JP2011045953A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】
作業時に安易にスピンドルロックに手を触れないように改良した電動工具を提供する。
【解決手段】
回転軸２Ａを有するモータ２と、ハウジング４と、先端工具を回転させるスピンドル８と、スピンドル８の回転を制限するためのロック手段９を有する電動工具において、ロック手段９をモータ２の後方に配置したので、スピンドルのロック手段９の位置を本体把握部から遠ざけることができる。ロック手段９は、回転軸２Ａに取り付けられ半径方向に延びる穴部７Ａを有するロックシャフト７と、穴部７Ａに嵌挿されるロックピン２３を有して構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータにスピンドルなどの先端工具の駆動軸を直接取り付けた電動工具に関し、特にストレートグラインダのように、先端工具の取り付けのためのスピンドルロック手段を有する電動工具に関する。

充電池によりモータを駆動し、モータの出力軸に取り付けた小型の軸付砥石を回転させるストレートグラインダが知られている。特許文献１にて開示されるように、従来のコードレス方式のストレートグラインダは、円筒形の細長いハウジングの内部であって、長手方向の中央付近に電気モータを収容し、モータの後方側には直流電力を供給する充電式の二次電池と、モータの回転を調整するスイッチが設けられる。モータの前方側には、スピンドルが設けられ、スピンドルの先端には先端工具固定部材としてコレットが設けられる。先端工具の取り付けは、コレットのナットを締付けることにより行われる。特許文献１に示すようなストレートグラインダにおいては、トイシやドリルビット等の先端工具は、スピンドルに対して回転不能に取付けられ、研磨作業や穴空け作業を行うことができる。ストレートグラインダは片手で握って作業をすることを想定しているため、握り部は細く構成されるのが通常である。

ストレートグラインダにおいて先端工具を固定するためには、コレットナットを回す必要があるが、コレットナットを締め付ける際にスピンドルがコレットナットと同期して回転するとコレットナットを締め付けることができない。そこで、ストレートグラインダにおいては、コレットナットを締め付ける又はゆるめる際に、スピンドルの回転を制限するスピンドルロックが設けられる。ストレートグラインダにスピンドルロックを設けたことにより、先端工具を交換する際に、スピンドルの回転を制限するためのスパナなど工具を必要とすることなく、先端工具を容易に交換でき、作業性を大きく向上させることが可能である。

米国特許第Ｄ４９１０３１Ｓ号明細書

特許文献１に記載された電動工具では、スピンドルロックのボタンが、把持した作業者の指先部付近にあるため、作業時に指先が触れてしまう可能性がある。作業時にスピンドルロックが効いてしまうとスピンドルの回転を急に回転を止めてしまう恐れがあり、作業者の作業を阻害する恐れがある。

また、特許文献１のストレートグラインダでは、モータの回転速度調整用のダイヤルスイッチがモータ後部に設けられる。ストレートグラインダを用いて彫刻などの微細な作業をする際には、回転速度の微調整が必要となるが、把握部から遠い位置にスイッチが配置されているため、片手で握りながら回転の微調整をすることは困難である。そのため回転速度の調整をする際は、必ず両手を使う必要があり作業効率が低減してしまう。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、作業時に安易にスピンドルロックに手を触れないように構成した電動工具を提供することにある。

本発明の他の目的は、作業中に片手で回転速度の微調整を可能とし、作業効率を向上させた電動工具を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、本体の回転軸部の保持能力を強固なものにし、スピンドルの回転精度を向上させ、作業効率を向上させた電動工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、回転軸を有するモータと、モータを収容するハウジングと、モータの回転軸の前方に連結され、接続される先端工具を回転させるスピンドルと、スピンドルの回転を止めるためのロック手段を有する電動工具において、ロック手段をモータの後方に配置した。ロック手段は、半径方向に延びる穴を有し前記回転軸に取り付けられるロック用軸と、穴に嵌挿されるロックピンを有して構成される。回転軸は、モータの前方及び後方においてベアリングによって直接的に又は間接的に回転可能に支持され、ロック手段は、後方のベアリングよりも後ろ側に配置される。ハウジングとモータの間には弾性体を介在させると良い。

本発明の他の特徴によれば、回転軸を有するモータと、モータを収容する左右分割式の２つのハウジングと、モータの回転軸に連結され、接続される先端工具を回転させるスピンドルと、を有する電動工具であって、ハウジングの内部に電気配線を収容し、左右分割式の２つのハウジングのうち、一方から回転軸又はハウジングの分割面を超えて他方へと伸びるように形成された突起を有するようにした。突起は、第１の突起と第２の突起を有し、第１の突起及び第２の突起で、回転軸をはさむように構成される。

請求項１の発明によれば、ロック手段をモータの後方に配置したので、スピンドルロックの位置を本体把握部から遠ざけることができ、モータ前部のスピンドル上部にスイッチを配置することができる。スピンドルロックを本体把握部から遠い位置に配置することで作業時に安易にスピンドルロックに手を触れてしまうことがなく、作業性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、半径方向に延びる穴を有し前記回転軸に取り付けられるロック用軸と、穴に嵌挿されるロックピンを有するので、簡単な構成で確実にモータの回転軸をロックすることができる。

請求項３の発明によれば、モータ後部の回転軸後端部にベアリングを設ける。このようにベアリング二つで回転軸を受けることで、軸の振れの精度も向上させることが微細な作業をする場合でも効率良く作業を進めることが可能になる。

請求項４の発明によれば、モータ後部の回転軸後端部にベアリングを設け、ロック手段は、前記後方のベアリングよりも後ろ側に配置した。このようにロック手段の位置をベアリングの後方にすることで、２つのベアリング間の距離を短くすることができ、軸の振れの精度も向上させることが可能になる。

請求項５の発明によれば、前記ハウジングの把持部分に、前記モータの回転速度を調整するスイッチ手段を設けたので、作業中に作業者が把持している手でスイッチ手段を操作することが可能となり作業効率を向上させることが可能になる。

請求項６の発明によれば、モータとハウジングとの間に弾性体を介在させるので、高回転時における本体の振動低減にも繋げることが可能になる。

請求項７の発明によれば、ハウジングの内部に電気配線を収容し、左右分割式の２つのハウジングのうち、一方から回転軸又はハウジングの分割面を超えて他方へと伸びるように形成された突起を有するので、スイッチに接続される電気配線を突起によってハウジングの内壁に沿うように保持することができ、電気配線が回転するスピンドルに接触する恐れが無くなり、電動工具の耐久性を大きく向上させることができる。

請求項８の発明によれば、突起は、第１の突起と第２の突起を有し、第１の突起及び第２の突起で、回転軸をはさむように構成されるので、電気配線が回転軸に接触する恐れをほぼなくすことができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るストレートグラインダ１の全体を示す側面図であり、左右分割式のハウジングの片側（右側）を外した状態を示す図である。 本発明の実施例に係るストレートグラインダ１の上面図である。 図１のロック機構９付近の拡大断面図であり、ロック機構９が非作動時の状態を示す。 図１のロック機構９付近の拡大断面図であり、ロック機構９が作動時の状態を示す。 本発明の第２の実施例に係るストレートグラインダ５１の全体を示す側面図であり、左右分割式のハウジングの片側（右側）を外した状態を示す図である。 図５のロックシャフト５７の（１）上面図、及び、（２）側面図である。 本発明の第３の実施例に係るストレートグラインダ８１の全体を示す側面図であり、左右分割式のハウジングの片側（７４Ａ）を外した状態を示す図である。 図７のＡ−Ａ部の断面図である。 図７のロック機構９付近の拡大断面図である。 図９のロックシャフト９７の（１）上面図、及び、（２）側面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例においては電動工具の例としてストレートグラインダを用いて説明する。なお、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。また、本明細書においては、前後、上下、左右の方向は図１及び図２に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係るストレートグラインダ１の全体を示す側面図であり、左右分割式のハウジングの片側（右側）を外した状態を示す図である。ストレートグラインダ１は、前後方向に延びる円筒状のハウジング４を有し、ハウジング４の内側であって中央よりやや前方側にモータ２を収容し、モータ２から前方側に、先端工具を取り付けるためのスピンドル８が設けられる。スピンドル８の前端側には先端工具を固定するためのコレット１２が形成され、コレットナット１３を締付けることにより、先端工具はスピンドル８に対して回転不能に取付けられる。スピンドル８は、軸方向（前後方向）の中央部付近をベアリング１１で回転可能に固定され、スピンドル８の後端には回転軸２Ａの先端部分を嵌め込むための嵌合穴８Ａが形成される。スピンドル８と回転軸２Ａは、同軸となるように配置される。スピンドル３の上方のハウジング４の部分には、モータ２の回転速度を設定するダイヤルスイッチ３が設けられる。

先端工具固定部材であるコレット１２には、図示しない先端工具が取り付けられ、固定のためのコレットナット１３を締付けることにより、先端工具はスピンドル８に対して回転不能に固定される。先端工具としては、軸付トイシやドリルビットなどを装着可能であり、研磨作業や穴空け作業が可能である。

ハウジング４の後端側には直流電力を供給する電池パック５が着脱可能に設けられる。電池パック５は複数のセルを含むニッカド電池またはリチウムイオン電池等の２次電池であり、セルの一部を収容する突出部分５Ａがハウジング４の後端側の内部空洞に収容される。モータ２の後方側であって、電池パック５との間には、回転軸２Ａの回転をロックするためのロック機構９が設けられる。回転軸２Ａの後端側には、ロック機構９のロックピン２３が嵌合する二つの対称な穴部７Ａが形成されたロックシャフト７が固定される。ロック機構９とロックシャフト７により、本実施例によるロック手段が実現される。ロックシャフト７に形成された穴部７Ａは、ロックシャフト７の半径方向に延びて所定の深さを有する略円柱形の穴である。穴部７Ａの底部（最内周側）はすり鉢状に形成されているが、これは穴空け加工するドリル刃の先端形状によるものであり、必ずしもすり鉢状でなくても良い。

モータ２は、例えば直流モータであり、回転軸２Ａを保持する軸受け部分がハウジング４の内周側に形成されたリブ１０Ａ及び１０Ｂにより保持される。ハウジング４の内側には、モータ２の外周部を保持するための複数のリブ１４Ａ〜１４Ｃが形成され、これらのリブ１０Ａ、１０Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃによってモータ２はハウジング４の内部に固定される。

図２は本発明の実施例に係るストレートグラインダ１の上面図である。本実施例によるストレートグラインダ１は、前後長さが約２０〜３５ｃｍ程度の小型の工具であり、例えば作業者が片手で鉛筆を握るように把持しながら作業をすることが可能である。そのため、ストレートグラインダ１の軸方向略中央より前方側の部分が作業者によって把持される把持部となる。本実施例では、この把持部付近にモータ２のＯＮ／ＯＦＦをすると共に回転速度の調節を行うダイヤル３が設けた。一方、把持部の後方側にはロック機構９が設けられる。ロック機構９はモータ２の停止時に先端工具を着脱するために設けたもので、ロック機構９の上面のプッシュボタン２１を押し下げることによりスピンドル８の回転がロックされ、押し下げられたプッシュボタン２１を再度押し下げることによりスピンドル８の回転ロック状態が解除される構造であり、押すたびにオンとオフがトグルするものである。

ロック機構９は把持部に対して後方側にあるため、作業中（把持している状態）に作業者が誤ってロック機構９に触れてしまう恐れが少なくなり、安全性を大きく向上させることができる。一方、モータ２の回転速度を調節するダイヤル３は把持部内に位置するため、作業者が作業中に指先にて容易にモータ２の回転速度を変更したり、あるいはモータ２の回転を停止させることができる。

また、図２に示すようにスピンドルロックをモータ２後部に配置することで、モータ２の前側にダイヤルスイッチ３を配置することができる。ダイヤルスイッチ３の位置を本体把握部に配置することで、片手で回転速度の微調整を可能とし作業効率を向上させることが可能になる。本実施例では、ダイヤルスイッチ３のように回転ダイヤル式のスイッチを採用しているが、スライドスイッチ、タッチセンサのスイッチを用いることでさらに操作性の向上を図ることも可能である。

図３は、図１のロック機構９付近の拡大断面図であり、ロック機構９が非作動時の状態を示す。ロック機構９は、プッシュボタン２１を押下することによってロックピン２３を突出又は復帰させるシリンダ部２２が移動する機構である。シリンダ２２とプッシュボタン２１の境界付近には、径が大きくなったフランジ２２Ａが形成され、フランジ２２Ａとハウジング４の取り付け段差４Ａの間にはスプリング２４が配置され、シリンダ２２はスプリング２４によって外周側に付勢される。また、図示していないがプッシュするたびにシリンダ２２の位置をロックする構造を有する。ロックピン２３は、スプリング２４により付勢された状態で固定されるため、通常使用時には、スピンドルロックが働かない構造になっていて、モータ２の回転には何ら影響しない。

図４は、図１のロック機構９付近の拡大断面図であり、ロック機構９が作動時の状態を示す。プッシュボタン２１が押されるとその上面がハウジング４と同一面になるまで移動し、ロックピン２３が穴部７Ａの内部に入り込む。シリンダ部２２が下方に移動すると穴部７Ａにロックピン２３が嵌合され、ロックシャフト７の回転を制限することができる。

以上説明したように本実施例においては、モータ２の後部回転軸にロックシャフト７を取り付け、このロックシャフト７に穴部７Ａを形成し、この穴部７Ａに嵌合するロックピン２３を用いてロックシャフト７の回転を制限する。ロックシャフト７はモータ２の回転軸２Ａに接続され、スピンドル８も回転軸２Ａに接続されるため、ロックシャフト７の回転を制限することによってスピンドル８の回転をロックすることができる

次に図５及び図６を用いて本願発明の第２の実施例を説明する。図５は本発明の第２の実施例に係るストレートグラインダ５１の全体を示す側面図であり、左右分割式のハウジングの片側（右側）を外した状態を示す図である。図１と同じ構成の部分には同じ符号をつけている。図５において、モータ２後部のロックシャフト５７は、その後端部をベアリング６０によって保持される。このようにロックシャフト５７をベアリング６０で回転可能に保持することで、モータ２の回転軸は前後方向に設けられた２つのベアリング１１、６０によって保持されることになるので剛性アップにつながり、本体の耐久性の向上を図ることができる。また、２つのベアリング１１、６０によってモータ２を受けることにより、モータ２の回転軸（回転軸２Ａ）の振れの精度も向上させることができるので、微細な作業をする場合でも効率良く作業を進めることが可能になる。

図６は図５のロックシャフト５７の（１）上面図、及び、（２）側面図である。ロックシャフト５７には、円周方向に２箇所の穴部５７Ａが形成される。この穴部５７Ａの位置や形状は図１で示した第１の実施例と同じである。しかしながら第２の実施例においてはベアリング６０にて固定するために取付部５７Ｃが形成され、取付部５７Ｃの前方にはフランジ５７Ｂが形成され、ベアリング６０の内輪に良好に保持できるようにロックシャフト５７が構成される。尚、取付部５７Ｃとフランジ５７Ｂの間には直径が細くなるように直径方向に連続した溝５７Ｄが形成される。この溝５７Ｄを設けたのはロックシャフト５７が傾いた際に、ベアリング６０の前方側の端面が摩耗することを防ぐためである。

次に図７及び図８を用いて本願発明の第３の実施例を説明する。図７は本発明の第３の実施例に係るストレートグラインダ７１の全体を示す側面図であり、左右分割式のハウジングの片側（右側ハウジング７４Ａ）を外した状態を示す図である。図１と同じ構成の部分には同じ符号をつけている。図７においては図５に示した構成と同様にモータ２後部のロックシャフト５７は、その後端部をベアリング６０によって保持される。このようにロックシャフト５７をベアリング６０で回転可能に保持することで、モータ２の回転軸は前後方向に設けられた２つのベアリング１１、６０によって保持されることになるので剛性アップにつながり、本体の耐久性の向上を図ることができる。

一方、第３の実施例においては、回転軸２Ａの後部と前部の二つのベアリング１１、６０で軸受けをするため、モータ２の本体部の前方後方、あるいは外周部において、複数のリブにおいて保持する必要が無く、モータ２に回り止め部を取り付けるのみで良い。そこで、ハウジング４との間に弾性体７３を介在させることで、モータ２の回り止めをすると共に、高回転時における本体の振動低減にも繋げることも可能になる。

図８は、図７のＡ−Ａ部の断面図である。ダイヤルスイッチ３をスピンドル８上部に配置するためには、配線がスピンドル８の外周部を通るように配置する必要がある。この際、スピンドル８にリード線１７が接触すると、断線してしまう可能性がある。そこで、図８に示すように、二つ割りのハウジング７４Ａ（右側のハウジング）側にリード線１７を押さえるリブ７６を設け、そのリブ７６により、リード線１７を保持することにより、リード線１７をハウジング７４Ｂ側に押しつけるようにし、リード線１７のふらつきを防止し、断線を防止することができる。リブ７６は、スピンドル８を上下から挟むように延在するように形成されるが、リブ７６は合成樹脂の成型によりハウジング７４Ａと一体に製造されると好ましい。尚、本実施例では、スピンドル８付近のリード線１７をリブ７６で保持するような構成としたが、ロックシャフト５７付近のリード線をも保持するようなリブを同様に設けるように構成しても良い。

次に図９及び図１０を用いて本発明の第４の実施例を説明する。第１及び第２の実施例のおいては、ロックシャフト９７には、ロックピン２３に嵌合するような貫通穴９７Ａが設けられる。図９のように貫通穴９７ｂにした場合には、ロックピン２３を押した場合の付き当て位置はロックシャフト７の中心付近ではなく、ロックシャフト９７を貫通した位置になる。この実施例によれば、ロックシャフト９７の穴部を貫通穴にすることで穴空け作業が１回で済むため、加工工程の削減ができ、原価を安く提供することが可能になる。

図１０は、図９のロックシャフト９７の（１）上面図、及び、（２）側面図である。ロックシャフト９７には、円周方向に貫通穴９７Ａが形成される。尚、取付部９７Ｃとフランジ９７Ｂの間には直径が細くなるように直径方向に連続した溝９７Ｄが形成される。

以上、本実施例によれば。モータ後部に回転軸にロックシャフトを取り付け、このロックシャフトに穴部又は貫通穴を設け、この穴部又は貫通穴に嵌合するような、ロックピンを用いてスピンドルのロックをするように構成したので、本体把握部から遠い位置にロック機構を配置することができ、作業中に作業者が把持している手でスイッチ手段を操作することが可能となり作業効率を向上させることが可能になる。

以上、本発明を示す実施例に基づき説明したが、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、本実施例では電動工具の例としてストレートグラインダを用いて説明したが、ストレートグラインダだけでなくその他の工具、例えばドライバ、丸鋸、グラインダであっても良い。

１ ストレートグラインダ ２ モータ ２Ａ 回転軸
３ ダイヤルスイッチ ４ ハウジング ５ 電池パック
５Ａ （電池パックの）突出部 ６ 制御基板
７ ロックシャフト ７Ａ 穴部 ８ スピンドル
９ ロック機構 １０Ａ、１０Ｂ リブ １１ ベアリング
１２ コレット １３ コレットナット
１３Ａ （コレットナットの）貫通穴
１４Ａ〜１４Ｃ （ハウジングの）リブ １５ ネジボス
１７ リード線 ２１ プッシュボタン ２２ ケース
２３ ロックピン ２４ スプリング
５１ ストレートグラインダ ５７ ロックシャフト
５７Ａ 穴部 ５７Ｂ フランジ ５７Ｃ 取付部
５７Ｄ 溝 ６０ ベアリング ７１ ストレートグラインダ
７３ 弾性体 ７４Ａ、７４Ｂ ハウジング ７６ リブ
９１ ストレートグラインダ ９７ ロックシャフト
９７Ａ 貫通穴 ９７Ｂ フランジ ９７Ｃ 取付部
９７Ｄ 溝

Claims (8)

1. 回転軸を有するモータと、
   前記モータを収容するハウジングと、
   前記モータの回転軸の前方に連結され、接続される先端工具を回転させるスピンドルと、
   前記スピンドルの回転を止めるためのロック手段を有する電動工具において、
   前記ロック手段を、前記モータの後方に配置したことを特徴とする電動工具。
2. 前記ロック手段は、半径方向に延びる穴を有し前記回転軸に取り付けられるロック用軸と、前記穴に嵌挿されるロックピンを有することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記回転軸は、前記モータの前方及び後方においてベアリングによって回転可能に支持され、
   前記ロック手段は、前記モータと前記後方のベアリングの間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記回転軸は、前記モータの前方及び後方においてベアリングによって回転可能に支持され、
   前記ロック手段は、前記後方のベアリングよりも後ろ側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
5. 前記モータと前記スピンドルの先端の間であって、前記ハウジングの把持部分に、前記モータの回転速度を調整するスイッチ手段を設けた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電動工具。
6. 前記ハウジングと前記モータの間に弾性体を介在させることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
7. 回転軸を有するモータと、
   前記モータを収容する左右分割式の２つのハウジングと、
   前記モータの回転軸に連結され、接続される先端工具を回転させるスピンドルと、を有する電動工具であって、
   前記ハウジングの内部に電気配線を収容し、
   前記左右分割式の２つのハウジングのうち、一方から回転軸又は前記ハウジングの分割面を超えて他方へと伸びるように形成された突起を有することを特徴とする電動工具。
8. 前記突起は、第１の突起と第２の突起を有し、
   前記第１の突起及び第２の突起で、前記回転軸をはさむように構成されることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。

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