JP2021064503A - 変位部のカバー構造および電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性変形可能なカバーによって覆われた密閉空間にスイッチ等の変位部を設けた構成において、カバー内の圧力変動による意図しない動作を防止する。【解決手段】外部からの操作により変位する変位部４４ａ、４４ｂと、前記変位部４４ａ、４４ｂを覆って前記変位部４４ａ、４４ｂの配置空間Ｓを密閉するカバー部材４３と、を備える。前記カバー部材４３は、前記カバー部材４３の外から前記変位部４４ａ、４４ｂを操作できるように弾性変形可能に形成された操作カバー部４３ｂを備えるものであって、前記配置空間Ｓ内の圧力を調整するための内圧調整部４３ｄを設け、前記内圧調整部４３ｄは、前記配置空間Ｓ内の圧力変動によって容積が変化するように構成されている。【選択図】図９

Description

この発明は、スイッチ等の変位部のカバー構造に関する。

電動工具などの防塵防水性能を求められる機械においては、密閉部材の内部に電子部品を配置することが行われている。そして、スイッチ等をゴムなどで製造された変形可能なカバーで覆い、このカバーの外側から力を加えることでスイッチ等を操作できるようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１９−１１４４５５号公報

しかしながら、カバーの外側から力が加えられてカバーが変形したときに、内部空間の容積が減少して内部圧力が上昇すると、内部の空気がシール部から漏れ出してしまう場合があった。内部の空気が漏れてカバー内の空気量が減少すると、カバーの外側から加えられていた力が作用しなくなってもカバー内外の気圧差によりカバーが元の形状に戻らず、スイッチ等を操作し続けてしまう（例えば、操作をやめてもスイッチがオフにならない）といった不都合が生じるおそれがあった。

また、外気温の変化でカバー内部の空気が膨張または収縮することによってカバーの形状が変形し、意図せずスイッチ等が操作されてしまうおそれもあった。例えば、低温環境下でカバー内の空気が冷えて収縮し、これによりカバーが内側へ変形してスイッチ等がカバーによって操作されてしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、弾性変形可能なカバーによって覆われた密閉空間にスイッチ等の変位部を設けた構成において、カバー内の圧力変動による意図しない動作を防止することを課題とする。

上記した課題を解決するため、本発明は、外部からの操作により変位する変位部と、前記変位部を覆って前記変位部の配置空間を密閉するカバー部材と、を備え、前記カバー部材は、前記カバー部材の外から前記変位部を操作できるように変形可能に形成された操作カバー部を備えるものであって、前記配置空間内の圧力を調整するための内圧調整部を設け、前記内圧調整部は、前記配置空間内の圧力変動によって容積が変化するように構成されている。

本発明は上記の通りであり、配置空間内の圧力が変動したときに内圧調整部の容積が変化するので、カバー内の圧力変動による操作カバー部の変形を抑制することができる。操作カバー部が変形しなければ、スイッチ等の変位部に力が働かないので、密閉されたカバー内にスイッチ等の変位部を設けた構成において、カバー内の圧力変動による意図しない動作を防止することができる。

電動工具の外観図である。 電動工具を背面から見た斜視図であり、切替レバーが突出した状態を示す図である。 電動工具を背面から見た斜視図であり、切替レバーが没入した状態を示す図である。 電動工具の内部に収容される部材を示す分解図である。 電動工具の断面図である。 Ａ部拡大図である。 Ｂ−Ｂ断面図であって、（ａ）切替レバーが中間位置の図、（ｂ）切替レバーが操作された状態の図である。 カバー部材を（ａ）正面側から見た斜視図、（ｂ）背面側から見た斜視図である。 カバー部材とスイッチとの関係を説明する断面図である。 変形例に係るカバー部材の断面図である。

本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、電動工具１０（インパクトドライバ）を例に説明するが、本発明に係るカバー構造は、電動工具１０に限らず、他の装置や機械にも適用可能である。

本実施形態に係る電動工具１０は、内蔵のモータ２５（図５参照）により駆動されるものであり、モータ２５の回転力を出力軸１１から出力することで作業を行うものである。本実施形態に係る電動工具１０は、インパクトドライバであるため、出力軸１１のソケットに各種のビットを取り付け、このビットを回転させたり打撃させたりすることで作業が行われる。

この電動工具１０は、図１に示すように、モータ２５や制御装置などの各種装置を収容するハウジング１２によって覆われている。このハウジング１２により、モータ収容部１３、グリップ部１４、バッテリ装着部１５などが構成されている。

モータ収容部１３は、モータ２５や制御装置を収容するとともに、先端に出力軸１１を配置した円柱状の部分である。図５に示すように、このモータ収容部１３の内部には、後部にモータ２５が配置されている。また、モータ２５の前方には、モータ２５の回転力を減速したり、モータ２５の回転力を打撃に変換したりして、モータ２５の回転力を出力軸１１に伝達するための出力部２４が配置されている。この出力部２４の出力軸１１とモータ２５の軸とは、同軸となるように配置されている。

グリップ部１４は、作業者が把持する部分であり、モータ収容部１３の下部に連結されている。このグリップ部１４は、モータ収容部１３の出力軸１１に対して直交する方向に延設されている。また、このグリップ部１４の上部には、モータ２５の回転を開始または停止する操作を行うための操作トリガ２６が配置されている。この操作トリガ２６は、グリップ部１４を握ったときに、人差し指で引き操作可能な位置に配置されている。この操作トリガ２６が引き操作されると、モータ２５の回転を開始するための制御信号が制御装置に出力される。

なお、このようなモータ２５や制御装置は、バッテリ装着部１５に装着されたバッテリ１６から供給される電力により駆動される。

本実施形態に係る電動工具１０は、モータ２５の正転と逆転とを切り替えるためにハウジング１２を貫通して両側から押し込み操作可能に設けられた切替レバー３０を備える。この切替レバー３０は、図２および図３に示すように、モータ収容部１３とグリップ部１４との境界付近に設けられた開口部２０を貫通して、ハウジング１２の左右両側から操作可能となっている。この開口部２０は、ハウジング１２の両側に設けられている。この両側の開口部２０は互いに対向する位置に形成されており、この両側の開口部２０を貫通するように切替レバー３０が挿入されている。

モータ２５の回転方向を切り替えるときには、ハウジング１２の一方の側面に突出した切替レバー３０を押し込んで、他方の側面に突出する位置まで変位させればよい。例えば、図２に示す状態から切替レバー３０を押し込んで、図３に示す状態に移行させればよい。本実施形態においては、切替レバー３０が所定の方向に押し込まれた正転位置（例えば図２の位置）にあるときに操作トリガ２６が引き操作されると、モータ２５が正転する。また、切替レバー３０が前記所定の方向とは反対に押し込まれた逆転位置（例えば図３の位置）にあるときに操作トリガ２６が引き操作されると、モータ２５が逆転する。また、切替レバー３０が両側に等しく突出した中間位置（図２と図３の中間の位置）にあるときに操作トリガ２６が引き操作されると、モータ２５が回転しないようになっている。

図４は、この切替レバー３０に関連して、ハウジング１２の内部に配置される部品を説明する図である。この図４が示すように、ハウジング１２の内部には、切替レバー３０、レバー保持部材３５、摺動部材４０、第１カバー保持部材４１、第２カバー保持部材４２、カバー部材４３、基板４４が配置されている。これらの部材は図６および図７に示すように、互いに組み合わされてハウジング１２の内部に収容されている。

切替レバー３０は、少なくとも左右いずれかの端部がハウジング１２の外部に突出するように、ハウジング１２の幅よりも長く形成された弓状の部材である。本実施形態に係る切替レバー３０は、図４に示すように、中間部のボタン押圧部３１と、ボタン押圧部３１の両側に延びるアーム部３２と、アーム部３２の先端に配置された操作部３３と、を備える。

ボタン押圧部３１は、切替レバー３０の中間部に設けられており、切替レバー３０がスライド操作されたときに、ハウジング１２内部に配置されたスイッチ４４ａ、４４ｂ（後述）を押下するために設けられた部分である。このボタン押圧部３１の前面には、図４および図７に示すように、バネ３６を収容するバネ収容部３１ｂが凹設されている。このバネ収容部３１ｂに収容されたバネ３６の先端には凸部材３７が配置されており、バネ３６によって凸部材３７が前方に付勢された状態となっている。また、このボタン押圧部３１の背面には、図７に示すような突起３１ａが設けられている。

アーム部３２は、操作部３３を支持するためにボタン押圧部３１から延設された部位である。このアーム部３２の先端には、水平方向に突出する操作部３３が設けられている。この操作部３３は、切替レバー３０が押し込み操作されるときに、作業者の指が接触する端部であり、図２および図３に示すように、ハウジング１２の表面から出没可能となっている。

レバー保持部材３５は、上記した切替レバー３０を摺動可能に保持する部材である。このレバー保持部材３５は、図７に示すように、切替レバー３０に臨む面に３つの係合溝３５ａを備えている。この３つの係合溝３５ａは、バネ３６によって付勢された凸部材３７を係合させるためのものであり、切替レバー３０の摺動方向に沿って等間隔で配置されている。この係合溝３５ａは、正転位置、逆転位置、中間位置のそれぞれに対応して設けられている。この３つの係合溝３５ａのいずれかに凸部材３７が係合することで、切替レバー３０の位置が正転位置、逆転位置、中間位置のいずれかに固定され、モータ２５の回転方向が決定されるようになっている。切替レバー３０が摺動操作されると、凸部材３７が係合溝３５ａを乗り越えて移動し、切替レバー３０の位置が正転位置、逆転位置、中間位置のいずれかに変更される。このとき、凸部材３７が係合溝３５ａを乗り越えて移動することでクリック感が生じるようになっている。

摺動部材４０は、図７に示すように、切替レバー３０の後面に臨む位置に配置されている。本実施形態においては、２つの摺動部材４０が並べて配置されており、それぞれ第１カバー保持部材４１によって前後に摺動可能に支持されている。この摺動部材４０は、後述するカバー部材４３に接触可能に配置されており、カバー部材４３の弾性力によって前方へと付勢されている。ただし、切替レバー３０の突起３１ａが摺動部材４０のいずれかに対向した状態となると、カバー部材４３の弾性力に抗して、切替レバー３０の突起３１ａが摺動部材４０を後方へと押し込むようになっている。

第１カバー保持部材４１および第２カバー保持部材４２は、後述するカバー部材４３を挟み込んで保持している。第１カバー保持部材４１には、２つの摺動部材４０をそれぞれ摺動可能に保持するために、２つの摺動孔４１ａが設けられている。また、第２カバー保持部材４２には、後述するカバー部材４３で覆われるスイッチ用開口４２ａが形成されている。

基板４４は、モータ２５の回転方向を切り替えるためのスイッチ４４ａ、４４ｂが実装された電子回路基板である。この基板４４には、モータ２５を正転させるための制御信号を出力する第１スイッチ４４ａと、モータ２５を逆転させるための制御信号を出力する第２スイッチ４４ｂと、が表面に並べて実装されている。これら第１スイッチ４４ａおよび第２スイッチ４４ｂは、切替レバー３０の位置によって選択的に押下される。すなわち、切替レバー３０が正転位置にあるときには、第２スイッチ４４ｂが押下される。この第２スイッチ４４ｂが押下された状態で操作トリガ２６が引き操作されると、モータ２５が正転するように制御される。また、切替レバー３０が逆転位置にあるときには、第１スイッチ４４ａが押下される。この第１スイッチ４４ａが押下された状態で操作トリガ２６が引き操作されると、モータ２５が逆転するように制御される。また、切替レバー３０が中間位置にあるときには、第１スイッチ４４ａも第２スイッチ４４ｂも押下されず、この状態で操作トリガ２６が引き操作されてもモータ２５が回転しないように制御される。

本実施形態においては、この第１スイッチ４４ａおよび第２スイッチ４４ｂが、外部からの操作により変位する変位部として設けられている。なお、変位部としては、本実施形態のような押下式のスイッチに限らず、外部からの操作により変位するものであればよい。また、外部操作を行う主体についても、人間が直接または間接に操作するものであってもよいし、機械によって操作するものであってもよい。

カバー部材４３は、スイッチ用開口４２ａを隙間なく塞ぐためにゴムなどの弾性材料で形成された部材である。このカバー部材４３は、上記したスイッチ４４ａ、４４ｂを覆うように配置されている。このカバー部材４３によって、スイッチ４４ａ、４４ｂの配置空間Ｓ（図９参照）が密閉されており、電子部品に対する防水性能や防塵性能が高められている。このカバー部材４３は、図８に示すように、ベース部４３ａと、操作カバー部４３ｂと、内圧調整部４３ｄと、を備える。

ベース部４３ａは、後述する操作カバー部４３ｂの周縁に形成されたフランジ状の部位である。このベース部４３ａは、第２カバー保持部材４２に形成されたスイッチ用開口４２ａの開口縁に沿って配置され、第１カバー保持部材４１および第２カバー保持部材４２に挟み込まれて保持されている。このように、ベース部４３ａが第２カバー保持部材４２に密着した状態で固定されることで、カバー部材４３と、第２カバー保持部材４２と、基板４４と、で囲まれた配置空間Ｓ（図９参照）が形成される。なお、この配置空間Ｓを形成する部材のうち、外部操作による変形を許容するのはカバー部材４３のみである。すなわち、第２カバー保持部材４２および基板４４は、硬質の材料（硬質樹脂など）で形成され、変形を積極的に許容しない。また、基板４４の裏面側（スイッチ４４ａ、４４ｂの実装面の裏側。図９における基板４４の右側）にはコーティング材が充填されており、配置空間Ｓを密閉している。

操作カバー部４３ｂは、カバー部材４３の中央に形成された突出部である。本実施形態においては、第１スイッチ４４ａおよび第２スイッチ４４ｂのそれぞれに対応して、２つの操作カバー部４３ｂが突出形成されている。この２つの操作カバー部４３ｂは、第１スイッチ４４ａおよび第２スイッチ４４ｂを操作できるように弾性変形可能に形成されている。また、この２つの操作カバー部４３ｂの裏側には、それぞれ第１スイッチ４４ａおよび第２スイッチ４４ｂに臨むように突出した裏面突起４３ｃが設けられている。

この操作カバー部４３ｂがカバー部材４３の外から押下されると、押下された操作カバー部４３ｂの裏面に設けられた裏面突起４３ｃによって、操作カバー部４３ｂの裏に配置された第１スイッチ４４ａまたは第２スイッチ４４ｂが押下されるようになっている。そして、外側から押す力がなくなると、操作カバー部４３ｂは、操作カバー部４３ｂ自体の弾性力によって突出方向に復元する。このように操作カバー部４３ｂが復元されることで、スイッチ４４ａ、４４ｂの押下が解除されるようになっている。

例えば、図７（ｂ）に示すように、切替レバー３０が逆転位置にあるときには、ボタン押圧部３１の突起３１ａが一方の摺動部材４０に対向しており、この摺動部材４０が後方へと押し込まれている。後方へと押し込まれた摺動部材４０によって、いずれか一方の操作カバー部４３ｂが後方へと押し込まれるので、押し込まれた操作カバー部４３ｂの裏面突起４３ｃによって第１スイッチ４４ａが押下される。このとき、摺動部材４０によって押し込まれていない他方の操作カバー部４３ｂは前方へと突出しているため、第２スイッチ４４ｂは押下されない。

なお、特に図示しないが、切替レバー３０が正転位置にあるときには、上記とは異なる他方の摺動部材４０が後方へと押し込まれ、上記とは異なる他方の操作カバー部４３ｂの裏面突起４３ｃによって第２スイッチ４４ｂのみが押下される。また、切替レバー３０が中間位置にあるときには、図７（ａ）に示すように、いずれの摺動部材４０も後方へと押し込まれないので、いずれのスイッチ４４ａ、４４ｂも押下されない。

内圧調整部４３ｄは、上記した配置空間Ｓ内の圧力を調整するためのものである。本実施形態に係る内圧調整部４３ｄは、外側方向へと突出した中空の凸部として形成されており、この内圧調整部４３ｄの内部空間は、配置空間Ｓと連通している。このため、内圧調整部４３ｄの内部空間の分だけ、配置空間Ｓ内の容積が大きくなっている。

この内圧調整部４３ｄは、配置空間Ｓ内の圧力変動に応じて弾性変形することで、内部空間の容積が変化するように構成されている。そして、この内圧調整部４３ｄは、配置空間Ｓ内の圧力が変動したときに、操作カバー部４３ｂよりも少ない圧力変動で弾性変形するように構成されている。具体的には、内圧調整部４３ｄは、操作カバー部４３ｂよりも薄肉で形成されることで、操作カバー部４３ｂよりも変形しやすくなっている。このため、配置空間Ｓ内の圧力が変動したときに、内圧調整部４３ｄが膨張または収縮することで、操作カバー部４３ｂに極力影響が及ばないようにしている。

例えば、内圧調整部４３ｄを設けない従来の構造では、切替レバー３０が正転位置または逆転位置に操作されて、操作カバー部４３ｂが押し込まれると、操作カバー部４３ｂが押し込まれた分だけ配置空間Ｓの容積が減少するため、内部圧力が上昇する。このように内部圧力が上昇することで配置空間Ｓ内部の空気がシール部（例えば、ベース部４３ａと第２カバー保持部材４２との接合面）から漏れ出す場合がある。このように空気が漏れて配置空間Ｓ内の空気量が減少すると、操作カバー部４３ｂの押し込みが解除されても（例えば切替レバー３０が中間位置に操作されても）、漏れた空気は再びカバー部材４３の内部に入りこめないため、カバー部材４３の内外の気圧差により操作カバー部４３ｂが復元せず、スイッチ４４ａ、４４ｂを押下し続けてしまうおそれがあった。

この点、本実施形態のように内圧調整部４３ｄを設ければ、操作カバー部４３ｂが押し込まれたとしても、内圧調整部４３ｄが膨張することで配置空間Ｓの容積の減少を抑制することができ、配置空間Ｓ内部の空気が漏れ出すことを防止できる。また、空気が漏れ出して配置空間Ｓ内の空気量が減少したとしても、切替レバー３０が操作されて操作カバー部４３ｂの押し込みが解除されたとき（例えば切替レバー３０が中間位置に操作されたとき）に、内圧調整部４３ｄが収縮することで空気密度が低下しないので（空間Ｓ内部の圧力が低下しないので）、操作カバー部４３ｂの復元を促すことができる。

また、外気温の変化で配置空間Ｓ内の空気が膨張または収縮したときでも、内圧調整部４３ｄが膨張または収縮することによってカバー部材４３の内外の気圧差が低減される。よって、カバー部材４３の内外の気圧差によって操作カバー部４３ｂが意図せずに膨張または収縮することがない。例えば、低温環境下で配置空間Ｓ内の空気が冷えて収縮し、これにより操作カバー部４３ｂが内側へ変形してスイッチ４４ａ、４４ｂを押下するといった問題を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、配置空間Ｓ内の圧力が変動したときに、操作カバー部４３ｂよりも少ない圧力変動で内圧調整部４３ｄが弾性変形し、内圧調整部４３ｄの容積が変化するので、配置空間Ｓ内の圧力変動による操作カバー部４３ｂの変形を抑制することができる。操作カバー部４３ｂが変形しなければ、スイッチ４４ａ、４４ｂに力が働かないので、密閉されたカバー内にスイッチ４４ａ、４４ｂを設けた構成において、配置空間Ｓ内の圧力変動による意図しない動作を防止することができる。

なお、上記した実施形態においては、内圧調整部４３ｄが、カバー部材４３に一体的に形成されている。このような構成によれば、１つの弾性変形部材で、操作カバー部４３ｂと内圧調整部４３ｄとを形成できるので、部品点数を減少させることができる。

ただし、内圧調整部４３ｄは必ずしもカバー部材４３に一体的に形成する必要はなく、カバー部材４３とは別部材で内圧調整部４３ｄを形成してもよい。このとき、内圧調整部４３ｄを設けた別部材は、弾性変形可能な材料で形成されることになるが、この別部材をカバー部材４３よりも弾性変形しやすい材料で形成することで、操作カバー部４３ｂよりも少ない圧力変動で内圧調整部４３ｄが弾性変形するようにしてもよい。

また、上記した実施形態においては、内圧調整部４３ｄを操作カバー部４３ｂよりも薄肉で形成することで変形しやすくしているが、これに限らず、形状を工夫することで、内圧調整部４３ｄを操作カバー部４３ｂよりも変形しやすくすることもできる。例えば、図１０に示すように、内圧調整部４３ｄを蛇腹形状とすることで、操作カバー部４３ｂよりも変形しやすくしてもよい。

また、内圧調整部４３ｄは、配置空間Ｓ内の圧力変動によって容積が変化するものであればよく、圧力に応じて弾性変形するものでなくてもよい。例えば、エアシリンダのような機構で内圧調整部４３ｄを構成してもよい。すなわち、エアシリンダが作動することで、圧力に応じて内圧調整部４３ｄの容積が変化するようにしてもよい。

１０ 電動工具
１１ 出力軸
１２ ハウジング
１３ モータ収容部
１４ グリップ部
１５ バッテリ装着部
１６ バッテリ
２０ 開口部
２４ 出力部
２５ モータ
２６ 操作トリガ
３０ 切替レバー
３１ ボタン押圧部
３１ａ 突起
３１ｂ バネ収容部
３２ アーム部
３３ 操作部
３５ レバー保持部材
３５ａ 係合溝
３６ バネ
３７ 凸部材
４０ 摺動部材
４１ 第１カバー保持部材
４１ａ 摺動孔
４２ 第２カバー保持部材
４２ａ スイッチ用開口
４３ カバー部材
４３ａ ベース部
４３ｂ 操作カバー部
４３ｃ 裏面突起
４３ｄ 内圧調整部
４４ 基板
４４ａ 第１スイッチ（変位部）
４４ｂ 第２スイッチ（変位部）
Ｓ 配置空間

Claims (6)

1. 外部からの操作により変位する変位部と、
   前記変位部を覆って前記変位部の配置空間を密閉するカバー部材と、
   を備え、
   前記カバー部材は、前記カバー部材の外から前記変位部を操作できるように変形可能に形成された操作カバー部を備えるものであって、
   前記配置空間内の圧力を調整するための内圧調整部を設け、
   前記内圧調整部は、前記配置空間内の圧力変動によって容積が変化するように構成されている、変位部のカバー構造。
2. 前記内圧調整部は、前記配置空間内の圧力が変動したときに、前記操作カバー部よりも少ない圧力変動で容積が変化するように構成されている、請求項１記載の変位部のカバー構造。
3. 前記内圧調整部は、前記カバー部材に一体的に形成されている、請求項１または２記載の変位部のカバー構造。
4. 前記内圧調整部は、前記操作カバー部よりも薄肉で形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の変位部のカバー構造。
5. 前記内圧調整部は、蛇腹形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の変位部のカバー構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の変位部のカバー構造を備えた、電動工具。

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