JP7137999B2

JP7137999B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP7137999B2
Application number: JP2018168818A
Authority: JP
Inventors: 敬一郎上條
Original assignee: Maxell Izumi Co Ltd
Current assignee: Maxell Izumi Co Ltd
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2038-09-10
Also published as: JP2020040157A

Description

本発明は、電動工具に関し、さらに詳細には、本体部に設けられたシリンダ内に往復動可能に収容されて流体の圧力によって押動されるピストンと、本体部の先端に連結されてピストンの押動により所定動作を行う工具ヘッドとを備え、電気モータによって駆動される電動工具に関する。

従来より、ワイヤ、ケーブルを切断する切断工具や、ワイヤ、ケーブルに圧着端子を固定するための圧着工具等、電気モータによって駆動されて所定動作を行う電動工具が知られている。

一例として、特許文献１（特開２０１６－１７５１４８号公報）記載の電動工具が提案されている。この電動工具は、本体部に着脱式のバッテリを備えるコードレスタイプであって、作業者が起動スイッチノブを押動している間、電気モータによって油圧ポンプが駆動される。この油圧によってピストンが押動されて工具ヘッドにおける口金の先端部が閉じられる作用が得られる。一例として、切断用の工具ヘッドを用いれば、ワイヤ、ケーブルを切断する切断工具として使用することができる。あるいは、圧着用の工具ヘッドを用いれば、ワイヤ、ケーブルに圧着端子を固定する圧着工具として使用することもできる。さらに、切断あるいは圧着の作業が終了したときに、ピストンを起動位置まで後退させ、次の作業の待機状態とするために、シリンダ内の液体（作動油）を流体タンクへ戻す流路を開通させる戻しピンを備えている。

特開２０１６－１７５１４８号公報

しかし、特許文献１に例示される従来の電動工具のように、戻しピンを備える構造とするためには、当然そのスペースを本体部に確保しなければならず、電動工具が大型化、特に長手方向に長尺化してしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、戻しピンを備える構造を実現しつつ、小型化を図ることが可能な電動工具を提供することを目的とする。

本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明に係る電動工具は、本体部に設けられたシリンダ内に往復動可能に収容されて流体の圧力によって押動されるピストンと、前記本体部の先端に連結されて前記ピストンの押動により所定動作を行う工具ヘッドとを備え、電気モータによって駆動される電動工具であって、前記シリンダから前記流体を貯留する流体タンクへ連通して、前記流体を通流させるリターン流路と、前記リターン流路の開閉を行うリターン弁と、所定方向への押動により前記リターン弁を開き位置とする戻しピンと、を備え、前記戻しピンは、一部が前記流体タンクの内部に配設され、前記戻しピンは、本体部と、前記本体部の一端に設けられた押動面とを有しており、前記本体部が前記流体タンクの外壁部を挿通すると共に前記押動面が前記流体タンクの前記外壁部より外側に露出するように配設され、前記本体部は、前記流体タンクの前記外壁部を挿通すると共に一端に前記押動面が設けられた第１本体部と、前記第１本体部の他端に対して所定距離離隔し且つ当接可能に設けられた第２本体部とを有して構成されており、前記第１本体部が前記所定距離押動された際に前記第２本体部と当接して前記第１本体部および前記第２本体部が一体となって移動可能な状態となることを要件とする。

これによれば、戻しピンの一部が流体タンクの内部に配設されていることによって、流体タンクの外部に設けられていた戻しピンのスペースを削減することができるため、電動工具の全長を短縮させ、小型化を実現することができる。これに伴って、戻しピンの配設部位に設けられていた部材を削減することができ、電動工具を軽量化し、材料コストを削減することができる。

また、前記戻しピンは、本体部と、前記本体部の一端に設けられた押動面とを有しており、前記本体部および前記押動面がいずれも前記流体タンクの外壁部より内側に配設されていることが好ましい。

また、前記戻しピンは、前記押動面が、前記流体タンクの弾性変形可能に構成された前記外壁部の外面に設けられた押動点が所定距離押動された際に前記押動点に対して表裏の位置関係にある内面に設けられた当接点と当接可能となるように配設されていることが好ましい。

また、前記流体タンクの前記外壁部は、エラストマー材料を用いて形成されていることが好ましい。

本発明によれば、戻しピンの全体が流体タンクの外部に配設される従来の電動工具に対して、戻しピンの一部が流体タンクの内部に配設される構成によって電動工具の全長を短縮させ、小型化を実現することができる。これに伴って、電動工具における部材の削減が可能となって、電動工具を軽量化することができ、材料コストを削減することができる。

本発明の実施形態に係る電動工具の例を示す正面図（概略図）である。図１に示す電動工具のピストンの押動機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。図１に示す電動工具のピストンの後退機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。図３に示す戻しピンの他の例（変形例１）を示す拡大図（概略図）である。図３に示す戻しピンの他の例（変形例２）を示す拡大図（概略図）である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は電動工具１０の例を示す正面図（概略図）である。また、図２は電動工具１０のピストン３０の押動機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

本実施形態に係る電動工具１０は、図１に示すように、作業者が片手で把持して作業可能なコードレスタイプの電動工具である。先端の工具ヘッドは交換可能に構成されている。例えば、先端に切断用の工具ヘッド（カッタを有する口金１６）を連結することにより、ケーブル等を切断する切断工具として用いることができる。一方、先端に圧着用の工具ヘッド（口金（不図示））を連結することにより、ケーブル等と圧着端子をカシメにより圧着する圧着工具として用いることもできる。以下、本実施形態に係る電動工具１０として、切断工具の場合を例に挙げて説明を行う。

この電動工具１０は、作業者が把持を行う棒状の本体部１２と、その先端に固定された取付部１４と、この取付部１４に交換可能に装着された工具ヘッド１６（口金１６）と、着脱可能な充電式のバッテリ１８とを有する。本体部１２は、起動スイッチノブ２２と戻しレバー３１とを有している。また、口金１６は、一例としてシャンク２０を中心軸として回動可能に取付部１４に支持されている。また、本体部１２の内部には、バッテリ１８の電源で駆動される電気モータ２３、この電気モータ２３により駆動されて流体（一例として、作動油）の加圧を行う流体ポンプ（一例として、油圧ポンプ）２６が設けられている（図２）。その他、流体を貯留する流体タンク３４、駆動等の制御を行う制御部（不図示）等が設けられている。なお、流体タンク３４の外壁部３４ａは、エラストマー材料（一例として、ニトリルゴム）によって形成され、流体の出入りに応じて弾性変形される構成となっている。

上記の構成を備える電動工具１０は、流体ポンプ２６により加圧された流体の圧力によって口金１６が切断動作を行うものである。以下、一連の動作を具体的に説明する。

先ず、作業者が本体部１２の起動スイッチノブ２２を押すことによって、電気モータ２３が駆動される（図２）。このとき、電気モータ２３から減速機構２４を介して回転力が伝達され、斜板カム２５によって直動式の流体ポンプ２６の駆動力に変換される。流体ポンプ２６によって加圧された流体は、本体部１２に設けられたシリンダ２８内へと流入する。この流体の圧力を受けて、シリンダ２８内に往復動可能に収容されているピストン３０が本体部１２から取付部１４に向かう方向に押動される。このとき、ピストン３０の先端に設けられたローラ２９が口金１６の後端部１６ｂに形成された開口部（不図示）を押し広げるように進入する。これによって、後端部１６ｂが開く方向に動作すると共に、シャンク２０で軸支された先端部１６ａが閉じる方向に動作する。したがって、口金の先端部１６ａに形成された凹部１６ｃ内にケーブル等を収納しておくことにより、これらを切断する作用を得ることができる。

なお、本実施形態においては、本体部１２に設けられた起動スイッチノブ２２が押動されている間のみ、バッテリ１８から電源が供給されて電気モータ２３が駆動される構成となっている。ただし、この構成に限定されるものではなく、起動スイッチノブ２２が押動されたときに、電気モータ２３の駆動が開始され、次に起動スイッチノブ２２が押動されたときに、電気モータ２３の駆動が停止される等の構成としてもよい。

また、電動工具１０は、作業が終了したときに、戻しレバー３１の操作によってピストン３０を起動位置まで後退させ、次の作業の待機状態とすることができる機能を備えている。すなわち、後述するシリンダ２８内の流体を流体タンク３４へ戻すリターン流路３６を開通させる戻しピン３２の押動面３２ａが、電動工具１０外部の戻しレバー３１に対応する内部に設けられている。したがって、作業者は戻しレバー３１を押すことによって戻しピン３２の押動面３２ａを押圧することが可能になっている。ここで、戻しピン３２の操作によるピストンの後退機構について詳しく説明する。図３は、電動工具１０のピストン３０の後退機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。

図３に示すように、本体部１２には、シリンダ２８から流体を貯留する流体タンク３４へ連通して、流体を通流させるリターン流路３６が配設されている。また、リターン流路３６途中には、リターン流路３６の開閉を行うリターン弁４０が設けられている。より詳しくは、先ず、シリンダ２８内から第１流路３６ａが連通している。次いで、第１流路３６ａはリターン弁４０を介して第２流路３６ｂへ連通している。第２流路３６ｂは後述する戻しピン３２の本体部３３の一部がＤカットされて流路が形成され、流体タンク３４内へと連通している。これらの流路を構成する管路は、いずれも流体タンク３４と長手方向で重なる位置に配設されているが、これに限定されず、その一部が流体タンク３４と長手方向で重ならない位置に配設される構成としてもよい。

ここで、第１流路３６ａと第２流路３６ｂとの間に設けられるリターン弁４０は、球状の弁体４０ｂを有しており、常時は付勢部材４０ａによって第２流路３６ｂへ向かう方向に付勢され、弁体４０ｂは閉じ位置となっている。これに対して、第１流路３６ａへ向かう方向に向けた作動部３２ｂを弁体４０ｂに当接または近接した状態で設けられた戻しピン３２を備えている。この戻しピン３２は、一例として略円柱部材として形成された本体部３３と、その一端に設けられた押動面３２ａと、他端に設けられた作動部３２ｂとによって構成されている。そして、作動部３２ｂは流体タンク３４の内部に配設されている一方、本体部３３が流体タンク３４の外壁部３４ａを挿通すると共に押動面３２ａが流体タンク３４の外壁部３４ａより外側に露出するように配設されている。本体部３３の挿通部位は、固定リング４８によって流体タンク３４の外壁部３４ａに密着固定されて流体タンク３４からの流体の漏れが防止されている。ただし、エラストマー材料によって形成された外壁部３４ａの柔軟性によって移動流体タンク３４内外に向けての移動が可能となっている。なお、固定リング４８の部材は限定されず、例えば金属リング、ゴムリング等を用いることができる。

この構成によれば、流体ポンプ２６によって加圧された流体は、シリンダ２８内へ流入すると共に、シリンダ２８内の流体の一部が第１流路３６ａに流入する。しかしながら、リターン弁４０の弁体４０ｂは閉じ位置となっているため、流体は第１流路３６ａ終端までは到達するが、リターン弁４０を介した第２流路３６ｂ内には流入されない。したがって、第１流路３６ａおよびシリンダ２８内が流体で満たされた後、さらにシリンダ２８内に流入しようとする流体の圧力を受けて、ピストン３０が本体部１２から取付部１４に向かう方向に押動され、口金１６による切断動作が行われる。

口金１６による切断動作が行われた後、作業者が戻しレバー３１を介して戻しピン３２の押動面３２ａを押圧する。これによって、戻しピン３２の作動部３２ｂが第１流路３６ａへ向かう方向、すなわち付勢部材４０ａによりリターン弁４０の弁体４０ｂが閉じ位置となるように付勢されている方向の逆方向に、弁体４０ｂを押動させる。したがって、弁体４０ｂが開き位置となって第２流路３６ｂが開通する。その結果、第１流路３６ａ内から第２流路３６ｂ内へ、加圧された流体が流入する作用が得られる。こうして、シリンダ２８内の流体がリターン流路３６を通流して、流体タンク３４へと通流する作用が得られる。これにより、シリンダ２８内の流体が流体タンク３４へと流出することでシリンダ２８内の流体の圧力が低下する。したがって、シリンダ２８内に設けられた付勢部材４２の付勢力が当該圧力を上回る状態となり、ピストン３０は取付部１４から本体部１２に向かう方向に押動される作用が生じる。すなわち、ピストン３０を起動位置まで後退させる作用が得られる。

以上のピストン３０の後退機構に係る戻しピン３２は、特許文献１に例示される従来の電動工具１０においては、その全体が流体タンク３４の外部（一例として、流体タンク３４のバッテリ１８側）に配設される構成であった。これに対して、本発明においては戻しピン３２を、押動面３２ａが流体タンク３４の外壁部３４ａより露出される構成としつつ、それ以外の部位が流体タンク３４の内部に配設される構成としている。この構成によれば、本体部１２における戻しピン３２が設けられていたスペースを削減することができるため、電動工具１０の全長を短縮させ（最大で１５％程度）、小型化を実現することができる。またこれに伴って、本体部１２における戻しピン３２の配設部位に設けられていた部材、例えば金属部材（一例として、鉄）を用いて形成される中心部材４４を削減し、さらには流体ポンプ２６の全長を短縮することができる。これによって、材料コストを削減することができ、軽量化を図ることができるため、作業者の操作負担も軽減することができる。

（変形例１）
また、変形例として、図４に示すように、戻しピン３２の本体部３３を、流体タンク３４の外壁部３４ａを挿通すると共に一端に押動面３２ａが設けられた第１本体部３３ａと、当該第１本体部３３ａの他端に対して所定距離離隔し且つ当接可能に設けられた第２本体部３３ｂとを有する構造をする構成も考えられる。一例として、第１本体部３３ａは、第２本体部３３ｂの一端に延設された軸３２ｃに外嵌されて、相互に往復動可能に連結されると共に、第２本体部３３ｂの他端に作動部３２ｂが設けられた構成となっている。

この構成によれば、第１本体部３３ａが所定距離押動された際に第２本体部３３ｂと当接したときに、初めて第１本体部３３ａおよび第２本体部３３ｂが一体となって移動可能な状態となる。すなわち、第１本体部３３ａが押動された場合であっても、第２本体部３３ｂに当接するまでは、戻しピン３２の押動が開始されない。したがって、本例によれば、流体タンク３４の変形または振動によって本体部３３の挿通部位が流体タンクの内部に向けて移動した場合であっても、これに伴って戻しピン３２（軸３２ｃ）が移動するのを防止することができる。その結果、戻しピン３２（軸３２ｃ）が意図せず移動することによってリターン弁４０の弁体４０ｂが開き位置となって、流体が流体タンク３４からリターン流路３６へ逆流する等の弊害を防止することができる。

（変形例２）
さらに、別の変形例として、図５に示すように、戻しピン３２を、本体部３３および当該本体部３３の一端に設けられた押動面３２ａがいずれも流体タンク３４の外壁部３４ａより内側に配設されている構成とすることも考えられる。すなわち、戻しピン３２の全体が流体タンク３４の内部に配設される構成である。より具体的には、戻しピン３２は、押動面３２ａが、流体タンク３４のエラストマー材料によって弾性変形可能に形成された外壁部３４ａの外面に設けられた押動点３４ｂが所定距離押動された際に当該押動点３４ｂに対して表裏の位置関係にある内面に設けられた当接点３４ｃと当接可能となるように配設される構造に構成されている。なお、押動点３４ｂは電動工具１０外部の戻しレバー３１に対応する内部に設けられているため、作業者は戻しレバー３１を押すことによって押動点３４ｂを押圧することができる。

本例によれば、流体タンク３４の外壁部３４ａに本体部３３の挿通部位を設けない構成とすることができるため、当該挿通部位からの流体の流出事故を防止することができる。また、戻しピン３２の全体が流体タンク３４の内部に配設されることによって、戻しピン３２の全長を短縮することができる。これによって、電動工具１０を軽量化し、材料コストを削減することができる。さらに、戻しピン３２の外気への接触がなくなるため、金属部材（一例として、鉄）によって形成される戻しピン３２の表面処理（一例として、酸化被膜処理、めっき等）工程を省略することができる。これによって、製造コストも削減することができる。

以上、説明した通り、本発明に係る電動工具によれば、ピストンの後退機構に係る戻しピンは、全体もしくは一部が前記流体タンクの内部に配設される。また、直接もしくは前記流体タンクの弾性変形可能に構成された外壁部を介して押動される位置に配設される。これによって、戻しピンの全体が流体タンクの外部に配設される構成であった従来の電動工具に比べて、本体部における戻しピンが設けられていたスペースを削減することができる。したがって、電動工具の全長を短縮させ、小型化を実現することができる。またこれに伴って、本体部における戻しピンの配設部位に設けられていた中心部材を削減し、さらには流体ポンプの全長を短縮することができる。これによって、材料コストを削減することができ、軽量化を図ることができるため、作業者の操作負担も軽減することが可能になる。

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１０電動工具
１２本体部
１４取付部
１６工具ヘッド（口金）
１８バッテリ
２２起動スイッチノブ
２３電気モータ
２６流体ポンプ
２８シリンダ
３０ピストン
３１戻しレバー
３２戻しピン
３２ａ押動面
３２ｂ作動部
３２ｃ軸
３３本体部
３３ａ第１本体部
３３ｂ第２本体部
３４流体タンク
３４ａ外壁部
３４ｂ押動点
３４ｃ当接点
３６リターン流路
３６ａ第１流路
３６ｂ第２流路
４０リターン弁

Claims

本体部に設けられたシリンダ内に往復動可能に収容されて流体の圧力によって押動されるピストンと、前記本体部の先端に連結されて前記ピストンの押動により所定動作を行う工具ヘッドとを備え、電気モータによって駆動される電動工具であって、
前記シリンダから前記流体を貯留する流体タンクへ連通して、前記流体を通流させるリターン流路と、
前記リターン流路の開閉を行うリターン弁と、
所定方向への押動により前記リターン弁を開き位置とする戻しピンと、を備え、
前記戻しピンは、一部が前記流体タンクの内部に配設され、
前記戻しピンは、本体部と、前記本体部の一端に設けられた押動面とを有しており、前記本体部が前記流体タンクの外壁部を挿通すると共に前記押動面が前記流体タンクの前記外壁部より外側に露出するように配設され、
前記本体部は、前記流体タンクの前記外壁部を挿通すると共に一端に前記押動面が設けられた第１本体部と、前記第１本体部の他端に対して所定距離離隔し且つ当接可能に設けられた第２本体部とを有して構成されており、前記第１本体部が前記所定距離押動された際に前記第２本体部と当接して前記第１本体部および前記第２本体部が一体となって移動可能な状態となること
を特徴とする電動工具。
前記流体タンクの前記外壁部は、エラストマー材料を用いて形成されていること
を特徴とする請求項１記載の電動工具。