JP2007222983A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】電気部品に影響を及ぼさず、かつ簡易な構成によって逆転時におけるトリガの押込み量を規制し得る電動工具を提供する。
【解決手段】回転速度調整器４とトリガ５と回転方向切替器６と操作機構７とを有する電動工具１であって、操作機構７は、ハウジング２に移動可能に支持された第一操作部材８と、第一操作部材８と別個にハウジング２側に移動可能に支持された第二操作部材９を有している。そして第一操作部材８を移動させることで第二操作部材９が移動し、第二操作部材９によって回転方向切替器６が操作される構成になっている。そして整流子モータの出力軸を逆転させるために、第一操作部材８を逆転選択位置に移動させた状態でトリガ５を押込んだ際に、トリガ５と当接してトリガ５の押込み量を規制する規制部８ｂが第一操作部材８に設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、整流子モータを有し、整流子モータの出力軸の回転方向を正転と逆転とに切替えて使用する電動工具、例えば電動ドリルや電動ドライバなどに関する。

従来、整流子モータを有する電動工具が広く知られている。整流子モータは、出力軸と一体に回転する電機子と整流子と、その整流子に摺接されるカーボンブラシを備えている。整流子モータは、一般に電機子のコイルの巻き方向などを調整することで逆転方向よりも正転方向に出力軸が回転しやすいように構成されている。そのため正転時よりも逆転時において整流子とカーボンブラシの間に電気火花が発生しやすく、該電気火花によってカーボンブラシが消耗し、カーボンブラシの耐久性が短くなるという問題があった。

この対策として特許文献１，２に記載の電動工具が従前開発されている。特許文献１に記載の電動工具は、整流子モータのＯＮ、ＯＦＦを行なう電気スイッチと、電気スイッチを操作するためのトリガと、モータの出力軸の回転方向を切替える際に操作される第二操作部材とを有している。第二操作部材にはピンが突設されており、トリガにはピンが正転時に係合される正転時用溝と、ピンが逆転時に係合される逆転時用溝が形成されている。逆転時用溝は、正転時用溝よりも短く、逆転時におけるトリガの押込み量を正転時よりも少なく規制する構成になっている。そのため逆転時の整流子モータへの電圧を規制し、カーボンブラシと整流子の間に生じる電気火花を抑えることで、カーボンブラシの耐久性を向上させることができる。

特許文献２に記載の電動工具は、トリガと切替えレバーを有し、トリガの押込み量を規制するためにトリガの押込み方向裏側に配設された可動ストッパを有している。可動ストッパは、ばねによって上方に付勢されており、出力軸を正転から逆転に切替えるために切替えレバーを傾動させることで、切替えレバーによって下方に押されて下方に移動し、下位置にてトリガの押込み量を規制する構成になっている。したがって該電動工具も特許文献１と同様にカーボンブラシの耐久性を向上させることができる構成になっている。
登録実用新案第２５９６２９４号公報 特開２００２−１５４０７３号公報

しかし特許文献１に記載の電動工具は、トリガの逆転時用溝と切替えレバーのピンによってトリガの押込み量を規制する構成になっているため、トリガの押込み力が切替えレバーによって受け止められる。そのため切替えレバーが力を受けて、切替えレバーによって操作される正逆切替スイッチに力が伝わり、正逆切替スイッチに悪影響が生じる可能性がある。例えば正逆切替スイッチにチャタリングが生じるおそれがある。

特許文献２に記載の電動工具は、可動ストッパを上方に付勢するばねなどが必要な複雑な構成になっていた。しかもトリガの押込み方向側に可動ストッパを有しているため、作業者に把持される部分がトリガ押込み方向に厚くなって握りにくいという問題も有していた。
そこで本発明は、電気部品に影響を及ぼさず、かつ簡易な構成によって逆転時におけるトリガの押込み量を規制し得る電動工具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える電動工具であることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によると、回転方向切替器を操作するための操作機構を有し、該操作機構は、ハウジングに移動可能に支持された第一操作部材と、第一操作部材と別個にハウジング側に移動可能に支持された第二操作部材を有している。そして第一操作部材を移動させることで第二操作部材が移動し、第二操作部材によって回転方向切替器を操作する構成になっている。そして整流子モータの出力軸を逆転させるために、第一操作部材を逆転選択位置に移動させた状態でトリガを押込んだ際に、該トリガと当接してトリガの押込み量を規制する規制部が第一操作部材に設けられている。

したがって逆転時のトリガの押込み量は、規制部によって規制される。そのため逆転時の整流子モータへの電圧を規制することにより、カーボンブラシと整流子の間に生じる電気火花を抑制してカーボンブラシの耐久性を向上させることができる。
該トリガの押込み量は、第一操作部材に設けられた規制部によって規制され、トリガを押込む力は、第一操作部材を支持するハウジングによって受け止められる。したがって第一操作部材と別個に支持された第二操作部材によって操作される回転方向切替器には、トリガを押込む力が伝わらない。そのため回転方向切替器に悪影響が及ぶことが抑制され、回転方向切替器の電気的トラブルを抑制することができる。
また第二操作部材は、第一操作部材の移動によって移動されてばねなどを必要としない構成になっている。そのため簡易な構成によって逆転時におけるトリガの押込み量を規制することができる。

請求項２に記載の発明によると、トリガは、ハウジングに傾動可能に取付けられる傾動取付部を下端部に有し、トリガ上方に設けられた第一操作部材に向けて突出する突出部を上端部に有している。そして整流子モータの出力軸を逆転するために、第一操作部材を逆転選択位置に移動させた状態でトリガを押込んだ際に、突出部が第一操作部材の規制部に当接する構成になっている。

したがってトリガは、逆転時にハウジング側に押込まれると、下端部を中心に傾動し、上端部に設けられた突出部が規制部に当接する。そのためトリガを押込んだ力は、トリガの上部と下部において受け止められ、本トリガは、片持ち梁状に支持されたトリガ等に比べて撓みが抑制され得る。このためトリガが撓んで回転速度調整器が操作されてしまうことを抑制することができる。
またトリガの押込み量を規制する規制部は、トリガの上方に設けられた第一操作部材に形成されている。そのため規制部は、従前のようにトリガの押込み方向側に配設されておらず、作業者に把持される部分がトリガの押込み方向に厚くなってしまうという問題も生じない。

請求項３に記載の発明によると、ハウジングは、作業者によって把持されるグリップ部を有している。そしてグリップ部には、トリガの押込み方向に直行する方向に該グリップ部を貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔に第一操作部材が移動可能に差し込まれている。
したがって第一操作部材は、トリガの押込み方向に対して直行する方向に移動可能にグリップ部によって支持される。そのためトリガを押込む力は、グリップ部によって直行方向に受け止められ、安定良く受け止められる。

実施の形態に係るハンマドリル（電動工具）１を図１〜１０にしたがって説明する。
ハンマドリル１は、図１に示すように外郭を構成するハウジング２と、駆動源である整流子モータ３を有している。
ハウジング２は、前後に伸びるギアハウジング部２ａと、ギアハウジング部２ａから下方に伸びるモータハウジング部２ｂと、後部に形成されたグリップ部２ｃを有している。

ギアハウジング部２ａの前端部には、図１に示すように先端工具（ドリルビット）１３が脱着可能に取付けられるツールホルダ１２が内設されている。モータハウジング部２ｂには、整流子モータ３が内設されている。
整流子モータ３とツールホルダ１２の間には、整流子モータ３の動力をツールホルダ１２に伝達し、ツールホルダ１２を回転させる動力伝達機構１１が設けられている。整流子モータ３と先端工具１３の間には、整流子モータ３の動力を直線衝撃運動に変えて先端工具１３に伝えるハンマ機構１４が設けられている。

整流子モータ３は、図１に示すように出力軸３ａ、電機子コイル３ｂ、整流子３ｄ、固定子３ｃおよび複数のカーボンブラシ３ｅを有している。
出力軸３ａは、ベアリングを介してモータハウジング部２ｂに軸回転可能に取付けられる。電機子コイル３ｂは、巻線からなる電磁石であって、正転方向に回転しやすいように巻かれており、出力軸３ａに取付けられている。整流子３ｄは、出力軸３ａの下端部に設けられ、電機子コイル３ｂと電気的に接続されている。

固定子３ｃは、巻線を有する電磁石であって、電機子コイル３ｂ周り位置のモータハウジング部２ｂの内周面に固定される。カーボンブラシ３ｅは、モータハウジング部２ｂに設けられたカーボンブラシホルダに交換可能に取付けられている。各カーボンブラシ３ｅは、カーボンから形成されており、整流子３ｄに摺接するように付勢され、整流子３ｄに摺接して電機子コイル３ｂに電流を供給する。

動力伝達機構１１は、図１に示すように整流子モータ３とツールホルダ１２の間に配設された複数のギアを有している。これらギアは、協同して整流子モータ３の出力軸３ａの軸回転をツールホルダ１２の軸回転に変換して伝える。
ハンマ機構１４は、シリンダ１４ａ、ピストン１４ｂ、ストライカ１４ｃおよびクランク機構１４ｅを有している。

クランク機構１４ｅは、偏心ピンを有するクランク軸などを有しており、整流子モータ３の出力軸３ａの回転をピストン１４ｂの往復直線運動に変える。ピストン１４ｂは、シリンダ１４ａ内を往復直線運動して、空気ばねによってストライカ１４ｃを直線運動させる。ストライカ１４ｃは、直線運動してインパクトボルト１４ｄに衝突して、インパクトボルト１４ｄを介して先端工具１３に打撃を加える。

ハウジング２のグリップ部２ｃには、図１，２に示すように回転速度調整器４と回転方向切替器６が内設されている。
回転速度調整器４は、電気部品である電源スイッチ４ｂと摺動抵抗器４ｃと、電気部品を内設しハウジング２に取付けられるケース４ａと、操作子４ｄを有している。
操作子４ｄは、ケース４ａに出没可能に設けられており、ばねによってケース４ａから突出する方向に付勢さている。
電源スイッチ４ｂは、図５，１０に示すように操作子４ｄをケース４ａに押込むことでＯＦＦからＯＮになり、電源２０と整流子モータ３を電気的に接続する。
摺動抵抗器４ｃは、操作子４ｄに操作されて整流子モータ３への負荷電圧を調整し、操作子４ｄの押込み量を多くすると、整流子モータ３への負荷電圧を大きくする。

回転方向切替器６は、図１０に示すように電気部品である切替スイッチ６ｂと、図２に示すように切替スイッチ６ｂを内設するケース６ａを有している。
切替スイッチ６ｂは、図１０に示すように整流子モータ３と電源２０との電気接続方向を切替えることで整流子モータ３の出力軸３ａの回転方向を切替える。
ケース６ａは、回転速度調整器４のケース４ａの上面に取付けられ、ハウジング２に固定される。ケース６ａ上面には、図３に示すように回転可能に円盤部６ｃが設けられており、円盤部６ｃを回転させることで切替スイッチ６ｂが操作される。

図１に示すように回転速度調整器４を操作するためのトリガ５と、回転方向切替器６を操作するための操作機構７がグリップ部２ｃ側に設けられている。
トリガ５は、図２に示すようにグリップ部２ｃの内縁側に配設されている。トリガ５の下端部には、グリップ部２ｃに傾動可能に取付けられる傾動取付部５ａが設けられている。したがってトリガ５をグリップ部２ｃに向けて押込むことで、トリガ５が傾動し、トリガ５の中央部に形成された当接部５ｃによって回転速度調整器４の操作子４ｄを押すことができる。トリガ５の上端部には、トリガ５の上方に配設された操作機構７の第一操作部材８に向けて突出する突出部５ｂが形成されている。

操作機構７は、図２，３に示すように第一操作部材８と第二操作部材９を有している。
第一操作部材８は、トリガ５の上方に形成された貫通孔２ｃ１に差し込まれている。該貫通孔２ｃ１は、トリガ５の押込み方向に対して直行する方向（操作者から見て左右方向）にグリップ部２ｃを貫通している。第一操作部材８は、貫通孔２ｃ１の孔壁によってスライド可能に支持されており、少なくとも該孔壁によって左右両端部が支持されている。第一操作部材８は、貫通孔２ｃ１よりも長く、貫通孔２ｃ１から少なくとも一端部が突出しており、作業者によって操作されやすい構成になっている。

第一操作部材８の下面には、一対の溝８ａと一対の規制部８ｂが形成されている。一対の溝８ａは、第一操作部材８の前端部と後端部（図３の左端部と右端部）に跨って貫通している。規制部８ｂは、各溝８ａの後端寄りの左壁（図３右端寄りの下壁）から右側（図３上方）に突出している。
一対の溝８ａには、トリガ５の突出部５ｂの上端部が前後方向に移動可能に設置されている。第一操作部材８を図４に示すように右側位置（図４上側位置、逆転選択位置）に移動させ、図７に示すようにトリガ５を押込んだ場合は、トリガ５の突出部５ｂが規制部８ｂに当接し、トリガ５の押込み量が規制部８ｂによって規制される。

第二操作部材９は、図３に示すように中央部に形成された揺動取付部９ａと、前端部に形成された突出ピン９ｃと、後端部に形成された長穴９ｂを有している。
揺動取付部９ａは、第二操作部材９の下面に形成されており、回転方向切替器６のケース６ａ上面に揺動可能に取付けられている。したがって第二操作部材９は、揺動取付部９ａを中心に左右方向（図３上下方向）に揺動する。

突出ピン９ｃは、図２，３に示すように上方に突出して、第一操作部材８の下面に形成された取付溝８ｃに挿入される。突出ピン９ｃは、第一操作部材８をスライドさせた際に取付溝８ｃの溝壁面によって押される。
長穴９ｂには、図３に示すように回転方向切替器６の円盤部６ｃの偏心位置に形成されたピン部６ｄが挿入される。したがって第一操作部材８をスライドさせることで、第一操作部材８が揺動し、第一操作部材８によって円盤部６ｃが回転し、円盤部６ｃによって切替スイッチ６ｂが操作される。

第二操作部材９の前端部には、図２に示すように下方に突出する切替規制部９ｄが設けられている。切替規制部９ｄは、トリガ５の上端部に向けて突出し、トリガ５の上端部には、図８，９に示すように後端部から前側に延出する二つの溝５ｄと、溝５ｄの間を仕切る仕切り壁５ｅが形成されている。切替規制部９ｄは、トリガ５を押込んだ際に溝５ｄに挿入され、仕切り壁５ｅによって左右方向に移動することが規制される。したがってトリガ５を押込んだ状態で第二操作部材９が誤って揺動されることが防止され得る。

図１等には記載していないが、ハンマドリル１は、モード切替機構を有している。モード切替機構は、ハンマドリルモードとドリルモードとに切替えるために、モード切替スイッチと、駆動経路切断器を有している。駆動経路切断器は、モード切替スイッチをドリルモード位置にすることで、整流子モータ３とハンマ機構１４との間の駆動経路を切断する。したがってハンマドリル１は、モード切替機構によって、先端工具１３に回転力のみを加えるドリルモードと、先端工具１３に回転力と直線衝撃とを加えるハンマドリルモードとに切替わる。

ハンマドリル１を駆動させる場合は、モード切替スイッチによってモードを選択し、第一操作部材８によって先端工具１３の回転方向を選択する。
第一操作部材８は、図３に示す正転選択位置（図３下側位置）または図４に示す逆転選択位置（図３上側位置）にスライドされる。第一操作部材８をスライドさせると、第二操作部材９を介して回転方向切替器６が操作される。回転方向切替器６は、操作されることで切替スイッチ６ｂによって整流子モータ３と電源２０の電気接続方向を切替える。

第一操作部材８を正転選択位置にして、トリガ５を引き絞り操作した場合には、図３，６に示すようにトリガ５の突出部５ｂが第一操作部材８の規制部８ｂによって規制されない。そのためトリガ５のグリップ部２ｃへの押込み量が多くなり、整流子モータ３への電圧負荷が大きくなる。これにより整流子モータ３によってツールホルダ１２が高速で正転される。

第一操作部材８を逆転選択位置にして、トリガ５を引き絞り操作した場合には、図４，７に示すようにトリガ５の突出部５ｂが第一操作部材８の規制部８ｂによって規制される。そのためトリガ５のグリップ部２ｃへの押込み量は、正転時の約半分に規制される。その結果、整流子モータ３への負荷電圧が正転時よりも大きくなることが規制され、整流子３ｄとカーボンブラシ３ｅ間に発生する電気火花の発生を抑制することができる。

以上のようにして実施の形態が形成されている。
すなわちハンマドリル１は、図２に示すように回転方向切替器６を操作するための操作機構７を有し、操作機構７は、ハウジング２に移動可能に支持された第一操作部材８と、第一操作部材８と別個にハウジング２側に移動可能に支持された第二操作部材９を有している。そして第一操作部材８を移動させることで第二操作部材９が移動し、第二操作部材９によって回転方向切替器６が操作される構成になっている。そして整流子モータ３の出力軸３ａを逆転させるために、第一操作部材８を逆転選択位置に移動させた状態でトリガ５を押込んだ際に、トリガ５と当接してトリガ５の押込み量を規制する規制部８ｂが第一操作部材８に設けられている。

したがって逆転時のトリガ５の押込み量は、図７に示すように規制部８ｂによって規制される。そのため逆転時の整流子モータ３への電圧を規制することにより、カーボンブラシ３ｅと整流子３ｄの間に生じる電気火花を抑制してカーボンブラシ３ｅの耐久性を向上させることができる（図１参照）。
該トリガ５の押込み量は、図７に示すように第一操作部材８に設けられた規制部８ｂによって規制され、トリガ５を押込む力は、第一操作部材８を支持するハウジング２によって受け止められる。したがって第一操作部材８と別個に支持された第二操作部材９によって操作される回転方向切替器６には、トリガ５を押込む力が伝わらない。そのため回転方向切替器６に悪影響が及ばず、回転方向切替器６の電気的トラブルを抑制することができる。
また第二操作部材９は、第一操作部材８の移動によって移動されてばねなどを必要としない構成になっている。そのため逆転時におけるトリガ５の押込み量を簡易な構成によって規制することができる。

またトリガ５は、図２に示すようにハウジング２に傾動可能に取付けられる傾動取付部５ａを下端部に有し、トリガ５上方に設けられた第一操作部材８に向けて突出する突出部５ｂを上端部に有している。そして整流子モータ３の出力軸３ａを逆転するために、第一操作部材８を逆転選択位置に移動させた状態でトリガ５を押込んだ際に、図７に示すように突出部５ｂが第一操作部材８の規制部８ｂに当接する構成になっている。

したがってトリガ５は、図５に示すように逆転時にハウジング２側に押込まれると、下端部を中心に傾動し、上端部に設けられた突出部５ｂが規制部８ｂに当接する。そのためトリガ５を押込んだ力は、トリガ５の上部と下部において受け止められ、本トリガ５は、片持ち梁状に支持されたトリガ等に比べて撓みが抑制され得る。このためトリガ５が撓んで回転速度調整器４が操作されてしまうことを抑制することができる。
またトリガ５の押込み量を規制する規制部８ｂは、トリガ５の上方に設けられた第一操作部材８に形成されている。そのため規制部８ｂは、従前のようにトリガ５の押込み方向側に配設されておらず、作業者に把持される部分がトリガ５の押込み方向に厚くなってしまうという問題も生じない。

またハウジング２は、図２に示すように作業者によって把持されるグリップ部２ｃを有している。そしてグリップ部２ｃには、トリガ５の押込み方向に直行する方向に該グリップ部２ｃを貫通する貫通孔２ｃ１が形成されており、その貫通孔２ｃ１に第一操作部材８が移動可能に差し込まれている。
したがって第一操作部材８は、トリガ５の押込み方向に対して直行する方向に移動可能にグリップ部２ｃによって支持される。そのためトリガ５を押込む力は、グリップ部２ｃによって直行方向に受け止められ、安定良く受け止められる。

（他の実施の形態）
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下の形態であっても良い。
（１）すなわち上記の実施の形態は、ハンマドリルであった。しかしハンマ機構のないドリル、または各種ドライバなどであっても良い。
（２）上記実施の形態に係る操作機構は、第一操作部材と第二操作部材を有していた。しかし第一操作部材と第二操作部材の間に一つまたは複数の介在操作部材を有しており、第一操作部材がこれら介在操作部材を介して第二操作部材を移動（傾動）させる構成になっていても良い。
（３）上記実施の形態に係る第一操作部材は、ハウジングに左右に移動可能に設けられていた。しかし第一操作部材がハウジングに左右方向に揺動可能に設けられる形態であっても良い。
（４）上記実施の形態に係る第二操作部材は、ハウジングに対し左右に揺動する構成になっていた。しかし第二操作部材が左右にスライドする構成になっていても良い。
（５）上記実施の形態に係る第二操作部材は、ハウジングに取付けられた回転方向切替器のケースに取付けられていた。しかし第二操作部材がハウジングに直接固定される形態であっても良い。
（６）上記実施の形態は、電源として交流電源を使用していたが、電源として直流電源を使用していても良い。

ハンマドリルの左側面図である。 ハンマドリルのグリップ部近傍の左側面拡大図である。 正転を選択した際の図２のIII―III線断面矢視図である。 逆転を選択した際の図３に相当する図である。 トリガを押込んだ際の図２に相当する図である。 正転を選択した際の図５のVI―VI線断面矢視図である。 逆転を選択した際の図５に相当する図である。 図２のVIII―VIII線断面矢視図である。 図５のIX―IX線断面矢視図である。 整流子モータと電源間の電気回路図である。

符号の説明

１・・・ハンマドリル（電動工具）
２・・・ハウジング
２ｃ・・・グリップ部
２ｃ１・・・貫通孔
３ｅ・・・カーボンブラシ
３ａ・・・出力軸
３ｄ・・・整流子
３・・・整流子モータ
３ｂ・・・電機子コイル
４・・・回転速度調整器
４ｃ・・・摺動抵抗器
４ｄ・・・操作子
４ｂ・・・電源スイッチ
５・・・トリガ
５ａ・・・傾動取付部
５ｂ・・・突出部
６ｂ・・・切替スイッチ
６・・・回転方向切替器
７・・・操作機構
８・・・第一操作部材
８ｂ・・・規制部
９・・・第二操作部材
１１・・・動力伝達機構
１２・・・ツールホルダ
１３・・・先端工具
１４・・・ハンマ機構

Claims (3)

1. 先端工具の駆動源である整流子モータと、その整流子モータへの負荷電圧を調整して整流子モータの出力軸の回転速度を調整する回転速度調整器と、該回転速度調整器を操作するためのトリガと、前記整流子モータと電源との電気接続方向を切替えて前記出力軸の回転方向を切替える回転方向切替器と、該回転方向切替器を操作するための操作機構とを有し、前記トリガのハウジング側への押込み量を多くすることで前記整流子モータへの負荷電圧が増加する電動工具であって、
   前記操作機構は、ハウジングに移動可能に支持された第一操作部材と、前記第一操作部材と別個に前記ハウジング側に移動可能に支持された第二操作部材を有し、前記第一操作部材を移動させることで前記第二操作部材が移動し、前記第二操作部材によって前記回転方向切替器を操作する構成になっており、
   前記整流子モータの出力軸を逆転させるために、前記第一操作部材を逆転選択位置に移動させた状態で前記トリガを押込んだ際に、前記トリガと当接して前記トリガの押込み量を規制する規制部が前記第一操作部材に設けられていることを特徴とする電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具であって、
   トリガは、ハウジングに傾動可能に取付けられる傾動取付部を下端部に有し、トリガ上方に設けられた第一操作部材に向けて突出する突出部を上端部に有し、
   整流子モータの出力軸を逆転するために、前記第一操作部材を逆転選択位置に移動させた状態で前記トリガを押込んだ際に、前記突出部が前記第一操作部材の規制部に当接する構成になっていることを特徴とする電動工具。
3. 請求項１または２に記載の電動工具であって、
   ハウジングは、作業者によって把持されるグリップ部を有し、
   前記グリップ部には、トリガの押込み方向に直行する方向に該グリップ部を貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔に第一操作部材が移動可能に差し込まれていることを特徴とする電動工具。
   
   
   

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