JP7345818B2 - 電動式ドリルを利用した鋏構造装置 - Google Patents

Description

本発明は、手持型の電動式ドリルの回動を鋏構造の開閉運動に変換して、電線等の切断などに用いる電動式ドリルを利用した鋏構造装置に関する。

電力線、ワイヤー、鋼線、薄型鋼等の切断には、手動式や一体型電動式のケーブルカッターが用いられる。しかし、手動式の場合は、電線等を切断するときに多大な労力を必要とし、電線等が太い場合には特に困難を要する。一方、一体型電動式の場合には、太い電線であっても切断できるが、装置が大きく持ち運びが困難であったり、装置のコストが高くなるといったデメリットがある。

そこで、手軽に持ち運ぶことができる手持型の電動式ドリル（インパクトドライバーを含む）を利用して、手動式では切断が困難な電線等を容易に切断できるようにした工具が考えられている（例えば、特許文献１参照）。なお、近年の電動式ドリルは充電によって稼働できるので、電源の確保が容易であり、より使い勝手がよくなっている。

図７は、手持型の電動式ドリルを利用した電線切断装置を示す図である。この電線切断装置１０１は、電動式ドリル６０に装着したスピンドル部材１２０を回動させ、そのスピンドル部材１２０の雄ねじ部１２０ａに螺合する雌ねじ部１３０ａを備えたナット１３０が直線往復運動をし、そのナット１３０に結合している可動刃１５０が電線等１００を挟んで切断する構成になっている。

この電線切断装置１０１は、可動刃１５０が閉じきったり開ききったりしたときに、雌ねじ部１３０ａとスピンドル部材１２０の雄ねじ部１２０ａの螺合が外れ、スピンドル部材１２０が空転するという特徴がある。これによって、電動式ドリル６０、雄ねじ部１２０ａ及び雌ねじ部１３０ａなどに過度な力が作用することを避け、故障等を防ぐことができる。

また、空転している状態から電動式ドリル６０を逆回転させることで、再度雌ねじ部１３０ａと雄ねじ部１２０ａを螺合させ、可動刃１５０を逆方向に移動させることができる。このとき、雌ねじ部１３０ａと雄ねじ部１２０ａを容易に螺合させるために、雌ねじ部１２０ａを備えているナット１２０にバネ等１６０で付勢力を付与する構成になっている。

このような構成で電線等を切断する装置の場合、刃が直線的に動くので、電線のようにある程度硬くて厚みのある物の切断には適しているが、もっと硬い物や太径で力を要する物などを切断するにはあまり適していない。また、逆に極めて薄い物などを切断するのも難しい。そこで、作業部を回動軸を有する鋏構造にすれば、てこの原理を利用して出力を大きくできるし、また、薄い物の切断にも対応できるので、切断できる対象物（以下、「被切断物」とする。）を増やすことができる。なお、電動式ドリルの回動を直線往復運動に変換する構成は既に特許文献１で開示されているので、直線往復運動にリンク構造を付加することで、作業部を鋏構造にすることは可能であると考えられる。

国際公開第２０１５／０８３２６８号公報

ここで、被切断物は電線以外にも多岐に亘るので、例えば、繊維など極細線を含んだケーブルやワイヤーロープ、軟材で付着しやすいアルミケーブルなどを切断したとき、鋏構造の刃と刃の間などに被切断物が挟まることがある。そうすると、電動式ドリルを逆回転させて閉じている鋏構造を開く際の抵抗になり、特に螺合が外れていた雄ねじ部と雌ねじ部を再度螺合させようとしても、バネ等の付勢力だけでは雌ねじ部が雄ねじに向かって移動せず、螺合できないという事態もある。

このような実情に鑑み、本発明は、簡易な構成で電動式ドリルの回動を鋏構造の開閉運動に変換し、鋏構造の刃と刃の間などに被切断物が挟まった場合でも、スムーズに鋏構造の開閉運動を続けられる電動式ドリルを利用した鋏構造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電動式ドリルを利用した鋏構造装置は、手持型の電動式ドリルに着脱自在で中間位置に雄ねじ部を備えるスピンドル部材と、そのスピンドル部材を貫通させ、雄ねじ部に螺合可能な雌ねじ部を備える移動部材と、その移動部材にリンク結合する連結部材と、その連結部材にリンク結合する鋏構造の作業部と、雌ねじ部を電動式ドリル側から雄ねじ部に向かって付勢する第１の弾性部材と、雌ねじ部を作業部側から雄ねじ部に向かって付勢する第２の弾性部材と、を有し、移動部材がスピンドル部材の軸方向に直線運動することで鋏構造の作業部が開閉され、移動部材と連結部材との結合部又は連結部材と作業部の結合部のいずれかに移動部材の直線運動方向にリンク孔の隙間を有することを特徴とするものである。

ここで、雌ねじ部は、雄ねじ部の前後両方向に螺合が外れるまで移動可能であることにしてもよい。

リンク孔の隙間は、移動部材のリンク孔を長穴又は大穴にすること、作業部のリンク孔を大穴にすること、又は、連結部材の一方のリンク孔を大穴にすること、のいずれかによって形成するとよい。

本発明の電動式ドリルを利用した鋏構造装置によれば、簡易な構造で電動式ドリルの回動を鋏構造の開閉運動に変換することができ、かつ、鋏構造の刃と刃の間などに被切断物が挟まった場合でもスムーズに鋏構造の開閉運動を続けることができるという効果を奏する。

電動式ドリルを利用した鋏構造装置の使用図であって、（ａ）は刃が開いた状態、（ｂ）は刃が閉じた状態である。 電動式ドリルを利用した鋏構造装置の構造を説明する図であって、（ａ）は刃が開いた状態、（ｂ）は刃が閉じた状態である。 スピンドル部材と移動部材の関係を説明する図である。 移動部材の平面図であって、（ａ）はリンク孔に隙間を設けていないもの、（ｂ）はリンク孔を長穴にして隙間を設けたものである。 刃部の平面図であって、（ａ）はリンク孔に隙間を設けていないもの、（ｂ）はリンク孔を大穴にして隙間を設けたものである。 連結部材の平面図であって、（ａ）はリンク孔に隙間を設けていないもの、（ｂ）及び（ｃ）はリンク孔を大穴にして隙間を設けたものである。 手持型の電動式ドリルを利用した電線切断装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。ここでは、実施例として作業部を鋏構造の刃部にした切断装置を用いて説明する。ただし、鋏構造装置としては、作業部が物を挟んで圧縮するような装置にも用いることができるため、本発明において鋏構造装置というのは、切断装置に限定するものではなく圧縮装置も含むこととする。

図１は、電動式ドリルを利用した鋏構造装置の使用図であって、（ａ）は刃が開いた状態、（ｂ）は刃が閉じた状態である。ここでは、連結部材４０のリンク孔４０ａを大穴にした実施例を示している。また、実施例では、移動部材３０が刃部５０側に移動したときに、刃部５０が閉じる構造になっているが、刃部５０の向き等を変更すれば、移動部材３０の移動方向と刃部５０の開閉方向を実施例と逆方向にすることも可能である。

この鋏構造装置１０は、手持型の電動式ドリル（インパクトドライバーを含む）６０に取付けて使用するものである。鋏構造装置１０の機構としては、ねじの螺合を利用することで、電動式ドリル６０による回動を移動部材３０の直線運動に変換し、その移動部材３０にリンク結合する連結部材４０を介して、鋏構造である刃部５０を開閉させるものである。なお、被切断物１００としては、一般的な電線等に限らず、光ケーブル、炭素繊維材、アルミ材のケーブル、繊維の入ったチューブ、ガラス繊維ケーブル、ワイヤーロープなども含むものとする。

鋏構造装置１０は、スピンドル部材２０を電動式ドリル６０のチャックに嵌めて取付けられる。ここで、電動式ドリル６０を回動させたときに、刃部５０等も一緒に回動してしまうのを防ぐために、電動式ドリル６０の持ち手部分と鋏構造装置１０の本体部３５を固定構造８０で繋ぎ、基本的にはスピンドル部材２０以外は回動しないように固定している。

鋏構造装置１０の本体部３５は、長穴３５ａと、鋏構造の刃部５０の回動軸５０ａを備えた金属製の板材である。長穴３５ａには、連結部材４０と移動部材３０をリンク結合するリンクの軸が貫通していて、移動部材３０が直線運動するためのガイドとなっている。

図２は、電動式ドリルを利用した鋏構造装置の構造を説明する図であって、（ａ）は刃が開いた状態、（ｂ）は刃が閉じた状態である。なお、平面図と併せて、右側面図も記載している。

前述したように鋏構造装置１０は、電動式ドリル６０のチャックに着脱可能なスピンドル部材２０を有している。スピンドル部材２０は、細長の略円柱形状であって、中間位置付近に雄ねじ部２０ａを有している。また、本体部３５にスピンドルホルダー２１，２２が固定されており、これらによってスピンドル部材２０を先端側と後端付近から押えている。つまり、スピンドル部材２０は、本体部３５に対して回動可能であるが、上下左右への移動は制限されている。

図３は、スピンドル部材と移動部材の関係を説明する図である。スピンドル部材２０が回動すると、スピンドル部材２０の雄ねじ部２０ａに移動部材３０の雌ねじ部３０ａが螺合して、移動部材３０が直線運動できる構造になっている。なお、移動部材３０と連結部材４０はリンク結合しており、さらに、連結部材４０と刃部５０もリンク結合しているので、移動部材３０が直線運動すると、刃部５０が回動軸５０ａを中心に回動し、鋏構造が開閉運動することになる。

ここで、移動部材３０の移動方向は、電動式ドリル６０の回動方向によって決定される。また、移動部材３０の移動距離は、雄ねじ部２０ａと雌ねじ部３０ａが螺合する長さに依存する。つまり、鋏構造の開閉の大きさに合せた移動距離を算出し、雄ねじ部２０ａと雌ねじ部３０ａの長さを決定すればよい。なお、雌ねじ部３０ａは、雄ねじ部２０ａの前後両方向に螺合が外れるまで移動可能であることとする。

ここで、螺合が外れるまで移動部材３０を直線移動させ、そのまま電動式ドリルの回転を続けたときは、スピンドル部材２０が空転するので、電動式ドリル６０、雄ねじ部２０ａ及び雌ねじ部３０ａなどに過度な力が作用するのを防ぎ、故障等を避けることができるというメリットがある。

雄ねじ部２０ａと雌ねじ部３０ａとの螺合が外れるまで移動部材３０を直線運動させた状態から、電動式ドリル６０を逆回転させると、再度雄ねじ部２０ａと雌ねじ部３０ａとを螺合することができる。このときの螺合を容易にするため、弾性部材６１，６２が備えられている。

第１の弾性部材６１は、雌ねじ部３０ａが雄ねじ部２０ａよりも電動式ドリル側（手前側）にあるときに、雌ねじ部３０ａを雄ねじ部２０ａに向かって付勢するものであり、第２の弾性部材６２は、雌ねじ部３０ａが雄ねじ部２０ａよりも作業部側（刃部側）にあるときに、雌ねじ部３０ａを雄ねじ部２０ａに向かって付勢するものである。弾性部材６１，６２としては、主にバネが用いられ、付勢力はガイドローラ７１，７２を介して滑らかに雌ねじ部３０ａに付与される構造になっている。

ここで、スピンドル部材２０が空転する位置まで移動部材３０を移動させた後、電動式ドリル６０を逆回転させると、通常時は弾性部材６１，６２の付勢力により、直ぐに雄ねじ部２０ａと雌ねじ部３０ａは螺合する。しかし、刃部５０の刃と刃の間に被切断物１００の破片などが挟まっているときは、弾性部材６１，６２の付勢力だけでは、螺合できる位置まで移動部材３０が移動できないことがある。そこで、本来はリンク孔にリンクの軸がピタリと嵌るところを、本発明では、リンク孔をリンクの軸よりも大きくして、リンク孔に隙間を設けることで、刃部５０の動きがロックされた状態でも、リンク孔の隙間分だけ移動部材３０が移動できる構造にしている。そして、その隙間分によって雄ねじ部２０ａと雌ねじ部３０ａの螺合ができる位置まで移動部材３０が移動できれば、刃部５０に被切断物１００の破片などが挟まっていても、電動式ドリル６０の動力により、刃部５０の開閉運動を継続することが可能となる。

ここで、リンク孔の隙間は、移動部材３０のリンク孔３０ｂを長穴又は大穴にすること、刃部５０のリンク孔５０ｂを大穴にすること、又は、連結部材４０のリンク孔４０ａ、４０ｂのいずれか一方を大穴にすること、のいずれかによって形成すればよい。なお、移動部材３０が直線運動できなければならないので、リンク孔の隙間は、少なくとも移動部材３０の直線運動方向にあいている必要がある。また、同時に２カ所以上のリンク孔に隙間を設けると、リンク構造が安定しなくなるおそれがあるので、隙間を設けるリンク孔は、限定する必要がある。

次に、移動部材３０、刃部５０及び連結部材４０のそれぞれについて、リンク孔をどのように設ければよいかを図を用いて説明する。

図４は、移動部材の平面図であって、（ａ）はリンク孔に隙間を設けていないもの、（ｂ）はリンク孔を長穴にして隙間を設けたものである。移動部材３０は、外形が略直方体で、スピンドル部材２０が貫通する孔を有し、その孔の中間位置にスピンドル部材２０の雄ねじ部２０ａと螺合できる雌ねじ部３０ａが設けられている。

また、移動部材３０は連結部材４０とリンク結合する。ここで、移動部材３０にリンク孔の隙間を設けない場合は、リンク孔３０ｂの形状を図４（ａ）のようにリンクの軸がピタリと嵌る丸穴にすればよい。移動部材３０にリンク孔の隙間Ｄを設ける場合は、図４（ｂ）のように、リンク孔を移動部材３０の移動方向に長い長穴にするか、もしくは、図示しないが大穴であってもよい。なお、長穴の方向については、移動部材３０の移動方向に対して僅かに角度を有していても、リンクの軸が移動部材３０の移動方向に動くことが可能な範囲であれば、特に問題はない。

図５は、刃部の平面図であって、（ａ）はリンク孔に隙間を設けていないもの、（ｂ）はリンク孔を大穴にして隙間を設けたものである。刃部５０は、鋏構造なので２つの刃部５０を回動軸５０ａで回動自在に結合して用いるものである。

また、刃部５０は連結部材４０とリンク結合する。ここで、刃部５０にリンク孔の隙間を設けない場合は、リンク孔５０ｂの形状を図５（ａ）のようにリンク軸がピタリと嵌る丸穴にすればよい。刃部５０にリンク孔の隙間Ｄを設ける場合は、図５（ｂ）のようにリンク孔を大穴にすればよい。なお、移動部材３０のような長穴にもできるが、長穴ではリンクの動きが円滑に伝わらないことが懸念されるので、大穴にするのが好ましい。

図６は、連結部材の平面図であって、（ａ）はリンク孔に隙間を設けていないもの、（ｂ）及び（ｃ）はリンク孔を大穴にして隙間を設けたものである。連結部材４０は、移動部材３０と刃部５０のそれぞれとリンク結合をして、移動部材３０の直線運動を鋏構造の刃部５０の開閉運動に変換する金属製の板材である。結合部材４０は、本体部３５や刃部５０を挟み込むように設けられるので、一つの鋏構造装置１０に４枚の連結部材４０が用いられている。

また、結合部材４０にリンク孔の隙間Ｄを設ける場合は、図６（ｂ）（ｃ）のようにどちらか一方のリンク孔を大穴にすればよい。なお、移動部材３０のような長穴にもできるが、長穴ではリンクの動きが円滑に伝わらないことが懸念されるので、大穴にする方が好ましい。

以上のような構成の電動式ドリルを用いた鋏構造装置であれば、簡易な構成で電動式ドリルの回動を鋏構造の開閉運動に変換し、かつ、刃と刃の隙間などに被切断物が挟まった場合でも、雄ねじ部と雌ねじ部の螺合ができる構造にすることで、スムーズに鋏構造の開閉運動を継続することができる。

１０ 鋏構造装置
２０ スピンドル部材
２０ａ 雄ねじ部
２１，２２ スピンドルホルダー
３０ 移動部材
３０ａ 雌ねじ部
３０ｂ （移動部材の）リンク孔
３５ 本体部
３５ａ 長穴
４０ 連結部材
４０ａ （連結部材の）リンク孔
４０ｂ （連結部材の）リンク孔
５０ 刃部（作業部）
５０ａ 回動軸
５０ｂ （刃部の）リンク孔
６０ 電動式ドリル
６１ 第１の弾性部材（バネ）
６２ 第２の弾性部材（バネ）
７１ 第１のガイドローラ
７２ 第２のガイドローラ
８０ 固定構造
１００ 被切断物

Claims (1)

1. 手持型の電動式ドリルに着脱自在で中間位置に雄ねじ部を備えるスピンドル部材と、
   前記スピンドル部材を貫通させ、前記雄ねじ部に螺合可能な雌ねじ部を備える移動部材と、
   前記移動部材にリンク結合する連結部材と、
   前記連結部材にリンク結合する鋏構造の作業部と、
   前記雌ねじ部を電動式ドリル側から前記雄ねじ部に向かって付勢する第１の弾性部材と、
   前記雌ねじ部を作業部側から前記雄ねじ部に向かって付勢する第２の弾性部材と、を有し、
   前記雄ねじ部と前記雌ねじ部の螺合によって前記移動部材が直線運動することで前記連結部材を介して前記作業部が開閉され、前記雌ねじ部は、前記雄ねじ部の前後両方向に螺合が外れるまで移動可能であって、前記移動部材のリンク孔を長穴又は大穴にすること、前記作業部のリンク孔を大穴にすること、又は、前記連結部材の一方のリンク孔を大穴にすること、のいずれかによって、前記移動部材と前記連結部材との結合部又は前記連結部材と前記作業部の結合部のいずれかに、前記移動部材の直線運動方向にリンクの軸に対するリンク孔の隙間を有し、前記移動部材が前記雄ねじ部と前記雌ねじ部の螺合が外れる位置にあって前記作業部の動きがロックされたとき、電動式ドリルを逆回転させると前記第１又は第２の弾性部材の付勢力によって前記移動部材が前記リンク孔の隙間分だけ移動し、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが再度螺合可能になることを特徴とする電動式ドリルを利用した鋏構造装置。

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