УДАРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
PERCUSSION TOOL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к ударному инструменту, такому как электрический отбойный молоток, бурильный молоток и т.д.
Уровень техники
В этой области известны электрические отбойные молотки и другие ударные инструменты определенного типа, в которых цилиндрический корпус, передний конец которого предназначен для захождения наконечника, содержит цилиндр, расположенный в заднем пространстве внутри корпуса, и промежуточный элемент, расположенный между цилиндром и наконечником, который установлен с переднего конца. Цилиндр включает в себя поршень возвратно-поступательного перемещения, приводимый в действие двигателем, и ударник, который расположен перед поршнем и выполнен с возможностью синхронного перемещения с поршнем. Промежуточный элемент выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения на заданный ход, и поджатия назад в отведенное положение задним концом наконечника, когда он установлен. Соответственно, ударник, совершающий возвратно-поступательное перемещение синхронно с поршнем, ударяет промежуточный элемент, который косвенно ударяет наконечник.
В случае этого типа ударного инструмента, когда к нему не прилагают нагрузку (то есть, когда наконечник не установлен, либо когда наконечник установлен, но его передний конец не контактирует с заданным объектом, так что он может совершать возвратно-поступательное перемещение относительно корпуса), ударник, совершающий холостой ход, ударяет промежуточный элемент, который, в свою очередь, продвигается для контактирования со ступенчатой частью, образованной (в месте конца хода) на внутренней поверхности корпуса, создавая при этом шум и/или удар. В это время промежуточный элемент может рикошетом отскочить от ступенчатой части и вновь быть ударен ударником, что может привести к повторному контактированию промежуточного элемента со ступенчатой частью. Такие бесполезные ударные перемещения ударника неблагоприятным образом понижают долговечность корпуса или элементов, например болтов. С этой точки зрения сделано предложение, раскрытое в документах Японии JP 2001-179657 А и JP 1-240278 А, чтобы на ступенчатой части был расположен амортизирующий элемент, выполненный из резины или подобного, активно действующий для уменьшения удара, вызываемого промежуточным элементом вследствие холостого хода ударника.
Однако даже в такой усовершенствованной конструкции с амортизирующим элементом, расположенным на ступенчатой части, амортизирующий элемент, с которым будет контактировать промежуточный элемент, вероятно, может постепенно изнашиваться. Следует отметить, что амортизирующий элемент, выполненный из резины или подобного, во многих случаях устанавливают по прессовой посадке в углублении, выполненном в ступенчатой части, и таким образом создают более напряженное состояние посредством сочетания сжимающей нагрузки, прилагаемой в осевом направлении промежуточным элементом, который контактирует с амортизирующим элементом, со сжимающей нагрузкой, прилагаемой со стороны углубления, в которое амортизирующий элемент установлен по прессовой посадке; по существу прилагаемые комбинированные напряжения неизбежно будут снижать долговечность амортизирующего элемента.
Таким образом, существует необходимость в создании ударного инструмента, который содержит амортизирующий элемент, с повышенной долговечностью для сохранения его эксплуатационных характеристик в течение более продолжительного периода времени.
В настоящем изобретении сделана попытка исключения вышеупомянутых недостатков, при этом представленные, не налагающие ограничений варианты осуществления настоящего изобретения могут обеспечить устранение вышеуказанных недостатков, а также других недостатков, которые не описаны выше.
Раскрытие изобретения
Согласно аспекту настоящего изобретения предложен ударный инструмент, содержащий: цилиндрический корпус, имеющий конец для установки наконечника; цилиндр, расположенный в заднем пространстве внутри корпуса, при этом цилиндр содержит поршень возвратно-поступательного перемещения, приводимый в действие двигателем, и ударник, расположенный перед поршнем и выполненный с возможностью синхронного перемещения с поршнем; промежуточный элемент, расположенный внутри корпуса между цилиндром и наконечником, установленным на конце корпуса, предназначенном для его установки, и выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения на заданный ход, и поджатия назад в отведенное положение задним концом наконечника, когда он наконечник, при этом ударник, совершающий возвратно-поступательное перемещение синхронно с поршнем выполнен с возможностью удара промежуточного элемента так, чтобы наконечник был косвенно подвергнут удару промежуточным элементом; амортизирующий элемент, расположенный перед промежуточным элементом внутри корпуса; шайбу, расположенную позади амортизирующего элемента и прилегающую к нему, причем промежуточный элемент выполнен с возможностью контактирования с шайбой, когда промежуточный элемент перемещается ударом ударника в режиме холостого хода; втулку, расположенную позади от шайбы и прилегающую к ней, при этом втулка выполнена с возможностью позиционирования амортизирующего элемента и шайбы, и обеспечения возвратно-поступательного перемещения промежуточного элемента внутри втулки.
Ударный инструмент, выполненный так, как описано выше, может дополнительно содержать второй амортизирующий элемент, расположенный между втулкой и цилиндром так, что ударник, перемещающийся в режиме холостого хода, ударяет второй амортизирующий элемент (непосредственно или косвенно), при этом второй амортизирующий элемент выполнен с возможностью непосредственного или косвенного позиционирования заднего конца втулки. Этот дополнительный отличительный признак может служить для эффективного обеспечения надлежащего расположения втулки.
В ударном инструменте, выполненном согласно первому аспекту так, как описано выше, причем с дополнительным отличительным признаком, описанным согласно второму аспекту, либо без него, внутренняя поверхность втулки может быть выполнена так, чтобы она служила в качестве направляющей поверхности, по которой может скользить промежуточный элемент. Этот дополнительный отличительный признак может служить для устойчивого удержания промежуточного элемента посредством эффективного использования втулки.
В ударном инструменте, выполненном согласно первому аспекту так, как описано выше, задний конец наконечника проходит через шайбу, когда наконечник установлен в корпусе так, что задний концевой участок наконечника удерживается шайбой. Этот дополнительный отличительный признак может служить для обеспечения оптимальной ударной характеристики посредством эффективного использования шайбы.
Согласно конструкции, описанной выше в соответствии с первым аспектом, промежуточный элемент не приводят в непосредственный контакт с амортизирующим элементом, и амортизирующий элемент позиционируют посредством втулки без его установки в углубление по прессовой посадке. Следовательно, напряжение, оказываемое на амортизирующий элемент, может быть уменьшено, так что долговечность может быть увеличена для сохранения эксплуатационной характеристики в течение более продолжительного периода времени.
Согласно дополнительному отличительному признаку, описанному выше в соответствии со вторым аспектом, для позиционирования втулки преимущественно также может быть использован второй амортизирующий элемент.
Согласно дополнительному отличительному признаку, описанному выше в соответствии с третьим аспектом, втулка предпочтительно может быть эффективно использована для устойчивого удержания промежуточного элемента внутри корпуса.
Согласно дополнительному отличительному признаку, описанному выше в соответствии с четвертым аспектом, шайба может служить для устойчивого удерживания наконечника без возникновения колебаний по окружности вокруг оси наконечника. Следовательно, шайба может быть эффективно использована для сохранения оптимальной ударной характеристики наконечника.
Краткое описание чертежей
Приведенные выше аспекты, а также другие преимущества и дополнительные отличительные признаки настоящего изобретения будут более понятны из подробного описания не налагающих ограничений вариантов осуществления изобретения при их рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет собой частичное вертикальное сечение электрического отбойного молотка согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления настоящего изобретения во время выполнения обычной ударной операции;
Фиг.2 представляет собой частичное вертикальное сечение электрического отбойного молотка во время времени простоя, когда к нему не приложена нагрузка.
Описание вариантов осуществления изобретения
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут описаны приведенные в качестве примера варианты осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 показано частичное сечение по вертикали электрического отбойного молотка в качестве примера ударного инструмента, выполненного согласно настоящему изобретению, чтобы представить состояние во время его обычной ударной операции. В электрическом отбойном молотке 1 корпус 2 содержит: цилиндрическую гильзу 4, соединенную с передним концом (с левым концом, показанным в правосторонней зоне фиг.1) корпуса 3 кривошипа, который содержит двигатель (не показан); держатель 5 инструмента, коаксиально соединенный с передним концом гильзы 4.
В гильзе 4 коаксиально с гильзой 4 удерживают цилиндр 6, а в цилиндре 6 находится поршень 8, соединенный с шатуном 7, расположенным в кривошипно-шатунном механизме, известным в этой области, и ударник 10, расположенный перед поршнем 8, а между ними находится воздушная камера 9, так что поршень 8 и ударник могут совершать возвратно-поступательные перемещения внутри цилиндра 6.
Держатель 5 инструмента, находящийся с другой стороны, имеет внутреннюю поверхность, которой придана такая форма, чтобы создать шестиугольное отверстие 11 и цилиндрическое отверстие 12 соответственно в передней и задней частях держателя 5 инструмента. Цилиндрическое отверстие 12 расположено коаксиально шестиугольному отверстию 11 и имеет больший диаметр для образования ступенчатой части 19 в соединительной части между цилиндрическим отверстием 12 и шестиугольным отверстием 11. В передней части, где расположено шестиугольное отверстие 11, к держателю 5 инструмента прикреплен фиксатор 13, причем перпендикулярно осевому направлению держателя 5 инструмента. Наконечник 14 имеет в периферии углубление 15, проходящее в продольном направлении, а фиксатор 13 выполнен так, чтобы быть установленным в углублении 15 с введением в шестиугольное отверстие 11. Следовательно, наконечник 14 удерживают таким образом, что наконечник 14 может совершать возвратно-поступательные перемещения в течение хода, определяемого задним и передним концами углубления 15, которые контактируют с фиксатором 13 соответственно в его самом переднем и самом заднем положениях.
В цилиндрическое отверстие 12 держателя 5 инструмента в указанном порядке коаксиально друг с другом вставлены амортизирующее кольцо (амортизирующий элемент) 16, шайба 17 и втулка 18. Амортизирующее кольцо 16 имеет прямоугольное поперечное сечение и выполнено из резины, например, из уретановой резины, при этом оно контактирует со ступенчатой частью 19, образованной между шестиугольным отверстием 11 и цилиндрическим отверстием 12. Шайба 17 и втулка 18 контактируют соответственно со смежными в переднем направлении элементами (то есть, шайба 17 с амортизирующим кольцом 16 и втулка 18 с шайбой 17). Таким образом, движение вперед амортизирующего кольца 16, шайбы 17 и втулки 18 будет ограничено ступенчатой частью 19. Внутренний диаметр шайбы 17 задан таким образом, что задняя часть наконечника 14 будет удержана в контакте с шайбой 17 при прохождении ее через шайбу 17, когда наконечник 14 установлен в держателе 5 инструмента. Внутренний диаметр втулки 18 больше внутреннего диаметра шайбы 17, а внутри втулки 18 расположен промежуточный элемент 20 (точнее, его передняя часть).
Между втулкой 18 и цилиндром 6 внутри гильзы 4 в указанном порядке расположены рядом передняя шайба 22, второе амортизирующее кольцо (второй амортизирующий элемент) 23, которое имеет, по существу, квадратное поперечное сечение и выполнено из резины, например, из уретановой резины, и задняя шайба 24. Передняя шайба 22 контактирует с задней конечной частью 25 держателя 5 инструмента, которая вставлена в переднюю конечную часть цилиндрической гильзы 4, когда держатель 5 инструмента прикреплен к цилиндрической гильзе 4, так что позиционирование передней шайбы 22, второго амортизирующего кольца 23 и задней шайбы 24 выполняют спереди. Задняя шайба 24 контактирует с ребром 26, образованным по окружности на внутренней поверхности цилиндрической гильзы 4, так что позиционирование задней шайбы 24, второго амортизирующего кольца 23 и передней шайбы 22 выполняют сзади. В этом состоянии задний конец втулки 18 контактирует с передней шайбой 22 и, следовательно, будет предотвращено перемещение назад втулки 18, а также амортизирующего кольца 16 и шайбы 17. Таким образом, амортизирующее кольцо 16 будет подвергнуто ограничениям только в отношении перемещения в направлениях вперед и назад без сжатия в осевом направлении. Кроме того, с задней стороны задней шайбы 24 предусмотрен кольцевой выступ 27, так чтобы передняя концевая часть цилиндра 6 была удержана между кольцевым выступом 27 и ребром 26, и чтобы выступ выдавался в переднюю концевую часть цилиндра 6 для установления границы того места, в котором предотвращено дальнейшее перемещение ударника 10.
Промежуточный элемент 20 имеет переднюю часть с таким диаметром, чтобы передняя часть промежуточного элемента 20 могла скользить по внутренней поверхности втулки 18, и выполнен так, чтобы он имел возможность возвратно-поступательного перемещения с ходом, ограниченным шайбой 17 и передней шайбой 22, с которыми промежуточный элемент контактирует соответственно в его самом переднем и самом заднем положениях. Промежуточный элемент 20 включает в себя стержень 21, который образует заднюю часть промежуточного элемента 20. Стержень 21 имеет уменьшенный диаметр и таким образом может проходить через переднюю и заднюю шайбы 22, 24, и второе амортизирующее кольцо 23. Когда промежуточный элемент 20 находится в отведенном положении, в котором этот элемент 20 контактирует с передней шайбой 22, стержень 21 выступает через переднюю и заднюю шайбы 22, 24, и второе амортизирующее кольцо 23 в цилиндр 6, как показано на фиг.1, и, следовательно, передний конец ударника 10 возвратно-поступательного перемещения контактирует со стержнем 21. С другой стороны, стержень 21 выступает только через переднюю шайбу 22 (но не выступает в цилиндр 6), как показано на фиг.2, когда промежуточный элемент 20 находится в выдвинутом вперед положении, в котором промежуточный элемент 20 контактирует с шайбой 17, так что ударник 10 не будет входить в контакт с промежуточным элементом 20, даже если ударник 10 достигает самого переднего выдвинутого положения, при котором промежуточный элемент 20 контактирует с выступом 27 задней шайбы 24.
Когда электрическим отбойным молотком 1, выполненным так, как описано выше, с наконечником 14, вставленным в шестиугольное отверстие 11 держателя 5 инструмента и удерживаемым фиксатором 13, манипулируют так, что конец наконечника 14 будет прижат к грунту или к другому заданному объекту, задний конец наконечника 14, который отводят, выступает через шайбу 17 во втулку 18, как показано на фиг.1, и толкает промежуточный элемент 20 назад в отведенное положение, при котором промежуточный элемент 20 контактирует с передней шайбой 22. В этом состоянии, когда приведен в действие двигатель, а поршень 8 приведен в действие для возвратно-поступательного перемещения посредством шатуна 7, ударник 10 совершает возвратно-поступательное перемещение под действием воздушной пружины в воздушной камере 9 и ударяет стержень 21 промежуточного элемента 20, который расположен внутри цилиндра 6. При этом ударник 10 косвенно ударяет наконечник 14 посредством промежуточного элемента 20. В частности, согласно данному варианту осуществления изобретения задняя конечная часть наконечника 14 поддержана шайбой 17 и, следовательно, наконечник 14 будет устойчиво удержан без возникновения колебаний.
С другой стороны, в режиме холостого хода, например, когда электрический отбойный молоток 1 поднят, так что наконечник 14 подвешен над грунтом, первый холостой ход ударника 10 вынуждает промежуточный элемент 20 продвигаться вперед в выдвинутое положение, в котором промежуточный элемент 20 контактирует с шайбой 17, и вынуждает наконечник 14 продвигаться вперед до тех пор, пока фиксатор 13 не войдет в контакт с задним концом углубления 15, как показано на фиг.2. При этой операции задний конец наконечника 14 не выступает назад через шайбу 17 во втулку 18. Следовательно, удар, созданный посредством контакта промежуточного элемента 20 с шайбой 17, будет косвенно поглощен амортизирующим кольцом 16, расположенным перед шайбой 17, в результате чего промежуточный элемент 20 не будет значительно отскакивать.
Хотя ударник 10, совершающий холостой ход, продвигается вперед и входит в контакт с задней шайбой 24, создаваемый при этом удар или толчок будет амортизирован вторым амортизирующим кольцом 23. С другой стороны, цилиндр 6 имеет вентиляционные отверстия 28, выполненные так, чтобы они были закрыты периферией ударника 10, когда ударник 10 совершает обычное возвратно-поступательное перемещение, и были открыты, когда ударник 10 достигает наиболее выдвинутого положения, в котором ударник 10 контактирует с задней шайбой 24. Таким образом, действие воздушной пружины будет утеряно после того, как ударник 10 переместится к самому выдвинутому положению, поскольку после этого воздушная камера 9 будет сообщена с внешней стороной. Соответственно, непрерывное возвратно-поступательное перемещение поршня 8 более не будет приводить к перемещению ударника 10 синхронно с поршнем 8.
Следует отметить, что работа в режиме холостого хода, описанная выше, будет аналогична работе, при которой наконечник 14 не установлен в держателе 5 инструмента. Другими словами, во время первого холостого хода амортизирующее кольцо 16 амортизирует удар промежуточного элемента 20, а второе амортизирующее кольцо 23 амортизирует удар ударника 10 и другой холостой ход будет предотвращен.
Как описано выше, в электрическом отбойном молотке 1 согласно вышеуказанному варианту осуществления изобретения амортизирующее кольцо 16 расположено перед промежуточным элементом 20 внутри корпуса 2, шайба 17 расположена позади амортизирующего кольца 16 и прилегает к нему, так что промежуточный элемент 20 входит в контакт с шайбой 17, когда обеспечено продвижение промежуточного элемента 20 посредством удара ударником 10 в режиме холостого хода, а втулка 18 расположена позади от шайбы 17 и прилегает к ней, так что втулка 18 позиционирует амортизирующее кольцо 16 и шайбу 17, и обеспечивает возвратно-поступательное перемещение промежуточного элемента 20 внутри втулки 18. Соответственно, можно будет избежать прямого контакта промежуточного элемента 20 с амортизирующим кольцом 16, при этом амортизирующее кольцо 16 может быть расположено внутри держателя 5 инструмента в требуемом месте посредством втулки 18 без его установки по прессовой посадке. Следовательно, напряжение, воздействующее на амортизирующее кольцо 16, может быть уменьшено, так что долговечность амортизирующего кольца 16 может быть увеличена для сохранения его характеристики в течение более продолжительного периода времени. Далее, может быть гарантирована долговечность других элементов, которые содержат цилиндрическую гильзу 4 и держатель 5 инструмента.
В этом варианте осуществления изобретения, в частности, второе амортизирующее кольцо 23 расположено между втулкой 18 и цилиндром 6 таким образом, что ударник 10, перемещающийся в режиме холостого хода, косвенно ударяет второе амортизирующее кольцо 23, а второе амортизирующее кольцо 23 выполнено так, чтобы косвенно позиционировать задний конец втулки 18. Следовательно, второе амортизирующее кольцо 23 также преимущественно может быть использовано для надлежащего позиционирования втулки 18.
Кроме того, поскольку внутренняя поверхность втулки 18 выполнена так, чтобы она служила в качестве направляющей поверхности, по которой может скользить промежуточный элемент 20, втулка 18 преимущественно может быть эффективно использована для устойчивого удержания промежуточного элемента 20 внутри держателя 5 инструмента. Настоящее изобретение, в частности, обеспечивает преимущество в большом электрическом отбойном молотке, подобном электрическому отбойному молотку 1 согласно данному варианту осуществления изобретения. Поскольку наружный диаметр промежуточного элемента 20 меньше наружного диаметра амортизирующего кольца 16, а с передней стороны промежуточного элемента 20 не выполнено углубление для наконечника 14, чтобы вставлять в него задний конец наконечника, втулка 18 может служить в качестве распорного элемента для обеспечения зазора между амортизирующим кольцом 16 и промежуточным элементом 20, который эффективно способствует функции устойчивого удержания промежуточного элемента 20.
Кроме того, поскольку задний конец наконечника 14 проходит через шайбу 17, когда наконечник 14 вставляют в держатель 5 инструмента, наконечник 14 может быть устойчиво удержан посредством шайбы 17 без окружного колебания вокруг оси наконечника 14. Следовательно, шайба 17 может быть эффективно использована для сохранения оптимальной характеристики удара.
Следует отметить, что амортизирующее кольцо 16 и второе амортизирующее кольцо 23 соответственно описаны как имеющие прямоугольное поперечное сечение, а, по существу, квадратное поперечное сечение, например, только в вышеупомянутом варианте осуществления конструкции, однако элемент, амортизирующий удар, и/или второй элемент, амортизирующий удар, совместимые с настоящим изобретением, могут быть выполнены в виде любых других конструкций, например, в виде кольца с круглым поперечным сечением или кольца с овальным поперечным сечением, либо в виде большого количества колец, расположенных в осевом направлении. Подобным образом, что касается шайбы, согласующейся с настоящим изобретением, то в осевом направлении может быть расположено большое количество шайб, при этом шайба или шайбы необязательно могут быть использованы для удержания задней конечной части наконечника в зависимости от состояния наконечника, который установлен. Кроме того, можно не использовать переднюю шайбу и непосредственным образом позиционировать втулку посредством второго амортизирующего кольца.
С другой стороны, хотя в вышеупомянутом варианте осуществления изобретения передний конец второго амортизирующего кольца 23 расположен у передней шайбы 22, поддерживаемой посредством задней конечной части 25 держателя 5 инструмента, передняя шайба 22 для позиционирования второго амортизирующего кольца 23 вместо этого может быть поддержана посредством одной втулки 18; для этого задняя концевая часть 25 держателя 5 инструмента может быть выполнена более короткой или втулка 18 может быть выполнена более длинной. При такой конструкции второе амортизирующее кольцо 23 расположено у передней шайбы 22, поддерживаемой втулкой 18, шайбой 17 и амортизирующим кольцом 16, следовательно, удар ударника 10, продвигающегося вперед в режиме холостого хода, будет поглощен вторым амортизирующим кольцом 23, а также амортизирующим кольцом 16, расположенным впереди, так что может быть обеспечен синергетический эффект.
В соответствующих случаях могут быть выполнены любые другие изменения или дополнения, касающиеся промежуточного элемента, ударника, корпуса и других элементов. Например, настоящее изобретение может быть применено к такому описанному ранее ударному инструменту, в котором с передней стороны промежуточного элемента выполнено углубление, в которое вставляют заднюю конечную часть наконечника.
Следует однозначно заявить, что предполагается раскрытие всех отличительных признаков, раскрытых в описании и/или в пунктах формулы изобретения, по отдельности и независимо друг от друга с целью первоначального раскрытия, а также с целью ограничения заявленного изобретения независимо от комбинации отличительных признаков в вариантах конструкции и/или в пунктах формулы изобретения. Следует однозначно заявить, что все диапазоны величин или указания групп объектов раскрывают каждое промежуточное значение или каждый промежуточный объект с целью первоначального раскрытия, а также с целью ограничения заявленного изобретения, в частности, в отношении пределов диапазонов величин.