この発明は、例えば、植物の剪定に用いられるような剪定用電動切断装置に関する。
従来、植物の剪定には、様々な剪定鋏が利用されている。近年では、電動で刃が動作する剪定鋏も提案されている。
例えば、モータの駆動によって刃を動作させて剪定する剪定ハサミが提案されている(特許文献1参照)。この剪定ハサミは、トリガー29を引き込み傾動させると、スイッチレバー31がスイッチ28をON動作し、これによってモータが起動し、可動刃18を固定刃10に対して閉動作させる。
しかしながら、この剪定ハサミは、ON動作によって可動刃18を閉動作させ、OFF動作によって可動刃18を復帰させるものであるから、剪定時に同じ最大開状態から同じ速度で同じ閉状態まで移動させることしかできなかった。このため、例えば枝と枝の隙間に刃を通してその間にある1本の枝を切断するような場合に、刃を半分閉じたような状態で枝と枝の隙間を通すといったことができなかった。また、様子をみながらゆっくり刃を閉じるといったこともできなかった。
この発明は、上述の問題に鑑みて、刃の閉じる動作を任意に調整できる剪定用電動切断装置を提供し、利用者の満足度を向上させることを目的とする。
この発明は、対象を切断する切断部と、操作されることによって信号を出力する操作部と、前記操作部の前記信号を受けて前記切断部に設けられている少なくとも1つの刃を切断方向と戻り方向へ動作させる動作機構部と、前記動作機構部へ電力を供給する電源部とを備え、前記操作部は、押圧された圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサへ向かっての押し込み操作を許容する押し込み操作面部と、前記押し込み操作面部と前記圧力センサの間に設けられて前記押し込み操作面部が押し込み操作された際に前記押圧センサに付与される押圧力を軽減する押圧力軽減部とを有する剪定用電動切断装置であることを特徴とする。
この発明により、刃の閉じる動作を任意に調整できる剪定用電動切断装置を提供し、利用者の満足度を向上させることができる。
可動刃開放状態の電動剪定挟の縦断右側面図。
可動刃閉塞状態の電動剪定挟の縦断右側面図。
電動剪定挟の縦断斜視図。
電動剪定鋏のトリガーボタン周辺の拡大縦断斜視図。
実施例2の操作部の拡大断面図
実施例3の可動刃開放状態の電動剪定挟の右側面図。
図1は、本発明の実施例1の電動剪定鋏1(剪定用電動切断装置)の可動刃4開放時における縦断右側面図であり、図2は、電動剪定鋏1の可動刃4閉塞時における縦断右側面図であり、図3は、電動剪定鋏1の縦断斜視図であり、図4は電動剪定鋏1のトリガーボタン61周辺の拡大縦断斜視図である。
図1に示すように、電動剪定鋏1は、横倒し状態の長手状の筐体2と、筐体2の一端に長手方向へ連接されるモータユニット30と、筐体2とモータユニット30の外周を覆うカバー7と、筐体2の長手方向の他端に固定された固定刃5と、固定刃5と対向して開閉する可動刃4と、モータユニット30の筐体2とは異なる他端に一端が接続された電源ケーブル8とを有している。この固定刃5と可動刃4は、対象を切断する切断部として機能する。
また、筐体2の外周には、下面部分の一部に、可動刃4を操作する操作部60と、可動刃4の最大開放位置を調整する最大開放位置調整部80とが長手方向に並べて配置され、前記一部の他方となる上面部分に表示部103が配置されている。
電源ケーブル8の他端には、図示省略する制御装置が接続されている。この制御装置は、電動剪定鋏1の各種の制御を行うとともに、電動剪定鋏1の動作に必要な電力を供給するバッテリー(電源部)として機能する。
モータユニット30は、円筒形状に形成されたモータ収容部36と、モータ収容部36の内部に固定されたモータ6とを備えている。モータ6には、中心を通るモータ軸33が前記筐体の長手方向と平行に設けられている。
モータ軸33は、筐体2側のモータ軸ベアリング31と電源ケーブル8側のモータ軸ベアリング35により回転可能に軸支されている。モータ軸33の筐体2側の端部には、円盤状で外周に歯が整列配置されたサンギア29が固定されている。
筐体2は、おおよそ円筒形状に形成され、内部が中空である。筐体2は、モータユニット30と逆側の外周の一部(上面側の一部)に突出する固定部56が設けられ、固定部56に固定刃5の固定刃胴体部52が固定されている。
固定部56のモータユニット30側には、モータユニット30へ向かって突出量がなだらかに減少する傾斜部102が設けられ、傾斜部102に表示部103が設けられている。
表示部103は、筐体2の内部に設けられた制御基板109に配置された複数のLED104と、このLED104の表面から傾斜部102の表面まで直線状に配置された複数の導光体101により構成されている。
LED104は、筐体2の長手方向に等間隔で複数(この実施例では5つ)配置され、LED104は、同じ数が間隔で互いに平行に配置されている。制御基板109は、略長方形であり、筐体2の長手方向(ネジ軸15の長手方向)と平行で、かつ、ネジ軸15の半径方向が厚み方向となるように、ボールねじユニット3が収納されている筐体2の円柱状空間の近接位置に配置されている。
これにより、表示部103は、例えば残電力量表示部として機能することができる。この場合、図示省略するバッテリーの残電力に応じた出力を制御基板109が受け、残量が最大であれば全てのLED104を点灯する、残量が半分であれば複数並ぶLED104のうち一端から半分ほどまでを点灯する、残量が少量であれば一端のLED104のみ点灯する、残量が殆ど無くなっていれば全てのLED104を消灯するといったように、使用者が視認可能なように発光することができる。
この実施例では、5箇所のLED104の発光数がバッテリーの残電力に対応しており、使用者は、この発光数に基づいてバッテリーの残電力、即ち電動剪定鋏1のおおまかな残り稼働時間を知ることができる。
筐体2の内部には、モータユニット30側から長手方向に順に、モータ軸33と連接した減速装置27と、減速装置27と連接したボールねじユニット3が設けられている。
減速装置27は、ネジ軸15の軸心方向を中心軸とする略円盤状の出力回転体27bと、出力回転体27bのモータ6側に配置されたリング状部27aを有している。リング状部27aは、円中心の軸がモータ軸33の延長線上に位置するように配置され、外周が筐体2に固定され、内面にギア面が設けられている。
出力回転体27bは、外周が筐体2に固定されたベアリング25の内側に、モータ軸33の回転軸の延長線上の回転軸にて回転可能に固定されている。出力回転体27bは、リング状部27a側へ突出する3つの軸(図示省略)が前記回転軸と平行かつ等間隔に設けられ、各軸に遊星歯車28が回転可能に軸支されている。
出力回転体27bの外周は、ベアリング25の内側に固定されている。ベアリング25は、外周が筐体2に固定されており、内側の出力回転体27bをモータ軸33の回転軸の延長線上の回転軸にて回転可能に支持する。遊星歯車28は、サンギア29の外周の歯とリング状部27aの内面のギアの歯に歯合し、サンギア29の回転力を得て、リング状部27aの内面の歯に沿って転動する。この転動により、出力回転体27bの軸も移動するため、出力回転体27bがサンギア29の回転速度より遅く回転する。
ボールねじユニット3は、ネジ軸15と、ナット13を有している。ナット13は、外周に設けられたナットホルダ14と、固定刃5側に設けられたボールねじカバー12と、固定刃5側に配置されたリンクロッド11(連結部)の一端とが固定されている。なお、モータ6、ネジ軸15、ナット13、およびリンクロッド11は、トリガーボタン61の押下を受けて可動刃4を開閉動作させるための動作機構部として機能する。
ネジ軸15は、長手方向に長い棒形状で外周にネジ部15bが設けられており、筐体2の長手方向の中央に備え付けられている。ネジ軸15のモータユニット30側の一端にはネジ部15bの無い基部15aが設けられ、この基部15aの端部が減速装置27の出力回転体27bの中心に固定されている。これにより、ネジ軸15は、減速装置27の出力回転体27bと連動して回転する。
ネジ軸15の基部15aは、軸心方向に離間して配置されたボールねじベアリング21、22によりモータ軸33の回転軸の延長線上の回転軸にて回転可能に軸支されている。ボールねじベアリング21、22は、外周が筐体2に固定されている。
ボールねじベアリング22と出力回転体27bの間には基部ナット23が設けられており、ボールねじベアリング22と出力回転体26bの間隔が変動しないように位置決めされている。ネジ軸15は、中間から可動刃4側の先端にかけてねじ部15bを有し、ナット13と螺合している。
ネジ軸15は、出力回転体27b、ボールねじベアリング21、22により軸心方向に3ヶ所で支持されていることにより、ネジ軸15のブレが軽減され、安定性が向上している。
ナット13は、円筒形状に形成され、内部が中空であり、内面にねじ部13aを有する。ナット13のねじ部13aは、ネジ軸15のねじ部15bと螺合している。
ナットホルダ14は、円筒形状を有し、ナット13の外周を覆うようにナット13に固定される。ナットホルダ14の外周は、筐体2の円柱形のスライド内面2aに沿ってスライド可能で、かつ、スライド内面2aとの隙間が極力生じない大きさの円筒形に形成されている。
ナットホルダ14の外周と筐体2のスライド円面2aには、一方にネジ軸15と平行な長手方向のスライド溝が設けられ、他方にレール凸部が設けられている。このレール凸部とスライド溝が係合することで、ナットホルダ14は筐体2に対して周方向に回転しないように、かつ、長手方向へスライド移動できるように、筐体2内に格納される。この構成と、ナット13のねじ部13aとネジ軸15のねじ部15bの螺合により、ナット13は、ネジ軸15が正逆回転することで、ネジ軸15の長手方向(軸心方向)に前後移動する。なお、このスライド溝とレール凸部を設けずに、ネジ軸15の回転によってナット13がネジ軸15の軸心方向へ前後移動する構成としてもよい。
ボールねじカバー12は、内側にネジ軸15を収容できる大きさの円筒形状を有し、内部が中空に形成されている。ボールねじカバー12は、ナット13またはナットホルダ14の可動刃4側の先端中央に固定され、ナット13のねじ穴を被覆している。
ボールねじカバー12は、少なくともナット13の移動距離よりも長くナットホルダ14側へ突出しており、ナット13がネジ軸15の回転運動により減速装置27側の長手方向に移動する全範囲において、ナット13から可動刃4側に突出したネジ軸15を保護する。
リンクロッド11は、長い板形状を有し、長手方向の一端がナット13、ナットホルダ14、またはボールねじカバー12に軸支され、他端が駆動軸47で可動刃4の可動刃胴体部43の駆動接続部44に軸支されている。なお、リンクロッド11の一端は、金属部材で形成されているナット13に軸支されることが好ましい
この構成により、リンクロッド11は、ナット部13の長手方向の運動を、可動刃4の駆動接続部44に伝達する。この伝達において、ナット13、ナットホルダ14、またはボールねじカバー12に対するリンクロッド11の角度、および可動刃4に対するリンクロッド11の角度は、それぞれの軸支部分が独立して回転可能であることによって多少の変動が許容される。
筐体2の固定部56は、固定刃5の固定刃胴体部52を固定している。固定部56は、より強固に固定刃5を固定するため、2ヶ所以上有することが好ましい。
カバー7は、長手方向に長いおおよそ円筒形状に構成され、筐体2およびモータユニット30の外周を覆っている。カバー7は、電動剪定鋏1の半分より後部(モータユニット30側の後部)は把持部7cとして使用者が握って使用することができる。カバー7は、電動剪定鋏1の半分より前方(固定刃5側)の上側に、先端へ向かって末広がりに上方向に傾斜する傾斜部7aを備えている。
傾斜部7aには、表示部103が設けられている。カバー7は、電動剪定鋏1の半分より前方(固定刃5側)の下側(表示部103と逆側)に、湾曲する棒状の操作指保護部7bを、操作部60および最大開放位置調整部80を囲うように備えている。操作指保護部7bは、操作部60および最大開放位置調整部80との間で利用者が十分に指を動かせる程度の空間を備えている。
固定刃5は、金属製で厚さ一定の板状であり、略中央で回動軸46が挿通される孔(図示省略)を有し、その孔の一方(筐体2側)に固定刃胴体部52が設けられ、他方(筐体2とは逆側となる先端側)に固定刃切断部51が設けられている。
固定刃胴体部52は、固定部56により、厚み方向が左右方向(図1の奥行方向)となり、かつ、固定刃切断部51の刃が上を向く(可動刃4側を向く)ようにして筐体2に固定される。固定刃切断部51は、可動刃4と対向する辺に中央が凹となるよう湾曲した刃が設けられている。
可動刃4は、金属製の略L字型の板状であり、略中心に軸支孔42が設けられている。この可動刃4は、固定刃5に対して厚み方向に重ねるように配置され、軸支孔42に挿通された回動軸46により固定刃5に対して回動可能に軸支されている。
可動刃4は、略L字状の一方の足となる可動刃胴体部43と、他方の足となる可動刃切断部41を備えている。可動刃胴体部43は、端部にリンクロッドと接続する駆動軸47を挿通する駆動接続部44を備えている。可動刃切断部41は、固定刃5と対向する辺に中央が凸となるよう湾曲した刃が設けられ、中央部から端部に向かって、先鋭に形成されている。
上記の構成により、可動刃4の可動刃胴体部43の駆動接続部44は、ナット部13の長手方向の移動に応じて前後動するリンクロッド11により、回動軸46を中心として回動する。
このとき、可動刃4と共に切断部41も回動するため、切断部41が固定刃切断部51に対して開閉動作する。可動刃切断部41は固定刃5に対して凸面であり、固定刃切断部51は可動刃4に対して凹面であり、その湾曲の曲率が同程度であるため、閉方向に回動した可動刃切断部41と、固定刃切断部51との間で枝等の切断対象を挟み込み切断できる。
操作部60は、筐体2の下部前方に位置する。図4に示すように、操作部60は、トリガーボタン61と、押圧力軽減部材71と、圧電センサ75(圧力センサ)と、操作基部79とを備えている。
トリガーボタン61は、押圧力軽減部材71側の上面を開放した箱型形状を有しており、内部が中空であり、一般的な人の操作する指の太さの少なくとも半分以上の長さを有する押圧面部62と、押圧面部62(押し込み操作面部)の周囲からボールねじユニット3側へ向かって起立する周壁面部64と、押圧面部62の中央でボールねじユニット3側へ向かって突出し変形体74と接する支柱63(押圧力集約凸部)を有する。トリガーボタン61は、支柱63がシリコン素材により形成され、伸縮(変形)するように形成されている。支柱63は、押圧面部62に加えられた押圧力を伝達する役割を担い、シリコン素材に限らず樹脂素材など、適宜の素材で形成することができる。
押圧力軽減部材71は、伸縮(変形)可能なシリコン素材によって形成され、操作基部79に固定されるリング状基部72と、リング状基部72から支柱63へ向かって径を小さくしつつ凸となるブリッジ73(ブリッジ部)と、ブリッジ73の先端中央に設けられた変形体74とを有している。
ブリッジ73は、円錐台の側周形状で厚みが薄く形成され、変形体74とリング状基部72を接続している。変形体74は、支柱63の長手方向(押し込み方向)を軸心とする円柱形上であり、押し込み方向の厚みがブリッジ73より厚く形成されている。このブリッジ73は、変形体74を中心として放射状に対象形状に形成されている。この実施例では円錐台形状であるが、複数の棒状部材を放射状に配置した形状とするなど、中央の変形体74から外周の操作基部79に渡ってどの位置でも均等に変形する構成であればよい。
変形体74は、円柱形状に形成されている。この変形体74は、ブリッジ73と同一素材で一体成型されてもよいが、別素材のシリコン素材によってブリッジ73と別体に形成されて連結されてもよい。変形体74の操作基部79側(圧電センサ75側)の端面は、圧電センサ75から離間している。変形体74は、押圧方向を軸心とする円柱形で両端面が圧電センサ75の表面(押圧される面)と平行になるよう配置されている。これにより、押圧される力がまっすぐに圧電センサ75へ伝わるとともに、変形体74がその場で押圧方向に伸縮するように変形して折れ曲がり等が発生しないように構成されている。
圧電センサ75は、押圧されている押圧力を検出できるセンサであればよく、例えば、ピエゾ抵抗方式、静電容量方式、成膜方式、あるいは抵抗線方式等の適宜の方式の圧電素子により構成することができる。
この構成により、使用者が電動剪定鋏1を把持している手の何本かの指を用いてトリガーボタン61を押し込むことで、押圧力軽減部材71のブリッジ73がたわんで変形体74が圧電センサ75に接触し、さらにトリガーボタン62が押し込まれると、変形体74を通じて圧電センサ75が押圧される。
このとき、変形体74が伸縮するため、トリガーボタン61から付与される荷重が加減調整されてゆっくり加わり、圧電センサ75が押圧力として検出できるストローク(押圧力の幅)を長く(広く)できる。
また、変形体74と圧電センサ75の間は、ブリッジ73の長さに応じた距離だけ、離間しているため、トリガーボタン61に指を置いた程度では、変形体74は圧電センサ75とは接触せず、押圧力も検知しない。
このように、変形体74と圧電センサ75が離間した空間(あそび)を設けることで、トリガーボタン61への不慮の軽い接触によって、意図せず圧電センサ75がONになること、およびそれによって可動刃4が作動することを防止できる。
最大開放位置調整部80は、筐体2の下部前方で、操作部60の前方に隣接して設けられている。最大開放位置調整部80は、最大開放位置調整ボタン81と、切替スイッチ91と、切替基部99とを備えている。
なお、本実施例では、最大開放位置調整部80は、操作部60の前方に配置されているが、製造側は最大開放位置調整部80と、操作部60の配置を適宜入れ替えてもよい。
最大開放位置調整ボタン81は、切替スイッチ91側の上面を開放した箱型形状を有しており、内部が中空であり、一般的な人の操作する指の太さの少なくとも半分以上の長さを有する押圧面部82と、押圧面部82の周囲からボールねじユニット3側へ向かって起立する周壁面部84と、押圧面部82の中央でボールねじユニット3側へ向かって突出し切替スイッチ91の先端部92と接する支柱83を有する。最大開放位置調整ボタン81は、支柱83がシリコン素材により形成され、伸縮(変形)するように形成されている。支柱83は、押圧面部82に加えられた押圧力を伝達する役割を担い、シリコン素材に限らず樹脂素材など、適宜の素材で形成することができる。
切替スイッチ91は、下部に突出した凸形状の先端部92を有し、中央に本体部92を有し、その上部に幅広の取付部94を有している。この取付部94が切替基部99に埋設され、切替スイッチ91が切替基部99に固定されている。
この構成により、使用者が電動剪定鋏1を把持している手の人差し指等を用いて最大開放位置調整ボタン81を押し込むことで、切替スイッチ91がONとなって作用し、あらかじめ設定されたモードの切り替えを実行できる。モードの切り替えとしては、可動刃4の最大開放位置の異なる各モード(例えば全開モード、半開モード等)に切り替える等、適宜の設定とすることができる。
制御基板109は、LED104の設けられた表面とは逆の裏面に、ナット13の位置を検知する開閉角度検知用センサ(図示省略)が設けられている。これにより、制御基板109は、ナット13の位置を検出して、可動刃4の開き角度を把握できる。
この制御基板109は、各種制御を行う制御部として機能し、可動刃4の開閉動作制御処理と、モード切替処理と、残量表示処理とを実行する。
開閉動作制御処理を行う制御基板109は、圧電センサ75が検知するトリガーボタン61による押圧力に基づいて、押圧力が強いほどモータ6を正方向に回転させてネジ軸15によりナット13を基部側(モータユニット30側)へ後退させて可動刃4を閉動作させる。
開閉動作制御処理は、圧電センサ75が検知するトリガーボタン61による押圧力が弱くなるほどモータ6を逆方向に回転させてネジ軸15によりナット13を先端側(可動刃4側)へ前進させて可動刃4を開動作させる。トリガーボタン61による押圧力が、圧電センサ75にて検知する最大押圧力までの途中の押圧力で停止されると、モータ6の回転も停止して可動刃4がその途中の開き角度で停止する。そこからさらに押圧されると可動刃4が押圧力に応じてさらに閉じ、解放されると可動刃4が押圧力の軽減量に沿って開いていく。
モード切替処理を行う制御基板109は、圧電センサ75が押圧力を検知していない平常状態での可動刃4の最大開位置を切り替える。この切替は、モータ6の回転制御によって、前記平常状態でのナット13の位置を切り替えることによって実現する。
残量表示処理を行う制御基板109は、図示省略するバッテリーから供給される電力の残量に応じて、LED104の発光数を変化させる。これにより、発光数が多いほど残量が多く、発光数が減るにしたがって残量が減っていることを利用者が認識できる。
以上の構成により、可動刃4の閉じる動作を任意に調整できる電動剪定鋏1を提供し、利用者の満足度を向上させることができる。
また、圧電センサ75と変形体74と押圧面部62が検知可能な押圧方向へこの順で一直線に配置されているため、利用者による押圧面部62の押下操作を圧電センサ75に適切に伝達し、かつ、変形体74の変形によって押圧力を適切に軽減できる。
また、動作機構部としてモータ6、ネジ軸15、ナット13、およびリンクロッド11が設けられているため、モータ6の回転力をナット13の前後動作に変換してリンクロッド11に伝達し、このリンクロッド11により可動刃4を確実かつ安定して開閉動作することができる。
また、変形体74は、押圧方向がネジ軸15の軸心方向と略直交する一方向に配置されていることにより、利用者が把持している手の指でトリガーボタン61を押圧しやすい方向へ押圧した力を適切に変形して軽減できる。したがって、トリガーボタン61を同じ力で押圧したが、押圧の向き等によって圧電センサ75の検知する押圧力が異なる、といったことを防止できる。
また、変形体74は、シリコン素材により形成され、トリガーボタン61が押圧されると変形して圧電センサ75に伝わる押圧力を軽減し、トリガーボタン61の押圧が解放されると復帰して圧電センサ75に対して非押圧状態となる構成であるから、利用者が指でトリガーボタン61を押下する力を軽減して圧電センサ75に伝達でき、トリガーボタン61を少し押し込んで可動刃4を途中まで閉動作させ、この状態で隙間に挿入してその間の枝を挟み、さらにトリガーボタン61を押し込んで枝を切断するといったことができる。
また、利用者がゆっくり少しずつトリガーボタン61を押下していき、可動刃4をゆっくりと閉動作させて、様子をみながら慎重に枝を切断するといったこともできる。このように、利用者の指によるトリガーボタン61の押下動作と解放動作にリアルタイムに追随して可動刃4を閉動作と開動作させることができる。
また、トリガーボタン61は、一般的な人の操作する指の太さの少なくとも半分以上の幅を有する押圧面部62を有し、かつ、変形体74へ向かって一部が凸となる支柱63を有する構成であるから、利用者が指で押圧しやすく、かつ、その押圧力を支柱63に集約して適切に変形体74および圧電センサ75に伝達することができる。
また、変形体74を圧電センサ75から離間させて変形体74を押圧方向の周囲でブリッジ73により支持する構成であり、かつ、ブリッジ73が変形可能な素材により形成されているため、トリガーボタン61をある程度押し込むまでは変形体74が圧電センサ75に接触せずに動作しないようにできる。このため、意図せずトリガーボタン61に触れた程度では反応せずに可動刃4が動作しないようにでき、安全に利用することができる。
また、利用者が電動剪定鋏1を把持してトリガーボタン61に軽く指をかけても、その程度では反応せずに可動刃4が動作しないようにでき、意図しない開閉を防止して利用者の操作性を向上させることができる。
また、ブリッジ73は、押圧方向と直交する方向に対して直線的または曲線的に傾斜する傾斜形状に形成され、変形体74が支柱63で押圧されることによって前記傾斜形状が変化し、支柱63での押圧から解放されると前記傾斜形状に復帰する構成であるから、利用者がトリガーボタン61を押下してから変形体74が圧電センサ75に接触し可動刃4が動きだすまでの動作と、押圧を辞めて復帰する動作をスムーズに行うことができる。これにより、良好な操作感を提供することができる。
また、上述した各種構成により、利用者の押下操作を検出する圧電センサ75において移動部分が無く、固定位置にて圧力を検出する構成であるため、長期間の繰り返し使用においても検知精度が低下せず、安定稼働を実現することができる。
また、圧電センサ75に移動部分が無いことにより、粉塵による不具合が生じることを極力防止でき、屋外での様々な環境での利用でも高い耐久性で安定稼働することができる。
このようにして、多数の枝を剪定する作業において、利用者は可動刃4を閉じる動作をトリガーボタン61の押下程度によってその都度任意に調整することができ、様々な環境にある枝をその都度に適切に切断することができる。これにより、利用者の満足度を向上させることができる。
次に、実施例2として、実施例1の操作部60をトリガー形式にした場合について説明する。図5は、実施例2の操作部160の拡大断面図である。操作部160は、トリガーレバー120と、トリガーボタン117と、圧子113と、トリガーストッパー129と、圧電センサ110とを有し、湾曲する棒状の操作指保護部107bによりトリガーボタン117周辺がカバーされている。
トリガーレバー120は、略半分が操作指保護部107b内部にあり、残りは把持部として操作指保護部107bに囲まれるよう外部に突出している。
トリガーレバー120は、上面を開放した略ボックス状のトリガー基部122と、このトリガー基部122の周囲の一部から棒状に伸びるトリガーアーム部126を有している。トリガー基部122は、トリガーアーム部126と逆側の上端近傍に、トリガーレバー120の幅方向(図5の奥行方向)に貫通する支点孔121が形成されている。支点孔121には、操作指保護部107bに固定されたトリガー支点116が挿通されている。これにより、トリガーレバー120は、トリガー支点116を支点にしてトリガーアーム部126がカバー7に近傍/離間する方向へ回動する。トリガー基部122は、上面が開放されたトリガー内部空洞124が設けられ、その内面123が湾曲形状に形成されている。内面123は、トリガーボタン117の底部118が当接し、トリガーレバー120の回動時に底部118が内面123の湾曲形状に沿って摺動する構成となっている。
トリガーボタン117は、全体が略円筒形で底部118が下方へ凸な半球状に湾曲し、上部に外周方向へ突出したリング状の抜け止め基部128を有している。トリガーボタン117の内部は、上面が開放されたボタン内空洞127を有している。抜け止め基部128の上面には、上下方向に付勢するトリガー側ばね115の下端が当接している。トリガー側ばね115の上端は、圧電センサ110の外周にリング状に設けられた当接部111bに当接している。トリガー側ばね115の外周は、略円筒形のトリガーストッパー129により囲まれている。トリガーストッパー129は、円筒形の一端である上端が圧電センサ110の最外周のリング状の係合部111cに当接している。トリガーストッパー129の他端である下端は、中心へ向かって全体が等距離だけ突出するリング状の抜け止め凸部129aを有している。抜け止め凸部129aの内周は、トリガーボタン117の外周より若干広く、かつ、抜け止め基部128の外周よりも狭く形成されている。これにより、円筒形のトリガーボタン117が軸心方向(図示上下方向)に直線移動でき、かつ、抜け止め基部128がトリガーストッパー129の外(下方)へ抜け落ちることを防止している。
圧子113は、厚みのある略円盤形状を有し、中心軸を通る中心孔113aと、片面である下面に形成されたリング状凹部113bが設けられている。圧子113は、リング状凹部113bに、上下方向に付勢する圧子側ばね114の上端が挿入され、中心孔113aに、棒状の圧子ズレ防止棒112が挿入されて固定されている。この圧子113は、上面の押圧凸部113cが圧電センサ110の検出部111aと当接する。圧子側ばね114は、一端である上端が圧子113のリング状凹部113bに挿入されて係合し、他端である下端がトリガーボタン117の上面部に係合している。圧子ズレ防止棒112は、圧子113側と異なる一端がトリガーボタン117のボタン内空洞127の上部に挿入され、ボタン内空洞127内を上下運動可能に構成されている。
トリガーストッパー129は、上面と下面の中央を開放した円筒形状に形成され、内部に空洞を有し、空洞内にトリガーボタン117の抜け止め基部128と、トリガー側ばね115と、圧子113と、圧子側ばね114と、圧子ズレ防止棒112を格納している。下面は、その内面がトリガーボタン117の外周に突出した抜け止め基部128の下面と当接し、中央の開放部からトリガーボタン117の下部が突出するように構成されている。この構成により、トリガーボタン117の落脱と、格納している各種構成部品のブレを防止することができる。
以上の構成により、利用者がトリガーレバー120のトリガーアーム部126を握り込むと、トリガーレバー120はトリガー支点116を中心に回動し、トリガーボタン底部118がトリガー内部空洞124の内面123に沿って摺動し、トリガーボタン117がゆっくりカバー7に近接する方向(図示上方)へ押し上げられる。トリガーボタン117が押し上げられることで、トリガー側ばね115が圧子113を圧電センサ111へ向かって押し上げる。このとき、圧子113が圧電センサ111を押圧する力は、トリガー側ばね115の弾性力によって弱められる。また、トリガーボタン117は、トリガー側ばね115によってカバー7から離間する方向へ常に不整されており、これによっても圧子113が圧電センサ111を押圧する力が弱められる。
また、トリガー側ばね115と圧子側ばね114との間に少量の隙間を設けることで、トリガーアーム部126への不慮の軽い接触によって、意図せず圧電センサ110がONになること、およびそれによって可動刃4が作動することを防止できる。
なお、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、トリガーボタン61を操作する指は、図示の例では人差し指を想定しているが、これに限らず把持部7cを持つ手のいずれか1つの指とすることができる。この場合、トリガーボタン61を操作する指は、親指と人差し指と中指のいずれかとすることが好ましく、人差し指と中指のいずれかとすることがより好ましく、人差し指とすることが好適である。
また、ブリッジ73の傾斜の変化は、上述した構成に限らず、押圧前と押圧後を比べると、傾斜角が大きくなっている、傾斜角が小さくなっている、傾斜している状態から水平な状態になっている、あるいは水平な状態から傾斜している状態になっている等、適宜の変化とすることができる。これらの場合も同様の作用効果を奏することができる。
また、ブリッジ73は、変形体74と接続される部位の圧電センサ75との離間距離を図示した例よりも長くなるように構成し、変形体74を押圧方向にさらに長く構成する、あるいは、変形体74を押圧方向に複数連結して配置する構成としてもよい。この場合、変形体74の押圧方向の長さが長くなるため、指による押圧力をより軽減することができ、押圧操作のストロークを長くできる。したがって、利用者は、トリガーボタン61の押下操作の調節により、可動刃4を閉じさせる量や閉じさせるスピードを調節することをより容易に実行することができる。
また、最大開放位置調整部80は、操作部60とネジ軸15の軸心方向に縦並びに配置したが、これに限らず、任意の場所に配置できる。例えば、最大開放位置調整部80は、操作部60の横位置(ネジ軸15の周方向の隣接位置)に配置する、あるいは表示部103の近傍位置に配置するなど、適宜の場所とすることができる。表示部103の近傍位置としては、表示部103の横位置(ネジ軸15の周方向の隣接位置)、あるいは表示部103の縦位置(ネジ軸15の軸心方向の隣接位置等、適宜の位置とすることができ、表示部103の形状をそれに合わせて小型化あるいは薄型化することができる。
このように様々な位置に配置しても、利用者は、最大開放位置調整部80を適宜操作して可動刃4の最大開き角度を調節することができ、かつ、電動剪定鋏1の把持部7cを把持する手の人差し指で操作部60を操作して可動刃4を開閉させることができる。特に、実施例1,2のように縦並びにした場合、利用者は、電動剪定鋏1の把持部7cを把持したまま人差し指を伸ばして最大開放位置調整部80を操作して可動刃4の最大開き角度を変え、操作部60を操作して可動刃4の開閉を行うという作業をスムーズに行うことができる。
また、図6の実施例3の可動刃開放状態の電動剪定挟201の右側面図に示すように、利用者が把持部7を握るときに手の平が当たる位置に把持検知スイッチ211を配置してもよい。この場合、把持検知スイッチ211は、把持部7cを握ると押下されてスイッチONとなる押しボタン型のON/OFFスイッチ、あるいは、人体との接触を検知するタッチセンサ等、適宜の検知装置により構成することができる。
この場合、制御基板109には、LED104、開閉角度検知用センサ105、トリガーボタン61、および切替スイッチ91に加えて、把持検知スイッチ211が接続されている。そして、制御基板109は、把持検知スイッチ211がON(把持部7cが把持されていることを検知)の状態のときは、トリガーボタン61での検知に応じてモータ6を回転駆動させて可動刃4の開閉を実施し、把持検知スイッチ211がOFFのときは、トリガーボタン61の押下を検知してもモータ6を回転駆動させず可動刃4を動作させない。
この実施例3の電動剪定挟201は、把持検知スイッチ211を備えた点以外は実施例1と同一であるので、同一要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
この把持検知スイッチ211により、利用者が把持部7cを把持している場合のみ可動刃4を可動させることができ、意図しない可動刃4の開閉を防止することができる。
なお、図6に仮想線に示すように、操作部60のトリガーボタン61の表面に指検知部212をさらに設けて、この指検知部212の制御基板109に接続する構成としても良い。指検知部212は、人体の接触を検知するタッチセンサ等、適宜のセンサで構成することができる。
このように指検知部212を設けた場合、制御基板109は、指検知部212と把持検知スイッチ211の両方がON(両方検知)であれば、トリガーボタン61での検知に応じてモータ6を回転駆動させて可動刃4の開閉を実施し、どちらか一方でもOFFのときは、トリガーボタン61の押下を検知してもモータ6を回転駆動させず可動刃4を動作させない構成とすると良い。
この構成により、利用者が片手(例えば右手)で把持部7cを把持してその指(例えば右手人差し指)でトリガーボタン61を操作すれば、制御基板109は、トリガーボタン61での検知に応じてモータ6を回転駆動させて可動刃4の開閉を実施し、それ以外のときはてモータ6を回転駆動させず可動刃4を開閉させないことができる。したがって、利用者が把持部7cを把持しているがトリガーボタン61は操作しておらず枝などによってトリガーボタン61が押下されたような場合に、可動刃4が意図せず開閉動作することを防止できる。
この発明は、植物を剪定等に用いる切断機能を有する機械工具の産業に利用することができる。
1…電動剪定鋏
4…可動刃
5…固定刃
6…モータ
7c…把持部
11…リンクロッド
13…ナット
15…ネジ軸
60…操作部
62…押圧面部
63…支柱
73…ブリッジ
74…変形体
75,110…圧電センサ
この発明は、例えば、植物の剪定に用いられるような剪定用電動切断装置に関する。
従来、植物の剪定には、様々な剪定鋏が利用されている。近年では、電動で刃が動作する剪定鋏も提案されている。
例えば、モータの駆動によって刃を動作させて剪定する剪定ハサミが提案されている(特許文献1参照)。この剪定ハサミは、トリガー29を引き込み傾動させると、スイッチレバー31がスイッチ28をON動作し、これによってモータが起動し、可動刃18を固定刃10に対して閉動作させる。
しかしながら、この剪定ハサミは、ON動作によって可動刃18を閉動作させ、OFF動作によって可動刃18を復帰させるものであるから、剪定時に同じ最大開状態から同じ速度で同じ閉状態まで移動させることしかできなかった。このため、例えば枝と枝の隙間に刃を通してその間にある1本の枝を切断するような場合に、刃を半分閉じたような状態で枝と枝の隙間を通すといったことができなかった。また、様子をみながらゆっくり刃を閉じるといったこともできなかった。
この発明は、上述の問題に鑑みて、刃の閉じる動作を任意に調整できる剪定用電動切断装置を提供し、利用者の満足度を向上させることを目的とする。
この発明は、対象を切断する切断部と、操作されることによって信号を出力する操作部と、前記操作部の前記信号を受けて前記切断部に設けられている少なくとも1つの可動刃を切断方向と戻り方向へ動作させる動作機構部と、前記動作機構部へ電力を供給する電源部とを備え、前記操作部は、押圧された押圧力を検知する押圧センサと、前記押圧センサへ向かっての押し込み操作を許容する押し込み操作面部と、前記押し込み操作面部と前記押圧センサの間に設けられて前記押し込み操作面部が押し込み操作された際に前記押圧センサに付与される押圧力を軽減する押圧力軽減部とを有し、前記押し込み操作面部は、把持部を把持している手の指を用いて押し込める位置に配置され、前記動作機構部は、前記押圧センサが検知する押圧力に応じて前記可動刃の閉動作を任意に調整できる構成である
剪定用電動切断装置であることを特徴とする。
この発明により、刃の閉じる動作を任意に調整できる剪定用電動切断装置を提供し、利用者の満足度を向上させることができる。
可動刃開放状態の電動剪定挟の縦断右側面図。
可動刃閉塞状態の電動剪定挟の縦断右側面図。
電動剪定挟の縦断斜視図。
電動剪定鋏のトリガーボタン周辺の拡大縦断斜視図。
実施例2の操作部の拡大断面図
実施例3の可動刃開放状態の電動剪定挟の右側面図。
図1は、本発明の実施例1の電動剪定鋏1(剪定用電動切断装置)の可動刃4開放時における縦断右側面図であり、図2は、電動剪定鋏1の可動刃4閉塞時における縦断右側面図であり、図3は、電動剪定鋏1の縦断斜視図であり、図4は電動剪定鋏1のトリガーボタン61周辺の拡大縦断斜視図である。
図1に示すように、電動剪定鋏1は、横倒し状態の長手状の筐体2と、筐体2の一端に長手方向へ連接されるモータユニット30と、筐体2とモータユニット30の外周を覆うカバー7と、筐体2の長手方向の他端に固定された固定刃5と、固定刃5と対向して開閉する可動刃4と、モータユニット30の筐体2とは異なる他端に一端が接続された電源ケーブル8とを有している。この固定刃5と可動刃4は、対象を切断する切断部として機能する。
また、筐体2の外周には、下面部分の一部に、可動刃4を操作する操作部60と、可動刃4の最大開放位置を調整する最大開放位置調整部80とが長手方向に並べて配置され、前記一部の他方となる上面部分に表示部103が配置されている。
電源ケーブル8の他端には、図示省略する制御装置が接続されている。この制御装置は、電動剪定鋏1の各種の制御を行うとともに、電動剪定鋏1の動作に必要な電力を供給するバッテリー(電源部)として機能する。
モータユニット30は、円筒形状に形成されたモータ収容部36と、モータ収容部36の内部に固定されたモータ6とを備えている。モータ6には、中心を通るモータ軸33が前記筐体の長手方向と平行に設けられている。
モータ軸33は、筐体2側のモータ軸ベアリング31と電源ケーブル8側のモータ軸ベアリング35により回転可能に軸支されている。モータ軸33の筐体2側の端部には、円盤状で外周に歯が整列配置されたサンギア29が固定されている。
筐体2は、おおよそ円筒形状に形成され、内部が中空である。筐体2は、モータユニット30と逆側の外周の一部(上面側の一部)に突出する固定部56が設けられ、固定部56に固定刃5の固定刃胴体部52が固定されている。
固定部56のモータユニット30側には、モータユニット30へ向かって突出量がなだらかに減少する傾斜部102が設けられ、傾斜部102に表示部103が設けられている。
表示部103は、筐体2の内部に設けられた制御基板109に配置された複数のLED104と、このLED104の表面から傾斜部102の表面まで直線状に配置された複数の導光体101により構成されている。
LED104は、筐体2の長手方向に等間隔で複数(この実施例では5つ)配置され、LED104は、同じ数が間隔で互いに平行に配置されている。制御基板109は、略長方形であり、筐体2の長手方向(ネジ軸15の長手方向)と平行で、かつ、ネジ軸15の半径方向が厚み方向となるように、ボールねじユニット3が収納されている筐体2の円柱状空間の近接位置に配置されている。
これにより、表示部103は、例えば残電力量表示部として機能することができる。この場合、図示省略するバッテリーの残電力に応じた出力を制御基板109が受け、残量が最大であれば全てのLED104を点灯する、残量が半分であれば複数並ぶLED104のうち一端から半分ほどまでを点灯する、残量が少量であれば一端のLED104のみ点灯する、残量が殆ど無くなっていれば全てのLED104を消灯するといったように、使用者が視認可能なように発光することができる。
この実施例では、5箇所のLED104の発光数がバッテリーの残電力に対応しており、使用者は、この発光数に基づいてバッテリーの残電力、即ち電動剪定鋏1のおおまかな残り稼働時間を知ることができる。
筐体2の内部には、モータユニット30側から長手方向に順に、モータ軸33と連接した減速装置27と、減速装置27と連接したボールねじユニット3が設けられている。
減速装置27は、ネジ軸15の軸心方向を中心軸とする略円盤状の出力回転体27bと、出力回転体27bのモータ6側に配置されたリング状部27aを有している。リング状部27aは、円中心の軸がモータ軸33の延長線上に位置するように配置され、外周が筐体2に固定され、内面にギア面が設けられている。
出力回転体27bは、外周が筐体2に固定されたベアリング25の内側に、モータ軸33の回転軸の延長線上の回転軸にて回転可能に固定されている。出力回転体27bは、リング状部27a側へ突出する3つの軸(図示省略)が前記回転軸と平行かつ等間隔に設けられ、各軸に遊星歯車28が回転可能に軸支されている。
出力回転体27bの外周は、ベアリング25の内側に固定されている。ベアリング25は、外周が筐体2に固定されており、内側の出力回転体27bをモータ軸33の回転軸の延長線上の回転軸にて回転可能に支持する。遊星歯車28は、サンギア29の外周の歯とリング状部27aの内面のギアの歯に歯合し、サンギア29の回転力を得て、リング状部27aの内面の歯に沿って転動する。この転動により、出力回転体27bの軸も移動するため、出力回転体27bがサンギア29の回転速度より遅く回転する。
ボールねじユニット3は、ネジ軸15と、ナット13を有している。ナット13は、外周に設けられたナットホルダ14と、固定刃5側に設けられたボールねじカバー12と、固定刃5側に配置されたリンクロッド11(連結部)の一端とが固定されている。なお、モータ6、ネジ軸15、ナット13、およびリンクロッド11は、トリガーボタン61の押下を受けて可動刃4を開閉動作させるための動作機構部として機能する。
ネジ軸15は、長手方向に長い棒形状で外周にネジ部15bが設けられており、筐体2の長手方向の中央に備え付けられている。ネジ軸15のモータユニット30側の一端にはネジ部15bの無い基部15aが設けられ、この基部15aの端部が減速装置27の出力回転体27bの中心に固定されている。これにより、ネジ軸15は、減速装置27の出力回転体27bと連動して回転する。
ネジ軸15の基部15aは、軸心方向に離間して配置されたボールねじベアリング21、22によりモータ軸33の回転軸の延長線上の回転軸にて回転可能に軸支されている。ボールねじベアリング21、22は、外周が筐体2に固定されている。
ボールねじベアリング22と出力回転体27bの間には基部ナット23が設けられており、ボールねじベアリング22と出力回転体26bの間隔が変動しないように位置決めされている。ネジ軸15は、中間から可動刃4側の先端にかけてねじ部15bを有し、ナット13と螺合している。
ネジ軸15は、出力回転体27b、ボールねじベアリング21、22により軸心方向に3ヶ所で支持されていることにより、ネジ軸15のブレが軽減され、安定性が向上している。
ナット13は、円筒形状に形成され、内部が中空であり、内面にねじ部13aを有する。ナット13のねじ部13aは、ネジ軸15のねじ部15bと螺合している。
ナットホルダ14は、円筒形状を有し、ナット13の外周を覆うようにナット13に固定される。ナットホルダ14の外周は、筐体2の円柱形のスライド内面2aに沿ってスライド可能で、かつ、スライド内面2aとの隙間が極力生じない大きさの円筒形に形成されている。
ナットホルダ14の外周と筐体2のスライド円面2aには、一方にネジ軸15と平行な長手方向のスライド溝が設けられ、他方にレール凸部が設けられている。このレール凸部とスライド溝が係合することで、ナットホルダ14は筐体2に対して周方向に回転しないように、かつ、長手方向へスライド移動できるように、筐体2内に格納される。この構成と、ナット13のねじ部13aとネジ軸15のねじ部15bの螺合により、ナット13は、ネジ軸15が正逆回転することで、ネジ軸15の長手方向(軸心方向)に前後移動する。なお、このスライド溝とレール凸部を設けずに、ネジ軸15の回転によってナット13がネジ軸15の軸心方向へ前後移動する構成としてもよい。
ボールねじカバー12は、内側にネジ軸15を収容できる大きさの円筒形状を有し、内部が中空に形成されている。ボールねじカバー12は、ナット13またはナットホルダ14の可動刃4側の先端中央に固定され、ナット13のねじ穴を被覆している。
ボールねじカバー12は、少なくともナット13の移動距離よりも長くナットホルダ14側へ突出しており、ナット13がネジ軸15の回転運動により減速装置27側の長手方向に移動する全範囲において、ナット13から可動刃4側に突出したネジ軸15を保護する。
リンクロッド11は、長い板形状を有し、長手方向の一端がナット13、ナットホルダ14、またはボールねじカバー12に軸支され、他端が駆動軸47で可動刃4の可動刃胴体部43の駆動接続部44に軸支されている。なお、リンクロッド11の一端は、金属部材で形成されているナット13に軸支されることが好ましい
この構成により、リンクロッド11は、ナット部13の長手方向の運動を、可動刃4の駆動接続部44に伝達する。この伝達において、ナット13、ナットホルダ14、またはボールねじカバー12に対するリンクロッド11の角度、および可動刃4に対するリンクロッド11の角度は、それぞれの軸支部分が独立して回転可能であることによって多少の変動が許容される。
筐体2の固定部56は、固定刃5の固定刃胴体部52を固定している。固定部56は、より強固に固定刃5を固定するため、2ヶ所以上有することが好ましい。
カバー7は、長手方向に長いおおよそ円筒形状に構成され、筐体2およびモータユニット30の外周を覆っている。カバー7は、電動剪定鋏1の半分より後部(モータユニット30側の後部)は把持部7cとして使用者が握って使用することができる。カバー7は、電動剪定鋏1の半分より前方(固定刃5側)の上側に、先端へ向かって末広がりに上方向に傾斜する傾斜部7aを備えている。
傾斜部7aには、表示部103が設けられている。カバー7は、電動剪定鋏1の半分より前方(固定刃5側)の下側(表示部103と逆側)に、湾曲する棒状の操作指保護部7bを、操作部60および最大開放位置調整部80を囲うように備えている。操作指保護部7bは、操作部60および最大開放位置調整部80との間で利用者が十分に指を動かせる程度の空間を備えている。
固定刃5は、金属製で厚さ一定の板状であり、略中央で回動軸46が挿通される孔(図示省略)を有し、その孔の一方(筐体2側)に固定刃胴体部52が設けられ、他方(筐体2とは逆側となる先端側)に固定刃切断部51が設けられている。
固定刃胴体部52は、固定部56により、厚み方向が左右方向(図1の奥行方向)となり、かつ、固定刃切断部51の刃が上を向く(可動刃4側を向く)ようにして筐体2に固定される。固定刃切断部51は、可動刃4と対向する辺に中央が凹となるよう湾曲した刃が設けられている。
可動刃4は、金属製の略L字型の板状であり、略中心に軸支孔42が設けられている。この可動刃4は、固定刃5に対して厚み方向に重ねるように配置され、軸支孔42に挿通された回動軸46により固定刃5に対して回動可能に軸支されている。
可動刃4は、略L字状の一方の足となる可動刃胴体部43と、他方の足となる可動刃切断部41を備えている。可動刃胴体部43は、端部にリンクロッドと接続する駆動軸47を挿通する駆動接続部44を備えている。可動刃切断部41は、固定刃5と対向する辺に中央が凸となるよう湾曲した刃が設けられ、中央部から端部に向かって、先鋭に形成されている。
上記の構成により、可動刃4の可動刃胴体部43の駆動接続部44は、ナット部13の長手方向の移動に応じて前後動するリンクロッド11により、回動軸46を中心として回動する。
このとき、可動刃4と共に切断部41も回動するため、切断部41が固定刃切断部51に対して開閉動作する。可動刃切断部41は固定刃5に対して凸面であり、固定刃切断部51は可動刃4に対して凹面であり、その湾曲の曲率が同程度であるため、閉方向に回動した可動刃切断部41と、固定刃切断部51との間で枝等の切断対象を挟み込み切断できる。
操作部60は、筐体2の下部前方に位置する。図4に示すように、操作部60は、トリガーボタン61と、押圧力軽減部材71と、圧電センサ75(圧力センサ)と、操作基部79とを備えている。
トリガーボタン61は、押圧力軽減部材71側の上面を開放した箱型形状を有しており、内部が中空であり、一般的な人の操作する指の太さの少なくとも半分以上の長さを有する押圧面部62と、押圧面部62(押し込み操作面部)の周囲からボールねじユニット3側へ向かって起立する周壁面部64と、押圧面部62の中央でボールねじユニット3側へ向かって突出し変形体74と接する支柱63(押圧力集約凸部)を有する。トリガーボタン61は、支柱63がシリコン素材により形成され、伸縮(変形)するように形成されている。支柱63は、押圧面部62に加えられた押圧力を伝達する役割を担い、シリコン素材に限らず樹脂素材など、適宜の素材で形成することができる。
押圧力軽減部材71は、伸縮(変形)可能なシリコン素材によって形成され、操作基部79に固定されるリング状基部72と、リング状基部72から支柱63へ向かって径を小さくしつつ凸となるブリッジ73(ブリッジ部)と、ブリッジ73の先端中央に設けられた変形体74とを有している。
ブリッジ73は、円錐台の側周形状で厚みが薄く形成され、変形体74とリング状基部72を接続している。変形体74は、支柱63の長手方向(押し込み方向)を軸心とする円柱形上であり、押し込み方向の厚みがブリッジ73より厚く形成されている。このブリッジ73は、変形体74を中心として放射状に対象形状に形成されている。この実施例では円錐台形状であるが、複数の棒状部材を放射状に配置した形状とするなど、中央の変形体74から外周の操作基部79に渡ってどの位置でも均等に変形する構成であればよい。
変形体74は、円柱形状に形成されている。この変形体74は、ブリッジ73と同一素材で一体成型されてもよいが、別素材のシリコン素材によってブリッジ73と別体に形成されて連結されてもよい。変形体74の操作基部79側(圧電センサ75側)の端面は、圧電センサ75から離間している。変形体74は、押圧方向を軸心とする円柱形で両端面が圧電センサ75の表面(押圧される面)と平行になるよう配置されている。これにより、押圧される力がまっすぐに圧電センサ75へ伝わるとともに、変形体74がその場で押圧方向に伸縮するように変形して折れ曲がり等が発生しないように構成されている。
圧電センサ75は、押圧されている押圧力を検出できるセンサであればよく、例えば、ピエゾ抵抗方式、静電容量方式、成膜方式、あるいは抵抗線方式等の適宜の方式の圧電素子により構成することができる。
この構成により、使用者が電動剪定鋏1を把持している手の何本かの指を用いてトリガーボタン61を押し込むことで、押圧力軽減部材71のブリッジ73がたわんで変形体74が圧電センサ75に接触し、さらにトリガーボタン62が押し込まれると、変形体74を通じて圧電センサ75が押圧される。
このとき、変形体74が伸縮するため、トリガーボタン61から付与される荷重が加減調整されてゆっくり加わり、圧電センサ75が押圧力として検出できるストローク(押圧力の幅)を長く(広く)できる。
また、変形体74と圧電センサ75の間は、ブリッジ73の長さに応じた距離だけ、離間しているため、トリガーボタン61に指を置いた程度では、変形体74は圧電センサ75とは接触せず、押圧力も検知しない。
このように、変形体74と圧電センサ75が離間した空間(あそび)を設けることで、トリガーボタン61への不慮の軽い接触によって、意図せず圧電センサ75がONになること、およびそれによって可動刃4が作動することを防止できる。
最大開放位置調整部80は、筐体2の下部前方で、操作部60の前方に隣接して設けられている。最大開放位置調整部80は、最大開放位置調整ボタン81と、切替スイッチ91と、切替基部99とを備えている。
なお、本実施例では、最大開放位置調整部80は、操作部60の前方に配置されているが、製造側は最大開放位置調整部80と、操作部60の配置を適宜入れ替えてもよい。
最大開放位置調整ボタン81は、切替スイッチ91側の上面を開放した箱型形状を有しており、内部が中空であり、一般的な人の操作する指の太さの少なくとも半分以上の長さを有する押圧面部82と、押圧面部82の周囲からボールねじユニット3側へ向かって起立する周壁面部84と、押圧面部82の中央でボールねじユニット3側へ向かって突出し切替スイッチ91の先端部92と接する支柱83を有する。最大開放位置調整ボタン81は、支柱83がシリコン素材により形成され、伸縮(変形)するように形成されている。支柱83は、押圧面部82に加えられた押圧力を伝達する役割を担い、シリコン素材に限らず樹脂素材など、適宜の素材で形成することができる。
切替スイッチ91は、下部に突出した凸形状の先端部92を有し、中央に本体部92を有し、その上部に幅広の取付部94を有している。この取付部94が切替基部99に埋設され、切替スイッチ91が切替基部99に固定されている。
この構成により、使用者が電動剪定鋏1を把持している手の人差し指等を用いて最大開放位置調整ボタン81を押し込むことで、切替スイッチ91がONとなって作用し、あらかじめ設定されたモードの切り替えを実行できる。モードの切り替えとしては、可動刃4の最大開放位置の異なる各モード(例えば全開モード、半開モード等)に切り替える等、適宜の設定とすることができる。
制御基板109は、LED104の設けられた表面とは逆の裏面に、ナット13の位置を検知する開閉角度検知用センサ(図示省略)が設けられている。これにより、制御基板109は、ナット13の位置を検出して、可動刃4の開き角度を把握できる。
この制御基板109は、各種制御を行う制御部として機能し、可動刃4の開閉動作制御処理と、モード切替処理と、残量表示処理とを実行する。
開閉動作制御処理を行う制御基板109は、圧電センサ75が検知するトリガーボタン61による押圧力に基づいて、押圧力が強いほどモータ6を正方向に回転させてネジ軸15によりナット13を基部側(モータユニット30側)へ後退させて可動刃4を閉動作させる。
開閉動作制御処理は、圧電センサ75が検知するトリガーボタン61による押圧力が弱くなるほどモータ6を逆方向に回転させてネジ軸15によりナット13を先端側(可動刃4側)へ前進させて可動刃4を開動作させる。トリガーボタン61による押圧力が、圧電センサ75にて検知する最大押圧力までの途中の押圧力で停止されると、モータ6の回転も停止して可動刃4がその途中の開き角度で停止する。そこからさらに押圧されると可動刃4が押圧力に応じてさらに閉じ、解放されると可動刃4が押圧力の軽減量に沿って開いていく。
モード切替処理を行う制御基板109は、圧電センサ75が押圧力を検知していない平常状態での可動刃4の最大開位置を切り替える。この切替は、モータ6の回転制御によって、前記平常状態でのナット13の位置を切り替えることによって実現する。
残量表示処理を行う制御基板109は、図示省略するバッテリーから供給される電力の残量に応じて、LED104の発光数を変化させる。これにより、発光数が多いほど残量が多く、発光数が減るにしたがって残量が減っていることを利用者が認識できる。
以上の構成により、可動刃4の閉じる動作を任意に調整できる電動剪定鋏1を提供し、利用者の満足度を向上させることができる。
また、圧電センサ75と変形体74と押圧面部62が検知可能な押圧方向へこの順で一直線に配置されているため、利用者による押圧面部62の押下操作を圧電センサ75に適切に伝達し、かつ、変形体74の変形によって押圧力を適切に軽減できる。
また、動作機構部としてモータ6、ネジ軸15、ナット13、およびリンクロッド11が設けられているため、モータ6の回転力をナット13の前後動作に変換してリンクロッド11に伝達し、このリンクロッド11により可動刃4を確実かつ安定して開閉動作することができる。
また、変形体74は、押圧方向がネジ軸15の軸心方向と略直交する一方向に配置されていることにより、利用者が把持している手の指でトリガーボタン61を押圧しやすい方向へ押圧した力を適切に変形して軽減できる。したがって、トリガーボタン61を同じ力で押圧したが、押圧の向き等によって圧電センサ75の検知する押圧力が異なる、といったことを防止できる。
また、変形体74は、シリコン素材により形成され、トリガーボタン61が押圧されると変形して圧電センサ75に伝わる押圧力を軽減し、トリガーボタン61の押圧が解放されると復帰して圧電センサ75に対して非押圧状態となる構成であるから、利用者が指でトリガーボタン61を押下する力を軽減して圧電センサ75に伝達でき、トリガーボタン61を少し押し込んで可動刃4を途中まで閉動作させ、この状態で隙間に挿入してその間の枝を挟み、さらにトリガーボタン61を押し込んで枝を切断するといったことができる。
また、利用者がゆっくり少しずつトリガーボタン61を押下していき、可動刃4をゆっくりと閉動作させて、様子をみながら慎重に枝を切断するといったこともできる。このように、利用者の指によるトリガーボタン61の押下動作と解放動作にリアルタイムに追随して可動刃4を閉動作と開動作させることができる。
また、トリガーボタン61は、一般的な人の操作する指の太さの少なくとも半分以上の幅を有する押圧面部62を有し、かつ、変形体74へ向かって一部が凸となる支柱63を有する構成であるから、利用者が指で押圧しやすく、かつ、その押圧力を支柱63に集約して適切に変形体74および圧電センサ75に伝達することができる。
また、変形体74を圧電センサ75から離間させて変形体74を押圧方向の周囲でブリッジ73により支持する構成であり、かつ、ブリッジ73が変形可能な素材により形成されているため、トリガーボタン61をある程度押し込むまでは変形体74が圧電センサ75に接触せずに動作しないようにできる。このため、意図せずトリガーボタン61に触れた程度では反応せずに可動刃4が動作しないようにでき、安全に利用することができる。
また、利用者が電動剪定鋏1を把持してトリガーボタン61に軽く指をかけても、その程度では反応せずに可動刃4が動作しないようにでき、意図しない開閉を防止して利用者の操作性を向上させることができる。
また、ブリッジ73は、押圧方向と直交する方向に対して直線的または曲線的に傾斜する傾斜形状に形成され、変形体74が支柱63で押圧されることによって前記傾斜形状が変化し、支柱63での押圧から解放されると前記傾斜形状に復帰する構成であるから、利用者がトリガーボタン61を押下してから変形体74が圧電センサ75に接触し可動刃4が動きだすまでの動作と、押圧を辞めて復帰する動作をスムーズに行うことができる。これにより、良好な操作感を提供することができる。
また、上述した各種構成により、利用者の押下操作を検出する圧電センサ75において移動部分が無く、固定位置にて圧力を検出する構成であるため、長期間の繰り返し使用においても検知精度が低下せず、安定稼働を実現することができる。
また、圧電センサ75に移動部分が無いことにより、粉塵による不具合が生じることを極力防止でき、屋外での様々な環境での利用でも高い耐久性で安定稼働することができる。
このようにして、多数の枝を剪定する作業において、利用者は可動刃4を閉じる動作をトリガーボタン61の押下程度によってその都度任意に調整することができ、様々な環境にある枝をその都度に適切に切断することができる。これにより、利用者の満足度を向上させることができる。
次に、実施例2として、実施例1の操作部60をトリガー形式にした場合について説明する。図5は、実施例2の操作部160の拡大断面図である。操作部160は、トリガーレバー120と、トリガーボタン117と、圧子113と、トリガーストッパー129と、圧電センサ110とを有し、湾曲する棒状の操作指保護部107bによりトリガーボタン117周辺がカバーされている。
トリガーレバー120は、略半分が操作指保護部107b内部にあり、残りは把持部として操作指保護部107bに囲まれるよう外部に突出している。
トリガーレバー120は、上面を開放した略ボックス状のトリガー基部122と、このトリガー基部122の周囲の一部から棒状に伸びるトリガーアーム部126を有している。トリガー基部122は、トリガーアーム部126と逆側の上端近傍に、トリガーレバー120の幅方向(図5の奥行方向)に貫通する支点孔121が形成されている。支点孔121には、操作指保護部107bに固定されたトリガー支点116が挿通されている。これにより、トリガーレバー120は、トリガー支点116を支点にしてトリガーアーム部126がカバー7に近傍/離間する方向へ回動する。トリガー基部122は、上面が開放されたトリガー内部空洞124が設けられ、その内面123が湾曲形状に形成されている。内面123は、トリガーボタン117の底部118が当接し、トリガーレバー120の回動時に底部118が内面123の湾曲形状に沿って摺動する構成となっている。
トリガーボタン117は、全体が略円筒形で底部118が下方へ凸な半球状に湾曲し、上部に外周方向へ突出したリング状の抜け止め基部128を有している。トリガーボタン117の内部は、上面が開放されたボタン内空洞127を有している。抜け止め基部128の上面には、上下方向に付勢するトリガー側ばね115の下端が当接している。トリガー側ばね115の上端は、圧電センサ110の外周にリング状に設けられた当接部111bに当接している。トリガー側ばね115の外周は、略円筒形のトリガーストッパー129により囲まれている。トリガーストッパー129は、円筒形の一端である上端が圧電センサ110の最外周のリング状の係合部111cに当接している。トリガーストッパー129の他端である下端は、中心へ向かって全体が等距離だけ突出するリング状の抜け止め凸部129aを有している。抜け止め凸部129aの内周は、トリガーボタン117の外周より若干広く、かつ、抜け止め基部128の外周よりも狭く形成されている。これにより、円筒形のトリガーボタン117が軸心方向(図示上下方向)に直線移動でき、かつ、抜け止め基部128がトリガーストッパー129の外(下方)へ抜け落ちることを防止している。
圧子113は、厚みのある略円盤形状を有し、中心軸を通る中心孔113aと、片面である下面に形成されたリング状凹部113bが設けられている。圧子113は、リング状凹部113bに、上下方向に付勢する圧子側ばね114の上端が挿入され、中心孔113aに、棒状の圧子ズレ防止棒112が挿入されて固定されている。この圧子113は、上面の押圧凸部113cが圧電センサ110の検出部111aと当接する。圧子側ばね114は、一端である上端が圧子113のリング状凹部113bに挿入されて係合し、他端である下端がトリガーボタン117の上面部に係合している。圧子ズレ防止棒112は、圧子113側と異なる一端がトリガーボタン117のボタン内空洞127の上部に挿入され、ボタン内空洞127内を上下運動可能に構成されている。
トリガーストッパー129は、上面と下面の中央を開放した円筒形状に形成され、内部に空洞を有し、空洞内にトリガーボタン117の抜け止め基部128と、トリガー側ばね115と、圧子113と、圧子側ばね114と、圧子ズレ防止棒112を格納している。下面は、その内面がトリガーボタン117の外周に突出した抜け止め基部128の下面と当接し、中央の開放部からトリガーボタン117の下部が突出するように構成されている。この構成により、トリガーボタン117の落脱と、格納している各種構成部品のブレを防止することができる。
以上の構成により、利用者がトリガーレバー120のトリガーアーム部126を握り込むと、トリガーレバー120はトリガー支点116を中心に回動し、トリガーボタン底部118がトリガー内部空洞124の内面123に沿って摺動し、トリガーボタン117がゆっくりカバー7に近接する方向(図示上方)へ押し上げられる。トリガーボタン117が押し上げられることで、トリガー側ばね115が圧子113を圧電センサ111へ向かって押し上げる。このとき、圧子113が圧電センサ111を押圧する力は、トリガー側ばね115の弾性力によって弱められる。また、トリガーボタン117は、トリガー側ばね115によってカバー7から離間する方向へ常に不整されており、これによっても圧子113が圧電センサ111を押圧する力が弱められる。
また、トリガー側ばね115と圧子側ばね114との間に少量の隙間を設けることで、トリガーアーム部126への不慮の軽い接触によって、意図せず圧電センサ110がONになること、およびそれによって可動刃4が作動することを防止できる。
なお、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、トリガーボタン61を操作する指は、図示の例では人差し指を想定しているが、これに限らず把持部7cを持つ手のいずれか1つの指とすることができる。この場合、トリガーボタン61を操作する指は、親指と人差し指と中指のいずれかとすることが好ましく、人差し指と中指のいずれかとすることがより好ましく、人差し指とすることが好適である。
また、ブリッジ73の傾斜の変化は、上述した構成に限らず、押圧前と押圧後を比べると、傾斜角が大きくなっている、傾斜角が小さくなっている、傾斜している状態から水平な状態になっている、あるいは水平な状態から傾斜している状態になっている等、適宜の変化とすることができる。これらの場合も同様の作用効果を奏することができる。
また、ブリッジ73は、変形体74と接続される部位の圧電センサ75との離間距離を図示した例よりも長くなるように構成し、変形体74を押圧方向にさらに長く構成する、あるいは、変形体74を押圧方向に複数連結して配置する構成としてもよい。この場合、変形体74の押圧方向の長さが長くなるため、指による押圧力をより軽減することができ、押圧操作のストロークを長くできる。したがって、利用者は、トリガーボタン61の押下操作の調節により、可動刃4を閉じさせる量や閉じさせるスピードを調節することをより容易に実行することができる。
また、最大開放位置調整部80は、操作部60とネジ軸15の軸心方向に縦並びに配置したが、これに限らず、任意の場所に配置できる。例えば、最大開放位置調整部80は、操作部60の横位置(ネジ軸15の周方向の隣接位置)に配置する、あるいは表示部103の近傍位置に配置するなど、適宜の場所とすることができる。表示部103の近傍位置としては、表示部103の横位置(ネジ軸15の周方向の隣接位置)、あるいは表示部103の縦位置(ネジ軸15の軸心方向の隣接位置等、適宜の位置とすることができ、表示部103の形状をそれに合わせて小型化あるいは薄型化することができる。
このように様々な位置に配置しても、利用者は、最大開放位置調整部80を適宜操作して可動刃4の最大開き角度を調節することができ、かつ、電動剪定鋏1の把持部7cを把持する手の人差し指で操作部60を操作して可動刃4を開閉させることができる。特に、実施例1,2のように縦並びにした場合、利用者は、電動剪定鋏1の把持部7cを把持したまま人差し指を伸ばして最大開放位置調整部80を操作して可動刃4の最大開き角度を変え、操作部60を操作して可動刃4の開閉を行うという作業をスムーズに行うことができる。
また、図6の実施例3の可動刃開放状態の電動剪定挟201の右側面図に示すように、利用者が把持部7を握るときに手の平が当たる位置に把持検知スイッチ211を配置してもよい。この場合、把持検知スイッチ211は、把持部7cを握ると押下されてスイッチONとなる押しボタン型のON/OFFスイッチ、あるいは、人体との接触を検知するタッチセンサ等、適宜の検知装置により構成することができる。
この場合、制御基板109には、LED104、開閉角度検知用センサ105、トリガーボタン61、および切替スイッチ91に加えて、把持検知スイッチ211が接続されている。そして、制御基板109は、把持検知スイッチ211がON(把持部7cが把持されていることを検知)の状態のときは、トリガーボタン61での検知に応じてモータ6を回転駆動させて可動刃4の開閉を実施し、把持検知スイッチ211がOFFのときは、トリガーボタン61の押下を検知してもモータ6を回転駆動させず可動刃4を動作させない。
この実施例3の電動剪定挟201は、把持検知スイッチ211を備えた点以外は実施例1と同一であるので、同一要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
この把持検知スイッチ211により、利用者が把持部7cを把持している場合のみ可動刃4を可動させることができ、意図しない可動刃4の開閉を防止することができる。
なお、図6に仮想線に示すように、操作部60のトリガーボタン61の表面に指検知部212をさらに設けて、この指検知部212の制御基板109に接続する構成としても良い。指検知部212は、人体の接触を検知するタッチセンサ等、適宜のセンサで構成することができる。
このように指検知部212を設けた場合、制御基板109は、指検知部212と把持検知スイッチ211の両方がON(両方検知)であれば、トリガーボタン61での検知に応じてモータ6を回転駆動させて可動刃4の開閉を実施し、どちらか一方でもOFFのときは、トリガーボタン61の押下を検知してもモータ6を回転駆動させず可動刃4を動作させない構成とすると良い。
この構成により、利用者が片手(例えば右手)で把持部7cを把持してその指(例えば右手人差し指)でトリガーボタン61を操作すれば、制御基板109は、トリガーボタン61での検知に応じてモータ6を回転駆動させて可動刃4の開閉を実施し、それ以外のときはてモータ6を回転駆動させず可動刃4を開閉させないことができる。したがって、利用者が把持部7cを把持しているがトリガーボタン61は操作しておらず枝などによってトリガーボタン61が押下されたような場合に、可動刃4が意図せず開閉動作することを防止できる。
この発明は、植物を剪定等に用いる切断機能を有する機械工具の産業に利用することができる。
1…電動剪定鋏
4…可動刃
5…固定刃
6…モータ
7c…把持部
11…リンクロッド
13…ナット
15…ネジ軸
60…操作部
62…押圧面部
63…支柱
73…ブリッジ
74…変形体
75,110…圧電センサ