JP5854818B2 - サンダ - Google Patents

Description

本発明は、バッテリにより駆動するサンダに関する。

下記特許文献１に示されるように、バッテリを備えることで電源コード無しで駆動可能であるサンダが知られている。このサンダにあっては、パッドと逆側となるハウジング上部を片手で包むことで使用され（片手用の把持部を上部に有するパーム型）、バッテリがハウジング内の上部において長手方向を横にして配置される。
このようなサンダでは、バッテリがハウジング内に収容されるため、バッテリの取替が困難である。よって、バッテリが空になった場合に別の満充電のバッテリを用いることができず継続使用が不能であったり、バッテリ寿命時にハウジングの開放を要したりする等、煩わしいことが多い。又、バッテリが長手方向を横にして配置されているため、重心が高くなるし、ハウジングが長い形状となってコンパクトさに欠ける。
そこで、パーム型ではない（把持部が長く両手用である）ものの、バッテリを外付けしたサンダが提案されている（下記特許文献２）。このようなサンダであれば、バッテリが空になっても別の満充電のバッテリに取り換えてすぐに再使用することができるし、バッテリ寿命時の対応も別のバッテリに替えるだけで簡単に行える。

米国特許第７２９１０６２号公報 特開２００９−１６６１４７号公報

特許文献１のパーム型のサンダに対し特許文献２のバッテリ設置方式を導入する場合、把持部を手への邪魔の無い状態で十分に設けようとすると、バッテリを製品中心から離れた位置に設ける必要がある。
しかし、バッテリは比較的に重量の嵩む重量物であるため、重量物を中心から遠ざけた状態となり、重量バランスが良好でないこととなる。特に、重量物が研磨パッドの回転中心から離れることにもなるため、大きな振動が発生する等、操作に支障を来す可能性が生じてしまう。

そこで、本発明は、バッテリ交換可能でありながら、把持部が十分に広くて握り易く、動作を安定して行えるサンダを提供することを主な目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上下方向に延びる出力軸を介してパッドを駆動するモータ回転軸を備えたモータに対し給電するバッテリが、ハウジングのバッテリ装着部に対して装着可能とされており、前記ハウジングの上部が把持部とされたサンダにおいて、前記バッテリは長形であり、前記バッテリ装着部は、上下方向に対して、下方となる程内側に入る方向に０°を超える角度で長手方向が延在されており、前記モータは、前記把持部に対して前記バッテリ装着部の反対側に配置されており、前記パッドは、前記出力軸に直交し、前記モータ回転軸は、前記出力軸と平行であり、前記出力軸は、前記把持部の下方に配置されており、前記出力軸に沿った方向における前記ハウジングの高さは、前記モータから前記バッテリ装着部を水平にみた方向におけるハウジングの寸法の最大値より大きいことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記パッドは、前記モータの減速駆動力により、回転及び偏心回転をされるものであることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記発明において、装着された前記バッテリの下部が、前記パッドの端部上方より内側に入っていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記バッテリ装着部の上下方向に対する傾きが、０°を超えて３０°以下の範囲内にあることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、上記発明において、装着された前記バッテリの上部は、前記把持部と上下方向において揃うことを特徴とするものである。

本発明の内、請求項１に記載の発明によれば、長形のバッテリを装着可能なバッテリ装着部の長手方向が、鉛直方向に対して下方となる程内側に入る方向に０°を超えた角度で延在されているため、把持部を広くしながら、重量バランスを中央寄りとして動作を安定させることができる。
又、バッテリの反対側にモータを配置したので、上記効果に加え、比較的に重量の嵩むバッテリとモータにつき把持部を中心に対向させることができ、重量バランスをより一層良好にすることができる。
更に、請求項２に記載の発明によれば、パッドがモータの減速駆動により偏心回転しながら回転するため、上記効果に加え、単に回転するものに比して振動し易いタイプにおいて重量バランスの良好化の効果を及ぼすことができ、動作の安定化を効果的に図ることができる。
又更に、請求項３に記載の発明によれば、バッテリの少なくとも一部がパッド上方に位置するため、上記効果に加え、ワークから作用力を受けるパッドに対してバッテリの重量を上方から及ぼすことができ、更に重量バランスを良好なものとして動作の安定性をより一層向上することができる。
又、請求項４に記載の発明によれば、バッテリ装着部の傾きが鉛直線から０°を超えて３０°以下の範囲内に収まるので、上記効果に加え、内部のスペースを十分に確保し、装置をコンパクト化することができる。
加えて、請求項５に記載の発明によれば、バッテリと把持部の高さが揃うため、上記効果に加えて、装置上部が干渉し難く扱い易いサンダを提供することができる。

本発明に係るサンダの一部切欠平面図である。 図１の横中央断面図である。 図１における出力軸の軸線を含む横断面を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はサンダ１の一部切欠平面図であり、図２は図１の横中央断面図である。
サンダ１は、ハウジング２の上部２ａ（把持部）をユーザの片方の手で握ることで操作可能なパーム型であって、上部２ａの脇にボタン３ａ，３ｂを備えている。
更に、サンダ１は、ハウジング２内の中央部において、鉛直な出力軸４を、その中心軸周りで回転自在に備えている。出力軸４の上部と中央部の周囲には、それぞれボールベアリング６，７が配置されており、これらはハウジング２内部においてハウジング２に対して固定されている。
又、出力軸４の中央部（ボールベアリング７の下側）の周囲において、プーリ８が固定されており、更にその下側の周囲には、ファン９が固定されている。
なお、ハウジング２の下部であって、ファン９の脇（後述するバッテリ装着部４２の下側）には、ファン９により集められた塵を排出する集塵管９ａとの接続部２ｂが形成されている。集塵管９ａは、接続部２ｂにおいて、接続ネジ９ｂにより固定されている。

図３は図１における出力軸４の軸線を含む横断面を示す図である。
出力軸４の先端には、パッド１０が取り付けられ、パッド１０の下面には、面ファスナー等を介して、工具の一例である研磨用のサンディングペーパー（図示せず）が取り付けられる。
パッド１０は、パッド本体１２と、その上側に配置されるパッド軸受具１４を有する。パッド軸受具１４は、ボールベアリング１６と、その内筒に固定される内側ベアリングリテーナ１８（フラットワッシャ）と、ボールベアリング１６の外筒に固定される外側ベアリングリテーナ２０を含む。
内側ベアリングリテーナ１８におけるボールベアリング１６の回転軸線から偏心した位置には、出力軸４の先端部に入る内側ネジ２２を通す孔が開けられている。なお、内側ベアリングリテーナ１８はボールベアリング１６の内筒下側に配置され、ボールベアリング１６を下方から支持する。ボールベアリング１６の内筒内部にはファン９の下側突出部が入れられ、その下側突出部にも出力軸４が通されている。
一方、外側ベアリングリテーナ２０とパッド本体１２をつなぐ外側ネジ２４を通すための孔が、これら双方に開けられている。

又、ハウジング２内における出力軸４の脇には、モータ３０が固定されている。
モータ３０の回転軸３２には、プーリ３４が固定されており、プーリ３４と出力軸４のプーリ８には、図示しないベルト（タイミングベルト）が掛けられている。プーリ３４は、プーリ８より径の小さい状態とされており、回転軸３２の回転は出力軸４において減速される。

更に、ハウジング２外側であって、モータ３０に対して上部２ａないし出力軸４を挟んで反対側には、バッテリ４０が装着されている。即ち、モータ３０は、把持部あるいは出力軸４を挟んでバッテリ４０と反対側に配置されている。
バッテリ４０は、面取りされた直方体状を呈しており、一つの面に図示しない単数又は複数の端子が配置されている。
なお、バッテリ４０は、充電器により充電可能な充電池であり、サンダ１は充電式サンダとなっている。又、モータ３０ないしバッテリ４０に対し、そのスイッチとしての役目を果たすように、ボタン３ａ，３ｂが電気的に接続されている。

ハウジング２におけるモータ３０と逆側の外面は、バッテリ４０の端子面と対応する形状であるバッテリ装着部４２として形成されている。
バッテリ装着部４２は、バッテリ４０を出力軸４の軸線（サンダ１の上下）に対して上方になる程遠ざかる状態で傾けて案内するよう、下方となるに従い内側に入るように傾けられている。即ち、バッテリ４０の着脱は、バッテリ装着部４２の傾斜角度に合わせてスライドさせることで可能となる。バッテリ装着部４２は、図示しないバッテリ４０に対する係止部を備えており、当該係止部がバッテリ４０の装着時にバッテリ４０に係止し、バッテリ４０の抜脱時に当該係止部の係止が解除されることで、バッテリ４０を着脱自在に受け入れる。又、バッテリ装着部４２には、バッテリ４０の装着時にその端子と重なる図示しない端子が設けられている。当該端子は、モータ３０と電気的に接続されており、装着されたバッテリ４０の電力をモータ３０に供給することが可能となっている。

バッテリ装着部４２に装着されたバッテリ４０は、下方になる程サンダ１（ハウジング２）の中央に近づく状態（下方になる程内側になる状態）となる。又、装着されたバッテリ４０の下部が、パッド１０（の接触部）の端部上方より内側に入るよう、パッド１０（の接触部）、バッテリ４０ないしバッテリ装着部４２が形成されている。
装着されたバッテリ４０（の長手方向の中心線）は、図１において鉛直線から１４°ほど傾けられている。
又、バッテリ４０が装着されると、その上部がハウジング２の上部２ａと連続的となって揃うよう、バッテリ４０ないしバッテリ装着部４２が形成されている。

このようなサンダ１は、例えば次のように動作する。
即ち、動作停止状態において、バッテリ４０をバッテリ装着部４２に装着してボタン３ｂを押すと、バッテリ４０によりモータ３０への給電がなされ、回転軸３２が所定の速度で回転する。なお、ボタン３ａを押すとバッテリ４０による給電が遮断され、モータ３０が停止して動作停止状態となり、動作中にボタン３ａを（複数回）押すと、回転軸３２の速度が（数種類において順次）変更される。

モータ３０の回転軸３２は、これに固定されたプーリ３４、上記ベルトないしプーリ８を介して、出力軸４を回転駆動する。
出力軸４の回転により、パッド１０が次のように回転し偏心回転する。即ち、ボールベアリング６，７及び出力軸４を中心に、ボールベアリング１６及び外側ベアリングリテーナ２０を介してパッド本体１２が回転する（公転）。サンダ１の作業時には、ボールベアリング１６の内筒、ボール、外筒の間に相互に力が加わることによって転動抵抗が発生し、パッド１０がボールベアリング１６を中心に、公転と同一方向に回転する（自転）。なお、無負荷回転の時には、ボールベアリング１６内の摩擦抵抗が不安定な状態なので、不規則な自転をしたり、自転しなかったりする。
かように回転されるパッド１０を、ハウジング２の上部２ａを把持することでワークに対し押し付けつつ移動させることにより、サンディングペーパー等を介してワークの表面に研磨等を施すことができる。
ハウジング２の上部２ａは、バッテリ４０の傾斜装着により、十分に確保されている。又、バッテリ４０の傾斜装着により、サンダ１の重心は傾斜させない場合に比べ中央寄りとなる。かような把持部の確保及び重心の中央寄りの配置は、バッテリ４０の装着角度につき鉛直線から０°を超えたものとすることで実現することができる。又、バッテリ４０を傾斜させすぎると、サンダ１の装置寸法が大きくなりすぎたり、内部構造のためのスペースをとり難くなるため、装着角度を鉛直線から３０°以内とすることが好ましい。なお、バッテリ４０の装着角度（長手方向の延在方向）につき鉛直線から０°とする場合も、把持部の確保及び重心の中央寄りの作用効果を呈するのであり、よってバッテリ４０の長手方向は鉛直方向に対して０°以上に延在させれば良い。

又、出力軸４の回転によりファン９が回転し、その周囲における塵を含むエアを、接続部２ｂを通じて集塵管９ａへ排出する。
なお、ファン９は、パッド１０付きの出力軸４の回転状態を調節するウェイトの役割も担っている。

以上のサンダ１では、ハウジング２の上部２ａが把持部とされたものであり、バッテリ装着部４２が、出力軸４（サンダ１の中央部）に対して、下方となる程近づき（内側に入り）上方となる程遠ざかる（外側に出る）ように傾けられているため、バッテリ４０が同様に傾いた状態で装着される。このとき、長形のバッテリ４０の長手方向は、鉛直方向に対して、下方となる程内側に入る方向に０°を超えた角度で延在される。
従って、把持部を広くとりつつ、比較的に重量の嵩むバッテリ４０をサンダ１中央の出力軸４に近づけることができ、サンダ１のグリップに必要なスペースを十分に確保しながら、サンダ１の重心位置を中央に寄せて安定性を良好にすることができる。よって、握り易さや中央寄りの重心位置により、動かし易くして操作性を良好にすることができるし、サンダ１の動作時に振動が発生したとしても、重心位置によりその影響を少なくすることができて安定性を良好にすることができる。

又、バッテリ４０の把持部を挟んで反対側にモータ３０を配置しているため、比較的に重量の嵩むバッテリ４０に対向して、比較的に重量の嵩むモータ３０を配することができ、重量のバランスを良好なものとして、操作性や安定性を一層向上することができる。
更に、モータ３０の回転が出力軸４において減速され、パッド１０が回転及び偏心回転される（オービタル回転される）ことにより、オービタル回転しないものと比べ研磨の精度向上等の性能の良好化と引き替えに振動が発生し易くなるところ、バッテリ４０の斜め設置等により重量バランスを良好にしているため、操作性や安定性の向上によりその振動に効果的に対処することができる。

又更に、バッテリ３０の下部がパッド１０の端部上方より内側に入っているため、バッテリ４０の重量を、出力軸４を介してパッド１０にほぼ鉛直にかけることができ、研磨等の使用においてパッド１０から受ける反力等により生ずる振動等に対し、かような重量のバランスによって効果的に対処することが可能となる。
又、バッテリ４０の装着角度につき０°を超えて３０°以下の範囲内とすることで、把持部の十分な確保と適切な重量バランスを実現しながら、内部構造用のスペースも十分に確保することができるし、サンダ１をコンパクトに形成することができる。
加えて、バッテリ４０を装着するとその高さが把持部と揃うため、バッテリ４０の腕等への干渉を防止することができるし、手や腕等をバッテリ４０の上部に（把持部と共通した状態でも）置くことができる。

なお、本発明は上記形態に限定されず、次にそれぞれ示す変更例を有するものである。バッテリの装着態様につき、バッテリ装着部に案内されるスライド取付方式に代えて、直接係止部に係止させるダイレクト取付方式を採用したり、蓋付きあるいは蓋なしの箱形の収容部を設けてバッテリを収容により装着する方式を採用したりする。バッテリの係止部やファン、集塵管等を省略したり、各種軸受やネジ、ボタンの数を増減したりする。ファンにつき集塵機能のみ持たせてウエイトを考慮しないようにしたり、パッドのボールベアリングの内筒内に出力軸を直接固定したり、ボタンを各種モード切換用やオンオフ兼用としたり、ボタンに替えてレバースイッチを採用したり、ベルトとプーリをギアに替えたり、ネジをピンとしたり、バッテリを装着したサンダにおいて充電池を充電可能としたり、使い切りのバッテリを採用したりする等、各種部材の機能や配置、種類を適宜変更する。又、本発明を、パッドがオービタル回転するオービタルサンダ以外の他のサンダに適用する。

１・・サンダ、２・・ハウジング、２ａ・・（ハウジングの）上部（把持部）、４・・出力軸、１０・・パッド、３０・・モータ、４０・・バッテリ、４２・・バッテリ装着部。

Claims (5)

1. 上下方向に延びる出力軸を介してパッドを駆動するモータ回転軸を備えたモータに対し給電するバッテリが、ハウジングのバッテリ装着部に対して装着可能とされており、前記ハウジングの上部が把持部とされたサンダにおいて、
   前記バッテリは長形であり、前記バッテリ装着部は、上下方向に対して、下方となる程内側に入る方向に０°を超える角度で長手方向が延在されており、
   前記モータは、前記把持部に対して前記バッテリ装着部の反対側に配置されており、
   前記パッドは、前記出力軸に直交し、前記モータ回転軸は、前記出力軸と平行であり、
   前記出力軸は、前記把持部の下方に配置されており、前記出力軸に沿った方向における前記ハウジングの高さは、前記モータから前記バッテリ装着部を水平にみた方向におけるハウジングの寸法の最大値より大きい
   ことを特徴とするサンダ。
2. 前記パッドは、前記モータの減速駆動力により、回転及び偏心回転をされるものである
   ことを特徴とする請求項１に記載のサンダ。
3. 装着された前記バッテリの下部が、前記パッドの端部上方より内側に入っている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサンダ。
4. 前記バッテリ装着部の上下方向に対する傾きが、０°を超えて３０°以下の範囲内にある
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のサンダ。
5. 装着された前記バッテリの上部は、前記把持部と上下方向において揃う
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のサンダ。

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