JP2014069293A - 打撃工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】振動低減機構の省スペース化が図れる打撃工具を提供する。
【解決手段】先端工具12を支持する工具本体13と、工具本体13内に往復動作可能に設けられ、先端工具に伝達する打撃力を発生させる動作部材41と、出力軸21を有するモータ11と、出力軸21の回転運動を往復運動に変換して動作部材41に伝達する運動変換機構45と、工具本体13の振動を低減する振動低減機構47とを備え、振動低減機構47は、動作部材41の中心線に沿った方向に振動可能となるように工具本体13に一端が取り付けられ、他端が一端に対して接近離反するように弾性変形する湾曲した弾性支持部材48と、弾性支持部材48の他端に取り付けられたウェイト49とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ハンマドリル、ハンマドライバ等のように、先端工具に打撃力を加えることのできる打撃工具に関する。
従来、ハンマドリル、ハンマドライバ等の打撃工具は、先端工具に打撃力を加えることができる。このような打撃工具は、工具本体の外殻を形成するケーシング内に設けられた電動モータにより回転される先端工具と、ケーシング内に直線状に往復運動可能に設けた打撃子と、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、ピストンの往復運動により発生する打撃力を先端工具に伝達する打撃子とを有する。この打撃工具は、ピストンの往復運動、打撃子により先端工具を打撃する動作等に起因して工具本体が振動する。そこで、打撃工具における工具本体の振動を低減することのできる技術が提案されており、その一例が特許文献1に記載されている。
特許文献1に記載された打撃工具は、その振動低減機構として、ハウジングに固定された回転軸と、回転軸から離間して配置されたウェイト部と、一端が回転軸に対して揺動可能に支承され他端がウェイト部と一体で接続された支持部とを有している。また、一対の板バネを有し、板バネの上端部は、ウェイト部の段部に当接可能であり、板バネの下端はハウジングに対して移動不能に固定されている。
特開2008−272897号公報
しかしながら、特許文献1に記載された打撃工具においては、振動低減機構が支持部と一体のウェイト部を打撃軸の軸方向に揺動させる構造であることから、振動低減機構用に軸方向にスペースを確保する必要があり、打撃工具が軸方向に大きくなる傾向があった。
本発明の目的は、振動低減機構の省スペース化が図れ、軸方向に小さくすることができる打撃工具を提供することにある。
本発明は、先端工具を支持する工具本体と、前記工具本体内に往復動作可能に設けられ、かつ、前記先端工具に伝達する打撃力を発生させる動作部材と、前記工具本体内に設けられ、かつ、出力軸を有するモータと、前記工具本体内に設けられ、かつ、前記出力軸の回転運動を往復運動に変換して前記動作部材に伝達する運動変換機構と、前記工具本体内に振動可能に設けられ、かつ、前記工具本体の振動を低減する振動低減機構とを備えた打撃工具であって、前記振動低減機構は、前記動作部材の中心線に沿った方向に振動可能となるように前記工具本体に一端が取り付けられ、他端が前記一端に対して接近離反するように弾性変形する湾曲した弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他端に取り付けられたウェイトとを有することを特徴とする。
前記ウェイトが振動方向の前後に分割された第1ウェイトと第2ウェイトからなり、第1ウェイトと第2ウェイトが前記弾性支持部材の他端に振動方向の前後から挟むように取り付けられ、前記第1ウェイトが前記弾性支持部材の外側に配置され、前記第2ウェイトが前記弾性支持部材の湾曲した内側に配置されていることが好ましい。
前記弾性支持部材の一端が前記工具本体における前記動作部材の中心線上又はその近傍の作用点に固定され、前記弾性支持部材の他端が前記ウェイトの重心に固定されていることが好ましい。
前記ウェイトが前記作用点よりも前記動作部材の中心線上の打撃軸方向の後方に配置されていることが好ましい。
前記弾性支持部材の他端が左右に分岐されていると共に、前記ウェイトも左右に分割されていて前記弾性支持部材の左右に分割された他端にそれぞれ固定されていることが好ましい。
本発明によれば、振動低減機構の省スペース化が図れ、打撃工具を軸方向に小さくすることができる。
本発明の実施形態である打撃工具を示す縦断面図である。 図1に示す打撃工具に設けた振動低減機構の構成を示す断面図である。 (a)、(b)、(c)は、図1の軸方向の異なる位置での断面を概略的に示すII−II線断面図である。 図1に示す打撃工具に設けたファンの構成を示す断面図である。 図1に示す打撃工具に設けたプレートの構成を示す側面図である。 図1に示す打撃工具における振動系を説明する図である。 本発明の他の実施形態である打撃工具の要部を示す斜視図である。 (a)、(b)、(c)は、図7の軸方向の異なる位置での断面を概略的に示すVIII−VIII線断面図である。
以下、本発明の一実施の形態について、図1〜図6を用いて詳細に説明する。
図1に示す打撃工具10はハンマドリルである。すなわち、打撃工具10は、モータ例えば電動モータ11の動力を先端工具12に伝達して、その先端工具12を回転させる機能と、電動モータ11の回転運動を先端工具12に与える打撃力に変換する機能とを有する。打撃工具10は、工具本体13を有し、工具本体13はケーシング(ハウジングを含む)14及びギヤカバー15を有する。ケーシジング14は、筒形状の胴部14aと、胴部14aの一端に連続したハンドル部14bとを有する。ハンドル部14bは、打撃工具10を使用する作業者が手で掴む箇所である。胴部14aにおけるハンドル部14bとは反対側の開口端と、ギヤカバー15の一方の開口端とが接触された状態で、ケーシング14とギヤカバー15とが、締結部材により固定されている。締結部材は、便宜上、図示されていない。
ギヤカバー15は筒形状に構成されており、ギヤカバー15の内部にインナーカバー16が設けられている。インナーカバー16は、熱伝導性に優れた金属材料、例えば、アルミニウム等により構成されている。工具本体13の内部は、インナーカバー16により、胴部14aの内部に形成された第1収容室17と、ギヤカバー15の内部に形成された第2収容室18とに仕切られている。すなわち、インナーカバー16は隔壁の役割を有している。
電動モータ11は第1収容室17に設けられている。電動モータ11は、ケーシング14に固定されたステータ19と、回転可能に設けられたロータ20とを有する。ロータ20は、軸線である第1中心線Aを中心として回転可能であり、ステータ19は、第1中心線Aを中心とする半径方向で、ロータ20の外側に配置されている。第1中心線Aは、図1において、便宜上、水平方向に沿って配置されている。また、ロータ20は、出力軸21と、出力軸21に取り付けたコイル22とを有している。出力軸21の外周面には出力ギヤ23が形成されている。
インナーカバー16は、外筒部16aと、外筒部16aと同軸に設けられた内筒部16bとを有する。内筒部16bは、外筒部16aの内側に設けられている。また、インナーカバー16の外周面とギヤカバー15の内周面との間には、密封装置としてのOリング15aが介在されている。さらに、インナーカバー16は、第1中心線Aに沿った方向で、外筒部16aの端部と内筒部16bの端部とを接続する張り出し部16cを有する。張り出し部16cは、第1中心線Aを中心として半径方向に延ばされている。内筒部16bは、円筒形状を有しており、内筒部16bの内周面に軸受24が取り付けられている。内筒部16bの内周面と、軸受24の外輪との間には、密封装置としてのOリング57が取り付けられている。また、軸受24は、内輪と外輪との間に密封装置(図示せず)が取り付けられたシール軸受である。
また、第1収容室17であってハンドル部14bに近い箇所には軸受(図示せず)が設けられている。この軸受及び軸受24は同軸上に配置されており、出力軸21は2つの軸受により第1中心線Aを中心として回転可能に支持されている。このように、第1中心線Aに沿った方向で異なる2箇所に2つの軸受が配置されている。出力軸21の一端は第2収容室18に配置されており、出力ギヤ23は、出力軸21であって第2収容室18に配置された部分に設けられている。
また、第1収容室17には、コイル22に電力を供給するブラシ(図示せず)が設けられている。ハンドル部14bには電源コード25が取り付けられており、電源コード25は外部電源(図示せず)に接続されている。また、ハンドル部14bにはトリガ26が設けられているとともに、ハンドル部14bの内部には制御回路(図示せず)が設けられている。この制御回路は、電源コード25を経由して供給される電力を、ブラシに供給する制御等を行うものである。電動モータ11は、トリガ26が操作されると、電源コード25を経由して電力がコイル22に供給されて、ロータ20とステータ19との間に回転磁界が形成され、ロータ20が回転する。
第1収容室17であって、第1中心線Aに沿った方向でコイル22とインナーカバー16との間にはファン27が設けられている。ファン27は、電動モータ11及び第2収容室18内を冷却する空気の流れを形成するための機構であり、本実施形態のファン27は、遠心ファンにより構成されている。ファン27は、出力軸21に取り付けられた羽根車27aと、羽根車27aの外周側を取り囲む案内壁27bとを有する。羽根車27aは、出力軸21と一体回転する構成であり、羽根車27aは、第1中心線Aを中心とする半径方向で、内側から外側に向けて延ばされた複数の羽根27dを有している(図4参照)。
案内壁27bは、羽根車27aの周りを所定角度の範囲内で取り囲むように設けられている。案内壁27bは、第1中心線Aに沿った方向で、ステータ19とインナーカバー16との間に設けられている。案内壁27bはケーシング14に対して回転しないように固定されている。また、ファン27は、羽根車27aと案内壁27bとの間に形成された吸気通路27cを有する。吸気通路27cは、第1中心線Aを中心とする半径方向で、内側から外側に沿って形成されている。
また、羽根車27aの外周側、例えば、ケーシング14とギヤカバー15との結合部分には、工具本体13の内部と外部とを連通する通気孔28が設けられている。通気孔28は、ファン27によって案内された空気を、工具本体13の外部に排出するために設けられている。通気孔28は、工具本体13における側方及び下方の2箇所に設けられている。
第2収容室18には中間シャフト29が設けられている。この中間シャフト29は、出力軸21の動力を先端工具12に伝達する動力伝達要素である。第2収容室18には2つの軸受30が同軸に設けられており、中間シャフト29は、2つの軸受30により第2中心線Bを中心として回転可能に支持されている。2つの軸受30は、ギヤカバー15に取り付けられている。第2中心線Bは第1中心線Aと平行であり、かつ、第2中心線Bは第1中心線Aと非同軸に配置されている。中間シャフト29であって、張り出し部16cに近い方の端部には第1ギヤ31が設けられている。この第1ギヤ31は出力ギヤ23と噛み合わされている。また、中間シャフト29であって、2つの軸受30の間には第2ギヤ32が形成されている。
さらに、第2収容室18にはシリンダ33が設けられている。このシリンダ33は中間シャフト29のトルクを先端工具12に伝達する要素である。シリンダ33は、第3中心線Cを中心として同軸に設けられた大径円筒部34及び小径円筒部35を有する。大径円筒部34の内径は、小径円筒部35の内径よりも大きい。また、大径円筒部34の外周面には第3ギヤ36が取り付けられている。第3ギヤ36はシリンダ33と一体回転するように設けられており、第3ギヤ36はギヤ32と噛み合わされている。第2ギヤ32及び第3ギヤ36は、中間シャフト29のトルクをシリンダ33に伝達する要素である。
ギヤカバー15は、第1中心線Aに沿った方向でケーシング14と反対側の箇所に円筒部37を有している。この円筒部37の内径は、大径円筒部34の外径及び小径円筒部35の外径よりも大きい。円筒部37の外周面には、グリップ部(図示せず)が取り付けられる一方、円筒部37の内周面には軸受38が取り付けられている。また、インナーカバー16の内周面には軸受39が取り付けられている。2つの軸受38、39は同軸に配置されており、大径円筒部34は軸受39により回転可能に支持されている。小径円筒部35は軸受38により回転可能に支持されている。つまり、シリンダ33は、2つの軸受38、39により第3中心線Cを中心として回転可能である。第3中心線Cは、第1中心線A及び第2中心線Bと平行であり、第3中心線Cは、第1中心線A及び第2中心線Bと非同軸である。
図1は第3中心線Cを含む縦断面図であり、その図1において、第1中心線Aは第3中心線Cよりも下方に位置し、第2中心線Bは第1中心線Aよりも下方に位置にしている。第1中心線A及び第2中心線B並びに第3中心線Cは全て平行である。なお、第1中心線A及び第2中心線B並びに第3中心線Cは、全てが同一平面上に位置していてもよいし、2本の中心線のみが同一平面上に位置していてもよい。
シリンダ33は、ギヤカバー15に対して第3中心線Cに沿った方向で位置決め固定されている。さらに、円筒部37と小径円筒部35との間には、密封装置56が設けられている。この密封装置56は、公知のオイルシール等により構成されており、密封装置56は、第2収容室18内に封入された潤滑油が、工具本体13の外部に漏れることを防止するためのものである。
小径円筒部35の先端は、円筒部37の外部に露出されている。先端工具12は小径円筒部35内に挿入されている。先端工具12の外周面には、第3中心線Cに沿った方向の長さを有する溝12aが設けられている。一方、小径円筒部35を半径方向に貫通する保持孔35aが設けられており、保持孔35aにはボール55が配置されている。小径円筒部35であって、円筒部37の外部に露出している部位にはエンドカバー40が取り付けられている。
エンドカバー40はシリンダ33と一体回転するように構成されており、エンドカバー40は、ボール55が保持孔35aから脱落することを防止する押さえ部材40aを有する。保持孔35aに保持されたボール55は、その一部が溝12aに配置されている。つまり、ボール55は溝12a内で転動可能である。シリンダ33及び先端工具12は、ボール55の係合力により相対回転が防止されている。すなわち、シリンダ33のトルクは、ボール55を介して先端工具12に伝達され、先端工具12は回転する。
また、先端工具12は、第3中心線Cに沿った方向における溝12aの長さに基づいて、シリンダ33に対して第3中心線Cに沿った方向に移動可能である。なお、エンドカバー40は、シリンダ33に対して取り付け及び取り外しが可能に構成されている。そして、エンドカバー40を操作すると、ボール55が保持孔35aから出るため、先端工具12を交換することができる。
大径円筒部34にはピストン41が挿入されている。ピストン41は、大径円筒部34内で第3中心線Cに沿った方向に移動可能である。このピストン41は、円筒部41aと、円筒部41aに連続して形成された底部41bとを有している。円筒部41aの開口部分は小径円筒部35側に配置されている。円筒部41aには半径方向に貫通する通気孔41cが設けられているとともに、円筒部41a内には打撃子42が挿入されている。打撃子42は、ピストン41に対して第3中心線Cに沿った方向に移動可能であり、円筒部41a内における打撃子42と底部41bとの間には空気圧室43が形成されている。空気圧室43の容積は、ピストン41が往復運動して生じる打撃力が目標値となるように設定されている。打撃子42の外周面にはOリング42aが取り付けられており、Oリング42aは、打撃子42とピストン41との間を気密に維持している。
シリンダ33内において、打撃子42と先端工具12との間には中間子44が設けられている。つまり、中間子44は、第3中心線Cに沿った方向で打撃子42と先端工具12との間に配置されており、中間子44はシリンダ33に対して第3中心線Cに沿った方向に移動可能である。中間子44は、空気圧室43の圧力上昇で打撃子42に加えられた打撃力を、先端工具12に伝達する要素である。中間子44は、打撃子42及び先端工具12に接触したり離れたりすることができる。
一方、第2収容室18には、中間シャフト29の回転運動をピストン41の往復運動に変換する運動変換機構45が設けられている。運動変換機構45は、内輪45a及び外輪45bを有している。内輪45aは、中間シャフト29の外周面に取り付けられている。内輪45aは、中間シャフト29と相対回転可能である。内輪45aの外周面は、第2中心線Bを含む平面内における断面形状が円弧形状となっており、内輪45aの外周面には溝(図示せず)が形成されている。内輪45aの円周方向における位相変化に対応して、溝は第2中心線Bに沿った方向における位置が異なっている。そして、外輪45bと内輪45aとの間に転動体45cが円周方向に複数個介在されている。この転動体45cは、溝に沿って転動可能である。また、外輪45bには連結棒45dが設けられており、連結棒45dはピストン41に連結されている。このため、外輪45bは中心線Bを中心として回転することはない。
さらに、第2収容室18にはクラッチ46が設けられている。このクラッチ46は、内輪45aと中間シャフト29との間の動力伝達経路を接続及び遮断するための機構である。クラッチ46は、中間シャフト29と一体回転するとともに、中間シャフト29に対して第2中心線Bに沿った方向に移動可能である。そして、クラッチ46が、第2中心線Bに沿って左側に向けて移動して停止すると、中間シャフト29と内輪45aとの間の動力伝達経路が接続される。つまり、クラッチ46が係合された状態となる。これに対して、クラッチ46が、第2中心線Bに沿って右側に向けて移動して停止すると、中間シャフト29と内輪45aとの間の動力伝達経路が遮断される。つまり、クラッチ46が解放された状態となる。なお、クラッチ46の第2中心線Bに沿った方向の移動及び停止、移動方向は、作業者がモード切替スイッチを操作すると切り替えられる。なお、モード切り替えスイッチは、工具本体13の外表面に設けられているが、便宜上、図示されていない。
そして、クラッチ46が係合された状態で、中間シャフト29が回転すると、転動体45cが溝に沿って転動し、外輪45bは、第2中心線B上の中心点を中心として所定角度の範囲内で揺動する。なお、中心点は便宜上、図示していない。外輪45bが所定角度の範囲内で揺動すると、ピストン41が第3中心線Cに沿った方向に往復運動する。
上記のように構成された打撃工具10の作用を説明する。まず、作業者が一方の手でハンドル部14bを掴み、他方の手でグリップ部を掴み、先端工具12を対象物に押し付けてトリガ26を引く。すると、電動モータ11に電力が供給されてロータ20が回転し、出力軸21のトルクが、出力ギヤ23、ギヤ31を経由して中間シャフト29に伝達される。中間シャフト29のトルクは、ギヤ32及び第3ギヤ36を経由してシリンダ33に伝達される。シリンダ33のトルクは、ボール55を経由して先端工具12に伝達される。
上記の作用中、モード切替スイッチが操作されて、ドライバモードが選択されていると、クラッチ46は解放状態となる。このため、中間シャフト29の回転運動はピストン41の往復運動には変換されない。したがって、先端工具12に打撃力は加えられない。これに対して、モード切替スイッチが操作されて、ハンマドライバモードが選択されていると、クラッチ46は係合状態となる。このため、中間シャフト29の回転運動はピストン41の往復運動に変換される。打撃子42のOリング42aが通気孔41cよりも先端工具12側に位置しているときは、空気圧室43は通気孔41cを介してピストン41の外部と連通している。先端工具12を対象物である被削材に押付けると、打撃子42が図1において左側に動作する。すると、通気孔41cは打撃子42により閉じられる。ついで、ピストン41が図1で右方向に動作すると、空気圧室43の圧力が上昇し、打撃力が発生する。発生した打撃力は、打撃子42及び中間子44を経由して先端工具12に伝達される。
したがって、先端工具12は、回転しながら打撃される。なお、打撃子42が図1で右側に移動すると、通気孔41cが開かれて、空気圧室43が大気と連通して圧力が低下する。したがって、打撃力が低下して打撃子42は停止する。その後は、ピストン41の往復運動に伴い、上記の作用が繰り返される。
ところで、ピストン41が往復運動を繰り返すと、打撃力発生時の反力、ピストン41の動作等に起因して、第3中心線Cに沿った方向の振動が発生する。この振動は、シリンダ33及び軸受38、39を経由して工具本体13に伝達されたり、運動変換機構45、中間シャフト29、軸受30を経由して工具本体13に伝達されたりする。すると、工具本体13が振動する。ここで、工具本体13の振動状態の一例を、図6に基づいて説明する。例えば、揺動中心Dを中心として所定の角度範囲内で円弧状の軌跡で振動(揺動運動)する。揺動中心Dは、第1の線分Eと第2の線分Fとの交点である。第1の線分Eは、先端工具12の先端と、ハンドル部14bの長手方向の中心点とを通る。第2の線分Fは、工具本体13の重心Gを通り、かつ、第1中心線Aと直角である。図6では、工具本体13の重心Gは第1中心線A上に表されている。なお、図6に示す工具本体13の振動状態は、1つの解析例を表しているに過ぎない。
本実施形態の打撃工具10は、工具本体13の振動を低減する振動低減機構47を有する。振動低減機構47の構成を、図2、図3に基づいて説明する。振動低減機構47は、動作部材41の中心線である第3中心線Cに沿った方向に振動可能となるように工具本体13に一端が取り付けられ、他端が前記一端に対して接近離反するように弾性変形する断面逆U字状に湾曲した金属材料例えば板バネからなる弾性支持部材48と、弾性支持部材48の他端に取り付けられたウェイト49とを有している。弾性支持部材48の基部である一端は、上側の張り出し部16cとマウント部材50とにより挟まれており、ねじ51により張り出し部16cに固定されている。ねじ51による弾性支持部材48の固定位置Jは、第3中心線Cの近傍に位置している。
ウェイト49は、弾性支持部材48の自由端である他端に取り付けられている。ウェイト49は、例えば、金属材料等により構成されている。ウェイト49は、第1中心線Aに対して垂直な平面内でC字形状を有しており、ウェイト49の内周面は円弧形状に構成されている。また、ウェイト49は、弾性支持部材48の他端に振動方向の前後から挟むように取り付けられている。
ウェイト49は、振動方向の前後に分割された第1ウェイト49aと第2ウェイト49bからなり、第1ウェイト49aと第2ウェイト49bが弾性支持部材48の他端に振動方向の前後から挟むように取り付けられている。第1ウェイト49aが弾性支持部材48の外側に配置され、第2ウェイト49bが弾性支持部材48の湾曲した内側に配置され、第1・第2ウェイト49a,49bが弾性支持部材48の自由端である他端にねじ52で取り付けられている。これによりスペースの有効利用を図り、第3中心線Cに沿った方向である打撃軸方向の振動低減機構47の省スペース化を図っている。
ウェイトの重さを確保するために、第1ウェイト49aは第2ウェイト49bよりも高さが高く設定されている。また、第2ウェイト49bはマウント部材50と緩衝しないようにすると共に重さを確保するために左右幅方向中央部の厚さが薄く、左右幅方向両側部の厚さが厚く設定されている。
図3おいて、ウェイト49の重心Hは、出力軸21よりも上方に配置されている。そして、ウェイト49は、内筒部16bとの緩衝を避けるための半円形の凹部53を有すると共に、その凹部53に沿った2つの腕部58を有している。すなわち、振動低減機構47は、第1中心線Aと垂直な平面内で、内筒部16bの上半分の部分を取り囲むように設けられている。
また、振動低減機構47の固有振動数は、穴あけ作業中の打撃回数と同じに設定されている。振動低減機構47の固有振動数は、ウェイト49の質量、弾性支持部材48の剛性、弾性支持部材48の固定位置(作用点)Jからウェイト49の重心Hまでの長さ等の条件により決定される。また、弾性支持部材48がバネ弾性を有するものである場合、弾性支持部材48のバネ定数は、固有振動数を決定する要因となる。また、凹部53の内径は、弾性支持部材48及びウェイト49が揺動したときに、振動低減機構47と内筒部16bとが接触することのない値に設定されている。
上記構成を有する振動低減機構47は、工具本体13が揺動中心Dを中心として振動する。具体的には、弾性支持部材48が固定位置(作用点)Jを支点として弾性変形し、かつ、工具本体13の振動の向きとは逆向き(逆位相)に振動することで、工具本体13の振動を低減及び吸収する。
振動低減機構47及びファン27は、第1中心線Aに沿った方向で並べて配置されている。このため、弾性支持部材48及びウェイト49が振動したときに、振動幅が大きいと、ウェイト49がファン27、具体的には羽根車27aと接触する可能性がある。そこで、第1収容室17には、ウェイト49が羽根車27aと接触することを防止するプレート54が設けられている。プレート54は金属板により一体成形されており、プレート54は工具本体13に固定されている。プレート54は、図5に示すように第1中心線Aに沿った方向に貫通する軸孔54aを有し、軸孔54aには、出力軸21及び羽根車27aのボス部が挿入されている。プレート54の内周端は、第1中心線Aに沿った方向でファン27と内筒部16bとの間に配置されている。振動低減機構47は、第2収容室18におけるプレート54とインナーカバー16とにより取り囲まれた空間(制振室)に配置されている。
また、プレート54には、羽根車27aの外周端に相当する箇所に通気孔54bが設けられている。通気孔54bは、第1中心線Aを中心とする円弧形状に設けられている。この通気孔54bは、羽根車27aの回転によって形成された空気の流れを、インナーカバー16に向けて案内する経路である。また、プレート54には厚さ方向に貫通する取り付け孔54cが複数設けられている。
一方、インナーカバー16に複数の係止爪16eが設けられており(図3参照)、係止爪16eが取り付け孔54cに挿入されている。この構造によりプレート54は、第1中心線Aを中心として円周方向で、工具本体13に対して位置決め固定されている。なお、上記実施形態において、軸受24、30、38は、スラスト荷重及びラジアル荷重の両方を受ける機能を兼備している。
一方、第2収容室18内には被潤滑部が設けられている。被潤滑部は、出力ギヤ23とギヤ31との噛み合い部分、ギヤ32と第3ギヤ36との噛み合い部分、運動変換機構45、ピストン41とシリンダ33との接触部分を含む。第2収容室18内には被潤滑部を潤滑及び冷却する潤滑油が封入されている。密封装置56は、第2収容室18内の潤滑油が小径円筒部35と円筒部37との間を経由して、工具本体13の外部に漏れることを防止する。また、Oリング15aは、第2収容室18内の潤滑油がインナーカバー16とギヤカバー15との間を経由して第1収容室17へ漏れることを防止する。さらに、軸受24に取り付けられた密封装置(図示せず)は、第2収容室18内の潤滑油が第1収容室17へ漏れることを防止する。
本実施形態においては、弾性支持部材48の固定位置Jは、図6のように第3中心線Cの近傍にある。そして、弾性支持部材48及びウェイト49は、固定位置Jを支点として打撃軸方向前後に振動し、ウェイト49の振動軌跡は打撃軸方向に沿ったほぼ直線状となる。すなわち、揺動中心Dを中心として工具本体13が円弧形状に振動するときに、工具本体13の振動軌跡と、ウェイト49の振動軌跡とをなるべく近似させることができ、振動低減効率が向上する。また、第3中心線Cを中心とする半径方向で、第3中心線Cとウェイト49の重心Hとをなるべく近くに設定している。したがって、振動低減機構47は、ウェイト49を効果的に振動させることができ、振動低減効果が向上する。
さらに、軸受24及びウェイト49は、第1中心線Aに沿った方向における配置位置の少なくとも一部が重なって(オーバーラップして)いる。また、振動低減機構47は、第1中心線Aを中心とする半径方向で、出力ギヤ23の外側に配置されている。さらに、振動低減機構47及び出力ギヤ23は、第1中心線Aに沿った方向の配置位置の一部が重なっている。そして、第1中心線Aと第3中心線Cとは平行である。したがって、第3中心線Cに沿った方向で、軸受24及び振動低減機構47の配置スペースをなるべく短くすることができる。したがって、打撃工具10の大型化を抑制でき、打撃工具10を軸方向に小さくすることができる。
また、振動低減機構47は、第1中心線Aを中心とする半径方向で、内筒部16bの外側に配置されており、出力ギヤ23は内筒部16bの内側に配置されている。このため、出力軸21は、軸受24により支持された部分から、出力ギヤ23が形成された部分を含む端部までの長さをなるべく短くすることができる。したがって、出力軸21は、出力ギヤ23側において1個の軸受24で支持することができ、部品点数を削減できる。
また、振動低減機構47の凹部53に出力軸21が配置されているため、第1中心線Aに沿った方向における部品の配置スペースを狭めることができる。また、振動低減機構47が振動しても、出力軸21と接触することを回避できる。さらに、振動低減機構47が振動しても、内筒部16bに接触することを回避できる。
本実施形態におけるファン27は、電動モータ11のロータ20のトルクにより回転して、第1収容室17の空気を吸入する。第1収容室17内では、ファン27の回転により空気の流れが形成される。電動モータ11は、流れる空気との間で熱交換が行われて、電動モータ11の温度上昇が抑制される。第1収容室17の空気は、吸気通路27cを通り、半径方向で外側に向けて案内される。案内された空気は、プレート54の通気孔54bを通り、プレート54とインナーカバー16との間に流れ込む。プレート54とインナーカバー16との間に流れ込んだ空気は、インナーカバー16の張り出し部16cの表面に沿って流れ、ついで、凹部53内を内筒部16bの表面に沿って流れる。
そして、第2収容室18内の熱は、インナーカバー16に伝達される。インナーカバー16に伝達された熱は、インナーカバー16に沿って流れる空気に伝達され、空気の温度が上昇する。温度が上昇した空気は、通気孔28を通り工具本体13の外部に排出される。このようにして、第2収容室18内の温度上昇が抑制される。
したがって、第2収容室18内に封入された潤滑油の粘度が低下して、潤滑油が工具本体13の外部に漏れること、または、第2収容室18内の潤滑油が第1収容室17へ漏れることを防止できる。さらに、第2収容室18内の温度上昇により空気圧室43の空気圧が変化して、打撃力が目標値から外れることを防止できる。
また、振動低減機構47は、動作部材41の中心線である第3中心線Cに沿った方向に振動可能となるように工具本体13に一端が取り付けられ、他端が一端に対して接近離反するように弾性変形する湾曲した弾性支持部材48と、弾性支持部材48の他端に取り付けられたウェイト49とを有しているため、振動低減機構47の省スペース化が図れ、打撃工具10を軸方向に小さくすることができる。
ウェイト49が振動方向の前後に分割された第1ウェイト49aと第2ウェイト49bからなり、第1ウェイト49aと第2ウェイト49bが弾性支持部材48の他端に振動方向の前後から挟むように取り付けられ、第1ウェイト49aが弾性支持部材48の外側に配置され、第2ウェイト49bが弾性支持部材48の湾曲した内側に配置されているため、振動低減機構47をさらにコンパクトに構成することができ、振動低減機構47の省スペース化が図れる。
また、弾性支持部材48の一端が工具本体13における動作部材41の中心線である第3中心線C上又はその近傍の作用点Jに固定され、弾性支持部材48の他端がウェイト49の重心Hに固定されており、そのウェイト49の重心Hが作用点Jと対向する位置にあるため、工具本体13に発生する振動を効果的に低減することができる。
また、ウェイト49が作用点Jよりも動作部材の中心線上の打撃軸方向の後方に配置されているため、打撃反力に対してウェイト49の荷重を作用点Jに集中させることができ、工具本体13に発生する振動を効果的に低減することができる。
図7、図8は本発明の他の実施形態である打撃工具の要部を示している。本実施の形態において、前記実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略し、前記実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、弾性支持部材48の他端が左右に分割された分割片部48a,48bを有し、ウェイト49が左右に分割された分割ウェイト49c,49dからなり、弾性支持部材48の分割片部48a,48bに分割ウェイト49c,49dがそれぞれ固定されている。
このように構成された打撃工具10によれば、弾性支持部材48の他端が左右に分割された分割片部48a,48bを有し、ウェイト49が左右に分割された分割ウェイト49c,49dからなり、弾性支持部材48の分割片部48a,48bに分割ウェイト49c,49dがそれぞれ固定されていることにより、分割ウェイト49c,49dの重さが二分の一なるため、弾性支持部材48にかかる負担を低減することができ、振動低減機構47の耐久性の向上が図れる。また、左右の分割ウェイト49c,49dの重さを変えることが可能となるため、弾性支持部材48の左右の分割片部48a,48bの固有振動数を異ならせることができ、振動抑制効果をさらに向上させることができる。
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言うまでもない。例えば、モータとして電動モータが例示されているが、エアモータであってもよい。
前記実施の形態においては、打撃工具は、先端工具に打撃力を与えられるものであればよく、打撃工具は、先端工具を回転運動させることができない構成でもよい。また、打撃工具は、ハンマ専用モード、ドリル専用モード、ハンマドリルモードの3種類を切り替え可能な構成であってもよい。ハンマ専用モードは、先端工具に打撃力のみを与えるモードであり、ドリル専用モードは、先端工具に回転力のみを与えるモードであり、ハンマドリルモードは、先端工具に打撃力及び回転力を与えるモードである。また、先端工具は、ねじ部材を締め付けるためのドライバビットでもよい。さらに、先端工具は、コンクリート、石材等に穴あけ、ハツリを施すためのドリルビットでもよい。
さらに、ケーシングの内部に設けるファンは、軸流ファンでもよい。ウェイトには空気が流通するための孔、切り欠き、或いは溝等が設けられていてもよい。さらに、打撃工具は、第1〜第3中心線が、垂直方向に沿った状態、水平方向に沿った状態、水平方向と垂直方向の間に沿った状態のうち、何れの状態で使用することもできる。さらに、工具本体の振動を解析する基準は、工具本体の重心に代えて、打撃工具の重心を用いることもできる。打撃工具の重心は、工具本体の質量、工具本体の内部に設けられた部品、機構、要素等の質量の総和質量の中心である。さらにまた、打撃工具は、電動モータに電力を供給するバッテリが工具本体内に収納される構造、または工具本体にバッテリがカセット構造で取り付けられる構造であってもよい。
10 打撃工具
11 電動モータ
12 先端工具
13 工具本体
21 出力軸
41 動作部材
45 運動変換機構
47 振動低減機構
48 弾性支持部材
49 ウェイト

Claims (5)

  1. 先端工具を支持する工具本体と、前記工具本体内に往復動作可能に設けられ、かつ、前記先端工具に伝達する打撃力を発生させる動作部材と、前記工具本体内に設けられ、かつ、出力軸を有するモータと、前記工具本体内に設けられ、かつ、前記出力軸の回転運動を往復運動に変換して前記動作部材に伝達する運動変換機構と、前記工具本体内に振動可能に設けられ、かつ、前記工具本体の振動を低減する振動低減機構とを備えた打撃工具であって、
    前記振動低減機構は、前記動作部材の中心線に沿った方向に振動可能となるように前記工具本体に一端が取り付けられ、他端が前記一端に対して接近離反するように弾性変形する湾曲した弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他端に取り付けられたウェイトとを有することを特徴とする打撃工具。
  2. 前記ウェイトが振動方向の前後に分割された第1ウェイトと第2ウェイトからなり、第1ウェイトと第2ウェイトが前記弾性支持部材の他端に振動方向の前後から挟むように取り付けられ、前記第1ウェイトが前記弾性支持部材の外側に配置され、前記第2ウェイトが前記弾性支持部材の湾曲した内側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の打撃工具。
  3. 前記弾性支持部材の一端が前記工具本体における前記動作部材の中心線上又はその近傍の作用点に固定され、前記弾性支持部材の他端が前記ウェイトの重心に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の打撃工具。
  4. 前記ウェイトが前記作用点よりも前記動作部材の中心線上の打撃軸方向の後方に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の打撃工具。
  5. 前記弾性支持部材の他端が左右に分割された分割片部を有し、前記ウェイトが左右に分割された分割ウェイトからなり、前記弾性支持部材の分割片部に分割ウェイトがそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項1に記載の打撃工具。
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