JP5852901B2 - 往復回転式電動工具 - Google Patents

Description

この発明は、モータを収容したハウジングの前端部から、先端工具を連結したスピンドルを下向きに突出させて、モータの駆動で前記スピンドルを左右に往復回転させる往復回転式電動工具に関する。

図４に示すように、従来の往復回転式電動工具５０として、該往復回転式電動工具５０の前後方向（図４の左右方向）に延びたハウジング５１にモータＭを収容して、ハウジング５１の前端部（図４中の右側）から、各種の先端工具５２を連結可能なスピンドル５３をハウジング５１の前後方向の軸線に対して直交方向で下向きに突出させたものが知られている。この往復回転式電動工具５０では、モータＭの出力軸５４の前方にカップリング部材５５が連結されており、このカップリング部材５５の前端面に設けた凹部５６に、クランク軸５７の凸部５８を凹凸嵌合させることで、カップリング部材５５とクランク軸５７とが回転方向で一体とされている。そしてハウジング５１内で、クランク軸５７の前方に、スピンドル５３が固定されたリンク部材５９が支持されている。このリンク部材５９は、クランク軸５７から動力伝達されることで、往復回転式電動工具５０の正面視で左右に往復回転するようになっている。

上記の往復回転式電動工具５０では、モータＭの出力軸５４が回転すると、モータＭの回転力が、カップリング部材５５とクランク軸５７とを介してリンク部材５９に伝達される結果、リンク部材５９は左右に往復回転する。これに伴って、リンク部材５９に固定されたスピンドル５３と先端工具５２とが、左右に往復回転するようになっている。ところが、凸部５８は回転方向に遊びを持った状態で凹部５６に嵌め入れられていることから、前記出力軸５４の回転に伴ってカップリング部材５５とクランク軸５７とが一体回転するときに、凹部５６と凸部５８との打ち合いが生じることで、打ち合い箇所から異音が生じるという不都合があった。

このような異音の発生を抑制可能な技術として特許文献１に、互いに対向する筒状の駆動体の端面と筒状の被駆動体との端面に、周方向に凸部と凹部とを交互にそれぞれ形成し、駆動体の凸部を被駆動体の凹部に、被駆動体の凸部を駆動体の凹部にそれぞれ嵌め入れた上で、周方向における各凸部と各凹部との間の隙間に、弾性体を装入させることが開示されている。

実開昭４９−１１１６５４号公報

しかしながら異音の発生を抑制するため特許文献１の技術と同様に、カップリング部材５５の周方向で凹部５６と凸部５８との間に、弾性体を装入させた場合には、出力軸５４の回転に伴って回転方向で凸部５８から弾性体を潰す力が加わることになる。このような場合には、この力によって弾性体がちぎれることが考えられるため、弾性体の耐久性が十分であるとは言い難かった。

この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、耐久性の向上と異音の発生を抑制することとを両立させた往復回転式電動工具を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る往復回転式電動工具は、前後方向に延びてモータを収容したハウジングの前端部から、先端工具を連結したスピンドルを下向きに突出させて、前記ハウジングに、前記モータの出力軸と同一軸線上で連結されて該出力軸と一体に回転可能なカップリング部材と、前記同一軸線上で回転可能に配置されて、前記カップリング部材と凹凸嵌合するクランク軸と、前記スピンドルが固定され、前記クランク軸から動力伝達されて左右に往復回転するリンク部材と、を収容して、前記モータの駆動により前記カップリング部材と前記クランク軸とを介して前記リンク部材を作動させることで、前記スピンドルを前記往復回転させる往復回転式電動工具であって、前記同一軸線方向で対向する前記カップリング部材の端面と前記クランク軸の端面との何れか一方に凹部を形成し、他方に、前記端面から前記同一軸線方向へ突出して前記凹部に凹凸嵌合する凸部を形成して、前記凸部の基端部の外周にＯリングを装着して、前記凹部の開口側の前記端面と、前記凸部の基端部側の前記端面との間に前記Ｏリングを介在させて、前記カップリング部材と前記クランク軸とを前記凹凸嵌合させたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記カップリング部材の前記端面に、前記凹部を形成し、前記クランク軸の前記端面に、前記凸部を形成したことを特徴とする。

請求項１の発明に係る往復回転式電動工具によれば、Ｏリングは、カップリング部材とクランク軸との間でモータの出力軸の軸線と同一軸線方向に弾性変形し、カップリング部材とクランク軸とに密着可能となる。したがって、Ｏリングによりカップリング部材の回転方向やクランク軸の回転方向における抵抗が増加する結果、回転方向でカップリング部材とクランク軸との一体性が高まる。これにより、カップリング部材とクランク軸との打ち合いに起因した異音の発生を抑制できる。
加えてＯリングは、カップリング部材とクランク軸とに密着するように弾性変形するだけで、カップリング部材の回転時やクランク軸の回転時には、Ｏリングに対して回転方向で潰す力が加わることがない。よって、Ｏリングが潰されることでちぎれることはなくなる結果、Ｏリングの耐久性を向上させることが可能になる。
また、Ｏリングを、凹部の開口側の端面と、凸部の基端部側の端面との間に挟んで両端面に密着させ易くなる。したがって両端面間で、カップリング部材の回転方向やクランク軸の回転方向における抵抗を容易に増加させることができる。
さらに、Ｏリングを配置するスペースを、カップリング部材とクランク軸との間に新たに設ける必要がない。しかも、Ｏリングの採用により、安価に形成することが可能になる。
請求項２の発明によれば、カップリング部材の端面に凹部を形成することで、カップリング部材の端部に、断面が凸状となる２つの部位を設けることができる。したがって、２つの部位の重量でカップリング部材の重量を、一つの凸部を備えるクランク軸の重量よりも重くすることができる。よって、カップリング部材の強度を、該カップリング部材に従動するクランク軸の強度よりも強くすることができる。

本発明の実施形態の往復回転式電動工具の側断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。 同往復回転式電動工具が備えるクランク軸の凸部にＯリングを装着した状態を示した図である。 従来の往復回転式電動工具の側断面図である。

本発明の実施形態を図１ないし図３を参照しつつ説明する。図１及び図２に示す往復回転式電動工具１は、樹脂で成形されて断面が円形で往復回転式電動工具１の前後方向（図１及び図２の左右方向。）に延びたハウジング２を備えている。ハウジング２の内部にはモータＭが収容されて、ハウジング２の外周には、モータＭをオン状態とオフ状態とに切り替えるスライドレバー３（図１参照。）が設けられている。さらにハウジング２の後端部（図１及び図２の左側）には、バッテリー装着部４が設けられている。バッテリー装着部４には、スライドレバー３をオン状態に切り替えたときにモータＭへ給電するバッテリーパック５が着脱可能に装着される。

図１及び図２に示すように、ハウジング２内でモータＭの出力軸９の前方には、筒状のカップリング部材１０が、出力軸９と同軸で連結されている。ここでは、出力軸９がカップリング部材１０に圧入されている。これによりカップリング部材１０は、出力軸９と一体に回転可能となる。このカップリング部材１０の前端面には、出力軸９の軸線方向に延びる有底の凹部１１が開口する。また、カップリング部材１０の前方で前記出力軸９と同一軸線上には、クランク軸１２が、軸受１３、１４を介して回転可能な状態でハウジング２内に支持されている。これにより、カップリング部材１０の前端面とクランク軸１２の後端面１５（図３参照。）とが、出力軸９の軸線と同一軸線方向Ｘで対向する。そしてこの後端面１５には、同一軸線方向Ｘで凹部１１に向かって突出する凸部１６が一体に形成されている。この凸部１６の基端部の外周には、図１及び図３に示すようにゴム製のＯリング１７が装着されている。なお、図２にはＯリング１７の図示を省略した。このＯリング１７は本発明の弾性体の一例である。

凸部１６がカップリング部材１０の回転方向に遊びを持った状態で前記凹部１１と嵌合することで、クランク軸１２とカップリング部材１０とが凹凸嵌合する。この凹凸嵌合した状態では図１に示すように同一軸線方向Ｘで、カップリング部材１０の前端面と、凸部１６の基端部側に位置するクランク軸１２の後端面１５との間に、Ｏリング１７が介在する。Ｏリング１７は、前記前端面と前記後端面１５とで挟まれることで、同一軸線方向Ｘに弾性変形する。これにより、Ｏリング１７は前記前端面と前記後端面１５とに密着する。なお、カップリング部材１０の前端面は、本発明の凹部の開口側の端面の一例である。また、クランク軸１２の後端面１５は、本発明の凸部の基端部側の端面の一例である。

さらに図１及び図３に示すようにクランク軸１２における軸方向Ｘ１の略中央部分には、クランク軸１２の軸心から偏心した位置から該軸方向Ｘ１へ延びる偏心軸部１８が形成されている。この偏心軸部１８には、外輪が円弧状のベアリング１９（図１参照。）が外装状態で組み付けられている。

また図１に示すようにハウジング２の前端部では、スピンドル２１が軸受２２、２３を介してハウジング２内に支持されており、スピンドル２１の先端はハウジング２の下方へ突出している。スピンドル２１の先端には、切断用工具や研磨用工具等のように形状や用途が異なる各種の先端工具がボルト２４でそれぞれ固定可能とされている。図１には、平面視扇形状の切断用工具２５をスピンドル２１に固定した例を示した。

加えて図１及び図２に示すようにハウジング２内には、前後方向でクランク軸１２とスピンドル２１との間にリンク部材３０が支持されている。リンク部材３０は、リング状の本体部３１と、一対の係合部３２、３２と、腕部３３とを備えている。本体部３１は偏心軸部１８に正対配置されるもので、図１に示すように本体部３１にはクランク軸１２の前端側が挿通されている。一対の係合部３２、３２は、本体部３１から偏心軸部１８側へ突設されて、図２に示すようにクランク軸１２の外側において互いに平行な状態で配置されている。図２に示すように係合部３２、３２同士に挟まれた空間には、前記ベアリング１９が配置されている。腕部３３は、本体部３１からスピンドル２１側へ突設されて、腕部３３にはスピンドル位置決め孔３４（図１参照。）が形成されている。スピンドル位置決め孔３４にはスピンドル２１が圧入されている。

次に往復回転式電動工具１を用い、一例として床面に立設された柱材を切断する動作を説明する。ユーザはハウジング２を握りながらスライドレバー３をオン状態に切り替えることでモータＭを駆動させる。モータＭの出力軸９と共にカップリング部材１０が回転すると、カップリング部材１０と凹凸嵌合したクランク軸１２に、モータＭの回転が伝達される。これに伴ってクランク軸１２がカップリング部材１０と一体に回転すると、偏心軸部１８に組み付けられたベアリング１９が、クランク軸１２を中心として偏心回転する。偏心回転時には、ベアリング１９がリンク部材３０の係合部３２、３２に対して左右方向のみ当接する動きを繰り返すことで、リンク部材３０は、図２の矢印で示すように往復回転式電動工具１の正面視で左右に往復回転する。その結果スピンドル２１及び切断用工具２５が、スピンドル２１の軸線回りで左右に往復回転する。スピンドル２１を床面と直交する状態に保ちつつ往復回転する切断用工具２５を柱材に押し当てることで柱材を切断できる。

従来はカップリング部材１０とクランク軸１２とが一体となって回転するときに、クランク軸１２の凸部１６がカップリング部材１０の凹部１１内で回転方向に動くことで、凹部１１と凸部１６とが打ち合う結果、打ち合い箇所から異音が生じるという不都合があった。これを防止するために本実施形態では、カップリング部材１０の前端面とクランク軸１２の後端面１５（図３参照。）との間に、Ｏリング１７（図１及び図３参照。）を介在させた。このＯリング１７は、前記前端面と後端面１５とで挟まれて同一軸線方向Ｘ（図１参照。）に弾性変形する結果、該前端面と後端面１５とに密着する。これにより、カップリング部材１０の回転方向やクランク軸１２の回転方向における抵抗が増加する。よって、回転方向でカップリング部材１０とクランク軸１２との一体性が高まる。このため、凸部１６が凹部１１内で回転方向に動くことが抑制されて、凹部１１と凸部１６とが打ち合うことも抑制される。したがって、異音の発生が抑制可能となる。

またハウジング２内に収容するモータＭの出力軸９が、軸方向にガタつきを持つものである場合には、往復回転式電動工具１の動作中に出力軸９やカップリング部材１０がガタつくことが異音の発生原因になるとも考えられていた。本実施形態では出力軸９に連結されたカップリング部材１０の前端面が、Ｏリング１７を介して出力軸９の軸方向に隙間がない状態でクランク軸１２の後端面１５に突き当てられている。このため、往復回転式電動工具１の動作中に、カップリング部材１０や出力軸９が軸方向へ動くことが抑制される。よって、出力軸９やカップリング部材１０が前記軸方向へガタつくことが抑えられる結果、ガタつきに起因した異音の発生も抑制できる。

＜本実施形態の効果＞
本実施形態の往復回転式電動工具１では、Ｏリング１７は、カップリング部材１０とクランク軸１２との間で出力軸９の軸線と同一軸線方向Ｘに弾性変形し、カップリング部材１０とクランク軸１２とに密着可能となる。したがって、Ｏリング１７によりカップリング部材１０の回転方向やクランク軸１２の回転方向における抵抗が増加する結果、回転方向でカップリング部材１０とクランク軸１２との一体性が高まる。これにより、カップリング部材１０とクランク軸１２との打ち合いに起因した異音の発生を抑制できる。
加えてＯリング１７は、カップリング部材１０とクランク軸１２とに密着するように弾性変形するだけで、カップリング部材１０の回転時やクランク軸１２の回転時には、Ｏリング１７に対して回転方向で該Ｏリング１７を潰す力が加わることがない。よって、Ｏリング１７が潰されることでちぎれることはなくなる結果、Ｏリング１７の耐久性を向上させることができる。

またＯリング１７を、カップリング部材１０の前端面と、クランク軸１２の後端面１５との間に介在させることで、該前端面と該後端面１５との間に挟んでこの２つの端面に密着させ易くなる。したがって２つの端面間で、カップリング部材１０の回転方向やクランク軸１２の回転方向における抵抗を容易に増加させることができる。

さらに本実施形態では、カップリング部材１０の前端面に凹部１１を開口させ、クランク軸１２の後端面１５に、前記凹部１１に嵌合する凸部１６を形成した。このため、カップリング部材１０の前端部に、断面が凸状となる２つの部位を設けることができる。したがって、２つの部位の重量でカップリング部材１０の重量を、一つの凸部１６を備えるクランク軸１２の重量よりも重くすることができる。よって、カップリング部材１０の強度を、該カップリング部材１０に従動するクランク軸１２の強度よりも強くすることができる。

加えてＯリング１７は、クランク軸１２に形成された凸部１６の基端部の外周に装着されているため、Ｏリング１７を配置するスペースを、カップリング部材１０とクランク軸１２との間に新たに設ける必要がない。しかもＯリングは市販されているものを用いたため安価であるという利点を有する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施できる。例えば上述した実施形態とは異なり、クランク軸１２の後端面１５に凹部を開口させ、カップリング部材１０の前端面に、該凹部に嵌合する凸部を形成して、カップリング部材１０とクランク軸１２とを凹凸嵌合させてもよい。またＯリング１７は、ゴム製に限らず樹脂製であってもよい。さらに、上述した実施形態では本発明を充電式の往復回転式電動工具に適用する例を示したが、これに限らず、本発明を交流駆動式の往復回転式電動工具に適用してもよい。

１・・往復回転式電動工具、２・・ハウジング、９・・モータの出力軸、１０・・カップリング部材、１１・・凹部、１２・・クランク軸、１５・・クランク軸の後端面、１６・・凸部、２１・・スピンドル、２５・・切断用工具、３０・・リンク部材、Ｍ・・モータ、Ｘ・・モータの出力軸の軸線と同一軸線方向。

Claims (2)

1. 前後方向に延びてモータを収容したハウジングの前端部から、先端工具を連結したスピンドルを下向きに突出させて、前記ハウジングに、前記モータの出力軸と同一軸線上で連結されて該出力軸と一体に回転可能なカップリング部材と、前記同一軸線上で回転可能に配置されて、前記カップリング部材と凹凸嵌合するクランク軸と、前記スピンドルが固定され、前記クランク軸から動力伝達されて左右に往復回転するリンク部材と、を収容して、前記モータの駆動により前記カップリング部材と前記クランク軸とを介して前記リンク部材を作動させることで、前記スピンドルを前記往復回転させる往復回転式電動工具であって、
   前記同一軸線方向で対向する前記カップリング部材の端面と前記クランク軸の端面との何れか一方に凹部を形成し、他方に、前記端面から前記同一軸線方向へ突出して前記凹部に凹凸嵌合する凸部を形成して、
   前記凸部の基端部の外周にＯリングを装着して、前記凹部の開口側の前記端面と、前記凸部の基端部側の前記端面との間に前記Ｏリングを介在させて、前記カップリング部材と前記クランク軸とを前記凹凸嵌合させたことを特徴とする往復回転式電動工具。
2. 前記カップリング部材の前記端面に、前記凹部を形成し、前記クランク軸の前記端面に、前記凸部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の往復回転式電動工具。

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