JP6203837B2 - 手持ち機械工具 - Google Patents

Description

本発明は、ハンマードリル、ソー、又は釘打機等の手持ち電動工具に関する。手持ち電動工具、特に、そのモータへの電力はバッテリーパックから供給される。バッテリーパックは手持ち機械工具から着脱可能である。バッテリーパックはその後、充電のため充電器に挿入されるか、充電された同一のバッテリーパックに置き換えられる。

ハンマードリルは強い振動を発生してバッテリーパックのマウント（取付け部）や電気的接点にストレスを与える。それにより電気的接点は機械的に摩耗するばかりでなく、振動による接点の開閉に伴い発生するアークにより摩耗する。

本発明による手持ち機械工具は、一体化した工具、又は工具を収容する工具ホルダーを有する。電動モータは工具又は工具ホルダーを駆動する。電動モータに電力を供給すべく、バッテリーパックは第１の方向に沿ってガイドに挿入可能である。バッテリーパックの相手方接点と接触するための多数の電気的接点がコンタクトホルダー内に配置される。それぞれが対応する電気的接点の１つに接続される電線は、第１の方向に波状に延びて電気的接点に接触する導体ワイヤを有する。

導体ワイヤは、例えば、編むことにより電線を形成するようにして良く、それにより波状の導体ワイヤが得られる。それに代えて又はそれに加えて、電線全体は波状にコンタクトホルダー内に配置されて良い。第１の方向に平行に延びる軸に基づき、その軸から電線への距離は、その軸に沿って繰り返し、好ましくは、周期的に変化する。波状の形状は、例えば、正弦波状、鋸歯状で良い。

本発明の一態様は、端子片を有するコンタクトホルダーを備え、電線の一端が端子片に装着され、電線の他端が接点の１つに装着されている。電線と電線に接続された電気的接点は、手持ち機械工具内のワイヤハーネスから機械的に分離される。外部のワイヤハーネスからの力は、端子片からコンタクトホルダーに伝達される。

本発明の一態様においては、電線の長さは、端子片の接点の１つからの距離より大きい。電線はコンタクトホルダーの内側には延びていない。このように、電線は、電気的接点の縦長方向の動きについては柔軟であり、それを弾性的に吸収する。

本発明の一態様は、端子片と接点の間に絶縁管を有しない電線を提供する。全体に金属ワイヤで形成された電線は、通常の熱収縮性の管で絶縁された電線に比べ、サブミリメータの動きに対してより効果的な制動がなされる。電気的接点は好ましくは、コンタクトホルダーに移動可能に搭載される。

コンタクトホルダーは、好ましくは、手持ち機械工具のサスペンションにおいて手持ち機械工具に対して第１及び第３の方向に移動可能にサスペンドされる。バネは第１の方向と反対方向にコンタクトホルダーに付勢する。第１の方向に対向する前面はセンタリングを有し、それはバッテリーパックのセンタリングサポートと協働して、第３の方向に沿った前面とバッテリーパックとの間の相対移動を抑制する。コンタクトホルダーはバッテリーパックに押し付けられ、それにより手持ち機械工具の接点とバッテリーパックの相手方接点とのミリ単位の相対移動が抑制される。

ドリルハンマーを示す図である。 ドリルハンマーの平面ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 ドリルハンマーの平面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 サスペンションを通る部分断面図である。 コンタクトホルダーの上面図である。 ドリルハンマーを通る平面Ｖ−Ｖに沿った断面図である。 ドリルハンマーを示す図である。 ドリルハンマーを通る平面ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図である。

本発明を特定の実施例及び図面に基づき以下に説明する。同一又は機能的に同等な要素は、特に明記しない限り、図面において同一の参照符号で示される。

図１は手持ち機械工具の一例としてのハンマードリル１の概略図である。ハンマードリル１は、工具の軸端３、例えば、ドリルビット４の一つが挿入される工具ホルダー２を有する。ハンマー機構６及び出力軸７を駆動する電動モータ５はハンマードリル１の主駆動源である。ユーザはハンドル８を用いてハンマードリル１を操作し、システムスイッチ９を用いてハンマードリル１を作動させる。動作中、ハンマードリル１は連続的にドリルビット４を、作動軸１０を中心に回転させ、ドリルビット４を作動軸１０に沿って衝撃方向１１に駆動する。

ハンマー機構６は例えば、空圧式ハンマー機構６である。励振機１２とストライカー１３は、作動軸１０に沿ってハンマー機構６内で移動可能にガイドされる。励振機１２は偏心器１４又はワブルフィンガー（ｗｏｂｂｌｅ ｆｉｎｇｅｒ）を用いてモータ５と結合され、周期的かつ直線的な運動を行う。励振機１２とストライカー１３の間の空気室により形成された空気バネはストライカー１３の動きを励振機１２の動きに結合させる。ストライカー１３はドリルビット４の後端を直接打撃するか、又は基本的に静止している中間のストライカー１６を介して間接的にパルス振動をドリルビット４に与える。ハンマー機構６及び好ましくは、更に別の駆動機構が機械ハウジング１７内に配置される。

電動モータ５はバッテリーパック１８から給電される。バッテリーパック１８はバッテリーハウジング１９を有し、バッテリーハウジングはハンマードリル１からは分離され、複数のバッテリーセル２０を収容している。バッテリーパック１８はハンマードリル１のマウント２１に挿抜される。マウント２１は好ましくは、機械ハウジング１７又はハンドル８の基本的外面２２上に形成される。マウント２１は、例えば、２つの並列な溝２４からなるガイド２３を有し、その溝は挿入方向２５に沿って配置され、互いに第２の（水平）方向２６（図２）にオフセットされている。バッテリーパック１８のバッテリーハウジング１９は２つの並列なＬ字型の レール２７を有する。バッテリーハウジング１９はそのレール２７がガイド２３の溝２４に挿入され、ガイド２３により画定された挿入方向２５に沿って挿入される。ガイド２３とバッテリーハウジング１９は第３の（垂直）方向２８に相互に係合している。バッテリーパック１８はガイド２３により挿入方向２５に対して垂直方向２６、２８に、僅かな遊びを有して、若しくは遊びを有さずに、装着されるのが好ましい。

マウント２１は、ガイド２３に対して直角方向に窪んだ複数の凹部を有し、バッテリーパック１８のロックピン２９が挿入されて螺合される（図３）。ロックピン２９はバネにより予め付勢され、バッテリーパック１８がマウント２１内に停止するまで挿入されると直ちにスナップする。ロックピン２９はバッテリーパック１８が挿入方向２５に沿って移動しないようにロックする。ユーザは、押しボタン３０を押してロックピン２９のマウント２１に対する係合を外し、バッテリーパック１８を挿入方向２５と逆方向にマウント２１から取り外すことができる。ガイド２３の構成は一例であり、マウント２１がロックピン２９を有するか、及び／又はマウント２１がＬ字型の レール２７を有しても良い。

マウント２１は、バッテリーパック１８の相手方電気的接点３２と接触する電気的接点３１を有する。バッテリーパック１８がガイド２３にロックされると電気的に接触する。接点３１は第２の方向２６に沿って配置され、特に第３の方向に沿って同一の高さとなるように配置されることが好ましい。

２つの電流導通用接点３３と２つ以上の信号伝送接点３４が設けられると都合がよい。電流導通用接点３３は１０アンペアを超える電流をハンマードリル１に供給するよう設計されている。接点３１はハンマードリル１の機械的負荷を考慮して完全な金属で形成され、好ましくは、鉄、銅、又は銅合金を含む鉄で形成される。信号伝送用接点３４は１０アンペア未満の電流を流すので低負荷用として設計されている。

ハンマードリル１の電気的接点３１は溝付ジャック（ｓｌｏｔｔｅｄ ｊａｃｋ）である。電気的接点３１の対向するジョー（ｊａｗ）３５は弾力性を有するよう設計されて良い。バッテリーパック１８の相手方電気的接点３２をジョー３５の間に挿入すると、弾力性を有するジョー３５が押圧されて離れ、相手方電気的接点３２をクランプすることが好ましい。バッテリーパック１８の相手方電気的接点３２はブレード状に設計されて良い。スロット又はブレードは、第３の垂直方向２８については平行に延在することが好ましくい。

電気的接点３１は絶縁性のコンタクトホルダー３６内に挿入される（図５）。電気的接点３１は第２の方向２６に沿って互いに並んでかつ離間して配置される。コンタクトホルダー３６は、各電気的接点３１用、特に電流導通用接点３３用の分離された収容空間３７を有する。電気的接点３１は挿入方向２５に沿って収容空間３７内で移動可能であり、遊びは例えば、０．１ミリから０．３ミリの範囲である。電気的接点３１はバネ荷重（ｓｐｒｉｎｇ ｌｏａｄｅｄ）ウイングを有して良く、当該ウイングは第２の方向２６に突出し、当該ウイングにより電気的接点３１は収容空間３７の側壁に対して支持される。このような移動可能な構成により、電気的接点３１はコンタクトホルダー３６内で相互に移動可能である。収容空間３７は挿入方向２５と反対方向において前面３８で開口している。バッテリーパック１８の相手方電気的接点３２は開口３９を通り収容空間３７内に挿入され、その中に配置された電気的接点３１と接触する。

電線４０は各電気的接点３１に接続され、従って、電気的接点３２にクランプされる（図５）。電線４０は、コンタクトホルダー３６内で各ケース内のチャンネル４１内に導かれる。図示された特定の実施例においては、端子片４２がコンタクトホルダー３６内に設けられる。各電線４０の一端は電気的接点３１の対応する１つに接続され、他端は端子片４２に接続される。端子片４２は、電線４０をハンマードリル１内の配線から機械的に切り離す。これにより、特に、組み立てする際に部分的にワイヤが捩れることによるねじり力の電線４０への伝達が抑制される。このねじり力は、さもないと、接点３２を収容空間３７の側壁に対してクランプさせ得る。電線４０は導体ワイヤが編まれた編組線から形成される。編組線として編まれた電線４０は、好ましくは、少なくともコンタクトホルダー３６の内側２センチは絶縁プラスチックジャケットで覆われていない。編組線はねじり力により変形され、接点３１から外れる可能性がある。熱収縮性チューブで絶縁された電線、又は撚線から成る電線は、たとえそれが極めて細い導体ワイヤから成る場合でも、この目的のためには好ましく無いことが分かっている。

ターミナルストリップ（端子片）４２は、例えば、前面３８の反対側のコンタクトホルダー３６の端部に位置する。端子片４２は、電気機械式結合片４３を備えて良い。結合片４３は電線４０を、機械ハウジング１７に導かれた他のケーブル４４に接続する。結合片４３は、例えば、電線４０とケーブル４４を固定するための２つのネジ４５を有するラスタ端子である。結合片４３はコンタクトホルダー３６内に不動に挿入される。結合片４３に代えて又は加えて、端子片４２は、電線４０をチャンネル４１内に締付ける収縮部４６を有して良い。

コンタクトホルダー３６は、機械ハウジング１７に対して移動可能に取り付けられる。コンタクトホルダー３６のサスペンション４７は、コンタクトホルダー３６の挿入方向２５に沿って動くことを許容する。このため、サスペンション４７は機械ハウジング１７内に、例えば、縦長溝４８を設け、その溝４８の中でガイドレール４９がコンタクトホルダー３６に係合する（図４）。コンタクトホルダー３６の両側の止め具（ストッパー）５０、５３は、例えば、移動距離５１、５４を合計で２ミリから５ミリに制限する。１つ又は多数のバネ５２、例えば、螺旋バネが挿入方向２５と逆方向にコンタクトホルダー３６に作用する。バッテリーパック１８が挿入されていない間、バネ５２は、コンタクトホルダー３６を挿入方向２５に、前面側の止め具５０に対して押圧する。バネ５２はプレテンション状態にある。バッテリーパック１８が挿入されている間、バッテリーパック１８はバネ５２に抗して挿入方向２５にコンタクトホルダー３６に搭載される。移動距離５１、５４は、ロックピン２９によりバッテリーパック１８をロックしたとき、コンタクトホルダー３６が依然として移動距離５１、５４の部分５４において挿入方向２５に止め具から離れているように決められる。

コンタクトホルダー３６は、マウント２１内のバッテリーパック１８とは違って、サスペンション４７内で第２の方向２６に沿っても僅かに移動可能である。この移動の幅は、第２の方向２６に少なくとも１ミリであるのが好ましい。対向する一対の縦長溝４８の長さは、ガイドレール４９の領域において上記移動の幅だけコンタクトホルダー３６の幅より大きい。

更に、コンタクトホルダー３６は、垂直方向の止め具の間で、第３の方向２８に沿って自由に移動可能である。止め具間の自由に移動可能な距離５５は０．５ミリから２ミリの範囲である。垂直止め具は、例えば、縦長溝４８の壁で形成され、垂直方向の止め具間の幅は、ガイドレール４９の厚さより垂直方向２８の距離５５だけ長い。

それに代えて又はそれに加えて、移動可能なコンタクトホルダー３６は、ハンドル８又は機械ハウジング１７に取り付けられたブラケット５６内に懸架されても良い。ブラケット５６は、挿入方向２５においてコンタクトホルダー３６の後ろ側に位置する。コンタクトホルダー３６は、挿入方向２５に突出しブラケット５６のジャク５８内に挿入された、１つ以上のピン５７を有する。ジャック５８はピン５７より幅及び高さが大きく、確実にコンタクトホルダー３６が第２方向２６及び第３方向２８へ移動できるようにする。バネ５２はブラケット５６内に搭載され支持されて良い。ブラケット５６は後面側の止め具を形成する。電線４０又はケーブル４４は、挿入方向２５にほぼ平行にブラケット２５に導かれる。

コンタクトホルダー３６は前面３８にセンタリング５９を有する。垂直に、即ち、第３の方向２８に沿って、センタリング５９はバッテリーパック１８の相補型センタリングサポート６０に係合する。バネ５２はセンタリング５９をセンタリングサポート６０内に押しつ付け、バッテリーパック１８に対して摩擦力による係合及び形状の噛み合わせによる嵌合状態で、前面３８の相対的垂直位置に固定する。前面３８及びマウント２１は、引き続き機械ハウジング１７及びハンマードリル１に対して移動可能である。前面３８は、垂直な第３の方向２８に沿って、機械ハウジング１７に対して自由に移動可能な距離５５だけ移動可能である。センタリング５９は、バッテリーパック１８に対してセンタリング５９のみが当接するよう、挿入方向２５に沿って寸法が決められている。コンタクトホルダー３６の残りの領域は挿入方向２５に沿って空いていて、接点３１、３２は互いに接しているか相互に挿入されている。

一例として示されたセンタリング５９は、前面３８から突出したマンドレル（心棒）５９を用いて実現される。マンドレル５９はくさび型、ピラミッド型又は円錐型である。機械ハウジング１７に向かうマンドレル５９の上部面６１は第３の方向２８に対して傾斜している。上部面６１は、第３の方向２８に沿って、挿入方向２５に対して機械ハウジング１７から離れるように動く。上部面６１に代えて又は加えて、機械ハウジング１７から離れて対向する底面６２が第３の方向２８に対して傾斜して良い。底面６２は、第３の方向２８に沿って挿入方向２５に対して機械ハウジング１７の方向に上昇している。マンドレル５９は、接点３２の間で第２の方向に沿って位置しているのが好ましい。好ましい例では、マンドレル５９は電流導通用接点３３の収容空間３７に直接隣接する。

バッテリーパック１８は、好ましくは、バッテリーハウジング１９に不可動に結合されたコンタクトキャリア６３を有する。コンタクトキャリア６３は、例えば、プラスチックのような絶縁材から成る。相手方電気的接点３２は、プラスチックに不動に埋め込まれている。相手方電気的接点３２は、好ましくは、挿入方向２５及び第３の方向２８に平行な面に位置する、ブレードとして構成される。センタリングサポート６０は、例えば、相手方電気的接点３２の間に位置する。挿入方向２５に向いたセンタリングサポート６０の前面６４は、マンドレル５９と相補的な形状に設計されたノッチを有する。ノッチは好ましくは、プリズム形状であり、その断面は第２の方向に沿って一定である。センタリング５９は、このように、第３の方向にのみ動作し第２の方向２６に沿った動きに影響を及ぼさない。

センタリング５９及び電流導通用接点３３又は相手方電気的接点３２に直接隣接するセンタリングサポート６０の配置は、コンタクトホルダー３６及びコンタクトキャリア６３用の硬い材料を用いても都合がよいことが判っており、電流導通用接点３３と相手方電気的接点３２の間での第３の方向に沿った相対移動を十分に抑制する。

コンタクトホルダー３６の前面３８のセンタリング５９はノッチとして構成しても良く、センタリングサポートはマンドレルとして構成して良い。センタリングは更に、ノッチとマンドレルの両方を有し得、センタリングサポートは対応する相補形を有し得る。

電線４０は波状のチャンネル４１に挿入されて良い（図７、図８）。チャンネル４１のサイズは、第２の方向において電線４０の断面より少なくとも５０％大きい。電線４０は、端子片４２と接点３１の間に延びる。しかし、電線４０の長さは、端子片４２と接点３１との距離より少なくとも１０％大きい。電線４０は、その方向が挿入方向２５に沿って第２の方向２６又は第３の方向２８に多数回変化している。このようにして、接点のサブミリメータの動きに対して効果的制動が達成される。電線４０の導体ワイヤは組紐状としても良い。

チッピングハンマー、釘やボルト用の鋲打機、セーバソーに加えて、ハンマードリル１は、動作中に強い振動に晒され、移動可能なコンタクトホルダー３６を備える、バッテリー駆動型の手持ち機械工具の一例である。釘打機は、釘に衝撃を与えるストライカーとして、衝撃を発生するもので、その結果としてバッテリーパック及び機械ハウジングの相対移動が生じる。ソー、特に、セーバソーにおいては、振動はのこ刃により発生され機械工具に伝達される。

Claims (7)

1. 一体化した工具又は工具（４）を収容する工具ホルダー（２）と、
   該工具（４）又は該工具ホルダー（２）を駆動する電動モータ（５）と、
   前記電動モータに電力を供給するためのバッテリーパック（１８）を第１の方向（２５）に沿って挿入可能なガイド（２３）と、
   内部に、多数の電気的接点（３１）が前記バッテリーパック（１８）の相手方電気的接点（３２）と接触するよう配置されたコンタクトホルダー（３６）と、
   波状に前記第１の方向（２５）に延びて前記電気的接点（３１）と接触する導体ワイヤを有する、前記電気的接点（３１）の１つに接続された少なくとも１つの電線（４０）とを備える、
   手持ち機械工具。
2. 前記電線（４０）の導体ワイヤは編まれている、請求項１に記載の手持ち機械工具。
3. 前記電線（４０）全体は波状に延びて前記電気的接点（３２）と結合する、請求項１又は２に記載の手持ち機械工具。
4. 前記コンタクトホルダー（３６）は端子片（４２）を有し、電線（４０）の一端が該端子片（４２）に装着され、該電線（４０）の他端が前記接点（３１）の１つに装着されている、請求項１乃至３のいずれか１に記載の手持ち機械工具。
5. 前記電線（４０）の長さは、前記端子片（４２）の前記接点（３１）の１つからの距離より大きい、請求項４に記載の手持ち機械工具。
6. 前記電線（４０）は、前記端子片（４２）と前記接点（３１）の間に絶縁管を有しない、請求項４又は５に記載の手持ち機械工具。
7. 前記電気的接点（３１）は移動可能に前記コンタクトホルダー（３６）に搭載されている、請求項１乃至６のいずれか１に記載の手持ち機械工具。

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