JP5194554B2 - 動力工具 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジング内に形成された密閉室に潤滑剤を収容して成る動力工具に関するものである。

動力工具の一形態としての電気ハンマは、ハウジング内に駆動源である電動モータを収容し、ハウジング内に画成された機構室内に、圧力変動によって先端工具を直線上に駆動して所定の加工作業を行う打撃機構と、電動モータの回転を減速ギヤによって減速してピストンの往復運動に変換する往復運動変換機構を収納して構成されている。

ところで、斯かる電気ハンマにおいては、打撃機構と往復運動変換機構が収納された機構室内には、各部材の耐久性向上、摩擦ロスの低減等のために潤滑剤が充填されているが、潤滑剤としては、低温時においても潤滑性を損なわないように粘度が小さくて流動性の高いものが使用される。このため、機構室は、Ｏリング、オイルシール、シール付ボールベアリング等の複数種のシール部材によって密封されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１−３１６１７８号公報

上記電気ハンマにおいては、ピストンの往復運動に追従して打撃子と中間子を高速で往復運動させて先端工具に打撃力を伝達する打撃機構をハウジングの機構室内に備えているため、機構室内に流動性の高い潤滑剤を比較的大量に充填する必要がある。

ところが、上述のように機構室内に流動性の高い潤滑剤を比較的大量に充填すると、ピストン等の往復運動による発熱によって機構室内の圧力が上昇した場合、発熱によって加熱されて流動性が高められた潤滑剤がシール部から機構室外へと流出し易いという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、潤滑剤の漏出を抑制ことができる動力工具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源と該駆動源の回転を減速する減速機構をハウジング内に収容するとともに、ハウジング内に形成された密閉室に潤滑剤を収容して成る動力工具において、前記減速機構の一部を構成する回転部材に、前記密閉室と大気とを連通させる連通路を形成するとともに、該連通路の密閉室側開放端に周囲よりも突出したリブを形成したことを特徴とする。

本発明の別の特徴は、前記回転部材の内部に形成された空間に前記連通路の密閉室側開放端を開口させたことである。

本発明の更に別の特徴は、前記回転部材の前記空間に別部材である連通路形成部材を嵌挿し、該連通路形成部材内に前記連通路を形成したことである。

本発明の更に別の特徴は、前記連通路形成部材を弾性体で構成したことである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記連通路にフィルタを設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記フィルタを前記連通路の両側に設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記回転部材は、往復運動変換機構の一部を構成するクランクシャフトであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ハウジング内の減速機構等の駆動による発熱によって密閉室内の空気が加熱されて膨張しても、この膨張した空気は、回転部材に形成された連通路を通って大気中に排出されるため、密閉室の圧力上昇が抑えられ、発熱によって加熱されて流動性が高められた潤滑剤の密閉室外への流出が抑制される。又、密閉室内の空気に含まれる噴霧状或は液滴状の潤滑剤は、回転部材と共に回転するリブの遠心作用によって連通路内への流れ込みが防がれるため、密閉室外への潤滑剤の流出が抑制される。

また、本発明によれば、連通路とリブが形成された別部材である連通路形成部材を回転部材の空間に組み込むことによって、既存の回転部材に大きな変更を加えることなくその内部に連通路を設けることができる。

更に、本発明によれば、連通路形成部材を弾性体で構成したため、該連通路形成
部材を弾性変形させて回転部材内の空間に容易に組み込むことができる。

請求項２に記載の発明によれば、密閉室内の空気に含まれる噴霧状或は液滴状の潤滑剤は、連通路を流れる過程でフィルタによって濾過されて空気と分離されるため、潤滑剤の密閉室外への漏れが防がれる。

請求項３に記載の発明によれば、フィルタを連通路の両側に設けたため、密閉室内の空気に含まれる噴霧状或は液滴状の潤滑剤が連通路の両側において２段階に濾過され、潤滑剤の密閉室外への漏れが一層効果的に抑制される。

請求項４に記載の発明によれば、往復運動変換機構の一部を構成するクランクシャフトに設けられた連通路とリブによって潤滑剤の密閉室外への漏れを抑制することができる。特に、コンロッドがクランクシャフトの上面に開口する連通路を常に横切るように移動する構成においては、流動性を増した潤滑剤の連通路への流れ込みが抑制される。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る動力工具の一形態としての電気ハンマの斜視図、図２は同電気ハンマの破断側面図、図３は同電気ハンマ要部の拡大断面図である。

本実施の形態に係る電気ハンマ１は、工具保持部２に装着された先端工具３に打撃力を与えて所要の作業を行うものであって、打撃機構を内蔵したシリンダクランクケース４からはモータハウジング５が略垂直下方に延びている。そして、シリンダクランクケース４の前端側部にはサイドハンドル６が設けられ、シリンダクランクケース４とモータハウジング５の後方（図１及び図２の右側）にはハンドル７が設けられており、作業者はサイドハンドル６とハンドル７を把持して作業を行う。尚、ハンドル７にはスイッチ８が設けられている。

図２に示すように、前記モータハウジング５内には駆動源である電動モータ９が縦置き状態で収容されており、該電動モータ９の出力軸（モータ軸）１０のボールベアリング１１から上方へ突出する端部にはピニオン１２が形成されている。又、出力軸１０のボールベアリング１１よりも下方の部位には冷却ファン１３が結着されている。

他方、前記シリンダクランクケース４の後端部内には、クランクシャフト１４がその上下をシール付きボールベアリング１５とニードルベアリング１６によって回転可能に支承されて垂直に配されており、このクランクシャフト１４の外周にはギヤ１７が結着されている。そして、ギヤ１７は、電動モータ９の出力軸１０の上端に形成された前記ピニオン１２に噛合しており、これらのピニオン１２とギヤ１７は減速機構を構成している。又、クランクシャフト１４の上端には、該クランクシャフト１４の回転中心から偏心した位置にクランクピン１８が一体に突設されている。

又、シリンダクランクケース４内にはシリンダ１９が水平に配設されており、このシリンダ１９内にはピストン２０と打撃子２１が前後方向に往復直線移動可能に嵌挿されている。そして、シリンダ１９内にはピストン２０と打撃子２１によって略密閉された空気室Ｓ１が画成されている。又、打撃子２１の前方には中間子２２が前後動可能に配置されており、この中間子２２の前端面は前記先端工具３の後端面に当接し、後端面は打撃子２１の前端面に当接している。尚、ピストン２０、打撃子２１、中間子２２等は打撃機構を構成している。

更に、上記ピストン２０は、コンロッド２３を介してクランクシャフト１４に連結されている。即ち、コンロッド２３の一端はピストンピン２４によってピントン２０に連結され、他端はクランクシャフト１４のクランクピン１８に連結されており、後述のようにクランクシャフト１４の回転はコンロッド２３によってピストン２０のシリンダ１９内での往復直線運動に変換される。従って、クランクシャフト１４やコンロッド２３等は往復運動変換機構を構成している。

而して、打撃機構や往復運動変換機構を構成する各部品はシリンダクランクケース４内に画成された密閉室である機構室Ｓ２内に収納されており、機構室Ｓ２内には流動性の高い潤滑剤が充填され、各部品は潤滑剤によって潤滑されて耐久性の向上、摩擦ロスの低減等が図られる。そして、機構室Ｓ２は、Ｏリング２５，２６とオイルシール２７及び前記シール付きボールベアリング１５によって密封され、内部に充填された潤滑剤の外部への漏出が防がれている。

ところで、図３に詳細に示すように、クランクシャフト１４の中心部には大小異径の貫通孔１４ａ，１４ｂから成る空間が形成されており、大径側の貫通孔１４ａは機構室Ｓ２内に開口しており、小径側の貫通孔１４ｂは、大気に連通しているモータハウジング５内に開口している。そして、大径側の貫通孔１４ａには、ゴム等の弾性体によって一体成形された連通路形成部材２８が嵌挿されており、貫通孔１４ａ内の連通路形成部材２８の上面側と下面側にはフェルト製の第１フィルタ２９と第２フィルタ３０がそれぞれ配されている。尚、連通路形成部材２８はゴム等の弾性体で構成されているため、弾性変形可能であって、これをクランクシャフト１４の貫通孔１４ａに容易に組み込むことができる。そして、この連通路形成部材２８をクランクシャフト１４の貫通孔１４ａに組み込んだ後は、該連通路形成部材２８が貫通孔１４ａの内周に密着するため、貫通孔１４ａと連通路形成部材２８の間に隙間が形成されず、隙間からの潤滑剤の漏れが防がれる。

又、上記連通路形成部材２８の上面と下面の各中心部には連通路入口２８ａと連通路出口２８ｂがそれぞれ形成されており、連通路形成部材２８の内部の中心部には円管状のリブ３１が一体に立設されている。そして、連通路形成部材２８の内部には大きな容積の第１連通路室Ｓ３が形成され、同連通路形成部材２８の底部には小さな容積の第２連通路室Ｓ４が形成されており、これらの第１連通路室Ｓ３と第２連通路室Ｓ４とはリブ３１内の通路３１ａによって互いに連通されている。

而して、クランクシャフト１４の貫通孔１４ａ、連通路形成部材２８の連通路入口２８ａ、第１連通路室Ｓ３、リブ３１の通路３１ａ、第２連通路室Ｓ４、連通路形成部材２８の連通路出口２８ｂ及びクランクシャフト１４の貫通孔１４ｂは、機構室Ｓ２を大気に連通させる連通路を構成しており、この連通路の第１連通路室Ｓ３の内部、つまり、連通路の機構室Ｓ１側開放端に前記リブ３１が周囲よりも上方へ突出した状態で開口している。
そして、連通路の上下両側に前記第１フィルタ２９と第２フィルタ３０がそれぞれ設けられている。

次に、以上のように構成された電気ハンマ１の作用について説明する。

スイッチ８がＯＮされて電動モータ９が起動されると、その出力軸１０の回転はピニオン１２とギヤ１７によって減速されてクランクシャフト１４に伝達され、該クランクシャフト１４が所定の回転速度で回転駆動される。そして、このクランクシャフト１４の回転はコンロッド２３によってピストン２０の往復直線運動に変換され、ピストン２０がシリンダ１９内で往復直線運動することによって空気室Ｓ１に圧力変動が発生し、この圧力変動による打撃力が打撃子２１と中間子２２を介して先端工具３に伝達される。

ところで、空気室Ｓ１内で空気が圧縮されることによって圧縮熱が発生し、又、各部品の摺動摩擦によって熱が発生するため、シリンダクランクケース４が加熱され、その内部に形成された機構室Ｓ２内の潤滑剤も加熱されてその流動性が高められる。このような状態において、機構室Ｓ２も加熱されるため、その内部の空気が膨張して機構室Ｓ２の内圧が上昇し、加熱によって流動性が増した潤滑剤が機構室Ｓ２外へ漏れ出し易くなる。

然るに、本実施の形態では、クランクシャフト１４に大小異径の貫通孔１４ａ，１４ｂから成る空間を形成し、その空間に第１フィルタ２９と第２フィルタ３０及び連通路形成部材２８を組み込んだため、機構室Ｓ２内の膨張した空気は、クランクシャフト１４の貫通孔１４ａから第１フィルタ２９を通過し、連通路形成部材２８の内部を通り、第２フィルタ３０を通過して貫通孔１４ｂからモータハウジング５を通って大気中に排出される。このように機構室Ｓ２内の空気が大気へと排出されるため、機構室Ｓ２が加熱されても、その内圧が上昇することがなく、内部に充填した潤滑剤の機構室Ｓ２外への漏が抑制される。

又、機構室Ｓ２内の空気に含まれた噴霧状或は液滴状の潤滑剤は、比較的大きな粒子成分が第１フィルタ２９によって除去される。そして、第１フィルタ２９を通過した潤滑剤は、空気と共に連通路形成部材２８の連通路入口２８ａから第１連通路室Ｓ３内に流入する。ここで、連通路形成部材２８はクランクシャフト１４と共に回転しているため、第１連通路室Ｓ３内に流入した空気に含まれる潤滑剤は、遠心力によって径方向外方へと移動して第１連通路室Ｓ３の内周壁に衝突し、内周壁に沿って滴下して第１連通路室Ｓ３内の底部に溜り、空気と分離される。従って、潤滑剤の機構室Ｓ２外への漏れが抑制され、空気のみが大気中に排出される。

又、第１連通路室Ｓ３内には周囲よりも上方へ突出したリブ３１が開口し、このリブ３１はクランクシャフト１４と共に回転しているため、第１連通路室Ｓ３内の空気と潤滑剤のリブ３１内の通路３１ａへの流れ込みは該リブ３１の遠心作用によって抑制される。第１連通路室Ｓ３からリブ３１内の通路３１ａに空気と潤滑剤が流れ込んでも、空気に含まれる潤滑剤は、第２連通路室Ｓ４を通って第２フィルタ３０を通過する過程で確実に除去され、潤滑剤が除去された清浄な空気は小径側の貫通孔１４ｂからモータハウジング５を通って大気中に排出される。

尚、電気ハンマ１が駆動されているときには、コンロッド２３がクランクシャフト１４の上面に開口する貫通孔１４ａを常に横切るように移動しているため、流動性を増した潤滑剤が貫通孔１４ａに大量に流れ込むことがない。

電気ハンマ１の駆動が停止した後は、機構室Ｓ２が自然冷却されるために内部の空気も冷却され、その体積が減少する。この結果、機構室Ｓ２内は負圧となり、外気がクランクシャフト１４の貫通孔１４ｂから第２フィルタ３０、連通路形成部材２８及び第１フィルタ２９を通過して機構室Ｓ２内に流入する。このとき、第１フィルタ２９と第２フィルタ３０に付着した潤滑剤は、流入する空気と共に機構室Ｓ２内へと還元される。このため、第１フィルタ２９及び第２フィルタ３０は目詰まりを起こしにくく、高い濾過性能を長期に亘って保持することができる。本実施の形態では、第１フィルタ２９と第２フィルタ３０にフェルトを用いたため、厚さや充填密度を容易に調整することができるが、濾過性能を備えた部材であればフェルト以外のものを使用することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。

図４は本発明の実施の形態２に係る電気ハンマ要部の拡大断面図であり、本図においては図３に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態においては、クランクシャフト１４の軸中心部に、機構室Ｓ２と大気とを連通させる連通路３２を貫設するとともに、クランクシャフト１４の上面に円穴状の凹部１４ｃを形成し、連通路３２の機構室Ｓ２側（上側）開放端に周囲よりも突出したリング状のリブ１４ｄを一体に形成している。尚、リブ１４ｄは凹部１４ｃ内に形成されてクランクシャフト１４の上面から上方に突出していないため、該リブ１４ｄがコンロッド２３と干渉してその作動を害することはない。

而して、本実施の形態においても、ピニオン１２とギヤ１７から成る減速機構等の駆動による発熱によって機構室Ｓ２内の空気が加熱されて膨張しても、この膨張した空気は、クランクシャフト１４に形成された連通路３２を通って大気中に排出されるため、機構室Ｓ２の圧力上昇が抑えられ、発熱によって加熱されて流動性が高められた潤滑剤の機構室Ｓ２外への流出が抑制される。

又、機構室Ｓ２内の空気に含まれる噴霧状或は液滴状の潤滑剤は、クランクシャフト１４と共に回転するリブ１４ｄの遠心作用によって連通路３２内への流れ込みが防がれるため、機構室Ｓ２外への潤滑剤の流出が抑制される。

尚、以上は本発明を特に電気ハンマに対して適用した形態について説明したが、本発明は、ハンマドリル、グラインダ等の電動工具やエア工具を含む他の任意の動力工具に対しても同様に適用して前記と同様の効果を得ることができる。

又、以上の実施の形態では、クランクシャフト１４内に連通路を形成する例について説明したが、連通路はハウジング内に形成された密閉室に臨む他の任意の回転部材に形成することができる。

本発明の実施の形態１に係る電気ハンマの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る電気ハンマの破断側面図である。 本発明の実施の形態１に係る電気ハンマ要部の拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電気ハンマ要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 電気ハンマ（動力工具）
２ 工具保持部
３ 先端工具
４ シリンダクランクケース
５ モータハウジング
６ サイドハンドル
７ ハンドル
８ スイッチ
９ 電動モータ
１０ 電動モータの出力軸（モータ軸）
１１ ボールベアリング
１２ ピニオン
１３ 冷却ファン
１４ クランクシャフト
１４ａ，１４ｂ クランクシャフトの貫通孔
１４ｃ クランクシャフトの凹部
１４ｄ クランクシャフトのリブ
１５ シール付きボールベアリング
１６ ニードルベアリング
１７ ギヤ
１８ クランクピン
１９ シリンダ
２０ ピストン
２１ 打撃子
２２ 中間子
２３ コンロッド
２４ ピストンピン
２５，２６ Ｏリング
２７ オイルシール
２８ 連通路形成部材
２８ａ 連通路入口
２８ｂ 連通路出口
２９ 第１フィルタ
３０ 第２フィルタ
３１ リブ
３１ａ リブ内の通路
３２ 連通路
Ｓ１ 空気室
Ｓ２ 機構室（密閉室）
Ｓ３ 第１連通路室
Ｓ４ 第２連通路室

Claims (4)

1. 駆動源と該駆動源の回転を減速する減速機構をハウジング内に収容するとともに、ハウジング内に形成された密閉室に潤滑剤を収容して成る動力工具において、
   前記減速機構の一部を構成する回転部材を設け、該回転部材の内部に前記密閉室に開口し、大気と連通する空間を形成する貫通孔を設け、
   前記回転部材の前記空間に、弾性体で構成され、大気と密閉室とを連通させる連通路を形成する連通路形成部材を嵌挿して前記回転部材と一体に回転可能とし、
   該連通路形成部材に、連通路の一部を成す通路を有し、密閉室側開放端が周囲よりも突出したリブを形成したことを特徴とする動力工具。
2. 前記連通路にフィルタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の動力工具。
3. 前記フィルタを前記連通路の両側に設けたことを特徴とする請求項２に記載の動力工具。
4. 前記回転部材は、往復運動変換機構の一部を構成するクランクシャフトであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の動力工具。

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