JP2022102768A - 電動式の石材破砕工具 - Google Patents

Abstract

【課題】作業環境の煩雑化を回避可能な石材破砕工具の構築技術を提供する。【解決手段】出力シャフトを有するモータと、出力シャフトからの回転出力を直線運動に変換する運動変換機構と、運動変換機構による直線運動を介して石材を挟み込んで破砕する破砕部１８０と、を有する電動式の石材破砕工具１０１。【選択図】 図２

Description

本開示は、電動式の石材破砕工具に関する。

石材破砕工具の一例が、実公平３－２７１７４号公報に開示されている。この石材破砕工具は、石材を挟み込んで破砕する破砕部と、当該破砕部を駆動するための油圧シリンダを有する。石材としては、例えばコンクリート建築物等がこれに該当する。かかる石材を破砕するには、相対的に強い破砕力が必要とされる。そして油圧シリンダで強い破砕力を確保するには、当該先行技術には特に図示されていないものの、油圧シリンダに圧力流体を供給するコンプレッサー、当該コンプレッサー駆動用の電源設備、コンプレッサーと油圧シリンダを結ぶ圧力流体移送ホース等が必要となる。このため、従来の石材破砕工具は、その付属設備を含めた必要装備点数が多くなり、作業環境が煩雑化し易くなるという問題があった。

実公平３－２７１７４号公報

本発明の目的は、上記に鑑み、作業環境の煩雑化を回避可能な石材破砕工具の構築技術を提供することである。

上記課題を解決するべく、本開示の一態様によれば、電動式の石材破砕工具が構成される。
当該石材破砕工具は、出力シャフトを有するモータと、前記出力シャフトからの回転出力を直線運動に変換する運動変換機構と、前記運動変換機構による直線運動を介して石材を挟み込んで破砕する破砕部と、を有する。
破砕対象としての「石材」には、例えば、コンクリート、天然石、人工石、人造石等が広く包含される。
また石材を「挟み込んで破砕」は、両側からの圧力で圧壊する態様、対抗する刃を用いて切断する態様、せん断力で破砕する態様、あるいはそれらの複数種類の組み合わせ等を広く包含する。
上記石材破砕工具によれば、破砕部を電動駆動することにより、従来の油圧と異なり、コンプレッサーや圧力流体移送ホースなどの装備品が不要となり、作業環境の簡素化・コンパクト化が図られる。

本発明の一態様として、前記運動変換機構は、ネジ部と、前記ネジ部に螺合するナット部と、を有するネジ送り機構として構成される。典型的にはボールネジシャフト機構がこれに該当する。
ネジ送り機構を採用することで、大トルクを効率的に直線運動に変換可能であるとともに、石材破砕のための動力伝達を確実に行いつつ、装置の耐久性も向上可能である。

本発明の一態様として、前記出力シャフトは、前記ネジ部側に連接され、前記ネジ部の回動動作により、前記ナット部が前記ネジ部に沿って直線運動するよう構成される。
「ネジ部側に連接」については、出力シャフトとネジ部の間に他の機能部材が介在することを妨げない。
ナット部に被動側部材としての直線運動を受け持たせ、ネジ部に沿って動作する構成とすることで、可動体の動作部分をネジ部のサイズ内に収めることができ、ハウジング構造を無駄に大型化することなく、防塵等の対策が容易化される。

本発明の一態様として、前記破砕部は、所定の挟持方向に石材を挟み込む挟持部を有するとともに、前記運動変換機構における直線運動方向が前記挟持方向となるように構成される。
運動変換機構における直線運動方向が挟持方向となることで、石材破砕工具全体の長尺方向長さ（挟持方向と交差する方向）をコンパクト化できる。
なお「直線運動方向」ないし「挟持方向」については、採用される具体的機械機構の関係で、幾何学的に厳密な直線動作ないし方向を成す必要はなく、直線運動方向成分ないし近似的直線運動態様を有すれば足りる。

本発明の一態様として、前記出力シャフトの延在方向が前記挟持方向となるように構成される。
モータの配置につき、出力シャフトが挟持方向に延在する構成として、更に工具全体の長尺方向長さをコンパクト化できる。

本発明の一態様として、前記運動変換機構による直線運動を、更に回転運動に変換する回転運動変換部を有し、前記破砕部は、当該回転運動変換部による回転運動を介して前記石材を破砕するよう構成される。
回転運動変換部と破砕部は、同一（単一）の部材構成としてもよい。
また回転運動変換部による回転運動変換時に、梃子の作用を利用して破砕力が更に増大されるように構成してもよい。

本発明の一態様として、破砕作業における所定の第１位置および第２位置を検出する位置検出部を有し、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記モータの駆動制御を行うコントローラを有するよう構成される。
典型的には第１位置として作業開始位置、第２位置として作業終了位置を設定可能である。例えば第１位置より石材破砕作業を開始し、第２位置を検出することにより、モータを逆転させて初期位置復帰をさせる等の動作態様が採用可能となる。
検出容易性・確実性の観点においては、例えば、運動変換機構における直線運動部分に、第１位置、第２位置を設定する構成が好ましい。
あるいは、所定の基準位置を設定した上で、モータの回転数（モータが基準位置から何回転したかの履歴データ）等に基づいて駆動制御を行うこともできる。

本発明の一態様として、前記第１位置および第２位置の少なくとも一方につき、配置位置が変更可能に構成される。
典型的には、作業者のマニュアル操作により配置位置変更を可能とし、作業態様に応じて適宜切り換えられるようにする態様が可能である。例えば、作業開始位置としての第１位置の配置位置を変えることで、初期位置設定を変更し、あるいは、第１位置と、最大可動位置としての第２位置との間の相対距離を変えることで作業ストロークを変更することが可能である。
また、石材の材質やサイズ等に応じて、自動的に配置位置を変更可能としてもよい。

本発明の一態様によれば、石材の破砕検知部が設けられ、前記破砕検知部の検出結果に基づいて前記モータの駆動制御を行うよう構成される。
この態様は、上記した位置検出部と組み合わせて、あるいは単独で設定することが可能である。破砕を検知すると、モータを駆動制御して、初期位置に復帰させる等の利用が可能となる。位置検出部と組み合わせる場合、例えば、第１位置を初期位置、第２位置を最大作業位置とし、破砕検知部においては、第２位置に至るよりも前に石材の破砕検知した場合（石材の挟み込み量が相対的に少ない状態で破砕が完了するような場合等）には、第２位置に至る前に初期位置復帰動作を行う構成が可能である。これにより、作業ストロークを短くし、作業効率を向上することができる。

なお「破砕検知」における「破砕」は、石材が砕けて分離する完全破砕の他、破砕部が石材を貫通するに留まる等の態様も包含する。
また「検知」は、例えばモータの駆動電流・駆動電圧、出力トルク、バッテリ電流、バッテリ電圧、動力伝達経路におけるトルクや軸力等のパラメータの変動に基づく態様、破砕部の動作モニタリングに基づく態様等から、適宜に選択することができる。
検知機構の簡便さ・正確性を勘案した場合、例えば、動力伝達経路におけるトルクあるいは軸力に基づいて破砕検知することが好適である。

本発明の一態様によれば、前記出力シャフトと前記運動変換機構との間に遊星歯車減速機構が介在配置される。
遊星歯車減速機構を用いることで、減速を行うための装置構成をコンパクト化することが可能になる。

本発明の一態様によれば、作業者に把持されるハンドルと、前記モータを駆動するバッテリを更に有し、前記バッテリは前記ハンドル近接領域に配置されるとともに、前記ハンドルが前記バッテリガード部を兼務する。
給電用にバッテリを採用することにより、作業環境の簡素化が更に可能となる。当該バッテリは着脱自在とすることが好ましい。またハンドルに、バッテリガードを兼務させることで構成部材の合理的利用を可能とすることもできる。

本発明によれば、作業環境の煩雑化を回避可能な石材破砕工具の構築技術が提供されることとなった。

本実施形態に係る石材破砕工具の全体構成を示す斜視図である。 石材破砕工具の正面断面図である。 石材破砕工具の上部領域の構成を示す部分断面図である。 石材破砕工具の作動状態を示す部分断面図である。 石材破砕工具の作動状態を示す正面断面図である。

以下、図１～図５を参照して、実施形態に係る石材破砕工具１０１について説明する。
この石材破砕工具１０１は、本発明に係る「石材破砕工具」の一つの例示である。

図１に石材破砕工具１０１の全体構成が斜視図として示される。また図２に当該石材破砕工具１０１の全体構成が正面断面図として示される。更に図３に当該破砕工具１０１の上部領域の詳細構成が部分断面図として示される。本実施形態においては、説明の便宜上、石材破砕工具１０１の幅方向（図１～図３において紙面左右方向）を第１方向Ｄ１、幅方向と交差する上下方向（図１～図３において紙面上下方向）を第２方向Ｄ２と定義する。
なお第１方向Ｄ１は、後述する石材挟持方向Ｃと合致する。
本実施形態における「石材」としては、コンクリート、天然石、人工石、人造石等が広く包含される。

（外観構成）
図１に示すように、石材破砕工具１０１は、外観において、概括的に、ハウジング１１０、ハンドル１３０、破砕部１８０を有する。
（ハウジング１１０の概括的構成）
ハウジング１１０は、第１ハウジング１１１、第２ハウジング１１２を有する。

（第１ハウジング１１１）
第１ハウジング１１１は、図３に示すモータ１４０および当該モータ１４０からの出力を受ける機構部の一部等を収容するが、その詳細については後述する。第１ハウジング１１１には、石材破砕工具１０１を作動させるための、作業者の手動入力による操作部１３５が隣接配置される。操作部１３５には、手動入力用の操作スイッチや表示部が設けられている（詳細は便宜上省略）。

（第２ハウジング１１２）
図１に示すように、第２ハウジング１１２は、第１ハウジング１１１の下部隣接領域に、第１ハウジング１１１と連接状に設けられる。第２ハウジング１１２は、主として、図３に示される運動変換機構１６０を内部に収容するが、その詳細については後述する。
第２ハウジング１１２は、第１ハウジング１１１に対して相対移動不能に連接された第２ハウジング基部１１３と、当該第２ハウジング基部１１３に対して第１方向Ｄ１に相対移動可能に構成された第２ハウジング可動部１１５を有する。
第２ハウジング基部１１３、第２ハウジング可動部１１５は、それぞれの端部領域において、（後述する）破砕部１８０に対する破砕部連結部１１３１、１１５１を一体状に有する。

（ハンドル１３０の構成）
図１に示すように、ハンドル１３０は、それぞれ一対の対構造とされた第１ハンドル１３１、および第２ハンドル１３２を有する。第１ハンドル１３１，１３１は、第１ハウジング１１１に固定状に連接される。また第２ハンドル１３２，１３２は、後述する破砕部１８０の第１アーム１８１、第２アーム１８２にそれぞれ固定状に連結される。
第１ハウジング１１１の上部であって、一対の第１ハンドル１３１，１３１の間の第１ハンドル近接領域１３３には、給電用のバッテリ１４６が、第１ハウジング１１１に対して着脱自在に装着される。

（破砕部１８０の構成）
破砕部１８０は、一対の対構造とされた第１アーム１８１および第２アーム１８２を主体として構成される。第１アーム１８１および第２アーム１８２は、それぞれ、上端領域が二又状に形成されて、第２ハウジング１１２における破砕部連結部１１３１，１１５１に篏合状に組付けられる。そして第１アーム１８１および第２アーム１８２は、それぞれ、第１連結リンク１８１１，１８２１を介して、破砕部連結部１１３１，１１５１に対して相対回動可能に連接される。
第１アーム１８１および第２アーム１８２は、それぞれ、下方側の先端領域において、先端凸部１８１５，１８２５および中間凸部１８１６，１８２６を備えた石材挟持部１８１３，１８２３を有する。

（「破砕」の定義等）
破砕部１８０による「破砕」は、石材を圧壊する態様、切断する態様、せん断力で破砕する態様等が包含される。例えば先端凸部１８１５，１８２５や中間凸部１８１６，１８２６を用いる場合は、切断ないしせん断と圧壊の複合的破壊作用が生じる。また先端凸部１８１５，１８２５や中間凸部１８１６，１８２６以外の個所を用いる場合は、圧壊による破壊作用が生じる。
また「破砕」の程度として、石材が砕けて分離する等の完全破砕の他、石材は分離しないものの、破砕部１８０が石材を貫通するに至る程度の態様も包含する。

（第１アーム１８１、第２アーム１８２の連結）
図１に示すように、第１アーム１８１および第２アーム１８２は、一対のプレート状部材を備えたアーム相互連結部１８３に対し、それぞれ第２連結リンク１８１２，１８２２を介して回動可能に連結されることで、互いに相対動作可能に一体連結される。

また石材破砕工具１０１の正面断面図である図２に示すように、第１アーム１８１および第２アーム１８２は、アーム相互連結部１８３において、互いに係合する凹部・凸部からなる係合部１８１４，１８２４を有する。
また、上記した一対の第２ハンドル１３２は、図２に示すように、第２ハンドル固定部１３２１、１３２２を介して、第１アーム１８１、第２アーム１８２にそれぞれ固定連結される。

（石材破砕工具１０１の内部構造）
次に、主として図３を参照し、石材破砕工具１０１の上部領域の内部構造を中心に詳しく説明する。
（バッテリ１４６）
バッテリ１４６は、給電用のバッテリ端子１４７を有するとともに、略第１方向Ｄ１（本実施形態では、図３において紙面左方向）に移動動作することで、第１ハウジング１１１上部に設けられた本体側のバッテリ装着部１４９に着脱自在にスライド装着される。装着時には、バッテリ１４６の係合突起１４７１と、バッテリ装着部１４９の係合突起１４９１とが互いに係合することで、バッテリ１４６の不意の脱落が防止される。

（第１ハウジング１１１）
ハウジング１１０の構成要素である第１ハウジング１１１内には、出力シャフト１４３および冷却ファン１４４を有するモータ１４０と、当該モータ１４０の駆動制御等を行うコントローラ１４５と、出力シャフト１４３に連接されて、モータ１４０の回転出力を受ける遊星歯車減速機構１５０と、当該遊星歯車減速機構１５０の回転出力を受ける第１ギア１５１と、当該第１ギア１５１の回転を受けるアイドリングギア１５２の一部が収容される。モータ１４０は、出力シャフト１４３の長軸が第１方向Ｄ１に延在するよう、すなわち第１方向Ｄ１と略平行となるように配置されている。

本実施形態では、モータ１４０として、ブラシレスモータが採用されている。ブラシレスモータは、給電用のブラシを排し、比較的小型で大出力を得ることができ、石材破砕工具１０１に好適に採用可能である。またモータ１４０からの動力伝達経路に遊星歯車減速機構１５０が用いられることで、動力伝達のための装置構成をコンパクト化することが可能である。
なおモータ１４０、遊星歯車減速機構１５０、コントローラ１４５の構成自体については、周知技術に属することから、その機械的構造の説明を省略し、併せて図３においては、模式的に図示するものとする。

（第２ハウジング１１２内の運動変換機構１６０）
第２ハウジング１１２内には、運動変換機構１６０として、ボールネジシャフト１６１およびナット１６３を主体とするボールネジ機構が収容されている。ボールネジシャフト１６１は、その長軸が、第１方向Ｄ１に延在するように配置されている。換言すればボールネジシャフト１６１は、その長軸が第１方向Ｄ１と略平行となるように配置されている。ボールネジシャフト１６１およびナット１６３を有するボールネジ機構は、本発明における「ネジ送り機構」の一つの例である。なお、ボールネジシャフト１６１およびナット１６３の螺合構造自体については、周知技術に属することから、その物理的構造の説明を省略し、図３においては、模式的に図示するものとする。

（ボールネジシャフト１６１およびロードセル１７９）
ボールネジシャフト１６１の両端部には第１キャップ１６１１および第２キャップ１６１２が設けられる。第１キャップ１６１１とボールネジシャフト１６１の間にはロードセル１７９が配置される。また第２キャップ１６１２には固定ネジ１６１３が設けられる。

ロードセル１７９は、ボールネジシャフト１６１に作用する第１方向Ｄ１への軸力を検出し、検出結果をコントローラ１４５へ送る構成とされている。これによって石材破砕作業の進捗状況が検出可能となる。例えば、軸力の増大で石材破砕作業の開始タイミングが検出可能となり、軸力の急激な減少で、石材破砕タイミングが検出可能となる。なお石材破砕作業の進捗判断については、軸力自体の他、軸力の変化量、軸力の変化量の微分値ないし積分値等、あるいはこれらの組み合わせを好適に採用可能である。

ボールネジシャフト１６１は、ラジアルベアリング１６４を介して、第２ハウジング基部１１３に対し、第１方向Ｄ１周りに回動可能に軸支される。
またボールネジシャフト１６１は、第１方向Ｄ１につき、第１スラストベアリング１６５および第２スラストベアリング１６６を介して、第１方向Ｄ１への軸力を受けられた状態で第２ハウジング基部１１３に軸支される。
ボールネジシャフト１６１の端部領域には、キー溝に配置された連結キー１５５を介して、第２ギア１５３が固定される。第２ギア１５３は、上記したアイドリングギア１５２に連接されている。従って、ボールネジシャフト１６１には、モータ１４０からの回転出力が、遊星歯車減速機構１５０、第１ギア１５１、アイドリングギア１５２、第２ギア１５３を経由して機械的に伝達され、これによって第１方向Ｄ１周りに回転駆動されることとなる。

本実施形態では、モータ１４０の回転出力は、遊星歯車減速機構１５０、第１ギア１５１および第２ギア１５３によって適宜に減速された上で、ボールネジシャフト１６１に伝達される。
なお第２ギア１５３は、ラジアルベアリング１６４に挟まれた箇所で、両端支持状にボールネジシャフト１６１に固定される。動力伝達個所を両側近傍で軸支できるため、無用の振動や偶力の発生が効果的に抑制可能である。

（ナット１６３）
またナット１６３は、ボールネジシャフト１６１に螺合するとともに、第２ハウジング可動部１１５に固定状に連結される。第２ハウジング基部１１３と第２ハウジング可動部１１５は、第１方向Ｄ１に対しては相対移動可能、かつ第１方向Ｄ１周りに対しては相対回動不能に連結されている。従って、ボールネジシャフト１６１が第１方向Ｄ１周りに回動した場合には、ナット１６３は、第１方向Ｄ１周りの回動動作が規制された状態で、ボールネジシャフト１６１との螺合作用により、第１方向Ｄ１に対して移動動作が可能に構成される。

（ナット１６３の位置検出構造）
ナット１６３が固定状に連結される第２ハウジング可動部１１５には、更にナット連動検出子１７５が固定状に配置されている。一方、第１ハウジング１１１（第２ハウジング基部１１３の上部）には、当該ナット連動検出子１７５に対応して、第１位置検出部１７７および第２位置検出部１７８が、第１方向Ｄ１に沿って配置されている。ナット連動検出子１７５、第１位置検出部１７７および第２位置検出部１７８は、ナット位置検出機構１７１を構成し、典型的には、磁石と磁気センサーの組み合わせで構成される。本実施形態では、ナット連動検出子１７５に磁石が用いられ、第１位置検出部１７７および第２位置検出部１７８に磁気センサーが用いられている。
そして第１位置検出部１７７および第２位置検出部１７８それぞれにおけるナット連動検出子１７５の近接が検出されると、第１位置・第２位置検出信号がコントローラ１４５に送られる。後述するが、第１位置検出部１７７は、石材破砕工具１０１の作業開始前の初期状態（初期位置）に対応し、第２位置検出部１７８は、第２ハウジング可動部１１５（すなわちナット１６３）の最大可動位置に対応する。
なお、かかる位置検出は、例えばモータ１４０に関し、所定の基準位置を設定した上で、当該モータ１４０の回転数（モータ１４０が基準位置から何回転したかの履歴データ）に基づいて行うこともできる。

（第２ハウジング１１２と破砕部１８０の連結構造）
第２ハウジング１１２において、第２ハウジング基部１１３は、その端部領域（図３において左端部）が破砕部連結部１１３１を構成する。破砕部連結部１１３１には、第１連結リンク１８１１を介して、破砕部１８０の第１アーム１８１が回動可能に連接される。一方、第２ハウジング可動部１１５は、その端部領域（図２において右端部）が破砕部連結部１１５１を構成する。破砕部連結部１１５１には、第１連結リンク１８２１を介して、破砕部１８０の第２アーム１８２が回動可能に連接される。

次に、本実施形態に係る石材破砕工具１０１の作動態様について説明する。
（初期状態）
石材破砕工具１０１による作業開始前の初期状態が、図１～図３に示される。この状態で、作業者は、ハンドル１３０を把持して石材破砕工具１０１を搬送し、作業対象である石材Ｗ（図２では点線で模式的に示される）に、破砕部１８０の石材挟持部１８１３、１８２３をあてがう。図２では、先端凸部１８１５，１８２５を石材Ｗの破砕予定個所にあてがった状態が示されている。なお、作業者は、作業環境、あるいは石材Ｗの材質や強度等に応じて、石材挟持部１８１３，１８２３のうち、中間凸部１８１６，１８２６、あるいは他の領域を選択して、石材Ｗの破砕予定個所にあてがうことも可能である。
この初期状態においては、第１ハンドル１３１と第２ハンドル１３２は、互いに第２方向Ｄ２へと並列状に延在した状態に置かれる。

図３に示されるように、初期状態において、ナット１６３は、ボールネジシャフト１６１の所定領域（ボールベアリング１６４ないし第２スラストベアリング近接領域）に位置し、この状態においては、ナット位置検出子１７５が、第１位置検出部１７７に臨む位置に置かれる。そして、第１位置検出部１７７においては、近接状態に置かれたナット位置検出子１７５が検出されて、コントローラ１４５に第１位置検出信号が送られる。

作業者が、図１に示す操作部１３５に設けられた駆動スイッチを手動投入すると、図３に示すコントローラ１４５は、モータ１４０を駆動状態に置く。モータ１４０としてブラシレスモータが採用されているため、コントローラ１４５によるＰＷＭ制御を介して、モータ１４０が駆動される。本実施形態では、初期状態からのモータ１４０の駆動状態を「正転」と定義する。モータ１４０の回転運動は、出力シャフト１４３、遊星歯車減速機構１５０、第１ギア１５２、アイドリングギア１５３、第２ギア１５３を経由して、ボールネジシャフト１６１に伝達され、ボールネジシャフト１６１は、第１方向Ｄ１周りに回転駆動される。これにより、ボールネジシャフト１６１に螺合するナット１６３が、回転を伴うことなく、第１方向Ｄ１へと移動動作される（図３においては図中右方向）。ナット１６３が移動動作されると、当該ナット１６３と固定状に一体化された第２ハウジング可動部１１５が、第２ハウジング基部１１３に対して相対移動される。同様に、ナット１６３と一体化されたナット連動検出子１７５も、当該ナット１６３と一体状に移動される。

なお第２ハウジング基部１１３と第２ハウジング可動部１１５の間には、シーリング材１１６（ゴム製のＯリング等）が介在配置されており、第２ハウジング１１２と外部の連通遮断が維持される。従って、第２ハウジング可動部１１５が移動動作された場合であっても、塵埃等が第２ハウジング１１２内に侵入し、あるいはグリース等が第２ハウジング１１２から外部に漏出することが効果的に防止される。

（最大可動範囲としての第２位置：破砕部１８０の動作）
図４に示すように、ナット１６３の移動動作は、ナット連動検出子１７５が、第２位置検出部１７８に検出されるまで継続可能である。換言すれば、第２位置検出部１７８は、ナット１６３の最大可動範囲を定義する。またナット１６３の可動ストロークは、第１方向Ｄ１における第１位置検出部１７７と第２位置検出部１７８の離間距離で定義される。

上述したように、第２アーム１８２は、第２ハウジング可動部１１５の破砕部連結部１１５１に、第１連結リンク１８２１を介して回動可能に連接されている。このため、図４に示すように、ナット１６３が第１方向Ｄ１に移動動作することにより、第２アーム１８２は、第２ハウジング可動部１１５に対して相対回動動作することとなる。また第２アーム１８２に固定状に連接された第２ハンドル１３２（図４における右側の第２ハンドル１３２）も併せて回動動作する。

（第１アーム１８１と第２アーム１８２の回動連動）
上記の通り、第１アーム１８１と第２アーム１８２は、アーム相互連結部１８３において、第２連結リンク１８１２、１８２２、および凹凸状の係合部１８１４，１８２４を介して連結されている（図２参照）。この結果、図５に示すように、第２アーム１８２が第２ハウジング可動部１１５に対して相対回動する場合、当該回動動作に連動して、第１アーム１８１が、第２ハウジング基部１１３に対し、第１連結リンク１８１１周りに相対回動動作することになる。また第１アーム１８１に固定状に連接された第２ハンドル１３２（図３～図５における左側の第２ハンドル１３２）も、第１アーム１８１とともに回動動作する。すなわち、第１連結リンク１８１１、１８２１、第２連結リンク１８１２，１８２２、アーム相互連結部１８３、および凹凸上の係合部１８１４，１８２４は、第１アーム１８１および第２アーム１８２の回動運動変換機構１８５を規定するとともに、当該回動運動に関する自動連動機構、さらに第２ハンドル１３２，１３２の回動運動に関する自動連動機構を兼務状に規定する。

（トルク増大機構）
また図２および図５に示されるように、本実施形態では、第１連結リンク１８１１，１８２１と第２連結リンク１８１２，１８２２の離間距離、および第２連結リンク１８１２、１８２２と石材挟持部１８１３，１８２３の離間距離（本実施形態では、一例として先端凸部１８１５，１８２５を用いて石材を破砕している）、さらに第１連結リンク１８１１，１８２１と石材挟持部１８１３、１８２３の離間距離に関し、運動変換機構１６０による出力よりも、梃子の作用を介して、回動運動変換機構１８５による回転運動出力の方が大きくなるように設定される。

（石材破砕作業）
この状態において、図５に示すように、第１アーム１８１および第２アーム１８２は、第１方向Ｄ１において互いに近接し、石材挟持部１８１３，１８２３が、挟持された石材Ｗを破砕する（本実施形態では、先端凸部１８１５，１８２５）。
本実施形態では、第１アーム１８１および第２アーム１８２による石材破砕方向Ｃは、第１方向Ｄ１と一致する。換言すれば、第石材破砕方向Ｃは第１方向Ｄ１と略平行となるように構成される。

（復帰動作）
図４に示すように、ナット連動検出子１７５の近接が第２位置検出部１７８に検出されると、コントローラ１４５は、モータ１４０の駆動（正転）を停止し、当該モータ１４０を逆転駆動させて、ナット１６３を初期位置方向へ移動させる。
そして、第１位置検出部１７７がナット連動検出子１７５の近接を検出すると、初期位置に復帰したものとして、コントローラ１４５はモータ１４０の逆転駆動を停止する（図１～図３が初期位置を示す）。これにより石材破砕工具１０１の作業ストロークが完了することとなる。
なお、当該復帰動作については、例えば、作業者が操作部１３５（図１参照）における操作スイッチ（例えばトリガ）の操作を停止した場合（例えば押圧動作の解除）等に、自動的に復帰動作される構成としてもよい。
あるいは、自動的な復帰制御を行わず、作業者の手動による復帰操作を要求する構成としてもよい。手動による復帰操作については、例えば専用の復帰スイッチ（リターンスイッチ）を設ける態様等を採用できる。

（ロードセル１７９による破砕検知：作業ストローク時間短縮機構）
本実施形態では、さらにロードセル１７９が軸力をモニタ可能に構成されている（図３参照）。
具体的には、石材破砕作業を遂行する際、モータ１４０から破砕部１８０に至るまでの動力伝達経路の一つであるボールネジシャフト１６１には、第１方向Ｄ１に強い軸力が作用する。当該ボールネジシャフト１６１の端部において第１キャップ１６１１との間に配置されたロードセル１７９は、当該軸力を検出し、コントローラ１４５へと送る。石材が破砕されて、ボールネジシャフト１６１に作用する軸力が減少（急減）した場合、コントローラ１４５は、石材破砕作業が完了したと判断し、第２位置検出部１７８による検出よりも前に、モータ１４０を駆動停止する。そして当該モータ１４０を逆転駆動して初期位置復帰させる。すなわち初期位置復帰は、第１位置検出部１７７がナット連動検出子１７５の近接を検出することで完了する。

この構成によれば、第２位置検出部１７８がナット連動検出子１７５の近接を検出するよりも前の段階（すなわちフルストローク前の段階）で、ロードセル１７９による軸力モニタを介して石材破砕作業の完了を検出し、初期位置復帰を行うことができる。従って、作業ストローク時間を短くし、作業環境の一層の改善に資することができる。換言すれば、ロードセル１７９は、石材破砕工具１０１における作業ストローク時間短縮機構を構成する。

（作業ストローク選択（１）：作業者による手動選択）
上記した第２位置検出部１７８によるナット連動検出子１７５の近接検知をもって初期位置復帰を行うか（最大可動範囲に基づく作業ストローク）、あるいは、ロードセル１７９による軸力の変化に基づいて石材破砕完了を検出し、第２位置検出部１７８による検出に至るよりも前に初期位置復帰を行うか（石材破砕完了時点での初期位置復帰による短縮化作業ストローク）については、上記した操作部１３５を介して作業者が選択的に切り換え可能に構成することもできる。

（作業ストローク選択（２）：ロードセル１７９による検出をデフォルト標準化）
あるいは、通常は、ロードセル１７９による軸力の変化に基づいて石材破砕完了を検出した場合に、当該検出位置から初期位置復帰を行うモードを標準化（デフォルト）するとともに、第２位置検出部１７８によるナット連動検出子１７５の検出を「許容最大可動範囲」と規定して、ロードセル１７９による検出が、万が一に不調であった場合に備えるという構成を採用することもできる。この構成を採用すると、通常の作業ストロークを短縮化するとともに、検出不良時の安全マージンを確保することができる。

（ナット１６３の位置検出個所の変更）
上記した第１位置検出部１７７および第２位置検出部１７８は、第１ハウジング１１１において、その一方または双方の配置場所を、第１方向Ｄ１において変更可能に構成できる。
第１位置検出部１７７の、第１ハウジング１１１に対する配置場所を、第１方向Ｄ１において変更する場合、初期位置である第１位置が適宜に変更調節されることになる。
また第２位置検出部１７８の、第１ハウジング１１１に対する配置場所を、第１方向Ｄ１において変更する場合、最大可動範囲としての第２位置が適宜に変更調節されることになる。
また変更の手法としては、例えば、作業者が配置場所を手動変更可能に構成する態様、あるいは、作業対象である石材の性状（サイズ、材質、硬度等）等の検出結果を利用して自動変更する態様等が構成可能である。

例えば第１位置検出部１７７と第２位置検出部１７８の離間距離が小さくなるように変更した場合、初期位置から最大可動範囲までのストローク距離を短くすることができる。
また例えば第１位置検出部１７７を、当初の初期位置から、ナット１６３の移動方向にシフトさせることで、初期位置における石材挟持部１８１３，１８２３の初期クリアランスを大きくする等の調整が可能となる。

（ボールネジシャフト１６１を駆動側、ナット１６３を被動側とする利点）
本実施形態では、上述のように、運動変換機構１６０において、ボールネジシャフト１６１がモータ１４０によって回転駆動され、当該ボールネジシャフト１６１によってナット１６３が被動されて第１方向Ｄ１に直線運動する。換言すれば、第１方向Ｄ１においては、被動側部材であるナット１６３は、駆動側部材であるボールネジシャフト１６１の両端部の範囲内で移動動作（ボールネジシャフト１６１と第１方向Ｄ１においてオーバーラップ状に移動動作）する。従って、被動側部材のためにわざわざ長大な空間を新設することなく、長尺状の部材であるボールネジシャフト１６１の長さ寸法（長尺サイズ）を基準にして収容空間（すなわち第２ハウジング）を設計すれば足りる。これにより石材破砕工具１０１の幅寸法を、可動部材のために無駄に長大化することが回避でき、またハウジング１１０の防塵対策等が容易に対応可能になる。

（出力シャフト１４３、ボールネジシャフト１６１、石材挟持方向Ｃの延在方向）
本実施形態では、上記のように、モータ１４０の出力シャフト１４３の延在方向、運動変換機構１６０におけるボールネジシャフト１６１の延在方向（すなわちナット１６３の移動方向）、および破砕部１８０における第１アーム１８１、第２アーム１８２による石材把持方向Ｃは、いずれも平行となるように構成されている（図２，３，５等参照）。なお、石材把持方向Ｃは、第１アーム１８１および第２アーム１８２の相互回動動作に伴う、石材挟持部１８１３，１８２３の接線方向への近似的な直線運動方向として定義される。
平行配置により、長尺状の部材や動作を装置幅方向に集中させることができ、これらの構成要素を交差状に配置する場合に比べ、装置構成をコンパクト化することが可能である。なお、出力シャフト１４３とボールネジシャフト１６１を平行配置する際に、例えば両者が互いに逆方向に回転する構成とすれば、振動・偶力発生低減効果も生じることとなり有益である。

（バッテリ１４６の保護）
本実施形態では、図１等に示すように、バッテリ１４６は、第１ハウジング１１１の上部において、第１ハンドル近接領域１３３に配置される。この第１ハンドル近接領域１３３は、一対の第１ハンドル１３１，１３１に囲まれた保護領域として定義される。これによりバッテリ１４６に不用意に外力が作用するのを抑制し、バッテリ１４６ないしバッテリ装着部１４９（図３参照）の破損が防止される。
なお、一対の第１ハンドル１３１，１３１は、図１および図３に示すように、バッテリ１４６のスライド装着方向に関して開口状とされているため、バッテリ１４６の保護と、スライド装着性の双方が両立される構成とされている。

本実施形態によれば、上記構成および作動態様により、作業環境の煩雑化を回避可能な石材破砕工具１０１が提供されることとなる。

１０１：石材破砕工具、
１１０：ハウジング、
１１１：第１ハウジング、
１１２：第２ハウジング、
１１３：第２ハウジング基部、１１５：第２ハウジング可動部、
１１３１，１１５１：破砕部連結部、１１６：シーリング材、
１３０：ハンドル、
１３１：第１ハンドル、
１３２：第２ハンドル、
１３３：第１ハンドル近接領域、
１３５：操作部、
１３２１，１３２１：第２ハンドル固定部
１４０：モータ、
１４３：出力シャフト、
１４４：冷却ファン、
１４５：コントローラ、
１４６：バッテリ、
１４７：バッテリ端子、
１４９：バッテリ装着部、
１４７１，１４９１：係合突起、
１５０：遊星歯車減速機構、
１５１：第１ギア、
１５２：アイドリングギア、
１５３：第２ギア、
１５５：連結キー
１６０：運動変換機構、
１６１：ボールネジシャフト（ネジ部）、
１６１１：第１キャップ、１６１２：第２キャップ、１６１３：固定ネジ、
１６３：ナット（ナット部）、
１６４：ラジアルベアリング、
１６５：第１スラストベアリング、１６６：第２スラストベアリング、
１７１：ナット位置検出機構、
１７５：ナット連動検出子、
１７７：第１位置検出部、１７８：第２位置検出部、
１７９：ロードセル、
１８０：破砕部、
１８１：第１アーム、１８２：第２アーム、
１８１１、１８２１：第１連結リンク、
１８１２、１８２２：第２連結リンク、
１８１３、１８２３：石材挟持部、
１８１４、１８２４：係合部、
１８１５，１８２５：先端凸部、
１８１６，１８２６：中間凸部、
１８３：アーム相互連結部、
１８５：回転運動変換機構（ハンドル連動機構）、
Ｄ１：第１方向（幅方向）
Ｄ２：第２方向（上下方向）
Ｃ：石材挟持方向
Ｗ：石材

Claims (11)

1. 出力シャフトを有するモータと、
   前記出力シャフトからの回転出力を直線運動に変換する運動変換機構と、
   前記運動変換機構による直線運動を介して石材を挟み込んで破砕する破砕部と、
   を有することを特徴とする電動式の石材破砕工具。
2. 請求項１に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記運動変換機構は、ネジ部と、前記ネジ部に螺合するナット部と、を有するネジ送り機構として構成されていることを特徴とする電動式の石材破砕工具。
3. 請求項２に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記出力シャフトは、前記ネジ部側に連接され、前記ネジ部の回動動作により、前記ナット部が前記ネジ部に沿って直線運動するよう構成されていることを特徴とする電動式の石材破砕工具。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記破砕部は、所定の挟持方向に石材を挟み込む挟持部を有するとともに、前記運動変換機構における直線運動方向が前記挟持方向となるように構成されていることを特徴とする電動式の石材破砕工具。
5. 請求項４に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記出力シャフトの延在方向が前記挟持方向となるように構成されていることを特徴とする電動式の石材破砕工具。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記運動変換機構による直線運動を更に回転運動に変換する回転運動変換部を有し、前記破砕部は、当該回転運動変換部による回転運動を介して前記石材を破砕することを特徴とする電動式の石材破砕工具。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の電動式の石材破砕工具であって、破砕作業における所定の第１位置および第２位置を検出する位置検出部を有し、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記モータの駆動制御を行うコントローラを有することを特徴とする電動式の石材破砕工具。
8. 請求項７に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記第１位置および第２位置の少なくとも一方につき配置位置が変更可能に構成されていることを特徴とする電動式の石材破砕工具。
9. 請求項１から８までのいずれか１項に記載の電動式の石材破砕工具であって、石材の破砕検知部を有し、前記破砕検知部の検出結果に基づいて前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動式の石材破砕工具。
10. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の電動式の石材破砕工具であって、前記出力シャフトと前記運動変換機構との間に遊星歯車減速機構が介在配置されていることを特徴とする電動式の石材破砕工具。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載の電動式の石材破砕工具であって、作業者に把持されるハンドルと、前記モータを駆動するバッテリを更に有し、前記バッテリは前記ハンドル近接領域に配置されるとともに、前記ハンドルが前記バッテリガード部を兼務することを特徴とする電動式の石材破砕工具。

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