JP2005219188A

JP2005219188A - 電動工具

Info

Publication number: JP2005219188A
Application number: JP2004032215A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yuasa; 祐一湯浅; Yasuo Wada; 康男和田; Shinji Morimune; 伸二森宗
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-09
Also published as: US20050174706A1; US7053325B2; JP4019054B2

Abstract

【課題】電動工具のトリガを操作する際に指が切換レバーに当たらないようにする。
【解決手段】トリガ（４）のストロークを切換部材（６）の操作により切り換えて出力軸（２）からの出力を変更可能とした電動工具において、切換部材（６）をトリガ（４）の通路（４ａ）に対し出し入れしてトリガ（４）のストロークを切り換えるようにし、この切換部材（６）の出し入れをトリガ（４）から離れた箇所に設けた切換レバー（７）により操作するようにする。トリガを引く際に指が切換レバー等に掛かることがなく、長時間作業する場合であっても指に負担がかからず、また作業者に不快感を与えることもない。また、切換部材が知らぬ間に切り換わって、出力軸の回転数が変わってしまうというおそれが解消する。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力切換装置を備えた電動工具に関する。

インパクトドライバ等の電動工具は、ネジ頭の切断、ネジ込み過ぎ等を防止するため材料、仕上げ等に応じて出力を二段階で切り替えることができるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

すなわち、この種の電動工具はスイッチボックスに取り付けられたトリガを引くに連れて出力が増加するようになっており、一般的にはトリガとスイッチボックスとの間にダイアル式のつまみが設けられ、そのつまみを二位置間で回転させることでトリガの最大引き量を切り換え、出力を加減することができるようにしている。つまみを一方に操作すれば、トリガを引くに連れて出力を低出力側の最大値まで高めることができ、つまみを他方に操作すればトリガを更に引いて高出力側の最大値まで出力を高めることができる。

また、電動工具によっては、スイッチボックス内より出力端子を出し、別のスイッチから回転数を切り替える信号を検出して出力電圧、回転数を変える方式を採用したものもある。上記別のスイッチを強モードと弱モードとの間で切り替えることにより、トリガの引き量に応じた出力の変化の程度を変えることができるようになっている。

特開平７−３２６２４９号公報

しかし、前者の方式では、トリガを引く際に常にダイアルに指が掛かり、長時間作業する場合指に負担がかかる。また、指がダイアルに触れて知らぬ間に回転し、出力軸の回転数が変わってしまうという問題点もある。また、前者のつまみによってトリガの引き量を切り替える方式では、つまみの厚さのバラツキ、つまみとハウジングとのクリアランスのバラツキ等によりトリガの引き量にバラツキが発生するので、出力特性が比例曲線であれば、トリガの引き量のバラツキに対し出力電圧の誤差が大きくなり、例えば低出力を必要とする場合に高出力でネジが回わされてしまう場合がある。

また、後者の方式では、汎用のスイッチボックス内の回路を変更する必要があるので部品費がアップする。また、信号用のスイッチを別に設ける必要があるので部品数が増加し、リード線の取り回しが面倒になって組立性が低下する。

したがって、本発明は上記不具合を解消することができる電動工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、トリガ（４）のストロークを切換部材（６）の操作により切り換えて出力軸（２）からの出力を変更可能とした電動工具において、切換部材（６）をトリガ（４）の通路（４ａ）に対し出し入れしてトリガ（４）のストロークを切り換えるようにし、この切換部材（６）の出し入れをトリガ（４）から離れた箇所に設けた切換レバー（７）により操作するようにした電動工具を採用する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動工具において、切換部材（６）と切換レバー（７）とを可撓性伝動体（１１）で連結し、可撓性伝動体（１１）を電動工具のハウジング（１）を構成する割り片の合せ面に設けられた溝（１３）内に収納した電動工具を採用する。

また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の電動工具において、切換部材（６）の操作により変更されたトリガ（４）のストロークがもたらす低トルク域（Ｐ）の上限に、定トルク域（Ｒ）を設定した電動工具を採用する。

請求項１に係る発明によれば、トリガ（４）のストロークを切換部材（６）の操作により切り換えて出力軸（２）からの出力を変更可能とした電動工具において、切換部材（６）をトリガ（４）の通路（４ａ）に対し出し入れしてトリガ（４）のストロークを切り換えるようにし、この切換部材（６）の出し入れをトリガ（４）から離れた箇所に設けた切換レバー（７）により操作するようにしたから、トリガ（４）を引く際に指が切換レバー（７）等に掛かることがなく、長時間作業する場合であっても指に負担がかからず、また作業者に不快感を与えることもない。また、切換部材（６）が知らぬ間に切り換わって、出力軸（２）の回転数が変わってしまうというおそれが解消する。また、スイッチボックス（３）内に大きな変更を加える必要がないので、汎用のスイッチボックスを使用することができるという利点がある。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の電動工具において、切換部材（６）と切換レバー（７）とを可撓性伝動体（１１）で連結し、可撓性伝動体（１１）を電動工具のハウジング（１）を構成する割り片の合せ面に設けられた溝（１３）内に収納したから、可撓性伝動体（１１）を屈曲させることにより切換レバー（７）を所望の位置及び姿勢に設定することができ、また、可撓性伝動体（１１）をハウジング（１）の壁内に埋設することにより切換レバー（７）等を装着するための余分なスペースを不要としハウジング（１）の構造の複雑化を防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、請求項１に記載の電動工具において、切換部材（６）の操作により変更されたトリガ（４）のストロークがもたらす低トルク域（Ｐ）の上限に、定トルク域（Ｒ）を設定したから、切換部材（６）をトリガ（４）の通路（４ａ）内に挿入した場合に製作誤差等によりトリガ（４）の引き量にバラツキが存在しても、トリガ（４）のストロークがもたらす低トルク域（Ｐ）の上限の定トルク域（Ｒ）に収まり、低トルク域（Ｐ）の出力特性がバラつくことなく安定して確保される。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１乃至図４に示すように、この電動工具は具体的にはインパクトドライバであり、二つ割りの割り片を組み合わせることにより形成されるハウジング１を有する。図中ハウジング１は紙面と平行な面で二つ割りされており、これら二つの割り片が紙面と平行に設けられた合せ面上で接合されることによりハウジング１として組み立てられている。

ハウジング上部１ａは動力室になっており、その内部には図示しないモータ、減速機、ハンマ等が収納され、出力軸２がハウジング上部１ａの先端から突出する。

ハウジング下部１ｂは操作者が握るハンドルになっており、その内部の上寄りの箇所にはスイッチボックス３が収納される。スイッチボックス３はモータに電気的に接続される。また、ハンドルの上端の前面にはトリガ４が前後方向（図１中、左右方向）にスライド可能に設けられる。トリガ４がスライド操作されることにより、スイッチボックス３内の各種スイッチが動作する。後に詳しく述べるようにトリガ４の引き量が増えるに連れてモータの出力が増加し、出力軸２の出力するトルクが増加するようになっている。ハンドルの下部にはバッテリ５が着脱自在に取り付けられ、その端子５ａがスイッチボックス３側の端子３ａに接離可能に接する。バッテリ５からスイッチボックス３を経てモータに給電される。

この電動工具はスイッチボックス３に対するトリガ４のストロークを切換部材６の操作により低トルク域（回転数可変域）と高トルク域（最高回転域）との間で切り換えるようになっている。

具体的には、切換部材６をスイッチボックス３とトリガ４との間すなわちトリガ４の通路４ａに出し入れしてトリガ４のストロークを切り換えるようにし、この切換部材６の出し入れをトリガ４から離れた箇所に設けた切換レバー７により操作するように構成される。

図１、図５（Ａ）及び図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、切換部材６は所定の厚さを有する略長方形の板片であり、スイッチボックス３の前面とハウジング１の内壁面との間に上下方向に伸びるように形成されたガイド溝８内にハウジング１に覆われた状態でスライド可能に挿入される。切換部材６はガイド溝８内を上下にスライドすることによりスイッチボックス３とトリガ４との間のトリガ４の通路４ａ内に出没可能である。

切換レバー７は、ハウジング下部１ｂであるハンドルの下端に取り付けられる。このため、トリガ４を引く指が切換レバー７に掛かることがなく、長時間作業する場合であっても指に負担がかからず、また作業者に不快感を与えない。また、切換部材６が知らぬ間に切り換わって、出力軸２の回転数やトルクが変わってしまうということもない。切換レバー７はハンドルの下端前部に限らず、トリガ４を引く指に接触しない他の所望の箇所に配置することができる。

図１、図５（Ｃ）及び図６（Ａ）（Ｃ）に示すように、切換レバー７は、概ね長方形の板片であり、ハンドルの下端から前方に突出する箇所に配置される。この突出部には前後方向に伸びる凹穴９が形成され、この凹穴９内に切換レバー７が挿入される。切換レバー７の両側から下方に係止片７ａが突出し、係止片７ａが凹穴９の両縁に係合する。これにより、切換レバー７は凹穴９から脱落することなく凹穴９内を前後方向にスライド可能である。

また、切換レバー７の裏面前端とハンドルの突出部の前端には、切換レバー７の係留手段として凸部７ｂと凹部１ｃがそれぞれ形成される。切換レバー７はハンドルの突出部の前端へとスライドすると凹凸部１ｃ，７ｂの係合により当該位置に係留される。図５（Ｃ）に示すように、切換レバー７の係止片７ａは切換レバー７が若干上下に移動することができるように凹穴９の縁に係合しているので、係留中の切換レバー７の後端を押し下げると前端が浮上する。これにより、凹凸部１ｃ，７ｂの係合が解除され、切換レバー７の係留が解かれる。

図１、図５及び図６に示すように、切換部材６と切換レバー７とは可撓性伝動体１１で連結される。可撓性伝動体１１は伸縮しない薄くて細長い帯材で形成され、その一端が切換部材６に連結され、他端が切換レバー７に連結される。可撓性伝動体１１としては、帯材のほかワイヤ、コイル等を用いることもできる。可撓性伝動体１１には切換部材６とハウジング１の内壁との間において弾性体である圧縮コイルバネ１２が装着される。このように切換部材６と切換レバー７とを可撓性伝動体１１で連結するので、可撓性伝動体１１を屈曲させることにより切換レバー７の位置及び姿勢を自在に設定することができる。

図１に示すように、切換レバー７の係留が解除されている場合は、圧縮コイルバネ１２の付勢力により可撓性伝動体１１を介して切換レバー７は凹穴９内を後方（図１中、左側）へと移動して停止し、切換部材６はガイド溝８内を上方にスライドしスイッチボックス３の前面とトリガ４の背面との間であるトリガ４の通路４ａに突出して停止する。これにより、トリガ４は、図２に示すように、全ストロークのうち切換部材６に当たるまでしか引くことができず、図８に示す低トルク域Ｐの範囲で出力の増減が可能となる。図８に示すように、この低トルク域Ｐでは、その上限に定トルク域Ｒが存在するので、ハウジング１、トリガ４等の製作誤差等に起因しトリガ４の引き量にバラツキがあっても出力はトルクＬまで増大するがそれよりも大きいトルクＨ（最大出力）までは上昇しない。従って、適正なトルクによるネジ込みが可能になる。

また、切換レバー７を図１又は図２に示す位置から図３又は図４に示す位置へと前進させると、この操作によりトリガ４のストロークにおいて図８に示すように低トルク域Ｐから高トルク域Ｑまで制御が可能となる。この切換レバー７の切換操作により、図３に示すように、可撓性伝動体１１を介して切換部材６はガイド溝８内を下方にスライドしスイッチボックス３とトリガ４との間のトリガ４の通路４ａから離脱し、圧縮コイルバネ１２を圧縮する。そして、切換レバー７は凹穴９内を前方へと移動した後凹凸部１ｃ，７ｂが係合したところで停止する。これにより、トリガ４は、図４に示すように、スイッチボックス３に当たるまで全ストローク分引くことができ、このストロークの範囲で出力を増減することが可能となる。高トルク域Ｑにおいてトリガ４をスイッチボックス３に当たるまで引くことにより、最大トルクＨが出力され、硬い材料へのネジ込みが可能になる。

図１及び図５（Ｂ）に示すように、可撓性伝動体１１は、ハウジング１の割り片間に形成された溝１３内に収納される。割り片の合せ面には突起１４と突起１４が嵌まり込む溝１３が形成されるが、ハンドルの前端側においてこの溝１３が深く形成され、この溝１３内に可撓性伝動体１１がスライド可能に埋設される。切換レバー７のスライド操作に伴い、可撓性伝動体１１は溝１３内をスライドして切換部材６をトリガ４の通路４ａに対し出没動作させる。

図７に示すように、電動工具のモータ１５の駆動は制御ユニットにより制御される。

制御ユニットは、バッテリ５、モータ１５、ＦＥＴ１６、トリガ４を除いてスイッチボックス３内に収納される。ＦＥＴ１６は例えばハンドル内の冷却しやすい箇所に収納される。

スイッチボックス３内の構造は制御回路１７を除き、従来の汎用のスイッチボックスの回路と同じ構成であり、制御回路１７を改変することで汎用のスイッチボックスがそのまま使用される。

制御回路１７は例えばＣＰＵとして構成され、トリガ４のストロークである引き込み量に応じて内部の抵抗値が変化するようになっている。また、図８に示すように、制御回路１７は、トリガ４のストロークにおける低トルク域Ｐの上限に、所定の長さの定トルク域Ｒを設定し、この定トルク域Ｒでは一定トルクＬを保つことができるようになっている。定トルク域Ｒは、ハウジング１、スイッチボックス３、トリガ４、切換部材６等の部品の寸法公差等に起因したトリガ４のストロークに想定されるバラツキの最大値よりもやや大き目の長さに設定される。図８に示すように、上記バラツキδが存在する場合、トリガ４は最大で（Ｐ＋δ）の位置まで移動しうる。この制御回路１７によれば、図１又は図２に示すように切換部材６をトリガ４の通路４ａ内に挿入した場合に、トリガ４のあらかじめ設定されたストローク（引き量）に対し、トリガ４のストロークが大きくなるようにバラツキδが生じても、定トルク域Ｒによりそのバラツキδを吸収し出力電圧の上昇を防止し一定トルクＬ以上の出力を防止することができる。従って、適正なトルクでネジ込み作業を行うことができる。

この制御ユニットの構成をその作用と共に図７及び図８に基づいて説明すると、トリガ４を引く前はスイッチａがオンになっており、トリガ４を少し引くとスイッチａがオフになり、スイッチｂがオンになる。これにより、バッテリ５とモータ１５との間が導通し、モータ１５が回転し始める。トリガ４を更に引くとその引き込み量に応じて制御回路１７の内部の抵抗値が変化し、ＦＥＴ１６の働きによって図８に示すように低トルク域Ｐにおいてモータ１５の出力がトルクＬまで徐々に増大する。図１又は図２に示すように切換部材６がトリガ４の通路４ａに入り込みトリガ４のストロークが低トルク域Ｐに制限されている場合は、トリガ４が低トルク域Ｐの上限に到達した後にトリガ４の引き量のバラツキによってトリガ４が多少移動しても定トルク域で吸収されるので、出力がトルクＬを越えることはない。また、図３又は図４に示すように切換部材６がトリガ４の通路４ａから離脱することにより、トリガ４が全ストロークまで移動することができ、出力がトルクＬに到達した後トリガ４を引き続き引くと、トリガ４は定トルク域Ｒをスライドした後高トルク域Ｑ内に入り、スイッチｃがオンになり、これにより出力軸２が高トルクＨ（最大トルク）を出力する。

次に、上記構成の電動工具の作用を説明する。

図１に示すように、凹凸部１ｃ，７ｂの係合が解除されると、圧縮コイルバネ１２の作用で切換レバー７がハンドルの突出部上を後退し、切換部材６がトリガ４の通路４ａ内に突出する。

そこで、図２に示すようにトリガ４を引くとモータ１５が回転し、図８に示すようにトリガ４を更に引くに連れてトルクが増加する。トリガ４を低トルク域Ｐの最大限まですなわち切換部材６に当たるまで引くと、出力軸２からトルクＬが出力される。

出力がトルクＬに到達した後は、上記バラツキδによりトリガ４がさらに引かれるようなことがあっても定トルク域Ｒに吸収されるので、出力はトルクＬに保持されトルクの増加が阻止される。従って、適正なトルクによるネジ込み作業が可能となる。

トルクＬよりも大きいトルクを出力する場合は、切換レバー７を前方へとスライドさせ、図３に示すように、凹凸部１ｃ，７ｂを係合させる。これにより、切換部材６は可撓性伝動体１１を介して下方に引っ張られ、圧縮コイルバネ１２を圧縮しつつトリガ４の通路４ａから離脱する。

そこで、図４に示すようにトリガ４を引くとモータ１５が回転し、図８に示すようにトリガ４を更に引くに連れてトルクが増加する。トリガ４が低トルク域Ｐの上限に到達し出力がトルクＬに到達した後引き続きトリガ４を引くと、トリガ４は定トルク域Ｒをスライドして高トルク域Ｑ内に入り、スイッチｃがオンになる。これにより出力軸２は一挙に高トルクＨ（最大トルク）を出力する。その後トリガ４はスイッチボックス３に当たって停止する。トリガ４がスイッチボックス３に当たった状態を保持すると、出力軸２は高トルクＨ（最大トルク）を出力し続ける。これにより、硬い材料等へのネジ込みが可能になる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では切換部材を略均一厚さの板として構成したが、この切換部材の厚さに階段状の差を付けることによりトリガに複数種のストロークを持たせ複数種の出力変化を得るようにすることもできる。

本発明の実施の形態に係る電動工具をハウジングの片方の割り片を一部切除して示す正面図であり、トリガのストロークを低トルク域に切り換え且つモータをＯＦＦにして示す図である。図１と同様な図であり、トリガのストロークを低トルク域に切り換え且つモータをＯＮにして示す図である。図１と同様な図であり、トリガのストロークを高トルク域に切り換え且つモータをＯＦＦにして示す図である。図１と同様な図であり、トリガのストロークを高トルク域に切り換え且つモータをＯＮにして示す図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ図１中Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線矢視断面図である。（Ａ）は切換部材から切換レバーに至る部品の正面図、（Ｂ）はＡ図中Ｂ方向矢視図、（Ｃ）はＡ図中Ｃ方向矢視図である。制御ユニットの回路図である。出力ユニットによる制御内容を示すグラフである。

符号の説明

１…ハウジング
４…トリガ
６…切換部材
７…切換レバー
１１…可撓性伝動体
１３…溝
Ｐ…低トルク域
Ｑ…高トルク域
Ｒ…定トルク域
Ｌ…一定トルク

Claims

トリガのストロークを切換部材の操作により切り換えて出力軸からの出力を変更可能とした電動工具において、切換部材をトリガの通路に対し出し入れしてトリガのストロークを切り換えるようにし、この切換部材の出し入れをトリガから離れた箇所に設けた切換レバーにより操作するようにしたことを特徴とする電動工具。
請求項１に記載の電動工具において、切換部材と切換レバーとを可撓性伝動体で連結し、可撓性伝動体を電動工具のハウジングを構成する割り片の合せ面に設けられた溝内に収納したことを特徴とする電動工具。
請求項１に記載の電動工具において、切換部材の操作により変更されたトリガのストロークがもたらす低トルク域の上限に、定トルク域を設定したことを特徴とする電動工具。