(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端面と当該第１の端面に対向する第２の端面とを有する細長く鋳造されるとともに、少なくとも３つの貫通孔及び少なくとも３つのリブを有する中空部及び中実の塊である接続部を有する第１の部分と中実の塊である第２の部分とを用意する鋳造ステップと、
前記第２の部分が摩擦溶接処理によって前記中空部の前記第２の端面に接続されて未完成のシャフトを形成する摩擦溶接ステップと、
前記未完成のシャフトを処理してシャフトを形成する処理ステップと、を含むことを特徴とする、
空気動工具用シャフトの製造方法。
【請求項２】
前記鋳造ステップでは、前記接続部が鋳造され、前記接続部及び前記中空部がそれぞれ用意され、前記摩擦溶接ステップでは、前記接続部が摩擦溶接処理によって前記中空部の前記第１の端面に接続されることを特徴とする請求項１に記載の空気動工具用シャフトの製造方法。
【請求項３】
前記鋳造ステップでは、前記第１の部分が鋳造され、前記中空部及び前記接続部が一体的に鋳造されることを特徴とする請求項１に記載の空気動工具用シャフトの製造方法。
【請求項４】
前記鋳造ステップと前記摩擦溶接ステップとの間に第１の旋盤切断ステップをさらに含み、前記第１の旋盤切断ステップでは、前記第１の部分及び前記第２の部分の外面がそれぞれ所望の形状に旋盤切断されることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の空気動工具用シャフトの製造方法。
【請求項５】
前記処理ステップは、前記未完成のシャフトの前記外面を所望の形状に旋盤切断する第２の旋盤切断サブステップと、前記未完成のシャフトの前記外面を所望の形状にフライス加工するフライス加工サブステップと、前記未完成のシャフトを熱処理して当該未完成のシャフトの強度を高める熱処理サブステップと、前記未完成のシャフトの前記外面をなめらかにするための研磨を行って前記シャフトを形成する研磨サブステップと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の空気動工具用シャフトの製造方法。
【請求項６】
第１の端面、当該第１の端面に対向する第２の端面、軸、少なくとも３つの貫通孔、及び少なくとも３つのリブを有する中空部であって、前記少なくとも３つの貫通孔がそれぞれ前記軸に対して平行するように前記第１の端面及び前記第２の端面を通って形成され、前記少なくとも３つのリブが間隔をおいて前記少なくとも３つの貫通孔との間に配置される、細長い中空部と、中実の塊であり、前記中空部の前記第１の端面に一体的に接続される接続部と、を有する金属製の第１の部分と、
中実の塊であり摩擦溶接処理によって前記中空部の前記第２の端面に一体的に接続される金属製の第２の部分と、を含むことを特徴とする、
空気動工具用シャフト。
【請求項７】
前記中空部の前記リブの数は、３〜８の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の空気動工具用シャフト。
【請求項８】
前記中空部の前記リブは、前記中空部の前記軸に対して放射状に等間隔に配置されることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気動工具用シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気動工具用シャフトの製造方法及びその製造方法によるシャフトに関し、特に、シャフトの重量及び材料費を削減する空気動工具用シャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３を参照する。従来の空気動工具用シャフト９０は、第１の端部９１及び当該第１の端部９１に対向する第２の端部９２を有する。シャフト９０の第１の端部９１は、異なるスリーブ又は工具ビットに接続することができる。シャフト９０の第２の端部９２は、空気動工具の本体に挿入することができる。シャフト９０は、ユーザが空気動工具を操作する際に、回転させて物体に穴を開けたりひびを入れたりすることができる。
【０００３】
シャフト９０は、強いトルクを支えなければならないため、シャフト９０は、熱処理や切断などの手順で製造された中実の金属製の棒状のものからなる。したがって、シャフト９０は、高い構造強度を有する。しかしながら、シャフト９０は、中実の金属でありその重量が３Ｋｇ〜４Ｋｇに達するため、シャフト９０を保持するユーザにとって大変な負担である。さらに、シャフト９０の材料費も無視できないものである。
【０００４】
空気動工具用シャフト９０の従来の製造方法では、上記の欠点を有するシャフト９０の重量を低減させることはできない。
【０００５】
この欠点を克服するため、本発明は、上記課題を軽減する空気動工具用シャフトの製造方法及びその製造方法によるシャフトを提供することを目的とするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、シャフトの重量及び材料費を削減する空気動工具用シャフトの製造方法及びその製造方法によるシャフトを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
空気動工具用シャフトの製造方法は、鋳造ステップ、摩擦溶接ステップ及び処理ステップを含む。前記鋳造ステップでは、第１の部分の中空部が鋳造され、第２の部分が用意される。前記摩擦溶接ステップでは、前記第２の部分を摩擦溶接処理によって前記第１の部分の前記中空部の第２の端面に接続させて未完成のシャフトを形成する。前記処理ステップでは、前記未完成のシャフトの外面を処理してシャフトを形成する。前記中空部を鋳造してそこに貫通孔を形成する。よって、前記シャフトの重量が低減されて前記シャフトが軽量化され前記シャフトの材料費も削減される。
【０００８】
本発明の他の目的、利点及び新規特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照することでより明確となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る空気動工具用シャフトの製造方法の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明に係る空気動工具用シャフトの第１の実施形態の分解断面側面図である。
【図３】図２におけるシャフトの断面側面図である。
【図４】図２におけるシャフトの拡大断面上面図である。
【図５】図３におけるシャフトの斜視図である。
【図６】図３におけるシャフトの使用時の斜視図である。
【図７】本発明に係る製造方法の第２の実施形態によって製造されたシャフトの分解断面側面図である。
【図８】本発明に係る製造方法の第３の実施形態によって製造されたシャフトの分解断面側面図である。
【図９】本発明に係る空気動工具用シャフトの中空部の第２の実施形態の断面上面図である。
【図１０】本発明に係る空気動工具用シャフトの中空部の第３の実施形態の断面上面図である。
【図１１】本発明に係る空気動工具用シャフトの中空部の第４の実施形態の断面上面図である。
【図１２】本発明に係る空気動工具用シャフトの中空部の第５の実施形態の断面上面図である。
【図１３】従来技術に係る従来型空気動工具用シャフトの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図４を参照する。本発明に係る空気動工具用シャフトの製造方法の第１の実施形態は、以下のステップを含む。
【００１１】
Ａ：鋳造
第１の部分１０及び第２の部分２０を用意する。
【００１２】
第１の部分１０は、中空部１１及び接続部１２を有する。中空部１１は、細長く鋳造され、第１の端面１１１と第２の端面１１２及び軸１１３を有する。第２の端面１１２は、中空部１１の第１の端面１１１に対向する。
【００１３】
接続部１２及び第２の部分２０は、それぞれ中実の塊である。
【００１４】
中空部１１、接続部１２及び第２の部分２０は、３つの個別の構成要素であり、それぞれ鋳造されることが好ましい。
【００１５】
あるいは、接続部１５及び第２の部分２０は、鋳造しなくてもよい。本発明は、接続部１２及び第２部分２０がどのように製造されるかを制限するものではない。
【００１６】
Ｂ．第１の旋盤切断
中空部１１、接続部１２及び第２部分２０の外面はそれぞれ、所望の形状に旋盤切断される。
【００１７】
Ｃ．摩擦溶接
第２の部分２０は、摩擦溶接処理によって中空部１１の第２の端面１１２に接続され、接続部１２は、摩擦溶接処理によって中空部１１の第１の端面１１１に接続されて未完成のシャフトＰ１を形成する。
【００１８】
この後の処理ステップは、以下のサブステップを有する。
【００１９】
Ｄ．第２の旋盤切断
未完成のシャフトＰ１の外面を、所望の形状に旋盤切断する。
【００２０】
Ｅ．フライス加工
未完成のシャフトＰ１の外面を所望の形状にフライス加工する。
【００２１】
Ｆ．熱処理
未完成のシャフトＰ１は、未完成のシャフトＰ１の強度を高めるために熱処理される。
【００２２】
Ｇ．研磨
未完成のシャフトＰ１の外面を、図５に示したように、滑らかになるように研磨して、シャフトＰ２を形成する。
【００２３】
ここで、第１の旋盤切断、第２の旋盤切断、フライス加工、熱処理及び研磨は、従来のものであるため、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
図３〜図５を参照する。本発明に係る空気動工具用シャフトの製造方法の第１の実施形態により製造されたシャフトＰ２の第１の実施形態は、第１の部分１０及び第２の部分２０を有する。シャフトＰ２の中空部１１の構造をさらに説明する。
【００２５】
中空部１１は、少なくとも３つの貫通孔１１４及び少なくとも３つのリブ１１５を有する。少なくとも３つの貫通孔１１４は、間隙を介して配置される。各貫通孔１１４は、中空部１１を通って形成され、第１の端面１１１及び第２の端面１１２を通って形成され、中空部１１の軸に対して平行である。
少なくとも３つのリブ１１５は、少なくとも３つの貫通孔１１４と同数である。少なくとも３つのリブ１１５は、少なくとも３つの貫通孔１１４の間に形成され、間隙を介して配置される。
【００２６】
貫通孔１１４は、３つであることが好ましく、リブも３つであることが好ましい。リブ１１５は、中空部１１の軸１１３に対して放射状に等間隔で配置される。
【００２７】
中空部１１を鋳造して貫通孔１１４を形成する。そのため、シャフトＰ２の重量は従来のシャフト９０の２／３まで削減される。その結果、シャフトＰ２は、軽量化され、シャフトＰ２の材料費が削減される。
【００２８】
図６をさらに参照すると、シャフトＰ２の接続部１２は、空気動工具の本体Ｑに挿入され、シャフトＰ２の第２の部分２０は、異なるスリーブ又は工具ビットに接続可能である。または、接続部１２を異なるスリーブ又は工具ビットに適合するように処理してもよい。
第２の部分２０は、空気動工具の本体Ｑに挿入されるように処理されてもよい。本発明は、接続部１２を空気動工具の本体Ｑに接続しなければならないということに限定されるものではない。
【００２９】
図７を参照する。本発明に係る空気動工具用シャフトの製造方法の第２の実施形態は、第１の実施形態と実質的に同じである。
【００３０】
鋳造のステップでは、第１の部分１０Ａ及び第２の部分２０Ａをそれぞれ鋳造する。第１の部分１０Ａの中空部１１Ａ及び接続部１２Ａは、一体的に鋳造される。そして、摩擦溶接のステップでは、第２の部分２０Ａは、摩擦溶接処理によって中空部１１Ａの第２の端面１１２Ａに接続される。本発明では、鋳造のステップにおいて鋳造される構成要素の数は限定されない。
【００３１】
図８を参照する。本発明に係る空気動工具用シャフトの製造方法の第３の実施形態は、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００３２】
鋳造のステップでは、第１の部分１０Ｂ及び第２の部分２０Ｂをそれぞれ鋳造する。第１の部分１０Ｂの中空部１１Ｂ及び接続部１２Ｂは、一体的に鋳造される。そして、摩擦溶接のステップでは、第２の部分２０Ｂは、摩擦溶接処理によって中空部１１Ｂの第２の端面１１２Ｂに接続される。接続部１２Ｂは、異なるスリーブ又は工具ビットに適合するように処理される。第２の部分２０Ｂは、空気動工具の本体Ｑに挿入されるように処理される。
【００３３】
図９〜図１２を参照する。本発明に係る空気動工具用シャフトの第２、第３、第４及び第５の実施形態は、シャフトＰ２の第１の実施形態と実質的に同じである。
【００３４】
中空部１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆのリブ１１５の数は、それぞれ、４、５、６、７である。本発明におけるリブ１１５の数は、３から８までの範囲である。シャフトＰ２の重量は、リブ１１５の数が３であれば軽量である。さらに、シャフトＰ２の構造強度は、リブ１１５の数が８であれば十分である。
【００３５】
上記の説明から、本発明は、以下の利点を有することが分かる。
【００３６】
１．重量及び材料費の削減
中空部１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆを鋳造して貫通孔１１４を形成する。その結果、シャフトＰ２の重量が低減され、シャフトＰ２は、軽量化され、シャフトＰ２の材料費が削減される。
【００３７】
２．握りやすさ
シャフトＰ２が軽量化されたので、空気動工具は、長時間の作業のために保持することが容易である。
【００３８】
３．製造方法の第１の実施形態の第１の部分１０と第２の部分２０との間の接続の強化
本製造方法の第１の実施形態における第２の部分２０と接続部１２とはそれぞれ、摩擦溶接処理によって中空部１１に接続されているので、中空部１１，接続部１２及び第２の部分２０の間の接続は、本製造方法の第２の実施形態及び第３の実施形態と比較すると強化されている。
これは、第１の端面１１１及び第２の端面１１２を合わせた第１の実施形態における全体の摩擦溶接接続面積が、本製造方法の第２の実施形態及び第３の実施形態のものよりも大きいからであり、本製造方法の第１の実施形態における接続は、強いトルクを支えるためにさらに強化される。
【００３９】
４．内部構造強度の強化
中空部１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆは、貫通孔１１４に対応するリブ１１５を有する。リブ１１５は、シャフトＰ２が軽量化されても十分な構造強度を提供することもできる。
【００４０】
さらに、リブ１１５により、第１の端面１１１及び第２端面１１２を合わせた全体の摩擦溶接接続面積が拡大して、強いトルクを支えるために接続がさらに強化される。
【００４１】
５．振動の低減
使用時に、第２の部分２０，２０Ａ，２０Ｂ、中空部１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ及び接続部１２，１２Ａ，１２Ｂを振動が通り抜けユーザの手に衝撃を与える。
本発明において、中空部１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆは中空であり、中空部１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆは、振動の通過を効果的に軽減することができる。
【００４２】
本発明の多くの特徴及び利点を本発明の構造及び機能の詳細とともに上述してきたが、本開示は、例示に過ぎず、特に、形状、大きさ部品の配置などに関して、添付の請求項の範囲に説明される用語の広義的かつ一般な意味によって示される限りの本発明の原理の範囲内で詳細の変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０    第１の部分
１１    中空部
１１１  第１の端面
１１２  第２の端面
１１３  軸
１１４  貫通孔
１１５  リブ
１２    接続部
２０    第２の部分
【要約】
【課題】シャフトの重量が低減されて軽量化され材料費が削減される空気動工具用シャフトの製造方法を提供すること。
【解決手段】空気動工具用シャフトの製造方法は、鋳造ステップ、摩擦溶接ステップ、処理ステップを含む。鋳造ステップでは、第１の部分の中空部及び第２の部分がそれぞれ用意される。摩擦溶接ステップでは、第２の部分は、摩擦溶接処理によって第１の部分の中空部の第２の端面と接続され未完成のシャフトを形成する。処理ステップでは、未完成のシャフトの外面を処理してシャフトを形成する。中空部を鋳造してそこに貫通孔を形成する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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