(57)【要約】【課題】  電動ハンマにおける制振機構の制御システムの簡易化に資する技術を提供する。【解決手段】  被加工材に対してハンマ作業を行うハンマビット１１３と、駆動モータ１２１と、駆動モータにより駆動されてハンマビットに打撃力を加える打撃子１３４と、ハンマ作業時に生ずる振動の制振を行う制振機構１７１と、を有する電動ハンマであって、ハンマ作業時において、被加工材側からハンマビットに作用する外力に基づくハンマビットの負荷状態を駆動モータの負荷電流の大きさによって検出し、当該検出された負荷状態に応じて制振機構を制御する。【選択図】  図２
2006289553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材に対してハンマ作業を行うハンマビットと、
駆動モータと、
前記駆動モータにより駆動されて前記ハンマビットに打撃力を加える打撃子と、
前記ハンマ作業時に生ずる振動の制振を行う制振機構と、
を有する電動ハンマであって、
前記ハンマ作業時において、前記被加工材側から前記ハンマビットに作用する外力に基づくハンマビットの負荷状態を前記駆動モータの負荷電流の大きさによって検出し、当該検出された負荷状態に応じて前記制振機構を制御することを特徴とする電動ハンマ。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ハンマであって、
前記ハンマ作業時において、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用するハンマビットの負荷駆動状態と、前記被加工材側から前記ハンマビットに外力が作用しないハンマビットの無負荷駆動状態とを前記駆動モータの負荷電流の大きさによって検出し、前記負荷駆動状態の検出時には前記制振機構が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生し、前記無負荷駆動状態の検出時には前記制振機構が当該無負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生するか、または振動の発生を止め、これによって負荷駆動状態および無負荷駆動状態の双方における制振を最適化することを特徴とする電動ハンマ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動ハンマであって、
前記制振機構は、前記負荷電流の大きさに基づき駆動制御される構成とされるとともに、当該制振機構の駆動制御は、前記駆動モータの駆動制御を行なうモータ制御装置を介して行われることを特徴とする電動ハンマ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電動ハンマであって、
前記制振機構は、前記ハンマビット長軸方向に直線運動することでハンマ作業時の制振を行うカウンタウェイトとして構成され、
前記カウンタウェイトは、前記駆動モータの回転出力をハンマビット長軸方向への直線運動に変換する動力伝達機構によって駆動される構成とされ、
前記駆動モータの負荷電流の大きさによる前記負荷駆動状態または前記無負荷駆動状態の検出に基づき、当該負荷駆動状態および無負荷駆動状態のそれぞれに対応して前記動力伝達機構による前記カウンタウェイトの前記ハンマビット長軸方向の直線運動量を変化させることを特徴とする電動ハンマ。
【請求項５】
請求項４に記載の電動ハンマであって、
前記動力伝達機構は、
回転自在に支持されるとともに、常時には静止状態に置かれるインターナルギアと、
前記駆動モータの回転出力によって駆動されて前記インターナルギアの中心回りを周回する遊星歯車と、
前記遊星歯車に偏心状に設けられるとともに前記カウンタウェイトに接続された動力伝達部と、
前記負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づいて駆動され、前記静止状態のインターナルギアを回転する補助モータと、
前記インターナルギアの所定量の回転を検出して前記動力伝達部を所定の位置に位置決めするべく前記補助モータを停止させる位置決め手段と、を有し、
前記負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づいて、前記補助モータを駆動して前記インターナルギアを回転させ、その後、前記位置決め手段による当該インターナルギアの所定量の回転検出に基づいて前記補助モータを停止させることによって前記インターナルギアと前記遊星歯車の近接部位に対する前記動力伝達部の位置を相対的に変化させ、これによって前記動力伝達部を介して前記カウンタウェイトの前記ハンマビット長軸方向の直線運動量を変化させることを特徴とする電動ハンマ。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の電動ハンマであって、
前記制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されて前記ハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成され、
前記動吸振器は、前記ウェイトがソレノイドによって直線移動される構成とされ、
前記駆動モータの負荷電流の大きさによる前記負荷駆動状態または前記無負荷駆動状態の検出に基づき、前記負荷駆動状態の検出時には前記動吸振器が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生し、前記無負荷駆動状態の検出時には前記動吸振器が当該無負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生するように、前記ソレノイドの作動を制御し、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時における前記動吸振器による制振を最適化することを特徴とする電動ハンマ。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の電動ハンマであって、
前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換して前記打撃子に伝達する運動変換機構を収容するとともに、当該運動変換機構の駆動に伴う容積の増減によって圧力が周期的に変動する運動変換機構室を有し、
前記制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されて前記ハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成され、
前記動吸振器は、前記運動変換機構室から前記本体部内に導入される圧力によって前記ウェイトが直線移動される構成とされ、
前記駆動モータの負荷電流の大きさによる前記負荷駆動状態または前記無負荷駆動状態の検出に基づき、前記負荷駆動状態の検出時には前記動吸振器が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生し、前記無負荷駆動状態の検出時には前記動吸振器が当該無負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生するように、前記運動変換機構室の圧力を制御し、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時における前記動吸振器による制振を最適化することを特徴とする電動ハンマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工材に対してハンマ作業を行う電動ハンマの制振技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−２１６４８４号公報（特許文献１）には、制振機構が設けられた電動ハンマの構成が開示されている。特許文献１に記載の電動ハンマでは、電動モータの回転出力を直線運動に変換するクランク機構を介して駆動される制振機構としてのカウンタウェイトを有し、当該カウンタウェイトに、ハンマ作業時に発生するハンマビット長軸方向の振動に対応した振動を発生させ、これによってハンマ作業時の振動を制振する構成としている。そして特許文献１の電動ハンマでは、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビットに作用する負荷駆動時には、上記カウンタウェイトを大きい直線運動量で駆動し、負荷がハンマビットに作用しない無負荷駆動時には、カウンタウェイトを小さい直線運動量で駆動あるいは直線運動量をゼロとする構成を採用している。これにより、負荷駆動時における高い制振効果を確保する一方、無負荷駆動時におけるカウンタウェイトの駆動に伴う無用な振動の発生を回避している。
【０００３】
特許文献１に記載の電動ハンマでは、ハンマ作業時において、負荷駆動時と無負荷駆動時とを複数の部品から構成される機械的な検出機構を用いて検出し、この検出結果に基づいてカウンタウェイトの直線運動量を制御する構成のため、構造が複雑化し、コストが高くつくことになり、かかる点でなお改良の余地がある。
【特許文献１】特開２００４−２１６４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電動ハンマにおける制振機構の制御システムの簡易化に資する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、各請求項に記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、ハンマ作業を行うハンマビットと、駆動モータと、当該駆動モータにより駆動されてハンマビットに打撃力を加える打撃子と、ハンマ作業時に生じる振動の制振を行う制振機構とを有する電動ハンマが構成される。本発明における「制振機構」としては、ハンマ作業時に生ずる振動に対抗して直線運動することで当該振動の制振を行うカウンタウェイトや動吸振器等を好適に包含する。
本発明においては、ハンマ作業時において、被加工材側からハンマビットに作用する外力に基づくハンマビットの負荷状態を駆動モータの負荷電流の大きさによって検出し、当該検出された負荷状態に応じて制振機構を制御する構成としている。本発明における「ハンマビットの負荷状態」とは、被加工材側からハンマビットに外力が作用する負荷駆動状態あるいは被加工材からハンマビットに外力が作用しない無負荷駆動状態がこれに対応する。また「負荷状態に応じて制振機構を制御する」とは、外力の有無に応じて制振機構における振動の程度（強弱）を制御することをいい、１つの手段として制振機構に与える駆動量を変化させる態様がある。ここで「駆動量」とは、制振機構のウェイトを駆動して所定の振動を発生させるため、当該制振機構のウェイトに加えられる。例えば、制振機構への駆動量が振動の場合であれば、振幅、振動数あるいは位相によって決められる。
本発明は、駆動モータの負荷電流がハンマビットに作用する負荷の大きさに応じて変化するという点に着目したものであり、ハンマビットの負荷状態を駆動モータの負荷電流の大きさによって検出し、そしてハンマビットの負荷状態に応じて制振機構を適宜制御する構成としたことにより、ハンマビットの負荷状態を機械的な検出機構を用いて検出していた従来方式に比べて、制振機構を制御するに際しての負荷状態の検出システムにつき構造の簡易化を図ることができる。
【０００６】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の電動ハンマにおいて、ハンマ作業時において、被加工材側からハンマビットに外力が作用するハンマビットの負荷駆動状態と、被加工材側からハンマビットに外力が作用しないハンマビットの無負荷駆動状態とを駆動モータの負荷電流によって検出する構成とされる。そして負荷駆動状態の検出時には制振機構が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生し、無負荷駆動状態の検出時には制振機構が当該無負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生するか、または振動の発生を止め、これによって負荷駆動状態および無負荷駆動状態の双方における制振を最適化する構成としている。なお本発明における「対応した振動」は、制振機構の「振幅」、「振動数」、「位相」によって決まる。また本発明における「振動の発生を止める」とは、制振機構を積極的に駆動するべく入力される外力の入力動作を止める態様を広く包含する。
本発明における「制振を最適化する」とは、制振機構によって発生する振動を、前述した３つの要素、すなわち「振幅」「振動数」「位相」のうちのいずれか１つあるいは複数が適宜変更されることで、電動ハンマに発生する振動を打ち消すために最適な振動とすることである。
本発明によれば、駆動モータの負荷電流の大きさによる負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出は、例えば駆動モータの駆動時における負荷電流について、あるしきい値を設定し、負荷電流が当該しきい値よりも大きい状態にあれば、電動ハンマが負荷駆動状態で駆動され、また負荷電流がしきい値よりも小さい状態にあれば、電動ハンマが無負荷駆動状態で駆動されている、といった態様で行なうことができる。
【０００７】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の電動ハンマにおける制振機構は、負荷電流の大きさに基づき駆動制御される構成とされるとともに、当該制振機構の駆動制御は、駆動モータの駆動制御を行なうモータ制御装置を介して行われる構成とされる。本発明によれば、制振機構の駆動制御を、駆動モータの駆動制御を管理するモータ駆動装置に担当させることによって合理的な制御機構が構築される。
【０００８】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の電動ハンマにおける制振機構は、ハンマビット長軸方向に直線運動することでハンマ作業時の制振を行うカウンタウェイトとして構成される。そしてカウンタウェイトは、駆動モータの回転出力をハンマビット長軸方向への直線運動に変換する動力伝達機構によって駆動される構成とされ、駆動モータの負荷電流の大きさによる負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づき、当該負荷駆動状態および無負荷駆動状態のそれぞれに対応して動力伝達機構によるカウンタウェイトのハンマビット長軸方向の直線運動量を変化させる構成としている。ここで「カウンタウェイトのハンマビット長軸方向の直線運動量を変化させる」とは、典型的には、カウンタウェイトを駆動する動力伝達機構のハンマビット長軸方向の運動量を変化させる態様がこれに該当する。また「動力伝達機構の運動量を変化させる」とは、運動量を増減する態様のみならず、運動量をゼロとする態様を包含する。そして運動量をゼロにする態様としては、動力伝達機構によるカウンタウェイトの駆動を、例えば動力を伝達あるいは遮断する電磁式のクラッチを用いて停止する態様を好適に包含する。
本発明によれば、負荷駆動状態および無負荷駆動状態のそれぞれに対応してカウンタウェイトの直線運動量を変化させ、これによって制振要請の高い負荷駆動時と制振要請がそれほど高くない無負荷駆動時とのそれぞれに対応した好適な制振効果を得ることができる。
【０００９】
（請求項５に記載の発明）
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の電動ハンマにおける動力伝達機構は、回転自在に支持されるとともに、常時には静止状態に置かれるインターナルギアと、駆動モータの回転出力によって駆動されてインターナルギアの中心回りを周回する遊星歯車と、遊星歯車に偏心状に設けられるとともにカウンタウェイトに接続された動力伝達部と、負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づいて駆動されて静止状態のインターナルギアを回転する補助モータと、インターナルギアの所定量の回転を検出して前記動力伝達部を所定の位置に位置決めするべく補助モータを停止させる位置決め手段と、を有する構成とされる。本発明では、負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づいて、補助モータを駆動して静止状態のインターナルギアを回転させ、その後、位置決め手段による当該インターナルギアの所定量の回転検出に基づいて補助モータを停止させることによってインターナルギアと遊星歯車の近接部位に対する動力伝達部の位置を相対的に変化させ、これによって動力伝達部を介してカウンタウェイトのハンマビット長軸方向の直線運動量を変化させる構成とされる。ここで「インターナルギアの所定量の回転」とは、典型的には１回転を越えない回転であり、例えば１／４回転がこれに該当する。
【００１０】
本発明に係る動力伝達機構では、動力伝達部は、遊星歯車に偏心状に設けられている。そして負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づいて、補助モータおよび位置決め手段を用いてインターナルギアを所定量だけ回転させることで当該インターナルギアと遊星歯車の近接部位に対する動力伝達部の位置を相対的に変化させ、これによってカウンタウェイトのハンマビット長軸方向への直線運動量を変化することが可能とされる。換言すれば、インターナルギアに対し遊星歯車が公転するときの動力伝達部の軌道をカウンタウェイトに対して相対的に変化させることが可能とされる。なお「インターナルギアと遊星歯車の近接部位」とは、インターナルギアと遊星歯車が最も近接している部位をいう。また「動力伝達部の位置を相対的に変化」とは、インターナルギアと遊星歯車の近接部位に対する動力伝達部の位置が変化する態様を広く包含するものとする。
【００１１】
補助モータおよび位置決め手段を用いてインターナルギアを所定量だけ回転することにより、例えば、インターナルギアと遊星歯車の近接部位が、ハンマビットの長軸方向の前側端部領域ないし後側端部領域に位置している場合に、動力伝達部が当該近接部位近傍に配置されるように構成すれば、遊星歯車がインターナルギアの中心回りに周回することで、動力伝達部は、上記前側端部領域と後側端部領域との間でハンマビット長軸方向への運動成分を有しつつ周回動作することが可能となる。換言すれば、かかる構成により動力伝達部に接続されたカウンタウェイトのハンマビット長軸方向への直線運動成分を大きく確保することが可能となる。なお上記の場合において、動力伝達部のハンマビット長軸方向への運動の周期性を確保するには、遊星歯車がインターナルギア中心回りに１回公転動作する毎に、遊星歯車が当該遊星歯車中心回りに２回自転するように設定する必要がある。また遊星歯車の自転方向は、公転方向に対して逆にするのが好ましい。
【００１２】
また、補助モータおよび位置決め手段を用いてインターナルギアを所定量で回転することにより、例えば、インターナルギアと遊星歯車の近接部位が、ハンマビットの長軸方向の前側端部領域ないし後側端部領域に位置している場合に、動力伝達部が遊星歯車のうち当該近接部位と対向する側の周縁領域に配置されるように構成すれば、遊星歯車がインターナルギアの中心回りに周回することで、動力伝達部は、上記近接部位と対向する側の領域においてハンマビット長軸方向に運動成分を有しつつ周回動作することが可能となる。かかる構成により動力伝達部に接続されたカウンタウェイトのハンマビット長軸方向への直線運動成分を小さくすることが可能となる。この場合において、例えば、遊星歯車の中心と当該遊星歯車上の動力伝達部との距離をａ、遊星歯車の中心とインターナルギアの中心（遊星ギアの公転の中心）との距離をｂとし、ａ＝ｂに設定すれば、上記近接部位と対向する側に配置された動力伝達部は、遊星歯車の周回動作にもかかわらず、ハンマビット長軸方向への運動成分がゼロとなり、カウンタウェイトのハンマビット長軸方向への直線運動成分をゼロに設定することが可能となる。
このように、本発明によれば、駆動モータの負荷電流の大きさによる負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づき補助モータの起動制御を行う構成であり、機械的な機構を用いる方式に比較して、制御システムの簡易化が可能となる。
【００１３】
（請求項６に記載の発明）
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の電動ハンマにおける制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されてハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成される。本発明では、動吸振器のウェイトは、ソレノイドによって直線移動される構成とされる。そして、駆動モータの負荷電流の大きさによる負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づき、負荷駆動状態の検出時には動吸振器が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生し、無負荷駆動状態の検出時には動吸振器が当該無負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生するように、ソレノイドの作動を制御し、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時における動吸振器による制振を最適化する構成としている。なお「ソレノイドの作動を制御する」とは、ソレノイドコイルに対する通電を制御することをいい、例えば通電のオン・オフ動作の作動周期を変更することで動吸振器が発生する振動数を変更する態様、通電のオフ状態を維持することで動吸振器を本来の受動的な動吸振器として機能させる態様、オン動作のタイミングを変更することで動吸振器が発生する振動の位相を変化させる態様、電流の大きさを変化することで動吸振器が発生する振動の振幅を変更する態様等を包含する。本発明によれば、このようなソレノイドの作動制御を行うことで、動吸振器が発生する振動につき、「振動数」「位相」「振幅」のうちの少なくとも１つに適宜変更を加え、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時とにおける動吸振器による制振を好適に行なうことができる。
【００１４】
（請求項７に記載の発明）
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の電動ハンマにおいて、駆動モータの回転出力を直線運動に変換して打撃子に伝達する運動変換機構を収容するとともに、当該運動変換機構の駆動に伴う容積の増減によって圧力が周期的に変動する運動変換機構室を有する。また制振機構は、本体部と、当該本体部内に収容されてハンマビット長軸方向に直線移動可能なウェイトと、当該ウェイトを本体部との間で連接する弾性要素とを有する動吸振器として構成される。
本発明では、動吸振器は、運動変換機構室から本体部内に導入される圧力によってウェイトが直線移動される構成とされる。そして駆動モータの負荷電流の大きさによる負荷駆動状態または無負荷駆動状態の検出に基づき、負荷駆動状態の検出時には動吸振器が当該負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生し、無負荷駆動状態の検出時には動吸振器が当該無負荷駆動時に生ずる振動に対応した振動を発生するように、運動変換機構室の圧力を制御し、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時における動吸振器による制振を最適化する構成とした。なお「運動変換機構室の圧力を制御する」とは、典型的には運動変換機構室の圧力の変動に関与する運動変換機構の構成部材である駆動子（ピストン）の往復動作の作動速度を変える態様、延いては当該運動変換機構を駆動する駆動モータの回転数を増減することで動吸振器が発生する振動の振動数を変更する態様、ピストンの往復動作のストロークを変更することで動吸振器が発生する振動の振幅を変更する態様、ピストンの往復動作のタイミングを変更することで動吸振器が発生する振動の位相を変更する態様等を包含する。本発明によれば、このような運動変換機構室の圧力制御を行うことで、動吸振器が発生する振動につき、「振動数」「位相」「振幅」のうちの少なくとも１つに適宜変更を加え、これによって負荷駆動時と無負荷駆動時とにおける動吸振器による制振を好適に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電動ハンマにおける制振機構の制御システムの簡易化に資する技術が提供されることとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態である電動ハンマ（以下、ハンマという）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係るハンマ１０１の全体構成が図１に示される。本実施の形態に係るハンマ１０１は、概括的に見て、モータハウジング１０５、ギアハウジング１０７およびハンドグリップ１１１を有するハンマ本体部１０３によってその外郭が形成される。そしてハンマ本体部１０３の先端側（図中左側端部領域）には、ハンマビット取付けチャック１０９を介してハンマビット１１３が取付けられている。
【００１７】
モータハウジング１０５内には駆動モータ１２１が配置されている。またギアハウジング１０７内には、クランク機構１３１、エアシリンダ機構１３３、打撃力伝達機構１３５が配置される。ギアハウジング１０７のうち、打撃力伝達機構１３５の先端側（図１において左端側）には上記ハンマビット１１３を保持するツールホルダ１３７が配置される。なおギアハウジング１０７内の各機構のうちクランク機構１３１については、駆動モータ１２１の出力軸１２３からの回転出力を直線運動に変換してハンマビット１１３に伝達し、当該ハンマビット１１３にハンマ動作を行なわせる。ツールホルダ１３７は、ハンマビット１１３につき、その長軸方向への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される。
【００１８】
ギアハウジング１０７内のクランク機構１３１は、ハウジングキャップ１０８の直下領域において、駆動モータ１２１の出力軸１２３のギア部１２５と噛み合い係合する変速ギア１４１、当該変速ギア１４１と一体状に回転するギアシャフト１４３、ギアシャフト１４３の回転を軸支するギアシャフト支持ベアリング１４５、ギアシャフト１４３の回転中心から所定距離偏心した位置において変速ギア１４１と一体状に形成されたクランクピン１４７を有する。クランクピン１４７はクランクアーム１５９の一端側に連接される。クランクアーム１５９の他端側は、連接ピン１６１を介してエアシリンダ機構１３３を構成するシリンダ１６５のボア内に配置された駆動子としてのピストン１６３に連接される。ピストン１６３は、シリンダ１６５内を摺動することで、空気バネ室１６５ａの空気バネの作用を介してストライカ１３４を直線状に駆動し、更に中間子としてのインパクトボルト１３６を介してハンマビット１１３に対する衝撃荷重を発生させる。ストライカ１３４およびインパクトボルト１３６により打撃力伝達機構１３５が構成されている。ストライカ１３４は、本発明における「打撃子」に対応する。
【００１９】
図２〜図４にはハンマビット１１３を駆動する際の制振を行うカウンタウェイト１７１を直線状に駆動するためのカウンタウェイト駆動機構１７３およびカウンタウェイト１７１の直線運動量（ストローク量）を変更するための運動量可変機構１８５の構成が示される。図２は部分断面図、図３および図４はそれぞれ平面図である。カウンタウェイト１７１は、本発明における「制振機構」に対応し、カウンタウェイト駆動機構１７３および運動量可変機構１８５は、本発明における「動力伝達機構」に対応する。カウンタウェイト１７１は、ハウジングキャップ１０８の上方領域に配置され、ハンマビット１１３の長軸方向に直線状に移動可能とされる。すなわち、カウンタウェイト１７１は、ハンマビット１１３の長軸方向に延在するガイド孔１７１ｂを有し、このガイド孔１７１ｂに貫通された複数本（本実施の形態では２本）のガイドピン１７２によってハンマビット１１３の長軸方向に直線運動するように案内される。なおガイドピン１７２は、ハウジングキャップ１０８に固定状に設けられている。
【００２０】
カウンタウェイト駆動機構１７３は、カウンタウェイト１７１に、例えばストライカ１３４の直線運動と対向状に直線運動を行わせるべく設けられており、クランク機構１３１とカウンタウェイト１７１との中間位置に配置されている。カウンタウェイト駆動機構１７３は、インターナルギア１７５、当該インターナルギア１７５の内歯１７５ａに複数（本実施の形態では３個）のアイドルギア１７７を介して噛み合い係合する遊星歯車１７９、遊星歯車１７９および各アイドルギア１７７をそれぞれ回転自在に支持するキャリア１８１、遊星歯車１７９のキャリア１８１に対する回転中心から所定距離偏心した位置において当該遊星歯車１７９と一体状に形成されたカウンタウェイト駆動ピン１８３を主体にして構成されている。カウンタウェイト駆動ピン１８３は、本発明における「動力伝達部」に対応する。
【００２１】
キャリア１８１は、キャリア支持ベアリング１８２を介してハウジングキャップ１０８に回転自在に支持されるとともに、下面側に形成された係合凹部１８１ａにクランク機構１３１におけるクランクピン１４７の先端ピン部１４７ａが係合（図１参照）されており、当該クランクピン１４７の回転に基づき変速ギア１４１の回転軸線と平行な軸線回りに回転される。遊星歯車１７９は、軸部１７９ａがキャリア１８１に回転自在に支持されている。各アイドルギア１７７はキャリア１８１に圧入された軸部１７７ａに回転自在に支持される。インターナルギア１７５は、ハウジングキャップ１０８に回転自在に支持されており、常時には運動量可変機構１８５によって回転を規制されている。
【００２２】
カウンタウェイト駆動ピン１８３は、カウンタウェイト１７１に形成されたハンマビット１１３の長軸方向と直交する方向に延在する直線状の長孔１７１ａに摺動自在に嵌合されている。そしてインターナルギア１７５の回転が規制された状態で、クランクピン１４７によってキャリア１８１が回転されると、インターナルギア１７５とアイドルギア１７７を介して噛み合い係合する遊星歯車１７９が、軸部１７９ａを中心として回転しつつ、インターナルギア１７５の回転中心回りに周回移動されるとき、ハンマビット１１３の長軸方向の運動成分によってカウンタウェイト１７１を直線運動させる。そしてこのカウンタウェイト１７１の直線運動は、例えば、前述したクランク機構１３１によりエアシリンダ機構１３３を介して駆動されるストライカ１３４の直線運動に概ね対向するように設定される。なお以下の説明では、遊星歯車１７９の軸部１７９ａを中心とする回転を自転、遊星歯車１７９のインターナルギア１７５中心回りの周回移動を公転という場合もある。
【００２３】
次にカウンタウェイト１７１の運動量可変機構１８５につき、図２〜図６を参照して説明する。なお図５は図４のＶ−Ｖ線断面図であり、図６は図５のVI矢視図である。運動量可変機構１８５は、インターナルギア１７５の回転規制位置を変えることによってカウンタウェイト駆動ピン１８３のハンマビット長軸方向への運動量を可変とし、これによってカウンタウェイト駆動ピン１８３によって駆動されるカウンタウェイト１７１のハンマビット長軸方向への直線運動量を可変とするものであり、カウンタウェイト１７１の運動量調整手段を構成している。インターナルギア１７５は、外周面に外歯１７５ｂを有する外歯付インターナルギアとして構成される。以下の説明では外歯付インターナルギア１７５という。
【００２４】
運動量可変機構１８５は、外歯付インターナルギア１７５の外歯１７５ｂに中間ギア１８７を介して常時に噛み合い係合する運動量可変ギア１８９、当該運動量可変ギア１８９と一体に回転するウォームホイール１９１、当該ウォームホイール１９１と常時に噛み合い係合するウォームギア１９３、当該ウォームギア１９３を駆動する補助モータ１９５を主体として構成されている。すなわち、運動量可変機構１８５は、補助モータ１９５を駆動源として外歯付インターナルギア１７５を回転する構成とされる。図５に示すように、運動量可変ギア１８９には磁石１９９が装着され、またハウジングキャップ１０８には、磁石１９９を検出する手段としての第１センサ１９７と第２センサ１９８が運動量可変ギア１８９の回転中心回りに１８０度の位相差を置いて配置されている。第１センサ１９７および第２センサ１９８は、外歯付インターナルギア１７５の回転規制位置検出用として備えられ、運動量可変ギア１８９の磁石１９９を検出したときに、カウンタウェイト駆動ピン１８３を所定の位置に位置決めするための位置決め信号を出力する。すなわち、第１センサ１９７が磁石１９９を検出したときは、カウンタウェイト駆動ピン１８３を後述する負荷駆動時に対応した位置（図３に示す位置）に位置決めし、第２センサ１９８が磁石１９９を検出したときは、カウンタウェイト駆動ピン１８３が無負荷駆動時に対応した位置（図４に示す位置）に位置決めするための信号を出力する。そしてこの信号に基づいて補助モータ１９５が停止される。かくして、運動量可変ギア１８９は、１８０度回転されるごとに固定される構成とされる。第１および第２センサ１９７，１９８および磁石１９９は、本発明における「位置決め手段」に対応する。
【００２５】
ところで、ハンマビット１１３を駆動する駆動モータ１２１の負荷電流は、ハンマ作業に伴う負荷（ハンマ作業時に被加工材側からハンマビット１１３に入力する反力としての外力）がハンマビット１１３に作用する負荷駆動時には増大し、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット１１３に作用しない無負荷駆動時には減少する。この現象に着目し、本実施の形態では、駆動モータ１２１の駆動を制御するべく設けられているモータ制御装置１２２（モータ制御回路、図１参照）において駆動モータ１２１の負荷電流の変化（増減）によって、負荷駆動時と無負荷駆動時とを検出し、その検出結果に基づいて補助モータ１９５に対する駆動信号が出力される構成とされる。すなわち、ハンマ１０１の駆動状態において、駆動モータ１２１の負荷電流が、あるしきい値よりも増大したときには、無負荷駆動状態から負荷駆動状態に切り替えられたとし、またしきい値よりも減少したときには、負荷駆動状態から無負荷駆動状態に切り替えられたとし、それぞれの場合において、補助モータ１９５に駆動信号を出力する構成とされる。
【００２６】
起動後の補助モータ１９５は、第１センサ１９７あるいは第２センサ１９８による磁石１９９の検出信号に基づいて停止され、これにより運動量可変ギア１８９が起動後、１８０度回転された位置に停止されて固定される。そして駆動モータ１２１の負荷電流の変化については、駆動モータ１２１の駆動を制御するべく設けられているモータ制御装置１２２（モータ制御回路）において、適宜検出するように構成されるとともに、その検出に基づき補助モータ１９５に対する駆動信号が出力される構成とされる。またウォームギア１９３は、そのリード角が小さく設定され、これによってウォームホイール１９１側から回転されない、いわゆる逆転防止機能が付与されている。これにより、インターナルギア１７５は、補助モータ１９５の停止状態では回転規制状態に置かれる。この回転規制状態は、本発明における「静止状態」に対応する。
【００２７】
本実施の形態に係るハンマ１０１は上記のように構成される。本実施の形態に係るハンマ１０１は、外歯付インターナルギア１７５の回転規制位置を変えることによって、カウンタウェイト駆動ピン１８３のハンマビット長軸方向への運動量を可変とし、これによってカウンタウェイト駆動ピン１８３によって駆動されるカウンタウェイト１７１のハンマビット長軸方向への直線運動量を可変とする構成を採用したものであり、その原理は、下記のとおりである。
【００２８】
本実施の形態においては、外歯付インターナルギア１７５の内歯１７５ａの歯数と、遊星歯車１７９の歯数は２：１の比率に設定されている。換言すれば、遊星歯車１７９は、外歯付インターナルギア１７５の中心回りに１回の周回動作をするとき、当該遊星歯車１７９の中心回りに２回の自転動作をするように設定されている。また外歯付インターナルギア１７５の外歯１７５ｂの歯数と、運動量可変ギア１８９の歯数は、２：１に設定されている。また、図７の模式図に示すように、キャリア１８１の回転中心軸と遊星歯車１７９の回転中心軸との距離をｒ１とし、遊星歯車１７９の回転中心軸とカウンタウェイト駆動ピン１８３の中心軸との距離をｒ２とする。
【００２９】
上記の設定条件において、運動量可変ギア１８９をある位置で固定（したがって、外歯付インターナルギア１７５を固定）し、キャリア１８１を回転させた場合のカウンタウェイト駆動ピン１８３の運動軌跡は、図８の模式図に示すように、長軸方向に（ｒ１+ｒ２）、短軸方向に（ｒ１−ｒ２）の楕円状の軌跡を描く。ここで、（ｒ１−ｒ２＝０）であれば、カウンタウェイト駆動ピン１８３の短軸方向の運動量はゼロになる。運動量可変ギア１８９の上記位置を１８０度回転すると、図８が９０度回転した図９となる。つまり、運動量可変ギア１８９を１８０度毎に固定すると、カウンタウェイト駆動ピン１８３の軌跡を図８に示す状態と図９に示す状態とに切り替えることができる。このため、カウンタウェイト駆動ピン１８３にカウンタウェイト１７１を取り付ければ、当該カウンタウェイト１７１をハンマビット長軸方向への直線運動量を、大きく動く場合｛２×（ｒ１+ｒ２）｝と、小さく動く場合｛２×（ｒ１−ｒ２）｝とに切り替えることができる。
【００３０】
本実施の形態においては、図３に示すように、遊星歯車１７９がハンマビット長軸方向の後側端部領域（あるいは前側端部領域）に位置している場合において、カウンタウェイト駆動ピン１８３が外歯付インターナルギア１７５と遊星歯車１７９との近接部位に最も接近し、また図４に示すように、遊星歯車１７９がハンマビット長軸方向の後側端部領域（あるいは前側端部領域）に位置している場合において、カウンタウェイト駆動ピン１８３が外歯付インターナルギア１７５と遊星歯車１７９との近接部位から最も離間するように構成している。そして、図３に示す状態のときに、第１センサ１９７が磁石１９９を検出して運動量可変ギア１８９を固定し、図４に示す状態のときに、第２センサ１９８が磁石１９９を検出して運動量可変ギア１８９を固定する構成とされる。すなわち、第１センサ１９７と第２センサ１９８による磁石１９９の検出に基づく運動量可変ギア１９３の回転規制は、１８０度の位相差を有する構成とされている。なお運動量可変ギア１８９の歯数に対し外歯１７５ｂの歯数比が１：２に設定された外歯付インターナルギア１７５は、９０度の位相差で回転規制がなされる。
【００３１】
次に上記のように構成された本実施の形態に係るハンマ１０１の作用および使用方法について説明する。駆動モータ１２１が通電駆動されると、出力軸１２３、変速ギア１４１、クランクピン１４７、クランクアーム１５９、連接ピン１６１を介してピストン１６３がシリンダ１６５のボア内で直線運動を行う。このとき、ハンマビット１１３が被加工材に押圧された負荷駆動状態であれば、エアシリンダ機構１３１および打撃力伝達機構１３５を介してハンマビット１１３が長軸方向に直線駆動される。すなわち、ピストン１６３がハンマビット１１３側へ摺動動作すると、それに伴いピストン１６３とストライカ１３４との間に形成される空気バネ室１６５ａの空気バネ作用を介してストライカ１３４がシリンダ１６５内を同方向へ直線運動してインパクトボルト１３６に衝突することで、その運動エネルギ（打撃力）をハンマビット１１３へと伝達し、これによってハンマビット１１３がツールホルダ１３７内を摺動動作して被加工材に対するハンマ作業を遂行する。この負荷駆動時にハンマ１０１に発生するハンマビット１１３の長軸方向の振動は大きく、制振の要請が高い。
【００３２】
一方、ハンマビット１１３が被加工材に押付けられていない無負荷駆動状態であれば、空打ち防止機構が作動する。すなわち、空気バネ室１６５ａが通気孔を介して外部に連通され、当該空気バネ室１６５ａ内における空気の圧縮作用が行われない。なお空打ち防止機構については、周知技術であるゆえ、具体的な説明を省略する。この結果、ストライカ１３４が駆動されない。このため、ハンマ１０１に発生するハンマビット１１３の長軸方向の振動は、主としてピストン１６３の往復動作に起因するものであり、負荷駆動時に比べて小さく、制振の要請は低い。
【００３３】
さて、駆動モータ１２１の駆動状態が、例えば無負荷駆動状態から負荷駆動状態に変わった場合、駆動モータ１２１に作用する負荷が増大し、それに伴い駆動モータ１２１の負荷電流が大きくなる。そして負荷電流がしきい値を超えると、補助モータ１９５に対して駆動信号が出力され、当該補助モータ１９５が駆動される。それに伴いウォームギア１９３およびウォームホイール１９１を介して運動量可変ギア１８９が回転され、そして運動量可変ギア１８９が１８０度回転された時点で当該第１センサ１９７が磁石１９９を検出すると、その検出信号に基づき補助モータ１９５が停止される。その結果、運動量可変ギア１８９の１８０度の回転により中間ギア１８７を介して外歯付きインターナルギア１７５が９０度回転され、遊星歯車１７９が図４に示す状態から図３に示す状態へと移行し、遊星歯車１７９が外歯付インターナルギア１７５に対しハンマビット長軸方向の後側端部領域（あるいは前側端部領域）に置かれたときには、カウンタウェイト駆動ピン１８３は、外歯付インターナルギア１７５と遊星歯車１７９の近接部位に対し最も接近した位置に位置する関係とされる。この状態で、遊星歯車１７９が自転しつつ公転することにより、当該カウンタウェイト駆動ピン１８３が図８の模式図で示すようにハンマビット長軸方向（図中左右方向）に大きい運動量（ストローク量）を有することになる。そして当該カウンタウェイト駆動ピン１８３の運動量を利用して、カウンタウェイト１７１が、例えばストライカ１３４と対向状に長軸方向に大きく駆動され、これによってハンマビット１１３のハンマ作業に際しての制振を効率的に行うことができる。
【００３４】
一方、駆動モータ１２１の駆動状態が負荷駆動状態から無負荷駆動状態に切り替わると、当該駆動モータ１２１に作用する負荷が減少し、それに伴い負荷電流がしきい値よりも小さくなる。その結果、補助モータ１９５に対して駆動信号が出力され、当該補助モータ１９５が駆動される。それに伴い運動量可変ギア１８９が１８０度回転されると、第２センサ１９８が磁石１９９を検出し、その検出信号に基づき補助モータ１９５が停止される。運動量可変ギア１８９の１８０度の回転に伴い中間ギア１８７を介して外歯付きインターナルギア１７５が９０度回転され、遊星歯車１７９が図３に示す状態から図４に示す状態へと移行し、遊星歯車１７９が外歯付インターナルギア１７５に対しハンマビット１１３の長軸方向の後側端部領域（あるいは前側端部領域）に置かれたときには、カウンタウェイト駆動ピン１８３は、外歯付インターナルギア１７５と遊星歯車１７９の近接部位に対し最も離間した位置に位置する。この状態で、遊星歯車１７９が自転しつつ公転することにより、当該カウンタウェイト駆動ピン１８３が図９の模式図で示すようにハンマビット長軸方向（図中左右方向）に小さい運動量（ストローク量）を有することになる。この場合、図９において、（ｒ１−ｒ２＝０）とすれば、外歯付インターナルギア１７５に対する遊星歯車１７９の近接位置から最も離間した位置に置かれたカウンタウェイト駆動ピン１８３は、遊星歯車１７９の公転にも拘わらず、ハンマビット長軸方向に関しては運動量が見かけ上ゼロとなる。
【００３５】
この結果、無負荷駆動時においては、遊星歯車１７９が外歯付インターナルギア１７５の中心回りに周回動作しても、カウンタウェイト駆動ピン１８３はハンマビット長軸方向（図中左右方向）に関しては何ら運動をしないことが帰結される。換言すれば、制振の要請が低い無負荷駆動時においては、駆動モータ１２１が駆動し、遊星歯車１７９が外歯付インターナルギア１７５の中心回りに周回動作をおこなっているにも拘らず、カウンタウェイト駆動ピン１８３は、ハンマ１０１の長軸方向にカウンタウェイト１７１を駆動しないこととなり、むしろカウンタウェイト１７１の駆動に伴う無用な振動の発生を回避することができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態によれば、負荷駆動時と無負荷駆動時とにおける駆動モータ１２１の負荷電流を電気的に検出し、それに基づきカウンタウェイト１７１の直線運動量を制御する構成のため、機械的な検出機構を用いて負荷駆動時と無負荷駆動時とを検出し、それに基づきカウンタウェイト１７１の直線運動量を変化させる従来方式に比べて、制振制御システムを簡易化することができる。
【００３７】
（本発明の第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態につき、図１０を参照しつつ説明する。第２の実施形態は、制振機構としてのカウンタウェイト１７１に変えて動吸振器２１１を採用したものであり、この点を除いては、前述した第１の実施形態と同様に構成される。ただし、本実施形態におけるハンマ１０１は、カウンタウェイト１７１を有しない構成のため、当然のことながら、カウンタウェイト１７１を駆動するための機構およびカウンタウェイト１７１の直線運動量を変化させるための機構を有しない構成である。
【００３８】
動吸振器２１１は、ハンマ本体部１０３に隣接状に配置された本体部としての筒体２１３と、当該筒体２１３内に配置された鉄製（磁性材料製）のウェイト２１５と、ウェイト２１５の左右に配置された付勢バネ２１７とを主体として構成される。付勢バネ２１７は、本発明における「弾性要素」に対応する。付勢バネ２１７は、ウェイト２１５が筒体２１３の長軸方向（ハンマビット１１３の長軸方向）に移動する際にウェイト２１５に対向状の弾発力を付与する。また筒体２１３内のウェイト２１５の左右両側部には、それぞれ第１作動室２１９および第２作動室２２１が形成される。
【００３９】
本実施の形態における動吸振器２１１は、ウェイト２１５を積極的に駆動することによって当該動吸振器２１１に強制的に振動を発生させる強制加振手段としてのソレノイド２２３を有する。以下、本明細書では、動吸振器２１１を強制的に振動させることを強制加振という。ソレノイド２２３は、筒体２１３の外部における長軸方向の一端側に配置されたフレーム２２５、当該フレーム２２５に収容されるソレノイドコイル２２７、および可動鉄心に相当するウェイト２１５を主体として構成される。ソレノイド２２３は、ソレノイドコイル２２７に電圧を加えることでソレノイド電流を流し、ウェイト２１５を付勢バネ２１７に抗して吸引することで当該ウェイト２１５を積極的に駆動し、これによって動吸振器２１１が振動を発生する構成とされる。この場合において、動吸振器２１１が発生する振動の振動数については、ソレノイドコイル２２７に対する通電のオン・オフの周波数を変える、すなわちソレノイド２２３の作動周期を変えることによって適宜調整される。また動吸振器２１１が発生する振幅については、ソレノイドコイル２２７に通電する電流値を変更することで適宜調整され、更には動吸振器２１１が発生する振動の位相については、ソレノイドコイル２２７に対する通電のオン動作のタイミングを変更することで適宜調整される。
そして、ハンマ作業時において、駆動モータ１２１の負荷電流がしきい値よりも大きい場合には、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット１１３に作用する負荷駆動時であるとして、動吸振器２１１が、負荷駆動時に生ずるハンマビット長軸方向の振動に対応した振動を発生するようにソレノイドコイル２２７が制御される構成とされる。一方、駆動モータ１２１の負荷電流がしきい値よりも小さい場合には、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット１１３に作用しない無負荷駆動時であるとして、動吸振器２１１が発生する振動を負荷駆動時よりも小さくするようにソレノイドコイル２２７を制御する構成、またはソレノイドコイル２２７に対する通電のオフ状態を維持してウェイト２１５を積極的には駆動しない構成とされる。
【００４０】
上記のように構成することで、制振要請の高い負荷駆動時には、動吸振器２１１が、ハンマ本体部１０３に発生する振動の大きさに対応した振動を発生するようにソレノイド２２３による当該動吸振器２１１の強制加振を行うことで負荷駆動時の制振を行なう。一方、制振要請のそれほど高くない無負荷駆動時には、動吸振器２１１が、ハンマ本体部１０３に発生した振動の大きさに対応した振動を発生するようにソレノイド２２３による当該動吸振器２１１の強制加振を行うか、あるいはウェイト２１５がハンマ本体部１０３の振動を外力として駆動される受動的な動吸振器２１１として機能させることによって無負荷駆動時の制振を行うことができる。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、駆動モータ１２１の負荷電流の検出に基づいてソレノイド２２３の制御を行うことによって、動吸振器２１１を、負荷駆動時と無負荷駆動時に対応した態様で作動させることができる。このため、第１の実施の形態と同様に、簡易な制振制御システムを構築できる。また動吸振器２１１を強制加振する手段としてソレノイド２２３を用いたことにより、動吸振器２１１の配置場所に関しての自由度を高くできる。
【００４２】
（本発明の第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態につき、図１１〜図１４を参照しつつ説明する。図１１は第３の実施形態に係るハンマ３０１の全体構成を示す側断面図であり、図１２および図１３はハンマ３０１の主要部を示す平断面図である。また図１４はハンマ駆動時における動吸振器による制振効果を説明する図である。
本実施の形態に係るハンマ３０１は、概括的に見て、モータハウジング３０５、ギアハウジング３０７およびハンドグリップ３１１を有するハンマ本体部３０３によってその外郭が形成される。そしてハンマ本体部３０３の先端側（図中左側端部領域）には、ハンマビット取付けチャック３０９を介してハンマビット３１３が取付けられている。
【００４３】
モータハウジング３０５内には駆動モータ３２１が配置されている。またギアハウジング３０７内には、クランク機構３３１、エアシリンダ機構３３３、打撃力伝達機構３３５が配置される。ギアハウジング３０７のうち、打撃力伝達機構３３５の先端側（図１１において左端側）には上記ハンマビット３１３を保持するツールホルダ３３７が配置される。なおギアハウジング３０７内の各機構のうちクランク機構３３１については、駆動モータ３２１の出力軸３２３からの回転出力を直線運動に変換してハンマビット３１３に伝達し、当該ハンマビット３１３にハンマ動作を行なわせる。ツールホルダ３３７は、ハンマビット３１３につき、その長軸方向への相対的な往復動が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される。クランク機構３３１は、本発明における「運動変換機構」に対応する。
【００４４】
クランク機構３３１は、駆動モータ３２１の出力軸３２３のギア部３２５と噛み合い係合する変速ギア３４１、当該変速ギア３４１と一体状に回転するギアシャフト３４３、ギアシャフト３４３の回転を軸支するギアシャフト支持ベアリング３４５、ギアシャフト３４３の回転中心から所定距離偏心した位置において変速ギア３４１と一体状に形成されたクランクピン３４７を有する。クランクピン３４７はクランクアーム３５９の一端側に連接される。クランクアーム３５９の他端側は、連接ピン３６１を介してエアシリンダ機構３３３を構成するシリンダ３６５のボア内に配置された駆動子としてのピストン３６３に連接される。変速ギア３４１、クランクピン３４７およびクランクアーム３５９は、クランク室３６７内に配置される。クランク室３６７は、本発明における「運動変換機構室」に対応する。クランク室３６７内は、特に図示しないシール構造により概ね外部と非連通状態とされるとともに、その実効容積は、クランクアーム３５９を介してシリンダ３６５内を移動されるピストン３６３の移動動作に応じて周期的に増減するように構成されている。ピストン３６３は、シリンダ３６５内を摺動することで、空気バネ室３６５ａの空気バネの作用を介してストライカ３３４を直線状に駆動し、更に中間子としてのインパクトボルト３３６を介してハンマビット３１３に対する衝撃荷重を発生させる。ストライカ３３４およびインパクトボルト３３６によって打撃力伝達機構３３５が構成されている。ストライカ３３４は、本発明における「打撃子」に対応する。
【００４５】
本実施の形態におけるハンマ３０１は、図１２および図１３に示すように、動吸振器３７１を有する。動吸振器３７１は、本発明における「制振機構」に対応する。動吸振器３７１は、ハンマ本体部３０３に隣接状に配置された筒体３７３と、当該筒体３７３内に配置されたウェイト３７５と、ウェイト３７５の左右に配置された付勢バネ３７７を主体として構成される。付勢バネ３７７は、本発明における「弾性要素」に対応する。付勢バネ３７７は、ウェイト３７５が筒体３７３の長軸方向（ハンマビット長軸方向）に移動する際にウェイト３７５に対向状の弾発力を付与する。また筒体３７３内のウェイト３７５の左右両側部には、それぞれ第１作動室３７９および第２作動室３８１が形成される。第１作動室３７９は、第１連通部３８３を介して常時にクランク室３６７に連通されている。
【００４６】
ハンマ３０１の駆動時において、ピストン３６３がシリンダ３６５内を直線状に移動動作するのに伴い、大気に対して密閉された構造のクランク室３６７内の容積が変化する。例えばピストン３６３が図１３に示す左側死点に位置した状態から図１２に示す右側死点へ移動したときは、クランク室３６７内の容積が減少し、それに伴いクランク室３６７内の圧力が増加する。他方、ピストン３６３が図１２に示す右側死点に位置した状態から図１３に示す左側死点へ移動したときは、クランク室３６７内の容積が増大し、それに伴いクランク室３６７内の圧力が減少する。このようなクランク室３６７内の圧力の変動は、第１連通部３８３を介して動吸振器３７１の第１作動室３７９に導入される。したがって、クランク室３６７内の容積が減少して圧力が増加したときは、ウェイト３７５には図１２に矢印で示す方向の力が作用し、他方、クランク室３６７内の容積が増加して圧力が減少したときは、ウェイト３７５には図１３に矢印で示す方向の力が作用する。すなわち、動吸振器３７１は、ハンマ３０１の駆動時にはクランク室３６７から導入される変動圧力によってウェイト３７５を積極的に駆動することによって動吸振器３７１を強制的に振動させる。以下、動吸振器３７１を強制的に振動させることを強制加振という。動吸振器３７１を強制加振するために第１作動室３７９に導入される圧力は、動吸振器３７１の強制加振手段を構成するものである。すなわち、動吸振器３７１に対し当該動吸振器３７１を強制加振する力としての駆動量を与える。
【００４７】
ところで、ハンマビット３１３を駆動する駆動モータ３２１の負荷電流は、前述した第１の実施の形態で説明したように、ハンマ作業に伴う負荷（ハンマ作業時に被加工材側からハンマビット３１３に入力する反力としての外力）がハンマビット３１３に作用する負荷駆動時には増大し、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット３１３に作用しない無負荷駆動時には減少する。この現象に着目し、本実施の形態では、駆動モータ３２１の駆動を制御するべく設けられているモータ制御装置３２２（モータ制御回路、図１１参照）において、駆動モータ３２１の負荷電流の変化を検出するとともに、その検出結果に基づいて駆動モータ３２１の回転数を制御するように構成する。すなわち、ハンマ３０１の駆動状態において、駆動モータ３２１の負荷電流が、あるしきい値よりも増加したときには、無負荷駆動状態から負荷駆動状態に切り替えられたとして、駆動モータ３２１を所定の高い回転数で駆動するべく制御し、他方、負荷電流がしきい値よりも減少したときには、負荷駆動状態から無負荷駆動状態に切り替えられたとして、駆動モータ３２１を負荷駆動時よりも低い回転数で制御する構成としている。
【００４８】
次に上記のように構成された本実施の形態に係るハンマ３０１の作用および使用方法について説明する。駆動モータ３２１が通電駆動されると、出力軸３２３、変速ギア３４１、クランクピン３４７、クランクアーム３５９、連接ピン３６１を介してピストン３６３がシリンダ３６５のボア内で直線運動を行う。このとき、ハンマビット３１３が被加工材に押圧された負荷駆動状態であれば、エアシリンダ機構３３１および打撃力伝達機構３３５を介してハンマビット３１３が長軸方向に直線駆動される。すなわち、ピストン３６３がハンマビット３１３側へ摺動動作すると、それに伴いピストン３６３とストライカ３３４との間に形成される空気バネ室３６５ａの空気バネ作用を介してストライカ３３４がシリンダ３６５内を同方向へ直線運動してインパクトボルト３３６に衝突することで、その運動エネルギ（打撃力）をハンマビット３１３へと伝達し、これによってハンマビット３１３がツールホルダ３３７内を摺動動作して被加工材に対するハンマ作業を遂行する。
【００４９】
上記のようにハンマビット３１３が駆動される際に発生する衝撃的かつ周期的な振動に対しては、ハンマ本体部３０３に設けられた動吸振器３７１が制振機能を奏する。すなわち、ハンマ３０１のハンマ本体部３０３を、所定の外力（振動）が作用する制振対象体として見立てた場合、当該制振対象体であるハンマ本体部３０３に対して、動吸振器３７１における制振要素であるウェイト３７５および付勢バネ３７７が協働して受動的な制振機構として作用する。と同時にクランク室３６７内の圧力変動を利用してウェイト３７５を積極的に駆動する、いわゆる強制加振による能動的な制振機構として作用し、ハンマ作業時にハンマ本体部３０３に生ずる振動を効果的に抑制する。
【００５０】
すなわち、ハンマ３０１の駆動時において、ピストン３６３がシリンダ３６５内を直線状に移動動作すると、密閉構造のクランク室３６７内の容積が変化し、それに伴いクランク室３６７内の圧力が増加あるいは減少する。このようなクランク室３６７内の圧力変動は、第１連通部３８３を介して動吸振器３７１の第１作動室３７９に導入される。そして第１作動室３７９の圧力が増加したときは、ウェイト３７５には図１２に矢印で示す方向の力が作用し、他方、圧力が減少したときは、ウェイト３７５には図１３に矢印で示す方向の力が作用する。すなわち、動吸振器３７１のウェイト３７５は、ハンマ３０１の駆動時にはクランク室３６７から導入される変動圧力によって積極的に駆動される。
このとき、ウェイト３７５が筒体３７３内を直線運動する際に、第２作動室３８１に形成された第２連通部３８５を通じて外部の空気が当該第２作動室１５２内に導入あるいは排出される構成としてあるため、ウェイト３７５の移動に伴い、第２作動室１５２内の空間が外部との空気の流通を絶たれた状態での膨張（断熱膨張）あるいは圧縮（断熱圧縮）が効果的に防止される。
【００５１】
さて、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット３１３に作用する負荷駆動時には、駆動モータ３２１は、前述したように所定の高い回転数で駆動される。動吸振器３７１は、この負荷駆動時にハンマ本体３０３に発生するハンマビット長軸方向の振動に対し効果的な制振がなされるように構成される。例えば、強制加振によって動吸振器３７１が発生する振動が、負荷駆動時に発生するハンマビット長軸方向の振動の大きさに対応し、かつ逆位相となるように定められる。更に動吸振器３７１の固有振動数は、負荷駆動時におけるストライカ３３４によるハンマビット３１３の最大打撃数付近となるように設定される。これにより、負荷駆動時の動吸振器３７１による制振を効果的に行うことができる。
【００５２】
上記のように構成されるハンマ３０１において、本実施の形態では、ハンマ作業に伴う負荷がハンマビット３１３に作用しない無負荷駆動時には、駆動モータ３２１の回転数を負荷駆動時の回転数よりも遅くする（下げる）ことによって、動吸振器３７１が発生する振動も減少する構成としている。この無負荷駆動時にはハンマ３０１の空打ち防止機構（公知技術につき説明を省略する）の働きにより、ストライカ３３４およびハンマビット３１３が駆動されない。このため、無負荷駆動時のハンマビット長軸方向の振動は、主としてピストン３６３の直線動作に基づいて発生することになるが、負荷駆動時に比べて小さく、しかも位相が変化する。本実施の形態においては、無負荷駆動時に駆動モータ３２１の回転数を遅くすることで、動吸振器３７１が発生する振動を減少するとともに当該振動の振動数を動吸振器３７１の固有振動数からずらし、かつ位相を変化させる構成としたものである。このことによって無負荷駆動時における制振効果を高めることが可能となる。
【００５３】
図１４を参照してハンマ駆動時における動吸振器３７１による制振効果を説明する。図１４にはハンマ３０１に動吸振器３７１を装着した状態において、負荷駆動時と無負荷駆動時とのそれぞれについて、動吸振器３７１を作動した場合と作動させなかった場合とにおけるハンマビット長軸方向に関する振動実験結果を示したものである。なおハンマ３０１に動吸振器３７１を装着した状態で、作動状態と非作動状態とのそれぞれにつき実験を行った理由は、ハンマ３０１の総重量を一定に保って実験条件が変わらないようにするためである。図１４において、動吸振器３７１の作動時におけるハンマ本体３０３の振動（すなわち、制振後の振動）が丸形で示され、丸形のうちの塗りつぶしが負荷駆動時、白抜きが無負荷駆動時を示している。また動吸振器３７１の非作動時におけるハンマ本体３０３の振動が菱形で示され、菱形のうちの塗りつぶしが負荷駆動時、白抜きが無負荷駆動時を示している。
【００５４】
実験結果によれば、動吸振器３７１を非作動状態に定めた場合の実験では、ハンマ３０１の駆動によってハンマ本体３０３に発生するハンマビット長軸方向の振動は、負荷駆動時には打撃数の増加に伴い徐々に増加し、また無負荷駆動時には打撃数の増加に伴い負荷駆動時よりも緩い増加率で増加している。一方、動吸振器３７１を作動状態に定めた場合の実験では、ハンマ３０１の駆動によってハンマ本体３０３に発生するハンマビット長軸方向の振動は、負荷駆動時には打撃数の増加に伴い徐々に減少した後、ある点を境に増加に転じており、無負荷駆動時には打撃数の増加に伴い徐々に現象した後、ある点を境に増加に転じている。そして動吸振器作動時の実験結果から、負荷駆動時には打撃数が図中Ａで示す領域付近で最適な制振効果が認められ、一方、無負荷駆動時には打撃数が図中Ｂで示す領域付近で最適な制振効果が認められる。このことから、負荷駆動時には駆動モータ３２１を打撃数がＡ領域付近となる回転数で回転することによって、負荷駆動時における動吸振器３７１による制振の最適化が実現され、一方、無負荷駆動時には駆動モータ３２１を打撃数がＢ領域付近となる回転数で回転することによって、無負荷駆動時における動吸振器３７１による制振の最適化が実現される。
【００５５】
すなわち、本実施の形態によれば、駆動モータ３２１の負荷電流の変化によってハンマ作業時における負荷駆動状態と無負荷駆動状態とを検出し、そして動吸振器３７１が、負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する負荷駆動時モードと、動吸振器３７１が、無負荷駆動時の振動に対応した振動を発生することによって制振を最適化する無負荷駆動時モードとの間で、ウェイト３７５を駆動する圧力、すなわち動吸振器３７１に与える駆動量を変化させる構成としている。このことによって、負荷駆動時および無負荷駆動時のそれぞれにおいて動吸振器３７１による最適な制振作用を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動ハンマの全体構成を概略的に示す側断面図である。
【図２】カウンタウェイト駆動機構および運動量可変機構の構成を示す部分断面図である。
【図３】カウンタウェイト駆動機構および運動量可変機構の構成を示す平面図であり、カウンタウェイトの運動量が最大とされた状態を示す。
【図４】カウンタウェイト駆動機構および運動量可変機構の構成を示す平面図であり、カウンタウェイトの運動量が最小とされた状態を示す。
【図５】図４におけるV−V線断面図である。
【図６】図５におけるVI矢視図である。
【図７】カウンタウェイト駆動機構の設定条件を説明する模式図である。
【図８】運動量可変ギアをある位置で固定し、キャリアを回転させた場合のカウンタウェイト駆動ピンの運動軌跡を説明する模式図である。
【図９】運動量可変ギアをある位置で固定し、キャリアを回転させた場合のカウンタウェイト駆動ピンの運動軌跡を説明する模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る動吸振器とその加振手段を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る電動ハンマの全体構成を示す側断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る電動ハンマの主要部を示す平断面図であり、ピストンが右側死点に位置した状態を示す。
【図１３】第３の実施形態に係る電動ハンマの主要部を示す平断面図であり、ピストンが左側死点に位置した状態を示す。
【図１４】ハンマ作業時時における動吸振器による制振効果を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  電動ハンマ
１０３  ハンマ本体部
１０５  モータハウジング
１０７  ギアハウジング
１０８  ハウジングキャップ
１０９  ハンマビット取付チャック
１１１    ハンドグリップ
１１３  ハンマビット
１２１  駆動モータ
１２３  出力軸
１２５  出力軸ギア部
１３１  クランク機構
１３３  エアシリンダ機構
１３４  ストライカ（打撃子）
１３５  打撃力伝達機構
１３６  インパクトボルト
１３７  ツールホルダ
１４１  変速ギア
１４３  ギアシャフト
１４５  ギアシャフト支持ベアリング
１４７  クランクピン
１４７ａ  先端ピン部
１５９  クランクアーム
１６１  連接ピン
１６３  ピストン（駆動子）
１６５  シリンダ
１６５ａ  空気バネ室
１７１  カウンタウェイト（制振機構）
１７１ａ  長孔
１７１ｂ  ガイド孔
１７２  ガイドピン
１７３  カウンタウェイト駆動機構（動力伝達機構）
１７５  外歯付インターナルギア
１７５ａ  内歯
１７５ｂ  外歯
１７７  アイドルギア
１７７ａ  軸部
１７９  遊星歯車
１７９ａ  軸部
１８１  キャリア
１８１ａ  係合凹部
１８２  キャリア支持ベアリング
１８３  カウンタウェイト駆動ピン（動力伝達部）
１８５  運動量可変機構（動力伝達機構）
１８７  中間ギア
１８９  運動量可変ギア
１９１  ウォームホイール
１９３  ウォームギア
１９５  補助モータ
１９７  第１センサ
１９８  第２センサ
１９９  磁石
２１１  動吸振器（制振機構）
２１３  筒体（本体部）
２１５  ウェイト
２１７  付勢バネ（弾性要素）
２１９  第１作動室
２２１  第２作動室
２２３  ソレノイド
２２５  フレーム
２２７  ソレノイドコイル
３０１  電動ハンマ
３０３  ハンマ本体部
３０５  モータハウジング
３０７  ギアハウジング
３０８  ハウジングキャップ
３０９  ハンマビット取付チャック
３１１    ハンドグリップ
３１３  ハンマビット
３２１  駆動モータ
３２３  出力軸
３２５  出力軸ギア部
３３１  クランク機構（運動変換機構）
３３３  エアシリンダ機構
３３４  ストライカ（打撃子）
３３５  打撃力伝達機構
３３６  インパクトボルト
３３７  ツールホルダ
３４１  変速ギア
３４３  ギアシャフト
３４５  ギアシャフト支持ベアリング
３４７  クランクピン
３４７ａ  先端ピン部
３５９  クランクアーム
３６１  連接ピン
３６３  ピストン（駆動子）
３６５  シリンダ
３６５ａ  空気バネ室
３６７  クランク室（運動変換機構室）
３７１  動吸振器（制振機構）
３７３  筒体（本体部）
３７５  ウェイト
３７７  付勢バネ（弾性要素）
３７９  第１作動室
３８１  第２作動室
３８３  第１連通部
３８５  第２連通部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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