CN102039582A - 充电式电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电式电动工具，提供一种在充电式电动工具中使本机的重心位置接近前端工具的动作线的技术。具有电池(110)、通过从电池(110)供给的电力而被驱动的电机(111)、从电机(111)接受旋转动力而驱动前端工具(119)的机械机构部(113、115、117)、以及收容电机(111)和机械机构部(113、115、117)并且在前端区域配置有所述前端工具(119)的工具本体(103)，通过前端工具(119)沿该前端工具(119)的长轴方向进行动作来执行加工作业，将电机(111)的重量和电池(110)的重量加在一起的重量设定为轻于机械机构部(113、115、117)的重量。

Description

充电式电动工具

技术领域

本发明涉及一种用电池驱动电机的充电式电动工具，尤其涉及一种通过前端工具沿该前端工具的长轴方向进行动作来对被加工材料执行预定加工作业的充电式电动工具。

背景技术

作为这种充电式电动工具，例如在日本特开2006-175592号公报(专利文献1)中公开了一种搭载有驱动电机的电池的充电式电动冲击钻。该公报所记载的充电式冲击钻中，被电池驱动的电机以及接受该电机的旋转动力而驱动锤钻头的机械机构部(由使锤钻头在长轴方向进行直线动作的运动变换机构以及围绕长轴方向进行旋转动作的动力传递机构构成)收容于作为工具本体的外壳中。电机被配置成该电机的旋转轴线与作为前端工具的锤钻头的动作方向即长轴方向交叉。此外，在工具本体的后方(锤钻头的相反侧)，操作者握持的手柄部在与锤钻头的长轴方向交叉的方向延伸地设置，在作为其延伸端部的下端部(电机的后方)安装有电池。

如冲击钻这样的电动工具，以多种使用形态进行使用，例如使锤钻头朝向垂直的壁而水平地进行加工作业的形态，使锤钻头朝向天花板而向上进行加工作业的形态，使锤钻头朝向地面而向下进行加工作业的形态等等。因此，重点在于提高使用电动工具时的操作性(好用性)以减轻操作者的疲劳。尤其是在使用冲击钻的情况下，操作者把持手柄施加向前方的按压力的同时以将锤钻头按压在被加工材料上的状态执行加工作业，但是该加工作业时产生的锤钻头的击打方向的振动(围绕重心的前后方向的力矩)越大，操作者所承受的负担就越大。电动工具的重心位置大大地影响上述的力矩的大小。即，重心位置离锤钻头的长轴线(动作线)越远上述的力矩越大。

专利文献1：日本特开2006-175592号公报

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种在充电式电动工具中使本机的重心位置接近前端工具的动作线的技术。

为解决上述课题，按照本发明所涉及的充电式电动工具的优选方式，充电式电动工具具有电池、电机、机械机构部和工具本体，通过前端工具沿该前端工具的长轴方向进行动作来执行加工作业。电机通过从电池供给的电力而进行驱动。机械机构部从电机接受旋转动力而驱动前端工具。另外，本发明的“前端工具沿该前端工具的长轴方向进行动作”，不仅包括前端工具相对工具本体沿长轴方向相对地进行动作的形态，还包含前端工具与工具本体一起沿长轴方向进行动作的形态。此外，所谓“机械机构部”，例如在电动工具为对作为被加工材料的混凝土壁等进行钻孔作业中使用的冲击钻的情况下，相当于通过将电机的旋转运动转换为直线运动而使作为前端工具的锤钻头沿长轴方向击打的机械性的机构部、和将电机的旋转动力传递到锤钻头来使该锤钻头围绕长轴旋转的机械性的机构部。此外，作为本发明中的“充电式电动工具”，比较典型的是对被加工材料的錾凿作业、钻孔作业中使用的如锤、冲击钻之类的击打工具，但是还广泛地包含螺钉拧紧作业中使用的螺钉拧紧机或钉、卡钉等的打入作业中使用的打入机等。

在本发明中，作为特征性的结构，将电机的重量和电池的重量加在一起的重量，要轻于机械机构部的重量。在与前端工具的动作线交叉的方向上，电机以及电池配置于比驱动前端工具的机械机构部远离前端工具的动作线的位置。因此，通过将电机重量和电池重量的合计重量设定得比机械机构部的重量轻，能够使电动工具的重心位置接近前端工具的动作线，能够降低加工作业时产生的前端工具的长轴方向的围绕重心的振动、尤其是前后方向的力矩。其结果减轻了操作者的负担的同时提高了操作性。

按照本发明所涉及的充电式工具的另一方式，前端工具设定为至少在长轴方向直线状地进行动作的锤钻头，机械机构部构成为包含通过在锤钻头的长轴方向以直线状进行动作来击打所述锤钻头的击打部件。

按照本发明，在使锤钻头沿长轴方向进行击打动作的锤或、锤钻头一边进行击打动作一边围绕长轴进行旋转动作的冲击钻等击打工具中，能够降低加工作业时锤钻头长轴方向的振动。

按照本发明所涉及的充电式电动工具的另一方式，在隔着机械机构部而与前端工具相反的一侧，具有供操作者把持的把持部。而且把持部的至少一部分配置于前端工具的动作线上的后方区域。由此，通过将把持部的至少一部分配置于前端工具的动作线上，操作者把持把持部将前端工具按压到被加工材料的同时进行加工作业时，对被加工材料的按压变得容易，提高了操作性。

按照本发明所涉及的充电式电动工具的另一方式，以电机的旋转轴线相对前端工具的长轴方向的动作线交叉且倾斜的方式配置电机。由此，通过设成倾斜配置，能够使该电机的重心位置相比配置成垂直交叉的情况向前端工具的动作线上接近，结果能够使电动工具自身的重心位置进一步向前端工具的动作线上接近。

按照本发明所涉及的充电式电动工具的另一方式，在相隔机械机构部与前端工具相反的一侧具有供操作者把持的把持部，该把持部在与前端工具的长轴方向交叉的方向延伸，并且在该延伸方向的一端部安装有电池。而且，以电池的中心轴线相对把持部的中心轴线位于与前端工具相反的一侧的方式进行配置。通过设成这种配置，电动工具的重心位置从前端工具侧向把持部侧移动。即、通过使电动工具的重心位置接近把持部的中心轴线，这部分的本体部103的前端侧变轻，能够提高操作性。

按照本发明所涉及的充电式电动工具的另一方式，电机为直流无刷电机。直流无刷电机声音小、寿命长，且可小型化，因此有效实现电动工具的轻量化。

按照本发明所涉及的充电式电动工具的另一方式，电池为锂离子电池。由此，通过将锂离子电池作为电池使用，能够实现轻量化而不会降低功率(电力)。

按照本发明，能够提供在充电式电动工具中，通过使本机的重心位置接近前端工具的动作线而有助于提高操作性的技术。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式涉及的冲击钻的整体结构的剖视图。

图中符号说明：

101…冲击钻(充电式电动工具)、103…本体部(工具本体)、105…电机收纳部、107…齿轮收纳部、109…手柄(把持部)、109A…柄部、109B…上连接部、109C…下连接部、109D…电池安装部、109a…触发器、110…电池组(电池)、111…驱动电机、112…输出轴、113…运动变换机构(机械机构部)、115…击打元件(机械机构部)、117…动力传递机构(机械机构部)、119…锤钻头(前端工具)、121…小伞齿轮、123…大伞齿轮、125…中间轴、127…旋转体、129…摆动环、131…筒状活塞、131a…空气室、133…第一平齿轮、135…第二平齿轮、137…刀架、141…汽缸、143…撞击器、145…冲击式螺栓。

具体实施方式

以下，参照图1对本发明的实施方式进行详细说明。在本实施方式中，作为充电式电动工具的一个例子使用电动式冲击钻进行说明。如图1所示，本实施方式的冲击钻101总的来看将本体部103和锤钻头119作为主体而构成，其中该本体部103形成冲击钻101的外廓，该锤钻头119经由刀架137装拆自如地安装在该本体部103的前端区域(图示左侧)。本体部103对应本发明中的“工具本体”，锤钻头119对应本发明中的“前端工具”。此外，锤钻头119被刀架137保持成能向其长轴方向相对地往复移动、并且向其圆周方向的相对的转动被限制的状态。为便于说明，在将锤钻头119的长轴方向设为水平方向的朝向放置本体部103的状态下，将锤钻头119侧称为前侧，与其相反的一侧称为后侧。

本体部103由半割结构的外壳形成，一体地具备：收容驱动电机111的电机收纳部105；收容运动变换机构113、击打元件115以及动力传递机构117的齿轮收纳部107；操作者握持的手柄109。由运动变换机构113、击打元件115以及动力传递机构117构成锤钻头119的驱动机构部，该驱动机构部对应本发明的“机械机构部”。手柄109对应本发明的“把持部”。在将锤钻头119的长轴方向设为水平方向的状态下，电机收纳部105形成在齿轮收纳部107的下方。手柄109形成在齿轮收纳部107的后方。

驱动电机111的旋转输出被运动变换机构113适当地转换为直线运动，然后传递到击打元件115，经由该击打元件115产生锤钻头119向长轴方向(图1中的左右方向)的冲击力。此外，驱动电机111的旋转输出被动力传递机构117适当地减速，然后传递到锤钻头119，该锤钻头119在圆周方向进行转动动作。驱动电机111对应本发明中的“电机”。驱动电机111被配置成输出轴112的轴线(电机旋转轴线)的延长线以相对于锤钻头119的长轴线(动作线)向后方倾斜的状态交叉。在本实施方式中，作为驱动电机111使用DC(直流)无刷电机。驱动电机111通过操作者对在手柄109的柄部109A配置的触发器109a进行拉动操作而被通电驱动。

手柄109具有在与锤钻头119的长轴方向交叉的上下方向延伸的柄部109A，并且在该柄部109A的上端部和下端部形成有分别向前方的突出的连接部109B、109C，上连接部109B与齿轮收纳部107的后部连接，下连接部109C与电机收纳部105的后部连接。由此，手柄109构成环状把手(D形把手)。在手柄109的柄部109A上的一个延伸端部即下侧的连接部109C侧，形成有电池安装部109D，在该电池安装部109D上装拆自如地安装有电池组110。

电池组110配置在电机收纳部105的后方区域，并且被设定为其下端面与电机收纳部105的下端面成为大致相同的平面。此外被设定为电池组110的中心轴线X相比手柄109的柄部109A的中心轴线Y靠后方。电池组110为用容器将多个向驱动电机111供给电力的充电用电池集中起来的构成，在本实施方式中，作为充电式电池使用18V的锂离子二次电池。电池组110对应本发明中的“电池”。

运动变换机构113将中间轴125、摆动环129及筒状活塞131作为主体而构成，其中该中间轴125从驱动电机111的输出轴112借助小伞齿轮121以及大伞齿轮123被旋转驱动，该摆动环129作为摆动部件，伴随中间轴125的旋转借助旋转体127在该中间轴125的长轴方向(锤钻头119的长轴方向)摆动，该筒状活塞131伴随摆动环129的摆动动作，在汽缸141内沿锤钻头119的长轴方向直线状往复移动。其中，汽缸141为在刀架137的后方区域一体形成的筒状部件。另一方面，动力传递机构117以由和中间轴125一起旋转的小径的第一平齿轮133、以及与该第一平齿轮133啮合卡合的大径的第二平齿轮135等多个齿轮构成的减速机构作为主体而构成，并将驱动电机111的旋转力传递给刀架137。由此刀架137在铅垂面内旋转，同时由该刀架137保持的锤钻头119旋转。另外，对于运动变换机构113以及动力传递机构117的结构，由于是公知的现有技术，因此省略其详细的说明。

击打元件115将撞击器143和冲击式螺栓145作为主体而构成，其中该撞击器143作为击打部件滑动自如地配置于筒状活塞131内，该冲击式螺栓145作为中间部件滑动自如地配置于刀架137。撞击器143借助与筒状活塞131的滑动动作相伴的空气室131a的空气弹簧(压力变动)而被驱动，冲撞(击打)冲击式螺栓145，从而经由该冲击式螺栓145向锤钻头119传递击打力。

在如上所述地构成的冲击钻101中，当通过由触发器109a的手指拉动操作对驱动电机111进行通电驱动时，其旋转输出经由运动变换机构113转换为直线运动之后，经由击打元件115使锤钻头119进行长轴方向的直线动作(锤动作)。此外，在锤钻头119上，除上述的直线动作之外，还通过因驱动电机111的旋转输出而被驱动的动力传递机构117施加圆周方向的旋转动作(钻动作)。即、冲击钻101在将锤钻头119按压在被加工材料(例如，混凝土)上的状态下，使该锤钻头119进行长轴方向的锤动作和圆周方向的钻动作，由此能够在被加工材料上进行钻孔作业。

在冲击钻101的情况下，操作者在把持手柄109向前方施加按压力的同时进行加工作业，但是在该加工作业时产生的锤钻头119的击打方向的振动、尤其围绕重心的前后方向的力矩越大，操作者所承受的负担也就越大。冲击钻101的重心位置影响上述的力矩的大小。在与锤钻头119的长轴方向交叉的上下方向上，与驱动电机111以及电池组110相比锤钻头119的驱动机构部配置于远离锤钻头119的长轴线的下方位置的结构中，冲击钻101的重心位置一般比锤钻头119的长轴线位于下方。

但是，在本实施方式中，由DC无刷电机构成驱动电机111，并且由18V的锂离子二次电池构成电池组110，由此，被设定为将电池组110的重量和驱动电机111的重量加在一起的重量(以下称为电机等的重量)，小于作为沿长轴方向直线驱动锤钻头119并围绕长轴旋转驱动锤钻头119的驱动机构部的运动变换机构113、击打元件115以及动力传递机构117的总重量(以下称为机械机构部的重量)。另外，所谓驱动机构部，更为具体地讲是指为了通过将驱动电机111的旋转运动转换为直线运动来击打锤钻头119而具备的、自输出轴112到冲击式螺栓145的一系列部件，和为了将驱动电机111的旋转动力传递给锤钻头119而具备的、自输出轴112到刀架137的一系列部件(一部分部件兼用于直线驱动和旋转驱动)。

附带说明一下，在本申请人所制造的现有同一机种的冲击钻的情况下，对于锤钻头的驱动机构部的重量与电机等的重量的重量比，在将驱动机构部的重量设为1时，电机等的重量为大致1.2。对此，在本实施方式中，按照上述结构即由DC无刷电机构成驱动电机111，并且由18V的锂离子二次电池构成电池组110，由此对于锤钻头119的驱动机构部的重量与电机等的重量的重量比，能够在将驱动机构部的重量设为1时，将电机等的重量设为大致0.9。

如上所述，通过使电机等的重量比驱动机构部的重量轻，冲击钻101的重心位置向上方发生位移。即，按照本实施方式，能够使冲击钻101的重心位置比现有的冲击钻接近锤钻头119的长轴线(动作线)。由此，操作者在把持手柄109对本体部103施加向前方的按压力的同时以将锤钻头119按压到被加工材料的状态进行加工作业时，能够降低随着锤钻头119的击打动作而在长轴方向上产生的围绕重心的振动、尤其前后方向的力矩，其结果能够减轻操作者的负担的同时提高操作性。通过由18V的锂离子二次电池构成驱动电机111，能实现冲击钻101的轻量化而不会降低功率。

并且，在本实施方式中，配置成与本体部103的后端部(与锤钻头119相反侧)连接的手柄109位于锤钻头119的长轴线的延长线上。因此，操作者把持手柄109的柄部109A将锤钻头119按压到被加工材料的同时进行加工作业时，对被加工材料的按压变得容易。即，能够以较小的力维持锤钻头119相对被加工材料的抵接状态，提高了操作性。

并且，按照本实施方式，对于驱动电机111，配置为输出轴112相对锤钻头119的长轴方向向后方倾斜交叉。如此，通过设成这样倾斜配置，能够使该驱动电机111的重心位置相比配置成垂直交叉的情况向接近锤钻头119的长轴线的上方变位，能够使冲击钻101的重心位置更接近锤钻头119的长轴线。

并且，按照本实施方式，将电池组110配置于手柄109的电池安装部109D上，以使电池组110的中心轴线X相比手柄109的柄部109A的中心轴线Y靠后侧。设为这种配置时，冲击钻101的重心位置向后方变位。由于冲击钻101的重心位置接近手柄109的中心轴线X，因此锤钻头119的长轴方向(前后方向)的重量平衡变好。即、本体部103的前端侧变得较轻，能够提高安装冲击钻101时的操作性。

另外，上述的实施方式用锤钻头119进行长轴方向的锤动作和周方向的钻动作的冲击钻101的情况进行了说明，但是还能适用于锤钻头119只进行长轴方向的锤动作的锤，这是显而易见的。

并且，不限于冲击钻、锤等击打工具，还可适用于能在对螺丝刀头施加围绕长轴的冲撞的同时使其旋转动作以进行螺钉拧紧的冲击式螺丝刀、或者使螺丝刀头围绕长轴旋转动作以进行螺钉拧紧的如螺旋螺丝刀之类的螺钉拧紧机、或者通过钉入器在长轴方向进行直线动作来打入钉、或卡钉的各种打入机等。

Claims (7)

1.一种充电式电动工具，其特征在于，包括，

电池；

通过从所述电池供给的电力而被驱动的电机；

从所述电机接受旋转动力而驱动前端工具的机械机构部；

工具本体，其收容所述电机以及机械机构部，并且在前端区域配置有所述前端工具，

该充电式电动工具通过所述前端工具沿该前端工具的长轴方向进行动作来执行加工作业，并且，

所述电机的重量和电池的重量加在一起的重量设定为轻于所述机械机构部的重量。

2.如权利要求1所述的充电式电动工具，其特征在于，

所述前端工具设定为至少在长轴方向以直线状动作的锤钻头，所述机械机构部构成为包括通过在所述锤钻头的长轴方向直线状地进行动作来击打所述锤钻头的击打部件。

3.如权利要求1或2所述的充电式电动工具，其特征在于，

在隔着所述机械机构部而与所述前端工具相反的一侧，具有供操作者把持的把持部，该把持部的至少其一部分配置于所述前端工作的动作线上的后方区域。

4.如权利要求1～3中任一项所述的充电式电动工具，其特征在于，

以所述电机的旋转轴线相对所述前端工具的长轴方向的动作线交叉且倾斜的方式配置所述电机。

5.如权利要求1～3中任一项所述的充电式电动工具，其特征在于，

在相隔所述机械机构部与所述前端工具相反的一侧，具有供操作者把持的把持部，该把持部在与所述前端工具的长轴方向交叉的方向上延伸，并且在该延伸方向的一端部安装有所述电池，

以所述把持部的中心轴线相对所述电池的中心轴线位于所述前端工具侧的方式进行配置。

6.如权利要求1～5中任一项所述的充电式电动工具，其特征在于，

所述电机为直流无刷电机。

7.如权利要求1～6中任一项所述的充电式电动工具，其特征在于，

所述电池为锂离子电池。

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