JP2020069259A - 充電式シャー - Google Patents

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祥吾 冨永
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Abstract

【課題】取り回し性が良好となってハイパワーも得られる充電式シャーを提供する。【解決手段】充電式シャー1は、ステータ20と、ステータ20に対して回転可能なロータ21とを有するブラシレスモータ5と、ブラシレスモータ5を収容するモータハウジング4と、モータハウジング4に繋がるグリップハウジング8と、グリップハウジング8に繋がるバッテリー保持ハウジング9と、ロータ21の前方に配置され、ロータ21により駆動して剪断動作するハサミ部3と、を含んでなる。【選択図】図4

Description

本発明は、空調ダクトやルーフィング材、セメントボード等の被切断材の切断に使用される充電式シャーに関する。
従来、非特許文献1に開示されているように、ハウジングの先端に、モータ駆動で開閉動作するハサミ部を備えて、空調ダクトやルーフィング材、セメントボード等の被切断材の切断に使用可能なACシャーが知られている。
Makita USA - Product Details -JS8000に記載の「Fiber Cement Shear」、[平成30年10月18日検索]、インターネット<URL:https://www.makitatools.com/products/details/JS8000>
上記従来のACシャーは、電源コードが繋がって取り回し性が悪くなるおそれがある。また、ブラシ付モータを用いると、被切断材によってはパワー不足となってしまう。
そこで、本発明は、取り回し性が良好となってハイパワーも得られる充電式シャーを提供することを目的としたものである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ステータと、ステータに対して回転可能なロータとを有するブラシレスモータと、ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、モータハウジングに繋がるグリップハウジングと、グリップハウジングに繋がるバッテリー保持ハウジングと、ロータの前方に配置され、前記ロータにより駆動して剪断動作するハサミ部と、を含んでなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、ハウジングと、ステータと、ステータに対して回転可能なロータとを有するモータと、ロータの前方に配置され、ロータにより駆動して剪断動作するハサミ部と、を備え、ハウジングは、モータを収容するモータハウジングと、モータハウジングに繋がるグリップハウジングと、グリップハウジングに繋がるバッテリー保持ハウジングと、を含み、ハウジングに、ハサミ部を照明するためのライトが設けられていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2の構成において、グリップハウジングは、上下方向に延びて下端がモータハウジングよりも下方に位置するループ状で、ライトは、グリップハウジングの上面に設けられていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2の構成において、グリップハウジングの下端にバッテリー保持ハウジングが設けられ、ライトは、バッテリー保持ハウジングの上面に設けられていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4の何れかの構成において、ハサミ部は、ハウジングに対して前後方向の軸に対して回転可能且つ任意の回転位置で固定可能に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、充電式とすることで取り回し性が良好となり、ハイパワーも得られる。
形態1の充電式シャーの前方左側からの斜視図である。 形態1の充電式シャーの前方右側からの斜視図である。 形態1の充電式シャーの右からの側面図である。 形態1の充電式シャーの中央縦断面図である。 図4のA−A線断面図である。 図5の前側部分の拡大図である。 形態2の充電式シャーの前方左側からの斜視図である。 形態2の充電式シャーの前方右側からの斜視図である。 形態2の充電式シャーの右からの側面図である。 形態2の充電式シャーの中央縦断面図である。 図10のB−B線断面図である。 形態3の充電式シャーの前方左側からの斜視図である。 形態3の充電式シャーの前方右側からの斜視図である。 形態3の充電式シャーの右からの側面図である。 形態3の充電式シャーの中央縦断面図である。 図15のC−C線断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[形態1]
図1,2は、充電式シャーの一例を示す斜視図、図3は右からの側面図、図4は中央縦断面図、図5は図4のA−A線断面図である。
この充電式シャー1は、全体が前後方向へ延びるハウジング2の前端に、剪断動作するハサミ部3を備えてなる。ハウジング2は、ブラシレスモータ5を収容するモータハウジング4と、モータハウジング4の前方へ繋がり減速部7を収容するギヤハウジング6と、モータハウジング4の後方へループ状(D字状)に繋がり、下端がモータハウジング4よりも下方へ突出するグリップハウジング8と、グリップハウジング8の下端に繋がるバッテリー保持ハウジング9とを有している。バッテリー保持ハウジング9には、前方からバッテリーパック10がスライド装着される。バッテリーパック10の取り外しはボタン10aの押し込み操作で可能となる。
このうちモータハウジング4、グリップハウジング8、バッテリー保持ハウジング9は、左右一対の半割ハウジング11a,11bを左右方向のネジ12,12・・によって組み付けてなる本体ハウジング11に一体形成されている。ギヤハウジング6は、本体ハウジング11の前端内部に収容されるインナハウジング13と、本体ハウジング11の前方で露出するアウタハウジング14とからなる。このギヤハウジング6は、インナハウジング13の前部外周に形成した後フランジ15を、本体ハウジング11の前端に係止させ、その前方からアウタハウジング14の後端に形成した前フランジ16を重ねて、両フランジ15,16を前方から貫通させたネジ17,17・・を、本体ハウジング11の内周に設けたネジボス18,18・・にねじ込むことで、本体ハウジング11に組み付けられる。モータハウジング4の左右の側面で前後両側には、上下方向に突条19,19が形成されて、地面等に横置きされた際のモータハウジング4の保護を図っている。
ブラシレスモータ5は、ステータ20とロータ21とを有するインナロータ型で、ロータ21に設けた回転軸22が前後方向に延びる向きでモータハウジング4内に収容されている。
まずステータ20は、複数の鋼板を積層してなるステータコア23と、ステータコア23の前後に設けられる前絶縁部材24及び後絶縁部材25と、前絶縁部材24及び後絶縁部材25を介してステータコア23に巻回される複数のコイル26,26・・と、を有し、半割ハウジング11a,11bの内面へそれぞれ対向状に立設される側面視四角形状のリブ27,27の内側で、半割ハウジング11a,11bの内面に設けた図示しない保持部によって保持されている。前絶縁部材24には、コイル26のワイヤをヒュージングするヒュージング端子28(図5)が設けられ、ヒュージング端子28へ電気的に接続された三相の電源線29は、リブ27の下部に設けた開口から引き出された後、グリップハウジング8の前方下側でモータハウジング4とバッテリー保持ハウジング9とを繋いで後下がり傾斜する下側傾斜部30内を通って後述するコントローラ60内の制御回路基板61に接続されている。
ロータ21は、軸心に位置する回転軸22と、回転軸22の周囲に配置されて複数の鋼板を積層してなる筒状のロータコア31と、ロータコア31の内部に配置される永久磁石32,32・・とを有する。後絶縁部材25の後端には、永久磁石32の位置を検出して回転検出信号を出力する図示しない3つの回転検出素子を搭載したセンサ回路基板33が、回転軸22との直交姿勢で後方からネジ固定されている。このセンサ回路基板33の下端には、回転検出信号を出力する図示しない信号線が接続され、この信号線も、電源線29と同様にリブ27の下側の開口から引き出された後、下側傾斜部30内を通って制御回路基板61に接続されている。
リブ27の後部には、回転軸22の後端を軸支する軸受34が保持されている。リブ27内の前側には、ステータ20の前方で回転軸22に取り付けられたモータ冷却用の遠心ファン35を収容するファン収容室36が区画形成されている。ファン収容室36の下側でモータハウジング4の下面には、周方向に並ぶ複数の排気口37,37・・(図5)が形成されている。ステータ20の下部の左右外側でモータハウジング4の側面には、前後方向へ直線状に並ぶ複数の吸気口38,38・・が形成されている。
回転軸22の前部は、リブ27を貫通して前方へ突出し、インナハウジング13に保持された軸受39に支持されている。インナハウジング13内に突出する回転軸22の前端は、アウタハウジング14に保持されたスリーブ40に支持されている。軸受39とスリーブ40との間で回転軸22には、ピニオン41が形成されている。
モータハウジング4の上面には、前後を傾斜面として左右及び上部を開放する凹み部45が形成されている。この凹み部45において、グリップハウジング8の上面に位置する後側の傾斜面46には、前後方向の貫通孔47が形成されて、貫通孔47内にライト48が収容されている。このライト48は、LED基板49に搭載したLED50を前方からレンズ51で覆ってなり、レンズ51を貫通孔47から前方へ臨ませた前向き姿勢で収容されている。レンズ51の前面は、前方へ下り傾斜して、LED50の光をモータハウジング4の上側で前方斜め上方へ照射可能としている。LED基板49からのリード線は、モータハウジング4の後側内面とリブ27との間を通って制御回路基板61に接続されている。
ライト48の後方でグリップハウジング8には、上下方向のグリップ部55が形成されて、グリップ部55の上端には、トリガ57を前方へ突出させたスイッチ56が収容されている。スイッチ56の上側には、ブラシレスモータ5の正逆切替ボタン58が設けられ、スイッチ56の後方でグリップ部55の左側面には、トリガ57の押し込み状態でグリップ部55側へ押し込み操作することでトリガ57の押し込み状態を維持するロックオンボタン59が設けられている。
グリップ部55の下方でグリップハウジング8の下端には、マイコンやスイッチング素子等を搭載した制御回路基板61をケース62内に保持してなるコントローラ60が、前後方向へ延びるように収容されている。制御回路基板61上には、バッテリーパック10の残容量の表示やブラシレスモータ5の回転数の表示、当該回転数の変更操作やライト48のON/OFF操作が可能な表示操作部63が設けられて、グリップハウジング8のループ内の内底面に露出している。
また、コントローラ60の下方のバッテリー保持ハウジング9内には、バッテリーパック10が電気的に接続される端子台64が、コントローラ60と平行に保持されている。バッテリー保持ハウジング9の左右の側面には、吊り下げ用のフック65の装着部(フック65の上端を係止させる係止溝66及びネジ止め用のネジ孔67)がそれぞれ設けられて、フック65を左右何れの側面にも装着可能としている。
一方、減速部7では、回転軸22の上側に、回転軸22と平行なスピンドル70が設けられる。このスピンドル70は、インナハウジング13に保持される軸受71(ニードルベアリング)によって後端が、アウタハウジング14の前端に設けた筒部72に保持される軸受73(ボールベアリング)によって中間部がそれぞれ支持されて、筒部72を貫通した前端を前方へ突出させている。スピンドル70の後部には、回転軸22のピニオン41から図示しない中間軸を介して回転伝達されるギヤ74が固定されている。
筒部72の前方でスピンドル70の前端には、偏心スリーブ75が、スピンドル70の軸線との偏心位置で一体回転可能に外装されて、偏心スリーブ75には、軸受76(ニードルベアリング)を介して、外面を球状としたカム77が、偏心スリーブ75と同軸で回転可能に外装されている。よって、スピンドル70が回転すると、偏心スリーブ75と共にカム77がスピンドル70の軸線回りに偏心運動することになる。
この偏心スリーブ75及びカム77は、偏心スリーブ75の前端に設けたフランジ78によって前方への抜け止めがなされる。偏心スリーブ75の後方への位置決めは、軸受73の前方でスピンドル70に外装された筒状のスペーサ79と、その前方のワッシャー80とによって行われる。軸受73は、スピンドル70の大径の中間部と小径の前端部との間に形成される段部81に当接して後方への位置決めがなされる。
ハサミ部3は、筒部72の根元へ回転可能に外装される操作リング85と、操作リング85の前面へ固定され、前方への先細り筒状となる先端ホルダ86と、先端ホルダ86に保持される左右一対の固定刃87,87と、固定刃87,87の間で揺動可能に設けられる可動刃88とを備えている。
まず、操作リング85には、図6に示すように、後面に複数の係合凹部89,89・・が、周方向へ所定間隔をおいて形成されている。アウタハウジング14の左側面には、操作リング85の後面に対して前後移動可能な係合部材91と、その係合部材91を前方へ付勢するコイルバネ92と、ロック解除ボタン93とを収容した凹部90が形成されている。この係合部材91は、前進位置で操作リング85の係合凹部89に係合する係合突起94を前面に有し、常態ではコイルバネ92の付勢により、係合突起94を係合凹部89に係合させて操作リング85の回転を規制するようになっている。
ロック解除ボタン93は、凹部90内で左右方向へスライド可能に設けられて、ロック解除ボタン93の内側に設けた突起95を、係合部材91の外側に設けられて前方へ行くに従って右側へ傾斜する傾斜案内面96に当接させている。
よって、ロック解除ボタン93は、常態で前進位置に付勢される係合部材91の傾斜案内面96の後部に突起95が当接することで、凹部90から左外側へ突出する突出位置に付勢される。ここからロック解除ボタン93を凹部90内へ押し込み操作すると、突起95が傾斜案内面96に沿って相対的に前方へスライドすることで係合部材91をコイルバネ92の付勢に抗して後退させる。よって、係合突起94が係合凹部89から離間して、操作リング85は回転方向への任意の角度に回転可能となる。そして、選択した角度でロック解除ボタン93の押し込みを解除すると、再び前進位置へ前進した係合部材91によって操作リング85の回転が規制されることになる。ロック解除ボタン93の後方でアウタハウジング14の左側面には、常態でのロック解除ボタン93の突出高さよりも高い保護リブ97が上下方向に立設されて、ロック解除ボタン93の不意の押し込みを防止している。
次に、先端ホルダ86は、下面から前方にかけて前後方向に開口するスリット100を備えており、スリット100を形成する左右両側の支持片101,101のそれぞれの内面に、固定刃87,87が、スリット100の下側から前側へ向けて上向きに傾斜する姿勢で、ネジ102,102によって固定されている。
可動刃88は、先端ホルダ86の前端で支持片101,101間に架設されて固定刃87,87を貫通する左右方向のボルト104により、固定刃87,87の間で中間部が回転可能に支持されている。また、可動刃88は、後端から前向きに設けた球面状の切欠部103を、スピンドル70の前端に設けたカム77に前方から嵌合させて、切欠部103の上下の内面をカム77の上下の周面に当接させている。よって、カム77が偏心運動すると、可動刃88は、カム77の上下方向の移動分だけ上下に揺動し、ボルト104を中心に先端部を固定刃87,87の間で上下に揺動させる剪断動作を行うことになる。
以上の如く構成された充電式シャー1は、トリガ57を押し操作すると、スイッチ56がONしてバッテリーパック10からコントローラ60の制御回路基板61にON信号が伝達される。制御回路基板61のマイコンは、センサ回路基板33の回転検出素子から得られる検出信号によってロータ21の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて制御回路基板61に設けたスイッチング素子をON/OFF動作させ、ステータ20の各相のコイル26へ順番に電流を流すことでロータ21を回転させる。
こうしてロータ21と共に回転軸22が回転すると、ピニオン41から中間軸、ギヤ74を介してスピンドル70が減速回転し、偏心スリーブ75及びカム77を偏心運動させるため、前述のように可動刃88が上下に揺動し、固定刃87,87との間に挟んだ被切断材を剪断できる。
このとき表示操作部63の操作でライト48をONさせれば、LED50から照射される光が、モータハウジング4及びギヤハウジング6の上側を通って固定刃87と可動刃88との上端及びその上側延長上付近を照射するため、剪断部が照明されて暗い場所でも作業が容易に行える。
また、切断角度を変えたい場合は、前述のようにロック解除ボタン93を押し操作して操作リング85の回転規制を解除すると、操作リング85と共に先端ホルダ86、固定刃87、可動刃88が回転可能となるため、固定刃87及び可動刃88を任意の切断角度に合わせて固定できる。よって、作業性がより良好となる。
このように、上記形態1の充電式シャー1によれば、ステータ20と、ステータ20に対して回転可能なロータ21とを有するブラシレスモータ5と、ブラシレスモータ5を収容するモータハウジング4と、モータハウジング4に繋がるグリップハウジング8と、グリップハウジング8に繋がるバッテリー保持ハウジング9と、ロータ21の前方に配置され、ロータ21により駆動して剪断動作するハサミ部3と、を含んでなることで、取り回し性が良好となり、ハイパワーも得られる。
また、ハウジング2と、ステータ20と、ステータ20に対して回転可能なロータ21とを有するブラシレスモータ5(モータ)と、ロータ21の前方に配置され、ロータ21により駆動して剪断動作するハサミ部3と、を備え、ハウジング2は、ブラシレスモータ5を収容するモータハウジング4と、モータハウジング4に繋がるグリップハウジング8と、グリップハウジング8に繋がるバッテリー保持ハウジング9と、を含み、ハウジング2に、ハサミ部3を照明するためのライト48が設けられていることで、取り回し性が良好となってハイパワーも得られるのに加え、ライト48によってハサミ部3による剪断部が照明され、暗い場所でも作業性が良好となる。
特にここでは、グリップハウジング8は、上下方向に延びて下端がモータハウジング4よりも下方に位置するループ状で、ライト48は、グリップハウジング8の上面に設けられているので、照明による影ができにくくなり、固定刃87の延長上に剪断を進める充電式シャー1において剪断部を効果的に照明可能となる。
また、ハサミ部3は、ハウジング2に対して前後方向の軸に対して回転可能且つ任意の回転位置で固定可能に設けられているので、作業場所に合わせてハサミ部3の剪断角度を軸回りで調整でき、作業性がより良好となる。
なお、上記形態1では、固定刃と可動刃とが直線状となる充電式シャー(「ストレートシャー」とも称される。)を例示しているが、本発明はこれに限らない。以下、他の形態を説明するが、上記形態1と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
[形態2]
図7〜11に示す充電式シャー1Aにおいて、ハサミ部3では、左側の固定刃87の下側に、前方へ突出する縦向き板状の突出片105が一体に形成されて、可動刃88も突出片105の上方右側で突出片105と同じ縦向き板状に突出している。この突出片105と可動刃88とは、先端部が左側へ屈曲して、前後上下方向で規定される面から左側へ傾斜して当該面からオフセットした剪断部106を形成している。突出片105の前端は、上向きに突出して被切断材を後側の剪断部106に導く係止部107となっている。
また、ここでのグリップハウジング8は、モータハウジング4の後部から下向きに形成されて、逆L字状の本体ハウジング11を形成している。電源線29及びセンサ回路基板33の信号線は、リブ27の上部に設けた開口から引き出されて、リブ27の後方からグリップ部55内を通って制御回路基板61に接続される。
さらに、グリップハウジング8の下端にバッテリー保持ハウジング9が設けられる構成は同じであるが、表示操作部63及びライト48は、前方へ突出するバッテリー保持ハウジング9の上面で前後に並べて設けられている。ライト48は、バッテリー保持ハウジング9の前側上面に突設された凸部110内に、斜め上向きに設けられて、LED50からの光を下方から剪断部106に照射可能となっている。
このように、上記形態2の充電式シャー1Aにおいても、ブラシレスモータ5の採用により、取り回し性が良好となってハイパワーも得られる。また、作業場所に合わせてハサミ部3の剪断角度を軸回りで調整でき、作業性がより良好となる。
特にここでは、ハサミ部3の先端へ下方からライト48の光を照射することができるため、ハウジング2に阻害されることなく直接剪断部106を照明できる利点がある。
[形態3]
図12〜16に示す充電式シャー1Bにおいては、ハサミ部3の固定刃87と可動刃88とは形態1と同じ直線状であるが、何れも前方へ長く形成されて、剪断面が形態1よりも大きく(長く)なっている。これはセメントボード等の比較的肉厚の被切断材の切断に適しており、「セメントシャー」とも称される。
また、ここでの偏心スリーブ75には、カムではなくボールベアリング111が外装されて、このボールベアリング111に可動刃88の切欠部103が嵌合して可動刃88の後端が上下に揺動可能となっている。その他の構成は形態1と同じである。
このように、上記形態3の充電式シャー1Bにおいても、ブラシレスモータ5の採用により、取り回し性が良好となってハイパワーも得られる。また、ライト48がグリップハウジング8の上面に設けられているので、照明による影ができにくくなり、固定刃87の延長上に剪断を進める充電式シャー1Bにおいて剪断部を効果的に照明可能となる。
さらに、作業場所に合わせてハサミ部3の剪断角度を軸回りで調整でき、作業性がより良好となる。
なお、各形態の充電式シャーの具体的な構造は上記説明に限らず、例えば形態1,3のの充電式シャーでも形態2の逆L字状のグリップハウジングを採用したり、形態2の充電式シャーでも形態1のループ状のグリップハウジングを採用したりしてもよい。
また、各形態において、下方に延びるグリップハウジングに代えて、モータハウジングから後方へ延長上に延びるグリップハウジングを設け、その後端にバッテリー保持ハウジングを設けることもできる。この場合、バッテリーパックはバッテリー保持ハウジングに対して上方からスライドさせたり左右方向からスライドさせたりすることになる。
さらに、ライトの配置も、形態1,3ではグリップハウジングの下側傾斜部の前面や側面にライトを設けたり、バッテリー保持ハウジングにライトを設けたりしてもよい。同様に、形態2ではモータハウジングやギヤハウジングの上面にライトを設けたりしてもよい。ハウジングの側面でも差し支えないし、ライトを複数設けてもよい。
その他、各形態に共通して、コントローラをグリップ部内に設けたり、ブラシレスモータの前後の向きを逆にして、センサ回路基板を前、遠心ファンを後にしたりしてもよい。また、ブラシレスモータを上下方向や斜め方向の向きで配置することもできる。
1,1A,1B・・充電式シャー、2・・ハウジング、3・・ハサミ部、4・・モータハウジング、5・・ブラシレスモータ、6・・ギヤハウジング、7・・減速部、8・・グリップハウジング、9・・バッテリー保持ハウジング、10・・バッテリーパック、11・・本体ハウジング、13・・インナハウジング、14・・アウタハウジング、20・・ステータ、21・・ロータ、22・・回転軸、26・・コイル、30・・下側傾斜部、45・・凹み部、48・・ライト、49・・LED基板、50・・LED、51・・レンズ、55・・グリップ部、60・・コントローラ、61・・制御回路基板、70・・スピンドル、75・・偏心スリーブ、76・・カム、85・・操作リング、86・・先端ホルダ、87・・固定刃、88・・可動刃、91・・係合部材、93・・ロック解除ボタン、103・・切欠部、104・・ボルト、106・・剪断部。

Claims (5)

  1. ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを有するブラシレスモータと、
    前記ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、
    前記モータハウジングに繋がるグリップハウジングと、
    前記グリップハウジングに繋がるバッテリー保持ハウジングと、
    前記ロータの前方に配置され、前記ロータにより駆動して剪断動作するハサミ部と、を含んでなる充電式シャー。
  2. ハウジングと、
    ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを有するモータと、
    前記ロータの前方に配置され、前記ロータにより駆動して剪断動作するハサミ部と、を備え、
    前記ハウジングは、前記モータを収容するモータハウジングと、前記モータハウジングに繋がるグリップハウジングと、前記グリップハウジングに繋がるバッテリー保持ハウジングと、を含み、
    前記ハウジングに、前記ハサミ部を照明するためのライトが設けられていることを特徴とする充電式シャー。
  3. 前記グリップハウジングは、上下方向に延びて下端が前記モータハウジングよりも下方に位置するループ状で、前記ライトは、前記グリップハウジングの上面に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の充電式シャー。
  4. 前記グリップハウジングの下端に前記バッテリー保持ハウジングが設けられ、前記ライトは、前記バッテリー保持ハウジングの上面に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の充電式シャー。
  5. 前記ハサミ部は、前記ハウジングに対して前後方向の軸に対して回転可能且つ任意の回転位置で固定可能に設けられていることを特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載の充電式シャー。
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