JP2016187854A - 動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】本体の大型化を抑制しつつ、効果的に本体の振動を抑制する動力工具の提供。【解決手段】駆動源を収容する本体と、前記駆動源の動力を先端工具へ伝える動力伝達部と、作業者が把持して作業するメインハンドルと、を有する動力工具において、作業者が把持可能な把持部を持ち、本体から着脱可能なサブハンドルと、前記把持部と前記本体との間に、本体の振動を吸収して振動する振動部を持つ動吸振器と、を設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、動力源の動力を先端工具保持部に伝達する動力工具に関する。

従来から振動低減機構を有する動力工具が提案されている。例えば、板ばね等の弾性部材とウェイトからなる動吸振器を本体内部に備えることで、本体の振動低減を図る動力工具がある（特許文献１参照）。

特開２００９-５０９６２号公報

しかし、特許文献１に記載された動力工具においては、工具本体の内部に動吸振器を配置することで本体が大型化してしまい、作業性が悪いという問題があった。

本発明の目的は、動吸振器を効率よく配置することで、工具本体の大型化を抑制した動力工具を提供することにある。

本発明は、駆動源を収容する本体と、前記駆動源の動力を先端工具へ伝える動力伝達部と、作業者が把持して作業するメインハンドルと、を有する動力工具において、作業者が把持可能な把持部を持ち、本体から着脱可能なサブハンドルと、前記把持部と前記本体との間に、本体の振動を吸収して振動する振動部を持つ動吸振器と、を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、工具本体内に動吸振器を設けないので、工具本体の大型化を抑制することができる。

本発明の実施の形態となる動力工具のハンマドリルの全体断面図である。 本発明の実施の形態となる動力工具のハンマドリルを左側から見てサブハンドルの鍔部のみを断面で表した要部断面図である。 本発明の実施の形態となる動力工具のハンマドリルを前方から見てサブハンドルの鍔部周辺を断面で表した要部断面図である。 図３における鍔部周辺の拡大図である。 （ａ）は図２における鍔部のみの拡大図であり、（ｂ）は（ａ）からウェイトが後方に揺動した状態を表す図である。 本発明の振動低減機構を動力工具本体の左右に配置した別の実施の形態を表す図である。 本発明の振動低減機構をスプリングにより構成した別の実施の形態を表す図である。 本発明の振動低減機構をインパクトレンチに適用した別の実施の形態を表す図である。 図８の形態を別角度から見た図である。

-実施例１-
本発明の実施形態となるハンマドリル１００について、図１を用いて説明する。図１に示すハンマドリル１００は、不図示の先端工具に打撃力及び回転力を加えて先端工具の先端部分により穿孔・はつり等を行う工具であり、主にハウジング１と、モータ３０と、打撃機構部４０と、回転伝達機構部５０とを備え、後述の先端工具保持部４５により不図示の先端工具を脱落不能に保持している。以下の説明においては、ハウジング１のハンドル１０側を後方として前後方向を規定して説明する。

ハウジング１は、モータハウジング１１と、ハンドル１０と、ギヤカバー３と、シリンダケース４とから主に構成されている。モータハウジング１１は、内部にモータ３０等を内蔵している。ハンドル１０は、モータハウジング１１の後側に設けられており、モータ３０の回転を制御するトリガ１０ａ及び外部電源に接続される電源コード１４を備えている。ギヤカバー３は、モータ３０の後述の出力軸部３１を覆うようにモータハウジング１１に設けられている。シリンダケース４は、筒状に構成されており、その筒の軸方向が前後方向と一致するようギヤカバー３の前方に配置されている。

駆動部であるモータ３０は、回転力を出力する出力軸部３１を有しており、モータハウジング１１内に位置すると共に出力軸部３１がギヤカバー３内に位置し、出力軸部３１の軸方向が前後方向と直交するように配置されている。出力軸部３１の先端にはピニオンギヤ３１Ａが設けられている。また出力軸部３１の基端部には、モータ３０冷却用のファン３２が同軸一体回転するように装着されている。

打撃機構部４０は、ギヤ部４１と、クランク部４２と、シリンダ部４３と、打撃部４６とから主に構成されており、回転運動を往復運動に変換し、往復運動を打撃力として先端工具に伝達している。ギヤ部４１は、ピニオンギヤ３１Ａの後方にピニオンギヤ３１Ａの軸心と平行な軸心を備えて配置され、クランク部４２に接続されてピニオンギヤ３１Ａと噛合する平ギヤ４１Ａから構成されている。

クランク部４２は、クランク４２Ａとコンロッド４２Ｂとから構成されている。クランク４２Ａは、平ギヤ４１Ａと同軸一体回転するように構成され、シリンダケース４の後方位置に配置されている。コンロッド４２Ｂは、前端がシリンダケース４内に配置されると共に後端がクランク４２Ａのクランクピンに回転可能に装着されている。このクランク４２Ａを回転させることによりコンロッド４２Ｂが前後動して、モータ３０から伝達された回転運動を往復運動に変換している。

シリンダ部４３は、主にシリンダ４３Ａから構成されている。シリンダ４３Ａは、筒状を成し、シリンダケース４内部に、軸受によって回転可能に支承され、前後方向と軸方向とが一致するように配置されており、軸方向一端側である後端側からコンロッド４２Ｂの前端が挿入されている。

打撃部４６は、ピストン４７と、打撃子４８と、中間子４９とから主に構成されている。ピストン４７は、シリンダ４３Ａ内空間であってシリンダ４３Ａ後端位置に、シリンダ４３Ａの周壁との間に隙間が形成されないようにシリンダ４３Ａに対して前後摺動可能に配置されている。ピストン４７の後端には、コンロッド４２Ｂの前端がピストンピン４７Ｂを介して接続されている。よってピストン４７は、コンロッド４２Ｂの前後動に応じてシリンダ４３Ａ内で前後動する。

次に、サブハンドル２の構造について、図２乃至図５を用いて詳細に説明する。シリンダケース４にはサブハンドル２が着脱可能に取り付けられており、作業者はハンドル１０とサブハンドル２を把持することで、両手による安定した作業を行うことができる。

サブハンドル２は把持部２１と、鍔部２２と、マウント２３によって構成されており、マウント２３によってハウジング１に装着されている。マウント２３の内部にはバンド２４があり、バンド２４はシリンダケース４を囲うようにしてその両端が把持部２１側に位置している。バンド２４の両端は１つの軸部材６１によって保持されており、軸部材６１は鍔部２２を通って把持部２１まで延び、その先端部６１ａは雄ネジ状になっている。また軸部材６１の軸はピストン４７の軸と直交する。

把持部２１の内部には六角形状の穴部２１Ａが形成され、穴部２１Ａの中には六角形状のナット２１Ｂが嵌合しており、ナット２１Ｂは当接面２８によってバンド２４側への移動を制限されている。把持部２１を回転させると穴部２１Ａも回転し、穴部２１Ａからナット２１Ｂへと回転力が伝わり、把持部２１とナット２１Ｂは一体回転する。また、ナット２１Ｂは内側を雌ネジ状に形成されており、軸部材６１の先端部６１ａが螺合している。そのため、把持部２１を回転させることでナット２１Ｂが回転し、軸部材６１の把持部２１に対する相対位置を変化させることができる。

サブハンドル２をハウジング１から取り外したいときには、把持部２１を回転させ、軸部材６１をシリンダケース４側へ移動させてバンド２４を緩ませることで固定力を弱くすればよい。具体的には、図２における反時計回り方向に把持部２１を回転させてやることで、把持部２１と軸部材６１が左右方向に離れ、軸部材６１及びバンド２４の両端がシリンダケース４側へ移動してバンド２４の締結力（固定力）が弱くなる。その結果、サブハンドル２のハウジング１に対する固定力が弱くなり、サブハンドル２をハウジング１から取り外すことが可能になる。

サブハンドル２をハウジング１に取り付けたいときには、マウント２３をシリンダケース４における好みの場所に位置させ、把持部２１を図２における時計回り方向に回転させることで軸部材６１が把持部２１側へ移動し、バンド２４の両端が軸部材６１に引っ張られてバンド２４のシリンダケース４に対する締結力が増長し、サブハンドル２をハウジング１に固定することができる。

把持部２１とマウント２３の間には把持部よりも径の大きい鍔部２２（本発明における拡径部）があり、拡径構造により把持部２１を握っている作業者の手の移動を制限している。これによって作業中において、サブハンドル２の軸方向に手がずれることを抑制して安定した把持をすることができる。また鍔部２２の上下方向の寸法はシリンダケース４の上下方向の寸法よりも大きくなっている。

図４、図５によれば、鍔部２２の内部には振動低減機構６が設けられている。振動低減機構６は動吸振器であり、ワッシャ６２と、支持部材６３と、ピン６４と、上ウェイト６５aと、下ウェイト６５ｂと、支持部材磁石６６ａ、６６ｂと、上ウェイト磁石６７ａ、６７ｂと、下ウェイト磁石６８ａ、６８ｂを有する磁気ばね動吸振器である。

振動低減機構６は鍔部２２と把持部２１によって覆われており、鍔部２２と把持部２１がそれぞれカバーの役割をしている。支持部材６３は軸部材６１に設けられており、支持部材６３と軸部材６１の間には４つのピン６４を介在させ、支持部材６３の軸部材６１に対する回転を規制している。支持部材５はピストン４７の軸方向と平行に延びる板部６３ａを有しており、軸部材６１から板部６３ａの前後端部までの距離は等しい。上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂは支持部材６３に回動可能に設けられ、それぞれ左右方向においてワッシャ６２が上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂの回動を邪魔しない程度に、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂのサブハンドル２の軸方向への移動を規制している。このようにワッシャ６２を上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂの他部材との当接面に設けることで、ウェイトの回動による他部材の磨耗を抑制することができる。

上ウェイト６５ａと下ウェイト６５ｂの質量及び形状は同一であり、支持部材５の中心を点対称として配置される。上ウェイト６５ａと下ウェイト６５ｂは扇状の形を成しており、その前後の直線部６５ｃに永久磁石が設けられている。また、支持部材５の板部６３ａにも永久磁石が設けられており、各ウェイトが軸部材６１の軸を回動軸として揺動した時に、ウェイト側の永久磁石が支持部材側の永久磁石と対向するように且つ、同極を対向させるように配置される。

具体的には、支持部材５の前方に支持部材磁石６６ａを、後方に支持部材磁石６６ｂを設け、上ウェイト６５ａの前方に上ウェイト磁石６７ａを、後方に上ウェイト磁石６７ｂを設け、下ウェイト６５ｂの前方に下ウェイト磁石６８ａを、後方に下ウェイト磁石６８ｂを設けている。また、支持部材磁石６６ｂと上ウェイト磁石６７ａと下ウェイト磁石６８ａはＮ極が上を向くように配置され、支持部材磁石６６ａと上ウェイト磁石６７ｂと下ウェイト磁石６８ｂはＳ極が上を向くように配置される。

次に、振動低減機構６の動作を説明する。まず、電源コード１４が電源に接続されている状態でトリガ１０ａを引くことで、モータ３０に電力を供給して、モータ３０を回動駆動させる。モータ３０の回動駆動力は、出力軸部３１からギヤ部４１Ａを介してクランク４２Ａに伝達される。クランク４２Ａの回動は、コンロッド４２Ｂによって、シリンダ４３Ａ内におけるピストン４７の往復運動に変換される。そして、ピストン４７の往復運動により空気室４３ｄ中の空気の圧力が上昇及び低下を繰り返し、打撃子４８に打撃力を付与する。打撃子４８が前進して中間子４９の後端に衝突し、中間子４９を介して打撃力が工具保持部４５に装着された先端工具に伝達される。なお、工具保持部４５に装着された先端工具の中心軸と、打撃機構の一部として機能するピストン４７の軸心とは、一致しており、打撃力が打撃機構から先端工具に対して効率的に伝達される。

また、モータ３０の回転駆動力は、出力軸部３１から駆動側ギヤ部５１Ａを介して傘歯ギヤ５１Ｂに伝達される。そして、傘歯ギヤ５１Ｂの回動は、傘歯ギヤ５２Ａを介してシリンダ４３Ａに伝達され、シリンダ４３Ａは回転する。シリンダ４３Ａの回転により、工具保持部４５に装着された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、工具保持部４５に装着された先端工具には回転力と打撃力とが付与される。

また、動作時には、打撃子４８の往復動に起因するほぼ一定周期の振動が発生し、打撃子４８が収容されているシリンダケース４に伝達される。シリンダケース４に伝達された振動は、シリンダケース４に装着されているサブハンドル２に伝達される。サブハンドル２に振動が伝達されると、マウント２３、支持部材６３を介して上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂに振動が伝わり、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが支持部材５の軸を中心として前後方向に揺動する。換言すれば、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂはピストン４７の動作方向、つまり先端工具の動作方向と同一方向に揺動する。

図５は鍔部２２を把持部２１側から見た断面図であり、（ａ）は中立位置を示しており、（ｂ）は振動低減機構６がシリンダケース４から振動を受けて上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが後方に揺動した状態をそれぞれ示す。なお、図５（ａ）と図５（ｂ）は、構成要素がすべて同じため、図５（ｂ）においては細かい部品の符号を省略している。

振動低減機構６がシリンダケース４から振動を受けて図５（ａ）に示す初期中立位置から、図５（ｂ）に示すように、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが後方に揺動した場合には、上ウェイト６５ａの後部に設けられた上ウェイト磁石６７ｂと、下ウェイト６５ｂの後部に設けられた下ウェイト磁石６８ｂが、支持部材５の後部に設けられた支持部材磁石６６ｂに接近する。このとき、上ウェイト磁石６７ａはＮ極を下向きに、下ウェイト磁石６８ｂはＳ極を上向きに、支持部材磁石６６ｂはＮ極を上向き且つＳ極を下向きに配置しているので、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５は磁力による反発力を受け、この反発力を復元力として初期位置である図５（ａ）に戻ろうとする。なお、支持部材５はピン６４によって回転が規制されているので、磁力による反発力を受けても動かない。また、図示は省略するが、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが前方に揺動した時も同様に、上ウェイト磁石６７ａと下ウェイト磁石６８ａと支持部材磁石６６ａの磁力による反発力を復元力として初期位置に戻る方向に付勢力が働く。

こうしてピストン４７から前後方向の振動が伝わった上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂはそれぞれ磁力による復元力により、支持部材５の軸を回動軸として前後方向へ往復揺動する。結果、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが揺動する際に発生する前後方向の反力がハウジング１の振動を打ち消す方向に働き、ピストン４７の往復動に起因するハウジング１の振動は動吸振器である振動低減機構６に吸収され、作業者に伝わる振動を抑制することができる。換言すれば、振動低減機構６はハウジング１の振動を吸収して振動することで、作業者に伝わる振動を抑制する。また上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂは共に支持部材５の軸を揺動軸とし、支持部材５の上下において同様の往復揺動運動を行う。これによって、ピストン４７の軸方向に直交する上下方向等距離で上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂを往復揺動させて前後方向の振動を効果的に抑制することができる。

本実施の形態によれば主に以下の効果を奏する。

（１）振動低減機構６をハウジング１の内部に配置しないため、ハンマドリル１００の大型化を抑制することができるとともに、その内部の設計自由度が増し、組み立ても容易となる。

（２）振動低減機構６をサブハンドル２に設けることで、サブハンドル２の着脱機構により振動低減機構６を既存の動力工具に取り付けることができる。

（３）振動低減機構６をサブハンドル２の鍔部２２に設けることで把持部２１よりもハウジング１側に振動低減機構６を配置することができ、振動源であるピストン４７の近くで効率良く振動を吸収することができる。また、作業者の手の移動を規制する働きを持つ鍔部２２に振動低減機構６を設けることで、従来からある径の大きい部分を有効活用し、サブハンドル２の大型化を抑制することができる。

（４）振動低減機構６の構成要素であるウェイトを、磁力による復元力によって往復動させることで、摩耗や経年劣化による振動低減効果の減少を抑制することができ、騒音の発生も抑制することができる。

-実施例２-
図６は、実施例１におけるサブハンドル２に取り付けられる振動低減機構６と同様の働きをもつ振動低減機構６ａをハウジング１の右側に配置した例である。換言すれば、振動低減機構６と振動低減機構６ａとでピストン４７を挟むように配置される。振動低減機構６ａは、マウント２３に取り付けられており、左側に配置される振動低減機構６とは対称の位置に配置される。振動低減機構６ａは、把持部２１による覆いがない代わりにカバー部材７０を有し、カバー部材７０をナット２１Ｃにて固定することで振動低減機構６ａをケース２２ａ内に収容している。なお、振動低減機構６と振動低減機構６ａの内部構造は同一である。ピストン４７の軸から振動低減機構６への距離をＬ１、振動低減機構６ａまでの距離をＬ２としたとき、Ｌ１はＬ２と等しい。

実施例２の形態によれば、振動の発生源であるピストン４７に対して左右等距離に同様の振動低減効果を持つ振動低減機構６及び振動低減機構６ａを配置したので、実施例１に比べ、より一層の振動低減の効果を奏する。また、把持部２２を回せばマウント２３ごと２つの振動低減機構６、６ａを一度に取り外すことができるので、作業性が良い。

-実施例３-
図７は本発明の更に別の実施形態を示すものであり、サブハンドル２に設けられる振動低減機構６の断面図である。この形態では、振動低減機構６の構成要素である上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂの復元力をスプリング６９によって働かせる点が特徴となっており、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂと支持部材５にはスプリング６９を保持するスプリング保持部６９ａが形成されている。その他の点は実施例１と同様である。スプリング６９は引きバネであり、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが後方へ移動した際には前方のスプリング６９が延長して復元力が生まれる。また、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂが前方へ揺動した際には、後方のスプリング６９が延長して復元力が生まれる。

実施例２の形態によれば、上ウェイト６５ａ及び下ウェイト６５ｂの揺動運動を、磁石よりも安価なスプリング６９により行うようにしたので、コスト低減となる。

-実施例４-
図８は本発明を適用したインパクトレンチ１０１を右から見た側面図であり、図９は同じくインパクトレンチ１０１を前方から見た正面図である。それぞれの図において、サブハンドル２の鍔部２２付近は断面で表している。インパクトレンチ１０１の内部構造及びその動作は従来と同様であり、詳細は割愛するが、ハンマがモータによって回転駆動し、先端工具を保持するアンビルを回転・打撃することで回転力及び打撃力を先端工具へ伝達し、ボルト等の止具の締め付け及び取り外し作業を行う工具である。

締め付け作業において、トリガ１１０ａの操作によりモータを正転・逆転させることで、図８における時計回り方向、あるいは反時計回り方向にハンマが回転してアンビルを打撃する。この打撃時には、ハンマが前後方向に移動し、アンビルに当接して打撃を行うようになっているが、そのアンビルとハンマの当接時に前後方向の振動が発生する。この振動を、実施例１と同様のサブハンドル２に設けられた振動低減機構６が吸収することで、本体の振動を低減させることができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、請求項に記載の範囲で様々な変形が可能である。

例えば、振動低減機構６についてはウェイトを往復揺動させることで動吸振器の働きを持たせたが、前後に往復動させることで振動させるような構成としても良い。

また本発明は、打撃や往復動に起因する振動が起こる工具であれば適用可能であり、例えばジグソーやセーバソー、インパクトドライバなど、他の種類の動力工具にも適用可能である。

１ ：ハウジング
１０ａ ：トリガ
１１０ａ：トリガ
１０ ：ハンドル
１１ ：モータハウジング
１４ ：電源コード
２ ：サブハンドル
２１ ：把持部
２１Ａ ：穴部
２１Ｂ ：ナット
２１Ｃ ：ナット
２２ａ ：ケース
２２ ：鍔部
２３ ：マウント
２４ ：バンド
２８ ：当接面
３ ：ギヤカバー
３０ ：モータ
３１ ：出力軸部
３１Ａ ：ピニオンギヤ
３２ ：ファン
４ ：シリンダケース
４０ ：打撃機構部
４１ ：ギヤ部
４１Ａ ：平ギヤ
４２ ：クランク部
４２Ａ ：クランク
４２Ｂ ：コンロッド
４３ ：シリンダ部
４３ｄ ：空気室
４３Ａ ：シリンダ
４５ ：工具保持部
４６ ：打撃部
４７ ：ピストン
４８ ：打撃子
４９ ：中間子
５０ ：回転伝達機構部
５１Ａ ：駆動側ギヤ部
５１Ｂ ：傘歯ギヤ
５２Ａ ：傘歯ギヤ
６ ：振動低減機構
６ａ ：振動低減機構
６１ ：軸部材
６１ａ ：先端部
６２ ：ワッシャ
６３ ：支持部材
６３ａ ：板部
６４ ：ピン
６５ｃ ：直線部
６６ａ ：支持部材磁石
６６ｂ ：支持部材磁石
６５ａ ：上ウェイト
６５ｂ ：下ウェイト
６７ａ ：上ウェイト磁石
６７ｂ ：上ウェイト磁石
６８ａ ：下ウェイト磁石
６８ｂ ：下ウェイト磁石
６９ ：スプリング
６９ａ ：スプリング保持部
７０ ：カバー部材
１００ ：ハンマドリル
１０１ ：インパクトレンチ

Claims (6)

1. 駆動源を収容する本体と、
   前記駆動源の動力を先端工具へ伝える動力伝達部と、
   作業者が把持して作業するメインハンドルと、を有する動力工具において、
   作業者が把持可能な把持部を持ち、本体から着脱可能なサブハンドルと、
   前記把持部と前記本体との間に、本体の振動を吸収して振動する振動部を持つ動吸振器と、
   を設けたことを特徴とする動力工具。
2. 前記振動部は、前記本体の振動を吸収することで揺動するウェイトを有し、
   前記ウェイトの揺動方向は、前記先端工具の動作方向と略同一の方向であることを特徴とする請求項１に記載の動力工具。
3. 前記サブハンドルは、前記把持部よりも径が大きい拡径部を有し、
   前記動吸振器は、前記拡径部内に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の動力工具。
4. 前記ウェイトは前記先端工具の動作線と対称の位置に複数設けられることを特徴とする請求項１〜３に記載の動力工具。
5. 前記ウェイトに対して、前記揺動方向へ付勢する付勢手段を有し、
   前記付勢手段は磁石からなる請求項１〜４に記載の動力工具。
6. 更に第２の動吸振器を有し、
   前記第２の動吸振器は、前記動吸振器と前記第２の動吸振器とで前記動力伝達部を挟むようにして配置される、請求項１〜５に記載の動力工具。