特許 7218792 作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-30

(45)【発行日】2023-02-07

(54)【発明の名称】作業機

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20230131BHJP

   B23D 49/16 20060101ALI20230131BHJP

   B23D 51/16 20060101ALI20230131BHJP

   B24B 23/04 20060101ALI20230131BHJP

   B27B 19/09 20060101ALI20230131BHJP

【ＦＩ】

B25F5/00 Z

B23D49/16

B23D51/16

B24B23/04

B27B19/09

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021501798

(86)(22)【出願日】2020-01-31

(86)【国際出願番号】 JP2020003665

(87)【国際公開番号】W WO2020175009

(87)【国際公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-08-04

(31)【優先権主張番号】P 2019036347

(32)【優先日】2019-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】中澤 茉奈美

(72)【発明者】

【氏名】村上 卓宏

(72)【発明者】

【氏名】川又 隆

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－１５５０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７１３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８７７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１２６８０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００３４３５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１６９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２０９６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０００－５０１０３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｆ ５／００

Ｂ２３Ｄ ４９／１６

Ｂ２３Ｄ ５１／１６

Ｂ２４Ｂ ２３／０４

Ｂ２７Ｂ １９／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力源と、
前記動力源によって回転する回転軸と、
前記回転軸に設けられて偏心して回転する偏心軸と、
前記偏心軸において軸方向に摺動可能に取りつけられる円環部材と、
前記円環部材と係合して往復方向への動きに変換する往復動変換部と、
前記円環部材に対して軸方向の付勢力を与える付勢部材と、
前記偏心軸に設けられ、前記付勢部材を前記偏心軸に固定する固定部材と、
を有することを特徴とする作業機。

【請求項2】

前記付勢部材は前記軸方向に付勢力を与える弾性体であり、
前記弾性体は前記偏心軸によって保持されることを特徴とする請求項１に記載の作業機。

【請求項3】

前記付勢部材は前記偏心軸と同軸に設けられるコイルバネであって、前記往復方向と交差する軸方向の付勢力を前記円環部材に与えることを特徴とする請求項１に記載の作業機。

【請求項4】

前記コイルバネは、前記円環部材に対して軸方向の両側に２つ設けられ、第一のコイルバネが軸方向一方側に向けて前記円環部材を付勢し、第二のコイルバネが軸方向他方側に向けて前記円環部材を付勢することを特徴とする請求項３に記載の作業機。

【請求項5】

前記動力源を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記動力源をオンオフ操作する操作部が配置される筒状の把持部を有し、
前記把持部の軸線方向が前記円環部材の移動方向と略平行であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の作業機。

【請求項6】

前記作業機は、前記動力源の回転方向と交差する方向に軸線を有する出力軸を有し、
前記往復動変換部には円筒部が形成されて前記出力軸に固定され、前記円筒部から径方向に延在して前記円環部材と接触するＵ字状の腕部を有し、
前記往復動変換部によって前記出力軸が周方向に所定角度だけ往復動することを特徴とする請求項５に記載の作業機。

【請求項7】

前記付勢部材の少なくとも一部が、Ｕ字状の前記腕部の内側に位置するように配置されることを特徴とする請求項６に記載の作業機。

【請求項8】

動力源と、
前記動力源によって前後方向を軸として回転する回転軸と、
前記回転軸に設けられて偏心して回転する偏心軸と、
前記偏心軸に対して前後方向に摺動可能に取りつけられる円環部材と、
前記円環部材と左右方向で係合して左右方向に往復揺動する往復動変換部と、
前記回転軸よりも前方にて前記往復動変換部と接続され、前記往復動変換部によって往復動作する出力軸と、
前記円環部材を後方へ付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする作業機。

【請求項9】

前記付勢部材は弾性体であることを特徴とする請求項８に記載の作業機。

【請求項10】

前記弾性体は、前記円環部材が前方へ移動した際に弾性変形するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動モータ等の動力で先端工具を動作させて作業を行う作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、駆動源として電動モータの動力で先端工具を動作させ手作業を行う作業機が知られており、その作業機が特許文献１に記載される。特許文献１に記載された作業機は、いわゆるマルチツールと呼ばれる工具であり、装置本体の内部には、電動モータと、動力変換機構等が収容され、装置本体の外部には電池パックが装着される。装置本体は筒状のモータハウジングの先端に、モータの回転軸と９０度方向に向くように出力軸が設けられており、出力軸はモータの動力を利用して回転方向に数度程度揺動するように駆動される。出力軸にはネジ孔が設けられ、出力軸に先端工具を取りつけて、先端工具の取付穴を貫通させたボルトをネジ穴に挿入して締め付けることにより、先端工具が出力軸に固定される。先端工具としては、切削、削り取り、際切り、深切り、タイル目地切断、切り込み、面取り、研磨表面仕上げ加工等をおこなうための様々な形状のものがあり、それらを選択して取り付け可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－８７７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の作業機では、先端工具が出力軸を中心に周方向に往復動するために、その反動によって振動が発生し、その振動がハンドル部にも伝達する。そのため特許文献１に記載された作業機では、所定の質量を有するウエイトを先端工具の揺動とは逆位相で動かすことによって出力軸で発生する往復動方向の振動を打ち消すようにしている。しかしながら、ウエイトを用いることで振動が大きく減少する一方で、作業機の重量が増加してしまうという欠点がある。

【0005】

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、動作時の振動を効果的に低減できるようにした作業機を実現することにある。本発明の他の目的は、動力伝達部同士の接触により、先端工具の往復動方向と異なる方向の振動が発生することを抑えるようにした作業機を実現することにある。本発明のさらに他の目的は、往復動変換部において動力伝達時に生じる加振力によって発生する振動を低減させた作業機を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、モータ等の動力源と、動力源によって回転する回転軸と、回転軸に設けられて偏心して回転する偏心軸と、偏心軸において軸方向に摺動可能に取りつけられる円環部材と、円環部材と係合して往復方向への動きに変換する往復動変換部と円環部材に対して軸方向の付勢力を与える付勢部材と、偏心軸に設けられ、付勢部材を偏心軸に固定する固定部材と、を有する作業機とした。

【0007】

本発明の他の特徴によれば、偏心軸の軸移動の方向に付勢力を与える弾性体であり、弾性体は偏心軸に保持される。偏心軸には付勢部材を偏心軸に固定する固定部材が設けられる。円環部材は、ボールベアリングやニードルベアリング等の回転軸受で良いし、又は、円筒状のメタル等の摺動軸受でも良い。特に、メタルの場合、摺動時にかじり等が生じないように油などを含浸できる焼結材などが望ましい。付勢部材は偏心軸と同軸に設けられるコイルバネであって、往復方向と交差する軸方向の付勢力を回転部に与えるようにした。尚、円環部材に対してコイルバネを軸方向の両側に２つ設けて、第一のコイルバネが軸方向一方側に向けて円環部材を付勢し、第二のコイルバネが軸方向他方側に向けて円環部材を付勢するように構成しても良い。

【0008】

本発明のさらに他の特徴によれば、作業機は、動力源を収容するハウジングと、ハウジングに設けられ、動力源をオンオフ操作する操作部が配置される筒状の把持部を有し、把持部の軸線方向が円環部材の移動方向と略平行となるように構成した。また、作業機は、動力源の回転方向と交差する方向に軸線を有する出力軸を有し、往復動変換部には円筒部が形成されて出力軸に固定され、円筒部から径方向に延在して回転部と接触するＵ字状の腕部を有し、往復動変換部によって出力軸が周方向に所定角度だけ往復動するように構成した。ここで付勢部材の少なくとも一部が、Ｕ字状の腕部の内側に位置するように配置さした。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、往復動駆動時の反力伝達を抑制でき、往復動変換部から回転部を介して回転軸側に伝わる振動を大幅に低減できる。しかも、円環部材はスプリング等の付勢手段によって付勢されるので、円環部材と往復動変換部の接触状況を良好に維持することができ、接触部材が往復動変換部と衝突する際に発生する高周波の荷重を効果的に減衰できる。この結果、円環部材に対し軸方向の両側に付勢部材を設けることにより、伝達される不要な荷重を２つの方向で減衰、或いは、伝達を遮断し、ボールベアリング等の円環部材の耐久性を大幅に向上させることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係る作業機１の全体構造を示す縦断面図である。

【図2】本発明の実施例に係る作業機１の上面図である。

【図3】図１の作業機１の前方部分の拡大縦断面図である。

【図4】図１の作業機１の動力伝達機構３５の図であり、（Ａ）は組み込んだ状態の斜視図で有り、（Ｂ）は展開した状態の斜視図である。

【図5】図１の作業機１の動力伝達機構３５の図であり、（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は側面図（一部断面図）である。

【図6】本発明の第２の実施例に係る作業機１Ａの前方部分の拡大縦断面図である。

【図7】図６の作業機１Ａの動力伝達機構７５の図であり、（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は側面図（一部断面図）である。

【図8】（Ａ）は従来の作業機１０１の前方部分の部分縦断面図であり、（Ｂ）は部分横断面図（一部断面図）である。

【図9】従来の作業機１０１の動力伝達機構１３５であり、（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は側面図である。

【図10】従来の作業機１０１の動力伝達機構１３５に加わる荷重を説明するための上面図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0011】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。本明細書では作業機の実施例として、電動モータにより駆動軸に沿って周方向に数度程度先端工具を揺動させる携帯型の作業機を用いて説明する。尚、本明細書においては前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

【0012】

図１は本発明の実施例に係る作業機１の縦断面図である。作業機１は、モータ１５を収容した装置本体１０と、モータ１５に電力を供給する電池パック９０とを有する。電池パック９０は装置本体１０に着脱することが可能である。作業機１は、商用電源のコンセントに接続する電源コードが装置本体１０に設けられない、いわゆるコードレスタイプである。

【0013】

装置本体１０のハウジングは、軸線Ａ１方向を長手方向とする筒状のモータハウジング２と、軸線Ａ１に沿った方向でモータハウジング２の一端に取り付けられたカバー３を有する。モータハウジング２とカバー３は別体式であり、カバー３は、ネジ等の固定要素によりモータハウジング２に固定される。モータハウジング２は軸線Ａ１を長手軸とする筒形状であり、モータハウジング２の後方側には、軸線Ａ１の径方向に拡がるようにして電池パック９０を装着するための電池パック装着部６が形成される。

【0014】

動力源であるモータ１５はモータハウジング２内の軸線Ａ１方向の中央付近に設けられる。モータ１５はブラシレスＤＣモータであって、回転軸１８に永久磁石を有するロータ１６が固定され、ロータ１６の外周側にコイルが巻かれたステータ１７が配置される。回転軸１８の後方側の端部は軸受３２によってモータハウジング２に軸支される。回転軸１８の前方側の端部にはスピンドル３６が接続される。スピンドル３６は、モータ１５によって回転される回転軸であって、大径の軸受３４によってホルダ２９に回転可能に軸支される。

【0015】

モータハウジング２のうち、軸線Ａ１に沿った方向で、スイッチレバー２６ａ付近と電池パック装着部６との間が把持部５であり、作業者は把持部５を片手で握りながら作業をおこなう。スイッチレバー２６ａは前後方向にスライド可能であって、スライドアーム２６ｂによってスイッチ２５にその操作が伝達される。スイッチ２５はモータ１５の回転をオン又はオフにするものであって、モータハウジング２内に設けられる。

【0016】

モータハウジング２のうち、中央付近から後方側にかけては、モータ１５と、モータ１５の回転を制御するための制御回路部２０が収容され、後方上部には速度調整ダイヤル２３が設けられる。速度調整ダイヤル２３は、モータ１５の目標回転数を設定する機構であり、作業者により操作される。制御回路部２０は、回路基板２１上に図示しないマイクロコンピュータ、電源回路や、半導体スイッチング素子２２等が搭載される。半導体スイッチング素子２２は、６つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含み、モータ１５へ駆動電流を供給するインバータ回路を形成する。図示しないマイクロコンピュータは、演算部、記憶部、入力ポート、出力ポート等を備えた市販のワンチップマイコンを用いることができ、速度調整ダイヤル２３やスイッチ２５の出力に基づいて、モータ１５の回転制御を行う。

【0017】

電池パック装着部６にはレール部（図では見えない）が形成され、電池パック９０のレール溝部と係合することによって、電池パック９０が装置本体１０に装着される。電池パック９０の装着方向は、モータ１５の回転軸線Ａ１と交差する方向であって、上から下方向が本実施例での装着方向である。電池パック９０は、図示しない複数の電池セルを合成樹脂製のケース９１、９２の内部に収容したものである。電池セルは、充電及び放電を繰り返し行うことのできる二次電池であって、リチウムイオン電池セル等の公知の電池を用いることができる。上側のケース９１には電池パック装着部６側のレール部と嵌合するための図示しないレール溝が設けられる。電池パック装着部６に電池パック９０が取り付けられると複数の本体側端子１３は電池側端子９４と嵌合するので、電池パック９０の電力を制御回路部２０に供給することが可能となる。本体側端子１３は電力ケーブル２８及び信号ケーブルにより回路基板２１に接続される。

【0018】

電池パック９０を電池パック装着部６から取り外す際には左右両側に設けられるラッチボタン９３を押し込みながら電池パック９０を上方に移動させる。電池パック装着部６の前方側には、電池パック９０の残量表示やＬＥＤ１４の点灯スイッチを有する操作パネル２４が設けられる。

【0019】

モータ１５の回転軸１８の前方側には、モータ１５によって回転する回転軸たるスピンドル３６と、スピンドル３６の回転力によって駆動される動力伝達機構３５が設けられる。スピンドル３６には合成樹脂製の冷却ファン２７が設けられ、冷却ファン２７はモータ１５の回転に同期して回転することにより、モータハウジング２の吸気口９ａ（図２参照）から外気を吸引して、制御回路部２０やモータ１５等の発熱部位を冷却した後に、冷却ファン２７の外周付近に形成された排気口９ｂから空気を外部に排出させる。

【0020】

動力伝達機構３５は偏心して回転する円筒部材（図３、４で詳述する軸受４５）と、円筒部材に接することによって偏心回転を往復方向への動きに変換する往復動変換部（スイングアーム４０）を含んで構成される。動力伝達機構３５は、回転軸１８の回転力によって、出力軸５０を軸線Ａ１を中心に所定角度の範囲内で周方向に揺動させる力に変換する機構である。スイングアーム４０は、先端工具８０が取りつけられる出力軸５０に固定され、スイングアーム４０を揺動させることで出力軸５０が軸線Ｂ１を中心とした揺動をすることになる。

【0021】

モータハウジング２の前方側の開口にはカバー３が取り付けられる。カバー３の内部には合成樹脂製のホルダ２９が設けられ、筒形状の出力軸５０を軸線Ｂ１を中心に回転自在に支持する。また、ホルダ２９内の空間に動力伝達機構３５が設けられる。ホルダ２９は、スピンドル３６を保持するための軸受３４を円筒状のスリーブ３３を介して固定する。ホルダ２９の内側であって動力伝達機構３５の周囲は、十分な量のグリスが充填され、回転部分や摺動部分の摩擦を低減する。出力軸５０は、スピンドル３６の回転軸方向（軸線Ａ１方向）と直交方向に延在し、ホルダ２９の下側の貫通穴部２９ａから下方に延在する。出力軸５０の下側には、固定部材たる取付ボルト５８によって先端工具８０が取り付けられる。

【0022】

モータハウジング２とカバー３は合成樹脂の成形品であって、左右に２分割できるように形成される。モータハウジング２とカバー３の左側部分には、ネジボス７ａ～７ｋ（図では７ａ、７ｃ、７ｄは見えない）が形成され、右側部分にはネジ穴を有するネジボス（図では見えない）が対応して形成され、それらは複数のネジ（図ではネジ８ｃ、８ｄのみを図示）にて固定される。カバー３の前側側面にはＬＥＤによる照明装置１４が設けられ、先端工具８０による作業箇所付近を照射する。

【0023】

図２は本発明の実施例に係る作業機１の上面図である。モータハウジング２は円筒状で有り、スイッチレバー２６ａから速度調整ダイヤル２３までの領域が作業者が手で把持するための把持部５（符号は図１参照）となる。モータハウジング２の前端付近であって、冷却ファン２７の左右両側には、冷却風の吸気口９ａと排気口９ｂがそれぞれ設けられる。モータハウジング２の前方側には出力軸５０（図１参照）と動力伝達機構３５（図１参照）を収容するカバー３が接続される。先端工具８０は、カバー３よりも前方側に突出するもので、図２の例では上面視で略長方形のブレードである。モータハウジング２の後方側には電池パック９０が装着される。尚、本実施例の作業機１は、電池パック９０を電源とするが、図示しない電源ケーブルをモータハウジング２の後方側に接続することによって商用交流電源にて動作させるようにしたコード式の作業機においても同様に本発明を適用できる。

【0024】

図３は、図１の作業機１のモータ１５よりも前方部分の拡大縦断面図である。スピンドル３６は、一端側（後端側）に嵌合孔３６ｄが形成され、嵌合孔３６ｄにモータ１５の回転軸１８が圧入される。スピンドル３６の他端側（前端側）には、軸線Ａ１に対して偏心して取りつけられる軸受４５が設けられ、軸受４５を介してスピンドル３６の回転力がスイングアーム４０に伝達される。なお、軸受４５はボールベアリングであり、便宜上軸受と呼称するが、スピンドル３６を軸支するものではない。スピンドル３６のうち軸受４５が設けられる部分は偏心軸（図４で詳述する細径部３６ｃ）になっていて、スピンドル３６が回転することによって軸受４５が回転軸線Ａ１の周りを公転する。偏心軸３の後側部分には、偏心軸と同軸の偏心円筒面３７が形成され、そこにバランスウエイト３９が装着される。バランスウエイト３９は、偏心軸によって回転軸線Ａ１から一方向にずれた重心位置を逆方向に偏心させるためのするウエイトを置くことによって回転バランスを取るものである。スイングアーム４０は、出力軸５０の外周面に固定されるものであって、出力軸５０と共に軸線Ｂ１を中心に回動する。スイングアーム４０には、出力軸５０の外周部分から径方向外側方向に延在する２本のアーム部４２ａ、４２ｂ（符号は図４参照）が形成され、軸受４５の外輪と接触する。

【0025】

出力軸５０は軸線Ｂ１を中心に、周方向に回動可能なように保持される回転体であって、ボール式（ボールベアリング）の軸受５５とニードル式（ニードルベアリング）の軸受５６によってホルダ２９に軸支される。出力軸５０は、大径部５１ａと小径部５１ｂを有する中空の円筒部５１と、円筒部５１の上側の開口を塞ぐと共に軸受５５によって軸支される支持軸５７を含んで構成される。円筒部５１の大径部５１ａと小径部５１ｂは、出力軸線Ｂ１に沿った方向に並べて設けられ、大径部５１ａの内側空間は、小径部５１ｂの内側空間よりも大きくなっている。小径部５１ｂは、ホルダ２９の貫通穴部２９ａよりも下側に突出してカバー３のより外部に露出する。支持軸５７は２つの異なる径を有する円筒状であり、支持軸５７のうち細径部分は軸受５５を介してホルダ２９により回転可能に支持され、大径部分は外周側に形成された雄ねじ部が大径部５１ａの内周側に形成された雌ネジ部と螺合する。支持軸５７は出力軸５０と同心状に配置され、出力軸５０及び支持軸５７は一体で回転する。出力軸５０及び支持軸５７は、出力軸線Ｂ１に沿った方向には実質的に移動しないようにホルダ２９に軸支される。円筒部５１の大径部５１ａの外周部に当接するようにニードルベアリング５６がホルダ２９に設けられる。ホルダ２９の下側にはホルダ２９内に充填されたグリスが外部に漏洩しないようにシール部材６６にて密封される。

【0026】

支持軸５７内には第１シャフト５２が設けられる。第１シャフト５２の一部は円筒部５１内に配置される。第１シャフト５２の下側の軸心には雌ネジ穴が形成され、雌ネジ穴に第２シャフト５３の上端の雄ねじ部が螺合される。第２シャフト５３は円筒部５１の内側に位置して、下側端部に雌ネジ部を形成することによって、先端工具８０を固定するための取付ボルト５８を螺合させるためのものである。第１シャフト５２のうち大径部５１ａ内に配置された箇所に、外向きフランジ５２ａが設けられる。円筒部５１と小径部５１ｂとの間に段差が形成され、段差と第１シャフト５２の間にスプリング５４が設けられる。スプリング５４は金属製の圧縮コイルバネであり、出力軸線Ｂ１方向に沿って、第１シャフト５２と円筒部５１が離反する方向に付勢する。第１シャフト５２はスプリング５４の力で上向きに押され、上側端部が支持軸５７の中央の貫通孔を貫通する。第１シャフト５２の上側細径部の外周面は、支持軸５７の内周面に対して軸方向に摺動可能である。

【0027】

円筒部５１の小径部５１ｂ内に亘って第２シャフト５３が配置される。第１シャフト５２及び第２シャフト５３は出力軸線Ｂ１に沿った方向に一体で移動可能である。小径部５１ｂの下端部には工具支持部５９が設けられる。工具支持部５９の中心には軸孔が設けられ、軸孔を貫通するように取付ボルト５８が挿入される。取付ボルト５８は第２シャフト５３に着脱可能であって、上側部分は雄ネジ部が形成された軸部５８ａと六角形状の頭部５８ｂが形成される。出力軸線Ｂ１に沿った方向の両側から、取付ボルト５８と工具支持部５９が協働して先端工具８０を挟んで固定する。

【0028】

円筒部５１の小径部５１ｂには、クランプ部材６３が設けられる。クランプ部材６３は２個設けられており、クランプ部材６３は小径部５１ｂに形成された径方向の貫通穴に沿って、軸線Ｂ１の径方向に移動可能とすることによって取付ボルト５８を第２シャフト５３から取り外すことの可能なロック解除状態と解除状態を切り替える。ガイド部材６２は、クランプ部材６３をロック状態とする第１の回転位置と、クランプ部材６３をロック解除状態とする第２の回転位置に移動可能である。ガイドカバー６０はガイド部材６２の外側に設けられる円筒状のカバーである。

【0029】

図４は本実施例の作業機１の動力伝達機構３５の図であり、（Ａ）は組み込んだ状態の斜視図で有り、（Ｂ）は展開した状態の斜視図である。動力伝達機構３５は、モータ１５の回転軸１８に接続されるものであって、回転軸１８と一体回転するスピンドル３６と、スイングアーム４０と、スピンドル３６からスイングアーム４０を接続するボールベアリング式の軸受４５を含んで構成される。

【0030】

動力伝達機構３５は、偏心して回転する“偏心回転部”と“往復動変換部”によって構成される。偏心回転部は、回転軸の回転によって偏心して回転する回転部分である。本実施例では、スピンドル３６に、回転部の一部を構成する偏心軸３６ｃを形成した。つまり、スピンドル３６は回転軸と偏心軸３６ｃの双方の機能を果たす。スピンドル３６は、金属の削り出し加工によって製造され、モータ１５に近い後方側から、モータ１５の回転軸１８を圧入させるための嵌合孔３６ｄを形成するための太径部３６ａと、外周側にてボール式の軸受４５によって軸支される中径部３６ｂと、細径部３６ｃが形成される。ここで細径部３６ｃは円柱状に形成されるが、細径部３６ｃの中心軸は、太径部３６ａ及び中径部３６ｂの中心軸線（軸線Ａ１）に対して偏心するように形成される。嵌合孔３６ｄにはモータ１５の回転軸１８が圧入される。太径部３６ａにはエア抜きのための径方向に貫通する貫通穴３６ｇが形成され、回転軸１８が嵌合孔３６ｄに圧入されることで、モータの回転軸１８とスピンドル３６が相対回転しないように固定される。

【0031】

偏心回転部は、偏心軸である細径部３６ｃ及び軸受４５とその付属物で構成される。こここでは軸受４５が偏心軸（細径部３６ｃ）と共に回転する円環部材を構成する。軸受４５はボールベアリングであり、外周面の形状は樽状にわずかに湾曲するように形成されている。軸受４５は細径部３６ｃに圧入では無くて、差し込まれている程度であって、軸方向に摺動可能である。軸受４５の後方側にはスプリング４６が設けられる。スプリング４６は圧縮コイルバネであり、その後方側端部が軸受４５の内輪に当接し、前方側端部にワッシャ４７が介在され、Ｃリング４８にて細径部３６ｃから抜け落ちないように固定される。細径部３６ｃの端部付近には、Ｃリング４８を装着するための周方向に連続する周方向溝３６ｅが形成される。軸受４５は。内輪と外輪を有し、それぞれの間にある複数の転動体を有するものであるが、大きく連続回転するものではなく、偏心動作によってわずかに外輪が揺動する程度である。以上のように、偏心軸３６ｃの中心線は、軸線Ａ１から偏心した位置となるため、スピンドル３６が回転することによって軸受４５が、軸線Ａ１の回りを公転し、軸受４５の外輪にアーム部４２ａ、４２ｂが接触しているスイングアーム４０が往復動することになる。尚、回転部は本実施例のように偏心軸３６ｃ（又は偏心カム）と軸受４５で構成しても良いし、偏心軸３６ｃと円環メタル（図示せず）で構成しても良いし、偏心軸３６ｃとニードルベアリングで構成しても良い。

【0032】

スイングアーム４０は、出力軸５０に固定され、スイングアーム４０の出力軸線Ｂ１を中心としたスイング動作が、出力軸５０の出力軸線Ｂ１を中心とした周方向の往復動運動に変換される。スイングアーム４０は円筒部４１と、軸方向視にてＵ字状のアーム部４２ａ、４２ｂが一体に形成されたもので、金属製とすることができる。アーム部４２ａ、４２ｂの軸受４５と当接する部分は、平坦面４３ａ、４３ｂが形成される。平坦面４３ａ、４３ｂは摩耗を防止するために浸炭処理等の熱処理が施されている。以上のような動力伝達機構３５が組み付けられると、付勢部材のほぼ全部が、軸方向視でＵ字状のアーム部４２ａ、４２ｂの内側に位置するので、従来では用いられていなかったスペースの有効活用を図ることができる。従って、従来の動力伝達機構から大型化させずに、ほぼ同じ大きさで本実施例を実現できる。

【0033】

ここで本実施例の動力伝達機構３５の理解のために、従来例の動力伝達機構１３５を図８～図１０を用いて説明する。図８（Ａ）は従来の作業機１０１の前方部分の部分縦断面図であり、（Ｂ）は部分横断面図である。本実施例の作業機１と異なるのはスピンドル１３６の形状と、軸受４５の保持構造である。ここではスピンドル１３６には、付勢部材（図４のスプリング４６）が設けられていない。それ以外の構成、特にホルダ２９の形状と出力軸５０及びスイングアーム４０は本実施例と同じであり、同じ部品を用いている。

【0034】

図９は従来の作業機１０１の動力伝達機構１３５であり、（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は側面図（一部断面図）である。スピンドル１３６の形状は、図４で示したスピンドル３６に比べて、偏心回転部の一部を構成する偏心軸１３６ｃの軸方向長さが短いだけである。そして、軸受４５に軸方向に付勢するスプリングが設けられない。スイングアーム４０は、本実施例と同じ部品である。スピンドル１３６は、金属の削り出し加工によって製造され、モータ１５に近い後方側から、モータ１５の回転軸１８を圧入させるための嵌合孔１３６ｄを形成するための太径部１３６ａと、外周側にてボール式の軸受４５によって軸支される中径部１３６ｂと、太径部１３６ａ及び中径部１３６ｂの中心軸（軸線Ａ１）と偏心するように形成される細径部１３６ｃを有する中径部１３６ｂの太径部１３６ａとの接続部付近の周方向に連続する窪み１３６ｆは、切削加工を容易にするために形成したものである。細径部１３６ｃは軸受４５を固定するのに必要十分な軸方向長さだけを有し、端部付近にＣリング４８を取りつけるための、周方向溝１３６ｅが形成される。軸受４５の内輪４５ａは、中径部１３６ｂと細径部１３６ｃの段差部分とＣリング４８によって実質的に軸方向に移動できないように保持される。従って、軸受４５を圧入又は圧入に近い形で細径部１３６ｃに取り付けるようにした。このように従来の動力伝達機構１３５では細径部１３６ｃとスイングアーム４０の円筒部４１との間に、ある程度の隙間１４３を有することになり、この隙間１４３がデッドスペースになっている。

【0035】

図１０は従来の作業機１０１の動力伝達機構１３５に加わる荷重を説明するための上面図である。図１０（Ａ）は、回転するスピンドル１３６によって上面視で左右方向に往復動する軸受４５が左端位置からわずかだけ右側に移動し、軸受４５の右側部分が平坦面４３ｂを押圧し始めた瞬間の状態を表している。すなわち図１０（Ａ）は、左方向に（図中での時計回り方向）移動していた平坦面４３ｂを右方向に動いた軸受４５が押圧し始めた瞬間を表す。軸受４５の外周形状は図からも分かるように断面視で湾曲しているので、スイングアーム４０の揺動位置によって、軸受４５と平坦面４３ａとの接触位置が変化する。図１０（Ａ）の場合、軸受４５の中心位置よりもわずかに後方で軸受４５と平坦面４３ｂとが接触する。この結果、平坦面４３ｂと接触する軸受４５の外周部における法線方向は、スイングアーム４０の往復動方向（左右方向）と交差する方向になるため、軸受４５から平坦面４３ｂへの押圧力（荷重）はＦ２方向となり、軸受４５が受ける反力はＦ１方向となる。荷重Ｆ２は、左方向に移動している部材を右方向に移動するように、部材の運動方向を逆にする際の荷重のため、軸受４５が１回転する間において特に大きい荷重となる。Ｆ２の分力は、図のように軸線Ａ１と直交方向のラジアル分力Ｒ２と、軸線Ａ１と平行方向のスラスト分力Ｓ２となる。（図では理解しやすいように、Ｆ１の傾斜角を大きく図示している）。また、Ｆ２の反力であるＦ１の荷重も大きく、Ｆ１の分力は、図のように軸線Ａ１と直交方向のラジアル分力Ｒ１と、軸線Ａ１と平行方向のスラスト分力Ｓ１となる。

【0036】

図１０（Ｂ）は、軸受４５が右端位置からわずかだけ左側に移動し、軸受４５の左側部分が平坦面４３ａを押圧し始めた瞬間の状態を表している。すなわち図１０（Ｂ）は、右方向に（図中での反時計回り方向）移動していた平坦面４３ａを左方向に動いた軸受４５が押圧し始めた瞬間を表す。その際の軸受４５にかかる荷重は、図１０（Ａ）と同様に、Ｆ１となり、その分力は分力Ｒ１、分力Ｓ１となる。ここで、（Ａ）と（Ｂ）と比較するとわかるように、ラジアル方向の分力Ｒ１とＲ２は、スイングアーム４０の揺動方向によって方向が変わるが、分力Ｓ１、Ｓ２は方向に変化がない。従って、軸線Ｃ１の右側と左側において分力Ｓ１が断続的に軸受４５に対してかかり、軸受４５を前方に移動させるような力が断続的に加わることになる。分力Ｓ１は先端工具８０を動作させる力としては機能しない分力Ｓ２の反力であり、余分な荷重として軸受４５に伝達されるため、減少させる必要がある。このような現象に対し、軸受４５が受ける荷重のうち、分力Ｓ１を吸収させるため、軸受４５を軸線Ｃ１方向に移動可能（摺動可能）として、さらに弾性部材によって弾性的に保持するようにしたのが本発明である。

【0037】

次に図５を用いて本実施例の動力伝達機構３５を説明する。図５（Ａ）は動力伝達機構３５の上面図であり、（Ｂ）はその側面図である。スピンドル３６には、太径部３６ａ、中径部３６ｂ、細径部（偏心軸）３６ｃが形成される。ここで太径部３６ａ、中径部３６ｂの形状は、図９で示した従来のスピンドル１３６の形状と全く同じである。一方、細径部３６ｃは、その径は同じであるが、従来の細径部１３６ｃ（図９参照）よりも軸線Ａ１方向前側に延ばしている。そして、その延ばした部分に、圧縮コイル式のスプリング４６を配置した。スプリング４６は細径部１３６ｃと同軸に配置され、その後方側は軸受４５の内輪４５ａの前側の円環状の側壁に当接し、前方側は金属製のワッシャ４７と当接する。ワッシャ４７の前方にはＣリング４８が周方向溝３６ｅに装着され、ワッシャ４７の軸方向前方側への移動を阻止する。軸受４５は、内輪４５ａと外輪４５ｃの間に複数のスチールボール４５ｂが配置される公知のボールベアリングであって、軸受４５の全体は、図３で示した矢印３１のように軸方向に移動可能である。以上のように、従来のスピンドル１３６の細径部１３６ｃを延長して、スプリング４６とワッシャ４７を追加するだけで、軸受４５を軸線Ａ１方向（矢印３１の方向）に移動できるように構成できた。尚、細径部３６ｃの外径は、従来のスピンドル１３６の細径部１３６ｃよりもわずかに細くして、軸受４５を従来の圧入からすきまばめ程度とするように変更すると良い。このように軸受４５を軸方向に移動可能に保持することによって、スイングアーム４０の軸線Ｂ１周りの周方向揺動時に生ずる、軸線Ａ１と平行方向の周期的な反力の変化をスプリング４６によって効果的に吸収できるため、軸受４５の局所的に加わる力を低減できる。また、軸受４５に受ける反力が低減されるため、回転軸たるスピンドル３６を介してモータ１５やモータハウジング２側に伝達される振動を低減できる。

【0038】

スイングアーム４０は出力軸５０の円筒部５１に固定される円筒部４１と、軸受４５と当接するためのＵ字状の腕部となるアーム部４２ａ、４２ｂを有して構成される。スイングアーム４０の周方向へ往復動作させる移動量は、軸線Ｂ１を中心点として基準位置から回転角度にして±５度程度である。但し、揺動角は数度から十数度程度の範囲で設定しても良い。円筒部４１とアーム部４２ａ、４２ｂは金属の一体品であり、円筒部４１の内周面４４が出力軸５０の円筒部５１の外周面と当接する。スイングアーム４０のアーム部４２ａ、４２ｂは軸受４５の外輪の外径に等しい間隔で配置され、軸受４５と当接する部分には、平坦な平坦面４３ａ、４３ｂが形成される。平坦面４３ａ、４３ｂは表面をアルマイト加工することによって、摩耗しにくい高硬度面とし、すべり性などの表面特性を付与するように加工すると良い。軸受４５の外輪４５ｃは、軸線Ｃ１を含む断面で円弧状に湾曲するような形状とされ、平坦面４３ａ、４３ｂとの接触面積を減らして抵抗を減らしている。このように軸受４５の外輪４５ｃは、一対のアーム部４２ａ、４２ｂの間に挟まれるようにして保持されることになる。

【0039】

以上の構成によって本実施例では、偏心して回転する円筒部材（軸受４５）を、それに接触する往復動変換部（スイングアーム４０）に対して軸線Ａ１方向に相対移動可能に構成したので、スイングアーム４０の往復動駆動時の反力伝達を抑制でき、往復動変換部から回転部を介して回転軸側に伝わる振動を大幅に低減できる。特に、本実施例では先端工具の往復動方向と異なる方向の振動が発生することを抑えることが可能となった。円環部材（軸受４５）は、スプリング４６等の軸方向付勢手段によってモータ１５側に付勢され、円環部材（軸受４５）と往復動変換部（スイングアーム４０）の接触状況も良好に維持されるため、接触部材が往復動変換部に衝突する際に発生する軸方向の荷重を効果的に減衰できる。従って、軸方向の振動が作業者に伝達されることを効果的に抑制できる。

【実施例2】

【0040】

図６は本発明の第２の実施例に係る作業機１Ａの前方部分の拡大縦断面図である。第２の実施例ではスピンドル７６の形状を変更して、偏心軸となるスピンドル７６の細径部７６ｃに長さを軸方向にさらに長くして、軸方向の両側からスプリング４６、８６によって軸受４５を保持するように構成した。そのためカバー７３の軸線Ａ１方向の長さを第一の実施例のカバー３よりわずかに長くして、動力伝達機構７５の収容空間を広くした。スイングアーム４０は第一の実施例と同じ部品であって、出力軸５０付近の構造も同じである。

【0041】

図７は第２の実施例の動力伝達機構７５の図であり、（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は側面図（一部断面図）である。偏心軸（細径部７６ｃ）に取りつけられる軸受４５は第一の実施例と同じボールベアリングであるが、ニードルベアリングや、円筒状のメタル等を用いるようにしても良い。また、偏心軸（細径部７６ｃ）を設けず、軸線Ａ１から中心位置をずらすように円環部材を直接中径部７６ｂに取り付けて、カム状に形成した回転部が軸線Ａ１を中心に回転するように構成しても良い。スプリング４６の一端（後端）は軸受４５の内輪４５ａの前側側面に当接し、他端（前端）がワッシャ４７に当接する。ワッシャ４７は周方向溝７６ｅに嵌め込まれるＣリング４８によってスピンドル７６に保持される。軸受４５の後方に配置されるスプリング８６は、スプリング４６と同じコイルバネを用いることによって付勢力が同じになるようにした。スプリング８６の後端は軸受４５の内輪４５ａの後側側面に当接し、他端（前端）がワッシャ８７を介して細径部７６ｃと中径部７６ｂの段差部分に当接する。軸受４５の外輪４５ｃの外周面４５ｄは、スイングアーム４０のＵ字状に形成されたアーム部４２ａ、４２ｂの平坦面４３ａ、４３ｂに当接する。スピンドル７６は、図５にて示した第一の実施例のスピンドル３６に比べて、スプリング８６を収容する領域分だけ軸方向に長くなる。

【0042】

第２の実施例によれば軸受４５が、スイングアーム４０から受ける荷重に応じて軸方向の前側だけでなく後側にも弾性力を介した移動が可能となるので、前後両方の荷重を好適に減衰可能である。さらに、軸受４５の追従性がさらに良くなり、軸受４５と平坦面４３ａ、４３ｂとの接触状況が大いに改善されるため、振動の発生を大きく抑制できる。従って、第２の実施例によれば把持部５（図１参照）の振動を抑制できる。

【0043】

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では軸受４５とし、ボールベアリングとスプリングの組合せで回転部を構成しているが、付勢部材であるスプリングは、ゴム製のブッシュやＯリング等の別の弾性体にて置き換えるように構成しても良い。また上述の実施例では、回転部の一部である円環部材（軸受４５）をスピンドル７６に摺動可能に取り付けることで、円環部材が往復動変換部（スイングアーム４０）に対して相対移動可能としたが、円環部材が軸方向に移動できないように固定されたスピンドル７６の全体が、往復動変換部（スイングアーム４０）に対して相対移動可能に構成する、すなわちスピンドル７６と円環部材の組立体を軸方向に移動可能とすることで、円環部材が往復動変換部に対して相対移動可能とするような構成としても良い。

【符号の説明】

【0044】

１…作業機、１Ａ…作業機、２…モータハウジング、３…カバー、５…把持部、６…電池パック装着部、７ａ～７ｋ…ネジボス、８ｃ，８ｄ…ネジ、９ａ…吸気口、９ｂ…排気口、１０…装置本体、１３…本体側端子、１４…照明装置、１５…モータ、１６…ロータ、１７…ステータ、１８…回転軸、２０…制御回路部、２１…回路基板、２２…半導体スイッチング素子、２３…速度調整ダイヤル、２４…操作パネル、２５…スイッチ、２６ａ…スイッチレバー、２６ｂ…スライドアーム、２７…冷却ファン、２８…電力ケーブル、２９…ホルダ、２９ａ…貫通穴部、３１…軸方向、３２…軸受、３３…スリーブ、３４…軸受、３５…動力伝達機構、３６…スピンドル、３６ａ…太径部、３６ｂ…中径部、３６ｃ…細径部（偏心軸）、３６ｄ…嵌合孔、３６ｅ…周方向溝、３６ｆ…窪み、３６ｇ…（径方向）貫通穴、３７…偏心円筒面、３９…バランスウエイト、４０…スイングアーム、４１…円筒部、４２ａ，４２ｂ…アーム部、４３ａ，４３ｂ…平坦面、４４…内周面、４５…軸受、４５ａ…内輪、４５ｂ…スチールボール、４５ｃ…外輪、４５ｄ…外周面、４６…スプリング（第一のコイルバネ）、４７…ワッシャ、４８…Ｃリング、５０…出力軸、５１…（出力軸の）円筒部、５１ａ…大径部、５１ｂ…小径部、５２…第１シャフト、５２ａ…外向きフランジ、５３…第２シャフト、５４…スプリング、５５…軸受（ボールベアリング）、５６…軸受（ニードルベアリング）、５７…支持軸、５８…取付ボルト、５８ａ…軸部、５８ｂ…頭部、５９…工具支持部、６０…ガイドカバー、６２…ガイド部材、６３…クランプ部材、６６…シール部材、７３…カバー、７５…動力伝達機構、７６…スピンドル、７６ａ…太径部、７６ｂ…中径部、７６ｃ…細径部（偏心軸）、７６ｄ…嵌合孔、７６ｅ…周方向溝、７６ｆ…窪み、７６ｇ…（径方向）貫通穴、７７…偏心円筒面、７９…ホルダ、８０…先端工具、８６…スプリング（第二のコイルバネ）、８７…ワッシャ、９０…電池パック、９１…上ケース、９２…下ケース、９３…ラッチボタン、９４…電池側端子、１０１…作業機、１３５…動力伝達機構、１３６…スピンドル、１３６ａ…太径部、１３６ｂ…中径部、１３６ｃ…細径部（偏心軸）、１３６ｄ…嵌合孔、１３６ｅ…周方向溝、１３６ｆ…窪み、１３６ｇ…（径方向）貫通穴、１３７…偏心円筒面、１４３…隙間、Ａ１…（回転）軸線、Ｂ１…（出力）軸線、Ｃ１…（偏心）軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】