JP4794306B2 - 打撃工具 - Google Patents

Description

本発明は、先端工具が長軸方向への直線状の打撃動作を行う打撃工具に関する。

特開２００２−２１９６７０号公報（特許文献１）には、ハンマドリルにおいて、ハウジング内の潤滑剤（グリース）がハウジングの内部空間から外部に漏出することを防止するためのゴム製のシール部材を備えた構成が開示されている。公報に記載のハンマドリルでは、ハウジングと、工具ビットを保持して回転動作を行うツールホルダとの間の隙間にリング状のシール部材が嵌合され、これによりハウジングの内部空間と外部とをシールしている。

上記のような構成のハンマドリルにおいては、工具ビットに直線状の打撃動作あるいは周方向の回転動作を行わせる駆動機構部が駆動され、当該駆動機構部の動作に伴う発熱によってギアハウジング内の空気が膨張して内部空間の圧力が上昇すると、当該圧力がシール部材の内部空間側側面に作用することによって、また当該圧力が作用することに加えて振動が作用することによってシール部材が内部空間側から外部側へと軸方向に移動され、所定のシール部位から抜け出る可能性がある。またハンマドリルによる被加工材（例えば、コンクリート）の加工作業時には、加工作業に伴って生じた粒状の粉塵等が飛散し、この飛散した粉塵がシール部材の外部側側面に衝突してシール部材が損傷する可能性があり、これらの点においてなお改良の余地がある。
特開２００２−２１９６７０号公報

本発明は、かかる点に鑑み、打撃工具におけるシール部材のシール機能を維持する上で有効な技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、各請求項に記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、ハウジングと、ハウジングの先端領域に配置され、長軸方向への直線状の打撃動作を介して所定の加工作業を行う工具ビットと、ハウジングの内部空間に配置されて工具ビットを長軸方向への相対移動可能に保持するツールホルダと、ハウジングの内部空間に配置されて工具ビットを打撃動作させる駆動機構部と、ハウジングの内部空間に封入されて駆動機構部を潤滑する潤滑剤と、ツールホルダとハウジングとの間に形成されて内部空間と外部とを連通する隙間と、隙間に設けられ、潤滑剤が隙間を通って漏出することを防止するシール部材と、を有する打撃工具が構成される。なお本発明における「打撃工具」は、典型的には、ハンマビットが長軸方向に直線状の打撃動作のみを行うことによって被加工材に対しハンマ作業を行うハンマ、あるいはハンマビットが長軸方向の打撃動作と長軸周りの回転動作を行うハンマドリルがこれに該当する。

本発明の打撃工具においては、ハウジングの外側に配置されるとともに、当該ハウジングに固定された外側部材を有する。そして外側部材には、ハウジング先端からツールホルダ側へと回り込んでシール部材を外側から覆う覆い部が一体に形成されており、当該覆い部は、シール部材の隙間からの抜け止めを行うとともに、シール部材に対する防塵を行う構成とされる。なお本発明における「外側部材」とは、典型的には、ハウジングの外表面を覆うように配置される筒状のカバー部材がこれに該当するが、ハウジングに対して固定状態に設けられる固定部材であれば足りる。また本発明における「一体に形成」とは、外側部材を形成する際に、その素材を分けることなく連続状に覆い部を形成する態様がこれに該当し、別部材で形成した覆い部を後付けで外側部材に接合して一体化したものを含まない。

打撃工具の駆動に伴う駆動機構部の発熱によってハウジングの内部空間の圧力が上昇すると、当該圧力によってシール部材が外部側へ移動しようとする。本発明によれば、外側部材に設けた覆い部によってシール部材を外側から覆う構成としたことにより、覆い部がシール部材に当接することによって当該シール部材の外部側への移動を抑える。これによりシール部材がシール部位から抜け出ることを防止できる。また加工作業によって生じた粉塵等が当該シール部材に衝突することを覆い部によって防止し、シール部材を保護することができる。その結果、シール部材のシール機能を長期にわたって維持することが可能となる。また本発明によれば、覆い部は、外側部材に一体に形成された構成とされる。このため、覆い部を別体で形成した後、外側部材あるいはハウジングに組み付ける構成の場合と比較して、部品点数が減少するとともに組み付け作業も不要となり、製作コストの低減が可能となる。なお本発明における「覆い部」は、外側部材の組み付け時において、シール部材の外部側側面に対して非接触状態となるように構成することが好ましい。かかる構成によれば、シール部材が覆い部から無用な荷重を受けることによる不具合を未然に防止できる。

（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の打撃工具における外側部材は、ハウジングの筒状部を覆う筒状のバレルカバーによって構成され、バレルカバーの先端を径方向内径側に突出させて覆い部を形成した構成とされる。本発明によれば、既存のバレルカバーの形状に一部変更を加えることで、覆い部を簡単に設けることができる。なお本発明における「バレルカバー」とは、使用者がハウジングに直接に触れないようにするためにあるいは外観見栄えを向上するために当該ハウジングの外表面を覆うように配置される既存の筒状部品がこれに該当し、好ましくは断熱性の樹脂によって形成される。これにより打撃工具による加工作業時において、バレルカバーは、使用者が掴むグリップ部として使用することができる。

（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の打撃工具におけるツールホルダは、工具ビットの長軸方向周りに回転動作することで当該工具ビットを回転駆動する構成とされ、これにより工具ビットが、駆動機構部を介しての直線状の打撃動作と、ツールホルダを介しての回転動作とによるハンマドリル作業を行う構成とした。本発明によれば、工具ビットがハンマドリル作業を行うことが可能とされた打撃工具において、ハウジングと回転動作するツールホルダとの間に配置されるシール部材につき、外側部材に設けた覆い部によって抜け止めするとともに、ハンマドリル作業時に発生する粉塵から保護することができる。

本発明によれば、打撃工具におけるシール部材のシール機能を維持する上で有効な技術が提供されることとなった。

以下、本発明の実施形態につき、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、打撃工具の一例として電動式ハンマドリルを用いて説明する。図１は本実施の形態に係る電動式ハンマドリルの全体構成を示す側断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３と、当該本体部１０３の先端領域（図示左側）に中空状のツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられたハンマビット１１９と、本体部１０３のハンマビット１１９の反対側に連接された使用者が握るハンドグリップ１０９とを主体として構成されている。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７によってその長軸方向への相対的な直線動作が可能に、かつその周方向への相対的な回動が規制された状態で保持される。ハンマビット１１９は、本発明における「工具ビット」に対応する。なお説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前、ハンドグリップ１０９側を後という。

本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、運動変換機構１１３、打撃要素１１５および動力伝達機構１１７を収容したギアハウジング１０７とによって構成されている。駆動モータ１１１の回転出力は、運動変換機構１１３によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１１５に伝達され、当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の長軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。また駆動モータ１１１の回転出力は、動力伝達機構１１７によって適宜減速された上でハンマビット１１９に伝達され、当該ハンマビット１１９が周方向に回転動作される。なお駆動モータ１１１は、ハンドグリップ１０９に配置されたトリガ１０９ａの引き操作によって通電駆動される。

図２にはハンマドリル１０１の主要部を拡大した状態が断面図で示される。運動変換機構１１３は、駆動モータ１１１により水平面内にて回転駆動される駆動ギア１２１、当該駆動ギア１２１に噛み合い係合する第１被動ギア１２３、当該第１被動ギア１２３が固定されたクランク軸１２２、クランク軸１２２とともに水平面内にて回転するクランク板１２５、当該クランク板１２５に偏心軸１２６を介して遊嵌状に連接されたクランクアーム１２７、当該クランクアーム１２７に連結軸１２８を介して取り付けられた駆動子としてのピストン１２９を主体として構成される。運動変換機構１１３は、本発明における「駆動機構部」に対応する。上記のクランク板１２５、クランクアーム１２７、ピストン１２９によってクランク機構が構成される。

打撃要素１１５は、ピストン１２９のボア内壁に摺動自在に配置された打撃子としてのストライカ１４３と、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ１４３の運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する中間子としてのインパクトボルト１４５とを主体として構成される。ストライカ１４３は、ピストン１２９の摺動動作に伴うシリンダ１４１の空気室１４１ａの空気バネを介して駆動され、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されたインパクトボルト１４５に衝突（打撃）し、当該インパクトボルト１４５を介してハンマビット１１９に打撃力を伝達する。

動力伝達機構１１７は、第１被動ギア１２３とともに回転する第２被動ギア１３１、第２被動ギア１３１と噛み合い係合する中間ギア１３２、中間ギア１３２とともに回転する中間軸１３３、中間軸１３３とともに水平面内にて回転駆動される小ベベルギア１３４、小ベベルギア１３４に噛み合い係合して鉛直面内にて回転する大ベベルギア１３５を主体として構成される。そして大ベベルギア１３５の回転駆動力は、スライドスリーブ１４７を介してツールホルダ１３７に伝達され、更には当該ツールホルダ１３７に保持されたハンマビット１１９へと伝達される構成とされる。ツールホルダ１３７は、概ね円筒形の筒状に形成されるとともに、長軸方向（ハンマビット長軸方向）において、ハンマビット１１９を保持する前側ホルダ部１３７ａと、ピストン１２９側に向って延在するとともにシリンダ１４１の外側に配置される後側延長部１３７ｂとに分割されている。そして前側ホルダ部１３７ａの後端部に後側延長部１３７ｂの前端部が外側から嵌合された状態で、連結ピン１３８を介して連接されることによって一体化されている。なお本実施の形態では、加工上、あるいは組み付け上の関係で、ツールホルダ１３７を分割構造としたが、一体構造であっても何ら構わない。

上記のように構成されるハンマドリル１０１は、使用者によるトリガ１０９ａの引き操作によって駆動モータ１１１が通電駆動されると、クランク機構を主体に構成される運動変換機構１１３を介してピストン１２９がシリンダ１４１に沿って直線状に摺動動作され、それに伴うシリンダ１４１の空気室１４１ａ内の空気の圧力変化、すなわち空気バネの作用により、ストライカ１４３はシリンダ１４１内を直線運動する。ストライカ１４３は、インパクトボルト１４５に衝突することで、その運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する。
一方、駆動モータ１１１の回転出力は、動力伝達機構１１７を介してツールホルダ１３７に伝達される。これにより、ツールホルダ１３７が鉛直面内にて回転駆動され、更にツールホルダ１３７にて保持されるハンマビット１１９が一体状に回転される。かくして、ハンマビット１１９が軸方向の打撃動作と周方向の回転動作を行い、被加工材（コンクリート）に穴開け作業を遂行する。

なおハンマドリル１０１は、ハンマビット１１９に対し長軸方向への打撃力のみを加えて被加工材の加工作業を行う、いわゆるハンマ加工作業と、ハンマビット１１９に対し長軸方向への打撃力と周方向への回転力とを加えて被加工材の加工作業を行う、いわゆるハンマドリル作業とを適宜切り替えて遂行できるように構成されるが、このことについては、本発明には直接的には関係しないため、その説明を省略する。被加工材については、便宜上その図示を省略する。

運動変換機構１１３および動力伝達機構１１７を収容するギアハウジング１０７の内部空間１０８には、それら運動変換機構１１３および動力伝達機構１１７の摺動部（ギアの噛み合い係合部分や軸受部分等）を潤滑するための潤滑剤（グリース）が封入されている。ギアハウジング１０７は、本発明における「ハウジング」に対応し、内部空間１０８は、本発明における「内部空間」に対応する。前述したように、ハンマビット１１９を回転駆動するツールホルダ１３７は、ギアハウジング１０７の内部空間１０８に収容される部分、すなわち後側延長部１３７ｂがすべり軸受１５１を介してギアハウジング１０７に回転可能に支持されている。これにより、ギアハウジング１０７の内壁面とツールホルダ１３７の後側延長部１３７ｂの外周面との間には、長軸方向に所定長さで延びる断面略環状の隙間Ｃが形成されている。

図３の拡大図に示すように、隙間Ｃの軸方向前端領域、すなわち、ギアハウジング１０７の前端部内壁面と後側延長部１３７ｂの前端部外周面との間には、ゴム製の環状のオイルシール１５３が介在されている。オイルシール１５３は、外径側に嵌め合い部１５３ａを有し、内径側の軸方向外側（ハンマビット１１９側）にダストリップ部１５３ｂを有し、内径側の軸方向内側にシールリップ部１５３ｃを有する。そして嵌め合い部１５３ａがギアハウジング１０７の前端部に形成された円形の収容凹部１０７ｂに嵌合され、ダストリップ部１５３ｂおよびシールリップ部１５３ｃがツールホルダ１３７（後側延長部１３７ｂ）の外周面にそれぞれ適宜弾発力が付加された状態で当接されている。かくして、内部空間１０８と外部とがシール（封止）されており、これによりギアハウジング１０７の内部空間１０８の潤滑剤が隙間Ｃを通って外部に漏出することを防止している。オイルシール１５３は、本発明における「シール部材」に対応する。

ギアハウジング１０７の外側には、当該ギアハウジング１０７の外表面を覆うバレルカバー１５５が配置されている。バレルカバー１５５は、使用者がギアハウジング１０７に直接に触れることを回避するために、あるいは外観見栄えを向上するべく設けられ、例えば断熱性の樹脂によって形成されている。バレルカバー１５５は、本発明における「外側部材」に対応する。なおバレルカバー１５５は、ギアハウジング１０７に対し所定の複数箇所においてネジ１５７（図２参照）によって着脱自在に止着されている。ギアハウジング１０７は、長軸方向（ハンマビット長軸方向）の前側領域（ツールホルダ１３７の後側延長部１３７ｂが位置する領域）には、略円筒状に形成された前側円筒部１０７ａを有する。これに対応してバレルカバー１５５は、ギアハウジング１０７の前側円筒部１０７ａを覆う前側領域が略円筒状に形成されており、ハンマドリル１０１による加工作業時に、使用者が掴むことが可能な握り部を構成している。

バレルカバー１５５は、オイルシール１５３を外側から覆うシールカバー部１５５ａを有する。シールカバー部１５５ａは、本発明における「覆い部」に対応する。シールカバー部１５５ａは、バレルカバー１５５の長軸方向（ハンマビット長軸方向）の前端部（先端部）にギアハウジング１０７の前側円筒部１０７ａの前端（先端）を通って径方向内径側へと一体に延在されている。すなわち、シールカバー部１５５ａは、ギアハウジング１０７先端からツールホルダ１３７側へと回り込むように、バレルカバー１５５から延びており、オイルシール１５３を外側から覆う構成とされる。シールカバー部１５５ａは、その後面（側面）がオイルシール１５３の外側側面に対して所定の隙間を置いて対向するように設定されている。またシールカバー部１５５ａの内径側の端部は、ツールホルダ１３７の外周面に対して当接しないように、僅かな隙間を置いて対向されている。

上記のように構成されたハンマドリル１０１による加工作業時において、運動変換機構１１３、動力伝達機構１１４および打撃要素１１５の駆動に伴う発熱によってギアハウジング１０７の内部空間１０８内の空気が膨張して圧力が上昇した場合、当該圧力は、隙間Ｃを通してオイルシール１５３の内部側側面に対し当該オイルシール１５３を軸方向外側へと移動させる力として作用する。またツールホルダ１３７には加工作業に伴い振動が発生する。このようなことから、オイルシール１５３は、上記の圧力および振動によって徐々に軸方向外側へと移動し、遂には収容凹部１０７ｂから抜け出る可能性がある。

しかるに、本実施の形態によれば、バレルカバー１５５の軸方向前端部にシールカバー部１５５ａを設け、このシールカバー部１５５ａによってオイルシール１５３を外側から覆う構成としている。このため、オイルシール１５３が外側へ移動したとき、当該オイルシール１５３は、シールカバー部１５５ａに当接してそれ以上の外側への移動が抑えられる。すなわち、本実施の形態によれば、シールカバー部１５５ａによってオイルシール１５３を抜け止めし、当該オイルシール１５３のシール機能を維持することができる。またハンマビット１１９による、例えばコンクリートに対するハンマ作業時あるいはハンマドリル作業時において、当該作業に伴い飛散したコンクリートの粉塵あるいは細粒等がオイルシール１５３に直に接触（衝突）すること、あるいはオイルシール１５３側へと侵入することをシールカバー部１５５ａによって回避できる。これによりオイルシール１５３を粉塵あるいは細粒から保護してその耐久性を向上できる。

また本実施の形態によれば、シールカバー部１５５ａは、バレルカバー１５５に一体に形成した構成とされる。このため、シールカバー部を別体で形成した後、例えばギアハウジングあるいはバレルカバーに取り付けるような構成の場合と比較して、部品点数が減少するとともに組み付け作業も不要となり、コスト低減が可能となる。
また本実施の形態によれば、シールカバー部１５５ａは、バレルカバー１５５の先端を径方向内径側に突出させて形成するため、既存のバレルカバー１５５の形状を一部変更するだけで簡単に設けることができる。
またシールカバー部１５５ａは、バレルカバー１５５をギアハウジング１０７に組み付けた際に、オイルシール１５３の外部側側面に対して非接触状態で対向するように設計してある。このため、バレルカバー１５５を組み付けた際に、加工誤差等によって組み付け位置に多少のずれが生じたとしても、シールカバー部１５５ａがオイルシール１５３を内側に向かって押圧することを回避できる。その結果、オイルシール１５３に無用な軸方向荷重が作用することによる、例えばオイルシール１５３のシール性が害されるといった不具合を未然に防止できる。

なお本実施の形態は、打撃工具の一例として、ハンマビット１１９が長軸方向の打撃動作と長軸周りの回転動作とを行うハンマドリル１０１の場合で説明したが、ハンマビット１１９が長軸方向の打撃動作のみを行うハンマに適用することが可能である。

本発明の実施の形態に係るハンマドリルの全体構成を示す側断面図である。 ハンマドリルの主要部を示す側面図である。 ギアハウジングの先端領域に関するオイルシール部の詳細な構成を示す図１のＡ部拡大断面図である。

１０１ ハンマドリル（打撃工具）
１０３ 本体部
１０５ モータハウジング
１０７ ギアハウジング（ハウジング）
１０７ａ 前側円筒部
１０７ｂ 収容凹部
１０８ 内部空間
１０９ ハンドグリップ
１０９ａ トリガ
１１１ 駆動モータ
１１３ 運動変換機構（駆動機構部）
１１５ 打撃要素
１１７ 動力伝達機構
１１９ ハンマビット（工具ビット）
１２１ 駆動ギア
１２２ クランク軸
１２３ 第１被動ギア
１２５ クランク板
１２６ 偏心軸
１２７ クランクアーム
１２８ 連結軸
１２９ ピストン
１３１ 第２被動ギア
１３２ 中間ギア
１３３ 中間軸
１３４ 小ベベルギア
１３５ 大ベベルギア
１３７ ツールホルダ
１３７ａ 前側ホルダ部
１３７ｂ 後側延長部
１３８ 連結ピン
１４１ シリンダ
１４１ａ 空気室
１４３ ストライカ
１４５ インパクトボルト
１４７ スライドスリーブ
１５１ すべり軸受
１５３ オイルシール（シール部材）
１５３ａ 嵌め合い部
１５３ｂ ダストシール部
１５３ｃ リップシール部
１５５ バレルカバー（外側部材）
１５５ａ シールカバー部（覆い部）
１５７ ネジ

Claims (3)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングの先端領域に配置され、長軸方向への直線状の打撃動作を介して所定の加工作業を行う工具ビットと、
   前記ハウジングの内部空間に配置されて前記工具ビットを長軸方向への移動可能に保持するツールホルダと、
   前記ハウジングの内部空間に配置されて前記工具ビットを打撃動作させる駆動機構部と、
   前記ハウジングの内部空間に封入されて前記駆動機構部を潤滑する潤滑剤と、
   前記ツールホルダと前記ハウジングとの間に形成されて前記内部空間と外部とを連通する隙間と、
   前記隙間に設けられ、前記潤滑剤が前記隙間を通って漏出することを防止するシール部材と、
   前記ハウジングの外側に配置されるとともに、当該ハウジングに固定された外側部材と、を有し、
   前記外側部材には、前記ハウジング先端から前記ツールホルダ側へと回り込んで前記シール部材を外側から覆う覆い部が一体に形成され、前記覆い部は、前記シール部材の前記隙間からの抜け止めを行うとともに、前記シール部材に対する防塵を行うことを特徴とする打撃工具。
2. 請求項１に記載の打撃工具であって、
   前記外側部材は、前記ハウジングの筒状部を覆う筒状のバレルカバーによって構成され、前記バレルカバーの先端を径方向内径側に突出させることで前記覆い部を形成したことを特徴とする打撃工具。
3. 請求項１または２に記載の打撃工具であって、
   前記ツールホルダは、前記工具ビットの長軸方向周りに回転動作することで当該工具ビットを回転させる構成とされ、これにより前記工具ビットが、前記駆動機構部を介しての直線状の打撃動作と、前記ツールホルダを介しての回転動作とによるハンマドリル作業を行う構成としたことを特徴とする打撃工具。

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