JP5783119B2 - 打撃工具 - Google Patents

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、ケーシングと、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ケーシングが振動する。そこで、打撃工具におけるケーシング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、中空のケーシングを有しており、ケーシングの内部は、２つの隔壁により、第１収容室及び第２収容室及び第３収容室に仕切られている。第１収容室には電動モータが設けられている。電動モータは出力軸を有し、電動モータは、外部電源の電力が供給されると出力軸が回転するように構成されている。

２つの隔壁には軸受がそれぞれ取り付けられており、その軸受により第１中間シャフトが第１中心線を中心として回転可能に支持されている。第１中間シャフトは、第２収容室及び第３収容室に亘って配置されている。出力軸及び第１中間シャフトは同軸に配置されており、出力軸及び第１中間シャフトが一体回転するように連結されている。第１中間シャフトであって、第３収容室に位置する部分には、第１ギヤが設けられている。

また、第３収容室には第２中間シャフトが設けられており、第２中間シャフトは、２つの軸受により第２中心線を中心として回転可能に支持されている。第２中間シャフトには第２ギヤが設けられており、第１ギヤと第２ギヤとが噛み合わされている。さらに、第２中間シャフトにはギヤ部が設けられている。さらに、第３収容室には円筒形状のシリンダが設けられており、シリンダ内には、ピストン、打撃子、中間子、先端工具がシリンダの第３中心線（中心線）に沿った方向に往復動作可能に挿入されている。シリンダの内部におけるピストンと打撃子との間には空気圧室が形成されている。前記第１中心線及び第２中心線及び第３中心線は全て平行である。先端工具は、シリンダと一体回転するように設けられており、先端工具の先端はシリンダの外部に露出している。シリンダには第３ギヤが取り付けられており、第３ギヤとギヤ部とが噛み合わされている。さらに、第２中間シャフトの外周面には、第２中間シャフトと相対回転可能に円筒形状のスリーブが取り付けられている。第３収容室には、スリーブと第２中間シャフトとを係合及び解放するクラッチが設けられている。また、クラッチは、チェンジレバーの操作により作動が切り替えられるように構成されている。さらに、第３収容室には、スリーブ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が設けられている。

一方、第２収容室には振動低減機構が設けられている。振動低減機構は、ケーシングに固定された支持部材と、支持部材に対して板ばねを介して取り付けられたカウンタウェイトとを有する。カウンタウェイトには軸孔が設けられており、第２中間シャフトは軸孔に挿入されている。また、ケーシングにおける先端工具の取り付け部分とは反対側の端部には、ハンドル部が設けられている。ハンドルには、トリガが設けられている。さらに、ケーシングにおける先端工具の取り付け部分の近くには、グリップ部が取り付けられている。

上記特許文献１に記載された打撃工具は、作業者が片方の手でハンドル部を掴み、他方の手でグリップ部を掴み、先端工具を対象物に押し付ける。そして、トリガを操作すると、電動モータに電力が供給されて出力軸が回転する。出力軸のトルクは、第１中間シャフト及び第２中間シャフトを経由してシリンダに伝達される。シリンダと共に先端工具が回転する。

ここで、チェンジレバーの操作により、ドリルモードが選択されていると、クラッチが解放されており、第２中間シャフトのトルクはスリーブに伝達されず、第２中間シャフトとスリーブとが相対回転する。このようにして、先端工具は回転運動し、打撃子による打撃は行われない。

これに対して、チェンジレバーの操作によりハンマドリルモードが選択されていると、クラッチが係合される。このため、第２中間シャフトのトルクがスリーブに伝達されて、第２中間シャフト及びスリーブが一体回転する。スリーブの回転運動は、運動変換機構によりピストンの往復運動に変換される。ピストンがシリンダ内で往復運動すると、空気圧室の空気圧が急激に上昇して打撃力が発生する。この打撃力は、打撃子及び中間子を経由して先端工具に伝達される。

特許文献１に記載された打撃工具は、ピストンの往復運動、打撃子による打撃動作に起因した振動が発生し、その振動は、ケーシング、支持部材、板ばねを経由してカウンタウェイトに伝達される。すると、カウンタウェイトは、ピストンの往復運動と同じ方向に、かつ、逆向きに振動し、ケーシングの振動を低減することができるとされている。

また、第１収容室には、出力軸と共に回転するファンが設けられている。そして、電動モータが駆動されてファンが回転すると、第１収容室の空気がファンに吸引されて空気の流れが形成される。すると、電動モータの熱は空気に伝達されて、電動モータの温度上昇が抑制される。また、第１収容室を流れる空気は、ケーシングに設けられた通気孔を通り、ケーシングの外部に排出される。

特開２００７−２３７３０１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、ファンが設けられた第１収容室と、振動低減機構が設けられた第２収容室、ギヤ及び運動変換機構等が設けられた第３収容室とが、隔壁により仕切られている。このため、電動モータの動力でファンが駆動されて空気の流れが形成されても、その空気は、第２収容室には流れ込まず、そのままケーシングの外部に排出されることとなる。このため、第２収容室に設けられた振動低減機構等の冷却対象物、隔壁に取り付けられた軸受等の冷却対象物、第３収容室に設けられたギヤ、運度変換機構等の冷却対象物の熱は、ファンにより形成された空気へ伝達されにくい。

本発明の目的は、第１収容室でファンを駆動して空気の流れを形成するとき、第１収容室以外の収容室に設けられた冷却対象物の熱を、ファンで流される空気になるべく伝達され易くすることの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ケーシングと、前記ケーシング内に往復運動可能に設けられ、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、前記ケーシング内に設けられ、かつ、出力軸を有する電動モータと、前記ケーシング内に設けられ、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、前記出力軸の動力で回転され、かつ、前記電動モータを冷却する空気の流れを形成する冷却ファンとを備えた打撃工具であって、前記ケーシング内に運動可能に設けられ、かつ、前記ケーシングの振動を低減する振動低減機構と、前記ケーシング内に設けられ、かつ、前記冷却ファンが設けられた第１収容室と前記振動低減機構が設けられた第２収容室とを仕切る仕切り壁とを備え、前記仕切り壁は、前記冷却ファンの回転によって形成された空気の流れを、前記第２収容室に導く通路を有することを特徴とする。

本発明は、前記振動低減機構は、前記ケーシング内に片持ち状態で固定され、かつ、前記動作部材の運動方向に振動する支持部材と、この支持部材の自由端に取り付けられたウェイトとを有し、前記仕切り壁は、前記出力軸の軸線に沿った方向で前記電動モータと前記振動低減機構との間に配置されていることを特徴とする。

本発明は、前記ケーシング内には、前記第２収容室と隔壁を介して隔てた第３収容室が設けられており、前記第３収容室には、前記動作部材の動作により空気圧が上昇され、かつ、前記先端工具に伝達する打撃力を発生する空気圧室と、潤滑油により潤滑される被潤滑部とが設けられていることを特徴とする。

本発明は、前記振動低減機構は、前記支持部材が振動するときの衝撃を吸収するダンパを含むことを特徴とする。

本発明は、前記ケーシングは、前記冷却ファンによって形成された空気を前記ケーシングの外部に排出する通気孔を有し、前記振動低減機構の前記支持部材を固定する固定位置は、前記通気孔に近接していることを特徴とする。

本発明は、前記ダンパは、前記通気孔に近接して設けられていることを特徴とする。

本発明（請求項１）によれば、冷却ファンが回転する第１収容室内で空気の流れが形成され、その空気は仕切り壁の通路を経由して第２収容室に流れ込み、第２収容室内を冷却する。

本発明（請求項２）によれば、振動低減機構の支持部材が振動したときに、ウェイトが冷却ファンに接触することを防止できる。

本発明（請求項３）によれば、第３収容室に設けられた空気圧室の熱、及び被潤滑部の熱は、隔壁を介して第２収容室に伝達され、その熱は空気に伝達される。したがって、空気圧室の温度上昇を抑制でき、かつ、被潤滑部の温度上昇を抑制できる。

本発明（請求項４）によれば、ダンパ付近に粉じんが堆積することを抑制できる。また、振動低減機構の振動動作が粉じんの影響を受けることを抑制できる。さらに、ダンパの温度上昇を抑制して、振動低減機構の振動低減特性が温度変化により変化してしまうことを抑制できる。

本発明（請求項５）によれば、支持部材の固定位置に粉じんが堆積することを抑制できる。したがって、振動低減機構の動作が粉じんの影響を受けることを抑制できる。

本発明（請求項６）によれば、ダンパ付近に粉じんが堆積することを効果的に抑制することができる。

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。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図１に示す打撃工具に設けた振動低減機構を示す拡大断面図である。 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に示す打撃工具のケーシングの内部から外部に排出される空気の流れを示す断面図である。 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。 図２に示す振動低減機構の要部を示す断面図である。 図１のVII −VII 線における断面図である。 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。 本発明の実施形態である打撃工具であり、振動低減機構の他の具体例を示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図８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、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、ケーシング１３を有し、ケーシング１３はハウジング１４及びギヤカバー１５を有する。ハウジング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、ハウジング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。ケーシング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。

前記電動モータ１１は第１収容室１７に設けられている。電動モータ１１は、ハウジング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Ａを中心として回転可能であり、ステータ１９は、軸線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。軸線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、軸線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、軸線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つの軸受により軸線Ａを中心として回転可能に支持されている。このように、軸線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。

前記第１収容室１７であって、軸線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、図３のように出力軸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、軸線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。

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、軸線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はハウジング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、軸線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、ハウジング１４とギヤカバー１５との結合部分には、図３及び図４のように、ケーシング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、ケーシング１３の外部に排出するために設けられている。通気孔２８は、ケーシング１３における側方及び下方の２箇所に設けられている。案内壁２７ｂは、前記軸線Ａを中心とする円周方向で通気孔２８に対向する２箇所が開放されている。

前記第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。中心線Ｂは軸線Ａと平行であり、かつ、中心線Ｂは軸線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ギヤ３１が設けられている。このギヤ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、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。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。

前記ギヤカバー１５は、軸線Ａに沿った方向でハウジング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により中心線Ｃを中心として回転可能である。中心線Ｃは、軸線Ａ及び中心線Ｂと平行であり、中心線Ｃは、軸線Ａ及び中心線Ｂと非同軸である。

上記図１は中心線Ｃを含む縦断面図であり、その図１において、軸線Ａは中心線Ｃよりも下方に位置し、中心線Ｂは軸線Ａよりも下方に位置にしている。第１中心線及び第２中心線及び第３中心線は全て平行である。なお、第１中心線及び第２中心線及び第３中心線は、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、ケーシング１３の外部に漏れることを防止するためのものである。

前記小径円筒部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、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、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。

前記大径円筒部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と大径円筒部３４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、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、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、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、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、ケーシング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、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のシール部材が通気孔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、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を経由してケーシング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を経由してケーシング１３に伝達されたりする。すると、ケーシング１３が振動する。ここで、ケーシング１３の振動状態の一例を、図５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、ケーシング１３の重心Ｇを通り、かつ、軸線Ａと直角である。図５では、ケーシング１３の重心Ｇは軸線Ａ上に表されている。なお、図５に示すケーシング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、ケーシング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１、図２、図５、図６、図７に基づいて説明する。振動低減機構４７は、張り出し部１６ｃに取り付けられた支持部材４８と、その支持部材４８により支持されたウェイト４９とを有する。支持部材４８は、金属材料により一体成形されている。支持部材４８は、基部４８ａと、基部４８ａから二股に分岐された２つの腕部４８ｂとを有する。２つの腕部４８ｂの対向部分は、円弧形状に構成されている。基部４８ａは、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。また、支持部材４８は、ばね弾性を備えた金属材料により構成されていてもよい。ねじ５１による支持部材４８の固定位置Ｊは、中心線Ｂよりも下方に位置している。さらに、支持部材４８の基部４８ａにはゴム部材５２が取り付けられている。

前記ウェイト４９は、２つの腕部４８ｂの自由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、軸線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、２つの腕部４８ｂを挟んで取り付けた２個の構成片４９ａ、４９ｂを有する。軸線Ａに沿った方向で、構成片４９ｂは、構成片４９ａよりも張り出し部１６ｃに近い位置に配置されている。また、第１中心線に沿った方向において、構成片４９ｂは、構成片４９ａよりも厚い。したがって、支持部材４８を中心として、ウェイト４９全体としては、軸線Ａに沿った方向の幅は、電動モータ１１とは反対側（運動変換機構４５側）に位置する構成片４９ｂの方が構成片４９ａよりも幅広である。図５において、ウェイト４９の重心Ｈは、中心線Ｃよりも上方に配置されている。そして、ウェイト４９と２つの腕部４８ｂとの間には、軸線Ａと垂直な平面内において軸孔５３が設けられている。この軸孔５３内には、内筒部１６ｂが配置されている。すなわち、振動低減機構４７は、軸線Ａと垂直な平面内で、内筒部１６ｂ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、支持部材４８の剛性、支持部材４８の固定位置（固定端）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、支持部材４８がバネ弾性を有するものである場合、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、軸孔５３の内径は、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、ケーシング１３が揺動中心Ｄを中心として振動する。具体的には、支持部材４８が固定位置Ｊを支点として弾性変形し、かつ、ケーシング１３の振動の向きとは逆向き（逆位相）に振動することで、ケーシング１３の振動を低減及び吸収する。また、ゴム部材５２は、支持部材４８及びウェイト４９が振動したとき、マウント部材５０及び支持部材４８によってつぶされるように弾性変形し、振動を吸収する。

さらに、振動低減機構４７及びファン２７は、軸線Ａに沿った方向で並べて配置されている。このため、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はケーシング１３に固定されている。プレート５４は、軸線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、軸線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、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、軸線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、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、軸線Ａを中心として円周方向で、ケーシング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、ケーシング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、支持部材４８の固定位置Ｊは、図５のように中心線Ｂよりも下方にある。そして、支持部材４８及びウェイト４９は、固定位置Ｊを支点として振動し、ウェイト４９の振動軌跡は円弧形状となる。すなわち、揺動中心Ｄを中心としてケーシング１３が円弧形状に振動するときに、ケーシング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、中心線Ｃを中心とする半径方向で、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、軸線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、軸線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、軸線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、軸線Ａと中心線Ｃとは平行である。したがって、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る。

また、振動低減機構４７は、軸線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の軸孔５３に出力軸２１が挿入されているため、軸線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、円筒部１６ｄ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、軸孔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を通りケーシング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、潤滑油がケーシング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。また、支持部材４８に取り付けたゴム部材５２の特性が変化したり、劣化したりす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、構成片４９ｂの方が構成片４９ａよりも幅広であるため、振動低減効果を小さくすることなく、軸受２４を電動モータ１１に近づけて配置することができる。特に、軸受２４と電動モータ１１との間にファン２７を設けるにあたり、ファン２７と軸受２４とを軸線Ａに沿った方向でなるべく近づけて配置することができる。さらに、ウェイト４９は、出力軸２１を隔てて中間シャフト２９の反対側に配置されているから、ウェイト４９が振動したときにウェイト４９が中間シャフト２９と干渉することを防止できる。

また、支持部材４８の固定位置Ｊにゴム部材５２が取り付けられているため、ゴム部材５２付近に粉じんが堆積することを抑制できる。また、振動低減機構４７の振動動作が粉じんの影響を受けることを抑制できる。さらに、ゴム部材５２が通気孔５４ｂに近接して設けられているため、ゴム部材５２の温度上昇を抑制できる。したがって、振動低減機構４７の振動低減特性が温度変化により変化してしまうことを抑制できる。

次に、打撃工具１０のウェイト４９の他の構成例を、図９に基づいて説明する。構成片４９ａには孔４９ｃが設けられており、構成片４９ｂには孔４９ｄが設けられている。孔４９ｃは、構成片４９ａを軸線Ａに沿った方向に貫通している。孔４９ｄは、構成片４９ｂを軸線Ａに沿った方向に貫通している。また、軸線Ａと垂直な平面内において、孔４９ｃ、４９ｄは共に同一円周上に配置され、かつ、同一位相に配置されている。つまり、孔４９ｃと孔４９ｄとは接続されている。図９に示す打撃工具１０は、ウェイト４９以外の構成は図１に示された打撃工具１０の構成と同じである。

図９に示された打撃工具１０は、ファン２７により吸引された空気の一部が、ウェイト４９の孔４９ｃ、４９ｄを通過して張り出し部１６ｃに向かう。つまり、ウェイト４９の孔４９ｃ、４９ｄは、空気の流れをスムースにする役割を果たす。

ここで、本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、ピストン４１が、本発明の動作部材に相当し、ファン２７が、本発明の冷却ファンに相当し、収容室１７が、本発明の第１収容室に相当し、収容室６０が、本発明の第２収容室に相当し、インナーカバー１６が、本発明の隔壁に相当し、収容室１８が、本発明の第３収容室に相当する。また、ゴム部材５２が、本発明の冷却対象物及びダンパに相当し、プレート５４が、本発明の仕切り壁に相当し、通気孔５４ｂが、本発明の通路に相当し、中心線Ｃが、本発明の中心線に相当する。さらに、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との接触部分が、本発明の被潤滑部に相当する。

また、軸線Ａ、中心線Ｂ、Ｃは全て平行であるから、軸線Ａに沿った方向は、中心線Ｂまたは中心線Ｃに沿った方向と同じであり、中心線Ｂに沿った方向は、中心線Ｃまたは軸線Ａに沿った方向と同じであり、中心線Ｃに沿った方向は、中心線Ｂまたは軸線Ａに沿った方向と同じである。

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、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。ウェイトに設ける空気の案内路には、孔の他、切り欠き、溝等が含まれる。さらに、打撃工具は、２つの中心線及び軸線が、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、ケーシングの振動を解析する基準は、ケーシングの重心に代えて、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、ケーシングの質量、ケーシング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ケーシング内に収納される構造、またはケーシング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。また、振動低減機構４７に設ける孔は、凹部であってもよい。

１１ 電動モータ
１２ 先端工具
１３ ケーシング
１６ｃ 張り出し部
１６ｂ 内筒部
１７、１８、６０ 収容室
２１ 出力軸
２７ ファン
４１ ピストン
４５ 運動変換機構
４７ 振動低減機構
４８ 支持部材
４９ ウェイト
５２ ゴム部材
５４ プレート
５４ｂ 通気孔
Ｃ 中心線

Claims (6)

1. 先端工具を支持するケーシングと、前記ケーシング内に往復運動可能に設けられ、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、前記ケーシング内に設けられ、かつ、出力軸を有する電動モータと、前記ケーシング内に設けられ、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、前記出力軸の動力で回転され、かつ、前記電動モータを冷却する空気の流れを形成する冷却ファンとを備えた打撃工具であって、
   前記ケーシング内に運動可能に設けられ、かつ、前記ケーシングの振動を低減する振動低減機構と、前記ケーシング内に設けられ、かつ、前記冷却ファンが設けられた第１収容室と前記振動低減機構が設けられた第２収容室とを仕切る仕切り壁とを備え、
   前記仕切り壁は、前記冷却ファンの回転によって形成された空気の流れを、前記第２収容室に導く通路を有することを特徴とする打撃工具。
2. 前記振動低減機構は、前記ケーシング内に片持ち状態で固定され、かつ、前記動作部材の運動方向に振動する支持部材と、この支持部材の自由端に取り付けられたウェイトとを有し、
   前記仕切り壁は、前記出力軸の軸線に沿った方向で前記電動モータと前記振動低減機構との間に配置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。
3. 前記ケーシング内には、前記第２収容室と隔壁を介して隔てた第３収容室が設けられており、前記第３収容室には、前記動作部材の動作により空気圧が上昇され、かつ、前記先端工具に伝達する打撃力を発生する空気圧室と、潤滑油により潤滑される被潤滑部とが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の打撃工具。
4. 前記振動低減機構は、前記支持部材が振動するときの衝撃を吸収するダンパを含むことを特徴とする請求項２に記載の打撃工具。
5. 前記ケーシングは、前記冷却ファンによって形成された空気を前記ケーシングの外部に排出する通気孔を有し、前記振動低減機構の前記支持部材を固定する固定位置は、前記通気孔に近接していることを特徴とする請求項２に記載の打撃工具。
6. 前記ダンパは、前記通気孔に近接して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の打撃工具。

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