JP6236072B2 - 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機械工具に関する。手持ち機械工具、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。電気的接点は、コンタクトホルダー内で、第1の方向と直交する第２の方向に互いにずれて（オフセットされて）配置されている。電気的接点は、好ましくは、コンタクトホルダー内で遊びを有して配置されている。コンタクトホルダーのサスペンション（バネ）は、サスペンションに対して第１の方向及び第３の方向に沿って移動可能にコンタクトホルダーを保持する。第１の方向、第２の方向及び第３の方向の各対はそれぞれ互いに直交する。バネはコンタクトホルダーに、第１の方向と逆方向に力を与える。第１の方向と対向する前面（フロントフェイス）にはセンタリングが設けられ、それはバッテリーパック上のセンタリングサポートと協働して、前面とバッテリーパック間の第３の方向への相対移動を抑制する。

コンタクトホルダーは少なくとも２つの方向において手持ち機械工具に移動可能に装着される。コンタクトホルダーのサスペンションは、好ましくは、第１の方向及び第３の方向に沿った移動が第１の移動距離、第２の移動距離にそれぞれ制限されるよう構成される。

手持ち機械工具に挿入されたバッテリーパックは電気的接点と電気的に結合し、コンタクトホルダーと機械的に結合する。先ず、バッテリーパックはコンタクトホルダーをバネに抗して移動し、摩擦力による係合がなされる。更に、センタリングとバッテリーパック上のセンタリングサポートとによる形状どうしの嵌め合いによる係合が、コンタクトホルダーで得られる。このセンタリングは、前面を、第３の方向に沿ってバッテリーパックに対して固定した位置に局所的に保持する。

本発明の一態様は、マンドレルを有するセンタリングを提供し、マンドレルは第１の方向に突出し、第３の方向に対して傾斜した表面、及び／又は第１の方向に対して凹み第３の方向に対して傾斜した表面を有するノッチを備える。鈍角な又は傾斜していない面に比べ、傾斜面は確実なセンタリングを行う。第３の方向に対する表面の傾斜は、好ましくは、３０度を超える。例えば、マンドレルは、第１、第３の方向に平行な、断面が二等辺三角形形状の先端を有する。

本発明の一態様は、コンタクトホルダーを提供し、コンタクトホルダーは、マンドレル及び／又はノッチと共にバッテリーパックに対して押圧され、他方、前面はバッテリーパックから離れている。前面の各非傾斜面の空間は、これら非傾斜面によるセンタリングの損傷を防止する。

本発明の一態様は、接点を提供し、接点は互いにコンタクトホルダー内で移動可能に配置されている。接点は好ましくは、遊びを有してコンタクトホルダー内に配置されている。接点上で局所的に生じる振動は他の接点に影響を与えない。

接点は、バッテリーパックのブレード状接点を収容するジャックとして形成されて良い。ジャックは、例えば、第３の方向に沿って溝が設けられている(ｓｌｏｔｔｅｄ)。相手方接点は好ましくは、ブレード状で、第３の方向に平行に延在する。

一実施例は、編組線を介して電気的に接触している少なくとも１つの接点を提供する。

一実施例は、第１の方向に対抗する方向に開口しているコンタクトホルダーを提供する。コンタクトホルダーは、第１の方向に摩擦力により係合された状態でバネを介して手持ち機械工具に結合される。

ハンマードリルを示す図である。 ハンマードリルの平面ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 ハンマードリルの平面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。 ハンマードリルを通る平面Ｖ−Ｖに沿った断面図である。 ハンマードリルを示す図である。 ハンマードリルを通る平面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１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、銅濃度の高い鉄を含む合金で形成される。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（素線）４０は各電気的接点３１にクリンプ又はクランプされ、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つに付着され、他端は端子片４２に付着される。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、電線４０を搭載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伝達が抑制される。ねじり力は、他方で、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から分離される可能性がある。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に不動に結合されたコンタクトキャリア６３を有する。接触キャリア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 (9)

1. 一体化した工具又は工具を収容する工具ホルダー（２）と、
   前記工具又は前記工具ホルダー（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の方向に沿って挿入可能なガイド（２３）と、
   内部で、電気的接点（３１）が第２の方向（２６）に沿って互いにずれて（オフセットされて）配置されたコンタクトホルダー（３６）と、
   前記コンタクトホルダー（３６）用のサスペンション（４７）であって、前記コンタクトホルダー（３６）は前記サスペンション（４７）に対して前記第１の方向（２５）及び第３の方向（２８）に沿って移動可能であり、前記第１の方向（２５）、前記第２の方向（２６）及び前記第３の方向（２８）の各対は互いに垂直である、前記サスペンション（４７）と、
   前記コンタクトホルダー（３６）に、前記第１の方向と逆方向に力を与えるバネ（５２）と、
   前記第１の方向（２５）と対向する前面（３８）であって、前記前面にはセンタリング（５９）が設けられ、前記センタリングは、前記バッテリーパック（１８）上のセンタリングサポート（６０）と協働して、前記前面（３８）と前記バッテリーパック（１８）間の前記第３の方向への相対移動を抑制する、前記前面と
   を備え
   前記センタリング（５９）はマンドレル（５９）を有し、前記マンドレルは前記第１の方向に突出し、前記第３の方向に対して傾斜した表面、及び／又は前記第１の方向に対して凹み前記第３の方向に対して傾斜した表面を有するノッチ、を有する
   手持ち機械工具。
2. 前記コンタクトホルダー（３６）は、前記マンドレル（５９）及び／又は前記ノッチと共に前記バッテリーパック（１８）に対して押圧され、押圧されないときは前記前面（３８）は前記バッテリーパックから離れている、請求項１に記載の手持ち機械工具。
3. 前記コンタクトホルダー（３６）は前記第１の方向（２５）に２ミリから５ミリの間の移動距離（５１）だけ移動可能である、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）は前記第３の方向（２８）に０．５ミリから２ミリの間の移動距離（５１）だけ移動可能である、請求項１ないし３のいずれか１に記載の手持ち機械工具。
5. 前記接点（３１）は前記第１の方向（２５）に遊びを有して前記コンタクトホルダー（３６）内に配置されている、請求項１ないし４のいずれか１に記載の手持ち機械工具。
6. 前記コンタクトホルダー（３６）は端子片（４２）を有し、電線（４０）の一端が前記端子片（４２）に装着され、前記電線（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ないし５のいずれか１に記載の手持ち機械工具。
7. 前記接点の少なくとも１つは編組線を介して電気的に接触している、請求項１ないし６のいずれか１に記載の手持ち機械工具。
8. 前記コンタクトホルダー（３６）は前記第１の方向（２５）に対抗する方向に開口している、請求項１ないし７のいずれか１に記載の手持ち機械工具。
9. 前記コンタクトホルダー（３６）は、前記バッテリーパック（１８）が前記ガイド（２３）に固定される際に、前記第１の方向（２５）に摩擦力により係合された状態で前記バネ（５２）を介して前記手持ち機械工具に結合される、請求項８に記載の手持ち機械工具。

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