JP2017144541A - 作業工具 - Google Patents

Abstract

【課題】先端工具を駆動して被加工材に対して加工作業を行う作業工具において、先端工具の作業効率の低下を抑制するのに資する技術を提供する。
【解決手段】作業工具１は、長尺状のインナハウジング１３と、インナハウジング１３に対して弾性要素９１〜９４を介して連結されたアウタハウジング１２と、モータ２０と、スピンドル３０と、伝達機構４０とを備える。スピンドル３０は、インナハウジング１３内部で軸線Ａ２周りに回転可能に支持され、先端工具８を着脱可能に構成された工具装着部３５を有する。伝達機構４０は、インナハウジング１２の内部に収容され、モータ２０の出力軸２１の回転運動をスピンドル３０に伝達し、スピンドル３０を軸線Ａ２周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成されている。スピンドル３０は、インナハウジング１３の前端領域１３１に配置され、モータ２０は、後端領域１３２に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、先端工具を駆動して被加工材に対して加工作業を行う作業工具に関する。

スピンドルの下端に装着された先端工具を揺動させることで被加工材に加工作業を行う作業工具が知られている。例えば、特許文献１には、駆動部によって駆動軸の下端に装着された工具を揺動させるよう構成された手持ち式の作業工具が開示されている。この作業工具は長尺状に形成されており、アウタハウジングがその外郭を形成している。作業工具の前端部には、スピンドルを含む工具配置領域が設けられ、アウタハウジングの内部には、工具配置領域の後方に隣接して駆動部が配置されている。駆動部が配置された領域に対応するアウタハウジングの領域は、使用者が把持可能な把持領域とされている。

米国特許出願公開第２０１５／００３４３４７号明細書

上記作業工具では、アウタハウジングと駆動要素（駆動部および工具配置領域）とが、弾性変形可能な伝達部材を介して連結されている。これにより、駆動要素からアウタハウジング（特に把持部）への振動等の伝達が抑制され、使用時の快適性の向上が図られている。一方で、アウタハウジングに対する駆動要素の若干の移動が許容されるため、先端工具にある程度の負荷がかかると、先端工具を支点として、使用者に把持されたアウタハウジング内でインナハウジングが揺動してしまい、先端工具の作業効率が低下する可能性がある。

本発明は、先端工具を駆動して被加工材に対して加工作業を行う作業工具において、先端工具の作業効率の低下を抑制するのに資する技術を提供することを課題とする。

本発明の一態様によれば、先端工具を駆動して被加工材に対して加工作業を行う作業工具が提供される。この作業工具は、インナハウジングと、アウタハウジングと、モータと、スピンドルと、伝達機構とを備える。

インナハウジングは、長尺状に形成されている。アウタハウジングは、インナハウジングを収容し、且つ、前記インナハウジングに対して弾性要素を介して連結されている。言い換えると、アウタハウジングとインナハウジングとの間に弾性要素が介在状に配置されている。例えば、アウタハウジングがインナハウジングと弾性要素のみによって連結されていてもよいし、アウタハウジングとインナハウジングとが、弾性要素および他の部材を介して連結されていてもよい。なお、アウタハウジングは、インナハウジングに対して全方向（作業工具の前後、左右、上下方向）に相対移動可能に複数個所で弾性連結されていることが好ましい。弾性要素の典型例はゴムであるが、その他の弾性を有する材料で形成された要素であってもよい。インナハウジングおよびアウタハウジングは、いずれも、１つの部分のみから形成されていてもよいし、複数の部分が結合されることで形成されていてもよい。

モータは、出力軸を有し、インナハウジングに収容されている。モータは、直流モータであってもよいし、交流モータであってもよい。また、モータは、ブラシを備えたモータであってもよいし、ブラシを備えていない所謂ブラシレスモータであってもよい。サイズ比での出力性能の観点からは、ブラシレスモータであることがより好ましい。スピンドルは、インナハウジングの内部で所定の軸線周りに回転可能に支持されている。スピンドルは、先端工具を着脱可能に構成された工具装着部を有する。伝達機構は、インナハウジングの内部に収容され、且つ、モータの出力軸の回転運動をスピンドルに伝達し、スピンドルを軸線周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成されている。

また、スピンドルは、インナハウジングの長軸方向における一方の端部領域で規定される前端領域に配置されている。一方、モータは、インナハウジングの長軸方向に関して前端領域とは反対側の端部領域で規定される後端領域に配置されている。

このように、長尺状のインナハウジング内で、スピンドルが前端領域に配置され、モータが後端領域に配置されることで、スピンドルに隣接してモータが配置される場合に比べ、スピンドルを中心とした揺動に関して、インナハウジングの慣性モーメントを大きくすることができる。よって、先端工具にある程度の負荷がかかった場合でも、インナハウジングが先端工具を支点として揺動しにくくなる。これにより、作業中の、アウタハウジングに対するインナハウジングの無用の動きが抑制され、先端工具が被加工材に対して確実に加工作業を行うことができるため、先端工具の作業効率の低下を抑制することができる。また、インナハウジングに発生する振動自体も低減することができる。

本発明に係る作業工具の一態様として、インナハウジングは、前端領域と後端領域との間に中間領域を有してもよい。そして、アウタハウジングにおいて中間領域に対応する領域は、使用者によって把持される把持領域として構成されていてもよい。モータは、後端領域に配置され、中間領域には配置されないため、中間領域に対応するアウタハウジングの把持領域を、モータの配置による制約を受けずに設計することができる。

本発明に係る作業工具の一態様として、モータおよびスピンドルは、モータの出力軸とスピンドルの軸線とが平行に延在するように配置されていてもよい。そして、伝達機構は、中間軸と、帯状部材と、運動変換機構とを含んでもよい。中間軸は、出力軸および軸線に平行な別の軸線周りに回転可能に支持される。帯状部材は、モータの出力軸および中間軸の間に架け渡され、出力軸の回転運動を中間軸に伝達して、中間軸を回転させるように構成される。なお、出力軸に同軸状に剛体連結され、出力軸と一体的に回転する軸については、出力軸の一部として解釈されればよい。運動変換機構は、中間軸の回転運動をスピンドルに伝達して、スピンドルを軸線周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成される。モータとスピンドルとを上記のような配置とすることで、モータを後端領域に配置しつつ、帯状部材を用いたシンプルな構成の伝達機構でスピンドルを駆動することができる。なお、帯状部材の典型的な例として、ベルトやチェーンが挙げられる。ベルトの種類は特に限定されず、平ベルト、Ｖベルト、歯付ベルト等が採用可能である。

本発明に係る作業工具の一態様として、伝達機構は、モータの出力軸に設けられた第一ホイールと、中間軸に設けられ、第一ホイールとは異なる径を有する第二ホイールとを更に備えてもよい。そして、帯状部材は、第一ホイールと第二ホイールとに架け渡されていてもよい。この場合、径の異なる２つのホイールを出力軸と中間軸に設けるというシンプルな構成で、出力軸の回転速度と中間軸の回転速度を異ならせることができる。なお、第一ホイール、第二ホイールとして、例えば、帯状部材がベルトの場合はプーリが採用可能であり、帯状部材がチェーンの場合はスプロケットが採用可能である。

本発明に係る作業工具の一態様として、モータおよび前記スピンドルは、前記モータの出力軸と前記軸線とが交差するように配置されていてもよい。そして、伝達機構は、連結軸と、運動変換機構とを含んでもよい。連結軸は、モータの出力軸に連結され、出力軸と共に回転可能に支持される。なお、連結軸は、１つの軸で構成されてもよいし、互いに連結されて一体的に回転する複数の部分から構成されてもよい。運動変換機構は、連結軸の回転運動をスピンドルに伝達して、スピンドルを軸線周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成される。モータとスピンドルとを上記のような配置とした場合でも、モータを後端領域に配置しつつ、連結軸と運動変換機構を用いた伝達機構でスピンドルを駆動することができる。なお、連結軸は、出力軸と同軸状に連結されていてもよい。この場合、モータの出力軸の軸線の径方向に関して連結軸部分のサイズ、ひいては、インナハウジング、アウタハウジングにおいてこの部分に対応する部分の径を最小にすることが可能となる。

本発明に係る作業工具の一態様として、作業工具は、バッテリを更に備えてもよい。そして、バッテリは、アウタハウジングに設けられたバッテリ装着部に取り外し可能に装着されていてもよい。インナハウジングに比べて振動が少ないアウタハウジングにバッテリ装着部を設けることで、バッテリ装着部の耐久性を高めることができる。また、装着されたバッテリによってアウタハウジング全体としての質量を増加できるので、バッテリが装着されない場合に比べ、アウタハウジングの更なる低振動化を実現することができる。

第一実施形態に係る振動工具の前後方向縦断面図である。 振動工具の内部構造を示す斜視図である。 第一実施形態の変形例に係る振動工具の前後方向断面図である。 第二実施形態に係る振動工具の前後方向縦断面図である。 モータの軸線における振動工具の横断面図である（但し、内部構造のみ）。 振動工具の内部構造を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、作業工具の一例として、先端工具を揺動駆動して、被加工材に対して加工作業を行う電動式振動工具（以下、単に振動工具という）を用いて説明する。振動工具に装着可能な先端工具として、ブレードや研磨パッド等の複数種類の工具が用意されている。使用者は、これらの先端工具のうち、切断や研磨等、所望の作業に適した１つを選択して振動工具に装着し、作業を行うことができる。以下で参照する図面では、先端工具の一例として、ブレードが振動工具に装着された例が図示されている。

［第一実施形態］
図１および図２を参照して、第一実施形態に係る振動工具１について説明する。まず、図１を参照して、振動工具１の概略構成について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、振動工具１の方向を、スピンドル３０の軸線Ａ２の延在方向を上下方向、軸線Ａ２に直交し、且つ、インナハウジング１３が延在する方向を前後方向と規定する。この方向定義は、後述の第２実施形態にも適用される。

図１に示すように、振動工具１は、振動工具１の外郭を形成するアウタハウジング１２と、アウタハウジング１２に収容されたインナハウジング１３とを備えている。アウタハウジング１２およびインナハウジング１３は、いずれも、１つの部分のみから形成されていてもよいし、複数の部分が結合されることで形成されていてもよい。

インナハウジング１３は、前後方向に延在する長尺状に形成されている。インナハウジング１３の前側の端部領域を前端領域１３１、後側の端部領域を後端領域１３２、前端領域１３１と後端領域１３２との間の領域を中間領域１３３という。本実施形態では、前後方向はインナハウジング１３の長軸方向であるから、前端領域１３１は、インナハウジング１３の長軸方向おける一方の端部領域、後端領域１３２は、その反対側の端部領域とも規定することができる。インナハウジング１３には、モータ２０と、スピンドル３０と、伝達機構４０とが収容される。なお、ここでいう「収容する」とは、必ずしも、モータ２０と、スピンドル３０と、伝達機構４０の全体がインナハウジング１３に完全に覆われることを意味するものではなく、これらの一部がインナハウジング１３の外部に露出する場合も含む。

アウタハウジング１２も、インナハウジング１３と同様、前後方向に延在する長尺状に形成されている。アウタハウジング１２において、インナハウジング１３の中間領域１３３に対応する領域は、把持領域１２３として構成されている。把持領域１２３は、使用者が把持可能な部位として機能する。また、アウタハウジング１２は、インナハウジング１３に対して相対移動可能に弾性連結されている。

アウタハウジング１２内のインナハウジング１３の後側には、コントローラ７が配置されている。アウタハウジング１２の後端部に設けられたバッテリ装着部１２５には、バッテリ９が取り外し可能に装着される。また、アウタハウジング１２には、スライドスイッチ（図示略）および変速ダイヤル（図示略）が設けられている。バッテリ装着部１２５およびスライドスイッチは、コントローラ７に電気的に接続されている。コントローラ７は、スライドスイッチのスライド位置に応じて、モータ２０のＯＮとＯＦＦの切替えを行うと共に、変速ダイヤルの操作に応じて、ＯＮ動作時のモータ２０の回転数制御を行う。

以下、振動工具１の構成要素の詳細について説明する。まず、インナハウジング１３内部の構成要素の配置関係について説明する。図１に示すように、インナハウジング１３の前端領域１３１には、スピンドル３０が配置されている。本実施形態では、さらに、後述する伝達機構４０の大部分が前端領域１３１に配置されている。一方、後端領域１３２には、モータ２０が配置されている。前端領域１３１および後端領域１３２は、かかる構成要素を内部に収容するための高さ（上下方向の長さ）を有する。一方、本実施形態の中間領域１３３は、内部に収容すべき構成要素が特にないため、適切な強度を保持しつつ前端領域１３１と後端領域１３２とを接続する部分として構成されている。よって、中間領域１３３は、前端領域１３１および後端領域１３２に比べ、高さが小さく設定されている。

次に、図１および図２を参照して、インナハウジング１３に収容されたモータ２０と、スピンドル３０と、伝達機構４０について、順に説明する。

後端領域１３２に配置されたモータ２０は、その軸線Ａ１が振動工具１の上下方向に延在するように、インナハウジング１３内部に配置されている。モータ２０の出力軸２１は、下方向に突出しており、その先端部には、連結軸２２が、出力軸２１と同軸状に連結されている。連結軸２２は、インナハウジング１３に保持されたベアリング２３によって、回転可能に支持されている。なお、本実施形態では、モータ２０は、小型でありながら高出力であることから、ブラシレス直流モータが採用されている。

前端領域１３１に配置されたスピンドル３０は、略円柱状の長尺部材である。スピンドル３０は、その軸線Ａ２がモータの軸線Ａ１と平行に延在するように配置されている。なお、ここでいう平行とは、軸線Ａ１と軸線Ａ２とが実質的に平行であることをいい、厳密に平行である場合のみを指すものではない。本実施形態では、スピンドル３０は、その軸線Ａ２が振動工具１の上下方向に延在するように、ベアリング３１、３２によって、上下方向の２箇所で軸線Ａ２周りに回転可能に支持されている。ベアリング３１、３２は、インナハウジング１３に保持されている。スピンドル３０の先端部（下端部）は、前端領域１３１の下方に突出し、外部に露出している。スピンドル３０は、この下端部にフランジ状の工具装着部３５を有する。工具装着部３５は、先端工具８を着脱可能に構成された部位である。

本実施形態では、工具装着部３５の内部には、スピンドル３０の下端から軸線Ａ２に沿ってネジ穴３５１が形成されている。ネジ穴３５１には、フランジ状の固定部３７１を有する固定ネジ３７が締結可能である。使用者は、工具装着部３５と固定部３７１との間に先端工具８が挟持された状態でネジ穴３５１に固定ネジ３７を締結することで、先端工具８をスピンドル３０に装着することができる。なお、スピンドル３０に対する先端工具８の装着方法はこれに限られず、例えば、スピンドル３０を貫通するクランプシャフトと、クランプシャフトをスピンドル３０の上方で挟持するクランプ部材を含むクランプ機構等、その他の方法が採用されてもよい。

伝達機構４０は、モータ２０の回転運動をスピンドル３０に伝達し、スピンドル３０を軸線Ａ２周りの所定の角度範囲内で往復回動するように構成されている。つまり、伝達機構４０は、スピンドル３０を中心に先端工具８を揺動駆動するように構成されている。本実施形態の伝達機構４０は、中間軸４１と、駆動ベアリング４２と、揺動アーム４３と、第一プーリ４５と、第二プーリ４６と、ベルト４９とを含む。

中間軸４１は、モータ２０の出力軸２１の軸線Ａ１とスピンドル３０の軸線Ａ２に平行に配置されている。本実施形態では、中間軸４１は、その軸線Ａ３が上下方向に延在するように、上端部と中間部とでベアリング４１１、４１２によって回転可能に支持されている。ベアリング４１１、４１２は、インナハウジング１３に保持されている。中間軸４１は、ベアリング４１１、４１２の間に、軸線Ａ３に対して偏心した偏心部４１５を有する。偏心部４１５の外周部には、駆動ベアリング４２が設けられている。揺動アーム４３は、駆動ベアリング４２とスピンドル３０とを接続する部材である。揺動アーム４３は、固定部４３１とアーム部４３２とを含む。固定部４３１は、スピンドル３０の外周部に固定された環状の部分である。アーム部４３２は、固定部４３１から後方へ向けて左右に二股に分かれて延びる部分である。アーム部４３２の後端部は、駆動ベアリング４２を左右から挟んで、駆動ベアリング４２の外輪の外周部に当接するように配置されている。

モータ２０の出力軸２１に同軸状に剛体連結された連結軸２２の下端部は、インナハウジング１３の後端領域１３２から下方に突出している。連結軸２２の下端部には、第一プーリ４５が固定されている。中間軸４１の下端部は、インナハウジング１３の前端領域１３１から下方に突出している。中間軸４１の下端部には、第一プーリ４５と同一の径を有する第二プーリ４６が固定されている。第一プーリ４５および第二プーリ４６には、ベルト４９が架け渡されている。よって、本実施形態では、伝達機構４０のうち、第一プーリ４５、第二プーリ４６、ベルト４９は、インナハウジング１３の外部に配置されている。ベルト４９は、連結軸２２を介して出力軸２１の回転運動を中間軸４１に伝達し、中間軸４１を回転させるよう構成されていればよく、その種類は特に限定されない。例えば、平ベルト、Ｖベルト、歯付ベルトが採用可能である。

モータ２０が駆動されると、出力軸２１と共に連結軸２２が回転する。連結軸２２の回転運動はベルト４９を介して中間軸４１に伝達され、中間軸４１が回転される。上述の通り、第一プーリ４５および第二プーリ４６は同一の径を有するため、出力軸２１の回転は、加減速されることなく中間軸４１に伝達される。中間軸４１の回転に伴い、偏心部４１５の中心が中間軸４１の軸線Ａ３周りを移動（周回）するので、偏心部４１５の外周部に設けられた駆動ベアリング４２も移動（周回）する。これにより、揺動アーム４３は、スピンドル３０を支点として、水平方向に所定の角度範囲内で揺動される。揺動アーム４３は固定部４３１でスピンドル３０に固定されているため、スピンドル３０は、揺動アーム４３の揺動運動に伴って所定の角度範囲内で往復回動する。その結果、工具装着部３５と固定ネジ３７によって挟持された先端工具８が揺動駆動され、所定の加工作業（例えば、切断、研削、研磨等）が遂行可能となる。

上述の通り、中間軸４１の偏心部４１５、駆動ベアリング４２、揺動アーム４３は、中間軸４１の回転運動をスピンドル３０に伝達して、スピンドル３０を軸線Ａ２周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成された運動変換機構として機能する。なお、かかる機能を有する運動変換機構は上記構成例に限らず、他の構成が採用されてもよい。

図１を参照して、アウタハウジング１２の構成について説明する。アウタハウジング１２は、インナハウジング１３に対して弾性要素を介して連結されている。より詳細には、本実施形態のアウタハウジング１２は、インナハウジング１３に対して全方向（前後、左右、上下方向）に相対移動可能に複数個所で弾性連結されている。図１に示す断面図では、アウタハウジング１２が、４箇所に配置された４つの弾性要素９１〜９４を介してインナハウジング１３に連結されている状態が示されている。弾性要素９１、９２は、夫々、インナハウジング１３の前端部外面の上端部、下端部とアウタハウジング１２の前端部内面との間に介在状に配置されている。弾性要素９３は、インナハウジング１３の前端領域１３１の下端部とアウタハウジング１２の下部内面との間に介在状に配置されている。弾性要素９４は、インナハウジング１３の後端領域１３２の下端部とアウタハウジング１２の下部内面との間に介在状に配置されている。なお、弾性要素９１〜９４の典型例として防振ゴムが挙げられるが、弾性要素９１〜９４は、防振ゴム以外の弾性を有する材料で形成されていてもよい。

このように、アウタハウジング１２とインナハウジング１３とが相対移動可能に弾性連結されることで、インナハウジング１３に収容されたモータ２０、スピンドル３０、および伝達機構４０（特に、スピンドル３０）の駆動に起因して発生する振動がアウタハウジング１２に伝達されることを抑制することができる。

上述の通り、アウタハウジング１２の把持領域１２３は、インナハウジング１３の中間領域１３３に対応する領域である。中間領域１３３の高さが前端領域１３１および後端領域１３２に比べて小さいことに伴い、把持領域１２３の高さも、アウタハウジング１２の前端部および後端部の高さに比べて小さく設定されている。これにより、把持領域１２３の径は、他の部分よりも細く、使用者が把持しやすい構成とされている。

アウタハウジング１２の後端部には、バッテリ９を着脱可能に構成されたバッテリ装着部１２５が設けられている。バッテリ装着部１２５は、バッテリ９と電気的に接続するための端子等を有する。上述の構成によって防振されたアウタハウジング１２にバッテリ装着部１２５を設けることで、バッテリ装着部１２５の耐久性を高めることができる。また、装着されたバッテリ９によってアウタハウジング１２全体としての質量を増加できるので、バッテリ９が装着されない場合に比べ、アウタハウジング１２の更なる低振動化を実現することができる。

本実施形態では、アウタハウジング１２の後端部の領域内にインナハウジング１３の後端領域１３２が配置されている。つまり、モータ２０は、アウタハウジング１２の後端部の領域内に配置されている。そして、後端領域１３２の後方に配置されたコントローラ７も、アウタハウジング１２の後端部の領域内に配置されている。このように、バッテリ装着部１２５とモータ２０とコントローラ７とが、アウタハウジング１２の後端部の領域内で互いに近傍に配置されることで、配線を容易にすることができる。

以上に説明したように、本実施形態の振動工具１は、長尺状のインナハウジング１３と、インナハウジング１３を収容し、且つ、インナハウジング１３に対して弾性要素９１〜９４を介して連結されたアウタハウジング１２とを備えている。インナハウジング１３の前端領域１３１にはスピンドル３０が配置される一方、後端領域１３２にはモータ２０が配置されている。かかる構成によれば、スピンドル３０に隣接してモータ２０が配置される場合に比べ、スピンドル３０を中心とした揺動に関して、インナハウジング１３の慣性モーメントを大きくすることができる。よって、先端工具８にある程度の負荷がかかった場合でも、インナハウジング１３が先端工具８を支点として揺動しにくくなる。これにより、作業中の、アウタハウジング１２に対するインナハウジング１３の無用の動きが抑制され、先端工具８が被加工材にしっかりと仕事をすることができるため、先端工具８の作業効率の低下を抑制することができる。また、インナハウジング１３に発生する振動自体も低減することができる。

本実施形態では、インナハウジング１３は、前端領域１３１と後端領域１３２との間に中間領域１３３を有し、アウタハウジング１２において中間領域１３３に対応する領域は、使用者によって把持される把持領域１２３として構成されている。中間領域１３３にはモータ２０が配置されないため、中間領域１３３、ひいては把持領域１２３を、モータ２０の配置による制約を受けずに設計することができる。よって、使用者の把持しやすさを考慮して、把持領域１２３の太さや形状を設定することができる。

本実施形態では、モータ２０とスピンドル３０は、軸線Ａ１と軸線Ａ２とが平行に延在するように配置されている。そして、軸線Ａ１と軸線Ａ２とに平行な軸線Ａ３を有する中間軸４１が、インナハウジング１３の長軸方向においてモータ２０とスピンドル３０との間に配置されている。出力軸２１に連結された連結軸２２と中間軸４１との間に架け渡されたベルト４９によって、出力軸２１の回転運動が中間軸４１に伝達され、更に、駆動ベアリング４２と揺動アーム４３によって、中間軸４１の回転運動が揺動アーム４３の揺動運動に変換されることで、スピンドル３０が所定の角度範囲内で往復回動される。かかる構成により、モータ２０を後端領域１３２に配置しつつ、ベルト４９を用いたシンプルな構成の伝達機構４０でスピンドル３０を駆動することができる。

なお、本実施形態では、連結軸２２から中間軸４１に回転運動を伝達するベルト４９が架け渡される第一プーリ４５と第二プーリ４６は同一の径を有するが、異なる径を有するプーリが採用されてもよい。図３には、かかる変形例の振動工具２が示されている。なお、振動工具２は、プーリ以外は振動工具１と同一構成を有するため、プーリ以外の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、振動工具２では、連結軸２２に設けられた第一プーリ４７の径は、第一実施形態の第一プーリ４５の径と同一である。また、中間軸４１に設けられた第二プーリ４８の径は、連結軸２２に設けられた第一プーリ４７の径よりも大きい。よって、出力軸２１の回転が中間軸４１に伝達される際、回転速度が減速される。つまり、第一プーリ４７および第二プーリ４８は、減速機構として機能する。先端工具８の揺動速度（単位時間当たりの揺動回数）は、第一実施形態よりも遅くなる。この変形例とは逆に、第一プーリ４７の径を第二プーリ４８の径よりも大きくした場合、第一プーリ４７および第二プーリ４８は、増速機構として機能することになる。このように、径の異なる２つのプーリを利用したシンプルな構成で、変速機構を実現することができる。

［第二実施形態］
以下、図４〜図６を参照して、第二実施形態に係る振動工具３について説明する。本実施形態の振動工具３の構成は、インナハウジング１４とその内部構成以外、第一実施形態の振動工具１の構成と同一である。よって、以下では、同一の構成については同一符号を付して説明を省略または簡略化し、主に第一実施形態と異なる点について説明する。

図４〜図６に示すように、振動工具３は、振動工具３の外郭を形成するアウタハウジング１２と、アウタハウジング１２に収容されたインナハウジング１４とを備えている。インナハウジング１４には、モータ２５と、スピンドル３０と、伝達機構５０とが収容されている。インナハウジング１４は、第一実施形態のインナハウジング１３と同様、前端領域１４１と、後端領域１４２と、中間領域１４３とを含む。前端領域１４１にはスピンドル３０が配置され、後端領域１４２にはモータ２５が配置されている。本実施形態では、モータ２５は、ブラシを有する直流モータである。モータ２５は、その出力軸２６が前方へ突出し、出力軸２６の軸線Ａ４が前後方向に延在するように配置されている。スピンドル３０は、第一実施形態と同様、軸線Ａ２が上下方向に延在するように配置されている。つまり、モータ２５とスピンドル３０とは、軸線Ａ４と軸線Ａ２とが交差（より詳細には直交）するように配置されている。

本実施形態でも、伝達機構５０は、モータ２５の回転運動をスピンドル３０に伝達し、スピンドル３０を軸線Ａ２周りの所定の角度範囲内で往復回動するように構成されている。伝達機構５０は、連結軸部５１と、駆動ベアリング５２と、揺動アーム５３とを含む。伝達機構５０のうち、連結軸部５１の一部は、中間領域１４３に配置されている。中間領域１４３の高さは、連結軸部５１が内部に配置されるために第一実施形態の中間領域１３３の高さよりも大きく設定されているが、前端領域１４１および後端領域１４２の高さよりは若干小さく設定されている。

連結軸部５１は、第一連結軸５１１と、カップリング５１５と、第二連結軸５１６とを含む。第一連結軸５１１は、モータ２５の出力軸２６の先端部に、出力軸２６と同軸状に剛体連結されている。第一連結軸５１１は、インナハウジング１４に保持されたベアリング５１３によって回転可能に支持されている。カップリング５１５は、第一連結軸５１１と第二連結軸５１６とを同軸状に連結する。第二連結軸５１６は、インナハウジング１４に保持されたベアリング５１７、５１８によって回転可能に支持されている。かかる構成により、連結軸部５１は、一つの軸部として、出力軸２６と共に一体的に回転する。第二連結軸５１６は、前端部に、軸線Ａ４に対して偏心した偏心部５１９を有する。偏心部５１９の外周部には、駆動ベアリング５２が設けられている。揺動アーム５３は、第一実施形態の揺動アーム４３と同様に構成された固定部５３１とアーム部５３２とを含む。

モータ２５が駆動されると、出力軸２６と共に連結軸部５１が回転する。第二連結軸５１６の回転に伴い、偏心部５１９の中心が軸線Ａ４周りを移動（周回）するので、偏心部５１９の外周部に設けられた駆動ベアリング５２も移動（周回）する。これにより、揺動アーム５３は、スピンドル３０を支点として、水平方向に所定の角度範囲内で揺動される。揺動アーム５３は固定部５３１でスピンドル３０に固定されているため、スピンドル３０は、揺動アーム５３の揺動運動に伴って所定の角度範囲内で往復回動する。その結果、工具装着部３５に装着された先端工具８が揺動駆動される。

上述の通り、第二連結軸５１６の偏心部５１９、駆動ベアリング５２、揺動アーム５３は、連結軸部５１の回転運動をスピンドル３０に伝達して、スピンドル３０を軸線Ａ２周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成された運動変換機構として機能する。なお、かかる機能を有する運動変換機構は上記構成例に限らず、他の構成が採用されてもよい。

本実施形態でも、アウタハウジング１２は、インナハウジング１４に対して全方向（前後、左右、上下方向）に相対移動可能に複数個所で弾性連結されている。図４に示す断面図では、アウタハウジング１２が、４箇所に配置された４つの弾性要素９５〜９８を介してインナハウジング１４に連結されている状態が示されている。弾性要素９５、９６は、夫々、インナハウジング１４の前端部外面の上端部、下端部とアウタハウジング１２の前端部内面との間に介在状に配置されている。弾性要素９７は、インナハウジング１４の後端領域１４２の下端部とアウタハウジング１２の下部内面との間に介在状に配置されている。弾性要素９８は、インナハウジング１４の後端領域１４２の上端部とアウタハウジング１２の上部内面との間に介在状に配置されている。

以上に説明したように、本実施形態の振動工具３も、第一実施形態の振動工具１と同様、長尺状のインナハウジング１４と、インナハウジング１４を収容し、且つ、インナハウジング１４に対して弾性要素９５〜９８を介して連結されたアウタハウジング１２とを備えている。インナハウジング１４の前端領域１４１にはスピンドル３０が配置される一方、後端領域１４２にはモータ２５が配置されている。従って、振動工具３によれば、振動工具１と同様に、先端工具８の作業効率の低下を抑制することができ、また、インナハウジング１４に発生する振動自体も低減することができる。

更に、振動工具３では、モータ２５およびスピンドル３０は、軸線Ａ４と軸線Ａ２とが交差する向きに配置されている。そして、出力軸２６には、出力軸２６と同軸状に回転する連結軸部５１が連結されている。駆動ベアリング５２と揺動アーム５３によって、連結軸部５１の回転運動が揺動アーム５３の揺動運動に変換されることで、スピンドル３０が所定の角度範囲内で往復回動される。上記のようなモータ２５とスピンドル３０の配置関係の下では、モータ２５の出力軸２６と同軸状に連結された連結軸部５１を用いることで、出力軸２６の軸線Ａ４の径方向に関して連結軸部５１のサイズ、ひいては、インナハウジング１４、アウタハウジング１２においてこの部分に対応する部分の径を最小にすることが可能となる。より具体的には、インナハウジング１４の中間領域１４３とアウタハウジング１２の把持領域１２３の径を最小にすることができる。よって、使用者の把持しやすさを考慮して、把持領域１２３の太さや形状を設定することができる。

詳細な説明は省略するが、上記のほか、振動工具３によっても、第一実施形態の振動工具１と同一の構成による作用と効果を得ることができる。

上述の実施形態は単なる例示であり、本発明に係る作業工具は、例示された振動工具１〜３の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、実施形態に示す振動工具１〜３のいずれか、あるいは請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

アウタハウジング１２は、上記実施形態のように、弾性要素のみによってインナハウジング１３、１４と連結されていてもよいが、弾性要素に加え、他の部材を介して連結されていてもよい。例えば、インナハウジング１３、１４の外側に設けられた介在部材とアウタハウジング１２との間に弾性要素が配置されてもよいし、アウタハウジング１２の内面に設けられた介在部材とインナハウジング１３、１４との間に弾性要素が配置されてもよい。また、弾性要素の数や位置は、上記実施形態の例に限られるものではなく、インナハウジング１３、１４とアウタハウジング１２とを全方向（前後、左右、上下方向）に相対移動可能に弾性連結できる範囲で変更が可能である。

上記実施形態では、ベルト４９は、連結軸２２に設けられた第一プーリ４５、４７と中間軸４１に設けられた第二プーリ４６、４８との間に架け渡されているが、モータ２０の出力軸２１に直接設けられたプーリと、中間軸４１に設けられたプーリとの間にベルトが架け渡されてもよい。また、出力軸２１と中間軸４１との間の伝達には、ベルトと２つのプーリの組み合わせに代えて、チェーンとスプロケットの組み合わせが採用されてもよい。

上記実施形態では、連結軸部５１は複数の部材（第一連結軸５１１、カップリング５１５、第二連結軸５１６）で構成されているが、出力軸２６に同軸状に連結され、出力軸２６と共に回転する１本の軸に変更されてもよい。また、出力軸２６の回転を揺動アーム５３に伝達する連結軸は、把持領域１２３を使用者が把持し易い構成とするためには、出力軸２６と同軸状に連結されることが好ましい。しかしながら、出力軸２６の回転を揺動アーム５３に伝達する軸は、必ずしも出力軸２６に同軸状に連結されている必要はない。例えば、出力軸２６に平行な軸または出力軸２６に対して斜めに延在する軸とギアとを介して出力軸２６の回転を揺動アーム５３に伝達する構成が採用されてもよい。

上記実施形態では、モータ２０、２５は、インナハウジング１３、１４の後端領域１３２、１４２の最後端に配置されている。しかしながら、モータ２０、２５は、必ずしもインナハウジング１３の最後端に配置される必要はなく、後端領域１３２、１４２内に配置されていればよい。例えば、後端領域１３２、１４２において、モータ２０、２５の後方にコントローラ７が配置されてもよい。また、バッテリ装着部１２５は、アウタハウジング１２にではなく、インナハウジング１３、１４の後端に設けられてもよい。

上記実施形態では、バッテリ９を電源として駆動するモータ２０、２５が例示されているが、振動工具１〜３は、バッテリ９に代えて外部電源を利用可能に構成されていてもよい。具体的には、振動工具１〜３は、アウタハウジング１２の後端部に、外部電源に接続可能、且つ、コントローラ７に電気的に接続された電源ケーブルが接続された構成とされてもよい。モータ２０、２５が上述のように直流モータの場合には、コントローラ７は、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換するコンバータとしての機能を有するものとして構成されればよい。一方、モータ２０、２５として、交流モータが採用されてもよい。この場合、コントローラ７がコンバータとしての機能を有する必要はない。

上記実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。振動工具１、２、３は、各々、本発明の「作業工具」に対応する構成例である。インナハウジング１３、１４は、各々、本発明の「インナハウジング」に対応する構成例である。前端領域１３１、１４１は、本発明の「前端領域」に対応する構成例である。後端領域１３２、１４２は、本発明の「後端領域」に対応する構成例である。中間領域１３３、１３４は、本発明の「中間領域」に対応する構成例である。アウタハウジング１２は、本発明の「アウタハウジング」に対応する構成例である。把持領域１２３は、本発明の「把持領域」に対応する構成例である。弾性要素９１〜９８の各々は、本発明の「弾性要素」に対応する構成例である。モータ２０、２５は、各々、本発明の「モータ」に対応する構成例である。スピンドル３０、工具装着部３５、軸線Ａ２は、夫々、本発明の「スピンドル」、「工具装着部」、「所定の軸線」に対応する構成例である。中間軸４１と、駆動ベアリング４２と、揺動アーム４３と、第一プーリ４５と、第二プーリ４６と、ベルト４９とは、本発明の「伝達機構」に対応する構成例である。連結軸部５１と、駆動ベアリング５２と、揺動アーム５３とは、本発明の「伝達機構」に対応する構成例である。中間軸４１、ベルト４９、第一プーリ４５、４７、第二プーリ４６、４８は、夫々、本発明の「中間軸」、「帯状部材」、「第一ホイール」、「第二ホイール」に対応する構成例である。偏心部４１５、駆動ベアリング４２、揺動アーム４３は、本発明の「運動変換機構」に対応する構成例である。連結軸部５１は、本発明の「連結軸」に対応する構成例である。偏心部５１９、駆動ベアリング５２、揺動アーム５３は、本発明の「運動変換機構」に対応する構成例である。バッテリ装着部１２５、バッテリ９は、夫々、本発明の「バッテリ装着部」、「バッテリ」に対応する構成例である。

１、２、３ 電動式振動工具
１２ アウタハウジング
１２３ 把持領域
１２５ バッテリ装着部
１３、１４ インナハウジング
１３１、１４１ 前側領域
１３２、１４２ 後側領域
１３３、１４３ 中間領域
２０、２５ モータ
２１、２６ 出力軸
２２ 連結軸
２３ ベアリング
３０ スピンドル
３１ ベアリング
３２ ベアリング
３５ 工具装着部
３５１ ネジ穴
３７ 固定ネジ
３７１ 固定部
４０、５０ 伝達機構
４１ 中間軸
４１１ ベアリング
４１２ ベアリング
４１５ 偏心部
４２、５２、 駆動ベアリング
４３、５３ 揺動アーム
４３１、５３１ 固定部
４３２、５３２ アーム部
４５、４７ 第一プーリ
４６、４８ 第二プーリ
４９ ベルト
５１ 連結軸部
５１１ 第一連結軸
５１３ ベアリング
５１５ カップリング
５１６ 第二連結軸
５１７ ベアリング
５１８ ベアリング
５１９ 偏心部
７ コントローラ
８ 先端工具
９ バッテリ
９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８ 弾性要素

Claims (6)

1. 先端工具を駆動して被加工材に対して加工作業を行う作業工具であって、
   長尺状のインナハウジングと、
   前記インナハウジングを収容し、且つ、前記インナハウジングに対して弾性要素を介して連結されたアウタハウジングと、
   前記インナハウジングの内部に収容された、出力軸を有するモータと、
   前記インナハウジングの内部で所定の軸線周りに回転可能に支持され、且つ、前記先端工具を着脱可能に構成された工具装着部を有するスピンドルと、
   前記インナハウジングの内部に収容され、且つ、前記出力軸の回転運動を前記スピンドルに伝達し、前記スピンドルを前記軸線周りの所定の角度範囲内で往復回動させるように構成された伝達機構とを備え、
   前記スピンドルは、前記インナハウジングの長軸方向における一方の端部領域で規定される前端領域に配置され、
   前記モータは、前記長軸方向に関して前記前端領域とは反対側の端部領域で規定される後端領域に配置されていることを特徴とする作業工具。
2. 請求項１に記載の作業工具であって、
   前記インナハウジングは、前記前端領域と前記後端領域との間に中間領域を有し、
   前記アウタハウジングにおいて前記中間領域に対応する領域は、使用者によって把持される把持領域として構成されていることを特徴とする作業工具。
3. 請求項１または２に記載の作業工具であって、
   前記モータおよび前記スピンドルは、前記モータの出力軸と前記軸線とが平行に延在するように配置されており、
   前記伝達機構は、
   前記出力軸および前記軸線に平行な別の軸線周りに回転可能に支持された中間軸と、
   前記モータの前記出力軸および前記中間軸の間に架け渡され、前記出力軸の回転運動を前記中間軸に伝達して、前記中間軸を回転させるように構成された帯状部材と、
   前記中間軸の回転運動を前記スピンドルに伝達して、前記スピンドルを前記軸線周りの前記所定の角度範囲内で往復回動させるように構成された運動変換機構とを含むことを特徴とする作業工具。
4. 請求項３に記載の作業工具であって、
   前記伝達機構は、
   前記出力軸に設けられた第一ホイールと、
   前記中間軸に設けられ、前記第一ホイールとは異なる径を有する第二ホイールとを更に備え、
   前記帯状部材は、前記第一ホイールと前記第二ホイールとに架け渡されていることを特徴とする作業工具。
5. 請求項１または２に記載の作業工具であって、
   前記モータおよび前記スピンドルは、前記モータの出力軸と前記軸線とが交差するように配置されており、
   前記伝達機構は、
   前記出力軸に連結され、前記出力軸と共に回転可能に支持された連結軸と、
   前記連結軸の回転運動を前記スピンドルに伝達して、前記スピンドルを前記軸線周りの前記所定の角度範囲内で往復回動させるように構成された運動変換機構とを含むことを特徴とする作業工具。
6. 請求項１〜５の何れか１つに記載の作業工具であって、
   バッテリを更に備え、
   前記バッテリは、前記アウタハウジングに設けられたバッテリ装着部に取り外し可能に装着されていることを特徴とする作業工具。

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