JP2013071373A

JP2013071373A - 振動工具

Info

Publication number: JP2013071373A
Application number: JP2011213180A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sumi; 敦角; Shota Takeuchi; 翔太竹内
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-04-22
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: EP2760612B1; US9670998B2; EP2760612A1; WO2013046541A1; JP5821476B2; CN103635278B; CN103635278A; US20140123785A1

Abstract

【課題】先端工具が取り付けられる振動軸の振幅を変化させる。
【解決手段】振動工具１０は摺動自在に嵌合する握り部ハウジング１１と前側ハウジング１２とを有する。握り部ハウジング１１には電動モータ１３が収容され、電動モータ１３には偏心軸１７を備えたスピンドル１８が固定される。前側ハウジング１２に収容される振動軸３１には、ブレード３５とスイングアーム３７とが固定される。スピンドル１８の回転運動はスイングアーム３７を介して振動軸３１の振動運動に変換される。電動モータ１３側の駆動ユニット２０とスイングアーム３７側の振動ユニット４０とが離れ、振動軸３１の中心軸Ｃ３とアーム片３９に対する軸受１９の接点との距離が離れる場合には(距離Ｌ１)、狭い振幅Ｘ１で振動軸３１が振動する。一方、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とが近づき、振動軸３１の中心軸Ｃ３とアーム片３９に対する軸受１９の接点との距離が近づく場合には(距離Ｌ２)、広い振幅Ｘ２で振動軸３１が振動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、先端工具が取り付けられる振動軸を備える振動工具に関する。

例えば、木材や石膏ボード等を切断する切断工具として、モータの回転運動をブレードの往復運動に変換するようにした切断工具が開発されている(例えば、特許文献１参照)。特許文献１に記載される切断工具は、側部に切削刃を備えたブレードを長手方向に往復運動させる切断工具であるが、近年、長手方向の端部に切削刃を備えたブレードを幅方向に往復揺動させるようにした振動工具が開発されている。このような振動工具は、ブレード等が取り付けられる振動軸を備えており、振動軸はモータ動力によって所定角度で往復しながら回動する構造となっている。また、振動軸に取り付けられる先端工具としては、木材、石膏ボート、プラスチック、金属等を切断するブレード、木材、プラスチックおよび金属等を研磨するサンディングパット、床等の付着物や汚れを除去するスクレーパ等が使用される。

特開２０１０−６３８０８号公報

ところで、前述した振動工具にあっては、振動軸を一定の角度つまり振幅で往復させる構造となっており、振動軸の振幅を変化させることが不可能であった。例えば、ブレードを振動させて木材を切断する場合において、ブレードを木材に突き当てて位置決めする際には、位置決めを容易にするためブレードを狭い振幅で振動させることが求められる。一方、ブレードによって木材を切断する過程においては、切断速度を確保するためにブレードを広い振幅で振動させることが求められる。このように、先端工具を振動させる振動工具においては、使用状況等に応じて振動軸の振幅を変化させる構造が求められていた。

本発明の目的は、先端工具が取り付けられる振動軸の振幅を変化させることにある。

本発明の振動工具は、先端に偏心軸が設けられる駆動軸を回転駆動する駆動源を備える駆動ユニットと、前記偏心軸が収容される収容部を一端側に備える揺動アームと、前記揺動アームの他端側に固定される振動軸とを備える振動ユニットとを有し、前記駆動ユニットと前記振動ユニットとは前記駆動軸の軸方向に相対移動自在に連結され、前記駆動ユニット側の偏心軸と前記振動ユニット側の収容部との位置を変化させて前記振動軸の振幅を変化させることを特徴とする。

本発明の振動工具は、前記駆動ユニットと前記振動ユニットとの間に、前記駆動ユニットと前記振動ユニットとを離す方向に付勢するバネ部材が設けられることを特徴とする。

本発明の振動工具は、前記駆動ユニットと前記振動ユニットとの間隔を固定するロック機構を有することを特徴とする。

本発明の振動工具は、前記偏心軸に内輪が固定される軸受を有し、前記軸受の外輪が前記揺動アームの収容部に摺接することを特徴とする。

本発明の振動工具は、前記振動ユニットから突出する前記振動軸の先端部に、先端工具が取り付けられる工具取付部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、駆動ユニットと振動ユニットとを相対移動自在に連結したので、駆動ユニット側の偏心軸と振動ユニット側の収容部との位置を変化させることができ、振動軸の振幅を変化させることが可能となる。

本発明の一実施の形態である振動工具を示す断面図である。図１の矢印Ａ方向から振動工具の一部を示す断面図である。長手方向に縮められた振動工具を示す断面図である。 (ａ)は駆動ユニットと振動ユニットとを離した場合のブレードの振動状態を示す説明図である。(ｂ)は駆動ユニットと振動ユニットとを近づけた場合のブレードの振動状態を示す説明図である。本発明の他の実施の形態である振動工具の一部を示す断面図である。本発明の他の実施の形態である振動工具の一部を示す断面図である。 (ａ)および(ｂ)は本発明の他の実施の形態である振動工具の一部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である振動工具１０を示す断面図である。また、図２は図１の矢印Ａ方向から振動工具１０の一部を示す断面図である。図１に示すように、振動工具１０は、作業者に把持される握り部ハウジング１１と、この握り部ハウジング１１の先端部に摺動自在に嵌合する前側ハウジング１２とを有している。握り部ハウジング１１には駆動源としての電動モータ１３が収容されており、電動モータ１３は取付ネジ１４によって握り部ハウジング１１の隔壁部１５に固定されている。図１および図２に示すように、電動モータ１３のモータ軸(駆動軸)１６には、先端に偏心軸１７を備えたスピンドル(駆動軸)１８が固定されている。図２の拡大図に示すように、スピンドル１８(モータ軸１６)の中心軸Ｃ１と、これに平行となる偏心軸１７の中心軸Ｃ２とは、距離αだけ離れた状態となっている。すなわち、電動モータ１３によってスピンドル１８を回転駆動することにより、偏心軸１７は半径αの円軌跡に沿って中心軸Ｃ１を中心に公転することになる。また、スピンドル１８の偏心軸１７には、軸受１９の内輪１９ａが嵌合して固定されている。このようなスピンドル１８を備える電動モータ１３と、これを支持する握り部ハウジング１１によって、振動工具１０の駆動ユニット２０が構成されている。なお、握り部ハウジング１１には、振動工具１０を起動する際に作業者に操作されるメインスイッチ２１、モータ回転数を調整する際に作業者に操作されるスピードコントローラ２２、電動モータ１３に供給する駆動電流を制御する制御基板２３、蓄電池を内部に収容したバッテリパック２４が設けられている。

また、図１および図２に示すように、前側ハウジング１２にはインナケース３０が収容されており、インナケース３０には振動軸３１が一対の軸受３２，３３によって支持されている。また、前側ハウジング１２およびインナケース３０から突出する振動軸３１の先端部には、固定ネジ３４を用いてブレード(先端工具)３５が取り付けられる工具取付部３６が形成されている。また、振動軸３１の基端部には、スピンドル１８側に伸びるスイングアーム(揺動アーム)３７が固定されている。スイングアーム３７は、振動軸３１に固定される嵌合部３８と、嵌合部３８からスピンドル１８側に二股に分かれて伸びる一対のアーム片３９とを備えている。このアーム片３９の内側には、偏心軸１７に固定された軸受１９の外輪１９ｂが摺動自在に収容されている。すなわち、スイングアーム３７に設けられる一対のアーム片３９は、偏心軸１７を収容する収容部として機能している。このように、スイングアーム３７の一端側にはアーム片３９が設けられ、スイングアーム３７の他端側には嵌合部３８が設けられている。このようなスイングアーム３７を介して、振動軸３１とスピンドル１８とは連結されている。そして、スピンドル１８の回転運動(偏心軸１７の公転運動)は、スイングアーム３７を介して、振動軸３１およびブレード３５を所定角度で往復回動させる振動運動に変換される。このような振動軸３１、スイングアーム３７、インナケース３０および前側ハウジング１２によって、振動工具１０の振動ユニット４０が構成されている。なお、インナケース３０にはスピンドル１８を支持する軸受４１が設けられるが、軸受４１に対してスピンドル１８は軸方向に移動自在となっている。

また、振動ユニット４０のインナケース３０にはフランジ部４２が形成されており、このフランジ部４２と握り部ハウジング１１の隔壁部１５との間にはコイルスプリング(バネ部材)４３が装着されている。コイルスプリング４３は、フランジ部４２と隔壁部１５とを引き離す方向、つまり駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを引き離す方向に付勢している。ここで、図３は長手方向に縮められた振動工具１０を示す断面図である。前述したように、握り部ハウジング１１と前側ハウジング１２とは摺動自在に嵌合しており、図３に示すように、振動工具１０に対して長手方向に推力が加えられた場合には、コイルスプリング４３を圧縮しながら駆動ユニット２０と振動ユニット４０とは近づくことになる。すなわち、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とはスピンドル１８の軸方向に相対移動自在に連結されており、駆動ユニット２０や振動ユニット４０に加えられる推力の大きさに応じて、駆動ユニット２０と振動ユニット４０との間隔が変化するようになっている。なお、図３に示した一点鎖線は、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とが離れたときの振動ユニット４０のアウトラインを示している。また、コイルスプリング４３によって駆動ユニット２０と振動ユニット４０とは離されているが、前側ハウジング１２と握り部ハウジング１１との相対移動は図示しない係合部によって規制されており、図１に示す状態が駆動ユニット２０および振動ユニット４０の最も離れた状態となっている。

図４(ａ)は駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを離した場合のブレード３５の振動状態を示す説明図である。また、図４(ｂ)は駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを近づけた場合のブレード３５の振動状態を示す説明図である。図４(ａ)に示すように、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とが離れる場合には、スイングアーム３７のアーム片３９に摺接する軸受１９が、振動軸３１から離れる方向に移動することになる。このとき、振動軸３１の中心軸Ｃ３とアーム片３９に対する軸受１９の接点との距離はＬ１となっている。一方、図４(ｂ)に示すように、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とが近づく場合には、スイングアーム３７のアーム片３９に摺接する軸受１９が、振動軸３１に近づく方向に移動することになる。このとき、振動軸３１の中心軸Ｃ３とアーム片３９に対する軸受１９の接点との距離は、前述したＬ１よりも短いＬ２となっている。

ここで、図４(ａ)および(ｂ)に示すように、偏心軸１７(軸受１９)の振幅は一定であることから、振動軸３１の中心軸Ｃ３とアーム片３９に対する軸受１９の接点との距離が離れる場合には(距離Ｌ１)、狭い振幅Ｘ１で振動軸３１およびブレード３５が振動することになる。一方、振動軸３１の中心軸Ｃ３とアーム片３９に対する軸受１９の接点との距離が近づく場合には(距離Ｌ２)、振幅Ｘ１よりも広い振幅Ｘ２で振動軸３１およびブレード３５が振動することになる。このように、スイングアーム３７と偏心軸１７との位置関係を変化させることにより、振動軸３１およびブレード３５の振幅をＸ１とＸ２との間で連続的に変化させることが可能となる。

しかも、駆動ユニット２０と振動ユニット４０との間にはコイルスプリング４３が設けられることから、作業状況に応じて自動的にブレード３５の振幅を変化させることが可能となる。すなわち、振動工具１０に作業負荷が生じていない段階では、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とが離れることから、狭い振幅Ｘ１でブレード３５を振動させることが可能となる。このように、狭い振幅Ｘ１でブレード３５を振動させることにより、木材等にブレード３５を突き当てる際の位置決めを容易にすることが可能となる。また、狭い振幅Ｘ１でブレード３５を振動させることにより、振動工具１０の安全性を高めることが可能となる。一方、ブレード３５が木材等に接触して振動工具１０に作業負荷が作用する段階では、作業負荷に応じて駆動ユニット２０と振動ユニット４０とが近づくことから、ブレード３５の振幅がＸ１からＸ２に向けて徐々に拡大される。このように、広い振幅Ｘ２でブレード３５を振動させることにより、木材等を切断する際の切断速度を高めることが可能となる。

前述の説明では、作業負荷に応じて駆動ユニット２０と振動ユニット４０との距離を変化させているが、これに限られることなく、ロック機構を用いて駆動ユニット２０と振動ユニット４０との間隔を固定しても良い。ここで、図５は本発明の他の実施の形態である振動工具５０の一部を示す断面図である。なお、図５において、図２に示す部材と同様の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、握り部ハウジング１１には一対の支持ピン５１が設けられており、これらの支持ピン５１には係合フック５２が取り付けられている。また、前側ハウジング１２には一対の係合ピン５３が設けられており、この係合ピン５３に対して握り部ハウジング１１の係合フック５２を掛けることが可能となっている。このように、支持ピン５１、係合フック５２および係合ピン５３によってロック機構５４が構成されている。そして、駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを近づけた状態のもとで、係合フック５２を係合ピン５３に掛けることにより、振動軸３１およびブレード３５の振幅が最大となる位置で駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを固定することが可能となる。なお、図示する場合には、振動軸３１およびブレード３５の振幅が最大となる位置で駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを固定しているが、これに限られることはなく、他の位置で駆動ユニット２０と振動ユニット４０とを固定しても良い。また、ロック機構５４の構造としては図示する構造に限られることはなく、他の構造のロック機構を採用しても良いことはいうまでもない。

また、図１に示す場合には、振動ユニット４０を構成する前側ハウジング１２とインナケース３０とが別体に形成されているが、これに限られることはなく、前側ハウジング１２とインナケース３０とを一体に形成しても良い。ここで、図６は本発明の他の実施の形態である振動工具６０の一部を示す断面図である。なお、図６において、図１に示す部材と同様の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、握り部ハウジング１１に摺動自在に嵌合する前側ハウジング６１には、スイングアーム３７を備える振動軸３１が支持されている。また、前側ハウジング６１にはバネ受け部６２が形成されており、このバネ受け部６２と握り部ハウジング１１の隔壁部１５との間にはコイルスプリング４３が装着されている。このように、図１の前側ハウジング１２とインナケース３０とを一体に形成した場合であっても、前述の振動工具１０と同様に機能させることが可能となる。

また、前述の説明では、握り部ハウジング１１と前側ハウジング１２とを摺動自在に嵌合させているが、この構造に限られることはなく、振動工具内で電動モータ１３を移動させても良い。ここで、図７(ａ)および(ｂ)は本発明の他の実施の形態である振動工具７０の一部を示す断面図である。なお、図７において、図１に示す部材と同様の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。図７(ａ)に示すように、振動工具７０には、先端部から後端部にかけて一体となるハウジング７１が設けられている。すなわち、振動工具７０には、図１に示した握り部ハウジング１１と前側ハウジング１２とを一体に形成したハウジング７１が設けられている。このハウジング７１内にはモータ取付板７２が移動自在に収容されており、このモータ取付板７２には電動モータ１３が固定されている。また、モータ取付板７２には外部に露出する操作レバー７３が固定されており、作業者が操作レバー７３をスライドさせることで電動モータ１３をスピンドル１８の軸方向に移動させることが可能となる。なお、振動工具７０においては、電動モータ１３、スピンドル１８およびモータ取付板７２によって駆動ユニット７４が構成されている。また、振動軸３１、スイングアーム３７およびインナケース３０によって振動ユニット７５が構成されている。

図７(ａ)に示すように、操作レバー７３を矢印Ａ方向にスライドさせることにより、駆動ユニット７４と振動ユニット７５とを離すことができ、狭い振幅でブレード３５を振動させることが可能となる。一方、図７(ｂ)に示すように、操作レバー７３を矢印Ｂ方向にスライドさせることにより、駆動ユニット７４と振動ユニット７５とを近づけることができ、広い振幅でブレード３５を振動させることが可能となる。また、操作レバー７３を用いて電動モータ１３を移動させる場合には、操作レバー７３のスライド位置つまりハウジング７１内における電動モータ１３の位置を保持するロック機構を設けることが望ましい。

本発明は前記実施の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ことはいうまでもない。例えば、図示する振動工具１０は、バッテリパック２４が装着されるコードレス型の振動工具１０であるが、これに限られることはなく、コンセントに電源コードを接続して使用される振動工具に対して本発明を適用しても良い。また、先端工具としては、木材、石膏ボート、プラスチック、金属等を切断するブレード３５に限られることはなく、木材、プラスチックおよび金属等を研磨するサンディングパットを先端工具として用いても良く、床等の付着物や汚れを除去するスクレーパを先端工具として用いても良い。さらに、前述の説明では、駆動源として電動モータ１３を用いているが、これに限られることはなく、駆動源としてエンジンやエアモータを用いても良い。

１０…振動工具、１１…握り部ハウジング、１２…前側ハウジング、１３…電動モータ(駆動源)、１４…取付ネジ、１５…隔壁部、１６…モータ軸(駆動軸)、１７…偏心軸、１８…スピンドル(駆動軸)、１９…軸受、１９ａ…内輪、１９ｂ…外輪、２０…駆動ユニット、２１…メインスイッチ、２２…スピードコントローラ、２３…制御基板、２４…バッテリパック、３０…インナケース、３１…振動軸、３２…軸受、３３…軸受、３４…固定ネジ、３５…ブレード(先端工具)、３６…工具取付部、３７…スイングアーム(揺動アーム)、３８…嵌合部、３９…アーム片(収容部)、４０…振動ユニット、４１…軸受、４２…フランジ部、４３…コイルスプリング(バネ部材)、５０…振動工具、５１…支持ピン、５２…係合フック、５３…係合ピン、５４…ロック機構、６０…振動工具、６１…前側ハウジング、６２…バネ受け部、７０…振動工具、７１…ハウジング、７２…モータ取付板、７３…操作レバー、７４…駆動ユニット、７５…振動ユニット

Claims

先端に偏心軸が設けられる駆動軸を回転駆動する駆動源を備える駆動ユニットと、
前記偏心軸が収容される収容部を一端側に備える揺動アームと、前記揺動アームの他端側に固定される振動軸とを備える振動ユニットとを有し、
前記駆動ユニットと前記振動ユニットとは前記駆動軸の軸方向に相対移動自在に連結され、前記駆動ユニット側の偏心軸と前記振動ユニット側の収容部との位置を変化させて前記振動軸の振幅を変化させることを特徴とする振動工具。
前記駆動ユニットと前記振動ユニットとの間に、前記駆動ユニットと前記振動ユニットとを離す方向に付勢するバネ部材が設けられることを特徴とする請求項１記載の振動工具。
前記駆動ユニットと前記振動ユニットとの間隔を固定するロック機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の振動工具。
前記偏心軸に内輪が固定される軸受を有し、前記軸受の外輪が前記揺動アームの収容部に摺接することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動工具。
前記振動ユニットから突出する前記振動軸の先端部に、先端工具が取り付けられる工具取付部が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動工具。