JP7400591B2

JP7400591B2 - 作業機

Info

Publication number: JP7400591B2
Application number: JP2020062084A
Authority: JP
Inventors: 太郎岡部
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021160010A

Description

本発明は、シリンダと、シリンダの内部に設けられたピストンと、シリンダの内部に設けられた打撃部と、を有する作業機に関する。

シリンダと、シリンダの内部に設けられたピストンと、シリンダの内部に設けられた打撃部と、を有する作業機の例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された作業機としての打撃作業機は、ハウジング、シリンダホルダ、シリンダ、ピストン、電動モータ、打撃部、中間子、質量体及び弾性部材を有する。ハウジングは、モータケース及び打撃ケースを有し、電動モータは、モータケース内に設けられている。シリンダホルダは、筒形状であり、シリンダホルダは、打撃ケース内に設けられている。シリンダは、シリンダホルダ内に設けられており、ピストン及び打撃部は、シリンダの内部に設けられている。シリンダの内部におけるピストント打撃部との間に、圧力室が設けられている。シリンダを径方向に貫通する呼吸孔が設けられている。呼吸孔はシリンダの内部につながる。

質量体は、シリンダホルダの内部であり、かつ、シリンダの外部に設けられている。弾性部材は、シリンダホルダの内部であり、かつ、シリンダの外部に設けられている。弾性部材は、２個設けられており、質量体は、弾性部材同士の間に設けられている。

特許文献１に記載された打撃作業機は、電動モータによってピストンが往復動され、圧力室の圧力が変化する。圧力室の圧力が上昇すると、打撃部にシリンダの中心線方向の打撃力が加えられ、打撃部が受けた打撃力は中間子に伝達される。質量体は、シリンダの中心線方向に作動し、ハウジングの振動が抑制される。

特開２０１７－１１９３２９号公報

本願発明者は、質量体が呼吸孔を塞がないように、質量体がシリンダの中心線方向に作動する範囲が制限されると、質量体が振動を低減する機能が低下するという課題を認識した。

本発明の目的は、質量体が振動を低減する機能が低下することを抑制可能な作業機を提供することにある。

一実施形態の打撃作業機は、筒状のシリンダと、前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、を有する作業機であって、前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の第１隙間を形成する弾性部材と、を有する。

打撃作業機は、シリンダの中心線方向における質量体の移動範囲が制限されず、かつ、質量体が呼吸孔を塞ぐことを防止できる。したがって、質量体が振動を低減する機能が低下することを抑制可能である。

作業機の全体を正面視した断面図である。作業機の一部であり、先端工具が対象物に接触された状態の断面図である。作業機の一部であり、先端工具が対象物から離間された状態の断面図である。図２のシリンダをＩＶ－ＩＶ線に沿って破断した側面断面断面図である。図２に示された振動低減機構の第１具体例を示す断面図である。図５示す振動低減機構の質量体の変更例を示す断面図である。図２に示された振動低減機構の第２具体例を示す断面図である。図２に示された振動低減機構の第３具体例を示す断面図である。図２に示された振動低減機構の第４具体例を示す断面図である。

以下、作業機の一実施形態であるハンマドリルについて、図面を用いて詳細に説明する。各図に示された構成のうち、同じ構成は同じ符号を付してある。

図１に示すハンマドリル１０は、図２のように、先端工具１１を対象物１２に押し付け、かつ、先端工具１１に打撃力を加えて対象物１２に処理を施す打撃作業機である。対象物１２は、コンクリート、レンガ、石材、アスファルトの何れでもよい。また、対象物１２に施す処理は、対象物１２を破砕すること、対象物１２の表面を削ること、対象物１２を切断すること、対象物１２に溝を形成すること、を含む。そして、先端工具１１は、対象物１２の材質、及び施す処理に適した形状を有する。本実施形態においては、対象物１２としてのコンクリートを先端工具１１により破砕する例を説明する。このため、図１に示された先端工具１１は、便宜上、楔形状で示す。

ハンマドリル１０は、ハウジング１３、電動モータ１７、ハンドル部１８、コントローラ２０、振動低減機構５４を有する。ハウジング１３は、モータケース１４、打撃ケース１５及びギヤケース１６を有する。モータケース１４と打撃ケース１５とギヤケース１６とが、互いに固定されている。

ハンドル部１８は、モータケース１４及びギヤケース１６に接続されている。ハンドル部１８は、作業者がハンマドリル１０を使用するときに手で掴む部位である。電源ケーブル１９が、ハンドル部１８に取り付けられている。電源ケーブル１９は、電源部、例えば、交流電源に接続される。トリガ２１及びトリガスイッチ２２が、ハンドル部１８に設けられている。

コントローラ２０は、ハウジング１３の内部、一例としてモータケース１４の内部に設けられている。コントローラ２０は、リード線により電源ケーブル１９に接続され、かつ、リード線により電動モータ１７に接続されている。コントローラ２０は、リード線によりトリガスイッチ２２へ接続されている。

電動モータ１７は、駆動源であり、電動モータ１７は、モータケース１４内に配置されている。電動モータ１７は、ステータ２３およびロータ２４を有する。作業者がハンドル部１８を掴んでトリガ２１を操作し、トリガスイッチ２２がオンすると、電源部の電力が電動モータ１７に供給され、電動モータ１７が回転、具体的にはロータ２４が回転する。トリガスイッチ２２がオフされると、電源部の電力が電動モータ１７に供給されず、電動モータ１７は停止、具体的にはロータ２４が停止する。

ロータ２４は、回転軸２５に固定されている。回転軸２５は、モータケース１４内に設けられ、かつ、軸受２６により回転可能に支持されている。回転軸２５は、中心線Ａ２を中心として回転可能である。中心線Ａ２は、回転軸２５の中心を通る工学上の仮想線である。回転軸２５の回転軸２５の外周にギヤ２７が設けられている。ハウジング１３内にクランクシャフト２８及びコネクティングロッド２９が設けられている。クランクシャフト２８は、軸受３０により回転可能に支持されている。クランクシャフト２８は、中心線Ａ３を中心として回転可能である。中心線Ａ３は、クランクシャフト２８の中心を通る工学上の仮想線である。中心線Ａ２と中心線Ａ３とが、互いに平行に配置されている。

また、クランクシャフト２８に固定されたギヤ３１が設けられ、ギヤ３１はギヤ２７に噛み合っている。ギヤ３１の歯数はギヤ２７の歯数より多い。ギヤ２７，３１は、回転軸２５の回転力をクランクシャフト２８に伝達する場合に、減速機構の役割を果たす。さらに、コネクティングロッド２９は、クランクシャフト２８に対して回転可能に連結されている。クランクシャフト２８及びコネクティングロッド２９は、変換機構７７を構成する。

打撃ケース１５は筒形状であり、打撃ケース１５の長手方向の第１端部は、ギヤケース１６に固定されている。打撃ケース１５の長手方向は、中心線Ａ１に沿った方向である。打撃ケース１５の内部にシリンダケース３４が設けられている。シリンダケース３４は、筒形状であり、シリンダ３５が、シリンダケース３４の内部に設けられている。シリンダケース３４は、金属製、一例としてアルミニウム製である。シリンダ３５は、金属製、一例として鋼製である。シリンダケース３４及びシリンダ３５は、中心線Ａ１を中心として同心状に配置されている。中心線Ａ１は、シリンダケース３４及びシリンダ３５の中心に位置する仮想線である。中心線Ａ１，Ａ２，Ａ３を含む正面視である図１において、中心線Ａ１は、中心線Ａ２，Ａ３に対して所定角度で交差、一例として９０度の角度で交差している。

リテーナスリーブ３６が、シリンダケース３４の内部から外部に亘って配置されている。リテーナスリーブ３６は筒形状であり、リテーナスリーブ３６は、シリンダ３５と同心状に配置されている。シリンダケース３４、シリンダ３５及びリテーナスリーブ３６は、打撃ケース１５に対して中心線Ａ１に沿った方向に位置決め及びされている。シリンダケース３４は、打撃ケース１５に対して径方向に位置決めされている。リテーナスリーブ３６は、筒形状である。リテーナスリーブ３６は、先端工具１１を支持する支持部材である。

中間子４２が、リテーナスリーブ３６及びシリンダ３５内に亘って設けられている。中間子４２は中心線Ａ１に沿った方向に移動可能であり、かつ、金属製である。中間子４２は先端工具１１に接触したり離れたりすることができる。中間子４２は軸形状であり、かつ、大径部４３を有する。中間子４２内に環状のテーパ面３９が設けられ、大径部４３がテーパ面３９に接触すると、中間子４２は先端工具１１に近づく向きで中心線Ａ１に沿った方向に移動できない。

図２に示すピストン４４が、シリンダ３５の内部に設けられている。ピストン４４は、中心線Ａ１に沿った方向に往復動作が可能である。シール部材としてのＯリング６５が、ピストン４４の外面に取り付けられている。Ｏリング６５は、ゴム製であり、Ｏリング６５がシリンダ３５の内周面に接触してシール面を形成する。ピストン４４は、図１のように、コネクティングロッド２９と連結されている。回転軸２５の回転力がクランクシャフト２８に伝達されると、ピストン４４はシリンダ３５内で往復動作する。

図２に示す打撃部４５が、シリンダ３５内に設けられている。打撃部４５は、中心線Ａ１に沿った方向でピストン４４と中間子４２との間に配置されている。打撃部４５は金属製であり、打撃部４５は中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。シール部材としてのＯリング４６が、打撃部４５の外面に取り付けられており、Ｏリング４６がシリンダ３５の内周面に接触してシール面を形成する。

圧力室Ｂ１がシリンダ３５の内部に設けられている。圧力室Ｂ１は、打撃部４５とピストン４４との間に位置する。ピストン４４が動作して圧力室Ｂ１の圧力が上昇すると、中心線Ａ１に沿った方向の付勢力、つまり、打撃力が打撃部４５に加わる。打撃部４５が作動すると中間子４２を打撃し、中間子４２が受けた打撃力は、先端工具１１に伝達される。

図５のように、第１呼吸孔４７及び第２呼吸孔４８が、シリンダ３５を径方向に貫通して設けられている。第１呼吸孔４７及び第２呼吸孔４８は、共にシリンダ３５の内部につながる。また、空間Ｃ１が、シリンダ３５とシリンダケース３４との間に設けられている。第１呼吸孔４７及び第２呼吸孔４８は、空間Ｃ１につながる。

第１呼吸孔４７は、打撃部４５による“空打ち”を防止するために設けられている。打撃部４５による“空打ち”の意味は、後述する。第１呼吸孔４７は、中心線Ａ１に沿った方向でリテーナスリーブ３６と第２呼吸孔４８との間に設けられている。第１呼吸孔４７の平面形状は円形である。第１呼吸孔４７は、図４のように、シリンダ３５の円周方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。第２呼吸孔４８は、圧力室Ｂ１の空気圧を調整する役割を果たす。第２呼吸孔４８は、シリンダ３５の円周方向に間隔をおいて複数設けられていてもよい。第２呼吸孔４８は、開口部４８Ａを有する。開口部４８Ａは、第２呼吸孔４８のうち、シリンダ３５の外周面３５Ａに開口された部位である。開口部４８Ａの内面は、シリンダ３５の外周面３５Ａに近づくことに伴い拡大されたテーパを有する。開口部４８Ａの平面形状は、円形である。

図２のように、ダンパホルダ４９、ダンパ５０及びワッシャ５１が、シリンダケース３４内に設けられている。ダンパホルダ４９、ダンパ５０及びワッシャ５１は、中心線Ａ１に沿った方向でシリンダ３５とリテーナスリーブ３６との間に設けられている。ダンパ５０はゴム製であり、ダンパホルダ４９及びワッシャ５１は金属製である。ダンパホルダ４９、ダンパ５０及びワッシャ５１は共に環状である。中間子４２の一部は、ダンパホルダ４９、ダンパ５０及びワッシャ５１内に配置されている。ダンパ５０は、中心線Ａ１に沿った方向でダンパホルダ４９とワッシャ５１との間に配置されている。中間子４２の大径部４３は、中心線Ａ１に沿った方向でワッシャ５１とテーパ面３９との間に配置されている。

作業者は、ハンマドリル１０を次のように使用可能である。ここでは、重力の作用方向、つまり、鉛直方向で、中間子４２が先端工具１１よりも上に位置する状態で、ハンマドリル１０を使用する例を説明する。なお、図１、図２及び図３に示す中心線Ａ１は、鉛直方向に沿って配置されているものとして説明する。作業者がハンドル部１８を掴んでハンマドリル１０を持ち、図２のように先端工具１１を対象物１２に押し付けると、押し付け力に対する反力は中間子４２に伝達され、大径部４３がワッシャ５１に押し付けられて先端工具１１及び中間子４２が停止する。

また、先端工具１１を対象物１２に押し付けた状態で、Ｏリング４６がシリンダ３５の内周面に接触する位置は、図２のように、中心線Ａ１に沿った方向で第１呼吸孔４７とピストン４４との間である。このため、Ｏリング４６は、圧力室Ｂ１と第１呼吸孔４７とを遮断する。さらに、Ｏリング６５がシリンダ３５の内周面に接触する位置は、ピストン４４の位置に関わりなく、中心線Ａ１に沿った方向で第２呼吸孔４８とクランクシャフト２８との間である。

作業者がトリガ２１を操作してトリガスイッチ２２がオンされ、電動モータ１７の回転軸２５が回転すると、ピストン４４は中心線Ａ１に沿った方向に往復動作する。変換機構７７は、回転軸２５の回転力を、ピストン４４の往復作動力に変換する。ピストン４４がリテーナスリーブ３６から離れる向きで動作すると、圧力室Ｂ１内の圧力が空間Ｃ１の圧力よりも低くなり、空間Ｃ１の空気は第２呼吸孔４８を通り圧力室Ｂ１に吸い込まれる。また、ピストン４４がリテーナスリーブ３６から離れた時期よりも遅れて、打撃部４５がリテーナスリーブ３６から離れる。

ピストン４４は、リテーナスリーブ３６から最も離れた位置、つまり上死点に到達した後、ピストン４４はリテーナスリーブ３６に近づく向きで動作する。ピストン４４がリテーナスリーブ３６に近づく行程で、圧力室Ｂ１の空気の一部は、第２呼吸孔４８を通り空間Ｃ１に排出される。Ｏリング６５が圧力室Ｂ１と第２呼吸孔４８とを遮断した時点において、圧力室Ｂ１内の空気圧が初期圧力である。ピストン４４が更にリテーナスリーブ３６に近くづくと、圧力室Ｂ１の空気圧が、初期圧力から上昇する。

打撃部４５は、圧力室Ｂ１の圧力の上昇により、リテーナスリーブ３６に近づく向きで移動し、かつ、打撃部４５は中間子４２に打撃力を付加する。中間子４２が受けた打撃力は、先端工具１１に伝達され、先端工具１１は対象物１２を破砕する。ピストン４４がリテーナスリーブ３６に最も近づいた位置、つまり、下死点に到達した後、ピストン４４はリテーナスリーブ３６から離れる向きで動作する。圧力室Ｂ１の最高圧は、第２呼吸孔４８がＯリング６５で閉じられた時点から、ピストン４４が下死点に到達するまでの移動量、及び中心線Ａ１に対して垂直な平面内における圧力室Ｂ１の面積に応じて定まる。つまり、中心線Ａ１に沿った方向における第２呼吸孔４８の位置は、圧力室Ｂ１の最高圧を決定する要因の１つである。その意味で、第２呼吸孔４８は、圧力室Ｂ１の圧力を調整する役割を果たす。電動モータ１７の回転軸２５が回転されている間、ピストン４４が中心線Ａ１に沿った方向に往復動作され、打撃部４５は中間子４２へ間欠的に打撃力を付加する。

作業者が、図３のように先端工具１１を対象物１２から離間させると、中間子４２は自重で中心線Ａ１に沿った方向に移動し、大径部４３がテーパ面３９に接触して中間子４２が停止する。また、打撃部４５は、圧力室Ｂ１の圧力で中間子４２に接触して停止する。打撃部４５が図３の位置で停止すると、Ｏリング４６は中心線Ａ１に沿った方向で第１呼吸孔４７とリテーナスリーブ３６との間において、シリンダ３５の内周面に接触する。このため、圧力室Ｂ１は、第１呼吸孔４７に接続される。

圧力室Ｂ１が第１呼吸孔４７に接続されていると、電動モータ１７が回転し、かつ、ピストン４４が往復動作しても、圧力室Ｂ１の空気は第１呼吸孔４７から空間Ｃ１に排出される。このため、圧力室Ｂ１の圧力が急激に上昇することはない。したがって、先端工具１１が対象物１２から離間されている状態で、打撃部４５が中間子４２を打撃すること、つまり、“空打ち”を防止できる。

作業者が、図２のように先端工具１１を対象物１２に押し付け、かつ、打撃部４５が中間子４２を打撃した場合の反力は、ワッシャ５１、ダンパ５０、ダンパホルダ４９、シリンダ３５及びストッパリング５３を経由してハウジング１３に伝達される。また、ピストン４４がシリンダ３５内で往復動作すると、シリンダ３５の往復動による慣性力は、コネクティングロッド２９、ピン３３、クランクシャフト２８及び軸受３０を経由してハウジング１３に伝達される。したがって、ハウジング１３は、中心線Ａ１に沿った方向に振動する。

振動低減機構５４は、ハウジング１３の振動を抑制可能である。振動低減機構５４は、空間Ｃ１に設けられている。空間Ｃ１は、シリンダケース３４の内部であり、かつ、シリンダ３５の外部である。振動低減機構５４の具体例は、次のようなものを含む。

（第１具体例）
振動低減機構５４は、図２、図３及び図５のように、質量体５５及びコイルスプリング５６，５７を有する。コイルスプリング５６，５７は、共に線材が螺旋状に巻かれた圧縮コイルスプリングである。コイルスプリング５６，５７は、金属製、一例として鋼製である。コイルスプリング５６，５７は、シリンダ３５の径方向でシリンダ３５よりも外側に配置されている。つまり、コイルスプリング５６，５７は、シリンダ３５を囲む螺旋状に配置されている。コイルスプリング５６，５７は、中心線Ａ１に沿った方向で伸縮可能である。コイルスプリング５６を構成する線材５６Ａの断面形状、及びコイルスプリング５７を構成する線材５６Ａの断面形状は、共に円形である。線材５６Ａの直径Ｄ１と、線材５７Ａの直径Ｄ１が、一例として同一である。コイルスプリング５６，５７のバネ定数は、一例として同一である。開口部４８Ａの最大内径Ｄ２は、直径Ｄ１より大きい。

質量体５５は、中心線Ａ１を中心とする径方向で、シリンダ３５より外側に配置されている。質量体５５は、シリンダ３５に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。質量体５５は、金属製、一例として鋼製である。質量体５５は、円筒部５８と、円筒部５８の内面から内側に向けて突出された突出部６０と、を有する。突出部６０は、中心線Ａ１に沿った方向で円筒部５８の略中央に設けられている。中心線Ａ１に沿った方向で、円筒部５８において突出部６０の片側に位置する箇所の長さＬ４は、突出部６０の長さＬ５より大きい。突出部６０は、円筒部５８の全周に亘って設けられている。突出部６０は、内向きフランジまたはリブとして定義することも可能である。円筒部５８の内周面５８Ａの内径Ｄ３は、突出部６０の内径Ｄ４より大きい。つまり、突出部６０の内径Ｄ４は、シリンダ３５の径方向における質量体５５の内径のうち、最小である。シリンダ３５の径方向における突出部６０の長さＬ６は、直径Ｄ１より小さい。

コイルスプリング５６，５７は、一例として外径Ｄ５が同一である。円筒部５８の内径Ｄ３は、コイルスプリング５６，５７の外径Ｄ５以上である。円筒部５８は、コイルスプリング５６，５７の径方向で、コイルスプリング５６，５７の外側に設けられている。突出部６０の内径Ｄ４は、コイルスプリング５６，５７の外径Ｄ５より小さい。突出部６０の内径Ｄ４は、シリンダ３５の外径Ｄ６より大きい。突出部６０は、中心線Ａ１に沿った方向でコイルスプリング５６とコイルスプリング５７との間に設けられている。つまり、コイルスプリング５６とコイルスプリング５７とが、中心線Ａ１に沿った方向で異なる位置に配置されている。コイルスプリング５６，５７は、突出部６０へ押し付けられている。円筒部５８とシリンダケース３４の内周面３４Ａとの間に、シリンダ３５の径方向の隙間７０が設けられている。隙間７０は、中心線Ａ１を中心とする環状の空間である。内周面３４Ａの内径Ｄ１１は、円筒部５８の外径Ｄ８より大きい。

シリンダ３５の外周面３５Ａと、突出部６０の内周面６０Ａとの間に隙間６６が設けられている。隙間６６は、中心線Ａ１を中心とする環状の空間である。隙間６６は、シリンダ３５の径方向の長さＬ１を有する。円筒部５８の内周面５８Ａと、コイルスプリング５６，５７の外周端とは、シリンダ３５の径方向の隙間６７を隔てて配置されている。隙間６７は、シリンダ３５の径方向における長さＬ２を有する。長さＬ１は、長さＬ２より大きい。さらに、シリンダ３５の外周面３５Ａと、コイルスプリング５６，５７との間に、隙間６９がそれぞれ設けられている。隙間６９は、シリンダ３５の径方向の長さＬ３を有する。長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、
Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３
の関係にある。

なお、コイルスプリング５６，５７は、シリンダ３５の径方向に移動される可能性がある。また、質量体５５がコイルスプリング５６，５７に対してシリンダ３５の径方向に移動させる可能性がある。このため、長さＬ１，Ｌ２は共に変動する可能性がある。この場合、長さＬ１の最小値は、長さＬ２の最大値より大きい。

シリンダケース３４の内周にスナップリング６１が取り付けられており、コイルスプリング５６は、中心線Ａ１に沿った方向で、質量体５５の突出部６０とスナップリング６１との間に配置されている。シリンダケース３４内に環状のプレート６２が設けられている。コイルスプリング５７は、中心線Ａ１に沿った方向で、質量体５５の突出部６０とプレート６２と間に配置されている。プレート６２とダンパホルダ４９との間にリング６３が配置されている。シリンダ３５の中心線Ａ１に沿った方向における両端は、ストッパリング５３内、及びリング６３内にそれぞれ配置されている。シリンダ３５は、ストッパリング５３及びリング６３により、シリンダ３５の径方向に位置決めされている。

コイルスプリング５６，５７は、共に中心線Ａ１に沿った方向の圧縮力を受けた状態で、空間Ｃ１内に配置されている。コイルスプリング５６，５７は、中心線Ａ１に沿った方向で、質量体５５の突出部６０の両側に設けられている。コイルスプリング５６は、質量体５５をリテーナスリーブ３６に近づける向きで付勢する。コイルスプリング５７は、質量体５５をリテーナスリーブ３６から離す向きで付勢する。

振動低減機構５４の作用を説明する。ハウジング１３が中心線Ａ１に沿った方向に振動していない場合、質量体５５は中心線Ａ１に沿った方向の所定位置で停止されている。ハウジング１３が中心線Ａ１に沿った方向に振動すると、質量体５５はハウジング１３が振動する向きとは逆の位相で移動する。例えば、ハウジング１３が対象物１２から離れる向きに振動すると、質量体５５はコイルスプリング５７の付勢力に抗してリテーナスリーブ３６に近づく向きで移動する。

これに対して、ハウジング１３が対象物１２に近づく向きで振動すると、質量体５５はコイルスプリング５６の付勢力に抗してリテーナスリーブ３６から離れる向きで移動する。ハウジング１３が振動する向きと、質量体５５が移動する向きとが逆であり、ハウジング１３の振動が抑制される。

質量体５５の円筒部５８は、シリンダ３５の径方向でコイルスプリング５６，５７より外側に配置されている。また、突出部６０の長さＬ６は、直径Ｄ１より小さい。このため、質量体５５の円筒部５８及び突出部６０が、シリンダ３５に接触することを防止できる。特に、突出部６０とシリンダ３５の外周面３５Ａとが、シリンダ３５の全周に亘って非接触であることにより、隙間６６が設けられている。したがって、質量体５５が、第１呼吸孔４７及び第２呼吸孔４８を塞ぐことを防止できる。

さらに、質量体５５が第１呼吸孔４７及び第２呼吸孔４８を塞ぐことのないように、質量体５５が中心線Ａ１に沿った方向に移動する範囲を規制せずに済む。したがって、振動低減機構５４の機能低下を抑制できる。また、質量体５５が中心線Ａ１に沿った方向に移動する範囲を規制する部材を設けずに済む。したがって、部品点数の増加を抑制できる。さらに、隙間６６が設けられているため、質量体５５が、シリンダ３５の外周面３５Ａに沿って摺動することを防止できる。したがって、質量体５５またはシリンダ３５の少なくとも一方が摩耗することを抑制でき、かつ、異音が発生することを抑制できる。

さらに、開口部４８Ａの最大内径Ｄ２及び、第１呼吸孔４７の内径Ｄ１０は、直径Ｄ１より大きい。したがって、コイルスプリング５６，５７が、開口部４８Ａまたは第１呼吸孔４７の少なくとも一方を塞ぐことを防止できる。

さらに、コイルスプリング５６は、スナップリング６１とコイルスプリング５６との接触箇所の摩擦力により、シリンダ３５の径方向に位置決めされている。コイルスプリング５７は、プレート６２とコイルスプリング５７との接触箇所の摩擦力により、シリンダ３５の径方向に位置決めされている。コイルスプリング５６，５７の外周端が、質量体５５の円筒部５８の内周面５８Ａに接触することにより、コイルスプリング５６，５７は、質量体５５をシリンダ３５の径方向に位置決め、例えば、固定している。このため、質量体５５が、シリンダ３５の径方向に移動することが抑制され、隙間７０が確保される。したがって、円筒部５８が、シリンダケース３４の内周面３４Ａに接触することを抑制できる。

図６は、図５に示す質量体５５の一部を変更した例である。中心線Ａ１に沿った方向で、円筒部５８において突出部６０の片側に位置する箇所の長さＬ８は、突出部６０の長さＬ７より小さい。長さＬ８は、直径Ｄ１より小さい。図６に示す振動低減機構５４の他の構成は、図５に示す振動低減機構５４の構成と同じである。図６に示す振動低減機構５４は、図５に示す振動低減機構５４と同じ効果を得ることができる。

（第２具体例）
図２における振動低減機構５４の第２具体例は、図７に示されている。質量体５５は、円筒部５８と、円筒部５８の外周面５８Ｂから突出された突出部６８と、を有する。円筒部５８は、シリンダ３５の径方向で、シリンダ３５と、コイルスプリング５６，５７との間に配置されている。つまり、コイルスプリング５６，５７は、シリンダ３５の径方向で円筒部５８の外側に設けられている。

円筒部５８の内周面５８Ａの内径Ｄ１２は、シリンダ３５の外径Ｄ６より大きい。内径Ｄ１２は、質量体５５のうち最小内径である。円筒部５８とシリンダ３５の外周面３５Ａとの間に、シリンダ３５の径方向の隙間７１が設けられている。隙間７１は、中心線Ａ１を中心とする環状の空間である。突出部６８は、円筒部５８の外面から突出され、かつ、円筒部５８の全周に亘って設けられている。突出部６８は、中心線Ａ１に沿った方向で円筒部５８の中途部位に設けられている。突出部６８は、外向きフランジまたはリブと定義可能である。中心線Ａ１に沿った方向で、円筒部５８において突出部６０の片側に位置する箇所の長さＬ９は、突出部６０の長さＬ１０より大きい。

突出部６８の外径Ｄ７は、円筒部５８の外径Ｄ８より大きい。円筒部５８の外径Ｄ８は、コイルスプリング５６，５７の内径Ｄ９より小さい。突出部６８の外径Ｄ７は、コイルスプリング５６，５７の内径Ｄ９より大きく、かつ、コイルスプリング５６，５７の外径Ｄ５より小さい。外径Ｄ５は、内径Ｄ１１より小さい。突出部６８は、中心線Ａ１に沿った方向でコイルスプリング５６とコイルスプリング５７との間に設けられている。コイルスプリング５６，５７は、突出部６８へ押し付けられている。突出部６８とシリンダケース３４の内周面３４Ａとの間に、隙間７２が設けられている。隙間７２は、中心線Ａ１を中心とする環状の空間である。

図７に示す振動低減機構５４の他の構成は、図５に示す振動低減機構５４の構成と同じである。図７に示す振動低減機構５４は、図５に示された振動低減機構５４と同様の原理により、ハウジング１３の振動を抑制する。コイルスプリング５６は、スナップリング６１との接触箇所の摩擦力により、シリンダ３５の径方向に移動することが抑制されている。コイルスプリング５７は、プレート６２との接触箇所の摩擦力により、シリンダ３５の径方向に移動することが抑制されている。

コイルスプリング５６，５７の内周端が、円筒部５８の外周面５８Ｂに接触することにより、質量体５５が、シリンダ３５の径方向に位置決めされている。シリンダ３５の外周面３５Ａと、円筒部５８とが非接触であり、シリンダ３５の外周面３５Ａと円筒部５８との間に、環状の隙間７１が設けられている。このため、質量体５５が、第１呼吸孔４７または第２呼吸孔４８の少なくとも一方を塞ぐことを抑制できる。したがって、図５の振動低減機構５４と同様の効果を得ることができる。また、質量体５５の円筒部５８は、シリンダ３５の径方向でコイルスプリング５６，５７の内側に配置されている。突出部６８の外径Ｄ７は、コイルスプリング５６，５７の外径Ｄ５未満である。突出部６８は、内周面３４Ａに対して非接触であり、隙間７２が設けられている。したがって、質量体５５の突出部６８が、シリンダケース３４の内周面３４Ａに接触することを防止できる。

（第３具体例）
図２における振動低減機構５４の第３具体例は、図８に示されている。質量体５５は、円筒部５８と、円筒部５８から突出された突出部６０と、を有する。突出部６０は、円筒部５８のうち、中心線Ａ１に沿った方向でプレート６２に最も近い箇所に設けられている。円筒部５８の内周面５８Ａに保持溝５８Ｃが設けられている。保持溝５８Ｃは、内周面５８Ａの全周に亘って螺旋状に設けられている。コイルスプリング５６の一部は、シリンダ３５の径方向でシリンダ３５と円筒部５８との間に設けられている。コイルスプリング５６の外周端は、保持溝５８Ｃに位置している。質量体５５は、コイルスプリング５６から外れることが無い。コイルスプリング５６のうち、中心線Ａ１に沿った方向でプレート６２に最も近い端部は、シリンダ３５の径方向及び中心線Ａ１に沿った方向に移動しないように固定されている。

図８に示された振動低減機構５４は、コイルスプリング５７を備えていない。図８に示された振動低減機構５４の他の構成は、図５に示された振動低減機構５４の構成と同じである。図８に示す振動低減機構５４は、コイルスプリング５７に基づく作用以外、図５に示された振動低減機構５４と同様の原理により、ハウジング１３の振動を抑制する。したがって、図５に示された振動低減機構５４と同様の効果を得ることができる。

（第４具体例）
図２における振動低減機構５４の第４具体例は、図９に示されている。質量体５５は、円筒部５８と、円筒部５８から突出された突出部６０と、を有する。突出部６０は、円筒部５８のうち、中心線Ａ１に沿った方向でプレート６２から最も離間した箇所に設けられている。円筒部５８の内周面５８Ａに保持溝５８Ｃが設けられている。保持溝５８Ｃは、内周面５８Ａの全周に亘って螺旋状に設けられている。コイルスプリング５７の一部は、シリンダ３５の径方向で円筒部５８と円筒部５８との間に設けられている。コイルスプリング５７の外周端は、保持溝５８Ｃに位置している。質量体５５は、コイルスプリング５７から外れることが無い。

コイルスプリング５７のうち、中心線Ａ１に沿った方向で、図２のリング６３に最も近い端部は、シリンダ３５の径方向、及び中心線Ａ１に沿った方向に移動しないように固定されている。図９に示された振動低減機構５４は、コイルスプリング５６を備えていない。図８に示された振動低減機構５４の他の構成は、図５に示された振動低減機構５４の構成と同じである。図９に示す振動低減機構５４は、コイルスプリング５６に基づく作用以外、図５に示された振動低減機構５４と同様の原理により、ハウジング１３の振動を抑制する。したがって、図５に示された振動低減機構５４と同様の効果を得ることができる。

［補足説明］
実施形態で説明された事項の技術的意味の一例は、次の通りである。ハンマドリル１０は、作業機の一例である。シリンダ３５は、筒状のシリンダの一例である。中心線Ａ１は、シリンダの中心線の一例である。打撃部４５は、打撃部の一例である。圧力室Ｂ１は、気体室の一例である。第１呼吸孔４７、第２呼吸孔４８及び開口部４８Ａは、共に呼吸孔の一例である。質量体５５は、質量体の一例である。コイルスプリング５６，５７は、弾性部材の一例である。電動モータ１７は、駆動源の一例である。ピストン４４は、ピストンの一例である。シリンダケース３４は、筒状のケースの一例である。円筒部５８は、筒部の一例である。突出部６０，６８は、共に突出部の一例である。リテーナスリーブ３６は、工具保持部の一例である。先端工具１１は、工具の一例である。

隙間６６，７１は、第１隙間の一例である。長さＬ４，Ｌ８は、“筒部の中心線方向における長さ”の一例である。長さＬ５，Ｌ７は、“突出部の中心線方向における長さ”の一例である。隙間６７は、第２隙間の一例である。長さＬ２は、筒部と弾性部材との間に設けられる隙間の長さの一例である。隙間６９は、第３隙間の一例である。長さＬ３は、シリンダと弾性部材との間に設けられる隙間の長さの一例である。

内周面５８Ａは、筒部の内周面の一例である。外周面３５Ａは、シリンダの外周面の一例である。外周面５８Ｂは、筒部の外周面の一例である。第１呼吸孔４７は、第１呼吸孔の一例である。線材５６Ａ，５７Ａは、線材の一例である。線材５６Ａ，５７Ａの直径Ｄ１は、線材の直径の一例である。内径Ｄ１０は、第１呼吸孔の内径の一例である。第２呼吸孔４８及び開口部４８Ａは、第２呼吸孔の一例である。最大内径Ｄ２は、第２呼吸孔の開口径の一例である。突出部６０は、小径部の一例である。内径Ｄ４は、小径部の内径の一例である。図７に示された円筒部５８は、小径部の一例である。内径Ｄ１２は、小径部の内径の一例である。

実施形態には、次の構成を有する作業機も開示されている。

ハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられた筒状のシリンダと、前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、前記ハウジングの内部に設けられた駆動源と、前記駆動源の回転力をピストンの往復作動力に変換する変換機構と、前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、を有する作業機であって、前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の隙間を形成する弾性部材と、を有する、作業機。

作業機は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、作業機は、工具保持部が図１のように、中心線を中心として回転しないもの、または、中心線を中心として回転可能なもの、の何れでもよい。工具保持部が、中心線を中心として回転可能な作業機の一例は、特開２０１９－１７７４５９号公報に開示されている。作業機は、ハンマドリルまたはハンマドライバの何れでもよい。作業機は、電動モータの回転軸の中心線と、シリンダの中心線とが、図１のように互いに交差しているもの、または、電動モータの回転軸の中心線と、シリンダの中心線とが平行に配置されているもの、何れでもよい。電動モータの回転軸の中心線と、シリンダの中心線とが平行に配置されている作業機の一例は、特開２０１９－１７７４５９号公報に開示されている。駆動源の回転力をピストンの往復作動力に変換する変換機構は、図１に示されたクランク機構に代えて、カム機構でもよい。カム機構で構成される変換機構の一例は、特開２０１９－１７７４５９号公報に記載されている。

工具保持部は、リテーナスリーブに代えて、チャック、ホルダ、ボックス、エクステンション、アンビルと呼ばれるものでもよい弾性部材は、圧縮コイルスプリングに代えて、引張コイルスプリングであってもよい。質量体をシリンダの径方向に位置決めする弾性部材は、ケース内でシリンダの径方向に移動しないように固定されている。

弾性部材を固定する構造は、溶接、ハンダ付け、ホルダなどがある。ホルダは、中心線を中心として環状、または、円周方向に間隔をおいて設けられている。弾性部材は、ホルダに接触することで、シリンダの径方向に移動することが防止される。電動モータに電力を供給する電源部は、交流電源または直流電源の何れでもよい。直流電源は、ハウジングに取り付け及び取り外しが可能な電池パックを含む。駆動源は、電動モータに代えて、油圧モータ、空気圧モータ、エンジンの何れかを用いることも可能である。

１０…ハンマドリル、１１…先端工具、１７…電動モータ、３４…シリンダケース、３５…シリンダ、３５Ａ…外周面、３６…リテーナスリーブ、４４…ピストン、４５…打撃部、４７…第１呼吸孔、４８…第２呼吸孔、４８Ａ…開口部、５５…質量体、５６，５７…コイルスプリング、５６Ａ，５７Ａ…線材、５８…円筒部、５８Ａ…内周面、５８Ｂ…外周面、６０，６８…突出部、６６，６９，７１…隙間、Ａ１…中心線、Ｂ１…圧力室、Ｄ１…直径、Ｄ２…最大内径、Ｄ４，Ｄ１０，Ｄ１２…内径、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ８…長さ

Claims

筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、
前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、
前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、
を有する作業機であって、
前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、
前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の第１隙間を形成する弾性部材と、
を有し、
前記質量体は、前記径方向における内径が最小である小径部を有し、
前記小径部と前記シリンダとの間に、前記径方向における前記第１隙間が設けられている、作業機。
前記質量体は、前記径方向で前記シリンダの外側を囲む筒部を有し、
前記弾性部材は、前記径方向で前記シリンダと前記筒部との間に設けられている、請求項１に記載の作業機。
前記ピストンを前記中心線方向に往復動させる駆動源と、
前記質量体、前記弾性部材及び前記シリンダを内部に備えた筒状のケースと、
が更に設けられている、請求項１記載の作業機。
筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、
前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、
前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、
を有する作業機であって、
前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、
前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の第１隙間を形成する弾性部材と、
を有し、
前記質量体は、
前記シリンダの外周を囲むように設けられる筒部と、
前記弾性部材から前記中心線方向の付勢力を受ける突出部と、
を有し、
前記筒部の前記中心線方向における長さは、前記突出部の前記中心線方向における長さよりも大きい、作業機。
前記突出部は、前記筒部の内周面から前記径方向で内側に向かって突出され、
前記弾性部材は、前記径方向で前記シリンダの外周面と前記筒部の内周面との間に設けられている、請求項４記載の作業機。
前記第１隙間は、前記突出部と前記シリンダとの間に設けられ、
前記筒部と前記弾性部材との間に設けられた第２隙間と、
前記シリンダと前記弾性部材との間に設けられた第３隙間と、
を更に備え、
前記径方向における前記第１隙間の長さＬ１と、
前記径方向における前記第２隙間の長さＬ２と、
前記径方向における前記第３隙間の長さＬ３と、
の関係は、
Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３
である、請求項５記載の作業機。
前記突出部は、前記筒部の外周面から前記径方向で外側に向かって突出され、
前記弾性部材は、前記径方向で前記筒部の外側に設けられている、請求項４記載の作業機。
前記突出部は、前記中心線方向で前記筒部の中途部位に設けられている、請求項４乃至７の何れか１項記載の作業機。
前記弾性部材は、前記シリンダの外周を囲んで設けられた螺旋状のコイルスプリングである、請求項１乃至８の何れか１項記載の作業機。
前記コイルスプリングは、前記中心線方向に沿った平面内の断面形状が円形である、請求項９記載の作業機。
前記打撃部から打撃力が伝達される工具を保持する工具保持部が、更に設けられ、
前記呼吸孔は、前記工具が対象物から離間されている状態で、前記気体室から遮断される第１呼吸孔を含み、
前記コイルスプリングを構成する線材の直径は、前記第１呼吸孔の内径よりも小さい、請求項１０記載の作業機。
前記呼吸孔は、前記シリンダの周方向に離間して複数設けられている、請求項１乃至１１の何れか１項記載の作業機。
前記呼吸孔は、前記気体室の圧力を調整する第２呼吸孔を含み、
前記コイルスプリングを構成する線材の直径は、前記第２呼吸孔の開口径よりも小さい、請求項１０記載の作業機。
前記弾性部材は、前記質量体を前記小径部と前記シリンダとが前記シリンダの全周に亘って非接触であることにより、前記シリンダの全周に亘って前記第１隙間が設けられている、請求項１乃至３の何れか１項記載の作業機。
筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記シリンダの中心線方向に往復動されるピストンと、
前記シリンダの内部に設けられ、かつ、前記中心線方向に作動可能な打撃部と、
前記シリンダの内部で前記ピストンと前記打撃部との間に設けられ、かつ、前記打撃部に前記中心線方向の作動力を加える気体室と、
前記シリンダを径方向に貫通し、前記シリンダの内部と前記シリンダの外部とをつなぐ呼吸孔と、
を有する作業機であって、
前記シリンダの外部に設けられ、かつ、前記中心線方向に移動可能な質量体と、
前記シリンダの外部に設けられて前記質量体を前記中心線方向に移動可能に支持し、かつ、前記質量体と前記シリンダとの間に前記径方向の第１隙間を形成する弾性部材と、
を有し、
前記質量体は、前記径方向で前記シリンダの外側を囲む筒部を有し、
前記弾性部材は、前記径方向で前記シリンダと前記筒部との間に設けられている、作業機。