特許 5667727 電動式ドリルを用いた直線往復運動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5667727

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】電動式ドリルを用いた直線往復運動装置

(51)【国際特許分類】

   B25F 3/00 20060101AFI20150122BHJP

   B26B 15/00 20060101ALI20150122BHJP

   B30B 1/18 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   B25F3/00 Z

   B26B15/00

   B30B1/18

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-515734(P2014-515734)

(86)(22)【出願日】2013年12月5日

(86)【国際出願番号】JP2013082689

【審査請求日】2014年4月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】390025955

【氏名又は名称】株式会社小林工具製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100180264

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 貴大

(72)【発明者】

【氏名】小林 光春

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 誠

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 正次

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−００１１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３４７８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１４６４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３１９９１９３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ ３／００

Ｂ２６Ｂ １５／００

Ｂ３０Ｂ １／１８

Ｂ２３Ｄ ２９／００

Ｂ２６Ｄ ５／０８

Ｈ０２Ｇ １／０２

１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

手持型の電動式ドリルに着脱可能で中間位置に雄ねじ部を備えるスピンドルと、
前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を備えるナットと、
前記ナットと一体になるように結合する可動体と、
前記スピンドルの先端部分に被さって接続するスピンドルホルダーと、
一端を前記電動式ドリルに係止し、他端を前記スピンドルホルダーに結合し、前記スピンドルが回動するときに前記スピンドルホルダー及び前記可動体が前記スピンドルと共に回転することを抑制する固定具と、
前記雄ねじ部が前記雌ねじ部よりも前記電動式ドリル側にあるときに、前記雌ねじ部を前記雄ねじ部に向かって付勢する第１の弾性部材と、
前記雌ねじ部が前記雄ねじ部よりも前記電動式ドリル側にあるときに、前記雌ねじ部を前記雄ねじ部に向かって付勢する第２の弾性部材と、
前記可動体に取り付けられる第１の作業部と、
前記スピンドルホルダーに取り付けられる第２の作業部と、を有し、
前記電動式ドリルが稼働すると、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが螺合して前記可動体が前記スピンドルに沿って直進運動し、
前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との螺合が外れる位置まで前記可動体が直進運動したとき、前記第１の弾性部材又は前記第２の弾性部材によって前記雌ねじ部が前記雄ねじ部に向かって付勢されることで、前記電動式ドリルの回動方向を逆回転にすると前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが再び螺合して前記可動体が逆方向に直進運動することを特徴とする電動式ドリルを用いた直線往復運動装置。

【請求項2】

前記ナットは中間位置に前記雌ねじ部を有する略円筒形状であって、
前記第１の弾性部材と前記雌ねじ部との間に挟まれる輪状の第１のガイドローラと、
前記第２の弾性部材と前記雌ねじ部との間に挟まれる輪状の第２のガイドローラと、を有し、
前記第１及び第２のガイドローラは、輪の内側で前記スピンドルに接し、かつ、輪の外側で前記ナットの内面に接することで、前記スピンドルと前記ナットの軸を同一にすることを特徴とする請求項１に記載の電動式ドリルを用いた直線往復運動装置。

【請求項3】

前記第１及び第２の作業部がいずれも刃部であって、前記第１の作業部が前記第２の作業部に接近することで、前記第１の作業部と前記第２の作業部との間に挟持される物を切断することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動式ドリルを用いた直線往復運動装置。

【請求項4】

前記第１の作業部が前記第２の作業部に接近することで、前記第１の作業部と前記第２の作業部との間に挟持された物に圧縮力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動式ドリルを用いた直線往復運動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、手持型の電動式ドリルの回動を直線往復運動に変換する装置に関し、特に、作業部がスムーズに往復移動することで、電線を切断したり、物に圧縮力を付与したりすることができる直線往復運動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力線、ワイヤー、鋼線、薄型鋼等（以下、電線とする。）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、電線を切断するときに多大な労力を必要とし、電線が太い場合には特に困難を有する。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。

【0003】

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を利用して、手動式では切断が困難な電線を容易に切断できるようにした工具が考えられている。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。

【0004】

図６は、回転軸に直交するギヤを利用する電線切断工具の従来例を２方向から示す図である。また、図７は、ボールねじを利用する電線切断工具の従来例を示す図である。これらの電線切断工具９０は、ウォームギヤやかさ歯車のように回転軸９１に直交するギヤ９２を利用して刃部９３を回転させる構成（特許文献１参照）や、ボールねじ９４の押圧力によって回転刃９５を回転させる構成（特許文献２参照）になっているので、回転軸９１を電動式ドリルに取り付けて使用することができる。

【0005】

しかし、歯車等を備えた場合には、工具が大きく、かつ、重くなる傾向にある。さらに、てこの原理を利用して切断力を増幅する場合には、より工具が大きくなってしまう。また、工具の構造が複雑なので、工具そのものの値段が高くなってしまうという問題もある。なお、スリーブ等の圧着、リベット等のカシメ、穴あけのように作業部において圧縮力を付与する工具は、電線切断工具と基本的な機構を同じにすることができるので、同様の問題を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−１６０１１９号公報

【特許文献2】特開２００４−１２１５８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

手持型の電動式ドリルを用いた電線切断工具や圧縮力を付与する工具は、持ち運びし易いことが重要であることから、電動式ドリルの回転軸に直交するギヤ等を用いない簡易な構造であることが望ましい。そこで、切断したり圧縮力を与えたりする作業部の動きをシンプルな直線往復運動とし、電動式ドリルの回動を直接的にスムーズな直線往復運動に変換できれば、課題を解決することができる。

【0008】

このような実情に鑑み、本発明は、簡易な構造で電動式ドリルの回動をスムーズな直線往復運動に変換することができる、電動式ドリルを用いた直線往復運動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る電動式ドリルを用いた直線往復運動装置は、手持型の電動式ドリルに着脱可能で中間位置に雄ねじ部を備えるスピンドルと、その雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を備えるナットと、そのナットと一体になるように結合する可動体と、スピンドルの先端部分に被さって接続するスピンドルホルダーと、一端を電動式ドリルに係止し、他端をスピンドルホルダーに結合し、スピンドルが回動するときにスピンドルホルダー及び可動体がスピンドルと共に回転することを抑制する固定具と、雄ねじ部が雌ねじ部よりも電動式ドリル側にあるときに、雌ねじ部を雄ねじ部に向かって付勢する第１の弾性部材と、雌ねじ部が雄ねじ部よりも電動式ドリル側にあるときに、雌ねじ部を雄ねじ部に向かって付勢する第２の弾性部材と、可動体に取り付けられる第１の作業部と、スピンドルホルダーに取り付けられる第２の作業部と、を有し、電動式ドリルが稼働すると、雄ねじ部と雌ねじ部とが螺合して可動体がスピンドルに沿って直進運動し、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合が外れる位置まで可動体が直進運動したとき、第１の弾性部材又は第２の弾性部材によって雌ねじ部が雄ねじ部に向かって付勢されることで、電動式ドリルの回動方向を逆回転にすると雄ねじ部と雌ねじ部とが再び螺合して可動体が逆方向に直進運動することを特徴とするものである。

【0010】

ここで、ナットは中間位置に雌ねじ部を有する略円筒形状であって、第１の弾性部材と雌ねじ部との間に挟まれる輪状の第１のガイドローラと、第２の弾性部材と雌ねじ部との間に挟まれる輪状の第２のガイドローラと、を有し、第１及び第２のガイドローラは、輪の内側でスピンドルに接し、かつ、輪の外側でナットの内面に接することで、スピンドルとナットの軸を同一にすることにするとよい。

【0011】

さらに、第１及び第２の作業部がいずれも刃部であって、第１の作業部が第２の作業部に接近することで、第１の作業部と第２の作業部との間に挟持される物を切断することにしたり、第１の作業部と第２の作業部との間に挟持された物に圧縮力を付与することにしてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、簡易な構造で電動式ドリルの回動を直線往復運動に変換することができ、かつ、作業部をスムーズに往復移動させることができるという効果を奏する。また、直線往復運動を利用することで、手動式では切断することが困難な電線を、容易に切断することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】電線切断工具の全体図であって、（ａ）は作業部が開いている状態、（ｂ）は作業部が閉じている状態である。

【図2】作業部が開いているときの電線切断工具の上面図である。

【図3】スピンドルの全体図である。

【図4】ナットの断面図である。

【図5】電線切断工具の内部構造を説明する図であって、（ａ）は作業部が開いている状態、（ｂ）は作業部が閉じている状態である。

【図6】回転軸に直交するギヤを利用する電線切断工具の従来例を２方向から示す図である。

【図7】ボールねじを利用する電線切断工具の従来例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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、実施例として直線往復運動装置の作業部を刃部にした電線切断工具を用いて説明する。なお、直線往復運動装置は、作業部を他の部材に取り換えれば、スリーブ等の圧着やリベット等のカシメのように作業部間に挟持された物に対し圧縮力を付与する工具として用いることもできる。また、実施例で説明する各部材の取付方法などは一例に過ぎないため、機構が同じ範囲であれば、記載した以外の方法で取り付けてもよい。

【0015】

図１は、電線切断工具の全体図であって、（ａ）は作業部が開いている状態、（ｂ）は作業部が閉じている状態である。また、図２は、作業部が開いているときの電線切断工具の上面図である。なお、内部構造を説明するために、一部は断面図としている。

【0016】

この電線切断工具１０は、手持型の電動式ドリル２０に取り付けて使用するものである。電線切断工具１０の機構としては、電動式ドリル２０による回動をねじの螺合を利用して直進運動に変換し、その直進運動によって可動する第１の作業部５１と、位置を固定された第２の作業部５２とによって電線１００を挟んで切断するものである。なお、電線１００とは、電力線、ワイヤー、鋼線、薄型鋼等をいうものとする。

【0017】

電線切断工具１０は、電動式ドリル２０のチャックに着脱可能なスピンドル３０を有している。図３は、スピンドルの全体図である。スピンドル３０は、細長の略円柱形状であって、中間位置付近に雄ねじ部３０ａを有している。また、一端は電動式ドリル２０のチャックに取り付けられるチャック固定部３０ｂであり、他端の先端付近には円柱形状の周方向に沿って溝部３０ｃを有している。

【0018】

スピンドル３０の先端部分には、スピンドルホルダー３５が被さって接続している。そのスピンドルホルダー３５には、第２の作業部５２が接続している。スピンドルホルダー３５とスピンドル３０の接続部は、溝部３０ｃにおいてピン等を用いて係止されている。また、電線の切断中、第２の作業部５２に押圧力がかかっているときには、スピンドル３０の先端面はスピンドルホルダー３５に接触して押圧力を受けている。

【0019】

図４は、ナットの断面図である。ナット４０は、スピンドル３０を挿入可能な略円筒形状であって、円筒内部の中間位置付近にスピンドル３０の雄ねじ部３０ａに螺合可能な雌ねじ部４０ａを有している。また、雌ねじ部４０ａ以外の円筒内面は、平滑である。そして、このナット４０を回転しないように支え、スピンドル３０の雄ねじ部３０ａとナット４０の雌ねじ部４０ａとが螺合する位置で電動式ドリル２０を稼働すると、ねじの作用によりナット４０がスピンドル３０の軸方向に移動することになる。

【0020】

ここで、ナット４０の移動方向は、電動式ドリル２０の回動方向によって決定される。また、移動距離は、雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａが螺合する長さに依存する。つまり、電線切断工具１０の場合は、作業部５１，５２が電線１００を挟んで切断できる移動距離を考慮して、雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａの長さを決定すればよい。

【0021】

ナット４０は可動体４１と結合し、これらは一体となって移動するので、以降、可動体４１には、ナット４０が含まれているものとして説明する。なお、本実施例では、ナット４０と可動体４１とは、ナット４０のフランジ部４０ｂを使ってビス等で結合される。そして、可動体４１には第１の作業部５１が接続されているので、可動体４１が直進運動をすると、第１の作業部５１も直進運動することになる。

【0022】

可動体４１がスピンドル３０の軸方向に移動するためには、可動体４１がスピンドル３０の回動に併せて回転してはいけない。また、第１及び第２の作業部５１，５２は直線的に開閉しなければ電線１００を切断することができないので、第２の作業部５２に接続しているスピンドルホルダー３５も回転してはいけない。そこで、スピンドルホルダー３５及び可動体４１がスピンドル３０の回動に併せて回転することを抑制するために、固定具８０を設ける。固定具８０は、一端をスピンドルホルダー３５に接続され、他端を電動式ドリル２０の持ち手部分に係止される。これによって、スピンドルホルダー３５の回転が抑制されている。そしてこのとき、固定具８０は、可動体４１の回転運動も同時に抑制する構造にする。実施例としては、図２の上面図に示すように、可動体４１がスピンドルホルダー３５を挟持する構造としているので、スピンドルホルダー３５の回転が抑制されていれば、可動体４１も回転運動を抑制された状態になる。

【0023】

固定具８０の実施例としては、電動式ドリル２０に係止する部分を固定棒８１とし、固定棒８１とスピンドルホルダー３５を繋ぐ部材をアーム８２とする。固定棒８１は、図２に示すように、傘の柄のようなＪ形状をしていて、電動式ドリル２０の持ち手部分に引っ掛けることができるものとする。そして、様々なサイズの電動式ドリル２０に適用することができるように、固定棒８１とアーム８２との結合部分は、固定棒８１の長さを調整できる構造にし、また、スピンドルホルダー３５とアーム８２との結合部分は、電動式ドリル２０の左右方向を軸にして回転できる構造としている。

【0024】

電線切断工具１０においては、作業部５１，５２は刃部である。そして、可動体４１に取り付けられる第１の作業部５１は可動刃であり、スピンドルホルダー３５に取り付けられる第２の作業部５２は固定刃である。ここで、可動刃５１が固定刃５２に対して直線的に閉じたり開いたりできるように、ガイドを設ける必要がある。実施例としては、固定刃５２にガイドとなる長孔４３を設け、この長孔４３に沿って移動できる軸棒４４を可動体４１及び可動刃５１を貫通するように設けている。

【0025】

また、切れ味よく切断するためには、固定刃５２と可動刃５１とが隙間なく摺動しなければならないので、軸棒４４によって固定刃５２と可動刃５１とが密着するように押さえる構造にしている。このとき、軸棒４４は、固定刃５２、可動刃５１及び可動体４１を重ねて外側から面圧をかける構成になるのだが、間に環状のスペーサー４５を挟んで厚さを調整こともある。なお、スペーサー４５を挟むことで、摩擦低減の役割も果たすことができる。

【0026】

次に、電線切断工具１０の内部構造を詳しく説明する。図５は、電線切断工具の内部構造を説明する図であって、（ａ）は作業部が開いている状態、（ｂ）は作業部が閉じている状態である。

【0027】

雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａとが螺合している状態であれば、電動式ドリル２０のスイッチによって回動方向を逆回転にすることで、可動体４１の移動方向を反転して往復移動させることができる。しかし、可動体４１が雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａとの螺合が外れる位置まで移動すると、スピンドル３０は空回りして、可動体４１の直進運動が止まる。そのとき、可動体４１を逆方向に移動させるために電動式ドリル２０の回動を逆回転にしても、雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａとの螺合が外れた状態では、すぐに螺合できないという問題がある。

【0028】

そこで、図５（ａ）のように、雄ねじ部３０ａが雌ねじ部４０ａより電動式ドリル２０側にあるときに、雌ねじ部４０ａを雄ねじ部３０ａに向かって付勢する第１の弾性部材６１を設ける。また、図５（ｂ）のように、雌ねじ部４０ａが雄ねじ部３０ａより電動式ドリル２０側にあるときに、雌ねじ部４０ａを雄ねじ部３０ａに向かって付勢する第２の弾性部材６２を設ける。なお、これら第１及び第２の弾性部材６１，６２としては、主に伸縮量が大きいコイルバネが用いられることから、以降は、第１及び第２のバネ６１，６２として説明する。

【0029】

このような第１及び第２のバネ６１，６２を設けることによって、螺合が外れた状態のときに、いずれかのバネの付勢力によって雌ねじ部４０ａが雄ねじ部３０ａに向かって押圧されているので、電動式ドリル２０の回動を逆回転にすると、再び雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａとが螺合して、すぐに可動体４１が逆方向に直進運動することができる。さらに、ここで雄ねじ部３０ａと雌ねじ部４０ａとが螺合し易いように、それぞれのねじ切り部分の前後に面取りを施しておくとよい。

【0030】

また、第１及び第２のバネ６１，６２のそれぞれの雌ねじ部４０ａ側に、それぞれ第１及び第２のガイドローラ７１，７２を設けるとよい。実施例としては、図５（ａ）の作業部が開いている状態のときは、第１のバネ６１がスピンドルホルダー３５と第１のガイドローラ７１によって圧縮された状態であって、第１のガイドローラを介して、雌ねじ部４０ａを雄ねじ部３０ａに向かって押圧している。一方、図５（ｂ）の作業部が閉じている状態のときは、第２のバネ６２がスピンドル３０に取り付けられた留めリング７３と第２のガイドローラ７２によって圧縮された状態であって、第２のガイドローラ７２を介して、雌ねじ部４０ａを雄ねじ部３０ａに向かって押圧している。

【0031】

第１及び第２のガイドローラ７１，７２は、輪形状であって、輪の内側でスピンドル３０に接し、かつ、輪の外側でナット４０の平滑な内面に接するものとすることで、スピンドル３０とナット４０との軸を同一に保つことができる。それによって、スピンドル３０の雄ねじ部３０ａとナット４０の雌ねじ部４０ａとの軸も同一になるので、スピンドル３０の空回り後、逆回転にすると、スムーズに螺合することができる。また、ガイドローラ７１，７２は、スピンドル３０とナット４０とを仲介するすべり軸受けとしても作用するので、摩擦によるエネルギー損失を防ぎ、発熱を抑える役割も果たすことができる。

【0032】

以上のような構成の直線往復運動装置を用いた電線切断工具は、簡易な構造で電動式ドリルの回動を直線往復運動に変換することを実現し、また、作業部のスムーズな往復移動も実現できている。

【符号の説明】

【0033】

１０ 電線切断装置
２０ 電動式ドリル
３０ スピンドル
３０ａ 雄ねじ部
３０ｂ チャック固定部
３０ｃ 溝部
３５ スピンドルホルダー
４０ ナット
４０ａ 雌ねじ部
４１ 可動体
４３ 長孔
４４ 軸棒
４５ スペーサー
５１ 第１の作業部（可動刃）
５２ 第２の作業部（固定刃）
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
７３ 留めリング
８０ 固定具
８１ 固定棒
８２ アーム
１００ 電線

【要約】

簡易な構造で電動式ドリルの回動を直線往復運動に変換する、電動式ドリルを用いた直線往復運動装置を提供する。電動式ドリル（２０）に着脱可能で中間位置に雄ねじ部（３０ａ）を備えるスピンドル（３０）と、その雄ねじ部に螺合する雌ねじ部（４０ａ）を備えるナット（４０）と、そのナットと一体になるように結合する可動体（４１）と、スピンドルの先端部分に被さって接続するスピンドルホルダー（３５）と、一端を電動式ドリルに係止し、他端をスピンドルホルダーに結合し、スピンドルホルダー及び可動体がスピンドルと共に回転することを抑制する固定具（８０）と、雄ねじ部が雌ねじ部よりも電動式ドリル側にあるときに、雌ねじ部を雄ねじ部に向かって付勢する第１の弾性部材（６１）と、雌ねじ部が雄ねじ部よりも電動式ドリル側にあるときに、雌ねじ部を雄ねじ部に向かって付勢する第２の弾性部材（６２）と、可動体に取り付けられる第１の作業部（５１）と、スピンドルホルダーに取り付けられる第２の作業部（５２）と、を有する直線往復運動装置とする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】