JP2004521754A - 動力工具 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一つの作動要素４６を解除可能に保持するのに適した被駆動部材１５を有する種類の動力工具１に関する。動力工具１は、被駆動部材１５が作動要素４６に作業を完成させることができるよう作動される作動モード、あるいは作動要素４６を把持しあるいは解放するよう被駆動部材１５が調節される調節モードのいずれかで操作可能である。動力工具１は、作動または調節モードのいずれかで動力工具１を操作させるよう操作可能な選択手段１７を備える。動力ドリル１は、本発明が適用できる動力工具の一態様である。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの作動要素を解除可能に保持するよう構成された被駆動部材を有する種類の動力工具に関する。本発明は、庭園用動力工具を含む全てのタイプの動力工具に適用可能であり、作動要素が、（例えば）ドリルビット、鋸の刀、切断円盤、砥石車、あるいは、切断、成形、または別の方法で加工品を処理するために用いられるその他のあらゆる要素である工具、あるいは、作動要素、例えばドライバのブレードまたはソケットのスパナのような駆動部材である工具に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
動力ドリルは、本発明が適用可能な動力工具の一形態である。本発明の適用例において、被駆動部材は顎付きチャックであり、作動要素はドリルビットである。特に動力ドリルに関して本発明を以下に記載するのは都合よいであろう。しかし、本発明はより広い範囲に適用可能であると理解されるべきである。また、特に運搬可能な動力工具に関して本発明を以下に記載するのは都合よいであろう。しかし、本発明は運搬できない性質を有する動力工具にも適用可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の動力工具は、通常ドリルビットを把持するための３つの顎付きチャックを備えている。顎付きチャックは様々なサイズのドリルビットに適合するために調節可能であり、そのような調節はキーを使用することで実行される場合もあれば、顎付きチャックの外側スリーブを手動でねじることによって実行される場合もある。あるいは別の手段としてユーザが外側スリーブを把持して動力が顎付きチャックに加えられる。それによって、ユーザが抵抗力を与える。どちらの場合においても、ドリルビットを保持しまたは解放する過程は、労力及び時間を消費する。ユーザが抵抗力を与えるとき、顎付きチャックが閉められたときユーザがスリーブを解放し損なった場合、ユーザの手が損害を受ける可能性がある。他の形態の動力工具は、被駆動部材を操作するキーまたは手を利用し、作動要素の移動または置換えが要求されたとき、同様の不便を被ることとなる。
【０００４】
本発明は、使用するのに便利かつ安全な動力工具を提供することを目的とする。さらに本発明は、被駆動部材の把持口を開状態または閉状態の方へ作動する手段を有する動力工具を提供することを目的とする。またさらに本発明は、把持口がモータで駆動されるような動力工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、少なくとも一つの作動要素を把持しかつ作動させるよう操作可能な被駆動部材を含む動力工具が提供される。動力作動手段が被駆動部材に接続され、動力工具は、作動要素に作動を完成させることが可能となるよう作動される作動モードあるいは被駆動部材が作動要素を把持しまたは解放するよう調節される調節モードのいずれかで操作可能であり、かつ選択手段が、動力工具を前記モードのいずれかで操作するよう操作可能である。モータは液圧または空気圧で駆動可能であり、かつ作動要素は駆動時に回転運動、直線運動、あるいは他の形態の運動を克服するよう作動を完成するのに適した装置とすることができることが理解される。
【０００６】
好適な実施例としては、被駆動部材は、前記作動要素を把持しまたは解放するために、調節モード時において相互に関わって移動可能である本体部分及び調節部分を含んでおり、作動モード時において前記部分はともに移動する。動力作動手段は本体部分に接続され、それによって被駆動部材を駆動するようになっていることが好ましい。
【０００７】
動力工具は、前記調節部分と係合するよう操作可能なロック手段を含んでおり、それによって２つの前記部分が相関的に移動可能である。前記選択手段は、前記ロック手段を前記調節部分に係合させまたは調節部分から解放させるよう操作可能である。動力工具は、前記ロック手段が前記調節部分から係合を解放されたとき作動モードとなり、ロック手段が調節部分に係合されたとき調節モードとなることが好ましい。相関的な移動は、ロック手段が調節部分を係合する間に、動力駆動手段の操作に応じて行われることが好ましい。
【０００８】
動力駆動手段は、モータ及びギア組立体を含んでおり、その組立体によって前記モータが前記被駆動部材に接続されていることが好ましい。さらに、動力駆動手段は、低速または比較的高速で前記本体部分を駆動するよう操作可能であり、そして、前記選択手段によって前記調節モード時において前記低速で前記本体部分を駆動することが好ましい。
【０００９】
好適な実施例としては、被駆動部材はドリルビットを形成して作動要素を把持して駆動するのに適した顎付きチャックであり、前記動力駆動手段は前記作動モード時に前記顎付きチャックを回転するよう操作する。本体部分は顎付きチャックの頭部であり、前記調節部分は調節ナットであり、調節モード時にロック手段は調節ナットと係合して顎付きチャック頭部とともに回転しないようにすることが好ましい。さらに、調節ナットに対する顎付きチャック頭部の回転によって、ドリルビットを把持しまたは解放するよう２以上の顎付きチャック把持口を動かすことが好ましい。
【００１０】
本発明の一例を具体的に示す添付図面を参照して本発明を以下により詳細に説明するのが都合よいであろう。図面に描かれた特有性及び関連する詳細の説明は、上述した本発明の概略的な説明であり、一般性を排除するものとして理解されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明で適用可能である運搬可能な動力ドリルの一形態を示す。しかしながら、前述したように、本発明は、運搬不可能な動力工具を含む他の動力工具にも適用可能である。図１に示すドリル１は、本発明の具体例である。ドリル１はバッテリによって操作されてよく、あるいは直流変圧器を通して交流電源に接続して操作されてもよい。図１に示すドリル１は、後端に設けられたピストル型のグリップ３と、前端に近接して設けられた閉ループ形状のハンドル４とを具備する本体２を備えている。ループハンドル４は、本体２の長手方向軸線６（図２）回りに回転可能な本体２の前部５に配置位置を変更できるように接続されていることが好ましい。一例を示せば、ハンドル４の配置は、要求に応じて、ハンドル４が図１に示す本体２の下側、あるいは本体２の横または本体２の上側のいずれかに配置可能であるように、ピストルグリップ３に対して調節可能とすることができる。
【００１２】
ハンドルロック手段（図示せず）は、ハンドル４を選択位置に解放可能にロックするよう操作可能であることが好ましい。手動で係合可能なボタン（図示せず）または止めナットは、ハンドル４の配置が調節できるようロック手段を解放する操作が可能であってもよい。
【００１３】
図２は、ドリル１の一つの詳細な構成を示す図である。この構成において、交換可能なバッテリ８がピストルグリップ３の内部またはドリル１の別の都合のよい部分の内部に配置され、適当なスイッチ１０を通じてモータ９に接続されている。スイッチ１０は、指を掛けることのできるトリガ１１を操作して開閉されてもよい。そして、ロックボタン（図示せず）は、スイッチが閉じた位置においてトリガ１１を解放可能に保持するよう操作可能でもよい。そのようなトリガ錠はよく知られており、この詳細にさらなる説明を要しない。バッテリ８へのアクセスは、ロック解除ボタン１２を操作し、それによって後部１３が本体２の残りの部分から分離可能とされることによって可能となる。
【００１４】
必要であれば、モータ９は、直流変圧器（図示せず）を介して交流電源１４に直接接続することによって操作されてもよい。あるいは、モータ９は交流電源１４で供給されるバッテリ８から操作されてもよい。
【００１５】
図示した特定の構成において、ドリル１は本体部分５の内部に配置されギア組立体１６を通じてモータ９に接続可能な３つの顎付きチャック１５を備えている。モードセレクタ１７が、ドリル１を３つのモードのうちいずれか一つで操作可能となるように操作できることが好ましい。それらのモードのうち一つのモード（調節モード）で、モータ９は本体部分又は顎付きチャック頭部に対して顎付きチャック把持口１８の位置を調節するよう操作可能である。把持口を調節する接続は、破線２０によって図２に示されている。他の２つのモード（駆動モード）のいずれかにおいて、顎付きチャック１５がドリル操作を行うよう駆動（回転）されるようにギア組立体１６がモータ９を顎付きチャック１５に接続する。一方の駆動モードにおいて顎付きチャック１５は比較的低速で回転され、他方の駆動モードにおいて比較的高速で回転される。顎付きチャックを駆動させる接続は、破線２１によって図２に示されている。
【００１６】
図３は、ドリル１の使用に適したギア組立体１６の一態様を示す図である。組立体１６は、３つのギアシステム、すなわち第１の入力システム２２と、第２の入力システム２３と、出力システム２４とを備えている。入力システム２２，２３はそれぞれ入力シャフト２５に接続されており、入力シャフト２５を介してモータ９がギア組立体１６に接続されている。出力システム２４が出力シャフト２６に接続されており、出力シャフト２６は入力シャフト２５と顎付きチャック１５との間での接続部分を形成している。
【００１７】
第１の入力システム２２は、ギア組立体１６の本体２８に固定された環状歯車２７を備えている。ギア組立体１６はさらにドリル本体２（図３に示さず）に接続されている。また、入力システム２２は、入力シャフト２５とともに回転可能な太陽歯車２９と、それぞれが環状歯車２７及び太陽歯車２９の両者にかみ合う３つの遊星歯車３０とを備えている。各遊星歯車３０は、軸線６に平行に配置されたそれぞれのスピンドル３１に回転可能に取付けられている。各スピンドル３１は、第１の伝達部材３３のフランジ３２に接続されている。伝達部材３３は軸線６回りに回転するために取付けられ、かつ、入力システム２２，２３の間で接続する部分を形成する。他の手段もシステム２２，２３に接続するために採用され得ることは明らかであろう。歯車２７，２９と３０との関係は、図４に示されている。
【００１８】
第２の入力システム２３は、本体２８に固定された第１の環状歯車３４と、軸線６方向に本体２８に対して移動可能な第２の環状歯車３５と、３つの遊星歯車３６と、部材３３に固定された太陽歯車３７とを備えている。図５でよくわかるように、各遊星歯車３６は太陽歯車３７及び環状歯車３５の内側の歯３８とかみ合い、環状歯車３５の外側の歯３９は、図３に示すような操作モードで固定された環状歯車３４とかみ合っている。各遊星歯車３６は、遊星歯車３６が回転可能に取付けられた（図３）スピンドル４２によって第２の伝達部材４１のフランジ４０に接続されている。部材４１は、軸線６回りを回転するために取付けられている。入力システム２３は、それによって出力システム２４に接続されているが、その目的で熱の構成とすることも可能である。
【００１９】
出力システム２４は、本体２８に固定された環状歯車４３と、３つの遊星歯車４４と、伝達部材４１の一部を形成しまたは伝達部材４１に接続される太陽歯車４５とを備えている。各遊星歯車４４は環状歯車４３及び太陽歯車４５の両者とかみ合う。出力システム２４は適当な方法で出力シャフト２６に接続可能である。図示した特定の構成において、出力システム２４の各遊星歯車４４は出力シャフト２６に駆動を伝達するよう出力シャフト２６に接続されている。その目的で、各遊星歯車４４はそれぞれのスピンドル４６に回転可能に取付けられてもよい。各スピンドルはシャフト２６に保持されたフランジ４７に接続されている。他の駆動構成要素も採用可能である。
【００２０】
駆動は出力シャフト２６から顎付きチャックへいかなる適当な方法でも伝達可能である。そして、顎付きチャック１５は適当なものであればいかなる構成であってもよい。図示した特定の構成において、顎付きチャック１５は、シャフト２６に接続され３つの把持口１８を有する頭部４８を備えている。各把持口１８はドリルビット５０（図１）のシャンクに対して締付けるのに適したグリップ面４９を備えている。そして、調節手段が、係合すべきドリルビット５０の直径に応じた要求にしたがって把持口１８を動かせるように設けられている。
【００２１】
図示した特定の構成において、各把持口１８は、軸線６に対して斜めに構成された通路に沿って頭部４８に摺動可能となるよう頭部４８に取付けられている。調節手段は、頭部４８に回転可能に取付けられかつネジ接続またはウォーム接続によって各把持口１８とかみ合う調節ナット５１を備えている。その構成は、図６及び図７に示すように、頭部４８に対するナット５１の回転によって、軸線６の方へあるいは軸線６から離れて各把持口１８のグリップ面４９が移動するというものである。
【００２２】
顎付きチャック１５は高速回転または低速回転のいずれかで駆動されることが望ましい。その目的のために、モードセレクタ１７は、高速回転モードまたは低速回転モードのいずれかを選択するよう操作可能なものとすることができる。
【００２３】
図３は、低速モードが選択されたときのギア組立体１６の状態を示す。そのモードにおいて、入力シャフト２５は、太陽歯車２９の回転によって第１の入力ギアシステム２２を駆動する。図示した特定の構成において、遊星歯車システム２２は速度減少機構として機能する。すなわち、遊星歯車３０は固定された歯車２７及び回転する太陽歯車２９とかみ合うので、各遊星歯車３０の軸におけるシステム２２の回転速度は、太陽歯車２９の回転速度より小さい。伝達部材３３は、スピンドル３１によってシステム２２に接続されるため、同様に比較的低速で回転する。
【００２４】
第２の入力システム２３は、図３に示すように構成されるとき、速度がさらに減少する。なぜならば、第２の入力システム２３がシステム２２に類似した遊星歯車システムだからである。その点について、第２の環状歯車３５が、固定された環状歯車３４にかみ合い、それによって本体２８に対して回転しないよう保持されることが関係している。したがって、遊星歯車３６は、固定された環状歯車３５及び回転する太陽歯車３７とかみ合い、結果として、各遊星歯車３６の軸におけるシステム２３の回転速度は、太陽歯車３７の回転速度より劣る。伝達部材４１は複数のスピンドル４２によって形成された駆動接続によって回転し、したがって、伝達部材３３より劣る速度で回転する。
【００２５】
さらなる速度の減少は、伝達部材４１と出力シャフト２６との間で生じる。なぜならば、それら２つの要素は、ギアシステム２２と同様に機能する遊星歯車システム２４によって接続されているからである。ギアシステム２４の速度減少による影響は、必要に応じて入力ギアシステム２２，２３のいずれかの速度減少による影響と同様であったり異なったりしてもよい。いくつかの環境においては、第３の速度減少を必要としなくてもよいことが理解されるであろう。その場合には遊星歯車システム２４は省略可能である。
【００２６】
図８は、モードセレクタ１７が高速モードを選択するよう選択されたときに生じるギア組立体１６の変化を示す。その選択がなされたとき、環状歯車３５は、ピニオン歯車５２とかみ合いかつ固定された環状ギア３４から離間するよう軸方向左方に移動する。ピニオン歯車５２は、伝達部材３３とともに回転するよう、伝達部材３３の一部を形成するか、または伝達部材３３に固定されている。図８に示すように、環状歯車３５は遊星歯車３６に係合したままであり、それによって太陽歯車３７及び環状歯車３５の両者に対してそれら遊星歯車３６が回転することをロックしている。第２の入力システム２３の速度減少による影響はそれによって排除され、図示した特定の構成において、各遊星歯車３６の軸での回転速度は、伝達部材３３の回転速度と同じである。その結果、伝達部材４１が同じ速度で回転される。その速度は図３に示される構成において生じるよりも高速である。ギアシステム２４は速度減少の影響を残すにもかかわらず、出力シャフト２６の回転速度は図３の構成における場合よりも高くなる。
【００２７】
図９及び図１０は、本明細書の前段で詳述したギア組立体１６の分解図である。
【００２８】
適当であれば、図３及び図８それぞれに示された２つの位置の間で環状歯車３５を移動させるためにどのような機構でも採用可能である。図示した特定の構成において、その機構はレバー５３を備えている。このレバー５３は、ギア組立本体２８に回動可能に取付けられ、かつセレクタ１７の操作によってピボット取付け部回りに移動可能となるよう配置されている。レバー５３は、連結部５４（図３及び図８）によるように、いかなる適当な方法でも環状歯車３５に接続可能である。
【００２９】
モータ９は、可逆の形式であることが好ましい。そして、適当であれば顎付きチャック１５の正方向または逆方向の回転を選択可能とするいかなる手段を採用してもよい。駆動方向選択装置は、ドリル本体２の後端のような都合のよい場所に配置されてよい。
【００３０】
ドリル１には、顎付きチャック把持口１８の調節がモータ９の操作によってもたらされるようになる手段を設けてもよい。そのような顎付きチャック１５の動力調節は、いかなる適当な方法でも成し遂げられることができ、そして、一つの構成例が、図３，６，７，８によって示されるだろう。
【００３１】
その構成例において、ロック手段が、顎付きチャック調節ナット５１を顎付きチャック頭部４８との回転に対して解放可能にロックできるように設けられている。ナット５１がそのロック位置にあるとき、顎付きチャック頭部４８の正方向または逆方向の回転によって、把持口１８とナット５１とが相互作用し、把持口１８の位置は、モータ９の回転方向にしたがって内部または外部へ調節される。前述の目的のために種々の解放可能なロック装置を採用することが可能である。一つの構成例を添付の図面に示して後述する。
【００３２】
図示した特定の構成において、ロックスリーブ５６は、顎付きチャック１５に近接してドリル本体２内に配置されたギア組立体本体２８に取付けられている。スリーブ５６は、顎付きチャック１５に対して軸線６の方向に移動可能となるよう取付けられている。図３及び図８は、顎付きチャックがアンロックされた状態のスリーブ５６を示す。そして、図６及び図７は、顎付きチャックがロックされた状態のスリーブ５６を示す。スリーブ５６及び顎付きチャック１５間のロックによる係合は、いかなる適当な方法でもなされ得るものである。図示された構成において、スリーブ５６には、内部スプライン５７が設けられている。内部スプライン５７は、調節ナット５１に形成された外部スプライン５８に協働して係合可能である。スリーブ５６は、本体２８に対する回転に対して保持されてもよい。これは、スプライン５７と、本体２８に固定されまたは本体２８の部分を形成した部材６０の外部スプライン５９との間の協働する係合によるものである。スリーブ５６を回転に対して保持するが軸線６方向に移動を許容するためにその他の構成を採用してもよい。
【００３３】
スリーブ５６の位置は、ユーザによって、またはモードセレクタ１７によって直接調節してもよい。モードセレクタ１７を使用するとき、例として、スリーブ５６は、環状歯車３５とともに動くよう環状歯車３５に接続されてもよい。その他の適当な手段を、セレクタレバー５３に接続された連結手段６１を含む目的のために採用してもよい。スリーブ５６及び環状歯車３５が同時に移動するような場合を図３及び図８に示す。すなわち、図８は、図３に示された位置の左側に移動された環状歯車３５を示し、また、実質的に同じ程度で同じ方向に移動されたスリーブ５６を示す。
【００３４】
顎付きチャックナット５１のロック状態は、スリーブ５６を図３に示す位置を超えた右側を移動し、図６に示す位置とすることによって達成される。環状歯車３５の対応する移動は、固定された環状歯車３４及び太陽歯車３６の双方とかみ合った歯車から離れるようなものであることが好ましい。それらの環境下では、顎付きチャック把持口１８の調節は、顎付きチャック頭部４８が低速モードで回転している間になされる。他の構成も採用可能である。
【００３５】
顎付きチャックの調節操作が終了した後、セレクタ１７は、低速モード（図３）または高速モード（図８）のどちらかを選択するよう操作可能である。図３及び図８から明らかなように、スリーブ５６は、どちらの状態においても顎付きチャックナット４７から分離されている。
【００３６】
前述の記載から明らかなように、本発明を具体化した動力工具は、使用するのに好都合である。また、工具を把持する装置を操作可能にするためのキーをなくすので、安全に使用できる。そのようなキーによって、工具が操作されるときに工具が残されていた場合、重大なダメージを受けることがあり得る。さらに、工具を把持する装置の操作は、ユーザが抵抗力を与えないでなされる。それによって、ユーザの手にダメージを受けるおそれが少なくなる。本発明を具体化した動力工具の他の特徴及び利点は、前述した本発明の具体例の記載から明らかであろう。
【００３７】
最後に、様々な交換、修正及び／又は追加を部品の製作及び配置に関して導入してもよいと理解されるべきである。このことは、特許請求の範囲に定義されるように、本発明の精神または範囲から離れることなく明確に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が適用可能な動力工具の好適な態様を示す図である。
【図２】いくつかの特徴を示した図１の動力工具を示す図である。
【図３】モードの選択で低速モードを選択したときドリルに使用するのに適したギア組立体の一態様を示す図である。
【図４】第１の入力システムのギア間の関係を示す断面図である。
【図５】第２の入力システムのギア間の関係を示す断面図である。
【図６】調節ナットを係合するロック手段を示す断面図である。
【図７】図６からモータによって顎付きチャックをさらに回転させた後の断面図である。
【図８】モードの選択で高速モードを選択したときのギア組立体を示す図である。
【図９】ギア組立体の分解図である。
【図１０】ギア組立体の分解図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 動力工具
１５ 被駆動部材
１７ セレクタ

Claims (11)

1. 少なくとも一つの作動要素を把持しかつ駆動するよう操作可能な被駆動部材と、
   前記被駆動部材が作動要素を作動可能となるよう駆動される作動モードまたは前記被駆動部材が作動要素を把持しまたは解放するよう調節される調節モードのいずれかで動力工具を操作可能な前記被駆動部材に接続された動力駆動手段と、
   前記モードの一方または他方で動力工具を作動するために操作可能である選択手段と、
   を備えてなる動力工具。
2. 被駆動部材は、本体部分及び調節部分を備え、
   これら両部分は、調節モードにあるときには、前記作動要素を把持しまたは解放するために互いに対して移動可能であり、かつ、作動モードにあるときには共に移動する請求項１記載の動力工具。
3. 前記動力駆動手段は、前記本体部分に接続され、前記被駆動部材を駆動する請求項２記載の動力工具。
4. 前記調節部分を係合し、それによって前記２つの部分を互いに対して移動可能とするロック手段を備え、
   さらに、前記選択手段は、前記ロック手段を前記調節部分に係合させまたは係合解除させるよう操作可能である請求項２または３記載の動力工具。
5. 前記動力工具は、前記ロック手段が前記調節部分から係合解除されているときに作動モードにあり、前記ロック手段が調節部分に係合されているときに前記調節モードにある請求項４記載の動力工具。
6. 前記相互移動は、ロック手段が前記調節部分に係合している間、前記動力駆動手段の操作に応じてなされる請求項４または５記載の動力工具。
7. 前記動力駆動手段は、前記被駆動部材に接続されたモータ及びギア組立体を備え、
   前記モータは前記ギア組立体を介して前記被駆動部材に接続されている請求項１から６のいずれか一項に記載の動力工具。
8. 前記動力駆動手段は、低速または比較的高速のいずれかで前記本体部分を駆動するよう操作可能であり、かつ前記調節モード時に、前記選択手段によって前記低速で前記本体部分を駆動させる請求項３記載の動力工具。
9. 前記被駆動部材は、ドリルビットの形態をした作動要素を把持しかつ駆動するのに適した顎付きチャックであり、かつ前記動力駆動手段は、前記作動モード時に前記顎付きチャックを回転するよう操作する請求項１から８のいずれか一項に記載の動力工具。
10. 前記本体部分は顎付きチャック頭部であり、かつ前記調節部分は調節ナットであり、調節モード時にロック手段は調節ナットに係合して、調節ナットが顎付きチャック頭部と共に回転することを止める請求項９記載の動力工具。
11. 調節ナットに対する顎付きチャック頭部の回転が、ドリルビットを把持しまたは解放するために２以上の把持口を動かす請求項１０記載の動力工具。