JP5015697B2 - 打撃工具 - Google Patents

Description

本発明は、電動ハンマやハンマードリル等の打撃工具に関する。

打撃工具は、ハウジング内に、打撃子を連動させるピストンを備えた打撃機構を設けて、ハウジングの先端に装着されたビットを直接又は間接的に打撃するもので、打撃子の往復動は、モータ駆動で回転するクランクシャフトに設けた偏心ピンを、コネクティングロッドでピストンに連結したクランク機構によって、クランクシャフトの回転をピストンの往復動に変換することで得るようになっている。
また、打撃工具には、打撃に伴って発生する振動を低減させるために、低振動機構が設けられることがある。この低振動機構は、例えば特許文献１に示すように、クランクシャフトの偏心ピンに回転板を取り付けて、その回転板の上方に、偏心ピンと点対称位置となる第２のピンを突設し、その第２のピンに、ロッド等を介してカウンターウエイトを連結するようにした構造がよく知られている。すなわち、ピストンの往復動による重心の移動を、逆動作するカウンターウエイトで相殺することで振動の低減を図るものである。

実開昭５１−６５８３号公報

このような打撃工具では、ハウジングにおけるクランク機構の上方位置に、打撃機構やクランク機構の潤滑等のためのグリスの供給口が設けられ、キャップによって開閉可能となっている。しかし、上記低振動機構は、ロッドやカウンターウエイトが供給口よりも後方へ大きく突出しているため、キャップを外しても供給口から出し入れすることができず、部品交換等の軽微な作業であっても、一旦組み付けた低振動機構を製品から取り外したり、逆に製品に対して低振動機構を組み付けたりする際には、ハウジングを分解して行う必要があり、非常に手間が掛かってしまう。
また、上述のように後方へ大きく突出するカウンターウエイトの動作スペースを確保するためにハウジングの形状が特殊となり、工具全体の大型化を招く上、低振動機構を搭載しない打撃工具とハウジングの共用ができず、コストアップに繋がる。特に、偏心ピンには大きな回転板が取り付けられるため、クランク機構においても部品の互換性がなくなり、低振動機構の有無の設定に伴ってコストや部品管理の手間は一層増大することになる。

そこで、本発明は、グリスの供給口から低振動機構を容易に出し入れでき、而もハウジングを大型化させることなく、ハウジング等の部品の互換性も維持できる打撃工具を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、キャップに、低振動機構の少なくとも一部を、キャップの装着時にクランク機構との連動状態となるように組み込んで、供給口からのキャップの着脱に伴い、供給口を介して低振動機構の少なくとも一部をハウジングから出し入れ可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、低振動機構の出し入れに伴うクランク機構との連動とその遮断状態との切替を容易にするために、低振動機構を、キャップに回転運動可能に組み込まれ、一端にウエイト部を有してキャップよりも小さいカウンターウエイトを備えるものとし、カウンターウエイトの他端と偏心ピンとの何れか一方に連結孔を、他方に、キャップの着脱に伴って連結孔と挿脱する連結ピンを夫々設けて、キャップの装着状態で、ピストンと前後位置が逆になる回転運動をするようにカウンターウエイトを偏心ピンに連結したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成において、低振動機構の一部を供給口から出し入れするようにしても、その出し入れに伴うクランク機構との連動とその遮断状態との切替を容易にするために、低振動機構を、キャップ内で前後移動可能に組み込まれたカウンターウエイトと、ハウジングにおける供給口の開口際で偏心ピンと連結され、偏心ピンの回転運動に伴ってクランクシャフトと同軸上で回転可能な連結体とを備えるものとし、カウンターウエイトに左右方向の連結孔を、連結体に、偏心ピンと回転中心を挟んで前後逆の位置にあってキャップの着脱に伴って連結孔と挿脱する連結ピンを夫々設けて、キャップの装着状態で、ピストンと前後位置が逆になる前後移動をするようにカウンターウエイトを連結体に連結したことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、低振動機構の修理やメンテナンス等に係る作業性が良好となる。また、低振動機構の一部又は全部がキャップに組み込まれるため、低振動機構の有無にかかわらず、キャップを除いてハウジングやクランク機構の多くの部品が共用できる。よって、工具の大型化が生じない上、部品の互換性が維持されてコストアップが抑制され、部品管理の手間も最小限で済む。さらに、低振動機構を有しない既存の打撃工具にも低振動機構を簡単に付与可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、低振動機構の全部が供給口から出し入れ可能となると共に、低振動機構の出し入れに伴うクランク機構との連動とその遮断状態との切替が容易に行える。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、低振動機構の一部が供給口から低振動機構の一部を供給口から出し入れするようにしても、その出し入れに伴うクランク機構との連動とその遮断状態との切替が容易に行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１は、打撃工具の一例である電動ハンマの説明図で、電動ハンマ１は、出力軸４を上向きにしてモータ３を収容するモータハウジング２の上方に、クランク機構６を内設するクランクハウジング５を組み付け、そのクランクハウジング５の前方（図１の左側）に、打撃機構８を内設する筒状のバレル７を組み付けた構成となっている。９はモータハウジング２及びクランクハウジング５の後方に組み付けられたハンドルである。
クランク機構６は、出力軸４と平行に軸支され、上方に設けたギヤ１１を出力軸４のピニオンに噛合させたクランクシャフト１０を備え、クランクシャフト１０の上面に突設した偏心ピン１２を、コネクティングロッド１３を介して打撃機構８のピストン１５に連結することで、クランクシャフト１０の回転をピストン１５の往復動に変換するようになっている。

また、打撃機構８は、バレル７内で保持されるシリンダ１４内に、ピストン１５と、その前方に空気室１６を介して打撃子１７とを夫々前後移動可能に収容し、さらに打撃子１７の前方に中間子１８を配した周知の構成で、バレル７の前端には、ビット１９を装着するツールリテーナ２０が設けられている。
よって、モータ３が駆動して出力軸４が回転し、ギヤ１１を介してクランクシャフト１０が回転すると、ピストン１５が往復動し、空気室１６の空気バネの作用で打撃子１７を往復動させて、ビット１９の押し込みによってシリンダ１４内に突出した中間子１８の後端を打撃させる。これにより、ビット１９は中間子１８を介して打撃子１７に間接的に打撃されることになる。

一方、クランクハウジング５の上面には、図２（Ａ）にも示すように、円形状のグリスの供給口２１が形成されている。この供給口２１には、ボルト２３で固定可能なキャップ２２が装着されて、キャップ２２の取り外しにより供給口２１を任意に開放可能としている。また、キャップ２２の軸心には、貫通孔２４が形成されて、この貫通孔２４に低振動機構２５が組み込まれている。この低振動機構２５は、同図（Ｂ）にも示すように、平面視でくの字状に折曲されて一端に扇状のウエイト部２７を有し、全体が供給口２１の開口面積よりも小さい板状のカウンターウエイト２６と、そのカウンターウエイト２６の上方に突設した軸部２８を貫通孔２４内で回転可能に保持するボールベアリング２９とを備え、軸部２８の上端からネジ３０によってワッシャー３１を固定することで、カウンターウエイト２６は、クランクシャフト１０の上方で軸部２８が同軸となる位置でキャップ２２に回転可能に組み付けられる。３２は、キャップ２２の貫通孔２４を上方から閉塞する防塵キャップである。

また、カウンターウエイト２６におけるウエイト部２７と反対側の端部には、連結ピン３３が下方へ向けて圧入され、その連結ピン３３の下端を、クランクシャフト１０の偏心ピン１２の上端面で軸心に凹設された連結孔３４に遊挿している。よって、クランクシャフト１０の回転に伴って偏心ピン１２が回転運動すると、連結ピン３３を介してカウンターウエイト２６もクランクシャフト１０と同軸上で軸部２８を中心に回転運動することになるが、ここでは偏心ピン１２が最前方となる図１の状態では、カウンターウエイト２６のウエイト部２７が回転方向（図２（Ｂ）の左回転方向）の前方側へやや進んだ位相となる設定として、ピストン１５の往復動に伴って発生する重心の移動をウエイト部２７で相殺するようにしている。このようにカウンターウエイト２６のウエイト部２７の位相をピストン１５と正反対にせず、回転方向前方へずらすようにしたのは、ピストン１５の往復動と、これに連動する打撃子１７との動作にタイムラグがあり、重心の移動はピストン１５の往復動よりも先に行われるためである。

以上の如く構成された電動ハンマ１においては、ボルト２３を緩めてキャップ２２を供給口２１から取り外すと、キャップ２２に組み込まれているカウンターウエイト２６も、連結ピン３３を偏心ピン１２の連結孔３４から抜き取ることでそのまま供給口２１を介してクランクハウジング５内から取り除かれる。よって、低振動機構２５での部品の交換や修理等が可能となる。再びキャップ２２を供給口２１に装着する際には、カウンターウエイト２６の連結ピン３３を偏心ピン１２の連結孔３４に合わせてキャップ２２を被せるようにすれば、キャップ２２の固定と同時に連結ピン３３が連結孔３４に遊挿し、カウンターウエイト２６が偏心ピン１２に連結されることになる。

このように、上記形態１の電動ハンマ１によれば、キャップ２２に低振動機構２５を、キャップ２２の装着時にクランク機構６との連動状態となるように組み込んで、供給口２１からのキャップ２２の着脱に伴い、供給口２１を介して低振動機構２５をクランクハウジング５から出し入れ可能としたことで、低振動機構２５の修理やメンテナンス等に係る作業性が良好となる。また、低振動機構２５の全部がキャップ２２に組み込まれるため、低振動機構２５の有無にかかわらず、キャップ２２を除いてクランクハウジング５やクランク機構６を共用できる。よって、工具の大型化が生じない上、部品の互換性が維持されてコストアップが抑制され、部品管理の手間も最小限で済む。さらに、低振動機構を有しない既存の電動ハンマ等にも低振動機構を簡単に付与可能となる。

特にここでは、低振動機構２５を、キャップ２２に回転運動可能に組み込まれ、一端にウエイト部２７を有してキャップ２２よりも小さいカウンターウエイト２６を備えたものとし、カウンターウエイト２６の他端に連結ピン３３を、偏心ピン１２に連結孔３４を夫々設けて、キャップ２２の装着状態で、ピストン１５と前後位置が逆になる回転運動をするようにカウンターウエイト２６を偏心ピン１２に連結したことで、低振動機構２５の全部が供給口２１から出し入れ可能となると共に、低振動機構２５の出し入れに伴うクランク機構６との連動とその遮断状態との切替が容易に行えるようになっている。

なお、この形態１では、カウンターウエイトに連結ピンを、偏心ピンに連結孔を夫々設けているが、互いに逆側に設けてもよい。また、キャップへのカウンターウエイトの組み込み構造も上記形態に限らず、軸部を別体のピン等としてカウンターウエイトを回転可能に軸着したり等の設計変更が可能である。
さらに、キャップは円形状に限らず、供給口の形状に合わせて四角形等の他の形状を採用して差し支えない。カウンターウエイトの形状も適宜変更可能である。

［形態２］
次に、本発明の他の形態を説明する。但し、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明を省略し、低振動機構を中心に説明する。
図３は、打撃工具としてのハンマードリル１ａにおけるクランク機構部分の説明図で、左が縦断面、右がＡ−Ａ断面図、上がキャップ内平面図となっている。
このハンマードリル１ａは、シリンダ１４を保持して先端にビットが挿着されるツールホルダ４０をバレル７内で回転可能に保持して、出力軸４の前方で出力軸４と平行に設けた中間シャフト４２の上端に形成したベベルギヤを、ツールホルダ４０の後端外周に連結したベベルギヤ４１に噛合させることで、出力軸４から伝達される中間シャフト４２の回転をツールホルダ４０へ伝達してビット１９を回転可能としたものである。

一方、ハンマードリル１ａのクランクハウジング５の上面には、四角形状の供給口２１が形成されて、この供給口２１に、平面視四角形状で浅底皿状のキャップ２２がボルト２３で着脱可能に装着されている。
また、ここで用いられる低振動機構４３は、キャップ２２に組み込まれたカウンターウエイト４４と、クランクハウジング５における供給口２１の開口際に形成された円形孔４５内にあって偏心ピン１２及びカウンターウエイト４４と連結される連結体４６とを備えている。
まずカウンターウエイト４４は、キャップ２２内で前後方向へ組み付けられた一対のガイドピン４７，４７に貫通されてキャップ２２内で前後方向へスライド可能に保持されるブロック体で、後方部には、左右方向に連結孔４８が穿設されている。

次に、連結体４４は、円形孔４５に設けられたボールベアリング４９によってクランクシャフト１０と同軸上で回転可能に保持され、下面側で回転中心との偏心位置に形成された凹部５０に、偏心ピン１２に同軸で挿入された小径ピン５１の上端が嵌合して、偏心ピン１２の回転運動が連結体４６に伝達可能となっている。また、連結体４６には、凹部５０と回転中心を挟んで前後逆となる位置に連結ピン５２が設けられて上方へ突出し、ブッシュ５３を介してカウンターウエイト４４の連結孔４８に遊挿している。すなわち、連結ピン５２が回転運動すると、その前後方向の移動量をストロークとしてカウンターウエイト４４を二点鎖線で示すように前後へスライドさせるもので、ここでも形態１と同様に、ピストン１５と打撃子１７とのタイムラグを考慮して、ピストン１５及び偏心ピン１２が最前方に位置する場合には、連結ピン５２は回転方向の前方側へやや進んだ位相となり、カウンターウエイト４４は最後方よりもやや前方に位置する設定となっている。但し、図３では構造の説明上、連結ピン５２及びカウンターウエイト４４は最後方位置で表している。

以上の如く構成されたハンマードリル１ａにおいては、ボルト２３を緩めてキャップ２２を供給口２１から取り外すと、一体化されているカウンターウエイト４４も、連結孔４８を連結ピン５２から離間させることでそのまま取り出される。この場合、連結体４６及びボールベアリング４９が円形孔４５内に残ることになるが、供給口２１の開口際に露出するため、取り出しは容易に行える。よって、低振動機構４３での部品の交換や修理等が可能となる。再び低振動機構４３を組み込む際には、連結体４６及びボールベアリング４９を、凹部５０の位置を偏心ピン１２の小径ピン５１に合わせて円形孔４５に組み込んだ後、キャップ２２を、カウンターウエイト４４の連結孔４８を連結体４６の連結ピン５２に合わせて供給口２１に被せるようにすれば、そのままカウンターウエイト４４が連結ピン５２と連結される。

このように、上記形態２のハンマードリル１ａにおいても、低振動機構４３の一部（カウンターウエイト４４）の出し入れが供給口２１を介して行えるため、低振動機構４３の修理やメンテナンス等に係る作業性が良好となる。また、カウンターウエイト４４がキャップ２２に組み込まれて、クランクハウジング５には連結体４６を保持するための円形孔４５を形成する僅かな形状変更で足りるため、低振動機構４３の有無にかかわらず、キャップ２２を除いてクランクハウジング５やクランク機構６を共用できる。よって、工具の大型化が生じない上、部品の互換性が維持されてコストアップが抑制され、部品管理の手間も最小限で済む。

特に、低振動機構４３を、キャップ２２内で前後移動可能に組み込まれたカウンターウエイト４４と、クランクハウジング５における供給口２１の開口際で偏心ピン１２と連結され、偏心ピン１２の回転運動に伴ってクランクシャフト１０と同軸上で回転可能な連結体４６とを備えたものとし、カウンターウエイト４４に左右方向の連結孔４８を、連結体４６に、偏心ピン１２と回転中心を挟んで前後逆の位置にあってキャップ２２の着脱に伴って連結孔４８と挿脱する連結ピン５２を夫々設けて、キャップ２２の装着状態で、ピストン１５と前後位置が逆になる前後移動をするようにカウンターウエイト４４を連結体４６に連結したことで、低振動機構４３の一部を供給口２１から出し入れするようにしても、その出し入れに伴うクランク機構６との連動とその遮断状態との切替が容易に行えるようになっている。

なお、形態２においても、ガイドピンを増減したり、ガイドピンに代えてカウンターウエイトの左右の側面に設けた突条とキャップの左右の内面に設けた凹溝とによって前後へスライド可能としたりする設計変更が可能である。また、連結体と偏心ピンとの連結も、上記形態と逆に、連結体の下面に設けたピンを偏心ピンの上端に設けた有底孔に遊挿させるようにしても差し支えない。
さらに、この形態でもキャップは四角形以外に円形等の他の形状も採用できる。

そして、形態１，２においては、ピストンと打撃子とのタイムラグを考慮して、カウンターウエイトのウエイト部や連結ピンを偏心ピンと点対称にせず、回転方向の前方側へずらすようにしているが、機種によっては偏心ピンと点対称となる位相としてもよい。
また、本発明は、形態１の低振動機構を形態２のようなハンマードリルに適用したり、逆に形態２の低振動機構を形態１のような電動ハンマに適用したり等、種々の打撃工具に採用可能である。

形態１の電動ハンマの説明図である。 （Ａ）は低振動機構部分の縦断面図、（Ｂ）はカウンターウエイトの説明図である。 形態２のハンマードリルの低振動機構部分の説明図である。

符号の説明

１・・電動ハンマ、１ａ・・ハンマードリル、２・・モータハウジング、３・・モータ、４・・出力軸、５・・クランクハウジング、６・・クランク機構、７・・バレル、８・・打撃機構、１０・・クランクシャフト、１２・・偏心ピン、１３・・コネクティングロッド、１４・・シリンダ、１５・・ピストン、１７・・打撃子、１９・・ビット、２１・・供給口、２２・・キャップ、２４・・貫通孔、２５，４３・・低振動機構、２６，４４・・カウンターウエイト、２７・・ウエイト部、２８・・軸部、３３，５２・・連結ピン、３４，４８・・連結孔、４５・・円形孔、４６・・連結体、４７・・ガイドピン。

Claims (3)

1. ハウジング内に、ビット打撃用の打撃子及びその打撃子を連動させるピストンを備えた打撃機構と、モータ駆動で回転するクランクシャフトに設けた偏心ピンを、コネクティングロッドで前記ピストンに連結して、前記クランクシャフトの回転を前記ピストンの往復動に変換するクランク機構と、そのクランク機構に連動し、前記ピストンの往復動に伴う重心の移動を相殺して振動の低減を図る低振動機構とを設ける一方、前記ハウジングにおける前記クランク機構の上方に、グリスの供給口を形成し、その供給口にキャップを着脱可能に装着した打撃工具であって、
   前記キャップに、前記低振動機構の少なくとも一部を、前記キャップの装着時に前記クランク機構との連動状態となるように組み込んで、前記供給口からの前記キャップの着脱に伴い、前記供給口を介して前記低振動機構の少なくとも一部を前記ハウジングから出し入れ可能としたことを特徴とする打撃工具。
2. 前記低振動機構を、前記キャップに回転運動可能に組み込まれ、一端にウエイト部を有して前記キャップよりも小さいカウンターウエイトを備えるものとし、前記カウンターウエイトの他端と偏心ピンとの何れか一方に連結孔を、他方に、前記キャップの着脱に伴って前記連結孔と挿脱する連結ピンを夫々設けて、前記キャップの装着状態で、前記ピストンと前後位置が逆になる回転運動をするように前記カウンターウエイトを前記偏心ピンに連結したことを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
3. 前記低振動機構を、前記キャップ内で前後移動可能に組み込まれたカウンターウエイトと、前記ハウジングにおける前記供給口の開口際で前記偏心ピンと連結され、前記偏心ピンの回転運動に伴って前記クランクシャフトと同軸上で回転可能な連結体とを備えるものとし、前記カウンターウエイトに左右方向の連結孔を、前記連結体に、前記偏心ピンと回転中心を挟んで前後逆の位置にあって前記キャップの着脱に伴って前記連結孔と挿脱する連結ピンを夫々設けて、前記キャップの装着状態で、前記ピストンと前後位置が逆になる前後移動をするように前記カウンターウエイトを前記連結体に連結したことを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。

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