МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ УДАРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
MECHANISED IMPACT TOOL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу уменьшения вибрации в механизированном ударном инструменте, который осуществляет линейный привод наконечника посредством качающегося механизма.
Уровень техники
Способ уменьшения или гашения вибрации, возникающей в электрической ударной дрели с качающимся механизмом, описан в патенте ЕР 1000712. Согласно известному техническому решению, качающийся механизм включает в себя качающееся кольцо, качающееся в осевом направлении вращающегося вала за счет вращения вращающегося вала с приводом от электродвигателя. Линейный привод наконечника осуществляется приводным механизмом инструмента, соединенным с верхней концевой областью качающегося кольца. В механизме гашения вибрации в известном техническом решении в нижней концевой области присоединяют противовес в положении, смещенном приблизительно на 180° по окружности от места соединения качающегося кольца и механизма привода наконечника. Противовес выполнен с возможностью линейного перемещения под воздействием качающего перемещения качающегося кольца и, таким образом, уменьшает вибрацию, возникшую в процессе работы.
Противовес расположен в нижней области, в стороне от качающегося кольца. Поэтому расстояние по вертикали между путем перемещения противовеса и осью наконечника дрели расширяется. В результате, когда приводной механизм инструмента и противовеса приводятся в действие качающимся кольцом, излишняя вибрация вызывается парой вокруг горизонтальной оси, которая пересекает ось вращающегося вала. Кроме того, поскольку противовес выполнен с возможностью линейного перемещения под воздействием качающего перемещения качающего кольца, сопротивление участка скольжения может привести к потере ударной энергии наконечника.
Сущность изобретения
Соответственно задачей изобретения является создание способа дополнительного улучшения показателей гашения вибрации в механизированном ударном инструменте, который осуществляет линейный привод наконечника посредством качающегося механизма.
Описанная выше задача достигается с помощью заявленного изобретения. Согласно изобретению, обычный механизированный ударный инструмент выполняет заданную операцию на заготовке посредством ударного перемещения наконечника в его осевом направлении. Механизированный ударный инструмент включает в себя двигатель, вращающийся вал, качающийся элемент и приводной механизм инструмента. Вращающийся вал расположен параллельно осевому направлению наконечника и выполнен с возможностью приведения во вращение двигателем. Качающийся элемент поддерживается вращающимся валом и вызывает качание в осевом направлении вращающегося вала за счет вращения вращающегося вала. Приводной механизм инструмента соединен с верхней концевой областью качающегося элемента в вертикальном направлении, которая пересекает ось вращающегося вала. Приводной механизм инструмента выполнен с возможностью линейного перемещения в осевом направлении наконечника за счет качающего перемещения качающегося элемента и обеспечивает линейный привод наконечника.
Согласно изобретению, предусмотрен противовес, который уменьшает вибрацию, вызванную в осевом направлении наконечника во время работы. Противовес расположен в области, находящейся выше нижней концевой области качающегося элемента в вертикальном направлении, которая пересекает ось вращающегося вала. Кроме того, нижний конец противовеса соединен с нижней концевой областью качающегося элемента. Противовес проходит вверх от соединения между противовесом и качающимся элементом и имеет ось поворота на удлиненном концевом участке. Когда качающийся элемент качается, противовес приводится в действие качающимся элементом и начинает вращаться в осевом направлении наконечника, уменьшая, таким образом, вибрацию, возникающую в осевом направлении наконечника.
Расположение «выше нижней концевой области» согласно изобретению может обычно определяться состоянием, в котором центр тяжести противовеса расположен в области, находящейся выше нижней концевой области качающегося элемента. Например, противовес может располагаться между нижней концевой областью и верхней концевой областью качающегося элемента, противовес может проходить в область, расположенную ниже нижней концевой области качающегося элемента, или проходить в область, расположенную выше верхней концевой области качающегося элемента.
Противовес согласно изобретению может быть предпочтительно выполнен с возможностью расположения снаружи качающегося элемента так, чтобы избежать пересечения с качающимся элементом. Предпочтительно противовес может иметь, по существу, U-образную форму с открытым верхом.
Противовес расположен в области, которая находится выше нижней концевой области качающегося элемента и соединен с нижней концевой областью качающегося элемента. При такой конструкции противовес, расположенный ближе к оси наконечника, может приводиться в действие качающимся элементом. Кроме того, функция противовеса по гашению вибрации может быть выполнена оптимальным образом путем регулирования момента времени, в который качающийся элемент приводит в действие противовес, так, чтобы он соответствовал моменту возникновения вибрации в процессе работы. Согласно изобретению, противовес перемещается в положение, более близкое к оси наконечника, что позволяет уменьшить излишнюю вибрацию с помощью пары сил.
Кроме того, согласно изобретению, поскольку противовес вращается, можно уменьшить сопротивление скольжению и за счет этого исключить или уменьшить потери энергии. Более того, по сравнению с известной конструкцией, в которой противовес выполнен с возможностью линейного перемещения, можно сделать более простой опорную конструкцию противовеса.
В качестве другого варианта изобретения ось поворота противовеса может располагаться в положении, находящемся выше оси наконечника. При такой конструкции можно уменьшить вертикальное смещение во время вращения противовеса. В результате может быть уменьшено возникновение излишней вертикальной вибрации.
В качестве другого варианта изобретения противовес может включать в себя соединительную часть, соединенную с качающимся элементом и проходящую вверх, и весовую часть, служащую уменьшающим вибрацию грузом. Кроме того, соединительная часть и весовая часть могут быть выполнены в виде отдельных элементов с последующим объединением их друг с другом в одно целое. Поэтому при изготовлении противовеса форма и конфигурация соединительной части и весовой части могут быть должным образом заданы на основании индивидуальных функций. В частности, соединительная часть может быть легко сформирована в виде элемента в форме тонкой пластины, например, путем обработки листового металла, а весовая часть может также быть легко сформирована в форме блока, например в виде отливки. В результате можно уменьшить производственные затраты.
Кроме того, в то время как груз, необходимый для гашения вибрации, обеспечивают на стороне весовой части, соединительную часть можно сделать тоньше, например, путем обработки листового металла. Таким образом, можно уменьшить вес противовеса в целом и вес множества деталей, за исключением весовой части. Поэтому можно уменьшить возникновение излишней вибрации, вызванной перемещением противовеса.
В качестве другого варианта изобретения соединительная часть может включать в себя правое и левое плечо относительно продольной оси инструмента, проходящие вверх от нижнего конца, соединенного с качающимся элементом, и мимо боковой стороны качающегося элемента. Боковое расстояние между проходящими концевыми участками плечей может быть изменено за счет упругой деформации плечей. Кроме того, ось поворота может включать в себя стержень, проходящий в направлении, которое пересекается с направлением прохождения плечей, и отверстие, соответствующее стержню для относительного вращения. Стержень или отверстие могут быть выполнены в проходящем концевом участке каждого из плечей, и стержень с отверстием входят в зацепление друг с другом путем использования перемещения для изменения расстояния между плечами за счет их деформации.
Согласно такой конструкции, стержень и отверстие взаимодействуют между собой путем использования перемещения для изменения расстояния между плечами за счет их деформации.
В качестве другого варианта изобретения механизированный ударный инструмент может дополнительно включать в себя динамический виброгаситель, который уменьшает вибрацию, возникающую во время работы наконечника. Динамический виброгаситель может включать в себя груз, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения в осевом направлении наконечника с приложенным к грузу смещающим усилием упругого элемента. Противовес приводит в движение груз динамического виброгасителя посредством упругого элемента при вращении противовеса. При использовании для гашения вибрации как противовеса, так и динамического виброгасителя можно получить дополнительный эффект гашения вибрации. Кроме того, с конструкцией, в которой груз динамического виброгасителя приводится в действие путем использования вращения противовеса с приводом от качающегося элемента, отсутствует необходимость предусматривать дополнительно приводной механизм, специально предназначенный для приведения в действие груза, так что возможно достижение упрощения конструкции.
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после прочтения последующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сбоку, частично в разрезе, схематично показывающий всю электрическую ударную дрель согласно первому типичному варианту осуществления изобретения;
фиг.2 представляет собой вид сбоку, показывающий внутренний механизм внутри картера редуктора;
фиг.3 представляет собой вид снизу, показывающий внутренний механизм внутри картера редуктора;
фиг.4 представляет собой вид в разрезе, показывающий часть механизма гашения вибрации;
фиг.5 представляет собой вид сбоку, показывающий внутренний механизм внутри картера редуктора согласно второму типичному варианту осуществления изобретения;
фиг.6 представляет собой внешний вид части механизма гашения вибрации;
фиг.7 представляет собой вид в разрезе части механизма гашения вибрации;
фиг.8 представляет собой вид сбоку, показывающий внутренний механизм внутри картера редуктора согласно третьему типичному варианту осуществления изобретения;
фиг.9 представляет собой вид снизу, также показывающий внутренний механизм внутри картера редуктора, с показанным в разрезе динамическим виброгасителем;
фиг.10 представляет собой вид в разрезе части механизма гашения вибрации;
фиг.11 представляет собой внешний вид части механизма гашения вибрации с показанным в разрезе динамическим виброгасителем;
фиг.12 представляет собой вид, поясняющий принудительную активизацию динамического виброгасителя с пружиной смещения, показанной при максимальном давлении;
фиг.13 представляет собой вид, поясняющий принудительную активизацию динамического виброгасителя, с пружиной смещения, показанной при среднем давлении;
фиг.14 представляет собой вид, поясняющий принудительную активизацию динамического виброгасителя, с пружиной смещения, показанной при отсутствии давления;
фиг.15 представляет собой вид сбоку, показывающий внутренний механизм внутри картера редуктора согласно четвертому типичному варианту осуществления изобретения;
фиг.16 представляет собой вид в разрезе части механизма гашения вибрации;
фиг.17 представляет собой вид в разрезе части механизма гашения вибрации, показывающий способ сборки противовеса.
Подробное описание изобретения
Каждый из дополнительных признаков и этапов способа, описанных выше и ниже, может использоваться по отдельности или в сочетании с другими признаками и этапами способа для создания и производства усовершенствованных механизированных ударных инструментов и способа использования таких механизированных ударных инструментов и устройств, используемых в них. Далее будут описаны подробно и со ссылкой на чертежи типичные примеры осуществления настоящего изобретения, в которых применяются многие из этих дополнительных признаков и этапов способа в сочетании. Это подробное описание предназначено только для того, чтобы показать специалисту в данной области техники дополнительные детали для практического применения предпочтительных вариантов настоящего изобретения, и не ограничивает объем изобретения. Только формула изобретения определяет объем заявленного изобретения. Поэтому комбинации признаков и этапов, раскрытых в следующем подробном описании, не являются необходимыми для практического применения изобретения в самом широком смысле и вместо этого предлагаются просто для практического описания некоторых практических примеров изобретения, которое будет теперь приведено со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Первый типичный вариант осуществления изобретения
Далее со ссылкой на фиг.1-4 будет описан первый типичный вариант осуществления изобретения. Как показано на фиг.1, электрическая ударная дрель 101 является типичным вариантом выполнения механизированного ударного инструмента согласно настоящему изобретению и содержит корпус 103 и ударный наконечник 119, соединенный с возможностью отсоединения с областью наконечника корпуса 103 посредством держателя инструмента 137. Ударный наконечник 119 является элементом, соответствующим «наконечнику» согласно настоящему изобретению.
Корпус 103 включает в себя корпус 105 двигателя, картер 107 редуктора и рукоятку 109. В корпусе 105 двигателя расположен приводной двигатель 111. В картере 107 редуктора расположен механизм 113 преобразования движения, механизм 114 передачи усилия и ударный механизм 115. Приводной двигатель 111 является элементом, соответствующим «двигателю» согласно настоящему изобретению. Вращение на выходе приводного двигателя 111 должным образом преобразуется в линейное движение через механизм 113 преобразования движения и передается ударному инструменту 115. Затем в осевом направлении ударного наконечника 119 посредством ударного механизма 115 генерируется ударное усилие. Кроме того, частота вращения на выходе приводного двигателя 111 должным образом уменьшается с помощью механизма 114 передачи усилия и затем передается на ударный наконечник 119. В результате ударный наконечник 119 начинает вращаться. Приводной двигатель 111 запускают путем нажатия на спусковой механизм 109а, расположенный на рукоятке 109. В последующем описании сторона инструмента с ударным наконечником 119 считается передней стороной, а сторона с рукояткой 109 - задней стороной.
Механизм 113 преобразования движения включает в себя ведущее зубчатое колесо 121, которое приводится во вращение в вертикальной плоскости приводным двигателем 111, ведомое зубчатое колесо 123, которое находится в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 121, вращающийся элемент 127, который вращается вместе с ведомым зубчатым колесом 123 посредством промежуточного вала 125, качающееся кольцо 129, выполненное с возможностью качания в осевом направлении ударного наконечника 119 за счет вращения вращающегося элемента 127, и цилиндрический поршень 141, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием качающегося перемещения качающегося кольца 129. Промежуточный вал 125 и качающееся кольцо 129 являются элементами, которые соответствуют, согласно настоящему изобретению, «вращающемуся валу» и «качающемуся элементу» соответственно. Промежуточный вал 125 расположен параллельно (горизонтально) осевому направлению ударного наконечника 219. Наружная поверхность вращающегося элемента 127, установленного на промежуточном валу 125, наклонена под определенным углом относительно оси промежуточного вала 125. Качающееся кольцо 129 опирается на наклонную наружную поверхность вращающегося элемента 127 посредством подшипника 126, так что оно может поворачиваться относительно вращающегося элемента 127. Когда вращающийся элемент 127 вращается, качающееся кольцо 129 вызывает качание в осевом направлении ударного наконечника 119 и в направлении, пересекающем это осевое направление. Вращающийся элемент 127 и качающееся кольцо 129, опирающееся с возможностью вращения на вращающийся элемент 127 посредством подшипника 126, образуют качающийся механизм.
Кроме того, в верхней концевой области качающегося кольца 129 расположен качающийся стержень 128, который проходит вверх (в радиальном направлении) от качающегося кольца 129. Качающийся стержень 128 свободно вставлен в элемент зацепления 124, который выполнен в задней концевой части цилиндрического поршня 141. Цилиндрический поршень 141 расположен с возможностью скольжения в цилиндре 135 и приводится в действие качающим движением (компонент в осевом направлении ударного наконечника 119) качающегося кольца 129, так что он совершает возвратно-поступательные движения вдоль цилиндра 135.
Ударный механизм 115 включает в себя ударник 143 и ударный болт 145. Ударник 143 расположен с возможностью скольжения в канале цилиндрического поршня 141. Ударный болт 145 расположен с возможностью скольжения в держателе инструмента 137 и выполнен с возможностью передачи кинетической энергии ударника 143 на ударный наконечник 119. Ударник 143 приводится в действие пневматической пружиной, действие которой вызывается в воздушной камере 141a цилиндрического поршня 141 посредством скользящего перемещения поршня 141. Затем ударник 143 сталкивается (соударяется) с ударным болтом 145, расположенным с возможностью скольжения в держателе инструмента 137, и передает ударное усилие через ударный болт 145 на ударный наконечник 119. Цилиндрический поршень 141, ударник 143 и ударный болт 145 являются элементами, которые соответствуют «приводному механизму инструмента» согласно изобретению.
Механизм 114 передачи усилия включает в себя первое передаточное зубчатое колесо 131, которое приводится во вращение в вертикальной плоскости приводным двигателем 111 посредством ведущего зубчатого колеса 121 и промежуточного вала 125, второе передаточное зубатое колесо 133, которое находится в зацеплении с первым передаточным зубчатым колесом 131, цилиндр 135, который приводится во вращение вместе со вторым передаточным зубчатым колесом 133. Вращательная движущая сила цилиндра 135 передается на держатель инструмента 137 и далее на ударный наконечник 119, поддерживаемый держателем инструмента 137.
Далее со ссылками на фиг.2-4 будет описан механизм 151 гашения вибрации. Механизм 151 гашения вибрации предусмотрен для гашения импульсной и циклической вибрации, возникающей в осевом направлении ударного наконечника 119 в ходе технологической операции с использованием ударной дрели 101. На фиг.2 и 3 показан внутренний механизм, расположенный внутри картера 107 редуктора. На фиг.2 показан вид сбоку, а на фиг.3 - вид снизу. Кроме того, на фиг.4 показан вид в разрезе, который показывает часть механизма гашения вибрации. Механизм 151 гашения вибрации в этом варианте осуществления включает в себя противовес 153, привод которого осуществляется качающимся кольцом 129. Противовес 153 является элементом, который соответствует «противовесу» согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг.4, противовес 153 имеет, по существу, U-образную форму с открытым верхом, если смотреть спереди или сзади ударной дрели 101. Противовес 153 расположен снаружи качающегося кольца 129 таким образом, чтобы закрывать, по существу, нижнюю половину качающегося кольца 129. Противовес 153 имеет, по существу, прямоугольную нижнюю концевую часть 153а (нижняя часть U-образной формы) (см. фиг.3), если смотреть снизу ударной дрели 101. Правое и левое удлиненные плечи 153b проходят вверх от нижней концевой части 153а. Вес нижней концевой части 153а и плечей 153b подобран таким образом, чтобы центр тяжести противовеса 153 располагался над нижней концевой областью качающегося кольца 129. Плечи 153b противовеса проходят приблизительно до того же уровня, что и горизонтальная плоскость, включая ось промежуточного вала 125. Стержень 153с выполнен на удлиненном конце каждого из плечей 153b и выступает, по существу, горизонтально наружу. Стержень 153с поддерживается с возможностью вращения передней опорной пластиной (не показана) на картере 107 редуктора и задней опорной пластиной 107b (см. фиг.2 и 3), неподвижно размещенной на внутреннем кожухе 107а картера 107 редуктора. В частности, противовес 153 поддерживается в подвешенном состоянии передней и задней опорными пластинами 107b, которые упираются друг в друга. Таким образом, противовес 153 может поворачиваться на стержне 153с в осевом направлении относительно ударного наконечника 119.
Цилиндрический выступ 129а предусмотрен в нижней концевой области качающегося кольца 129 или в положении, смещенном приблизительно на 180° по окружности от места соединения между качающимся кольцом 129 и цилиндрическим поршнем 141. Соответственно в нижней концевой части 153а противовеса 153 выполнено отверстие 153d зацепления. Выступ 129а качающегося кольца 129 свободно входит в отверстие 153d зацепления для того, чтобы обеспечить свободное относительное перемещение. Поэтому когда качающееся кольцо 129 качается, противовес 153 приводится в движение качающим перемещением (компонент перемещения в осевом направлении ударного наконечника 119) качающегося кольца 129 и начинает вращаться в направлении, противоположном направлению возвратно-поступательного движения цилиндрического поршня 141. Кроме того, между внутренней поверхностью противовеса 153 и наружной поверхностью качающегося кольца 129 предусмотрен зазор, так что противовес 153 может вращаться, не пересекаясь с качающимся кольцом 129.
Далее будет объяснена работа ударной дрели 101 согласно первому варианту осуществления, сконструированной, как описано выше. При запуске приводного двигателя 111 (показан на фиг.1) вращение на выходе приводного двигателя 111 вызывает вращение ведущего зубчатого колеса 121 в вертикальной плоскости. Когда ведущее зубчатое колесо 121 вращается, вызывается вращение в вертикальной плоскости вращающегося элемента 127 посредством ведомого зубчатого колеса 123, находящегося в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 121 и промежуточным валом 125. Затем происходит качание качающегося кольца 129 и качающегося стержня 128, а цилиндрический поршень 141 начинает линейно скользить под воздействием качающегося перемещения качающегося стержня 128. Под воздействием пневматической пружины, действующей внутри воздушной камеры 141a цилиндрического поршня 141 в результате этого скользящего перемещения цилиндрического поршня 141, ударник 143 совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндрического поршня 141. В это время ударник 143 соударяется с ударным болтом 145 и передает кинетическую энергию, вызванную соударением, ударному наконечнику 119.
Когда первое передаточное зубчатое колесо 131 начинает вращаться вместе с промежуточным валом, цилиндр 135 приводится во вращение в вертикальной плоскости посредством второго передаточного зубчатого колеса 133, которое находится в зацеплении с первым передаточным зубчатым колесом 131, которое в свою очередь заставляет держатель инструмента 137 и ударный наконечник 119, который удерживает держатель инструмента 137, вращаться вместе с цилиндром 135. Таким образом, ударный наконечник 119 совершает ударное движение в осевом направлении и сверлящее движение по окружности, выполняя на заготовке технологическую операцию (операцию сверления).
Ударная дрель 101 может быть переключена не только в режим ударного сверления, в котором ударный наконечник 119 совершает ударное движение и сверлящее движение по окружности, но и в режим сверления, в котором ударный наконечник 119 совершает только сверлящее движение, или в режим перфорирования, в котором ударный наконечник 119 совершает только ударное движение.
В описанной выше технологической операции противовес 153 уменьшает импульсную и циклическую вибрацию, возникающую в осевом направлении ударного наконечника 119. Противовес 153 соединен с качающимся кольцом 129 в положении, смещенном приблизительно на 180° от места соединения между качающимся кольцом 129 и цилиндрическим поршнем 141 по окружности. Поэтому когда цилиндрический поршень 141 скользит внутри цилиндра 135 в направлении ударника 143, противовес 153 поворачивается в направлении, противоположном направлению скольжения ударника 143. В частности, согласно этому варианту осуществления, когда цилиндрический поршень 141 линейно перемещается к ударнику 143, а ударный наконечник 119 посредством ударника 143 и ударного болта 145 вызывает совершение ударного движения, противовес 153 поворачивается на стержне 153с в осевом направлении ударного наконечника 119 и в направлении, противоположном цилиндрическому поршню 141. Таким образом, может быть уменьшена вибрация, возникшая в ударной дрели 101 в осевом направлении относительно ударного наконечника 119.
Согласно этому варианту осуществления, противовес 153 расположен в области, находящейся выше нижней концевой области качающегося кольца 129, и при такой конструкции центр тяжести противовеса 153 может быть расположен ближе к оси ударного наконечника 119 по сравнению с существующими техническими решениями. В результате возможно гашение излишней вибрации, которое может быть обеспечено соединением вокруг горизонтальной оси, которая пересекается с осью промежуточного вала 125, когда цилиндрический поршень 141 и противовес 153 приводятся качающимся кольцом 129 в движение в противоположных направлениях.
Кроме того, согласно этому варианту осуществления, противовес 153 поворачивается в осевом направлении относительно ударного наконечника 119 на стержнях 153с на удлиненных концах проходящих вверх плечей 153. Таким образом, противовес 153 приводится во вращение качающим движением качающегося кольца 129. Поэтому может быть уменьшено сопротивление скольжению на участке скольжения, так что можно избежать или уменьшить потерю движущего усилия ударения ударным наконечником 119. Более того, конструкция поддерживания противовеса 153 образована стержнями 153с и передней и задней опорными пластинами 107b, которые поддерживают с возможностью вращения стержни 153с. Таким образом, конструкцию поддержания противовеса 153 можно сделать более простой по сравнению с конструкцией, в которой противовес совершает возвратно-поступательные движения.
Кроме того, в этом варианте осуществления структура соединения противовеса 153 и качающегося кольца 129 обеспечивается с помощью конструкции, в которой выступ 129а качающегося кольца 129 свободно вставлен в отверстие 153d зацепления для того, чтобы обеспечить свободное относительное перемещение. Поэтому боковое качающее перемещение качающегося кольца 129, или движение качания (показанное стрелкой на фиг.3) качающегося кольца 129 на вертикальной оси, перпендикулярной оси промежуточного вала 125, не передается противовесу 153. Поэтому возможно предотвращение возникновения излишней вибрации вокруг вертикальной оси путем приведения в действие противовеса 153.
Второй типичный вариант осуществления изобретения
Далее со ссылкой на фиг.5-7 будет описан механизм 151 гашения вибрации согласно второму типичному варианту осуществления изобретения. На фиг.5 показан внутренний механизм, расположенный внутри картера 107 редуктора. На фиг.6 показан внешний вид части механизма гашения вибрации, а на фиг.7 показан вид в разрезе части механизма гашения вибрации. Подобно первому варианту осуществления, механизм 151 гашения вибрации согласно второму варианту осуществления также включает в себя противовес 163, который приводится в действие качающимся кольцом 129. Ось поворота противовеса 163 расположена выше, чем в первом варианте осуществления. За исключением этой оси, второй вариант осуществления имеет такую же конструкцию, как и первый вариант осуществления. Компоненты или элементы второго варианта осуществления, по существу, идентичны компонентам первого варианта осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями, что и в первом варианте осуществления, и не будут описаны. Противовес 163 является элементом, который соответствует «противовесу» согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг.6 и 7, противовес 163 имеет, по существу, U-образную форму с открытым верхом, если смотреть спереди или сзади ударной дрели 101. Противовес 163 расположен снаружи качающегося кольца 129. Противовес 163 соединен с качающимся кольцом 129 в нижней концевой части 163а (нижняя часть U-образной формы) противовеса 163 через выступ 129а качающегося кольца 129 и отверстие 163d зацепления. Правое и левое плечи 163b проходят вверх от нижней концевой части 163а.
Плечи 163b противовеса 163 проходят вверх в положение, расположенное выше оси промежуточного вала 125, и далее в положение, находящееся несколько выше оси ударного наконечника 119. Стержень 163с выполнен на удлиненном конце каждого из плечей 163b и выступает, по существу, горизонтально наружу. Стержень 163с поддерживается с возможностью вращения передней опорной пластиной (не показана) на картере 107 редуктора и задней опорной пластиной 107b, расположенной на внутреннем кожухе 107а картера 107 редуктора. Кроме того, по существу, в середине плечей 163b противовеса 163 в направлении их прохождения расположен элемент 163е концентрации веса, предназначенный для концентрации веса. С этим элементом 163е концентрации веса центр тяжести противовеса располагается ближе к оси ударного наконечника 119, чем в случае с противовесом согласно первому варианту осуществления.
Согласно этому варианту осуществления, как и в первом варианте осуществления, в ходе технологической операции противовес 163 служит для гашения импульсной и циклической вибрации, возникающей в осевом направлении относительно ударного наконечника 119. Противовес 163 соединен с качающимся кольцом 129 в положении, смещенном приблизительно на 180° по окружности от места соединения между качающимся кольцом 129 и цилиндрическим поршнем 141. Поэтому когда цилиндрический поршень 141 скользит внутри цилиндра 135 в направлении ударника 143, противовес 163 поворачивается в направлении, противоположном направлению скольжения ударника 143. В частности, согласно этому варианту осуществления, когда цилиндрический поршень 141 линейно перемещается к ударнику 143, а ударный наконечник 119 посредством ударника 143 и ударного болта 145 вызывает совершение ударного движения, противовес 163 поворачивается на стержне 153с в направлении, противоположном цилиндрическому поршню 141 в продольном направлении ударного наконечника 119. Таким образом, может быть уменьшена вибрация, возникшая в ударной дрели 101 в осевом направлении относительно ударного наконечника 119.
В этом варианте осуществления, как описано выше, на плечах 163b противовеса предусмотрен элемент концентрации веса 163е, так что центр тяжести противовеса располагается ближе к тому же уровню, что и горизонтальная плоскость, включающая в себя ось ударного наконечника 119. В результате возможно гашение излишней вибрации, которое может быть обеспечено соединением вокруг горизонтальной оси, которая пересекается с осью промежуточного вала 125, когда цилиндрический поршень 141 и противовес 163 приводятся качающимся кольцом 129 в движение в противоположных направлениях.
Когда противовес 163 поворачивается на стержне 163с в осевом направлении относительно ударного наконечника 119, противовес 163 перемещается за счет смещения Х в вертикальном направлении, которое пересекается с осевым направлением ударного наконечника 119. В таком случае, поскольку ось поворота противовеса 163 расположена выше оси ударного наконечника 119, возможно уменьшение вертикального смещения Х вращающегося противовеса 163. Поэтому возможно уменьшение возникновения излишней вибрации за счет смещения по вертикали.
Третий типичный вариант осуществления изобретения
Третий типичный вариант осуществления настоящего изобретения далее поясняется со ссылкой на фиг.8-14. Механизм 151 гашения вибрации согласно этому варианту осуществления предусматривает совместное использование противовеса 153 и динамического виброгасителя 171. На фиг.8 и 9 показан внутренний механизм, расположенный в картере 107 редуктора с динамическим виброгасителем, показанным в разрезе. Как показано на фиг.8 и 9, динамические виброгасители 171 расположены внутри картера 107 редуктора. Динамические виброгасители 171 расположены с правой и левой сторон оси ударного наконечника 119, в боковой части картера 107 редуктора ударной дрели 101 (см. фиг.9). Правый и левый динамические виброгасители 171 имеют одинаковую конструкцию. Кроме того, на фиг.10 показан вид в разрезе части механизма гашения вибрации, а на фиг.11 показан внешний вид части механизма гашения вибрации (с динамическими виброгасителями 171, показанными в разрезе). На фиг.12-14 подробно показана конструкция и перемещение динамического виброгасителя 171. Однако на фиг.12-14 не показан противовес 153, за исключением стержня 153с.
В этом варианте осуществления динамический виброгаситель 171 включает в себя цилиндрическое тело 172, которое проходит в осевом направлении относительно ударного наконечника 119, уменьшающий вибрацию груз 173, расположенный внутри цилиндрического тела 172, и пружины 177 смещения, расположенные на передней и задней сторонах груза 173. Каждая из пружин 177 смещения является элементом, который соответствует «упругому элементу» согласно настоящему изобретению. Пружины 177 смещения прикладывают усилие пружины к грузу 173 в направлении друг к другу, когда груз 173 перемещается в продольном направлении цилиндрического тела 172 (в осевом направлении относительно ударного наконечника 119). Кроме того, с обеих сторон груза 173 образована камера 176 активации внутри цилиндрического тела 172 динамического виброгасителя 171. Камера 176 активации сообщается с наружной стороной динамического виброгасителя 171 через канал 172а (см. фиг.12-14), проходящий через стенку цилиндрического тела 172 или через канал 155а (см. фиг.12-14), проходящий через ползун 155, который будет описан далее. Таким образом, камера 176 активации обычно сообщается с внешней средой, так что воздух может свободно поступать в нее и выходить из нее. Поэтому поток воздуха не препятствует возвратно-поступательному движению груза 173.
Противовес 153 не только выполняет функцию гашения вибрации, но и подает также возбуждающую силу для активного привода и принудительного возбуждения груза 173 динамического виброгасителя. В частности, в дополнение к конструкции, описанной в первом варианте осуществления, на выступающем конце каждого из стержней 153с противовеса 153 предусмотрена рабочая деталь 153е, которая поворачивается вместе с соответствующим стержнем 153с. Рабочая деталь 153е выступает вперед, и ее выступающий конец находится в контакте с задней стороной ползуна 155, установленного с возможностью скольжения внутри цилиндрического тела 172 динамического виброгасителя 171. Ползун 155 поддерживает один конец одной из пружин 177 смещения. Поэтому когда противовес 153 поворачивается вместе со стержнем 153с, рабочая деталь 153е поворачивается вместе с соответствующим стержнем 153с, а ее выступающий конец перемещает ползун 155 в направлении сжатия пружины 177 смещения. Кроме того, противовес 153 имеет такую же конструкцию, что и в первом варианте осуществления, и поэтому имеет такие же ссылочные позиции и не будет описан.
Более того, ползун 155 имеет цилиндрическую форму, вытянутую в направлении перемещения и имеющую закрытый конец в направлении перемещения. Поэтому ползун 155 может иметь более широкую площадь скользящего контакта без увеличения продольной длины цилиндрического тела 172. Таким образом, можно стабилизировать движение ползуна 155 в продольном направлении.
В третьем варианте осуществления, выполненном, как описано выше, в ходе технологической операции не только противовес 153 служит для гашения импульсной и циклической вибрации, возникающей в осевом направлении ударного наконечника 119, как и в первом варианте осуществления, но функцию гашения вибрации выполняет также динамический виброгаситель 171, расположенный в корпусе 103. В частности, груз 173 и пружины 177 смещения выполняют функцию элементов гашения вибрации в динамическом виброгасителе 171 и взаимодействуют для пассивного гашения вибрации корпуса 103 ударной дрели 101, к которому прикладывается определенное внешнее усилие (вибрация). Таким образом, может быть эффективно погашена вибрация ударной дрели 101.
Кроме того, при приведении в действие ударной дрели 101 цилиндрический поршень 141 линейно перемещается в направлении ударника 143 качающимся перемещением качающегося кольца 129 и ударный наконечник 119 вызывает совершение ударного движения под воздействием ударника 143 и ударного болта 145. В то же время, как и в первом варианте осуществления, противовес 153 поворачивается на стержне 153с в направлении, противоположном цилиндрическому поршню 141 в осевом направлении ударного наконечника 119. Таким образом, может быть погашена вибрация, возникшая в ударной дрели 101 в осевом направлении ударного наконечника 119.
Более того, когда противовес 153 поворачивается на стержнях 153с в осевом направлении относительно ударного наконечника 119, как показано на фиг.12-14, рабочая деталь 153е противовеса 153 поворачивается по вертикали. Когда рабочая деталь 153е поворачивается в одном направлении (в этом варианте осуществления вниз), рабочая деталь 153е линейно перемещает ползун 153 динамического виброгасителя 171 и сжимает пружину 177 смещения, которая в свою очередь перемещает груз 173 в направлении сжатия пружины 177 смещения. В частности, груз 173 может активно приводиться в движение и принудительно возбуждаться. Поэтому динамический виброгаситель 171 может действовать устойчиво вне зависимости от величины вибрации, воздействующей на ударную дрель 101. В результате ударная дрель 101 может обеспечить выполнение в достаточной степени функции гашения вибрации за счет активного приведения в действие груза 173 даже тогда, когда, например, пользователь выполняет операцию перфорирования или операцию ударного сверления во время приложения сильного прижимающего усилия к ударной дрели 101, или даже в таких рабочих условиях, при которых, хотя и в высшей степени требуется гашение вибрации, величина вибрации, введенной в динамический виброгаситель 171, может быть уменьшена благодаря прижимающему усилию, так что динамический виброгаситель 171 не может в достаточной мере функционировать.
Как описано выше, согласно этому варианту осуществления, противовес 153 и динамический виброгаситель 171 используются в сочетании. Поэтому при обеих функциях виброгашения противовеса 153 и динамического виброгасителя 171 может быть получен более значительный эффект гашения вибрации.
Особенно в этом варианте осуществления рабочая деталь 153е расположена на противовесе 153, предусмотренном для гашения вибрации, и рабочая деталь 153е приводит в движение ползун 155 и передает возбуждающее усилие динамическому виброгасителю. При такой конструкции необязательно дополнительно применять приводной механизм, специально предназначенный в качестве средства подачи возбуждающего усилия, так что возможно достижение упрощения конструкции.
Четвертый типичный вариант осуществления изобретения
Механизм 151 гашения вибрации согласно четвертому типичному варианту осуществления настоящего изобретения далее поясняется со ссылкой на фиг.15-17. На фиг.15 показан внутренний механизм, расположенный внутри картера 107 редуктора. На фиг.16 и 17 показан вид в разрезе части механизма гашения вибрации. На фиг.17 показан способ сборки части механизма гашения вибрации. Подобно первому и второму вариантам осуществления, механизм 151 гашения вибрации согласно четвертому варианту осуществления также включает в себя противовес 183, привод которого осуществляется качающимся кольцом 129. За исключением противовеса 183, четвертый вариант осуществления имеет такую же конструкцию, что и первый вариант осуществления. Компоненты или элементы в четвертом варианте осуществления, которые, по существу, идентичны компонентам и элементам в первом варианте осуществления, имеют такие же ссылочные позиции, что и в первом варианте осуществления, и не будут описаны. Противовес 183 является элементом, который соответствует «противовесу» согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг.16, противовес 183 включает в себя правое и левое плечи 183b и правый и левый элементы 183е концентрации веса. Нижняя концевая часть 183а противовеса 183 соединена с качающимся кольцом 129, и в этом положении плечи 183 проходят вверх. Элементы 183е концентрации веса предусмотрены на плечах 183b и выполняют функцию груза, гасящего вибрацию. Противовес 163 имеет, по существу, U-образную форму, если смотреть спереди или сзади ударной дрели 101. В этом варианте осуществления плечи 183b и элементы 183а концентрации веса выполнены как отдельные элементы. Плечи 183b и элементы 183е концентрации веса являются элементами, которые соответствуют «соединительной части» и «весовой части» соответственно, согласно настоящему изобретению.
Круглое отверстие 183d зацепления выполнено в нижней концевой части 183а плечей 183b. Выступ 129 проходит вниз от нижней концевой области качающегося кольца 129 и свободно входит в отверстие 183d зацепления для свободного относительного перемещения. Таким образом, плечи 183b соединены с качающимся кольцом 129. Кроме того, плечи 183b проходят вверх мимо боковой поверхности качающегося кольца 129 и в положение, находящееся несколько выше оси ударного наконечника 119. Круглое стержневое отверстие 183с выполнено в удлиненной концевой части каждого из плечей 183b. Стержневые отверстия 183с взаимодействуют с возможностью вращения со стержнями (выступами) 107d участка 107с поддержания плеча, образованного на внутреннем кожухе 107а. Таким образом, противовес 183 может поворачиваться на стержнях 107d в осевом направлении относительно ударного наконечника 119. Стержни 107d и стержневые отверстия 183с являются элементами, которые соответствуют элементам «стержень» и «отверстие» соответственно, согласно настоящему изобретению.
Плечи 183b имеют определенную форму или, по существу, U-образную форму с отверстием 183а зацепления в нижней концевой части 183а, стержневыми отверстиями 183с на удлиненных концевых частях плечей и множество установочных отверстий 183f для груза, расположенных, по существу, в середине плечей в направлении их прохождения, путем обработки листового металла резанием, изгибанием и пробиванием отверстий. Расстояние между противоположными проходящими концевыми частями плечей 183b может изменяться путем упругой деформации плечей 183b. Поэтому установка противовеса 183 на участок поддержания 107с плеча внутреннего кожуха 107а или взаимодействие отверстий под стержни 183с плечей 183b со стержнями 107а участка поддержания 107с плеча могут быть обеспечены путем использования деформации плечей 183b, как показано на фиг.17. Элементы 183е концентрации веса имеют форму, например, прямоугольного блока путем литья и крепления к плечам 183b с помощью крепежных средств, таких как заклепки 185, пропущенные через установочные отверстия 183f для груза в плечах 183b.
Согласно четвертому варианту осуществления, сконструированному, как описано выше, при ударной операции с использованием ударной дрели 101 противовес 183 выполняет функцию гашения импульсной и циклической вибрации, вызванной в осевом направлении ударного наконечника 119. Таким образом, с механизмом гашения вибрации возможно достижение такого же эффекта гашения вибрации, как и в первом и втором вариантах осуществления.
Согласно четвертому варианту осуществления, плечи 183b и элементы 183е концентрации веса выполнены как отдельные элементы. Поэтому при изготовлении противовеса 183 форма и конфигурация плечей 183b и элементов 183е концентрации веса может быть задана должным образом по отдельности с учетом их индивидуального назначения.
Плечи 183b, предназначенные для передачи движения качающегося кольца 129 на противовес 183, выполнены путем обработки листового металла, так что плечи 183b можно сделать тоньше и, таким образом, легче, обеспечивая при этом прочность, необходимую для передачи движения качающегося кольца 129. Что касается элементов 183е концентрации веса, то можно легко получить вес, необходимый для уменьшения вибрации, возникшей в процессе работы. В результате можно оптимизировать эффект гашения вибрации при уменьшении общего веса противовеса 183. Кроме того, за счет уменьшения массы элементов, кроме элемента концентрации 183е веса, можно погасить излишнюю вибрацию, которая может быть вызвана перемещением противовеса 183. Более того, затраты на изготовление противовеса 183 можно уменьшить за счет изготовления плечей 183b из листового металла.
Кроме того, согласно четвертому варианту осуществления, плечи 183b могут быть соединены со стержнями 107d участка 107с поддержания плеча со стороны корпуса с использованием деформации плечей 183b. В частности, усилие смещения может быть приложено к плечам 183b в направлении, расширяющем расстояние между противоположными плечами 183b, и стержневые отверстия 183с выравниваются со стержнями 107d. После этого усилие снимается, так что стержневые отверстия 183с могут быть совмещены со стержнями 107d. Таким образом, может быть легко выполнена операция сборки. Кроме того, при конструкции, в которой противовес собирают путем использования деформации плечей 183b, противовес 183 в целом можно сделать компактным. Более того, плечи 183b, образующие стержневые отверстия 183с, не требуется делать состоящими из двух частей, имеющих переднюю и заднюю секции. Таким образом, можно добиться упрощения конструкции.
Кроме того, в описанных выше вариантах осуществления качающееся кольцо 129 качающегося механизма описано как опирающееся для относительного вращения под заданным углом наклона на промежуточный вал 125 и качающееся в осевом направлении промежуточного вала 125 при вращении промежуточного вала. Однако конструкция качающегося механизма этим не ограничивается. В частности, качающееся кольцо 129 может быть установлено таким образом, что оно наклонено под заданным углом относительно оси промежуточного вала и вращается вместе с промежуточным валом. Таким образом, качающийся механизм может быть сконструирован таким образом, что качающееся кольцо начинает качаться в осевом направлении при вращении вместе с промежуточным валом, когда вращается промежуточный вал. Более того, в описанных выше вариантах осуществления ударная дрель 101 описана как типичный пример механизированного ударного инструмента, но настоящее изобретение может быть применено не только к ударной дрели 101, но и к ударнику, выполняющему только ударные операции.
Кроме того, в четвертом варианте осуществления стержневые отверстия 183 могут быть выполнены в участке 107с стороны поддержания плеча, а стержни 107d - на стороне плечей 183b.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
101 - ударная дрель (механизированный ударный инструмент)
103 - корпус
105 - корпус двигателя
107 - картер редуктора
107а - внутренний кожух
107b - опорная пластина
107с - участок поддержания плеча
107d - стержень
109 - рукоятка
109а - спусковой механизм
111 - приводной двигатель
113 - механизм преобразования движения
114 - механизм передачи усилия
115 - ударный механизм
119 - ударный наконечник (наконечник инструмента)
121 - ведущее зубчатое колесо
123 - ведомое зубчатое колесо
124 - элемент зацепления
125 - промежуточный вал (вращающийся вал)
126 - подшипник
127 - вращающийся элемент
128 - качающийся стержень
129 - качающееся кольцо (качающийся элемент)
129а - выступ
131 - первое передаточное зубчатое колесо
133 - второе передаточное зубчатое колесо
135 - цилиндр
137 - держатель инструмента
141 - цилиндрический поршень
141a - воздушная камера
143 - ударник
145 - ударный болт
151 - механизм гашения вибрации
153 - противовес
153а - нижний концевой участок
153b - плечо
153с - стержень (ось поворота)
153d - отверстие зацепления
153е - рабочая деталь
155 - ползун
155а - канал
163 - противовес
163а - нижний концевой участок
163b - плечо
163с - стержень (ось поворота)
163d - отверстие зацепления
163е - элемент концентрации веса
171 - динамический виброгаситель
172 - цилиндрическое тело
172а - канал
173 - груз
176 - камера активации
177 - пружина сжатия (упругий элемент)
183 - противовес
183а - нижний концевой участок
183b - плечо (соединительная часть)
183с - стержневое отверстие (отверстие)
183d - отверстие зацепления
183е - элемент концентрации веса (весовая часть)
183f - установочное отверстие для груза
185 - заклепка