沖擊工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種沖擊工具,該沖擊工具是設(shè)計(jì)成以給定的條件與基體連接且提供具有周期性變化的角速度和/或扭矩的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力工具。此外,齒輪(1、2、3、4)分別具有節(jié)圓的半徑r1(Θ)、r2(Θ)、r3(Θ)及r4(Θ),Θ表示將齒輪(2)和齒輪(3)連接的行星軸(7)的角度位置,當(dāng)齒輪(1、2、3、4)的半徑在至少0≤Θ≤2π的角度范圍內(nèi)時(shí),通過(guò)以滿足r1(Θ)·r3(Θ)/r2(Θ)·r4(Θ)>1的不等式的方式構(gòu)成驅(qū)動(dòng)列,從而在驅(qū)動(dòng)循環(huán)的至少某一部分期間使輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。通過(guò)該結(jié)構(gòu),能夠提供解決了高噪音、高振動(dòng)、高損耗及高磨耗的以往的問(wèn)題的沖擊工具。
【專利說(shuō)明】沖擊工具
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080016096.0、申請(qǐng)日為2011年10月10日、發(fā)明名稱為“沖
擊工具”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及動(dòng)力工具,具體而言,涉及施加沖擊扭矩的改良型的沖擊工具。
【背景技術(shù)】
[0003]對(duì)螺母、螺栓、螺釘?shù)染o固件施加扭矩的通常的動(dòng)力工具使用連續(xù)驅(qū)動(dòng)或斷續(xù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。與連續(xù)驅(qū)動(dòng)相比,通過(guò)斷續(xù)驅(qū)動(dòng)提供斷續(xù)的輸出旋轉(zhuǎn)的沖擊工具能夠?qū)o固件施加更高的最大扭矩,與此同時(shí),可適度降低對(duì)使用者帶來(lái)的扭矩(反作用)。另外,這種沖擊工具具有工具大小緊湊的優(yōu)點(diǎn),而且,實(shí)現(xiàn)斷續(xù)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)通常在向木材擰入螺釘?shù)扔猛局衅鸬骄S持驅(qū)動(dòng)部分(鉆頭)與被驅(qū)動(dòng)部分(螺釘頭)間的卡合的作用。這是因?yàn)?,在?qū)動(dòng)部分(鉆頭)的非驅(qū)動(dòng)期間中驅(qū)動(dòng)部分(鉆頭)與被驅(qū)動(dòng)部分(螺釘頭)再次卡合。
[0004]作為實(shí)現(xiàn)斷續(xù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu),通常使用由錘體10及砧臺(tái)11構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(參照?qǐng)D16)。錘體10經(jīng)由凸輪機(jī)構(gòu)與輸入軸連接,并在電動(dòng)機(jī)的作用下旋轉(zhuǎn)到與將其和緊固對(duì)象的緊固件連接的砧臺(tái)11碰撞為止。當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí),輸出軸根據(jù)角運(yùn)動(dòng)量的傳遞而旋轉(zhuǎn)規(guī)定量。當(dāng)錘體10因向砧臺(tái)11碰撞而減速時(shí),在凸輪機(jī)構(gòu)的作用下,錘體10從砧臺(tái)11分離,由此,錘體10能夠再次加速而重復(fù)進(jìn)行碰撞動(dòng)作。
[0005]需要說(shuō)明的是,作為公開(kāi)了具備上述的錘體10等的以往的沖擊工具的在先技術(shù)文獻(xiàn),例如存在有下述專利文獻(xiàn)I等。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2000-42936號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第3424021號(hào)說(shuō)明書(shū)
發(fā)明概要
[0010]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0011]然而,上述的使用斷續(xù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)的沖擊工具的問(wèn)題是所述工具通常伴有高噪音、高振動(dòng)、高損耗及高磨耗的問(wèn)題。
[0012]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)的存在而完成的,其目的在于,通過(guò)使用具備非圓形齒輪的始終嚙合式的齒輪箱而對(duì)應(yīng)處理所述的問(wèn)題,其中,所述齒輪箱相對(duì)于恒定的輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)行包含斷續(xù)運(yùn)動(dòng)及正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的變化的輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0014]用于解決問(wèn)題的手段
[0015]以下,說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是,為了便于理解本發(fā)明,用括號(hào)將附圖的參照符號(hào)括起,但并不因此使本發(fā)明局限于圖示的形態(tài)。[0016]本發(fā)明的沖擊工具設(shè)計(jì)成以給定的條件與基體連接并提供具有周期性變化的角速度和/或扭矩的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其特征在于,包括:輸入軸,其提供所述角速度和/或扭矩在旋轉(zhuǎn)一周的期間內(nèi)實(shí)質(zhì)上恒定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);輸出軸,其所述角速度作為所述輸入軸的角度的函數(shù)而變化;齒輪箱,其具備作為將所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向所述輸出軸傳遞的驅(qū)動(dòng)列的兩對(duì)以上的齒輪(1、2、3、4),所述兩對(duì)以上的齒輪(1、2、3、4)包括與所述輸入軸相關(guān)聯(lián)的第一齒輪對(duì)(1、2)和與所述輸出軸相關(guān)聯(lián)的第二齒輪對(duì)(3、4),所述齒輪(1、2、3、4)分別具有節(jié)圓的半徑及1*4(?),所述Θ表示連接齒輪⑵和齒輪(3)的行星軸(7)的角度位置,通過(guò)以所述齒輪(1、2、3、4)的半徑至少在OS O的角度范圍內(nèi)時(shí)滿足下述不等式即A (Θ).r3(Θ)/r2(Θ).r4(Θ) > I的方式構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)列,從而在驅(qū)動(dòng)循環(huán)的至少某一部分期間使所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。
[0017]在本發(fā)明的沖擊工具中,當(dāng)以ζ作為衰減比、以wn作為包括沖擊工具和沖擊工具與基體的連接在內(nèi)的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)固有振動(dòng)頻率時(shí),輸出循環(huán)振動(dòng)頻率比由sqrt(2X (1-2 ζ ) )wn定義的計(jì)算循環(huán)振動(dòng)頻率大。需要說(shuō)明的是,上式中的“sqrt”表示平方根(square root)(以下同樣)。
[0018]另外,本發(fā)明的沖擊工具設(shè)計(jì)成以給定的條件與基體連接并提供具有周期性變化的角速度和/或扭矩的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其特征在于,包括:輸入軸,其提供所述角速度和/或扭矩在旋轉(zhuǎn)一周的期間內(nèi)實(shí)質(zhì)上恒定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);輸出軸,其所述角速度作為所述輸入軸的角度的函數(shù)而變化;齒輪箱,其具備作為將所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向所述輸出軸傳遞的驅(qū)動(dòng)列的兩對(duì)以上的齒輪(1、2、3、4),所述兩對(duì)以上的齒輪(1、2、3、4)包括與所述輸入軸相關(guān)聯(lián)的第一齒輪對(duì)(1、2)和與所述輸出軸相關(guān)聯(lián)的第二齒輪對(duì)(3、4),當(dāng)以ζ作為衰減比、以wn作為包括沖擊工具和沖擊工具與基體的連接在內(nèi)的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)固有振動(dòng)頻率時(shí),輸出循環(huán)振動(dòng)頻率比由sqrt(2X (1-2 ζ ))wn定義的計(jì)算循環(huán)振動(dòng)頻率大。
[0019]在本發(fā)明的沖擊工具中,所述沖擊工具與所述基體的連接由使用者提供,所述輸出循環(huán)振動(dòng)頻率為大于14Hz的振動(dòng)頻率。
[0020]另外,在本發(fā)明的沖擊工具中,該沖擊工具用于緊固螺釘,所述輸出軸的正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(向螺釘?shù)木o固方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))引起工具部件與所述螺釘?shù)姆蛛x,之后的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起所述工具部件與所述螺釘?shù)脑俅慰ê稀?br>
[0021]而且,在本發(fā)明的沖擊工具中,所述沖擊工具構(gòu)成為使用時(shí)循環(huán)振動(dòng)頻率實(shí)質(zhì)上大于系統(tǒng)整體的固有振動(dòng)頻率。
[0022]進(jìn)一步而言,在本發(fā)明的沖擊工具中,可以為了降低作用于基體(例如,正在把持的使用者)的扭矩,自由設(shè)定所述輸出軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)間與所述輸出軸停止的時(shí)間之比。
[0023]另外,在本發(fā)明的沖擊工具中,還可以具備間接地感知輸出扭矩的機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)用于感知輸入側(cè)的扭矩并據(jù)此使用已知的齒輪比和關(guān)于系統(tǒng)的角度位置的信息而計(jì)算輸出側(cè)的扭矩。
[0024]另外,在本發(fā)明的沖擊工具中,該沖擊工具用于緊固螺釘,為了避免在非驅(qū)動(dòng)期間彼此間隔的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)所述工具部件從所述螺釘分離而使所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角足夠小。
[0025]另外,在本發(fā)明的沖擊工具中,該沖擊工具用于緊固螺釘,所述輸出軸的反轉(zhuǎn)角度構(gòu)成為在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)所述工具部件與所述螺釘稍微分離后使所述工具部件與所述螺釘再次卡合。[0026]進(jìn)一步而言,在本發(fā)明的沖擊工具中,所述齒輪箱所包括的旋轉(zhuǎn)體(186)可以具備平衡配重部(186a),該平衡配重部(186a)用于獲取與連接齒輪(2(173))和齒輪(3(172))的行星軸(7(174))的平衡。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明,能夠提供解決了高噪音、高振動(dòng)、高損耗及高磨耗這種以往的問(wèn)題的沖擊工具。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的非圓形齒輪箱的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖2是表示作為輸入的角度&的函數(shù)而變化的齒輪比的曲線圖。
[0031]圖3是例示出以行星齒輪箱結(jié)構(gòu)配置了本實(shí)施方式的非圓形齒輪的形態(tài)的圖。
[0032]圖4是表示通常的螺釘頭和螺釘驅(qū)動(dòng)鉆的端面的圖。
[0033]圖5是例示出本實(shí)施方式的沖擊工具的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0034]圖6是表示本實(shí)施方式的系統(tǒng)整體的固有振動(dòng)頻率與循環(huán)振動(dòng)頻率之間的關(guān)系的曲線圖。
[0035]圖7是表示本發(fā)明可采用的其他實(shí)施例的圖。
[0036]圖8是表示本發(fā)明可采用的另外實(shí)施例的圖。
[0037]圖9是表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的非圓形行星齒輪/非圓形太陽(yáng)齒輪對(duì)的一例的圖。
[0038]圖10是表示本實(shí)施例的沖擊工具的整體結(jié)構(gòu)的縱剖面右側(cè)面圖。
[0039]圖11是用于說(shuō)明本實(shí)施例的沖擊工具的要部結(jié)構(gòu)的主要部分分解立體展開(kāi)圖。
[0040]圖12是表示本實(shí)施例的非圓形行星齒輪的圖,圖中的(a)表示后方側(cè)面,而圖中的(b)表示剖面。
[0041]圖13是表示本實(shí)施例的帶輸出軸的非圓形太陽(yáng)齒輪的圖,圖中的(a)表示后方側(cè)面,而圖中的(b)表示剖面。
[0042]圖14是用于說(shuō)明噪音測(cè)定方法的圖。
[0043]圖15是表不本發(fā)明可米用的又一其他實(shí)施例的圖。
[0044]圖16是例示出作為實(shí)現(xiàn)斷續(xù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)而通常使用的、由錘體及砧臺(tái)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下,利用【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】用于實(shí)施本發(fā)明的適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式。需要說(shuō)明的是,以下的實(shí)施方式對(duì)各權(quán)利要求的發(fā)明不構(gòu)成限制,另外,在實(shí)施方式中說(shuō)明的特征的所有組合不一定都是發(fā)明用于解決技術(shù)問(wèn)題所必須的。
[0046]圖5是例示本實(shí)施方式的沖擊工具的結(jié)構(gòu)的框圖。為了達(dá)成期望的平均扭矩特性及平均速度特性,本實(shí)施方式的沖擊工具例如具備通過(guò)電動(dòng)機(jī)軸16與以往的齒輪箱25結(jié)合的電動(dòng)機(jī)(電磁、空氣壓或使用其他動(dòng)力的電動(dòng)機(jī))14。
[0047]設(shè)置在齒輪箱25的輸入軸26向包括非圓形齒輪的非圓形齒輪箱18提供驅(qū)動(dòng)力,然后非圓形齒輪箱18驅(qū)動(dòng)輸出軸17。該非圓形齒輪箱18的輸入角速度與輸出角速度之比可以表示為輸入軸26的角度的函數(shù)。輸出軸17通常與作為傳遞沖擊扭矩的對(duì)象的工具部件22例如螺母或螺釘?shù)葯C(jī)械式緊固件連接成能夠分離。
[0048]圖1是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的非圓形齒輪箱18的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示,非圓形齒輪箱18包括輸入齒輪23及輸出齒輪24,所述齒輪23、24分別具有沿著它們整周發(fā)生變化的半徑。在此,以如下方式定義齒輪比。
[0049]ω2 = Rq χ
[0050]在上式中,O1是通過(guò)設(shè)置在以往的齒輪箱25中的輸入軸26提供的輸入角速度,R是齒輪比,ω2是輸出軸17的輸出角速度。在如圖1所示的2齒輪驅(qū)動(dòng)列中,根據(jù)對(duì)合的兩個(gè)齒輪23、24在該時(shí)刻的接觸點(diǎn)的半徑比,能夠如以下方式得出齒輪比。
[0051]R = TlZr2
[0052]在上式中,rι是輸入齒輪23的節(jié)圓的半徑,r2是輸出齒輪24的節(jié)圓的半徑。通過(guò)具備作為角度?的函數(shù)而使半徑變化的一對(duì)非圓形齒輪,能夠達(dá)成作為輸入的角度?的函數(shù)而變化的齒輪比(參照?qǐng)D2),因此,將Kr1及r2整體替換為R(?)及1*2(?)。
[0053]在此說(shuō)明的結(jié)構(gòu)中,恒定速度的輸入提供相對(duì)于輸入軸26的角度和時(shí)間這雙方發(fā)生變化的輸出速度。此外,當(dāng)以T1作為輸入扭矩、以T2作為輸出扭矩時(shí),通過(guò)T2 = T1/R(Θ)提供扭矩,從而根據(jù)該變化的齒輪比能夠提供變化的扭矩輸出。
[0054]為了保證向基體21傳遞的扭矩比通過(guò)輸出而施加的扭矩低,輸出循環(huán)振動(dòng)頻率設(shè)定為比sqrt (2X (1-2 ζ ) )wn (稱為“計(jì)算循環(huán)振動(dòng)頻率范圍(Calculated CycleFrequency Range)”)大。在上式中,ζ是衰減比,wn是包含沖擊工具和沖擊工具與基體21的連接在內(nèi)的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)固有振動(dòng)頻率。對(duì)于本實(shí)施方式的沖擊工具的使用者而言,該計(jì)算循環(huán)振動(dòng)頻率范圍能夠表示為比14Hz大的振動(dòng)頻率。
[0055]本實(shí)施方式的進(jìn)一步的改良點(diǎn)在于上述的非圓形齒輪23、24以行星齒輪箱結(jié)構(gòu)來(lái)配置。如圖3所示,一對(duì)圓形齒輪1、2能夠與一對(duì)非圓形齒輪3、4組合。需要說(shuō)明的是,作為變形例,也可以與圖3所示的結(jié)構(gòu)相反,符號(hào)1、2所示的一對(duì)齒輪為非圓形齒輪,符號(hào)
3、4所示的一對(duì)齒輪為圓形齒輪。而且,也可以使所有的齒輪為非圓形齒輪。
[0056]輸入軸5與驅(qū)動(dòng)臂6剛性連結(jié),其結(jié)果是,當(dāng)輸入軸5旋轉(zhuǎn)時(shí),驅(qū)動(dòng)臂6旋轉(zhuǎn)相同的量。由此,行星軸7以恒定的半徑圍繞輸入軸5的軸轉(zhuǎn)圈。行星軸7被驅(qū)動(dòng)臂6驅(qū)動(dòng)時(shí),其圍繞自身的軸自由旋轉(zhuǎn)。被驅(qū)動(dòng)行星齒輪2與行星軸7剛性連結(jié)。該行星軸7的角度被稱為?。當(dāng)被驅(qū)動(dòng)行星齒輪2圍繞靜止太陽(yáng)齒輪I移動(dòng)時(shí),被驅(qū)動(dòng)行星齒輪2由此相對(duì)于其軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)行星軸7旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)與行星軸7剛性連結(jié)的驅(qū)動(dòng)行星齒輪
3。接下來(lái),驅(qū)動(dòng)行星齒輪3使輸出太陽(yáng)齒輪4旋轉(zhuǎn),由此驅(qū)動(dòng)輸出軸27旋轉(zhuǎn)。
[0057]圖3所示的齒輪配置通過(guò)以往技術(shù)例如上述的專利文獻(xiàn)2知曉。
[0058]這種系統(tǒng)的齒輪比如下所述。
[0059]R(Θ) = 1-1r1(O).r3(Θ)/r2 (Θ).r4(Θ)
[0060]在上式中,θ為行星軸7的角度。若齒輪1、2、3及4為圓形,則rJO) = F1 =恒定,r2(0) = r2 =恒定,r3(0) = r3 =恒定,r4 (O) = r4 =恒定,因此,齒輪比 R( O) =R=恒定。然而,在如前述那樣一對(duì)齒輪形成為非圓形的情況下,R(@)通常作為Θ的函數(shù)而變化。另外,在某一時(shí)間范圍期間,A(O) =r4(0)&r2(0) =r3(Θ)的情況下,R(O)=0,輸出停止, 另一方面,輸入繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由此能夠獲得斷續(xù)的驅(qū)動(dòng)。
[0061]伴隨輸入軸5的慣性在非驅(qū)動(dòng)期間中加速,在驅(qū)動(dòng)期間中減速。因此,輸出軸27的扭矩是例如由電動(dòng)機(jī)提供的驅(qū)動(dòng)扭矩和相對(duì)于慣性的減速的反作用的組合。因此,這種結(jié)構(gòu)能夠施加比電動(dòng)機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)高的扭矩。
[0062]需要說(shuō)明的是,還能夠?qū)崿F(xiàn)具有靜止太陽(yáng)齒輪1上的內(nèi)齒輪形式和/或輸出太陽(yáng)齒輪4上的內(nèi)齒輪形式的同樣的系統(tǒng)。
[0063]而且,齒輪節(jié)圓半徑的依存形式rn(O) (n = 1、2、3、4)對(duì)輸出速度的變化率帶來(lái)影響。為了避免速度的急劇變化,能夠選擇齒輪節(jié)圓半徑的依存形式,使速度十分慢地增大。通過(guò)使速度較慢地增大,能夠避免非常高的加速,所以其結(jié)果是可降低噪音及振動(dòng)。
[0064]作為其他可采用的變更形態(tài),還包括以在循環(huán)中的O = Omv1到& =Θrev2 (O ≤ ?revl, Orev2≤2π)的某一角度或某一角度范圍內(nèi)成為r1(O).r3(Θ) >r2(Θ).r4(Θ),在若干個(gè)點(diǎn)上成為;r1 (Θ).r3(Θ) < r2(Θ).r4(Θ)的方式,選擇節(jié)圓半徑的情況(即,當(dāng)在O≤O≤2π的角度范圍時(shí),包括r1(O).r3(Θ)/r2(Θ) r4(O) > 1的情況和 r1(O).r3(Θ)/r2(Θ).r4(0) <1 的情況)。于是,當(dāng)滿足 Orevl < Θ < Orev2時(shí),能夠始終獲得使旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)的輸出。這可以用于向木材擰入螺釘?shù)扔猛?。在螺釘?shù)臄Q入過(guò)程中,擰入螺釘?shù)倪B續(xù)驅(qū)動(dòng)有時(shí)會(huì)引起輸出軸.界面(常被稱為“鉆頭”)與被驅(qū)動(dòng)部分(螺釘頭)間的連接相分離的情況,這是在該【技術(shù)領(lǐng)域】中稱為“脫離咬合(cam-out)”的公知現(xiàn)象。在本發(fā)明中,最初,通過(guò)在各個(gè)驅(qū)動(dòng)循環(huán)中僅前進(jìn)少量,從而避免了在所給的循環(huán)中的鉆頭與螺釘頭的分離。而且,在非驅(qū)動(dòng)中,通過(guò)反轉(zhuǎn)某一角度,使鉆頭與螺釘頭再次卡合,從而限制或防止多個(gè)循環(huán)中的脫離咬合。這種狀態(tài)在圖4中示出。在圖4中,示出了一般的螺釘頭8和螺釘驅(qū)動(dòng)鉆9的端面圖。它們?cè)谧畛醭浞謱?duì)位,在驅(qū)動(dòng)中它們開(kāi)始分離,在驅(qū)動(dòng)期間后,通過(guò)反轉(zhuǎn)而容易再次卡合。
[0065]電動(dòng)機(jī)14可以考慮能夠利用某種方法例如電磁場(chǎng)或空氣壓向殼體15傳遞扭矩的結(jié)構(gòu)。所述電動(dòng)機(jī)14經(jīng)由某一連結(jié)軸(電動(dòng)機(jī)軸16)來(lái)驅(qū)動(dòng)前述類型中的一種類型的非圓形齒輪箱18。該非圓形齒輪箱18以機(jī)械方式或其他方式與殼體15及輸出軸17連接,而后與某一工具部件22連接。
[0066]考慮到從某一個(gè)驅(qū)動(dòng)期間開(kāi)始到下一個(gè)驅(qū)動(dòng)期間為止所花費(fèi)的全部時(shí)間,能夠達(dá)成向基體21傳遞的最大扭矩的輸出軸17的“循環(huán)周期”(它的倒數(shù)為“循環(huán)振動(dòng)頻率”)的利益。該系統(tǒng)被視作近似于扭簧12及扭轉(zhuǎn)減振器13的系統(tǒng),利用例如人的手腕固定在基體21上,在具有某種旋轉(zhuǎn)慣性的情況下,系統(tǒng)整體的固有振動(dòng)頻率與循環(huán)振動(dòng)頻率間的關(guān)系決定施加在基體21上的最大扭矩。在循環(huán)振動(dòng)頻率無(wú)限的極端的殼體中,基體21承受與工具部件22所承受的扭矩相同的最大扭矩。當(dāng)限制循環(huán)振動(dòng)頻率與系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率時(shí),基體21承受的最大扭矩進(jìn)一步增大。然而,當(dāng)循環(huán)振動(dòng)頻率增大到超過(guò)系統(tǒng)整體的固有振動(dòng)頻率時(shí),基體21承受的扭矩比最大扭矩低。
[0067]圖6表不固有振動(dòng)頻率14Hz下的該效果,y軸表不定義成輸出的力與輸入的力的比的“傳遞率”,以dB來(lái)表示。因此,通過(guò)適當(dāng)選擇齒輪形式,能夠以達(dá)成該有利的工作特性的方式選擇循環(huán)振動(dòng)頻率。而且,所傳遞的扭矩的大小由輸出軸17旋轉(zhuǎn)的時(shí)間與輸出軸17停止的時(shí)間之比來(lái)決定。由于所有沖擊須保存在基體21與工具部件22之間,所以當(dāng)以短時(shí)間向工具部件22施加高扭矩時(shí),能夠使其與經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間地施加到基體21上的非常低的扭矩相平衡。即,為了降低作用于基體的扭矩,本實(shí)施方式的沖擊工具通過(guò)具備可自如設(shè)定輸出軸17旋轉(zhuǎn)的時(shí)間與輸出軸17停止的時(shí)間之比的機(jī)構(gòu),從而能夠控制輸出側(cè)的扭矩。[0068]作為上述的實(shí)施方式的其他優(yōu)點(diǎn),具有在輸入與輸出之間始終達(dá)成嚙合的情況。與輸入扭矩和輸出扭矩之間不存在相關(guān)關(guān)系的以往的沖擊工具不同,根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)在輸入扭矩與輸出扭矩之間存在相關(guān)關(guān)系。由此,能夠感知輸入側(cè)的扭矩,并據(jù)此使用既知的齒輪比與關(guān)于系統(tǒng)的角度位置的信息來(lái)計(jì)算輸出側(cè)的扭矩。即,本實(shí)施方式的沖擊工具通過(guò)進(jìn)一步具備間接感知輸出扭矩的機(jī)構(gòu),能夠計(jì)算輸出側(cè)的扭矩。
[0069]上述的這些機(jī)構(gòu)例如在控制施加到緊固件上的扭矩時(shí)是有用的。在使用電磁電動(dòng)機(jī)的情況下,能夠根據(jù)關(guān)于電流及電壓的信息獲得電動(dòng)機(jī)的扭矩。因此,作為本實(shí)施方式的一例,本發(fā)明包含電子扭矩傳感檢測(cè)。
[0070]上述的本實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,由于去除了沖擊機(jī)構(gòu)且輸出軸更加平緩地加速,所以與既存的沖擊工具相比,能夠降低噪音。同樣,本實(shí)施方式能夠降低因裝置產(chǎn)生的振動(dòng)。而且,將高損耗的碰撞及滑動(dòng)接觸替換為齒輪的滾動(dòng)接觸,由此,本實(shí)施方式可實(shí)現(xiàn)低損耗。這還可以帶來(lái)低磨耗的優(yōu)點(diǎn),且進(jìn)而產(chǎn)生使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0071]作為本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,上述的本實(shí)施方式的沖擊工具能夠普遍地對(duì)包括旋具?鉆具及沖擊?旋具的動(dòng)力工具帶來(lái)益處。而且,在需要旋轉(zhuǎn)往復(fù)動(dòng)作的情況下,例如對(duì)于灌木切割機(jī)(修剪機(jī))而言,可以使用這種系統(tǒng)。
[0072]另外,例如,通過(guò)使用齒輪?齒條而實(shí)現(xiàn)單純的“旋轉(zhuǎn)-直線”變換,本實(shí)施方式還能夠適用于其他裝置,尤其可適用于往復(fù)動(dòng)作鋸裝置。
[0073]而且,本實(shí)施方式的其他優(yōu)點(diǎn)在于,在本實(shí)施方式的裝置特性中,對(duì)于電動(dòng)機(jī)及齒輪箱的給定組合,能夠?qū)崿F(xiàn)比旋具.鉆具等以往技術(shù)的直接驅(qū)動(dòng)裝置高的輸出扭矩,由此,在扭矩相等的情況下能夠減小裝置的大小。本實(shí)施方式的沖擊機(jī)構(gòu)的使用再與旋具.鉆具等的直接驅(qū)動(dòng)裝置相比時(shí),對(duì)于給定的輸出扭矩,能夠降低由裝置施加到機(jī)械性的“基體(例如使用者)”的扭矩。而且,在(使用鉆頭進(jìn)行的螺釘?shù)臄Q入等)可能喪失接觸的用途中,通過(guò)反轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)鉆頭與螺釘頭之間的再次卡合,由此能夠避免喪失卡合。
[0074]以上,雖然對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明,但是,本發(fā)明的技術(shù)范圍不局限于上述實(shí)施方式中記載的范圍。在上述實(shí)施方式中,可以實(shí)現(xiàn)多種變更或改良。
[0075]例如,圖7示出了如下的特定實(shí)施方式,該實(shí)施方式適合用于包括作為已知為沖擊.旋具這種類型的動(dòng)力工具的代替工具而使用的情況的多個(gè)用途。輸入軸71驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體78,在該旋轉(zhuǎn)體78中安裝有行星軸74,行星軸74圍繞其本身的軸而自由旋轉(zhuǎn)。在行星軸74上安裝有圓形行星齒輪73及非圓形行星齒輪72。所述齒輪72、73相互連接,在需要從齒輪箱提供一定程度的扭矩能力的情況下,優(yōu)選通過(guò)一體形成而實(shí)現(xiàn)連接。圓形行星齒輪73在與機(jī)械裝置.基體連接的圓形太陽(yáng)齒輪76的作用下旋轉(zhuǎn)。因此,非圓形行星齒輪
72由圓形行星齒輪73驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果是,非圓形行星齒輪72驅(qū)動(dòng)非圓形太陽(yáng)齒輪75。該非圓形太陽(yáng)齒輪75與輸出軸77連接且驅(qū)動(dòng)輸出軸77。
[0076]圖7所示的實(shí)施方式與圖3所示的結(jié)構(gòu)相比具有一定程度的優(yōu)點(diǎn)。不在機(jī)構(gòu)的輸入軸71端、而在輸出軸77端將圓形太陽(yáng)齒輪76與基體連接,能夠?qū)崿F(xiàn)在旋轉(zhuǎn)體78內(nèi)的兩端支承行星軸74 。通過(guò)在旋轉(zhuǎn)體78內(nèi)的兩端支承行星軸74,對(duì)于施加到行星軸74上的給定力矩,能夠降低行星軸74兩端的垂直負(fù)載,從而能夠形成更高強(qiáng)度的齒輪箱,實(shí)現(xiàn)更輕更緊湊的齒輪箱結(jié)構(gòu)。而且,該結(jié)構(gòu)無(wú)需在所述齒輪72、73之間收容軸承,能夠使圓形行星齒輪73和非圓形行星齒輪72作為單一部件形成。由于在所述的齒輪72、73之間傳遞一定程度的扭矩,所以利用該結(jié)構(gòu)能夠提高該單元的強(qiáng)度。
[0077]在輸入軸上需要安裝追加的減速齒輪箱的情況下,還存在使系統(tǒng)整體的大小減小的可能性。圖8所示的其他實(shí)施方式表示在旋轉(zhuǎn)體86上直接設(shè)置的追加的減速齒輪箱。輸入軸85驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)齒輪81,太陽(yáng)齒輪81作用于一個(gè)或多個(gè)行星齒輪82,行星齒輪82在與基體連接的圓形內(nèi)齒輪84內(nèi)移動(dòng)。行星齒輪82的軸83提供旋轉(zhuǎn)體86圍繞軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。另外,可以在旋轉(zhuǎn)體86上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置軸83。與在圖3所示的結(jié)構(gòu)的輸入部分安裝追加的獨(dú)立的減速齒輪箱的情況相比,這種情況可實(shí)現(xiàn)一定程度的簡(jiǎn)單化且減小大小。
[0078]在利用以往技術(shù)的沖擊.旋具將4.5X90mm的螺釘擰入干燥的松木的情況下,可知在抒入的中間點(diǎn)(螺釘?shù)募s45mm抒入木材中時(shí)),一般利用錘體碰撞I次使螺釘產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)。I次碰撞所需的時(shí)間為15ms,因此,該脈沖列的振動(dòng)頻率為67Hz。這比工具/使用者系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率高很多。另外,傳遞到使用者的扭矩是將施加到螺釘?shù)呐ぞ貢r(shí)間平均化的值。因此,使用者不會(huì)承受施加到螺釘上的高扭矩?脈沖。而且,可以知曉的是,通常的沖擊.旋具的分析是在最差情形下的脫離咬合條件下一般使鉆頭相對(duì)于螺釘反轉(zhuǎn)10度。
[0079]通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆菆A形齒輪形式及圓形齒輪大小,對(duì)于前述的以往技術(shù)的沖擊.旋具的工作特性,使用本發(fā)明在齒始終保持卡合的(無(wú)碰撞的)齒輪箱內(nèi)也能夠成為同樣的工作特性。圖9示出了達(dá)成上述情況的非圓形行星齒輪91/非圓形太陽(yáng)齒輪92對(duì)的一例。所述的齒輪91、92具有實(shí)質(zhì)上同樣的模塊的14個(gè)齒。能夠?qū)⑺龅凝X輪91、92在圖7或圖8所示類型的齒輪箱內(nèi)與行星:太陽(yáng)比=0.765的圓形齒輪(例如,節(jié)圓直徑13mm的圓形行星齒輪和節(jié)圓直徑17mm的圓形太陽(yáng)齒輪)組合。該結(jié)構(gòu)使輸出軸(圖7的符號(hào)77及圖8的符號(hào)87)正轉(zhuǎn)95度,然后使所述輸出軸77、87反轉(zhuǎn)10度。
[0080]需要說(shuō)明的是,關(guān)于上述的輸出軸77、87的正轉(zhuǎn)角度和反轉(zhuǎn)角度,是根據(jù)構(gòu)成本發(fā)明的齒輪組的結(jié)構(gòu)條件等而變化的。例如,輸出軸77、87的反轉(zhuǎn)角度一般為10度左右的情況僅為例示出的代表性的數(shù)`值。通過(guò)在該發(fā)明思想的范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行適當(dāng)變更,能夠?qū)Ρ景l(fā)明的沖擊工具的工作特性進(jìn)行各種設(shè)定上的變更。
[0081]在利用圖7所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施這些形式時(shí),當(dāng)以1556rpm驅(qū)動(dòng)輸入軸71時(shí),輸出軸77的驅(qū)動(dòng)/反轉(zhuǎn)循環(huán)以34Hz的頻率進(jìn)行。該結(jié)構(gòu)在不進(jìn)行以往技術(shù)中的裝置的碰撞的情況下進(jìn)行工作就能夠達(dá)成目的,從而在操作中達(dá)成了更低的噪音水平。
[0082]或者,也可以使用圖8所示的結(jié)構(gòu)。在圓形太陽(yáng)齒輪81的節(jié)圓直徑為5mm、圓形行星齒輪82的節(jié)圓直徑為17.5mm、圓形內(nèi)齒輪84的節(jié)圓直徑為40mm的情況下,輸入軸85與旋轉(zhuǎn)體86之間達(dá)成9: I的減速比。因此,在使輸入軸85以14000rpm(同樣的動(dòng)力工具所采用的以往技術(shù)中電動(dòng)機(jī)的非異常速度)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的情況下,驅(qū)動(dòng)/反轉(zhuǎn)循環(huán)以34Hz的頻率進(jìn)行。
[0083]因此,與旋具.鉆頭相比,能夠達(dá)成沖擊.旋具的有益的特性。這些有益的特性包括:同樣的螺釘擰入時(shí)間、少產(chǎn)生脫離咬合、施加于螺釘較高的最大扭矩及施加于使用者較低的最大扭矩、以及相對(duì)于給定的扭矩輸出減小尺寸。而且,與沖擊.旋具相比,能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度降低噪音、降低振動(dòng)以及提高效率和降低磨耗。
[0084]需要說(shuō)明的是,在上述的實(shí)施方式中,利用圖4等對(duì)限制及防止多個(gè)循環(huán)中出現(xiàn)的脫離咬合現(xiàn)象的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。即,在本實(shí)施方式中,最初,通過(guò)在各個(gè)驅(qū)動(dòng)循環(huán)中僅進(jìn)行少量的正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而避免在給定的循環(huán)中鉆頭與螺釘頭分離。而且,即使在驅(qū)動(dòng)中它們開(kāi)始分離,也能夠在驅(qū)動(dòng)期間之后利用反轉(zhuǎn)容易地使其再次卡合。另外,說(shuō)明了所述的動(dòng)作通過(guò)設(shè)置在非圓形齒輪箱18內(nèi)的始終嚙合的2齒輪驅(qū)動(dòng)列等來(lái)實(shí)現(xiàn)的情況。不過(guò),在上述的實(shí)施方式中,能夠增加進(jìn)一步的適當(dāng)?shù)母牧?,例如,為了避免在?qū)動(dòng)期間中工具部件從螺釘分離,優(yōu)選構(gòu)成為使非驅(qū)動(dòng)期間彼此間隔的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角足夠小。另外,作為其他的改良例,輸出軸的反轉(zhuǎn)角度優(yōu)選設(shè)定成在驅(qū)動(dòng)期間中工具部件與螺釘稍微分離后使工具部件與螺釘再次卡合。利用這種改良,能夠可靠地防止脫離咬合現(xiàn)象。
[0085]另外,利用圖7及圖8等例示出的結(jié)構(gòu)只是例示了本發(fā)明可采用的一形態(tài)。本發(fā)明在具有上述的基本結(jié)構(gòu),發(fā)揮同樣的作用效果的范圍內(nèi),能夠采用各種變形形態(tài)。例如,作為圖7所示的實(shí)施方式的變形例由圖15示出。在由圖15表示的實(shí)施方式中,與圖7的區(qū)別在于,非圓形行星齒輪72及非圓形太陽(yáng)齒輪75配置在輸出軸77側(cè),圓形行星齒輪73及圓形太陽(yáng)齒輪76配置在輸入軸71側(cè)這一點(diǎn)。在圖15所示的實(shí)施方式中,在輸入軸71的前端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體78。當(dāng)輸入軸71驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體78時(shí),安裝在旋轉(zhuǎn)體78上的行星軸74進(jìn)行行星運(yùn)動(dòng)。該行星軸74圍繞其本身的軸而自由地旋轉(zhuǎn)。另外,在行星軸74上安裝有非圓形行星齒輪72及圓形行星齒輪73。這些齒輪72、73相對(duì)于行星軸74相互連接固定。圓形行星齒輪73在與機(jī)械裝置.基體連接的圓形太陽(yáng)齒輪76的作用下旋轉(zhuǎn)。因此,非圓形行星齒輪72隨著圓形行星齒輪73的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是,非圓形行星齒輪72驅(qū)動(dòng)非圓形太陽(yáng)齒輪75。由于輸出軸77與該非圓形太陽(yáng)齒輪75連接,所以輸出軸77隨著非圓形太陽(yáng)齒輪75的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。需要說(shuō)明的是,在圖15所示的實(shí)施方式中,由于非圓形行星齒輪72以相對(duì)于非圓形太陽(yáng)齒輪75處于對(duì)稱位置的方式配置多個(gè),所以具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的平衡好的優(yōu)點(diǎn)。
[0086]根據(jù)權(quán)利要求書(shū)的記載可以明確的是,進(jìn)行了這種變更或改良的形態(tài)也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0087]接下來(lái),使用圖10?圖13說(shuō)明將利用圖7及圖8例示出的實(shí)施方式具體適用于沖擊工具的實(shí)施例。在此,圖10是表示本實(shí)施例的沖擊工具的整體結(jié)構(gòu)的縱剖面右側(cè)面圖。另外,圖11是用于說(shuō)明本實(shí)施例的沖擊工具的要部結(jié)構(gòu)的主要部分的分解立體展開(kāi)圖。而且,圖12是表示本實(shí)施例的非圓形行星齒輪的圖,圖13是表示本實(shí)施例的帶有輸出軸的非圓形太陽(yáng)齒輪的圖,各圖中的(a)表示后方側(cè)面,圖中的(b)表示剖面。
[0088]如圖10及圖11所示,本實(shí)施例的沖擊工具100是電池式的沖擊工具100,其具備:收容電動(dòng)機(jī)111等驅(qū)動(dòng)源的外殼110、在外殼110的下端部設(shè)置成拆裝自如而對(duì)該電動(dòng)機(jī)111進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電力的供給的電池組130。
[0089]外殼110包括:外殼上部體IlOa,其收容電動(dòng)機(jī)111和相當(dāng)于上述的本實(shí)施方式的非圓形齒輪箱18的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部115 ;外殼中央體110b,其受到使用者的把持;外殼下部體110c,其具備與電池組130連接的連接機(jī)構(gòu)。從外殼下部體IlOc經(jīng)由外殼中央體IlOb到外殼上部體110a,實(shí)施了電力配線,充到電池組130中的驅(qū)動(dòng)電力能夠向電動(dòng)機(jī)111供給。另外,在外殼中央體IlOb的上方前面?zhèn)仍O(shè)置有操作開(kāi)關(guān)112,把持外殼中央體IlOb的使用者能夠?qū)υ摬僮鏖_(kāi)關(guān)112進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?br>
[0090]設(shè)置在電動(dòng)機(jī)111的前方的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部115具體地實(shí)現(xiàn)了利用圖7及圖8說(shuō)明的本發(fā)明的機(jī)構(gòu)。即,本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部115具備:與電動(dòng)機(jī)111所具備的電動(dòng)機(jī)軸Illa連接的太陽(yáng)齒輪181、在該太陽(yáng)齒輪181的周圍嚙合連接的兩個(gè)行星齒輪182、182、包圍兩個(gè)行星齒輪182、182的外周的圓形內(nèi)齒輪184。當(dāng)通過(guò)向電動(dòng)機(jī)111供給電力而使電動(dòng)機(jī)軸Illa旋轉(zhuǎn)時(shí),電動(dòng)機(jī)軸Illa驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)齒輪181,太陽(yáng)齒輪181作用于兩個(gè)行星齒輪182、182,行星齒輪182、182在與作為機(jī)械裝置?基體的外殼上部體IlOa連接的圓形內(nèi)齒輪184內(nèi)移動(dòng)。
[0091]在兩個(gè)行星齒輪182、182的前方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體186。行星齒輪182的軸183與該旋轉(zhuǎn)體186連接,提供旋轉(zhuǎn)體186的圍繞軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0092]在從旋轉(zhuǎn)體186的旋轉(zhuǎn)中心偏心的位置設(shè)置行星軸174。該行星軸174以收容于旋轉(zhuǎn)體186的內(nèi)部的形式設(shè)置,行星軸174的雙方的軸端部由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體186內(nèi)的滾針軸承等軸承174a、174b軸支承。
[0093]另外,在行星軸174上,在前方側(cè)的軸端部安裝有圓形行星齒輪173,在后方側(cè)的軸端部安裝有非圓形行星齒輪172。所述的齒輪172、173彼此剛性連接,而且,能夠圍繞行星軸174的軸而自由地旋轉(zhuǎn)。
[0094]圓形行星齒輪173與固定連接于作為機(jī)械裝置.基體的外殼上部體IlOa的圓形太陽(yáng)齒輪176嚙合。即,當(dāng)旋轉(zhuǎn)體186利用兩個(gè)行星齒輪182、182的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),行星軸174圍繞圓形太陽(yáng)齒輪176轉(zhuǎn)圈,其結(jié)果是,圓形行星齒輪173在該固定設(shè)置的圓形太陽(yáng)齒輪176的周圍邊自轉(zhuǎn)的同時(shí)還進(jìn)行公轉(zhuǎn)。
[0095]隨著圓形行星齒輪173的上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),非圓形行星齒輪172也同樣地被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。由于與輸出軸177連接的非圓形太陽(yáng)齒輪175與該非圓形行星齒輪172嚙合,所以非圓形太陽(yáng)齒輪175與非圓形行星齒輪172的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)地被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),作為其結(jié)果,輸出軸177被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。需要說(shuō)明的是,與非圓形太陽(yáng)齒輪175連接的輸出軸177的旋轉(zhuǎn)軸中心與旋轉(zhuǎn)體186的旋轉(zhuǎn)中心軸重疊。另外,輸出軸177的后方側(cè)的軸端部由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體186內(nèi)的軸承支承,前方側(cè)的`軸端部與鉆頭架179連接。因此,設(shè)置在鉆頭架179上的旋具等工具與輸出軸177的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn),從而能夠?qū)ν獠繉?shí)施作業(yè)。
[0096]需要說(shuō)明的是,如上所述,旋轉(zhuǎn)體186伴隨行星齒輪182的行星運(yùn)動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),但在其內(nèi)部設(shè)置的行星軸174偏心設(shè)置。另外,在行星軸174上設(shè)置有非圓形行星齒輪172和圓形行星齒輪173這種重量部件。因此,為了使旋轉(zhuǎn)體186適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),需要設(shè)置用于獲得與行星軸174等重量部件相平衡的平衡配重。因此,在本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)體186中,如圖11所示,采用了將旋轉(zhuǎn)體的主體中央部分形成為半切割結(jié)構(gòu),在與行星軸174的設(shè)置位置對(duì)置的位置設(shè)置由半切割結(jié)構(gòu)構(gòu)成的平衡配重部186a的結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置該平衡配重部186a,旋轉(zhuǎn)體186能夠穩(wěn)定地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定操作性的沖擊工具100。
[0097]接下來(lái),參照?qǐng)D10說(shuō)明本實(shí)施例的沖擊工具100的動(dòng)作。
[0098]在本實(shí)施例的沖擊工具100中,利用電動(dòng)機(jī)111的驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸Illa旋轉(zhuǎn),該電動(dòng)機(jī)軸Illa的旋轉(zhuǎn)力使太陽(yáng)齒輪181旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽(yáng)齒輪181旋轉(zhuǎn)時(shí),設(shè)置在太陽(yáng)齒輪181與圓形內(nèi)齒輪184之間的兩個(gè)行星齒輪182、182進(jìn)行行星運(yùn)動(dòng)。由于行星齒輪182所具有的軸183與旋轉(zhuǎn)體186連接,所以通過(guò)兩個(gè)行星齒輪182、182進(jìn)行行星運(yùn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體186旋轉(zhuǎn)。
[0099]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體186被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),在與外殼上部體IlOa固定連接的圓形太陽(yáng)齒輪176的作用下,圓形行星齒輪173旋轉(zhuǎn),與該圓形行星齒輪173剛性連接的非圓形行星齒輪172也與圓形行星齒輪173同樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。由于非圓形行星齒輪172和圓形行星齒輪173設(shè)置在設(shè)于旋轉(zhuǎn)體186的內(nèi)部的行星軸174上,所以這兩個(gè)齒輪172、173在圍繞行星軸174的軸自由地旋轉(zhuǎn)的同時(shí),圍繞旋轉(zhuǎn)體186的旋轉(zhuǎn)中心軸進(jìn)行轉(zhuǎn)圈運(yùn)動(dòng)。
[0100]在以如上方式進(jìn)行行星運(yùn)動(dòng)的非圓形行星齒輪172上嚙合有非圓形太陽(yáng)齒輪175,并且在該非圓形太陽(yáng)齒輪175上連接有輸出軸177。此外,由于非圓形太陽(yáng)齒輪175對(duì)應(yīng)于非圓形行星齒輪172的行星運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn),所以其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力能夠傳遞到輸出軸177,從而能夠向外部提供給定的扭矩。
[0101]需要說(shuō)明的是,如在上述的實(shí)施方式中說(shuō)明的那樣,在本實(shí)施例的沖擊工具100中,也是在兩個(gè)非圓形齒輪即非圓形行星齒輪172及非圓形太陽(yáng)齒輪175的作用下,輸出軸177進(jìn)行正轉(zhuǎn)并且在規(guī)定的循環(huán)期間進(jìn)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作。通過(guò)該動(dòng)作,可獲得防止脫離咬合等良好的效果。
[0102]而且,本實(shí)施例的沖擊工具100與具備錘體10等的以往的沖擊工具不同,由于具備利用多個(gè)非圓形齒輪實(shí)現(xiàn)作為沖擊工具的機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),所以具有負(fù)載使用時(shí)低噪音這種良好的優(yōu)點(diǎn)。該優(yōu)點(diǎn)能夠根據(jù)圖14及表1所示的、使用以往的沖擊工具和本實(shí)施例的沖擊工具100產(chǎn)生的噪音的比較測(cè)定的分析結(jié)果而得到明確。在此,圖14是用于說(shuō)明噪音測(cè)定方法的圖。
[0103]此次實(shí)施的噪音測(cè)定方法是對(duì)由干燥美松(Dry Pine)構(gòu)成的試驗(yàn)片190中緊固φ4.5 WOmm的木螺釘時(shí)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行測(cè)定的方法。噪音的測(cè)定位置是在沖擊工具的
后方、左方、上方及下方距離沖擊工具Im的位置。需要說(shuō)明的是,當(dāng)測(cè)定噪音時(shí),通過(guò)附加A特性頻率加權(quán)聲壓水平(A weighted sound pressure level)來(lái)進(jìn)行測(cè)定。另外,在噪音測(cè)定中使用的沖擊工具是利用圖10等說(shuō)明的本實(shí)施例的沖擊工具100和以上述專利文獻(xiàn)I為代表的以往的具備錘體1`0等的沖擊工具。根據(jù)以上的條件測(cè)定的噪音的測(cè)定結(jié)果如表1所示。需要說(shuō)明的是,表1是對(duì)有負(fù)載時(shí)的噪音的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較的表。
[0104][表 I]
[0105]表1負(fù)載時(shí)的噪音的比較
[0106]
__噪音測(cè)定結(jié)果(dB (A))__
__整__&7I______f 均
本實(shí)施例80.282.181.880.281.1
比較例
C 以往的沖8( 486.08M186.986.1
擊.旋具)
[0107]根據(jù)表1可以明確的是,與以往技術(shù)的沖擊工具(沖擊?旋具)相比,本實(shí)施例的沖擊工具100在所有測(cè)定位置均為低噪音水平。另外,即使比較測(cè)定到的噪音結(jié)果的平均值,也因相差5.0dB(A)而使得本實(shí)施例的沖擊工具100實(shí)現(xiàn)低噪音,從而確認(rèn)出本發(fā)明的優(yōu)越性。
[0108]符號(hào)說(shuō)明
[0109]I 靜止太陽(yáng)齒輪、2 被驅(qū)動(dòng)行星齒輪、3 驅(qū)動(dòng)行星齒輪、4 輸出太陽(yáng)齒輪、5輸入軸、6驅(qū)動(dòng)臂、7行星軸、8 螺釘頭、9 螺釘驅(qū)動(dòng)鉆、10錘體、11砧臺(tái)、12扭簧、13扭轉(zhuǎn)減振器、14電動(dòng)機(jī)、15殼體、16電動(dòng)機(jī)軸、17輸出軸、18非圓形齒輪箱、21基體、22工具部件、23輸入齒輪、24輸出齒輪、25 (以往的)齒輪箱、26輸入軸、27輸出軸、71輸入軸、72非圓形行星齒輪、73圓形行星齒輪、74行星軸、75非圓形太陽(yáng)齒輪、76圓形太陽(yáng)齒輪、77輸出軸、78 旋轉(zhuǎn)體、81太陽(yáng)齒輪、82 行星齒輪、83軸、84圓形內(nèi)齒輪、85輸入軸、86旋轉(zhuǎn)體、87輸出軸、91非圓形行星齒輪、92非圓形太陽(yáng)齒輪、100沖擊工具、110外殼、IlOa外殼上部體、IlOb外殼中央體、IlOc外殼下部體、111電動(dòng)機(jī)、11 Ia電動(dòng)機(jī)軸、112操作開(kāi)關(guān)、115驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部、130電池組、172非圓形行星齒輪、173圓形行星齒輪、174行星軸、174a、174b軸承、175非圓形太陽(yáng)齒輪、176 圓形太陽(yáng)齒輪、177 輸出軸、179 鉆頭架、181 太陽(yáng)齒輪、182行星齒輪、183軸、184圓形內(nèi)齒輪、186旋轉(zhuǎn)體、186a平衡配重部、190試驗(yàn)片。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊工具,其設(shè)計(jì)成以給定的條件與基體連接并提供具有周期性變化的角速度和/或扭矩的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其特征在于,包括: 輸入軸,其提供所述角速度和/或扭矩在旋轉(zhuǎn)一周的期間內(nèi)實(shí)質(zhì)上恒定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng); 輸出軸,其所述角速度作為所述輸入軸的角度的函數(shù)而變化; 齒輪箱,其具備作為將所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向所述輸出軸傳遞的驅(qū)動(dòng)列的兩對(duì)以上的齒輪(1、2、3、4),所述兩對(duì)以上的齒輪(1、2、3、4)包括與所述輸入軸相關(guān)聯(lián)的第一齒輪對(duì)(1、2)和與所述輸出軸相關(guān)聯(lián)的第二齒輪對(duì)(3、4), 當(dāng)以?作為衰減比、以wn作為包括沖擊工具和沖擊工具與基體的連接在內(nèi)的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)固有振動(dòng)頻率時(shí), 輸出循環(huán)振動(dòng)頻率比由sqrt(2X (1-2 ζ ))wn定義的計(jì)算循環(huán)振動(dòng)頻率大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊工具,其特征在于, 所述沖擊工具與所述基體的連接由使用者提供, 所述輸出循環(huán)振動(dòng)頻率為大于14Hz的振動(dòng)頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊工具,其特征在于, 該沖擊工具用于緊固螺釘, 所述輸出軸的正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起工具部件與所述螺釘?shù)姆蛛x,之后的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起所述工具部件與所述螺釘?shù)脑俅慰ê稀?br>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊工具,其特征在于, 所述沖擊工具構(gòu)成為使用時(shí)循環(huán)振動(dòng)頻率實(shí)質(zhì)上大于系統(tǒng)整體的固有振動(dòng)頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊工具,其特征在于, 為了降低作用于基體的扭矩,自由設(shè)定所述輸出軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)間與所述輸出軸停止的時(shí)間之比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊工具,其特征在于, 還具備間接地感知輸出扭矩的機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)用于感知輸入側(cè)的扭矩并據(jù)此使用已知的齒輪比和關(guān)于系統(tǒng)的角度位置的信息而計(jì)算輸出側(cè)的扭矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊工具,其特征在于, 該沖擊工具用于緊固螺釘, 為了避免在非驅(qū)動(dòng)期間彼此間隔的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)所述工具部件從所述螺釘分離而使所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角足夠小。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊工具,其特征在于, 該沖擊工具用于緊固螺釘, 所述輸出軸的反轉(zhuǎn)角度構(gòu)成為在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)所述工具部件與所述螺釘稍微分離后使所述工具部件與所述螺釘再次卡合。
【文檔編號(hào)】B25B21/02GK103753469SQ201310724372
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2009年5月20日
【發(fā)明者】愛(ài)德溫·斯通, 菲利普·約翰·羅林, 彼得·李·克勞斯利, 田邊晴之, 田頭康范 申請(qǐng)人:利優(yōu)比株式會(huì)社