JP2012183607A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】ビット交換の作業性を向上でき、ビット紛失の心配がなく、安全性の高い電動工具を提供することを課題とする。
【解決手段】実施形態に係る電動工具は、工具本体内に収容されたビットを外側に押し出す押出部、押し出されたビットの後端近くを工具本体に固定する固定部、および固定部を回転駆動する駆動部を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、例えば、電動ドリルなどの電動工具に関する。

一般に、電動工具として、孔開けドリルやプラスドライバーなどの工具の先端部分（ビット）を交換可能な電動ドリルが知られており、コードレスの電動ドリルも知られている。ビットを交換する場合、使用者は、工具箱に保管した複数のビットから使用するビットを選択して取り出し、電動ドリルの先端に取り付ける。

特開２００９−９０４３４号公報

このため、ビット交換作業に手間がかかり、作業効率が悪く、ビット紛失のおそれもあった。また、ビットを手で持って交換するため、使用者の指を傷付ける可能性があり、安全性に欠けていた。

よって、ビット交換の作業性を向上でき、ビット紛失の心配がなく、安全性の高い電動工具の開発が望まれている。

実施形態に係る電動工具は、工具本体内に収容されたビットを外側に押し出す押出部、押し出されたビットの後端近くを工具本体に固定する固定部、および固定部を回転駆動する駆動部を有する。

図１は、実施形態に係る電動ドリルの斜視図である。 図２は、図１の電動ドリルに組み込まれたビット収納ユニットおよび押出ロッドを示す概略図である。 図３は、図１の電動ドリルの内部構造を示す概略図である。 図４は、図１の電動ドリルの回路構成を示すブロック図である。 図５は、図３に対応して電動ドリルの未使用状態を示す概略図である。 図６は、図５の未使用状態からビットを押し出した状態を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図１には、実施形態に係る電動工具の一例として、電動ドリル１００の外観斜視図を示してある。

電動ドリル１００は、使用者が把持するグリップ部１０１を一体に有する本体９（工具本体）、本体９の先端にプラスドライバーやドリルなどの工具の先端部分１（以下、ビット１と称する）を固定するためのキーレスチャック２（固定部）、本体９内に複数種類のビット１を収納配置したビット収納ユニット７（収納部）、ビット収納ユニット７に収納したビット１を押し出してキーレスチャック２を通して本体９の外部へ突出させるためのビット交換レバー８、１０（押出部）、ビット１を固定したキーレスチャック２を回転および停止させてビット１を回転および停止させるためのトリガースイッチ１６（スイッチ）、およびグリップ部１０１の図示下端側から本体９に対して着脱可能に取り付けられたバッテリー２０を有する。バッテリー２０は、リリースボタン２２によって、グリップ部１０１に対して固定および固定解除される。

キーレスチャック２は、スリーブ３を回転させることで開閉し、ビット１の後端近くを固定および固定解除する。本実施形態では、本体９内に収容したビット１を本体９の外へ押し出してキーレスチャック２に固定するため、キーレスチャック２は、ビット１を挿通可能な貫通構造を有する。これ以外の構造について、キーレスチャック２は、一般に広く知られているため、ここではその詳細な説明を省略する。

ビット収納ユニット７は、図２にも示すように、いわゆる拳銃のリボルバーのような構造を有し、回転軸１７を介して本体９の内部に回転可能に取り付けられている。より具体的には、ビット収納ユニット７は、回転軸１７の周りに複数（本実施形態では６つ）の細長い円筒状のビット収納部１８を備えており、回転の途中で各ビット収納部１８がキーレスチャック２の中心にそれぞれ対向するように、本体９内で位置決めされて取り付けられている。

一方、本体９には、回転する略円筒形のビット収納ユニット７の外周面を部分的に外部に露出するための矩形の開口部１０２が設けられている。開口部１０２を介して外部に露出するビット収納ユニット７の外周面には、キーレスチャック２に対向させたビット収納部１８を特定するためのビット選択ダイヤル６が設けられており、外周面を指で弾いてビット収納ユニットを回転させることで、所望するビット収納部１８（すなわち所望するビット１）をキーレスチャック２に対向させることができるようになっている。

ビット交換レバー８、１０は、ビット収納ユニット７の後方（図１で左方）から、キーレスチャック２に対向したビット収納部１８内に挿通可能な押出ロッド８、およびこの押出ロッド８の後端（操作側の基端部）を図示上方にＬ字状に折り曲げた操作レバー１０を有する。このビット交換レバー８、１０は、キーレスチャック２に対向したビット収納部１８内に押出ロッド８を挿通可能な位置に配置されている。そして、操作レバー１０を使用者が操作することで、当該ビット収納部１８内のビット１を押し出し可能となっている。本体９には、操作レバー１０を本体外側に部分的に突出させて長手方向にスライド可能にしたスリット１０３が設けられている。

また、上記押出ロッド８の先端には、ビット１の後端に当接して磁着せしめる磁着部分２１が設けられている。この磁着部分２１は、後述する励磁装置によって励磁および消磁される。つまり、ビット収納部１８内に配置されたビット１の後端にこの磁着部分２１を当接せしめた状態で励磁させると、ビット１が磁着部分２１に磁着されると同時に磁化される。このため、図２に示すように、各ビット１の後端を押出ロッド８の先端に選択的に磁着せしめることができる。

図３には、電動ドリル１００の内部構造を概略的に示してある。
電動ドリル１００の本体９内には、ビット１を固定した状態のキーレスチャック２を回転駆動させるためのモーター１５（駆動部）が設けられて入る。

モーター１５の回転軸には、モーター用ギヤ１４が取り付けられており、このモーター用ギヤ１４には、シャフト１２の一端に固設されたギヤ１２ａが歯合されている。シャフト１２の他端には、ギヤ１１が固設されており、このギヤ１１には、ビット回転用大口径ギヤ５（以下、単に大口径ギヤ５と称する）が歯合されている。大口径ギヤ５には、ビット１を挿通可能な内径を有する円筒体３１の基端部が同軸に固設されている。そして、この円筒体３１の先端には、キーレスチャック２が同軸に固設されている。つまり、モーター１５の回転駆動力は、上述した複数の部材１４、１２ａ、１２、１１、５、３１、２を介して、キーレスチャック２に固定されたビット１に伝達されるようになっている。

なお、円筒体３１の基端部は、大口径ギヤ５を貫通して延びており、本体９に固設されたベアリング１９によって回転可能に支持されている。つまり、このベアリング１９は、大口径ギヤ５、円筒体３１、およびキーレスチャック２を一体にした比較的イナーシャの大きい組立体が回転するとき、回転軸の一端（すなわち円筒体３１の基端部）を支持することで、組立体の振れを防止する振れ止め金具として機能する。

また、上述したように、ビット収納ユニット７は、各ビット収納部１８がビット収納ユニット７の回転の途中で円筒体３１の基端部に同軸に対向するように、その回転軸１７を位置決めして取り付けられている。このため、ビット収納ユニット７の回転軸１７は、キーレスチャック２の回転軸と平行且つオフセットしている。ビット交換レバーの押出ロッド８によってビット収納ユニット７のビット収納部１８から押し出されたビット１は、円筒体３１（すなわち、大口径ギヤ５）の内部を通ってキーレスチャック２を挿通され、本体９の外部に突出することになる。

図４には、電動ドリル１００の回路構成を説明するためのブロック図を示してある。
電動ドリル１００の制御回路１０５は、電動ドリル１００を駆動制御するための制御部１１０を有する。制御部１１０には、キーレスチャック２を回転させるためのモーター１５、バッテリー２０、トリガースイッチ回路４、および励磁回路１２０が接続されている。トリガースイッチ回路４には、トリガースイッチ１６が接続されており、励磁回路１２０には、本体９の外面に設けられた励磁スイッチ１３（図３）が接続されている。

また、励磁回路１２０は、押出ロッド８の後端から導出された導線１２２を介して上述した磁着部分２１に接続されている。磁着部分２１の内部には、円筒状の鉄心２１１の周りにコイル２１２が巻回された電磁石２１０が収容配置されている。電磁石２１０のコイル２１２の両端から延びた導線１２２は、押出ロッド８の内部を通って後端から引き出されている。励磁回路１２０、励磁スイッチ１３、および電磁石２１０は、励磁装置２２０として機能する。

以下、主に、図３、図５、および図６を参照して、上述した電動ドリル１００の使用方法について説明する。
なお、図３は、電動ドリル１００を使用状態にした図を示し、図５は、ビット１を本体９内に収納した未使用状態を示し、図６は、ビット１を本体９の外に押し出した状態を示してある。

電動ドリル１００を図５に示す未使用状態から図３に示す使用状態にする場合、まず、使用者は、本体９の開口部１０２から外部に露出したビット収納ユニット７のビット選択ダイヤル６を回して使用するビット１を選択し、当該ビット１がキーレスチャック２に同軸に対向する回転位置にビット収納ユニット７を回転させて停止させる。この状態を図５に示す。

この後、使用者は、キーレスチャック２が開いていることを確認して、ビット交換レバーの操作レバー１０を先端方向（図３中左方向）にスライドさせて、選択したビット１の後端に押出ロッド８の先端を当接させ、この状態からさらに操作レバー１０を先端方向にスライドさせることで、当該ビット１をビット収納ユニット７のビット収納部１８から押し出す。

このとき、使用者は、ビット交換レバーの押出ロッド８の先端が当該ビット１の後端に当接したところで、励磁スイッチ１３をＯＮにする。すると、制御部１１０は、励磁スイッチＯＮ信号をトリガーとして、励磁回路１２０を介して電磁石２１０に通電し、押出ロッド８の先端にある磁着部分２１を励磁する。これにより、当該ビット１の後端が押出ロッド８の先端（すなわち磁着部分２１）に磁着される。

或いは、ビット交換レバーの押出ロッド８の先端が当該ビット１の後端に当接したとき、図示しないセンサーなどを介して、制御部１１０が、両者が当接したことを検知し、この時点で電磁石２１０に通電するよう、励磁回路１２０を制御するようにしても良い。この場合、使用者による励磁スイッチ１３のＯＮ操作が不要となり、励磁スイッチ１３自体も不要となる。

ビット１が磁着部分２１に磁着された後、使用者は、さらにビット交換レバーの操作レバー１０を先端方向へスライドさせ、図６に示す位置までビット１を押し出す。ビット１を押し出す位置は、ビット１の後端がキーレスチャック２で固定される位置であり、図示しないストッパーなどにより、操作レバー１０の移動をこの位置に規制することで、ビット１が適切な固定位置に位置決め配置されるようになっている。

このように、磁着された状態のビット１が本体９の先端から押し出されると、使用者は、キーレスチャック２のスリーブ３を回転させてビット１の後端を固定する。ビット１の固定は、ビット１の後端を押出ロッド８の先端に磁着せしめた状態でなされるため、ビット１がぐらつくことがなく、固定作業を容易にできる。

ビット１を固定した後、使用者は、励磁スイッチ１３をＯＦＦにして、磁着部分２１を消磁させ、ビット１と押出ロッド８を分離可能な状態にする。さらにこの後、使用者は、ビット交換レバーの操作レバー１０を逆方向（図６中右方向）にスライドさせ、押出ロッド８をビット収納ユニット７のビット収納部１８から引き抜いて、図３に示す位置まで退避させる。この状態で、電動ドリル１００が使用可能な状態となる。

或いは、磁着せしめた状態のビット１をキーレスチャック２に固定した後、ビット交換レバーの操作レバー１０が使用者によって後方へ僅かに引かれたことを図示しないセンサー等を介して制御部１１０が検知し、或いはキーレスチャック２でビット１を固定したことを図示しないセンサー等を介して制御部１１０が検知したことをトリガーとして、電磁石２１０への通電をＯＦＦにするよう、制御部１１０が励磁回路１２０を制御するようにしても良い。

図３の使用可能状態で、使用者によってトリガースイッチ１６がＯＮにされると、制御部１１０は、トリガースイッチ回路４から送信されるＯＮ信号に基づいて、モーター１５を回転させ、ビット１を回転駆動する。また、制御部１１０は、トリガースイッチ１６がＯＦＦにされると、トリガースイッチ回路４から送信されるＯＦＦ信号に基づいて、モーター１５を停止させてビット１の回転を停止させる。

ビット１を回転させるとき、モーター１５の駆動力が上述したようにキーレスチャック２に伝達されるが、図３の状態ではキーレスチャック２に固定されたビット１の後端が押出ロッド８の先端から離れているため、ビット交換レバー８、１０に回転駆動力が伝達されることはない。しかし、例えば、図６に示す状態（すなわち、ビット１の後端が押出ロッド８の先端に磁着されたままの状態）のとき、間違ってトリガースイッチ１６がＯＮにされてしまうと、ビット１の回転力が磁着した押出ロッド８に伝達されてしまう。

磁着部分２１の磁着力が比較的弱い場合には、押出ロッド８の先端面とビット１の後端面との間で滑りを生じて、ビット１だけを回転させることもできるが、磁着力が比較的強い場合には、ビット１の後端面と押出ロッド８の先端面が磁着した状態のまま両者が一緒に回転しようとするため、最悪の場合、電動ドリル１００が壊れてしまう。一方で、この磁着力は、ビット１の固定動作、および後述するビット１の収納動作のためには、できるだけ強くしておくことが望ましい。

このため、本実施形態では、次のような対策を講じている。
つまり、制御部１１０では、励磁回路１２０を介して押出ロッド８の磁着部分２１を励磁している状態のとき、トリガースイッチ回路４を介してスイッチＯＮ信号を受信しても、このスイッチの切り替え動作を無効にしてモーター１５の回転を禁止するようにしている。これにより、ビット１を押出ロッド８に磁着している状態でモーター１５が回転されることがなくなり、少なくとも押出ロッド８に回転駆動力が伝達されてしまうような不具合を防止することができ、電動ドリル１００が破壊される危険性も無くなる。

或いは別の対策として、本実施形態では、励磁回路１２０を介して押出ロッド８の磁着部分２１を励磁している状態のとき、トリガースイッチ回路４を介してスイッチＯＮ信号を受信した場合、押出ロッドの先端にある磁着部分２１を消磁するように、制御部１１０が、励磁回路１２０を制御するようにしている。これにより、例えば、図６に示すようにビット１を押出ロッド８に磁着せしめた状態でトリガースイッチ１６がＯＮにされても、ビット１だけを押出ロッド８と磁気的に分離して回転させることができ、押出ロッド８に強い回転駆動力が伝達されてしまう不具合を防止できる。

或いは、さらに別の対策として、ビット交換レバー８、１０が図３に示す退避位置に無い全ての場合において、トリガースイッチ１６がＯＮにされた場合に、制御部１１０がモーター１５の回転を禁止するようにしても良い。この場合、制御部１１０は、図示しないセンサー等を用いて、ビット交換レバー８、１０が図３の退避位置にないことを検知するだけで良い。

また、上述した電気的な対策の代りに、機械的にトリガースイッチ１６の操作を禁止するようにしても良い。この場合、例えば、ビット交換レバー８、１０が図３の退避位置にない場合には、トリガースイッチ１６の操作ができないようにする図示しないストッパーなどを設ければ良い。

一方、電動ドリル１００を図３に示す使用状態から図５に示す未使用状態にする場合、すなわち、使用していたビット１を本体９内に収納する場合、使用者は、まず、トリガースイッチ１６がＯＦＦにされていることを確認して、ビット交換レバーの操作レバー１０を先端方向（図３で左方向）へスライドさせる。そして、ビット交換レバーの押出ロッド８の先端（すなわち磁着部分２１）が、使用していたビット１の後端に当接した後、使用者は、励磁スイッチ１３をＯＮにして磁着部分２１を励磁させ、押出ロッド８の先端をビット１の後端に磁着させる。

或いは、この場合においても、制御部１１０が、図示しないセンサーなどを介して、ビット交換レバーのスライド位置を検知して、磁着部分２１の先端がビット１の後端に当接するタイミングで、磁着部分２１を励磁させるように、励磁回路１２０を制御するようにしても良い。押出ロッド８の先端にビット１の後端を磁着せしめた状態は、図６の状態である。

この状態で、使用者は、キーレスチャック２を回転させてビット１の固定を解除し、ビット交換レバーの操作レバー１０を図中右方向に引いて、ビット交換レバーに磁着せしめた状態のビット１を、図５に示す位置まで移動させる。この位置は、当該ビット１がビット収納ユニット７のビット収納部１８に収納される位置である。移動中、ビット１の後端と押出ロッド８の先端が分離することのないように、磁着部分２１によるビット１に対する磁着力、すなわち電磁石２１０の磁力は十分に強くすることが望ましい。

そして、上記のように、当該ビット１をビット収納ユニット７内に収納した後、使用者は、励磁スイッチ１３をＯＦＦにして励磁部分２１を消磁し、ビット１と押出ロッド８を分離可能な状態にする。或いは、この場合においても、ビット交換レバーが図５に示す位置まで後退させられたことを図示しないセンサーなどを介して制御部１１０で検知して、励磁部分２１を消磁するように、励磁回路１２０を制御するようにしても良い。

この状態で、ビット収納ユニット７が自由に回転可能な状態となり、この電動ドリル１００を次に使用する際には、使用者は、ビット選択ダイヤル６を回して使用するビット１を選択することができる。

以上述べた実施形態の電動ドリル１００によれば、ビット１を本体９内部に収容した構造を持つことにより、ビット交換の作業性を向上でき、ビット紛失の心配がなく、安全性の高いビット交換が可能となる。

なお、ここで説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。さらに、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上述した実施形態では、電動ドリル１００の使用時において、押出ロッド８をビット１から物理的および磁気的に分離させるようにしたが、押出ロッド８の先端にビット１の後端を磁着せしめた状態のまま電動ドリル１００を動作させるようにしても良い。この場合、押出ロッド８がビット１と一緒に回転できるよう、例えば、押出ロッド８の後端近くに円環状のレールや溝を設けて、操作レバー１０の基端部をこのレールや溝にスライド自在に取り付けるようにしても良い。或いは、このような回転構造として、ベアリングなどを用いても良い。

このように、押出ロッド８の先端に磁着せしめた状態のビット１をそのまま回転可能とすることで、例えば、ネジなどをプラスドライバーの先端に磁着せしめた状態で作業することができ、作業性を向上させることができる。この場合、励磁の必要がないときには、励磁スイッチ１３を手動でＯＦＦにすることもでき、使用者によって自由な使い方ができる。

また、上述した実施形態では、ビット１の交換について、本体９内に予め収納したビット１についてのみの説明になっているが、ビット収納部１８内に収納可能な大きさのビットであれば、ビット収納ユニット７に対するビット１の交換も可能である。この場合、例えば、拳銃の弾をリボルバーに装填するときと同じように、ビット収納ユニット７を本体９から部分的に取り出して、ビット収納部１８内のビット１を交換すれば良い。

１…ビット、２…キーレスチャック、３…スリーブ、４…トリガースイッチ回路、６…ビット選択ダイヤル、７…ビット収納ユニット、８…押出ロッド、９…本体、１０…操作レバー、１３…励磁スイッチ、１５…モーター、１６…トリガースイッチ、１７…回転軸、１８…ビット収納部、２０…バッテリー、２１…磁着部分、１００…電動ドリル、１０５…制御回路、１１０…制御部、１２０…励磁回路、２１０…電磁石、２２０…励磁装置。

Claims (5)

1. 工具本体と、
   この工具本体内に収容されたビットと、
   上記工具本体の外側に突出して上記ビットを固定する固定部と、
   上記固定部を通して上記ビットを上記工具本体内から押し出して上記固定部にセットする押出部と、
   上記固定部を回転駆動する駆動部と、
   を有する電動工具。
2. 上記工具本体内で上記ビットを複数収納した回転可能な収納部をさらに有し、
   この収納部は、回転の途中で各ビットを上記固定部に対向させる請求項１の電動工具。
3. 上記押出部は、上記ビットの後端に当接する先端を有する押出ロッドを有し、
   上記押出ロッドは、その先端を選択的に励磁する励磁装置を備えている請求項２の電動工具。
4. 上記駆動部を回転および停止させるためのスイッチと、
   上記励磁装置が上記押出ロッドの先端を励磁している状態のとき、上記駆動部を回転できないように上記スイッチの切り替え動作を無効にする制御回路と、
   をさらに有する請求項３の電動工具。
5. 上記駆動部を回転および停止させるためのスイッチと、
   上記励磁装置が上記押出ロッドの先端を励磁している状態で、上記駆動部を回転させるべく上記スイッチが切り替えられた場合、上記押出ロッドの先端を消磁するよう上記励磁装置を制御する制御回路と、
   をさらに有する請求項３の電動工具。

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