JP4961418B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は電動工具に関する。

従来の電道工具は、特許文献１に記載されているように、先端工具の回転軸と略同軸に延伸する工具本体と、工具本体から下方に延伸するグリップと、グリップの上部に配設されたトリガとを有し、トリガをグリップに向かって引き込むように操作することで、トリガの引き込み量に応じた速度で先端工具が回転するようになっている。

また、従来の電動工具では、回転方向を切り換えるためのスイッチが設けられており、特許文献２には、回転方向によって、トリガの引き込み量と先端工具の回転速度との関係を異ならせた発明が開示されている。

従来の電動工具において、ユーザはトリガの引き込み量を感覚的に把握するが、微細な引き込み量の違いを認識することは難しく、大まかな速度制御しかできないという問題があった。

また、トリガを有する電動工具は、工具本体とグリップとが屈曲して固定されており、作業空間が狭い場合には電動工具が入らないことがあった。
特開２００６−２１８５６０号公報 特許第３７６８４００号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、ユーザが先端工具の回転速度を、好ましくは回転方向を直感的に把握できる電動工具、より好ましくは、作業空間に合わせて形状を変えられる電動工具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による電動工具は、工具本体の先端に設けられ、先端工具を保持して回転可能なチャックと、前記工具本体の側面に操作可能に露出し、前記チャックの回転軸と平行な軸周りに回動可能に設けられたシリンダを備える操作スイッチとを有し、前記チャックは、前記シリンダが所定の中立位置にあるときに停止し、前記シリンダの回動方向に応じた方向に回転し、前記シリンダの回動角度に応じて回転速度が連続的に変化する一方、前記シリンダは、前記工具本体の両側面にそれぞれ突出し、且つ、前記シリンダの回転軸を挟んで左右対称に形成された操作突起を備えるとともに、前記チャックの回転が停止する中立位置に自己復帰するように付勢バネのバネ力によって付勢されており、前記付勢バネは、中央部が前記シリンダの回動軸に巻回され、端部が前記シリンダを付勢するものとする。

この構成によれば、操作スイッチが工具本体に対して回動するので、ユーザは、工具本体と操作スイッチとの相対角度から、操作スイッチの中立位置からの回動角度を直感的に把握することができる。また、先端工具は、操作スイッチと同軸に、操作スイッチの回動角度に応じた速度で回転するので、ユーザは、先端工具の回転速度を直感的に把握でき、細やかな速度制御を行うことができる。

また、シリンダの回転方向によって先端工具の回転方向を切り換えられるので、回転方向を切り換えるために余分な操作が不要であり、端子台への結線作業のような頻繁に回転方向を切り換える必要がある作業を連続して効率よく行うことができる。

また、本発明の電動工具において、前記操作シリンダは、前記工具本体の両側面にそれぞれ突出し、且つ、前記シリンダの回転軸を挟んで左右対称に形成された操作突起を備えるとともに、前記チャックの回転が停止する中立位置に自己復帰するように、付勢バネのバネ力によって付勢されており、前記付勢バネは、中央部が前記操作スイッチの回転軸に巻回され、端部が前記操作スイッチを付勢している。

好ましくは、前記付勢バネは、両端が、前記シリンダに設けた作用部と前記工具本体に対して固定された係止部とを挟み込むように構成される。

この構成によれば、操作スイッチを離すだけで電動工具を停止させることができる。また、ユーザは、操作スイッチの付勢力による反力によっても、先端工具の回転速度を把握できる。

また、本発明の電動工具において、前記操作スイッチは、前記工具本体の両側面にそれぞれ突出し、且つ、前記操作スイッチの回転軸を挟んで左右対称に、好ましくは回転軸を１８０°の角度で挟んで形成された操作突起を備えている。

この構成によれば、電動工具を右手でも左手でも使用することができる。また、親指と他の指とを両側の操作突起上に配置し、操作スイッチを挟み込むように把持して、ダイアルを回すように操作スイッチを回動させられるので、操作スイッチの回動角度を容易に把握できる。

また、本発明の電動工具において、前記シリンダの回動を、前記チャックの回転が停止する中立位置において係止可能なロック機構を有してもよい。

この構成によれば、操作突部が床や周囲の物体に接触してシリンダが回動することがなく、意図しない動作による事故やバッテリの無駄な放電を防止できる。

また、本発明の電動工具は、前記工具本体の後端に、ユーザが把持するグリップを有し、前記操作スイッチは、前記グリップの近傍に設けられていてもよい。

この構成によれば、ユーザはグリップを把持した手の指を操作スイッチに伸ばし、操作スイッチを回動させることができるので、片手でも電動工具を操作できる。

また、本発明の電動工具において、前記グリップは、前記工具本体の後端から、前記操作スイッチの回動軸に対して略平行に延伸することも、前記操作スイッチの回動軸に対して傾斜または直交して延伸することもできるように、揺動可能に取り付けられてもよい。

この構成によれば、グリップを操作スイッチの回動軸に対して傾斜または直交して配置することで、ガングリップタイプの電動工具として使用でき、グリップを操作スイッチの回動軸に平行に配置することで、間口の狭い作業空間に挿入可能なペングリップタイプの電動工具としても使用できる。

本発明によれば、先端工具の回転軸と平行な軸周りに回動し、その回動方向および回動角度に応じて先端工具の回転方向および回転速度を決定する操作スイッチを設けたので、ユーザが操作スイッチの操作量を直感的に把握でき、先端工具の速度を細やかに制御できる。また、グリップを工具本体に対して揺動可能とすることで、電動工具の形状を変化させて多様な作業空間において使用できる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１から３は、本発明の１つの実施形態の電動工具１を示す。電動工具１は、先端にドリルやドライバビットのような先端工具を把持して回転可能なチャック２を有し、チャック２の回転軸と略同軸の概略円筒形状の工具本体３と、工具本体３の後端から下方、後斜めに延伸し、ユーザが把持するためのグリップ４とからなる。

工具本体３は、後端近傍の両側面に設けたスイッチ開口５からそれぞれ突出する２つの操作突部６を備える操作スイッチ７と、スイッチ７の上部に位置するように設けられたロックスイッチ８とを有する。操作突部６は、それぞれ、チャック２の回転軸と平行に延伸する突起であり、チャック２の回転軸を挟んで１８０°の角度で、左右対称に形成されている。また、工具本体３は、チャック２を回転させるモータ（不図示）を内蔵している。グリップ４は、バッテリ９を着脱可能に保持し、工具本体３に対して揺動可能に取り付けられている。

グリップ４は、図４に示すように、工具本体３と略一直線に並び、電動工具１全体を略１本の棒状に変形させることもでき、これによって、電動工具１を間口の狭い作業空間の奥深くに挿入して、作業を行うことも可能とする。

図５に、工具本体３から取り出した操作スイッチ７を示す。操作スイッチ７は、操作突部６が形成された概略円筒形のシリンダ１０と、シリンダ１０の内側に位置し、工具本体３に対して固定されるスイッチ本体１１とからなる。シリンダ１０は、スイッチ本体１１の周りを回動可能であり、その回動軸がチャック２およびチャック２が保持する先端工具の回転軸と同軸になるように、工具本体３に組み込まれる。さらに、シリンダ１０は、円筒壁の一端に切欠１２が形成されている。

図６に示すように、操作スイッチ７は、シリンダ１０と一体にスイッチ本体１１の内側で回動する作用部１３を有する。スイッチ本体１１は、概略筒状に形成され、内側に突出する係止部１４を有する。さらに、操作スイッチ７は、中央部がシリンダ１０の回動軸に巻回され、両端が作用部１３および係止部１４を挟み込む付勢バネ１５を有する。

図７に示すように、シリンダ１０を回動させると、作用部１３と係止部１４とが離間し、付勢バネ１５の両端をその付勢力に抗して押し拡げる。付勢バネ１５は、ユーザがシリンダ１０から手を離すと、その付勢力によって、作用部１３を係止部１４と径方向に並ぶように回動させ、操作突部６が水平になる中立位置にシリンダ１０を自己復帰させる。

操作スイッチ７は、グリップ４に装着したバッテリ９の電極に接続される入力端子と、工具本体３に内蔵したモータの入力端子に接続される出力端子とを備え、出力端子の極性を反転することができ、通電時間比を制御して出力電圧を変更可能な調速回路を内蔵する。調速回路は、シリンダ１０が中立位置のとき、出力端子に電圧を出力せず、チャック２を回転停止させるようになっている。

操作スイッチ７の調速回路は、図８に示すように、電動工具１において、グリップ４側からみて中立位置から右回りにシリンダ１０を回動させると、チャック２を右回りに回転させる極性で、シリンダ１０の回動角度に応じた電圧を出力する。これにより、チャック２は、操作スイッチ７のシリンダ１０の回動角度に応じた速度で回転させられる。尚、本願において、チャック２（先端工具）の回転速度に言及する場合、それは無負荷回転速度を指し、負荷時の回転速度とは必ずしも一致しない。

また、操作スイッチ７の調速回路は、図９に示すように、中立位置から左回りにシリンダ１０を回動させると、チャック２を左回りに、シリンダ１０の回動角度に応じた速度で回転させる電圧を出力する。

ユーザは、電動工具１のグリップ４を把持し、親指を伸ばして、グリップ４の近傍に設けられている操作スイッチ７の操作突部６に指をかけることも、人差し指を伸ばして反対側の操作突部６に指をかけることもでき、親指と人差し指とで両側の操作突部６をつまむように挟持することもできる。つまり、ユーザは、グリップ４を把持しながら、操作スイッチ７のシリンダ１０を回動させることができる。また、これは、電動工具１を右手で把持する場合でも、左手で把持する場合でも同様であり、電動工具１は、左右どちらの手でも扱うことができる。

ユーザは、把持しているグリップ４の向きを基準に、操作スイッチ７の回動角度を直感的に把握することができる。つまり、ユーザは、チャック２の回転速度を容易に把握でき、その回転速度を細やかに制御することができる。尚、本実施形態の電動工具１では、操作スイッチ７の回動軸と、チャック２の回転軸とが同軸であるが、操作スイッチ７の回動軸がチャック２の回転軸と同軸でなくでも、チャック２の回転軸と略平行であれば、操作性については殆ど問題がない。

また、チャック２の回転方向は、操作スイッチ７の回動方向に一致するので、回転方向の切換のためのスイッチ操作が不要であり、作業を連続して行うことができる。また、先端工具を回転させたい方向に操作スイッチ７を回動させるため、誤って逆方向に先端工具を回転させてしまう失敗がない。

図１０に示すように、ロックスイッチ８は、チャック２および操作スイッチ７の回動軸と平行にスライド可能に設けられており、操作スイッチ７のシリンダ１０に形成した切欠１２に係合可能である。つまり、ロックスイッチ８は、図示するように、操作スイッチ７が中立位置にあるとき、グリップ４側にスライドすることで、切欠１２に係合してシリンダ１０の回動を係止するロック機構を構成する。

ロックスイッチ８によって、操作スイッチ７の回動を係止することで、チャック２を停止状態に保つことができ、電動工具１が床や周囲の物体に接触し、操作スイッチ７が偶然に操作されて、意図せず先端工具が回転することによる怪我や器物の損傷、並びに、無駄な電力の消費を防止できる。

図１１に、電動工具１における、操作スイッチ７の回動角度と、チャック２の回転速度との関係を示す。図示するように、操作スイッチ７が中立位置にあるときは、調速回路の入力端子と出力端子との間の電路を開いて、電圧を出力しないようにする。操作スイッチ７が数度回動したとき、調速回路の入力端子と出力端子とを所定の時間比で開閉するスイッチング素子を介して接続する。さらに、操作スイッチ７を回動させると、可変抵抗の抵抗値が変化し、スイッチング素子の閉路時間が操作スイッチ７の回動角度に比例して長くなる。そして、最終的に、操作スイッチ７が約３０°回動されると、スイッチング素子を連続してオンし、チャック２を最大速度で回転させる。これによって、ユーザは、先端工具の回転数を略リニアに操作することができる。

また、先端工具の回転数を、低速域でより繊細に調整したいような場合は、図１２に示すように、操作スイッチ７の回動角度と、チャック２の回転速度との関係が、加速度的に変化するようにしてもよい。

尚、上記実施形態では、操作スイッチ７の回動方向と同じ方向にチャック２（および保持する先端工具）を回転させたが、例えば、電動工具１を、親指のみを操作突部に伸ばして操作する場合、右利きのユーザにとっては、操作スイッチ７の回動方向とチャック２の回転方向とが逆方向である方が感覚的に使用しやすい場合がある。つまり、本発明では、操作スイッチ７の回動方向とチャック２の回転方向とを逆方向にしてもよく、操作スイッチ７の回動方向とチャック２の回転方向との関係を正逆切り換えられるようにしてもよい。

また、グラインダビットやドリルのような先端工具は、回転方向を逆転する必要に乏しいので、操作スイッチ７を中立位置からいずれの方向に回動してもチャック２が正転するようにしてもよい。

本発明は、ドリルやドライバビット、グラインダ等の先端工具の回転方向および回転速度を制御する電動工具に利用できる。

本発明の１つの実施形態の電動工具の斜視図。 図１の電動工具の左側面図。 図１の電動工具の右側面図。 図１の電動工具のグリップを揺動させた状態の左側面図。 図１の電動工具の操作スイッチの斜視図。 図５の操作スイッチの断面図 図５の操作スイッチの回転時の断面図 図５の操作スイッチの右回転時の斜視図。 図５の操作スイッチの左回転時の斜視図。 図１の電動工具の操作スイッチ部分の軸方向断面図。 図１の電動工具の操作スイッチ角度と回転速度との関係を示すグラフ。 図１１の操作スイッチ角度と回転速度との関係の代案を示すグラフ。

符号の説明

１…電動工具
２…チャック
３…工具本体
４…グリップ
５…スイッチ開口
６…操作突部
７…操作スイッチ
８…ロックスイッチ
９…バッテリ
１０…シリンダ
１１…スイッチ本体
１２…切欠
１３…作用部
１４…係止部
１５…付勢バネ

Claims (5)

1. 工具本体の先端に設けられ、先端工具を保持して回転可能なチャックと、
   前記工具本体の側面に操作可能に露出し、前記チャックの回転軸と平行な軸周りに回動可能に設けられたシリンダを備える操作スイッチとを有し、
   前記チャックは、前記シリンダが所定の中立位置にあるときに停止し、前記シリンダの回動方向に応じた方向に回転し、前記シリンダの回動角度に応じて回転速度が連続的に変化する一方、
   前記シリンダは、前記工具本体の両側面にそれぞれ突出し、且つ、前記シリンダの回転軸を挟んで左右対称に形成された操作突起を備えるとともに、前記チャックの回転が停止する中立位置に自己復帰するように付勢バネのバネ力によって付勢されており、
   前記付勢バネは、中央部が前記シリンダの回動軸に巻回され、端部が前記シリンダを付勢することを特徴とする電動工具。
2. 前記付勢バネは、両端が、前記シリンダに設けた作用部と前記工具本体に対して固定された係止部とを挟み込むことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記シリンダの回動を、前記チャックの回転が停止する中立位置において係止可能なロック機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電動工具。
4. 前記工具本体の後端に、ユーザが把持するグリップを有し、
   前記操作スイッチは、前記グリップの近傍に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電動工具。
5. 前記グリップは、前記工具本体の後端から、前記操作スイッチの回動軸に対して略平行に延伸することも、前記操作スイッチの回動軸に対して傾斜または直交して延伸することもできるように、揺動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。

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