WO2007058320A1

WO2007058320A1 - 電動工具の回転方向切替装置

Info

Publication number: WO2007058320A1
Application number: PCT/JP2006/323013
Authority: WO
Inventors: Hironori Ogura
Original assignee: Makita Corporation
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2007-05-24
Also published as: JP2007143314A

Abstract

　電気工具の先端工具に機械的に結合されたモータの回転方向を切替え動作可能とされた装置において、ユニットベースには、前記モータのコイルに電気的に接続された第１接点と第２接点が設けられる。ブラシベースには第３接点が設けられる。操作部材は前記ブラシベースと結合されると共に、前記第３接点が前記第１接点に接触する事により前記モータを第１方向に回転させる第１位置と、該第３接点が前記第２接点に接触する事により該モータを該第１方向とは逆の第２方向に回転させる第２位置との間で該ブラシベースを移動させるべく手動で操作可能とされる。位置決め部材は前記ユニットベースと前記ブラシベースとの間に配置され、前記第３接点を前記第１位置と前記第２位置の何れかに保持する動作が可能とされ、且つ該第３接点が前記第１接点と前記第２接点の双方から離間される中立位置へ向かい該第１位置と該第２位置の何れかから該ブラシベースを移動させる前記操作部材の初期操作に対して抵抗を与える動作が可能とされる。

Description

明細書

電動工具の回転方向切替装置

技術分野

[0001] 本発明は、モータ駆動する電動工具に、モータの回転方向を切り替えるために設けられる回転方向切替装置に関する。

背景技術

[0002] 電動工具の回転方向切替装置は、ハウジング内でモータの固定子に固定され、固定子のコイルに夫々電気的接続される一対の固定接点を備えたユニットベースと、整流子に対向して摺接する一対のカーボンブラシを保持してユニットベースへ回転可能に組み付けられるリング状のブラシベースとからなり、ブラシベースに、固定接点間に位置する一対の可動接点が夫々設けられている。このブラシベースの回転操作によって両可動接点の固定接点への接触態様を切り替えることで、モータの正回転と逆回転とを選択可能となっている（例えば特開 2003— 180054号公報参照)。

[0003] 上記回転方向切替装置においては、ブラシベースを手動で回転操作させるため、ブラシベースの操作速度が一定でなぐ接点同士の接離速度が速くなつたり遅くなつたりする。特にモータへの通電中に切替操作がなされると、操作速度が遅ければ接点溶着を起こすおそれがあり、接点寿命の低下に繋がっていた。ブラシベースに回転方向へ付勢するパネを設けて切替を補助させることもできるが、結局ブラシベースを直接手動操作する構造である以上、操作速度のムラは解消されず、接点寿命への影響は残ってしまう。

発明の開示

[0004] よって本発明の有用な側面の一つは、ユーザーによる操作速度にかかわりなぐ接点間の接離速度を常に一定にして、接点寿命を向上させることができる電動工具の回転方向切替装置を提供することである。

[0005] 本発明の一側面によれば、電気工具の先端工具に機械的に結合されたモータの回転方向を切替え動作可能とされた装置であって、

前記モータのコイルに電気的に接続された第 1接点と第 2接点が設けられたュ-ットベースと、

第 3接点が設けられたブラシベースと、

操作部材であって、前記ブラシベースと結合されると共に、前記第 3接点が前記第 1接点に接触する事により前記モータを第 1方向に回転させる第 1位置と、該第 3接点が前記第 2接点に接触する事により該モータを該第 1方向とは逆の第 2方向に回転させる第 2位置との間で該ブラシベースを移動させるベく手動で操作可能とされたものと、

位置決め部材であって、前記ユニットベースと前記ブラシベースとの間に配置され、前記第 3接点を前記第 1位置と前記第 2位置の何れかに保持する動作が可能とされ、且つ該第 3接点が前記第 1接点と前記第 2接点の双方から離間される中立位置へ向かい該第 1位置と該第 2位置の何れかから該ブラシベースを移動させる前記操作部材の初期操作に対して抵抗を与える動作が可能とされたものとを具備して成るものが提供される。

[0006] 上記の構成によれば、手動操作される操作部材の移動速度に関係なく回転方向を切替動作させることができる。よって、常に一定の速度で接点の速断が可能となり、接点溶着を起こすおそれが低減されて接点寿命の向上が期待できる。

[0007] 前記位置決め部材は、各々が前記ユニットベースと前記ブラシベースの一方に設けられた一対の第 1部材と、前記ユニットベースと前記ブラシベースの他方に設けられると共に、該ブラシベースが前記第 1位置と前記第 2位置の何れかに配置された際に、前記第 1部材の一方と係合可能とされた第 2部材とを備える構成としてよい。

[0008] この場合、第 1部材と第 2部材との単純な係合動作によって位置決め部材が簡単に構成可能となる。

付勢部材であって、前記位置決め部材が前記第 3接点を前記第 1位置と前記第 2 位置のいずれか一方に保持する力よりも小さな付勢力で前記ブラシベースを前記中立位置へ付勢するものを更に具備して成る構成としてよ!/、。

[0009] この場合、付勢手段の付勢力によってより確実な速断が可能となる。

本発明の一側面によれば、電動工具であって、

ノヽウジングと、前記ハウジングの前端に設けられた先端工具と、

前記ハウジングに収容されると共に、前記先端工具と機械的に結合されたモータと前記モータの回転方向を切替え動作可能とされた装置であって、

前記モータのコイルに電気的に接続された第 1接点と第 2接点が設けられたュ- ットベースと、

第 3接点が設けられたブラシベースと、

操作部材であって、前記ブラシベースと結合されると共に、前記第 3接点が前記第 1接点に接触する事により前記モータを第 1方向に回転させる第 1位置と、該第 3 接点が前記第 2接点に接触する事により該モータを該第 1方向とは逆の第 2方向に回転させる第 2位置との間で該ブラシベースを移動させるベく前記ハウジングの外側カゝら手動で操作可能とされたものと、

位置決め部材であって、前記ユニットベースと前記ブラシベースとの間に配置され、前記第 3接点を前記第 1位置と前記第 2位置の何れかに保持する動作が可能とされ、且つ該第 3接点が前記第 1接点と前記第 2接点の双方力離間される中立位置へ向かい該第 1位置と該第 2位置の何れかから該ブラシベースを移動させる前記操作部材の初期操作に対して抵抗を与える動作が可能とされたものとを備えるものとを具備して成るものが提供される。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、本発明の一実施例に基づく電動ドリルの側面図である。

[図 2]図 2は、ハンドルカバーを取り外した状態の上記電動ドリルの斜視図である。

[図 3]図 3は、上記電気ドリルにおける回転方向切替装置の分解斜視図である。

[図 4A]図 4Aは、中立位置の上記回転方向切替装置を示す斜視図である。

[図 4B]図 4Bは、図 4Aの状態における上記回転方向切替装置のブラシベースおよび操作リングを示す底面図である。

[図 5A]図 5Aは、正回転動作位置の上記回転方向切替装置を示す斜視図である。

[図 5B]図 5Bは、図 5Aの状態における上記ブラシベースおよび上記操作リングを示す底面図である。 [図 6A]図 6Aは、上記正回転動作位置力上記中立位置へ復帰した状態の上記回転方向切替装置を示す斜視図である。

[図 6B]図 6Bは、図 6Aの状態における上記ブラシベースおよび上記操作リングを示す底面図である。

[図 7A]図 7Aは、逆回転動作位置の上記回転方向切替装置を示す斜視図である。

[図 7B]図 7Bは、図 7Aの状態における上記ブラシベースおよび上記操作リングを示す底面図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 2実施例に基づく回転方向切替装置の分解斜視図である。

[図 9]図 9は、逆回転動作位置における図 8の回転方向切替装置を示す斜視図である。

[図 10]図 10は、中立位置における図 8の回転方向切替装置を示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

図 1および図 2に示すように、本発明の一実施例に基づく電動ドリル 1は、モータ 2を内蔵したハウジング 3の前方（図 1の左側）に、スピンドル 4を突出し、スピンドル 4の先端に、ドリルビット等を装着可能なチャック 5を備えた周知の構造である。ハウジング 3 の後方には、後方力組み付けられるハンドルカバー 6と共にハンドル 7が下向きに延設されて、ハンドル 7内に、スィッチレバー 8の押し込み操作でオンするスィッチ 9 が設けられている。 10はモータ 2の変速ダイヤル、 11は穿孔深さを設定するストツバポーノレである。

[0012] モータ 2の後方には、モータ 2の回転方向を切り替える回転方向切替装置 12が組み付けられている。この回転方向切替装置 12は、図 3、 4にも示す如ぐモータ 2の固定子に固定される円盤リング状のユニットベース 13と、そのユニットベース 13の後方に組み付けられ、ユニットベース 13と略同形の円盤リング状であるブラシベース 14と、ブラシベース 14の後方に組み付けられる操作部材としての操作リング 15とからなる。ユニットベース 13、ブラシベース 14、操作リング 15は何れも合成樹脂製である。なお、以下の回転方向切替装置 12の説明では上下方向を図 3に示す状態で説明する。また、図 4A以降の図面では、便宜上ユニットベース 13は接点や端子金具を除いて省略している。

[0013] ユニットベース 13には、平面円弧状の一対の固定接点 16を点対称に配置しており、各固定接点 16の端部 17は、夫々他方の固定接点 16の端部 17と周方向に所定間隔をおいて対向している。また、各固定接点 16には、固定子のコイル側の一方の対のターミナル端子に差し込まれて電気的接続される差込片 18が下方へ連設されている。 19は、下端力コイル側の他方の対のターミナル端子に差し込まれ、上端がブラシベース 14を貫通してスィッチ 9に図示しないリード線を介して接続される端子金具である。

[0014] ユニットベース 13の内周には、上端を外向きに折り返した一対のフック 20が上方へ突設されている。このフック 20が、ブラシベース 14及び操作リング 15を貫通して操作リング 15の上面に係止することで、ユニットベース 13上にブラシペース 14及び操作リング 15を夫々回転可能に一体ィ匕している。

[0015] ブラシベース 14の上面には、点対称位置で直線上に、角スリーブで金属製のブラシホルダ 22を差込保持する筒状部 21がー体形成されて、ブラシホルダ 22に挿着したカーボンブラシ 23 (図 2)をモータ 2の整流子に摺接させて保持可能となっている。図 2における 24は、回転方向切替装置 12を貫通してモータ 2の出力軸を軸支する軸受部である。各ブラシホルダ 22の底面には、下方へ向けて可動接点 25が点対称位置で垂下されて、ユニットベース 13の固定接点 16間の端部 17間に夫々突出している。よって、ブラシペース 14の回転に伴う可動接点 25の周方向の移動により、可動接点 25は、固定接点 16にお、て点対称で一対となる 2組の端部 17の何れかと選択的に接触可能となっている。

[0016] ブラシベース 14における各筒状部 21の前端下方で、平面視で可動接点 25同士を結ぶ線上には、下方へ向けて係合部となる導電片 26が夫々突設されている。一方、ユニットベース 13における内周側には、可動接点 25が固定接点 16の端部 17と接触する周方向での左右位置で導電片 26が当接するストツバ 27が、中心側へ向けて突設されている。このストツバ 27間中央には、導電片 26と干渉しない高さで支持片 28 が中心側へ向けて突設され、その支持片 28の左右両側に、支持片 28から離れるに従って徐々に高くなつて頂点付近で導電片 26と干渉し、頂点位置を過ぎると逆に徐々に低くなるへの字状の弹性片 29が夫々左右対称に延設されて!/ヽる。

[0017] 弹性片 29の先端とストツバ 27との間には、導電片 26が嵌合して固定接点 16と可動接点 25との接触状態を保持する嵌合部 30が形成される。この嵌合部 30と先の導電片 26とが位置決め部材として機能する。図 4Aでは、奥に表れる左側の嵌合部 30 に導電片 26が嵌合するブラシベース 14の回転動作位置が正回転、右側の嵌合部 3 0に導電片 26が嵌合するブラシベース 14の回転動作位置が逆回転の各回転動作位置 (以下夫々「正回転動作位置」、「逆回転動作位置」という）となり、支持片 28上付近が両接点 16、 25が接触しな、中立位置となる。

[0018] 操作リング 15は、ブラシベース 14の内径と略同じ内径を有するリング状の枠体で、ブラシベース 14の筒状部 21に当たる位置では、筒状部 21を乗り越えるように筒状部 21よりも周方向の間隔がやや広い倒コ字状の遊嵌部 31が点対称に形成されている。すなわち、ブラシベース 14と操作リング 15との間に、各遊散部 31の左右の縦棒部 32の何れかが筒状部 21の側面に当接するまで両者の相対回転を許容する遊びを回転方向に設けたものである。但し、この遊びは、導電片 26が正回転動作位置又は逆回転動作位置から中立位置に達するまでのブラシベースュ 4の回転量で設定されている。

[0019] 遊嵌部 31から略 90度位相をずらせた操作リング 15の外周には、半径方向で外向きに連結片 33が突設されている。この連結片 33は、ハウジング 3の両側面に夫々形成された窓 34に臨み、ハウジング 3の外部から操作リング 15を回転操作可能としている。

[0020] 以上の如く構成された回転方向切替装置 12においては、図 4A、4Bに示す中立位置力も操作リング 15を正回転側へ回転（同図において左回転)させると、遊嵌部 31 の一方の縦棒部 32が筒状部 21に当接してブラシベース 14を一体回転させることができる。このとき、導電片 26は、移動側の弾性片 29の頂点側へ行くに従って弾性片 29と干渉して抵抗を受ける。この抵抗は頂点付近で最大となる。ここでは、固定接点 16の端部 17の長さ設定により、抵抗が最大となる頂点付近で可動接点 25は正回転側の固定接点 16の端部 17と接触して電気的接続がなされるようになつている。よつて、回転動作位置への進入時では、弹性片 29の抵抗により接点 16、 25の接触速度が遅くなる緩入となる。導電片 26が頂点位置を乗り越えると、図 5A、 5Bに示すように、嵌合部 30に嵌合して正回転動作位置で保持されることになる。

[0021] 正回転力も逆回転へ切り替える際には、図 5A、 5Bの状態力も操作リング 15を逆回転（同図において右回転)させると、遊嵌部 31の他方の縦棒部 32が筒状部 21に当接してブラシベース 14を一体回転させる。このブラシベース 14の初動時には、嵌合部 30に嵌合している導電片 26には、夫々弹性片 29と干渉することにより回転方向に抵抗が生じるため、操作リング 15を介してブラシベース 14にある程度強い力をカロえる必要がある。そして力を加えた状態で各導電片 26が弾性片 29の頂点位置を乗り越えて嵌合部 30から離れると、そのままの勢いでブラシベース 14が縦棒部 32から離れて先に回転し、図 6A、 6Bに示すように各導電片 26が支持片 28の上方に位置する中立位置へ迅速に到達する。よって、固定接点 16の端部 17と接触していた可動接点 25は端部 17から素早く離れる（速断)。この切替速度は操作リング 15の操作速度に関係なく一定となる。すなわち、操作リング 15をゆっくり回転させた場合でも、弾性片 29を乗り越えさせる力は必要であるため、嵌合部 30を離れた途端にその勢いで遊嵌部 31より速くブラシベース 14が遊び分を回転する作用は変わらないからである。

[0022] ブラシベース 14の中立位置力もさらに操作リング 15を右回転させると、縦棒部 32 が当接してブラシベース 14はそのまま一体回転し、導電片 26は、弹性片 29と干渉して抵抗を受けながら頂点位置を乗り越えて、図 7A、 7Bに示すように嵌合部 30に嵌合する（逆回転動作位置)。このとき可動接点 25は、中立位置力も正回転動作位置への切替の場合と同様に、導電片 26への抵抗が最大となる弾性片 29の頂点位置付近で固定接点 16の端部 17と接触して電気的接続がなされる (緩入)。

[0023] なお、逆回転動作位置から正回転動作位置への切替も同様の作用で、逆回転動作位置から中立位置へは速断、中立位置力ゝら正回転動作位置へは緩入となる。このように本実施例のの回転方向切替装置 12によれば、ブラシベース 14に正回転又は逆回転何れかの回転動作位置力も可動接点 25が固定接点 16から離れる中立位置まで相対回転可能な遊びを有した状態で、ハウジング 3外部から回転操作可能な操作リング 15を連結する一方、ブラシベース 14とユニットベース 13との間に、各回転動作位置でブラシベース 14を位置決めし、各回転動作位置から中立位置側へのブラシベース 14の初動に抵抗を生じさせる位置決め部材を設けたことで、直接操作される操作リング 15の移動速度に関係なくブラシベース 14を切替動作させることができ、常に一定の速度で接点 16、 25の速断が可能となる。よって、接点溶着を起こすおそれが低減されて接点寿命の向上が期待できる。ちなみに本発明を適用しない従来型の回転方向切替装置と比較して、本発明の回転方向切替装置 12では約 2倍の接点寿命が確認できて、る。

[0024] また、位置決め部材を、ブラシベース 14に設けられた導電片 26と、ユニットベース 13に設けられ、ブラシベース 14の各回転動作位置で導電片 26が嵌合する嵌合部 3 0とから形成したことで、単純な構造によって位置決め部材が簡単に形成可能となつている。

[0025] 次に本発明の第 2実施例について説明する。第 1実施例と同様の部材については同一の参照番号を付与し、繰返しとなるそれらの説明は割愛する。本実施例では、図 8、 9に示すように、ユニットベース 13の上面周方向に設けた凹溝 35に、コイルバネ 36の下半分を夫々嵌入させる一方、ブラシベース 14の下面に、中立位置でコイルパネ 36の両端に夫々当接する当接片 37を設ける。この場合、操作リング 15によってブラシベース 14を各回転動作位置へ回転させると、図 9に示すように、一方の当接片 37がコイルパネ 36を収縮させた状態で保持される。ここでは、コイルパネ 36の付勢力よりも係合片 26と嵌合部 30との嵌合によるブラシベース 14の保持力の方が大きくなつている。よって、この状態で操作リング 15を中立位置側へ回転させると、導電片 26が嵌合部 30から離れた途端に、図 10のようにコイルパネ 36の回転付勢によって直ちに中立位置へ移動することになる。

[0026] このように、位置決め部材による各回転動作位置でのブラシベース 14の保持力よりも小さ、力でブラシベース 14を中立位置側へ回転付勢する部材を設ければ、より確実な速断が可能となる。勿論この付勢部材はコイルパネに限らず、板パネやトーションパネ、弾性体等の他の形態を採用しても差し支えない。また、ここでは上記実施例の導電片 26と嵌合部 30とをブラシベース 14の保持にそのまま利用している力付勢部材よりも大きな保持力が得られるものであれば、他の構造を採用することもできる。 [0027] また、上記実施例では、導電片が嵌合部に到達する前の弾性片の頂点位置で可動接点と固定接点とが接触する設定とすることで緩入を実現しているが、導電片が嵌合部に到達して初めて可動接点と固定接点とが接触する設定とすれば、速入が実現可能となる。

[0028] 位置決め部材も上記実施例の構成に限らず、例えば導電片をユニットベースに、嵌合部をブラシベースに夫々設けて上記実施例と逆にしたり、中央の支持片をなくして弹性片をユニットベース又はブラシベースの内周面力直接突設したり、ストツバと弾性片とを一体に設けたり等の設計変更が可能である。カロえて、上記実施例のように一対設けるものに限らず、係合部と嵌合部との一組のみ設けたり、ユニットベースとブラシベースとの間や外周側に設けたりしても差し支えない。

[0029] 操作部材は上記枠状の操作リングに限らず、ブラシベースと同様の円盤状としてもよいし、ブラシベースとの遊びの設定も、操作部材又はブラシベースに設けられた長溝と、その長溝に遊挿する突起とによる等、適宜設計変更可能である。その他、電動工具としては電動ドリルに限らず、電動ドライバドリルや電動ドライバ等、モータの回転方向切替機能を備えた電動工具であれば他の種類にも採用可能である。

[0030] 2005年 11月 18日出願の特願 2005— 334766の明細書、図面、クレームを含む全開示を本明細書の一部として援用する。

Claims

請求の範囲

[1] 電気工具の先端工具に機械的に結合されたモータの回転方向を切替え動作可能とされた装置であって、

第 3接点が設けられたブラシベースと、

位置決め部材であって、前記ユニットベースと前記ブラシベースとの間に配置され、前記第 3接点を前記第 1位置と前記第 2位置の何れかに保持する動作が可能とされ、且つ該第 3接点が前記第 1接点と前記第 2接点の双方から離間される中立位置へ向かい該第 1位置と該第 2位置の何れかから該ブラシベースを移動させる前記操作部材の初期操作に対して抵抗を与える動作が可能とされたものとを具備して成る。

[2] 請求項 1に記載の装置であって、

前記位置決め部材は、

各々が前記ユニットベースと前記ブラシベースの一方に設けられた一対の第 1部材と、

前記ユニットベースと前記ブラシベースの他方に設けられると共に、該ブラシべ一スが前記第 1位置と前記第 2位置の何れかに配置された際に、前記第 1部材の一方と係合可能とされた第 2部材とを備える。

[3] 請求項 1に記載の装置であって、

付勢部材であって、前記位置決め部材が前記第 3接点を前記第 1位置と前記第 2 位置のいずれか一方に保持する力よりも小さな付勢力で前記ブラシベースを前記中立位置へ付勢するものを更に具備して成る。

[4] 電動工具であって、ノヽウジングと、

前記ハウジングの前端に設けられた先端工具と、

第 3接点が設けられたブラシベースと、

操作部材であって、前記ブラシベースと結合されると共に、前記第 3接点が前記第 1接点に接触する事により前記モータを第 1方向に回転させる第 1位置と、該第 3 接点が前記第 2接点に接触する事により該モータを該第 1方向とは逆の第 2方向に回転させる第 2位置との間で該ブラシベースを移動させるベく前記ハウジングの外側から手動で操作可能とされたものと、

位置決め部材であって、前記ユニットベースと前記ブラシベースとの間に配置され、前記第 3接点を前記第 1位置と前記第 2位置の何れかに保持する動作が可能とされ、且つ該第 3接点が前記第 1接点と前記第 2接点の双方力離間される中立位置へ向かい該第 1位置と該第 2位置の何れかから該ブラシベースを移動させる前記操作部材の初期操作に対して抵抗を与える動作が可能とされたものとを備えるものとを具備して成る。