JP2016101618A - 電動作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータを回転させる場合に、ブラシサポートがハウジングに対して軸線を中心とする径方向に動くことを抑制できる電動作業機を提供する。【解決手段】電動モータのロータの回転と停止とを切り替え可能な電動作業機であって、電動モータの回転と停止とを切り替えるトリガと、ロータを収容したハウジングと、ロータの軸線Ａ１を中心としてハウジングに回転可能に取り付けられ、かつ、トリガを操作してもロータが回転しない第１位置と、トリガを操作するとロータが回転する第２位置と、に切り替えられるブラシサポート４３と、を有し、軸線Ａ１を中心とする径方向で、ハウジングに設けたガイドレール３２Ａ，３２Ｂと、ブラシサポート４３との間に隙間が形成され、ブラシサポート４３が第１の位置にある場合の隙間量よりも、ブラシサポート４３が第２の位置にある場合の隙間量の方が小さい。【選択図】図１３

Description

本発明は、電動モータのロータを回転と停止とに切り替え可能な電動作業機に関する。

従来、電動作業機としてのドリルは、作業工具にトルクを伝達するロータの回転方向を切り替えることができる。このような電動作業機が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された電動作業機は、ハウジングと、ハウジング内に設けた電動モータと、を有する。電動モータはステータ及びロータを備え、ステータは、電流が流れるコイルを有し、ロータに整流子が設けられている。また、ステータはハウジングに取り付けられており、ステータの外周面に切替部材が設けられている。切替部材は筒形状であり、切り替部材は、ステータに対してロータの軸線回りで回動可能である。

切替部材に、コイルに接続された接点が設けられている。また、切替部材はブラシを保持しており、ブラシは整流子に接触する。特許文献１に記載された電動作業機は、作業者が切替部材をハウジングに対して回転させて、コイルに流れる電流の向き、コイルに接続された電気回路の接続または遮断を切り替える。その結果、ロータの停止と回転とが切り替えられ、また、ロータが回転する場合の正回転と逆回転とが切り替えられる。

特開昭６２−１６０５２号公報

上記特許文献１に記載された電動作業機は、ロータを回転させる場合に、切替部材がハウジングに対して軸線を中心とする径方向に動く問題があった。

本発明の目的は、ロータを回転させる場合に、切替部材がハウジングに対して軸線を中心とする径方向に動くことを抑制できる、電動作業機を提供することにある。

一実施形態の電動作業機は、電動モータのロータの回転と停止とを切り替え可能な電動作業機であって、作業者により操作されて前記ロータの回転と停止とを切り替えるトリガと、前記ロータを収容したハウジングと、前記ロータの軸線を中心として前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、かつ、前記トリガを操作しても前記ロータが回転しない第１位置と、前記トリガを操作すると前記ロータが回転する第２位置と、に切り替えられる切替部材と、を有し、前記軸線を中心とする径方向で、前記ハウジングと前記切替部材との間に隙間が形成され、前記切替部材が前記第１位置にある場合の隙間量よりも、前記切替部材が前記第２位置にある場合の隙間量の方が小さい。

他の実施形態の電動作業機は、前記ロータを支持するハウジングと、前記ハウジングに対して前記ロータの軸線を中心として回転可能に設けられ、かつ、前記ロータの回転と停止とを切り替える切替部材と、前記切替部材に前記軸線を中心として円周方向に配置された第１ガイド部と、前記ハウジングに前記軸線を中心として円周方向に配置され、かつ、前記第１ガイド部よりも内側に配置された第２ガイド部と、前記第１ガイド部の内面に設けられ、かつ、前記軸線を中心とする円周方向に沿って配置された第１平坦面及び第１円弧面と、前記第２ガイド部の外面に設けられ、かつ、前記軸線を中心とする円周方向に沿って配置された第２平坦面及び第２円弧面と、を備え、前記軸線を中心とする前記第２円弧面の第１半径と、前記軸線を中心とする前記第１円弧面の第２半径と、前記軸線から前記第２平坦面に至る最短の第１距離と、前記軸線から前記第１平坦面に至る最短の第２距離と、の大小関係は、第２距離≦第１半径＜第２半径、かつ、第１距離＜第２距離、である。

本発明によれば、切替部材が、ハウジングに対して径方向に動くことを抑制できる。

本発明の電動作業機の実施形態を示す正面断面図である。 本発明の電動作業機の正面図である。 本発明の電動作業機における電気回路を示す模式図である。 本発明の電動作業機に用いる部品の分解斜視図である。 本発明の電動作業機に用いる部品の分解斜視図である。 本発明の電動作業機に用いる部品を組み立てた斜視図である。 本発明の電動作業機において、ハンドルを取り除いた左側面図である。 本発明の電動作業機において、ハンドルを取り除いた左側面図である。 本発明の電動作業機において、ハンドルを取り除いた左側面図である。 本発明の電動作業機において、ケーシングとブラシサポートとの位置関係を示す右側面図である。 本発明の電動作業機において、ケーシングとブラシサポートとの位置関係を示す右側面図である。 本発明の電動作業機において、ケーシングとブラシサポートとの位置関係を示す右側面図である。 本発明の電動作業機において、ブラシサポートを第１操作位置に停止させた左側面図である。 本発明の電動作業機において、ブラシサポートを第２操作位置に停止させた左側面図である。 本発明の電動作業機において、ブラシサポートを第３操作位置に停止させた左側面図である。

以下、本発明の電動作業機の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態に係る電動作業機１０は、対象物に穴や溝等を形成することが可能なドリルである。電動作業機１０は、作業者が手で掴むハンドル１１と、ハンドル１１に固定されたハウジング１２と、ハウジング１２に固定されるインナカバー１３と、インナカバー１３に固定されるギヤカバー１４と、を備えている。ハンドル１１は合成樹脂製であり、ハウジング１２は金属製であり、ハウジング１２に用いる金属は、例えば、アルミニウム、マグネシウムを含む。また、インナカバー１３は、合成樹脂製または金属製である。ギヤカバー１４は、合成樹脂製または金属製である。

ハンドル１１に電力ケーブル１５が取り付けられており、電力ケーブル１５の端部に設けたプラグ１６は交流電源９０に接続される。ハウジング１２の内部及びインナカバー１３の内部に亘って電動モータ１７が設けられている。電動モータ１７は、交流モータであり、電動モータ１７は、ステータ１８及びロータ１９を備えている。インナカバー１３及びギヤカバー１４の内部に減速機構が設けられており、ロータ１９のトルクが減速機構の入力部材に伝達される。ギヤカバー１４の外部にチャック２０が設けられており、減速機構の出力部材のトルクがチャック２０に伝達される。つまり、チャック２０は、ロータ１９に対して動力伝達可能に接続されている。チャック２０は作業工具としてのドリルビットを保持する。

ロータ１９の回転中心である軸線Ａ１と、チャック２０の回転中心である軸線Ｂ１とは、互いに平行である。つまり、電動作業機１０は、ロータ１９とチャック２０とが互いに偏心して配置されている。軸線Ａ１に沿った方向で、ハウジング１２は、インナカバー１３とハンドル１１との間に配置され、インナカバー１３は、ギヤカバー１４とハウジング１２との間に配置されている。ハウジング１２とインナカバー１３とギヤカバー１４とを互いに固定するねじ部材２１が設けられている。また、ハウジング１２とハンドル１１とを互いに固定するねじ部材２２Ａが設けられている。

ステータ１８は、円筒形状のステータホルダ２４内に固定されている。ステータ１８は、鉄心と、鉄心に巻き付けたコイル２３Ａ，２３Ｂとを有する。ステータ１８は界磁として機能する要素である。ステータホルダ２４は、絶縁材料、例えば合成樹脂で一体成形されている。ステータホルダ２４は、ハウジング１２内に配置されて固定されている。また、コイル２３Ａを被覆する絶縁体２５Ａが設けられ、コイル２３Ｂを被覆する絶縁体２５Ｂが設けられている。絶縁体２５Ａ，２５Ｂとしては、紙を用いることができる。ステータホルダ２４における軸線Ａ１に沿った方向の端部から、軸線Ａ１に沿った方向に延ばされた一対の張り出し部２６が設けられており、一対の張り出し部２６を接続する接続部３５が設けられている。接続部３５に軸孔２７が設けられている。さらに、ステータホルダ２４の外周面に、軸孔４１を有するボス部４２が設けられている。軸孔４１にねじ部材２２Ｂが挿入して締め付けられ、ハンドル１１とステータホルダ２４とが固定されている。

一方、ロータ１９は、出力軸２８と、出力軸２８に取り付けられたアーマチュア２９と、を有する。アーマチュア２９は、鉄心にコイルを巻いたものである。また、出力軸２８に取り付けられ、かつ、アーマチュア２９に電流を供給する整流子３０が設けられている。整流子３０は、ステータホルダ２４の外に配置され、かつ、張り出し部２６同士の間に配置されている。

ハウジング１２は、筒部３１と、筒部３１から軸線Ａ１に沿った方向に延ばされた一対のガイドレール３２Ａ，３２Ｂと、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂを接続する保持部３３と、を備えている。ガイドレール３２Ａ，３２Ｂは、軸線Ａ１を中心とする径方向で、一対の張り出し部２６の外側に配置されている。ガイドレール３２Ａ，３２Ｂは、軸線Ａ１を中心とする円周方向で、点対称となる所定角度の範囲内に、それぞれ円弧状に設けられている。

ガイドレール３２Ａとガイドレール３２Ｂとは、軸線Ａ１を中心とする円周方向で正反対の範囲に設けられている。保持部３３は、円筒形状であり、保持部３３内に軸受３４が設けられている。軸受３４は、出力軸２８を回転可能に支持している。出力軸２８の一部は軸孔２７に配置されている。張り出し部２６及びガイドレール３２Ａ，３２Ｂ及び軸受３４は、ハンドル１１内に配置されている。

筒部３１の軸線Ａ１に沿った方向で、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂが設けられている端部に切り欠き部３６Ａ，３６Ｂが設けられている。切り欠き部３６Ａ，３６Ｂは、軸線Ａ１を中心とする所定角度の範囲内で円弧状に設けられている。切り欠き部３６Ａ，３６Ｂは、軸線Ａ１を中心とする円周方向で、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂが配置されている範囲とは異なる範囲に配置されている。さらに、筒部３１の軸線Ａ１に沿った方向で、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂが設けられている端部に規制部３８が設けられている。規制部３８は、軸線Ａ１を中心とする筒部３１の円周方向で、切り欠き部３６Ａ，３６Ｂとは異なる２箇所に配置されている。軸線Ａ１を中心とする筒部３１の円周方向で、２つの規制部３８が配置されている範囲は、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂが設けられている範囲と同じである。

ガイドレール３２Ａの外面に、２つの円弧面１００Ａ，１００Ｂと、平坦面１００Ｃと、が設けられている。ガイドレール３２Ａの外面において、軸線Ａ１に沿った方向で、保持部３３と規制部３８との中間位置よりも、規制部３８に近い位置に、２つの円弧面１００Ａ，１００Ｂ及び平坦面１００Ｃが設けられている。２つの円弧面１００Ａ，１００Ｂ及び平坦面１００Ｃは、軸線Ａ１方向で所定の幅を有する。また、平坦面１００Ｃは、軸線Ａ１を中心とする円周方向で円弧面１００Ａと円弧面１００Ｂとの間に配置されている。軸線Ａ１に対して垂直な平面視で、円弧面１００Ａ，１００Ｂは、軸線Ａ１を中心とする曲率で半径Ｌ１に設定されている。また、軸線Ａ１と平坦面１００Ｃとの間に最短の距離Ｌ２が設定されている。距離Ｌ２は、軸線Ａ１から平坦面１００Ｃに至り、かつ、平坦面１００Ｃに対して直角な直線の長さである。

ガイドレール３２Ｂの外面に、２つの円弧面１０１Ａ，１０１Ｂと、平坦面１０１Ｃと、が設けられている。ガイドレール３２Ｂの外面において、軸線Ａ１に沿った方向で、保持部３３と規制部３８との中間位置よりも、規制部３８に近い位置に、２つの円弧面１０１Ａ，１０１Ｂ及び平坦面１０１Ｃが設けられている。２つの円弧面１０１Ａ，１０１Ｂ及び平坦面１０１Ｃは、軸線Ａ１方向で所定の幅を有する。また、平坦面１０１Ｃは、軸線Ａ１を中心とする円周方向で円弧面１０１Ａと円弧面１０１Ｂとの間に配置されている。軸線Ａ１に対して垂直な平面視で、円弧面１０１Ａ，１０１Ｂは、軸線Ａ１を中心とする曲率で半径Ｌ１に設定されている。また、軸線Ａ１と平坦面１０１Ｃとの間に最短の距離Ｌ２が設定されている。距離Ｌ２は、軸線Ａ１から平坦面１０１Ｃに至り、かつ、平坦面１０１Ｃに対して直角な直線の長さである。

さらに、筒部３１の外周面に、軸孔３９を有するボス部４０が設けられている。ねじ部材２２Ａは軸孔３９に挿入されて締め付けられる。さらに、ボス部４２は、切り欠き部３６Ｂに配置されている。

ハンドル１１にトリガ６２が設けられている。トリガ６２は作業者により操作される。トリガ６２に突起部８７が設けられており、突起部８７はストッパ８８を有する。ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの外面にブラシサポート４３が取り付けられている。ブラシサポート４３は、絶縁材料、例えば、合成樹脂製である。ブラシサポート４３は環状であり、ブラシサポート４３は、一対の円弧部４４Ａ，４４Ｂと、一対の円弧部４４Ａ，４４Ｂの第１端部同士を接続する第１プレート部４５と、一対の円弧部４４Ａ，４４Ｂの第２端部同士を接続する第２プレート部４６と、を備えている。第１プレート部４５と第２プレート部４６とは、ブラシサポート４３の円周方向で異なる位置に配置されている。

ガイドレール３２Ａ，３２Ｂは、軸線Ａ１を中心とする径方向で、一対の円弧部４４Ａ，４４Ｂの内側に位置する。軸線Ａ１を中心とする円周方向で、第１プレート部４５は、切り欠き部３６Ａに対応する箇所に配置され、第２プレート部４６は、切り欠き部３６Ｂに対応する箇所に配置されている。一対の円弧部４４Ａ，４４Ｂの外周面から、それぞれ外側に向けて張り出したつまみ部４７が設けられている。

円弧部４４Ａ，４４Ｂは、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂと協働して、ブラシサポート４３を、ハウジング１２に対して径方向に位置決めする。円弧部４４Ａの内面に、円周方向で異なる位置に３つの平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃが設けられている。また、円弧部４４Ａの内面に、平坦面１０２Ａと平坦面１０２Ｂとの間に円弧面１０３Ａが設けられ、平坦面１０２Ｂと平坦面１０２Ｃとの間に円弧面１０３Ｂが設けられている。さらに、軸線Ａ１から、平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃまでの間にそれぞれ最短の距離Ｌ３が設定されている。距離Ｌ３は、軸線Ａ１から平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃのそれぞれに至り、かつ、平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃのそれぞれに対して直角な直線の長さである。円弧面１０３Ａ，１０３Ｂは、軸線Ａ１を中心とする曲率で半径Ｌ４に設定されている。

円弧部４４Ｂの内面に、円周方向で異なる位置に３つの平坦面１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃが設けられている。また、円弧部４４Ｂの内面における平坦面１０４Ａと平坦面１０４Ｂとの間に円弧面１０５Ａが設けられ、平坦面１０４Ｂと平坦面１０４Ｃとの間に円弧面１０５Ｂが設けられている。さらに、軸線Ａ１から、平坦面１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃまでの間にそれぞれ最短の距離Ｌ３が設定されている。距離Ｌ３は、軸線Ａ１から平坦面１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃのそれぞれに至り、かつ、平坦面１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃのそれぞれに対して直角な直線の長さである。円弧面１０５Ａ，１０５Ｂは、軸線Ａ１を中心とする曲率で半径Ｌ４に設定されている。

上記した半径Ｌ１，Ｌ４、及び距離Ｌ２，Ｌ３の大小関係は、
距離Ｌ３≦半径Ｌ１＜半径Ｌ４
かつ、
距離Ｌ２＜距離Ｌ３
である。

ブラシサポート４３が、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの外面に取り付けられた状態で、軸線Ａ１に沿った方向で、円弧面１００Ａ，１００Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂ、及び平坦面１００Ｃ，１０１Ｃの配置範囲は、平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ、円弧面１０３Ａ，１０３Ｂ、平坦面１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ、円弧面１０５Ａ，１０５Ｂの配置範囲と、少なくとも一部が重なる。

ブラシサポート４３の第１プレート部４５に、ブラシホルダ５０を介してブラシ５１が取り付けられ、第２プレート部４６に、ブラシホルダ５２を介してブラシ５３が取り付けられている。ブラシサポート４３は、２個のブラシ５１，５３を支持している。ブラシ５１，５３は、共にカーボン製であり、かつ、軸線Ａ１を中心とする径方向で、ブラシサポート４３の内側に設けられている。２個のブラシ５１，５３は、軸線Ａ１を中心とする円周方向で、１８０度の間隔で配置されている。ブラシ５１，５３は、整流子３０に対する通電用である。ブラシ５１，５３は、弾性体８４により径方向で内側に向けて押されており、ブラシ５１，５３は整流子３０に接触する。

第２プレート部４６の外周に、２つのスリット５４，５５が設けられている。スリット５４，５５は、軸線Ａ１を中心とする円周方向で間隔をおいて配置されている。また、第２プレート部４６は、軸線Ａ１を中心とする円周方向でスリット５４とスリット５５との間に配置されたブロック部５６を備えている。軸線Ａ１を中心とする径方向で、スリット５４，５５及びブロック部５６の配置位置は、ストッパ８８の配置位置と一部が重なる。軸線Ａ１を中心とする径方向において、突起部８７の配置範囲は、スリット５４，５５及びブロック部５６の配置位置を含み、かつ、スリット５４，５５及びブロック部５６の配置位置よりも外側を含む。さらに、第２プレート部４６は、凸部５７，５８を備えている。スリット５４，５５及びブロック部５６は、軸線Ａ１を中心とする円周方向で、凸部５７と凸部５８との間に配置されている。

さらに、軸線Ａ１を中心とする径方向で、ブラシサポート４３の内側であり、かつ、ガイドレール３２の外側に、支持部材５９が設けられている。支持部材５９は、絶縁材料、例えば、合成樹脂で成形されており、支持部材５９は、ブラシホルダ５０を覆うカバー６０と、ブラシホルダ５２を覆うカバー６１とを備えている。支持部材５９は環状であり、ブラシサポート４３と支持部材５９とが、軸線Ａ１を中心とする円周方向に位置決め固定されている。そして、ブラシサポート４３の内面が、ガイドレール３２の外面に接触した状態で、支持部材５９及びブラシサポート４３が、軸線Ａ１を中心として円周方向に動作可能である。

ハウジング１２の縁部と、ハンドル１１の縁部４８との間に開口部４９が設けられている。開口部４９は、軸線Ａ１を中心とする円周方向に１８０度の間隔で２箇所に配置されている。そして、２つのつまみ部４７が開口部４９に別々に配置されている。ブラシサポート４３は、一対の円弧面４４が縁部４８及び規制部３８に接触することで、軸線Ａ１に沿った方向に位置決めされている。

次に、電動モータ１７の電気回路を、図１及び図３を参照して説明する。メインスイッチ６３は、ケーシング８９内に収容され、ケーシング８９は、ハンドル１１内に配置されている。ハンドル１１は、ハウジング１２から、軸線Ａ１に対して交差する向きで延ばされている。ケーシング８９は、絶縁材料、例えば、合成樹脂製である。メインスイッチ６３は、電力ケーブル１５に接続された接点６４，６５を備えている。また、メインスイッチ６３は、コイル２３Ａに接続された接点６６と、コイル２３Ｂに接続された接点６７とを備えている。メインスイッチ６３は、接続片６８，６９を備えており、作業者がトリガ６２に操作力を加えると、接続片６８が接点６４と接点６６とを接続し、かつ、接続片６９が接点６５と接点６７とを接続する。つまり、メインスイッチ６３は、交流電源９０と正逆切り替えスイッチ７０との間の経路を接続する。これに対して、作業者がトリガ６２に加えた操作力を解除すると、接点６４と接点６６とが離され、かつ、接点６５と接点６７とが離される。つまり、メインスイッチ６３は、交流電源９０と正逆切り替えスイッチ７０との間の経路を遮断する。

ハンドル１１の内部にケーシング８３が設けられている。ケーシング８３は、絶縁材料、例えば合成樹脂で成形されている。正逆切り替えスイッチ７０は、ケーシング８３内に設けられている。また、正逆切り替えスイッチ７０は、ブラシ５１にリード線７１を介して接続された接点７２と、ブラシ５３にリード線７３を介して接続された接点７４と、を備えている。さらに、正逆切り替えスイッチ７０は、接点７２に接続された接続片７５と、接点７４に接続された接続片７６と、を備えている。

さらに、コイル２３Ａにリード線８５を介して接続され、かつ、互いに並列に配置された接点７７，７８が設けられている。コイル２３Ｂにリード線８６を介して接続され、かつ、互いに並列に配置された接点７９，８０が設けられている。また、接続片７５，７６を動作させる動作部材８１が設けられており、動作部材８１に突起部８２が設けられている。動作部材８１は、ケーシング８３内に配置され、突起部８２はケーシング８３の外に露出している。接続片７５，７６は、動作部材８１が動作することにより、複数の状態、つまり、第１状態〜第３状態に切り替えられる。

接続片７５の第１状態では、接続片７５は接点７７及び接点８０から離間し、接続片７６の第１状態では、接続片７６が、接点７８及び接点７９から離間する。接続片７５の第２状態では、接続片７５が、接点７７に接続され、かつ、接点８０から離間する。接続片７６の第２状態では、接続片７６が、接点７９に接続され、かつ、接点７８から離間する。接続片７５の第３状態では、接続片７５が、接点８０に接続され、かつ、接点７７から離間する。接続片７６の第３状態では、接続片７６が、接点７８に接続され、かつ、接点７９から離間する。動作部材８１は、正逆切り替えスイッチ７０の要素である。

次に、電動作業機１０の使用例を説明する。作業者はハンドル１１を手で掴む。図７及び図１０のように、ブラシサポート４３が第１操作位置にあると、ブラシ５１，５３は、整流子３０に対して軸線Ｃ１を中心として接触する。また、作業者がトリガ６２に操作力を加えても、ストッパ８８がブロック部５６に接触するため、トリガ６２は動作しない。つまり、接点６４と接点６６とが離れ、かつ、接点６５と接点６７とが離れている。また、凸部５７，５８は両方とも突起部８２から離れており、接続片７６は接点７８，７９から離れ、接続片７５は接点７７，８０から離れている。したがって、交流電源９０の電圧は、ブラシ５１，５３に印加されず、ロータ１９は停止している。

これに対して、ロータ１９を正回転させる場合は、作業者がブラシサポート４３を手で掴み、図７の第１操作位置から、反時計方向に所定角度回転させ、ブラシサポート４３を、図８に示す第２操作位置で停止する。ブラシサポート４３が図７において反時計回りに回転すると、凸部５７が突起部８２に押し付けられ、動作部材８１が動作する。動作部材８１は、ブラシサポート４３の操作に連動して動作する。動作部材８１の動作により、接続片７５は、接点７７に接続され、かつ、接点８０から離れる。また、動作部材８１の動作により、接続片７６は、接点７９に接続され、かつ、接点７８から離れる。したがって、コイル２３Ａはリード線７１，８５を介してブラシ５１に接続され、コイル２３Ｂは、リード線８６，７３を介してブラシ５３に接続される。

作業者が、ブラシサポート４３を図７において反時計回りに回転させると、図１０ではブラシサポート４３が時計回りに所定角度回転し、図１１のように所定位置で停止する。つまり、軸線Ａ１を中心とする円周方向で、ストッパ８８とスリット５５とが同じ位置にある。このため、作業者がトリガ６２に操作力を加えると、ストッパ８８がスリット５５に進入し、トリガ６２が動作する。

トリガ６２が動作すると、メインスイッチ６３がオンされる。つまり、接続片６８が接点６４に接続され、かつ、接続片６９が接点６５に接続され、交流電源９０の電圧がブラシ５１，５３に印加され、ステータ１８とアーマチュア２９との相互作用により回転磁界が形成され、ロータ１９が回転する。ロータ１９の回転方向は、図８において時計回りであり、その回転方向を正回転と呼ぶ。ロータ１９のトルクは、減速機構を介してチャック２０に伝達され作業工具が所定方向に回転する。

また、ブラシサポート４３が図８の第２操作位置で停止すると、ブラシ５１，５３は、整流子３０に対して軸線Ｃ２を中心として接触する。つまり、ブラシサポート４３が図８の第２操作位置で停止すると整流子３０に対するブラシ５１，５３の接触位置は、図７のように、ブラシサポート４３が第１操作位置で停止している場合に比べて、ロータ１９の回転方向とは逆向きに、角度θ１分、円周方向に移動する。

なお、ブラシサポート４３が第２位置に停止され、かつ、トリガ６２に操作力を加えて作業工具にトルクを伝達している状態から、トリガ６２に加える操作力を低下すると、メインスイッチ６３がオフされる。つまり、ブラシ５１，５３に電圧が印加されなくなり、ロータ１９は停止する。すなわち、トリガ６２は電動モータ１７の回転と停止とを切り替える。

一方、ロータ１９を逆回転させる場合は、作業者がブラシサポート４３を手で掴み、図７の第１操作位置から、時計方向に所定角度回転させ、ブラシサポート４３を、図９に示す第３操作位置で停止する。ブラシサポート４３が図７において時計回りに回転すると、凸部５８が突起部８２に押し付けられ、動作部材８１が動作する。動作部材８１の動作により、接続片７５は、接点８０に接続され、かつ、接点７７から離れる。また、動作部材８１の動作により、接続片７６は、接点７８に接続され、かつ、接点７９から離れる。したがって、コイル２３Ａはリード線７３，８５を介してブラシ５３に接続され、コイル２３Ｂは、リード線８６，７１を介してブラシ５１に接続される。

作業者が、ブラシサポート４３を図７において時計回りに回転させると、図１０ではブラシサポート４３が反時計回りに所定角度回転し、図１２のように所定位置で停止する。つまり、軸線Ａ１を中心とする円周方向で、ストッパ８８とスリット５４とが同じ位置にある。このため、作業者がトリガ６２に操作力を加えると、ストッパ８８がスリット５４に進入し、トリガ６２が動作する。

トリガ６２が動作すると、メインスイッチ６３がオンされる。つまり、接続片６８が接点６４に接続され、かつ、接続片６９が接点６５に接続され、交流電源９０の電圧がブラシ５１，５３に印加され、ステータ１８とアーマチュア２９との相互作用により回転磁界が形成され、ロータ１９及び出力軸２８が一体回転する。ロータ１９の回転方向は、図９において反時計回りであり、その回転方向を逆回転と呼ぶ。ロータ１９のトルクは、減速機構を介してチャック２０に伝達され、作業工具が図８の場合とは逆方向に回転する。

また、ブラシサポート４３が図９の第３操作位置で停止すると、ブラシ５１，５３は、整流子３０に対して軸線Ｃ３を中心として接触する。つまり、ブラシサポート４３が図９の第３操作位置で停止すると、整流子３０に対するブラシ５１，５３の接触位置は、図７のように、ブラシサポート４３が第１操作位置で停止している場合に比べて、ロータ１９の回転方向とは逆向きに、角度θ２分、円周方向に移動する。

なお、ブラシサポート４３が第３操作位置で停止され、かつ、トリガ６２に操作力が加えられて作業工具にトルクを伝達している状態から、トリガ６２に加える操作力を低下すると、メインスイッチ６３がオフされる。つまり、ブラシ５１，５３に電圧が印加されなくなり、ロータ１９は停止する。

上記のように、ブラシサポート４３が図８の第２操作位置で停止した場合と、ブラシサポート４３が図９の第３操作位置で停止した場合とを比べると、図７の第１操作位置に対するブラシサポート４３の回転の向きは逆であるが、角度θ１と角度θ２とは等しい。本実施形態の電動作業機１０は、ロータ１９の回転方向を正回転と逆回転に切り替える操作を行うと、整流子３０に対するブラシ５１，５３の接触位置が、ロータ１９の円周方向に移動する。

次に、ブラシサポート４３の円弧部４４Ａ，４４Ｂの内面と、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの外面との間に形成される隙間の量を、図１３〜図１５を参照して説明する。より具体的には、平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃと、ガイドレール３２Ａの外面との間に形成される径方向の隙間量であり、平坦面１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃと、ガイドレール３２Ｂの外面との間に形成される径方向の隙間量である。

ブラシサポート４３が、図１３のように第１操作位置で停止すると、軸線Ａ１を中心とする径方向で、円弧面１０３Ａの内側に円弧面１００Ａが位置し、平坦面１０２Ｂの内側に平坦面１００Ｃが位置し、円弧面１０３Ｂの内側に円弧面１００Ｂが位置する。また、軸線Ａ１を中心とする径方向で、円弧面１０５Ａの内側に円弧面１０１Ａが位置し、平坦面１０４Ｂの内側に平坦面１０１Ｃが位置し、円弧面１０５Ｂの内側に円弧面１０１Ｂが位置する。そして、円弧面１０３Ａと円弧面１００Ａとの間に隙間量Ｇ１があり、かつ、円弧面１０３Ｂと円弧面１００Ｂとの間に隙間量Ｇ１がある。また、円弧面１０５Ａと円弧面１０１Ａとの間に隙間量Ｇ１があり、かつ、円弧面１０５Ｂと円弧面１０１Ｂとの間に隙間量Ｇ１がある。隙間量Ｇ１は、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの外面と、円弧部４４Ａ，４４Ｂの内面との間に形成される隙間量の最小値である。また、隙間量Ｇ１は、半径Ｌ４から半径Ｌ１を除算した値である。

ブラシサポート４３が、図１４のように第２操作位置で停止すると、軸線Ａ１を中心とする径方向で、平坦面１０２Ａの内側に円弧面１００Ａが位置し、円弧面１０３Ａの内側に平坦面１００Ｃが位置し、平坦面１０２Ｂの内側に円弧面１００Ｂが位置する。また、平坦面１０４Ｂの内側に円弧面１０１Ａが位置し、円弧面１０５Ｂの内側に平坦面１０１Ｃが位置し、平坦面１０４Ｃの内側に円弧面１０１Ｂが位置する。そして、平坦面１０２Ｂと円弧面１００Ｂとの間に隙間量Ｇ２があり、平坦面１０２Ａと円弧面１００Ａとの間に隙間量Ｇ２がある。また、平坦面１０４Ｂと円弧面１０１Ａとの間に隙間量Ｇ２があり、平坦面１０４Ｃと円弧面１０１Ｂとの間に隙間量Ｇ２がある。隙間量Ｇ２は、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの外面と、円弧部４４Ａ，４４Ｂの内面との間に形成される隙間量の最小値である。隙間量Ｇ２は、距離Ｌ３から半径Ｌ１を除算した値である。

ブラシサポート４３が、図１５のように第３操作位置で停止すると、軸線Ａ１を中心とする径方向で、平坦面１０２Ｂの内側に円弧面１００Ａが位置し、円弧面１０３Ｂの内側に平坦面１００Ｃが位置し、平坦面１０２Ｃの内側に円弧面１００Ｂが位置する。また、平坦面１０４Ｂの内側に円弧面１０１Ｂが位置し、円弧面１０５Ａの内側に平坦面１０１Ｃが位置し、平坦面１０４Ａの内側に円弧面１０１Ａが位置する。

そして、平坦面１０２Ｂと円弧面１００Ａとの間に隙間量Ｇ２があり、平坦面１０２Ｃと円弧面１００Ｂとの間に隙間量Ｇ２がある。また、平坦面１０４Ａと円弧面１０１Ａとの間に隙間量Ｇ２があり、平坦面１０４Ｂと円弧面１０１Ｂとの間に隙間量Ｇ２がある。隙間量Ｇ２は、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの外面と、円弧部４４Ａ，４４Ｂの内面との間に形成される隙間量の最小値である。隙間量Ｇ２は、距離Ｌ３から半径Ｌ１を除算した値である。

本実施形態では、
距離Ｌ３≦半径Ｌ１＜半径Ｌ４
かつ、
距離Ｌ２＜距離Ｌ３
である。

このため、ブラシサポート４３の操作位置が、ロータ１９を正回転または逆回転する第２操作位置または第３操作位置である場合の隙間量Ｇ２は、ブラシサポート４３の操作位置が、ロータ１９を停止する第１操作位置である場合の隙間量Ｇ１よりも小さい。つまり、ロータ１９が回転している場合、円弧部４４Ａの内面はガイドレール３２Ａの外周面に接触し、円弧部４４Ｂの内面はガイドレール３２Ｂの外周面に接触する。この場合には、
距離Ｌ３＝半径Ｌ１
の関係となる。このため、ブラシサポート４３は、ハウジング１２に対して同軸度が維持される。

したがって、ロータ１９が回転する場合に、ブラシサポート４３がハウジング１２に対して径方向に動くことを抑制できる。このため、ブラシ５１，５３の摩耗、整流子３０の摩耗を抑制できる。したがって、ブラシ５１，５３の寿命が長くなり、整流子３０の寿命が長くなる。また、整流子３０に対するブラシ５１，５３の接触圧力が変化することを抑制でき、整流子３０の整流作用が安定する。

本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明する。電動モータ１７が、本発明の電動モータに相当し、ロータ１９が、本発明のロータに相当し、電動作業機１０が、本発明の電動作業機に相当し、ハウジング１２が、本発明のハウジングに相当し、軸線Ａ１が、本発明の軸線に相当し、ブラシサポート４３が、本発明の切替部材に相当し、隙間量Ｇ１，Ｇ２が、本発明における隙間の量に相当し、平坦面１００Ｃ，１０１Ｃ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ、円弧面１００Ａ，１００Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂが、本発明の隙間量調整機構に相当する。

また、アーマチュア２９が、本発明のアーマチュアに相当し、ブラシ５１，５３が、本発明のブラシに相当し、円弧部４４Ａ，４４Ｂが、本発明の第１ガイド部に相当し、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂが、本発明の第２ガイド部に相当する。さらに、平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃが、本発明の第１平坦面または第２部分に相当し、円弧面１０３Ａ，１０３Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂが、本発明の第１円弧面または第１部分に相当する。さらに、平坦面１００Ｃ，１０１Ｃが、本発明の第２平坦面または第４部分に相当し、円弧面１００Ａ，１００Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂが、本発明の第２円弧面または第３部分に相当する。

さらに、ブラシサポート４３の第１操作位置が、本発明の「ロータを停止する位置」または「第１位置」に相当し、ブラシサポート４３の第２操作位置及び第３操作位置が、本発明の「ロータを回転する位置」または「第２位置」に相当する。さらに、半径Ｌ１が、本発明の第１半径であり、半径Ｌ４が、本発明の第２半径であり、距離Ｌ２が、本発明の第１距離であり、距離Ｌ３が、本発明の第２距離である。また、ブラシサポート４３において半径Ｌ４を有する部分が、本発明の第１部分であり、ブラシサポート４３において、軸線Ａ１との間に径方向の距離Ｌ３がある平坦面１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃに相当する部分が、本発明の第２部分である。ハウジング１２に設けたガイドレール３２Ａ，３２Ｂの半径Ｌ１に相当する部分が、本発明の第３部分であり、距離Ｌ２に相当する部分が、本発明の第４部分である。距離Ｌ２，Ｌ３及び半径Ｌ１，Ｌ４が、本発明における径方向の寸法に相当する。また、ブラシ５１，５３が、本発明の通電用ブラシに相当する。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明におけるロータを収容したハウジングとは、ロータの長さ方向における少なくとも一部が収容されていることを意味する。また、本発明の電動作業機は、ドライバ、ドリルを含む。電動作業機がドリルであると、作業工具の回転により対象物を切削して、対象物に穴、溝を形成することができる。電動作業機がドライバであると、作業工具の正回転または逆回転により、ねじ部材やボルトを締め付けたり緩めたりすることができる。電動作業機がサンダ、グラインダであると、作業工具としての砥石、ブラシ、ダイヤモンドカッタを正回転または逆回転させると、作業工具は、対象物を研削または研磨する。さらに、本発明は、ロータと保持部材とが偏心して配置されている電動作業機と、ロータと保持部材とが同心状に配置されている電動作業機と、を含む。

また、電動作業機をハンドル側から見た左側面図である図７〜図９において、便宜上、時計回りをロータの正回転とし、反時計回りをロータの逆回転としている。これに対して、電動作業機をハンドル側から見た左側面図である図７〜図９において、反時計回りをロータの正回転とし、時計回りをロータの逆回転として把握することも可能である。本発明の電動モータに電圧を印加する電源は、交流電源または直流電源のいずれでもよい。直流電源は、ハウジングに着脱される電池パックを含む。電池パックは、電池セルをケース内に収容したものである。さらに、切替部材の回転により、アーマチュアに流れる電流の向きを切り替える接点は、ブラシサポート及びハウジングに設けられていてもよい。

１０…電動作業機、１２…ハウジング、１７…電動モータ、１９…ロータ、２９…アーマチュア、３２Ａ，３２Ｂ…ガイドレール、４３…ブラシサポート、４４Ａ，４４Ｂ…円弧部、５１，５３…ブラシ、６２…トリガ、１００Ａ，１００Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂ…円弧面、１００Ｃ，１０１Ｃ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ…平坦面、Ａ１…軸線、Ｇ１，Ｇ２…隙間量。

Claims (14)

1. 電動モータのロータの回転と停止とを切り替え可能な電動作業機であって、
   作業者により操作されて前記ロータの回転と停止とを切り替えるトリガと、
   前記ロータを収容したハウジングと、
   前記ロータの軸線を中心として前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、かつ、前記トリガを操作しても前記ロータが回転しない第１位置と、前記トリガを操作すると前記ロータが回転する第２位置と、に切り替えられる切替部材と、
   を有し、
   前記軸線を中心とする径方向で、前記ハウジングと前記切替部材との間に隙間が形成され、
   前記切替部材が前記第１位置にある場合の隙間量よりも、前記切替部材が前記第２位置にある場合の隙間量の方が小さい、電動作業機。
2. 前記ロータは、通電されて回転磁界を形成するアーマチュアを備え、
   前記切替部材は、前記アーマチュアに接触する２個の通電用ブラシを支持し、かつ、前記ハウジングに対して回転されると、前記２個の通電用ブラシに対する電流の向きを変更する、請求項１に記載の電動作業機。
3. 前記切替部材は、前記軸線を中心として円周方向に配置された第１ガイド部を備え、
   前記ハウジングは、前記軸線を中心として円周方向に配置され、かつ、前記第１ガイド部と協働して前記軸線を中心とする径方向に前記切替部材を位置決めする第２ガイド部を備え、
   前記第２ガイド部は、前記軸線を中心とする径方向で前記第１ガイド部よりも内側に配置され、
   前記隙間は、前記第１ガイド部の内面と前記第２ガイド部の外面との間に形成される、請求項１または２に記載の電動作業機。
4. 前記内面は、前記軸線を中心とする径方向の寸法が異なる第１部分及び第２部分を有し、前記第２部分は前記第１部分よりも前記寸法が小さく構成され、
   前記外面は、前記軸線を中心とする径方向の寸法が互いに異なる第３部分及び第４部分を有し、
   前記第４部分は、前記第３部分よりも前記寸法が小さい、請求項３に記載の電動作業機。
5. 前記第２部分及び前記第３部分は、前記切替部材が前記第２位置にあると、前記軸線を中心とする円周方向における配置範囲の少なくとも一部が重なる、請求項４に記載の電動作業機。
6. 前記切替部材が前記第１位置にある場合の前記隙間量よりも、前記切替部材が前記第２位置にある場合の前記隙間量を小さくする隙間量調整機構が設けられ、
   前記隙間量調整機構は、
   前記第１ガイド部の内面に前記軸線を中心とする円周方向に沿って配置された第１平坦面及び第１円弧面と、
   前記第２ガイド部の外面に前記軸線を中心とする円周方向に沿って配置された第２平坦面及び第２円弧面と、
   を含む、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の電動作業機。
7. 前記切替部材が前記第２位置にある場合は、前記径方向で前記第１平坦面の内側に前記第２円弧面が位置し、かつ、前記第１円弧面の内側に前記第２平坦面が位置し、
   前記切替部材が前記第１位置にある場合は、前記径方向で前記第１平坦面の内側に前記第２平坦面が位置し、かつ、前記第１円弧面の内側に前記第２円弧面が位置し、
   前記切替部材が前記第２位置にある場合に、前記第１平坦面と前記第２円弧面との間に形成される前記隙間量は、
   前記切替部材が前記第１位置にある場合に、前記第１円弧面と前記第２円弧面との間に形成される前記隙間量よりも小さい、請求項６に記載の電動作業機。
8. 前記第１ガイド部は、前記軸線を中心とする円周方向で点対称となる２箇所に配置され、
   前記第２ガイド部は、前記軸線を中心とする円周方向で点対称となる２箇所に配置され、
   前記２個の通電用ブラシは、前記軸線を中心とする円周方向で前記第２ガイド部同士の間に１個ずつ配置されている、請求項７に記載の電動作業機。
9. 前記ロータは、正回転と逆回転とを切り替え可能である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動作業機。
10. 前記切替部材は、前記ロータを正回転する場合と、前記ロータを逆回転する場合とで、前記ハウジングに対する回転方向が異なる、請求項９に記載の電動作業機。
11. 電動モータのロータの回転と停止とを切り替え可能な電動作業機であって、
    前記ロータを支持するハウジングと、
    前記ハウジングに対して前記ロータの軸線を中心として回転可能に設けられ、かつ、前記ロータの回転と停止とを切り替える切替部材と、
    前記切替部材に前記軸線を中心として円周方向に配置された第１ガイド部と、
    前記ハウジングに前記軸線を中心として円周方向に配置され、かつ、前記第１ガイド部よりも内側に配置された第２ガイド部と、
    前記第１ガイド部の内面に設けられ、かつ、前記軸線を中心とする円周方向に沿って配置された第１平坦面及び第１円弧面と、
    前記第２ガイド部の外面に設けられ、かつ、前記軸線を中心とする円周方向に沿って配置された第２平坦面及び第２円弧面と、
    を備え、
    前記軸線を中心とする前記第２円弧面の第１半径と、
    前記軸線を中心とする前記第１円弧面の第２半径と、
    前記軸線から前記第２平坦面に至る最短の第１距離と、
    前記軸線から前記第１平坦面に至る最短の第２距離と、
    の大小関係は、
    第２距離≦第１半径＜第２半径、
    かつ、
    第１距離＜第２距離、
    である、電動作業機。
12. 前記第１ガイド部は、前記軸線を中心とする円周方向で点対称となる２箇所に配置され、
    前記第２ガイド部は、前記軸線を中心とする円周方向で点対称となる２箇所に配置され、
    前記ロータは、通電されて回転磁界を形成するアーマチュアを備え、
    前記切替部材は、前記アーマチュアに接触する２個の通電用ブラシを支持し、かつ、前記ハウジングに対して回転されると、前記２個の通電用ブラシに対する電流の向きを変更し、
    前記２個の通電用ブラシは、前記軸線を中心とする円周方向で、前記第１ガイド部同士の間に１個ずつ配置されている、請求項１１に記載の電動作業機。
13. 前記ロータは、正回転と逆回転とを切り替え可能である、請求項１１または１２に記載の電動作業機。
14. 前記切替部材は、前記ロータを正回転する場合と、前記ロータを逆回転する場合とで、前記ハウジングに対する回転方向が異なる、請求項１３に記載の電動作業機。

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