專利文獻(xiàn)1美國(guó)專利第5373905號(hào)說(shuō)明書在這樣的沖擊鉆中，當(dāng)扭矩限制器動(dòng)作時(shí)，由于刀夾側(cè)的齒輪在與中間軸側(cè)的齒 輪嚙合的同時(shí)向軸方向滑動(dòng)，所以有可能在齒輪彼此的嚙合部分出現(xiàn)齒磨損的情況，使耐 久性降低。此外，考慮到齒輪的行程，需要決定殼體的形狀，因此妨礙緊湊化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種雖然具備扭矩限制器，仍能夠維持齒輪的最適 的耐久性，并且能夠不妨礙緊湊化的沖擊鉆。為了達(dá)成上述目的，第一方面記載的發(fā)明，提供一種沖擊鉆，其特征在于，所述扭 矩限制器由如下部分構(gòu)成凸輪環(huán)，其與齒輪相鄰而以能夠一體旋轉(zhuǎn)的方式套裝于最終輸 出軸，并且在與齒輪的相對(duì)面上突出設(shè)置有凸輪突起；滾動(dòng)體，其被收容在與凸輪突起處于 同心圓上且貫穿設(shè)置于齒輪的貫通孔內(nèi)，并且可在旋轉(zhuǎn)方向與凸輪突起卡合；和施力機(jī)構(gòu)， 其使?jié)L動(dòng)體向凸輪環(huán)側(cè)施力，當(dāng)向最終輸出軸傳遞的扭矩在不超過(guò)設(shè)定扭矩的范圍時(shí)，施 力機(jī)構(gòu)使?jié)L動(dòng)體與凸輪突起卡合，當(dāng)扭矩超過(guò)了設(shè)定扭矩時(shí)，滾動(dòng)體會(huì)克服施力機(jī)構(gòu)的施 力而在貫通孔內(nèi)越過(guò)凸輪突起在凸輪環(huán)上滾動(dòng)，從而使齒輪空轉(zhuǎn)，切斷向凸輪環(huán)傳遞扭矩。第二方面記載的發(fā)明，其特征在于，在第一方面記載的發(fā)明中，滾動(dòng)體采用使軸線 與齒輪的半徑方向一致的輥。根據(jù)第一方面記載的發(fā)明，即使具備扭矩限制器，也能夠維持齒輪的最適的耐久 性。此外，由于齒輪不向軸方向移動(dòng)，所以不需要在殼體內(nèi)確保齒輪的移動(dòng)行程，也能夠容 易地實(shí)現(xiàn)緊湊化。根據(jù)第二方面記載的發(fā)明，除了第一方面的效果之外，通過(guò)采用輥，與滾珠相比， 與凸輪環(huán)的接觸面積增加。因此，不僅提高與凸輪突起的卡合的可靠性，而且也抑制了對(duì)于凸輪突起的負(fù)擔(dān)從而提高凸輪環(huán)的耐久性。


圖1是沖擊鉆的局部縱向剖視圖(通常時(shí))。圖2是沖擊鉆的局部縱向剖視圖(扭矩限制器動(dòng)作時(shí))。符號(hào)說(shuō)明
1...沖擊鉆；2...齒輪箱；4...馬達(dá)；5...輸出軸；6...刀夾；7...前端部；
8...中間部；9...后方部；13...齒輪；14...凸輪環(huán)；16...墊圈；17...螺旋彈簧； 18...凸輪突起；20...貫通孔；21...輥；30...沖擊螺栓；35...活塞汽缸；37...撞擊 件；38...中間軸；41...第二齒輪；42...突起軸套；45...離合器；47...模式切換旋鈕； 48...卡合銷。
具體實(shí)施例方式以下基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示沖擊鉆的一例的局部縱向剖視圖，沖擊鉆1具有將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和打擊機(jī) 構(gòu)設(shè)于內(nèi)部的齒輪箱2，和在其后方(圖1的右側(cè))收容馬達(dá)4的馬達(dá)殼體3，在齒輪箱2 的前方，將前端可安裝刀頭的作為最終輸出軸的刀夾6軸支承為能夠旋轉(zhuǎn)。刀夾6是中間部8在齒輪箱2的前端可旋轉(zhuǎn)地軸支承于滾珠軸承10，后方部9可 旋轉(zhuǎn)地軸支承于組裝在齒輪箱2的內(nèi)后方的內(nèi)殼體11的筒狀體，在從齒輪箱2突出的前端 部7設(shè)置有對(duì)插入到刀夾6的前端的未圖示的刀頭進(jìn)行裝卸操作的操作夾套12。此外，在刀夾6的后方部9的外周可旋轉(zhuǎn)地套裝有齒輪13，凸輪環(huán)14通過(guò)止動(dòng)滾 珠15 —體地套裝在該齒輪13的前方。另一方面，在齒輪13的后方套裝有墊圈16和螺旋 彈簧17。在凸輪環(huán)14的后表面(與齒輪13相對(duì)的面)靠周緣處向周方向等間隔地突出設(shè) 置有六個(gè)凸輪突起18、18...，所述凸輪突起沿周方向的前后形成為傾斜面(如圖2所示)， 齒輪13的前表面(與凸輪環(huán)14相對(duì)的面)，在比凸輪環(huán)14稍微高的高度突出設(shè)置有在凸 輪環(huán)14的凸輪突起18的內(nèi)側(cè)與凸輪環(huán)14的后表面抵接的突條19。進(jìn)而，在齒輪13貫穿
設(shè)置有與凸輪突起18共處同心圓上且相位重合的六個(gè)貫通孔20、20......，輥21以其軸線
與齒輪13的半徑方向一致的朝向可滾動(dòng)地收容在各貫通孔20中。而且，墊圈16具有可從后方閉塞齒輪13的貫通孔20的直徑，通過(guò)螺旋彈簧17向 前方施力來(lái)按壓齒輪13。該墊圈16和螺旋彈簧17是本發(fā)明的施力機(jī)構(gòu)。22是被保持于 內(nèi)殼體11的用于軸支承后方部9的軸承，23是在軸承22和螺旋彈簧22之間套裝在后方部 9的承受螺旋彈簧17的后端的彈簧座。利用該墊圈16和螺旋彈簧17的按壓，齒輪13在突條19與凸輪環(huán)14抵接的位置 被限制前后方向的移動(dòng)。在該狀態(tài)下，貫通齒輪13的各輥21，被墊圈16按壓而從貫通孔 20向前方突出，不從齒輪13的后表面突出。因而，在向刀夾6傳遞的扭矩不超過(guò)由螺旋彈簧17的作用力決定的設(shè)定扭矩的范 圍內(nèi)，如果齒輪13旋轉(zhuǎn)，則貫通孔20內(nèi)的輥21也旋轉(zhuǎn)，在凸輪環(huán)14的后表面滾動(dòng)，與凸輪 突起18卡合，因此齒輪13的扭矩從輥21經(jīng)由凸輪環(huán)14傳遞給刀夾6。另一方面，如果向刀夾6傳遞的扭矩超過(guò)設(shè)定扭矩，則輥21克服螺旋彈簧17的作用而向后方頂起墊圈16，越 過(guò)凸輪突起18進(jìn)行滾動(dòng)，因此齒輪13空轉(zhuǎn)，向刀夾6傳遞的扭矩被切斷。即，形成扭矩限 制器。另一方面，沖擊螺栓(介子)30可前后移動(dòng)地收容在刀夾6的中間部8內(nèi)。該沖 擊螺栓30被在其后方設(shè)置在其與組裝在中間部8內(nèi)的筒狀的帽31之間的彈性環(huán)32和擋 環(huán)33限制了后退位置。在帽31的后端收容有0形環(huán)34，在通常的使用時(shí)0形環(huán)34與沖擊 螺栓30的后端嵌合，在進(jìn)行刀夾6中無(wú)刀頭時(shí)等的空打時(shí)，把持后述的撞擊件37的前端限 制其往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，在刀夾6的后方部9內(nèi)，松動(dòng)插入前方開口的筒狀活塞汽缸35，在該活塞汽 缸35內(nèi)收容有撞擊件37 (打擊件)，撞擊件37借助空氣室36能夠前后移動(dòng)。進(jìn)而，在齒輪箱2內(nèi)中間軸38與刀夾6和馬達(dá)4的輸出軸5平行地軸支承在輸出 軸5的下方，設(shè)置在后端的第一齒輪39與輸出軸5嚙合。在該中間軸38的中間部位形成 有花鍵齒40，第二齒輪41可與中間軸38分開旋轉(zhuǎn)地套裝在其前方，與刀夾6的齒輪嚙合。 進(jìn)而，突起軸套42可與中間軸38分開旋轉(zhuǎn)地套裝在花鍵齒40的后方，軸線斜置的傾斜軸 承(swash bearing) 43被可旋轉(zhuǎn)地外嵌在突起軸套42的外周，在傾斜軸承43的上部突出 設(shè)置的連結(jié)臂44的上端，被連結(jié)成為可向活塞汽缸35的后端旋轉(zhuǎn)。在周面設(shè)置有V字狀的嵌合槽46的套筒狀離合器45可與中間軸38 —體旋轉(zhuǎn)且 可向前后方向滑動(dòng)地與中間軸38的花鍵齒40花鍵接合。在離合器45的下方，在齒輪箱2 的下表面，嵌入安裝有可旋轉(zhuǎn)的模式切換旋鈕47，在其上表面的偏心位置，將卡合銷48保 持為能夠上下移動(dòng)且保持在通過(guò)螺旋彈簧49而向上方施力的狀態(tài)，且卡合銷48的上端呈 與離合器45的嵌合槽46嵌合的錐狀。因此，如果使模式切換旋鈕47旋轉(zhuǎn)，則卡合銷48在與嵌合槽46嵌合的狀態(tài)下做 偏心運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)應(yīng)于卡合銷48的前后方向的移動(dòng)量，離合器45也前后移動(dòng)，根據(jù)離合器 45的前后的滑動(dòng)位置，第二齒輪41和突起軸套42的一方或雙方能夠卡合脫離。即，在離合器45的前進(jìn)位置，離合器45僅與第二齒輪41卡合而與中間軸38在旋 轉(zhuǎn)方向上一體化(鉆孔模式)，在離合器45的后退位置，離合器45僅與突起軸套42卡合而 與中間軸38在旋轉(zhuǎn)方向上一體化(錘擊模式)，在離合器45的中間位置，離合器45與第二 齒輪41和突起軸套42的雙方卡合而與中間軸38在旋轉(zhuǎn)方向上一體化(沖擊鉆模式)，由 此能夠選擇各動(dòng)作模式。在如以上那樣構(gòu)成的沖擊鉆1中，當(dāng)通過(guò)模式切換旋鈕47的旋轉(zhuǎn)操作選擇鉆孔模式并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4時(shí)，輸出軸5的旋轉(zhuǎn)從第一齒輪39傳遞給中間軸38，經(jīng)由離合器45傳遞給 第二齒輪41和齒輪13。在此如上所述，如果向刀夾6傳遞的扭矩在不超過(guò)設(shè)定扭矩的范 圍，則由于扭矩限制器不動(dòng)作，所以齒輪13的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輥21傳遞給凸輪環(huán)14，使刀夾6旋 轉(zhuǎn)。因此，安裝在刀夾6的前端的刀頭也旋轉(zhuǎn)。從該輸出軸5至齒輪13的機(jī)構(gòu)成為本發(fā)明 的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。另一方面，當(dāng)選擇錘擊模式并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4時(shí)，輸出軸5的旋轉(zhuǎn)從第一齒輪13傳遞 給中間軸38，并經(jīng)由離合器45傳遞給突起軸套42。因此，突起軸套42的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由傾斜軸 承43變換成連結(jié)臂44的沿前后的擺動(dòng)，使活塞汽缸35往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由此，由于空氣彈簧作 用使撞擊件聯(lián)動(dòng)且往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)被刀頭頂入而處于后退位置的沖擊螺栓30進(jìn)行打擊，進(jìn)而間接地打擊刀頭。從該輸出軸5至刀頭的機(jī)構(gòu)成為本發(fā)明的打擊機(jī)構(gòu)。而且，當(dāng)選擇沖擊鉆模式并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4時(shí)，輸出軸5的旋轉(zhuǎn)從第一齒輪39傳遞給 中間軸38，并經(jīng)由離合器45傳遞給第二齒輪41和突起軸套42的雙方。由此，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生 刀夾6的旋轉(zhuǎn)以及對(duì)刀頭的打擊。此時(shí)只要向刀夾6傳遞的扭矩在不超過(guò)設(shè)定扭矩的范圍， 扭矩限制器就不會(huì)動(dòng)作，因此齒輪13的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輥21傳遞給凸輪環(huán)14，使刀夾6旋轉(zhuǎn)。 在這些動(dòng)作模式之中，在鉆孔模式和錘擊模式中，由于對(duì)刀頭的旋轉(zhuǎn)阻力等，使得 向刀夾6傳遞的扭矩變高，如果超過(guò)扭矩限制器的設(shè)定扭矩，則如圖2所示，扭矩限制器動(dòng) 作而使輥21越過(guò)凸輪環(huán)14的凸輪突起18在凸輪環(huán)14上滾動(dòng)，齒輪13空轉(zhuǎn)而解除與凸輪 環(huán)14的結(jié)合，因此從齒輪13向凸輪環(huán)14和刀夾6的扭矩傳遞被切斷。無(wú)論在該扭矩限制 器的動(dòng)作時(shí)或是非動(dòng)作時(shí)，齒輪13都不向軸方向移動(dòng)而僅進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此與第二齒輪41的 嚙合部分的負(fù)擔(dān)減小。這樣，根據(jù)上述方式的沖擊鉆1，扭矩限制器由如下機(jī)構(gòu)構(gòu)成，即凸輪環(huán)14，其與 齒輪13相鄰并可一體旋轉(zhuǎn)地套裝于刀夾6，并且在與齒輪13的相對(duì)面上突出設(shè)置有凸輪 突起18 ；輥21，其被收容在與凸輪突起18處于同心圓上且貫穿設(shè)置于齒輪13的貫通孔20 內(nèi)，并且可在旋轉(zhuǎn)方向與凸輪突起18卡合；和施力機(jī)構(gòu)(墊圈16和螺旋彈簧17)，其使輥 21向凸輪環(huán)14側(cè)施力，在向刀夾6傳遞的扭矩不超過(guò)設(shè)定扭矩的范圍，施力機(jī)構(gòu)使輥21 與凸輪突起18卡合，當(dāng)向刀夾6傳遞的扭矩超過(guò)了設(shè)定扭矩時(shí)，輥21會(huì)克服施力機(jī)構(gòu)的作 用而在貫通孔20內(nèi)越過(guò)凸輪突起18在凸輪環(huán)14上滾動(dòng)，從而使齒輪13空轉(zhuǎn)，切斷向凸輪 環(huán)14的扭矩傳遞，由此即便具備扭矩限制器，也能夠維持齒輪13、第二齒輪41的最適的耐 久性。此外，由于齒輪13不向軸方向移動(dòng)，所以不需要在齒輪箱2內(nèi)確保齒輪13的移動(dòng)行 程，也能夠容易地實(shí)現(xiàn)緊湊化。特別是在此，將滾動(dòng)體設(shè)為使軸線與齒輪13的半徑方向一致的輥21，因此與滾珠 相比不僅與凸輪環(huán)14的接觸面積增加，與凸輪突起18的卡合的可靠性提高，而且還抑制了 對(duì)凸輪突起18的負(fù)擔(dān)，提高凸輪環(huán)14的耐久性。另外，凸輪環(huán)的凸輪突起和齒輪的貫通孔的數(shù)量可最適增減，輥也只要與貫通孔 一致進(jìn)行最適增減即可。當(dāng)然作為滾動(dòng)體并不限定于輥，也能夠使用滾珠。此外，作為施力機(jī)構(gòu)也可以使用碟形彈簧等其它彈性體代替螺旋彈簧，扭矩限制 器的朝向并不限定于上述實(shí)施方式，也可以變更為夾隔齒輪在后方配置凸輪環(huán)，在前方配 置墊圈和彈性體。此外，沖擊鉆的形態(tài)也能夠進(jìn)行最適設(shè)計(jì)變更，例如將打擊機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞在固定 的汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)并使打擊件聯(lián)動(dòng)的形態(tài)，或省略介子打擊件直接打擊刀頭的形態(tài)，或采 用曲軸機(jī)構(gòu)用于活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)等，也可以進(jìn)行上述形態(tài)以外的最適變更。
權(quán)利要求
一種沖擊鉆，在將安裝有刀頭的最終輸出軸軸支承為能夠旋轉(zhuǎn)的殼體內(nèi)，設(shè)置有對(duì)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式套裝于所述最終輸出軸的齒輪進(jìn)行扭矩傳遞的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，和打擊所述刀頭的打擊機(jī)構(gòu)，另外在所述最終輸出軸上設(shè)置有扭矩限制器，當(dāng)向所述最終輸出軸傳遞的扭矩在不超過(guò)設(shè)定扭矩的范圍時(shí)，扭矩限制器限制所述齒輪的旋轉(zhuǎn)并容許向所述最終輸出軸傳遞扭矩，而當(dāng)所述扭矩超過(guò)所述設(shè)定扭矩時(shí)，使所述齒輪空轉(zhuǎn)從而切斷向所述最終輸出軸傳遞扭矩，該沖擊鉆的特征在于所述扭矩限制器由如下部分構(gòu)成凸輪環(huán)，其與所述齒輪相鄰而以能夠一體旋轉(zhuǎn)的方式套裝于所述最終輸出軸，并且在與所述齒輪相對(duì)的相對(duì)面上突出設(shè)置有凸輪突起；滾動(dòng)體，其被收容在與所述凸輪突起處于同心圓上且貫穿設(shè)置于所述齒輪的貫通孔內(nèi)，并且可在旋轉(zhuǎn)方向與所述凸輪突起卡合；和施力機(jī)構(gòu)，其使所述滾動(dòng)體向所述凸輪環(huán)側(cè)施力，當(dāng)所述扭矩在不超過(guò)所述設(shè)定扭矩的范圍時(shí)，所述施力機(jī)構(gòu)使所述滾動(dòng)體與所述凸輪突起卡合，當(dāng)所述扭矩超過(guò)了所述設(shè)定扭矩時(shí)，所述滾動(dòng)體會(huì)克服所述施力機(jī)構(gòu)的施力而在所述貫通孔內(nèi)越過(guò)所述凸輪突起并在所述凸輪環(huán)上滾動(dòng)，從而使所述齒輪空轉(zhuǎn)，切斷向所述凸輪環(huán)傳遞扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊鉆，其特征在于所述滾動(dòng)體采用使軸線與所述齒輪的半徑方向一致的輥。
全文摘要
本發(fā)明提供具備扭矩限制器的沖擊鉆，維持齒輪的最適的耐久性并達(dá)成緊湊化。在沖擊鉆中，扭矩限制器由如下部分構(gòu)成凸輪環(huán)，其與齒輪相鄰而以能夠一體旋轉(zhuǎn)的方式套裝于最終輸出軸，并且在與齒輪的相對(duì)面上突出設(shè)置有凸輪突起；滾動(dòng)體，其被收容在與凸輪突起處于同心圓上且貫穿設(shè)置于齒輪的貫通孔內(nèi)，并且可在旋轉(zhuǎn)方向與凸輪突起卡合；和施力機(jī)構(gòu)，其使?jié)L動(dòng)體向凸輪環(huán)側(cè)施力，當(dāng)扭矩在不超過(guò)設(shè)定扭矩的范圍時(shí)，施力機(jī)構(gòu)使?jié)L動(dòng)體與凸輪突起卡合，當(dāng)扭矩超過(guò)了設(shè)定扭矩時(shí)，滾動(dòng)體會(huì)克服施力機(jī)構(gòu)的施力而在貫通孔內(nèi)越過(guò)凸輪突起在凸輪環(huán)上滾動(dòng)，從而使齒輪空轉(zhuǎn)，切斷向凸輪環(huán)傳遞扭矩。
文檔編號(hào)B23B45/16GK101856733SQ201010141248
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者吉兼圣展, 平山俊郎, 町田吉隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社牧田