JP2010076035A - 吸塵機能付電動工具及び電動工具用吸塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でホース等での粉塵の残留を解消し、良好な吸塵効率を得る。
【解決手段】吸塵ハンマードリル１に形成される吸塵室１１内に、モータ６の出力軸７と一体回転するファンシャフト１５と、そのファンシャフト１５に外装される吸込ファン１８とを設けて、ファンシャフト１５と吸込ファン１８との間に、ファンシャフト１５の回転によって吸込ファン１８へ回転伝達し、ファンシャフト１５の減速によって吸込ファン１８への回転伝達を遮断して吸込ファン１８を慣性により回転させるワンウェイクラッチ１９を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸塵機能を備えた電動ドリルやハンマードリル等の吸塵機能付電動工具と、吸塵機能を持たない電動工具に装着して使用される電動工具用吸塵装置とに関する。

電動ドリル等の電動工具においては、穿孔作業等によって発生した粉塵を吸塵するために吸塵機能が付与されるタイプが知られている。例えば特許文献１では、回転工具のハウジングの前方に、吸引ヘッドと、吸入管（ホース）と、吸引インペラ（吸込ファン）と、分離装置とを備えてなる吸塵装置を装着することで吸塵機能を付与する構成が開示されている。ここでは、回転工具のハウジングから突出させたモータの出力軸と、吸塵装置のハウジングから突出させた吸込ファンのシャフトとを同軸配置して互いに結合させることで、吸塵装置の動力をモータの出力軸から得るようになっている。

特開平４−２２６８５０号公報

上記従来の吸塵機能付電動工具においては、吸込ファンはモータの出力軸に連動して回転及び停止を行うため、作業を終了してモータを停止させると、出力軸の停止に伴って吸込ファンも直ちに停止する。しかし、吸引ヘッドと分離装置との間には距離があるため、吸引ヘッドから吸い込まれた粉塵がホース内に残留し、吸塵効率を低下させてしまう。

そこで、本発明は、簡単な構成でホース等での粉塵の残留を解消でき、良好な吸塵効率が得られる吸塵機能付電動工具及び電動工具用吸塵装置を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータと、そのモータの出力軸の回転に伴って回転する吸塵用の吸込ファンとを設けた吸塵機能付電動工具であって、出力軸と吸込ファンとの間に、出力軸の回転によって吸込ファンへ回転伝達し、出力軸の減速或いは停止によって吸込ファンへの回転伝達を遮断して吸込ファンを慣性により回転させるワンウェイクラッチを設けたことを特徴とするものである。
なお、本発明で言う「吸塵機能付」とは、電動工具自体に吸込ファン等が内設されて吸塵機能が具備される一体型は勿論、先の特許文献１のように吸込ファン等が内設される別体の吸塵装置を電動工具に装着する場合も含む。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、慣性による吸込ファンの回転時間を十分確保するために、吸込ファンを金属製としたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、慣性による吸込ファンの回転時間をより長くするために、出力軸の後段に、出力軸から回転伝達される前段軸と、その前段軸と同軸に配置されて吸込ファンが固定される後段軸とを設けて、ワンウェイクラッチを前段軸と後段軸との間に設けると共に、後段軸にフライホイールを設けたことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、電動工具に装着される本体に、電動工具のモータ駆動に伴って回転する駆動軸と、その駆動軸の回転に伴って回転する吸塵用の吸込ファンとを設けた電動工具用吸塵装置であって、駆動軸と吸込ファンとの間に、駆動軸の回転によって吸込ファンへ回転伝達し、駆動軸の減速或いは停止によって吸込ファンへの回転伝達を遮断して吸込ファンを慣性により回転させるワンウェイクラッチを設けたことを特徴とするものである。

請求項１及び４に記載の発明によれば、簡単な構成でホース等での粉塵の残留を解消可能となり、良好な吸塵効率を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、吸込ファンを金属製としたことで、吸込ファンの質量が大きくなって慣性による吸込ファンの回転時間を十分確保できる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、吸込ファンが固定される後段軸にフライホイールを設けたことで、慣性による後段軸及び吸込ファンの回転時間をより長く確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１は、吸塵機能付電動工具の一例である吸塵ハンマードリルの説明図である。
吸塵ハンマードリル１は、全体が倒Ｌ字形（ピストル形）で、そのハウジング２は、回転／打撃機構４を収容する前ハウジング３と、モータ６を収容する後ハウジング５とに分割されている。モータ６は、後ハウジング５内で出力軸７を前向き（左側を前方とする）にした姿勢で収容されており、後ハウジング５の後端には、ハンドル８が形成されて、ハンドル８の内部に、前方にトリガー１０を突出させたスイッチ９が設けられている。

また、前ハウジング３と後ハウジング５との間には、吸塵室１１が形成されている。この吸塵室１１は、後ハウジング５の前方部に設けられてモータ６側を閉塞する後壁１２と、前ハウジング３の後方部に設けられて回転／打撃機構４側を閉塞する前壁１３及び回転／打撃機構４を保持するインナーハウジング１４とによって前後ハウジング３，５内と区画されるもので、吸塵室１１内で後壁１２とインナーハウジング１４との間には、ファンシャフト１５が、出力軸７と同軸でボールベアリング１６，１７を介して軸支されて、ファンシャフト１５の後端に出力軸７の先端が角形同士の嵌合で一体回転可能に連結されている。ファンシャフト１５の前端はインナーハウジング１４を貫通して前ハウジング３内に突出している。

１８は、吸塵室１１内でファンシャフト１５に外装された金属製（例えばアルミニウム製）の吸込ファンで、この吸込ファン１８とファンシャフト１５との間には、ワンウェイクラッチ１９が設けられている。このワンウェイクラッチ１９は、ここではクラッチピン（係合子）を介在させて周方向に付勢し、ファンシャフト１５の正転時（モータ６の駆動に伴う出力軸７の正転時）に吸込ファン１８をファンシャフト１５と結合させて一体回転させ、ファンシャフト１５の減速或いは停止に伴って吸込ファン１８への回転伝達を遮断する周知の構成である。また、吸込ファン１８と後壁１２との対向面間には、ラビリンス２０を形成して、ボールベアリング１６の防塵を図っている。さらに、ファンシャフト１５におけるボールベアリング１７の後方部位には、インナーハウジング１４との対向面間にラビリンス２２を形成した防塵キャップ２１が一体に固着されている。

一方、吸塵室１１の側面には、フレキシブルホース２３の接続部（図示せず）が形成されて、フレキシブルホース２３を吸塵室１１と連通させている。このフレキシブルホース２３の前端には、前ハウジング３の先端に装着したビット２５に貫通される吸塵ヘッド２４がＬ字状に装着されている。また、吸塵室１１の下方には、連結筒２６が下向きに突設されて、その連結筒２６にダストバッグ２７が着脱可能に装着されている。

そして、前ハウジング３内の回転／打撃機構４では、後端に設けた第１ギヤ２９をファンシャフト１５の先端ピニオンと噛合させた中間軸２８が、ファンシャフト１５と平行に軸支されると共に、中間軸２８の前方上側には、前端にビット２５を差し込み可能な筒状のツールホルダ３０が、中間軸２８と平行に軸支されている。ツールホルダ３０の前方部には、差し込まれたビット２５をロック及びその解除操作するための操作スリーブ３１が外装されている。

また、中間軸２８の前方部には、ツールホルダ３０に設けたギヤ３２と噛合する第２ギヤ３３が外装される一方、中間軸２８の後方部には、スワッシュベアリング３５を介してアーム３６を備えたボススリーブ３４が外装されて、中間軸２８に設けたクラッチ３７を図示しない切替ツマミの操作によって前ハウジング３の外部から前後へスライド操作することで、クラッチ３７が第２ギヤ３３のみを回転させてツールホルダ３０及びビット２５を回転させるドリルモードと、ボススリーブ３４のみを回転させてアーム３６を介してツールホルダ３０に内挿したピストンシリンダ３８を前後移動させ、ピストンシリンダ３８内に収容したストライカ３９にインパクトボルト４０を介してビット２５を打撃させるハンマーモードと、第２ギヤ３３とボススリーブ３４とを共に回転させてビット２５に回転と打撃とを同時に付与するハンマードリルモードとを夫々選択可能となっている。

以上の如く構成された吸塵ハンマードリル１は、トリガー１０を押し操作してモータ６を駆動させると、出力軸７と共にファンシャフト１５が回転し、その回転が中間軸２８に伝わり、選択した動作モードでビット２５に回転及び／又は打撃を付与する。
このファンシャフト１５の回転によって吸込ファン１８が回転すると、吸塵ヘッド２４から外気が吸い込まれ、フレキシブルホース２３から吸塵室１１に進入し、吸込ファン１８の下方から連結筒２６を介してダストバッグ２７内に送り込まれ、ダストバッグ２７を通過して外部へ排出される。この空気の流れにより、吸塵ヘッド２４から外気と共に吸い込まれた粉塵も、フレキシブルホース２３を介して吸塵室１１に進入し、そこでダストバッグ２７内に排出されてそのままダストバッグ２７内に貯留することになる。

そして、トリガー１０の押し操作を解除してモータ６の駆動を停止させると、出力軸７と共にファンシャフト１５が減速し、慣性により回転を続けようとする吸込ファン１８との間に速度差が生じる。すなわち、吸込ファン１８に対して相対的にファンシャフト１５が逆回転する。ここで、吸込ファン１８とファンシャフト１５との間にはワンウェイクラッチ１９が設けられているため、ファンシャフト１５の減速−停止にかかわらず、吸込ファン１８は数秒間回転を継続させ、遅れて停止することになる。特に、吸込ファン１８は金属製であるため、十分な回転時間が確保される。従って、モータ６の駆動停止後も吸込ファン１８による吸塵作用が継続し、吸塵ヘッド２４やフレキシブルホース２３内の粉塵を確実に吸塵室１１に吸い込んでダストバッグ２７内に送り込むことができる。

このように、上記形態１の吸塵ハンマードリル１によれば、出力軸７と吸込ファン１８との間に、出力軸７の回転によって吸込ファン１８へ回転伝達し、出力軸１８の減速によって吸込ファン１８への回転伝達を遮断して吸込ファン１８を慣性により回転させるワンウェイクラッチ１９を設けたことで、簡単な構成でフレキシブルホース２３等での粉塵の残留を解消可能となり、良好な吸塵効率を得ることができる。
特にここでは、吸込ファン１８を金属製としているので、吸込ファン１８の質量が大きくなって慣性による吸込ファン１８の回転時間を十分確保できる。

なお、ワンウェイクラッチは、係合子を利用した上記形態に限らず、一方向のみの回転伝達が可能であれば、歯車と爪との係合を利用したラチェット機構等の他の構成も採用できる。
また、上記形態１では、モータの出力軸と、吸込ファンが外装されるファンシャフトとを別体にして同軸で連結しているが、出力軸を長く伸ばして吸込ファンを出力軸へ直接外装し、その間にワンウェイクラッチを設けてもよい。さらに、ファンシャフトを出力軸に対して平行又は直交状に配置してギヤを介して回転伝達させる場合でも、ファンシャフトと吸込ファンとの間にワンウェイクラッチを設ければよい。

加えて、吸込ファンとファンシャフト等の軸との間にワンウェイクラッチを設ける構造に限らず、ファンシャフト等の軸を同軸の前段軸と後段軸とに分割し、後段軸に吸込ファンを固着して、前段軸と後段軸との間にワンウェイクラッチを設けるようにしても、前段軸の減速或いは停止による後段軸及び吸込ファンの遅延停止は可能である。この場合、後段軸にフライホイール（弾み車）を設ければ、慣性による後段軸及び吸込ファンの回転時間をより長く確保することができる。このフライホイールは、別体の成形品を後段軸に設けたり、比重が後段軸よりも大きい材料で一体成形したりして設ければよい。

一方、上記形態１では、吸塵室がハウジング内に一体に組み込まれて吸塵機能が付加されているが、このようなタイプに限らず、先の特許文献１で説明したような別体の吸塵装置が装着されることで吸塵機能が付加される電動工具であっても、本発明の適用は可能である。以下、その形態について説明する。

［形態２］
図２は、吸塵装置となるアタッチメント５０を装着した吸塵ハンマードリル１ａの説明図で、ここでは前ハウジング３と後ハウジング５との間に吸塵室が形成されず、モータ６の出力軸７が中間軸２８の第１ギヤ２９と噛合している。それ以外は図１と略同じ構成であるので、図１と重複する説明は省略し、アタッチメント５０を主に説明する。
アタッチメント５０は、ツールホルダ３０に外装される筒状の装着部５１と、その装着部５１の下方に連設されるケース（本体）５２とを有する。装着部５１内には、ツールホルダ３０へ一体に外装される駆動軸としての第１ベベルギヤ５３が設けられて、吸塵ハンマードリル１ａの操作スリーブ３１と前ハウジング３の前端部との間に形成された導入部５４を介して外部へ露出している。装着部５１は、ケース５２側を除いて第１ベベルギヤ５３の外側を覆い、操作スリーブ３１の内部へ前端を遊挿させることで、導入部５４をカバーしている。

また、ケース５２内には、第１ベベルギヤ５３と噛合する第２ベベルギヤ５６を上端に設けた増速シャフト５５が、上下方向に軸支されて、ここでは第２ベベルギヤ５６と増速シャフト５５との間にワンウェイクラッチ５７が設けられている。また、増速シャフト５５と平行に、下端に吸込ファン５９を連結したファンシャフト５８が軸支されて、増速シャフト５５へ一体に設けた大径ギヤ６０を、ファンシャフト５８の上端へ一体に設けた小径ギヤ６１に噛合させている。吸込ファン５９は、ケース５２内で区画形成された収容室６２内に収容される遠心ファンで、収容室６２における吸込ファン５９の外周側には、複数の排気口６３，６３・・が形成される一方、収容室６２の下方には、上端にフィルタ６５を設けた吸塵室６４が形成されて、収容室６２の下壁には、フィルタ６５を介して収容室６２と吸塵室６４とを連通させる連通孔６６が形成されている。さらに、吸塵室６４の下部には、筒状の吸込口６７が後ろ向きに突設されて、この吸込口６７にフレキシブルホース２３が接続可能となっている。

以上の如く構成されたアタッチメント５０は、図２のように吸塵ハンマードリル１ａに装着した状態で、トリガー１０を押し操作してモータ６を駆動させると、出力軸７の回転が中間軸２８に伝わり、選択した動作モードでビットに回転及び／又は打撃を付与する。
ここで、ドリルモード又はハンマードリルモードを選択すると、中間軸２８の回転が第２ギヤ３３及びギヤ３２を介してツールホルダ３０に伝わるため、第１ベベルギヤ５３も回転する。よって、第２ベベルギヤ５６を介して増速シャフト５５が回転し、大径ギヤ６０及び小径ギヤ６１を介してファンシャフト５８を回転させる。

ファンシャフト５８の回転によって吸込ファン５９が回転すると、フレキシブルホース２３の吸塵ヘッドから外気が吸い込まれ、フレキシブルホース２３から吸込口６７を介して吸塵室６４に進入し、フィルタ６５を通過して収容室６２へ至り、排気口６３からケース５２の外部へ排出される。この空気の流れにより、吸塵ヘッドから外気と共に吸い込まれた粉塵も、フレキシブルホース２３から吸込口６７を介して吸塵室６４に進入し、そこでフィルタ６５に捕捉されて吸塵室６４内に貯留することになる。

そして、トリガー１０の押し操作を解除してモータ６の駆動を停止させると、ツールホルダ３０から第１ベベルギヤ５３を介して第２ベベルギヤ５６が減速し、慣性により回転を続けようとする増速シャフト５５との間に速度差が生じる。すなわち、第２ベベルギヤ５６に対して相対的に増速シャフト５５が逆回転する。ここで、第２ベベルギヤ５６と増速シャフト５５との間にはワンウェイクラッチ５７が設けられているため、第２ベベルギヤ５６の減速−停止にかかわらず、増速シャフト５５及びファンシャフト５８、吸込ファン５９は数秒間回転を継続させ、遅れて停止することになる。従って、モータ６の駆動停止後も吸込ファン５９による吸塵作用が継続し、吸塵ヘッドやフレキシブルホース２３内の粉塵を確実に吸塵室６４に吸い込むことができる。

このように、上記形態２のアタッチメント５０を備えた吸塵ハンマードリル１ａによれば、第１ベベルギヤ５３と吸込ファン５９との間となる第２ベベルギヤ５６と増速シャフト５５との間に、第１ベベルギヤ５３の回転によって吸込ファン５９へ回転伝達し、第１ベベルギヤ５３の減速によって吸込ファン５９への回転伝達を遮断して吸込ファン５９を慣性により回転させるワンウェイクラッチ５７を設けたことで、簡単な構成でフレキシブルホース２３等での粉塵の残留を解消可能となり、良好な吸塵効率を得ることができる。

［形態３］
図３に示す吸塵ハンマードリル１ｂにおいて、アタッチメント５０は、ツールホルダ３０でなく、中間軸２８から動力を得ている点が図２の形態と異なる。ここでは、第１ベベルギヤ５３はケース５２内で軸支されると共に、同軸で設けたシャフト部６８が、ケース５２を貫通して後方へ突出している。一方、前ハウジング３における中間軸２８の前方位置には、導入孔６９が形成されており、アタッチメント５０の装着状態で、シャフト部６８が導入孔６９を貫通して前ハウジング３内へ突出するようになっている。中間軸２８の前端面には、シャフト部５８の後端面に同軸で突設された連結軸７０と角形同士の嵌合で結合する連結孔７１が形成されている。なお、装着部５１は、前ハウジング３の前端部に外装されるリング状となっている。
そして、ワンウェイクラッチ７２は、ここでは増速シャフト５５と大径ギヤ６０との間に設けられている。

以上の如く構成されたアタッチメント５０を前ハウジング３に装着した状態では、第１ベベルギヤ５３が中間軸２８と同軸で連結されて、中間軸２８の回転が第１ベベルギヤ５３へ伝達されることになる。よって、この状態でモータ６を駆動させて出力軸７の回転が中間軸２８に伝わると、中間軸２８の回転に伴い、第１ベベルギヤ５３も一体回転し、第２ベベルギヤ５６を介して増速シャフト５５を回転させる。よって、大径ギヤ６０及び小径ギヤ６１を介してファンシャフト５８が回転し、吸込ファン５９を回転させ、図２と同様の吸塵作用を奏することになる。

そして、モータ６の駆動を停止させると、中間軸２８から第１ベベルギヤ５３、第２ベベルギヤ５６を介して増速シャフト５５が減速し、慣性により回転を続けようとする大径ギヤ６０との間に速度差が生じる。すなわち、増速シャフト５５に対して相対的に大径ギヤ６０が逆回転する。ここで、増速シャフト５５と大径ギヤ６０との間にはワンウェイクラッチ７２が設けられているため、増速シャフト５５の減速−停止にかかわらず、大径ギヤ６０以降のファンシャフト５８及び吸込ファン５９は数秒間回転を継続させ、遅れて停止することになる。従って、モータ６の駆動停止後も吸込ファン５９による吸塵作用が継続し、吸塵ヘッドやフレキシブルホース２３内の粉塵を確実に吸塵室６４に吸い込むことができる。

このように、上記形態３のアタッチメント５０を備えた吸塵ハンマードリル１ｂにおいても、第１ベベルギヤ５３と吸込ファン５９との間となる増速シャフト５５と大径ギヤ６０との間に、第１ベベルギヤ５３の回転によって吸込ファン５９へ回転伝達し、第１ベベルギヤ５３の減速によって吸込ファン５９への回転伝達を遮断して吸込ファン５９を慣性により回転させるワンウェイクラッチ７２を設けたことで、簡単な構成でフレキシブルホース２３等での粉塵の残留を解消可能となり、良好な吸塵効率を得ることができる。

なお、形態２，３においても、吸込ファンを金属製としたり、ファンシャフトにフライホイールを設けたりすることができる。また、アタッチメント内の増速機構におけるシャフトやギヤの数や配置形態は適宜設計変更可能で、吸込ファンやフィルタ等も上記形態２，３に限定されない。また、ケースの形状も、ハンマードリル側のハウジングに沿わせて形成したり、吸込口を前向きや横向きにしたり、吸塵室を着脱可能に形成したりすることができる。
さらに、上記形態２，３では、第１ベベルギヤをツールホルダや中間軸に連結しているが、他の後段出力軸を利用しても差し支えない。

その他、各形態に共通して、モータが出力軸を上下方向に向けた姿勢で収容されるタイプでもよいし、電気ブレーキを備えてモータが直ちに停止するタイプでも差し支えない。勿論ハンマードリルに限らず、ドリルや振動ドリル等の他の吸塵機能付電動工具であっても本発明は適用可能である。

形態１の吸塵ハンマードリルの説明図である。 形態２の吸塵ハンマードリルの説明図である。 形態３の吸塵ハンマードリルの説明図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ・・吸塵ハンマードリル、２・・ハウジング、３・・前ハウジング、４・・回転／打撃機構、５・・後ハウジング、６・・モータ、７・・出力軸、１１，６４・・吸塵室、１４・・インナーハウジング、１５，５８・・ファンシャフト、１８，５９・・吸込ファン、１９，５７，７２・・ワンウェイクラッチ、２３・・フレキシブルホース、２４・・吸塵ヘッド、２５・・ビット、２８・・中間軸、３０・・ツールホルダ、５０・・アタッチメント、５１・・装着部、５２・・ケース、５３・・第１ベベルギヤ、５５・・増速シャフト、５６・・第２ベベルギヤ、６０・・大径ギヤ、６２・・収容室、６５・・フィルタ、６７・・吸込口。

Claims (4)

1. モータと、そのモータの出力軸の回転に伴って回転する吸塵用の吸込ファンとを設けた吸塵機能付電動工具であって、
   前記出力軸と吸込ファンとの間に、前記出力軸の回転によって前記吸込ファンへ回転伝達し、前記出力軸の減速或いは停止によって前記吸込ファンへの回転伝達を遮断して前記吸込ファンを慣性により回転させるワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする吸塵機能付電動工具。
2. 前記吸込ファンを金属製としたことを特徴とする請求項１に記載の吸塵機能付電動工具。
3. 前記出力軸の後段に、前記出力軸から回転伝達される前段軸と、その前段軸と同軸に配置されて前記吸込ファンが固定される後段軸とを設けて、前記ワンウェイクラッチを前記前段軸と後段軸との間に設けると共に、前記後段軸にフライホイールを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸塵機能付電動工具。
4. 電動工具に装着される本体に、前記電動工具のモータ駆動に伴って回転する駆動軸と、その駆動軸の回転に伴って回転する吸塵用の吸込ファンとを設けた電動工具用吸塵装置であって、
   前記駆動軸と吸込ファンとの間に、前記駆動軸の回転によって前記吸込ファンへ回転伝達し、前記駆動軸の減速或いは停止によって前記吸込ファンへの回転伝達を遮断して前記吸込ファンを慣性により回転させるワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする電動工具用吸塵装置。

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