JP2010046719A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】
簡単な構成にてリテーナスリーブの軸方向に作用する打撃力を緩衝する機構を実現した打撃工具を提供する。
【解決手段】
ハウジング２と、電気モータ２６と、電気モータ２６の回転を往復運動に変換する往復運動変換部（３７、３８、３９、２２）と、往復運動の方向と同軸状に配置される中間子８と、中間子８を収容するリテーナスリーブ４と、リテーナスリーブ４を回転可能にハウジングに保持するメタル５を有する打撃工具であって、メタル５は、略円筒形の後端が外周側に広がる円環リブが形成された形状である。リテーナスリーブ４はメタルの内周側に挿入され、段差部を有して後方側に大径部が形成され、リテーナスリーブ４の大径部の外周側には外側に突出する円環リブが形成され、メタル５の円環リブの後方とリテーナスリーブ４の円環リブの前方の間に、ダンパ６とワッシャ７を介在させた。
【選択図】図１

Description

本発明は打撃工具に関し、特に、打撃軸の軸方向に作用する力を緩衝する機構を有する打撃工具に関する。

従来から制振機構を有する打撃工具が提案されている。従来の打撃工具は、特許文献１にて開示されているように、ハウジング内に電気モータ、電気モータの回転運動を往復運動に変換する駆動伝達部、電気モータの回転軸と直交する方向に延びるシリンダが設けられる。シリンダの先端側には工具保持部が設けられ、先端工具が着脱自在に取付けられる。シリンダには、その内部に摺動可能にピストンが設けられ、駆動伝達部により、シリンダに沿って軸方向（前後方向）に往復運動される。シリンダ内の先端側には打撃子が、シリンダ内で摺動可能に設けられる。シリンダ内であってピストンと打撃子との間には空気室が画成される。打撃子の先端側には、中間子が設けられ、中間子はリテーナスリーブの内部を前後方向に摺動可能である。

電気モータの回転駆動力は、駆動伝達部に伝達され、駆動伝達部により、ピストンは、シリンダ内において往復運動する。ピストンの往復運動により空気室中の空気の圧力は上昇及び低下を繰り返し、打撃子に打撃力を付与する。打撃子が前進して中間子の後端に衝突し、中間子を介して打撃力が先端工具に伝達される。この打撃力により、被削材は効率的に破砕される。また、駆動伝達部によって電気モータの回転駆動力はシリンダ及びリテーナスリーブの回転力に変換され、これによってリテーナスリーブの先端に取り付けられた先端工具が回転する。

特開２００８−２３６５２号公報

従来の打撃工具のリテーナスリーブの保持構造を図５を用いて説明する。打撃工具１０１は、モータ部２５と、シリンダ部２０と、ハンドル部３０と、駆動伝達部３３を有し、これらはハウジング１０２に収容される。打撃子１３が前方に移動することによって中間子８も前方に移動し、中間子８の前端がリテーナスリーブの絞り部９に衝突する。リテーナスリーブ１０４には段差が形成されており、段差の前方にはボールベアリング１０５が配置され、リテーナスリーブ１０４がハウジング１０２内で回転可能なように保持される。従来の打撃工具１０１では、リテーナスリーブ１０４の外周側に位置するボールベアリング１０５でリテーナスリーブ１０４の軸方向前方に係る打撃力を受ける構造である。この構成においては、リテーナスリーブ１０４が前方向に移動する衝撃力が働くと、ボールベアリングの内輪でその衝撃を受けることになる。一方、ボールベアリング１０５の外輪部はハウジング１０２によって保持されるため、内輪部と外輪部に逆方向の力が作用し、ボールベアリング１０５や、それを保持するトメワ１０６に過大な力が働く恐れがあった。また、ボールベアリング１０５は高価なため製造コストが上昇するばかりでなく、ボールベアリング１０５を収容するためにハウジング２の直径が大きくなっていた。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は簡単な構成にてリテーナスリーブの軸方向に作用する打撃力を緩衝する機構を実現した打撃工具を提供することである。

本発明の別の目的は、ハウジングの先端付近の直径を細くし、小型化、軽量化を実現した打撃工具を提供することにある。

本発明の一つの特徴によれば、ハウジングと、ハウジング内に配置されたモータと、ハウジング内に配置されモータの回転を往復運動に変換する往復運動変換部と、往復運動変換部の一部を覆うシリンダ部と、シリンダ部を回転可能にハウジングに保持するメタルを有する打撃工具であって、シリンダ部とメタルとの間に、これらの軸方向の動きを緩衝するダンパを設けた。シリンダ部は、先端工具を保持可能なリテーナスリーブを有しており、リテーナスリーブは、ハウジングとメタルにより保持される。

本発明の他の特徴によれば、ハウジングと、ハウジング内に配置されたモータと、ハウジング内に配置されモータの回転を往復運動に変換する往復運動変換部と、往復運動の方向と同軸状に配置される中間子と、中間子を収容するリテーナスリーブと、リテーナスリーブを回転可能にハウジングに保持するメタルを有する打撃工具であって、メタルは、略円筒形の後端に外周側に広がる円環リブが形成された形状であり、メタルの内周側に挿入されるリテーナスリーブは段差部を有して後方側に大径部が形成され、リテーナスリーブの大径部の外周には外側に突出する円環リブが形成され、メタルの円環リブとリテーナスリーブの円環リブの間に、ダンパとワッシャを介在させるように構成した。

本発明の他の特徴によれば、ダンパは、軸方向と鉛直な断面が円環状であり、リテーナスリーブと同軸に配置される。このリテーナスリーブは、往復運動変換部の作用によって移動される中間子によって前方に打撃された際にダンパを収縮させ、その後にリテーナスリーブの段差部がメタルの円環リブに当接するように配置される。ダンパ、スリーブは、メタルの後方側にこの順で配置しても良いし、逆の順序で配置するようにしても良い。

本発明の他の特徴によれば、メタルは、ハウジングに対して回転不能に固定される。ダンパの内径は、リテーナスリーブの大径部の外径より大きく、ダンパとリテーナスリーブは隙間を隔てて配置される。リテーナスリーブに対して前方への力が作用していないときは、リテーナスリーブの段差部はメタルの円環リブと離合する。

請求項１の発明によれば、シリンダ部を回転可能にハウジングに保持するメタルを有する打撃工具において、シリンダ部とメタルとの間にダンパを設けたので、シリンダ部における往復運動の衝撃をダンパによって効果的に緩衝することができる。

請求項２の発明によれば、シリンダ部は、先端工具を保持可能なリテーナスリーブを有しており、リテーナスリーブは、ハウジングとメタルにより保持されるので、リテーナスリーブ内に生じる打撃力をダンパによって効果的に緩衝することができる。

請求項３の発明によれば、ベアリングとしてメタルを用い、メタルの円環リブの後方とリテーナスリーブの円環リブの前方の間に、ダンパとワッシャを介在させたので、中間子が前方に移動した際に生じる打撃力をダンパによって緩衝することができる。さらに、メタルの略円筒形の後端付近に外周側に広がる円環リブが形成されるので、ハウジングに対して相対的に移動することが無く安定して保持される。

請求項４の発明によれば、軸方向と鉛直な断面が円環状であり、リテーナスリーブと同軸に配置されるので、ハウジングの外形を大きくすることがなく、十分な容量のダンパを実現することができる。

請求項５の発明によれば、ダンパが収縮した後にリテーナスリーブの段差部がメタルの円環リブに当接するので、リテーナスリーブの前方への移動を規制することができると共に、衝撃力をメタルによって受け止めることができる。

請求項６の発明によれば、メタルの後方にダンパ、スリーブの順で配置したので、ダンパがメタルと共に非回転の状態で保持するのに最適な構成が実現できる。

請求項７の発明によれば、メタルの後方にスリーブ、ダンパの順で配置したので、ダンパがリテーナスリーブと共に回転する状態で保持するのに最適な構成が実現できる。

請求項８の発明によれば、メタルは、ハウジングに対して回転不能に固定されるので、回転するリテーナスリーブのベアリングとしての機能を果たすことができる。

請求項９の発明によれば、ダンパの内径は、リテーナスリーブの大径部の外径より大きく、ダンパとリテーナスリーブは隙間を隔てて配置されるので、リテーナスリーブとダンパの空転によってダンパが摩耗することを防止できる。

請求項１０の発明によれば、リテーナスリーブに対して前方への力が作用していないときは、リテーナスリーブの段差部はメタルの円環リブと離合するので、ダンパの収縮するストロークを十分確保することができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本明細書の図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図１に示す方向であるとして説明する。

図１において打撃工具１は、主にモータ部２５と、シリンダ部２０と、ハンドル部３０と、駆動伝達部３３を有し、これらはハウジング２に収容される。ハウジング２は、シリンダケース２ａ、モータ収容部２ｂ、ハンドル部２ｃにより構成され、例えばプラスチック等によって、一体であるいは２〜３分割で構成できる。ハンドル部３０には、下端に電源ケーブル３１が接続され、把持部分にはトリガスイッチ３２が設けられる。トリガスイッチ３２を操作することにより、外部電源から電気モータ２６に供給する電力を調整できる。

モータ部２５を構成する電気モータ２６は、ハウジング２の前後方向中央からやや後方、下側に設けられ、その回転駆動力を出力する出力軸２７はシリンダ部２０の軸方向に対して垂直になるよう配置される。電気モータ２６の上方へ延出する出力軸２７の上端にはピニオンギヤ２８が取り付けられる。電気モータ２６の後側には、電気モータ２６の回転速度を制御するための制御装置２９が配置される。

ピニオンギヤ２８を挟んで両側には、クランク軸３４と回転電動軸５１がそれぞれ垂直且つ回転可能に支承される。クランク軸３４の下端には、ピニオンギヤ２８と噛合する第１ギヤ３５が同軸固定され、上端にはクランクウェイト３７が固定される。クランクウェイト３７にはクランクピン３８によってコンロッド３９が固定される。コンロッド３９の軸方向前端には、ピストンピン４２によってピストン２２が固定され、これらの部材で構成される駆動伝達部によって、電気モータ２６の回転運動がピストン２２の往復運動に変換される。ピストン２２はシリンダ２１の内部において摺動可能に設けられる。シリンダ２１内の前端側には打撃子１３が設けられ、打撃子１３もシリンダ２１の内部において前後方向に摺動可能である。シリンダ２１内のピストン２２と打撃子１３との間には、空気室２３が画成される。ピストン２２の往復運動によって空気室の内圧が変動するため、この内圧の変動によって打撃子１３がシリンダ２１内を前後方向に往復動して中間子８に間欠的に衝突するため、中間子８から図示しない先端工具に打撃力が伝達される。

一方、回転伝達軸５１の下端には、ピニオンギヤ２８と噛合する第２ギヤ５２が同軸固定される。回転伝達軸５１の上端には、第１ベベルギヤ５３が同軸に固定される。シリンダ２１の後端部には、第１ベベルギヤ５３と噛合する第２ベベルギヤ５４が設けられ、ベアリング作用を有するメタル４２によってシリンダ２１の後端が回転可能に保持され、シリンダ２１が回転し、この回転力が図示しない先端工具に伝達される。リテーナスリーブ４は、シリンダ２１と共にシリンダ部２０を構成するものであって、シリンダ２１の前方側に取り付けられ、その先端部には工具保持部１５が設けられ、図示せぬ先端工具が着脱自在に取付けられる。打撃子１３が前方に移動した際に生ずる打撃力は、中間子８に伝達され、中間子８がリテーナスリーブ４内で前後方向に摺動する。中間子８が前方に摺動すると、その前端がリテーナスリーブの絞り部９に衝突する。この衝突による衝撃力によって、図示しない先端工具が被削材を破砕し、被削材に穿孔穴を生じさせる。

リテーナスリーブ４の絞り部９より後方の外周側には段差が形成され、絞り部の外周から段差の前方にかけてベアリング作用をするメタル５が配置され、リテーナスリーブ４がハウジング２に回転可能なように保持される。メタル５の外周側はハウジング２のシリンダケース２ａにより回転不能に保持される。従って、メタル５は、内周側において回転するリテーナスリーブ４を保持するというベアリングの機能を果たすものである。

次に、本実施形態による打撃工具１の動作について説明する。作業者は、ハンドル部３０を手で把持した状態で、図示せぬ先端工具を図示せぬ被削材に押し当てる。次に、作業者はトリガ３２を引き、電気モータ２６を回転させる。電気モータ２６の回転駆動力は、ピニオンギヤ２８及び第１ギヤ３５を介してクランク軸３４に伝達される。クランク軸３４の回転は、駆動伝達部３３の往復運動変換部を構成するクランクウェイト３７、クランクピン３８、コンロッド３９、ピストン２２によって、シリンダ２１内におけるピストン２２の往復運動に変換される。ピストン２２の往復運動により空気室２３中の空気の圧力は上昇及び低下を繰り返し、打撃子１３に打撃力を付与する。打撃子１３が前進して中間子４６の後端に衝突し、中間子４６を介して打撃力が図示せぬ先端工具に伝達される。

また、電気モータ２６の回転駆動力は、駆動伝達部３３の回転力伝達部を構成するピニオンギヤ２８、第２ギヤ５２、回転伝達軸５１にも伝達される。回転伝達軸５１の回転は、第１ベベルギヤ５３及び第２ベベルギヤ５４を介してシリンダ２１に伝達され、これによってシリンダ２１は回転する。シリンダ２１の回転により、先端工具に回転力が付与される。この回転力と上記の打撃力により、図示せぬ先端工具には回転力と打撃力とが伝達され、被削材は破砕される。

次に、図２〜４を用いてリテーナスリーブ４の取付構造について更に説明する。図２は、図１のリテーナスリーブ４とメタル５の取付部付近の部分拡大図である。図３はリテーナスリーブ４の断面形状を示す部分断面図であり、図４は図１のリテーナスリーブ４とメタル５の取付部付近の部分拡大図であり、中間子８がリテーナスリーブ４の絞り部９に衝突している状態を示す。

本実施形態で特徴的なことは、回転するリテーナスリーブ４を保持するために、図５で示したボールベアリング１０５ではなく、メタル５を用いたことにある。そのメタル５の形状を示すのが図３（１）の図である。図３（１）において、メタル５は単なる円筒形でなく、円筒形の後端部に外周側に広がるフランジ部５ｂが形成される。内周部５ａの形状は円筒形であり、リテーナスリーブ４の中径部４ａの外周形状に対応し、これらはベアリングとして作用するのに必要とされる隙間を隔てて接する。フランジ部５ｂの前方（先端工具側）には、円環面５ｃが形成され、この円環面５ｃがシリンダケース２ａの内部に形成された段差１０に当接することにより、メタル５が前方に移動することを阻止できる。また、メタル５の円環面５ｃは十分な面積を有するので段差１０との当接面が十分確保されるので、メタル５を安定してシリンダケース２ａに固定することができる。

フランジ部５ｂの後方（ピストン２２側）には円環面５ｄが形成される。この円環面５ｄは、後述するリテーナスリーブ４の外側段差部４ｄと当接する。また、円環面５ｄの外周側によってダンパ６を保持する。

図３（２）は、リテーナスリーブ４の断面形状を示す部分断面図である。リテーナスリーブ４は前端側から、先端工具を保持する細径部、中径部４ａ、大径部４ｂの３つの径を有する形状である。細径部から中径部４ａへの移行部分は絞り部９が形成される。中径部４ａから大径部４ｂへの移行部分は段差状に形成され、段差の外側は外側段差部４ｄが、内側には内側段差部４ｅが形成される。さらに、大径部４ｂの外周面には半径方向外側に突出するフランジ４ｃが形成され、フランジ４ｃの前面側には円環状のフランジ前面４ｆが形成される。尚、フランジ４ｃの突出部は、周方向に連続する形状であるのが好ましいが、非連続の突起状であってもワッシャ７を安定して保持できれば良い。

図２に戻り、メタル５の円環面５ｄとリテーナスリーブ４のフランジ前面４ｆの間には、前方側から略円筒形のダンパ６とワッシャ７が同軸状に介在される。ダンパ６は、例えば周方向の厚さが８ｍｍのニトリルゴム（ＮＢＲ）であり、ワッシャ７は鉄等の金属製の円環状のリングである。この際、ダンパ６の外周面とシリンダケース２ａの間には隙間をあける必要はなく接触させると良い。逆にダンパ６の内周面とリテーナスリーブ４の間は僅かながらの隙間、例えば径方向に０．５ｍｍ程度空けるように構成すると良い。圧縮力や引張力が加わらない通常時のこれらダンパ６とワッシャ７と前後長さ合計は、リテーナスリーブ４の外側段差部４ｄからフランジ前面４ｆへの距離よりも若干長くなるように設定する。このように設定すれば、圧縮力や引張力が加わらない通常時においては、図２に示すようにメタル５の後端部（円環面５ｄ）とリテーナスリーブ４の外側段差部４ｄの間が僅かながら隙間が空く。この隙間は例えば０．５ｍｍ程度である。

このように配置された状況において、中間子８がリテーナスリーブ４の段差部９を打撃することにより、リテーナスリーブ４が前方に移動する強い力が作用する。するとリテーナスリーブ７のフランジ４ｃによってダンパ６の前後方向の長さが縮み、ダンパ４が所定量圧縮された後にリテーナスリーブ４がメタル５に突き当たる。この圧縮される作用によってリテーナスリーブ４がメタル５に衝突する力が減衰されるので、メタル５及びシリンダケース２ａに作用する衝撃力を緩衝することができ、打撃工具１の寿命向上を図ることができる。

また、本実施形態ではリテーナスリーブ４を回転可能に保持するベアリング機能をメタル５にて実現したため、ボールベアリングを使う構成に比べてシリンダケース２ａの径を小さくすることができ、打撃工具１の小型化を図ることができる。さらに、リテーナスリーブ４とメタル５が衝突する衝撃の緩衝を、リテーナスリーブ４の大径部の外周側に配置される円筒状のダンパ６によって実現したので、シリンダケース２ａの径を太くすることなく緩衝機構を実現できる。

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、ダンパ６の形状は円環状に限られずに、円周方向数カ所に配置される略長方体状の部材であっても良い。さらに、ダンパ６の材質はニトリルゴム（ＮＢＲ）だけに限られずに、その他の弾性部材やバネ手段であっても良い。さらに、本実施形態では前側からダンパ６、ワッシャ７と配置したが、これらの配置を逆にしたり、ワッシャ７をもう１枚挿入して、前後に挿入される２枚のワッシャによってダンパ６を挟むように配置しても良い。

本発明の実施形態に係る打撃工具の全体を示す断面図である。 図１のリテーナスリーブ４とメタル５の取付部付近の部分拡大図であり、中間子８がリテーナスリーブ４の絞り部９から離れた位置にある状態を示す。 （１）は図１のメタル５の断面形状を示す図であり、（２）は、図１のリテーナスリーブ４の断面形状を示す部分断面図である。 図１のリテーナスリーブ４とメタル５の取付部付近の部分拡大図であり、中間子８がリテーナスリーブ４の絞り部９に衝突している状態を示す。 従来例における打撃工具の全体を示す断面図である。

符号の説明

１ 打撃工具 ２ ハウジング ２ａ （ハウジングの）シリンダケース
２ｂ （ハウジングの）モータ収容部 ２ｃ （ハウジングの）ハンドル部
４ リテーナスリーブ ４ａ 中径部 ４ｂ 大径部
４ｃ フランジ ４ｄ 外側段差部 ４ｅ 内側段差部
５ メタル ５ａ 内周部 ５ｂ フランジ部
５ｃ、５ｄ 円環面 ６ ダンパ ７ ワッシャ
８ 中間子 ９ （リテーナスリーブの）絞り部
１０ （シリンダケースの）段差 １２ Ｏリング
１３ 打撃子 １４ 係止部材 １５ 工具保持部
２０ シリンダ部 ２１ シリンダ ２２ ピストン ２３ 空気室
２４ 制御装置 ２５ モータ部 ２６ 電気モータ ２７ 出力軸
２８ ピニオンギヤ ２９ 制御装置 ３０ ハンドル部
３１ 電源ケーブル ３２ トリガスイッチ ３３ 駆動伝達部
３４ クランク軸 ３５ 第１ギヤ ３７ クランクウェイト
３８ クランクピン ３９ コンロッド ４２ メタル
４３ ピストンピン ５１ 回転伝達軸 ５２ 第２ギヤ
５３ 第１ベベルギヤ ５４ 第２ベベルギヤ
１０４ リテーナスリーブ １０５ ボールベアリング １０６ トメワ

Claims (10)

1. ハウジングと、
   該ハウジング内に配置されたモータと、
   前記ハウジング内に配置され該モータの回転を往復運動に変換する往復運動変換部と、
   該往復運動変換部の一部を覆うシリンダ部と、
   該シリンダ部を回転可能に前記ハウジングに保持するメタルを有する打撃工具であって、
   前記シリンダ部と前記メタルとの間にダンパを設けたことを特徴とする打撃工具。
2. 前記シリンダ部は、先端工具を保持可能なリテーナスリーブを有しており、
   該リテーナスリーブは、前記ハウジングと前記メタルにより保持されることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
3. ハウジングと、
   該ハウジング内に配置されたモータと、
   前記ハウジング内に配置され前記モータの回転を往復運動に変換する往復運動変換部と、
   往復運動の方向と同軸状に配置され、前記往復運動変換部により往復動される中間子と、
   前方に先端工具を保持可能であり、後方に前記中間子を収容するリテーナスリーブと、
   該リテーナスリーブを回転可能に前記ハウジングに保持するメタルを有する打撃工具であって、
   前記メタルは、略円筒形の後端に外周側に広がる円環リブが形成された形状であり、
   前記メタルの内周側に挿入される前記リテーナスリーブは、段差部を有して後方側に大径部が形成され、
   前記リテーナスリーブの大径部の外周には外側に突出する円環リブが形成され、
   前記メタルの円環リブの後方と前記リテーナスリーブの円環リブの前方の間に、ダンパとワッシャを介在させたことを特徴とする打撃工具。
4. 前記ダンパは、軸方向と鉛直な断面が円環状であり、前記リテーナスリーブと同軸に配置されることを特徴とする請求項３に記載の打撃工具。
5. 前記リテーナスリーブは、前記往復運動変換部の作用によって移動される中間子によって前方に打撃された際に前記ダンパを収縮させ、その後に前記リテーナスリーブの段差部が前記メタルの円環リブに当接することを特徴とする請求項３又は４に記載の打撃工具。
6. 前記メタルの後方に前記ダンパ、前記スリーブの順で配置したことを特徴とする請求項５に記載の打撃工具。
7. 前記メタルの後方に前記スリーブ、前記ダンパの順で配置したことを特徴とする請求項５に記載の打撃工具。
8. 前記メタルは、前記ハウジングに対して回転不能に固定されることを特徴とする請求項６又は７に記載の打撃工具。
9. 前記ダンパの内径は、前記リテーナスリーブの大径部の外径より大きく、前記ダンパと前記リテーナスリーブは隙間を隔てて配置されることを特徴とする請求項８に記載の打撃工具。
10. 前記リテーナスリーブに対して前方への力が作用していないときは、前記リテーナスリーブの段差部は前記メタルの円環リブと離合することを特徴とする請求項９に記載の打撃工具。