特許 6244585 電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6244585

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20171204BHJP

   B23B 41/06 20060101ALI20171204BHJP

   B23B 45/16 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   B28D1/14

   B23B41/06

   B23B45/16 B

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-210260(P2014-210260)

(22)【出願日】2014年9月26日

(65)【公開番号】特開2016-68544(P2016-68544A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年2月24日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】598154453

【氏名又は名称】鈴木 康之

(73)【特許権者】

【識別番号】515071649

【氏名又は名称】株式会社テクノクラート

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康之

【審査官】 豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０６６９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２９６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０１−５０３６１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｄ １／１４

Ｂ２３Ｂ ４１／０６

Ｂ２３Ｂ ４５／００ − ４５／１６

Ｂ２３Ｂ ２９／０３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンダーカットのある穿孔を施工する電動工具本体であって、前記電動工具本体は、電動モータの回転が伝達される駆動軸と、この駆動軸に直結されるドリルビットとよりなる回動部材を備え、
前記駆動軸と前記ドリルビットのジョイント部を支点として前記回動部材を搖動可能にガイド手段で支持し、このガイド手段によって前記回動部材を傾斜させるとともに、前記ガイド手段に前記電動モータの回転を伝達することにより、前記回動部材を自転しながら公転させ、
前記ガイド手段は筒体よりなり、この筒体の内周に形成したカム面に前記駆動軸の膨出部を当接させ、前記膨出部が前記カム面に沿って半径方向に移動することにより前記回動部材を傾斜させるとともに、前記電動モータの回転の前記ガイド手段への伝達を断続する第１クラッチを備え、
前記ドリルビットによる穿孔が設定の深さに達すると、前記筒体の前記カム面によって前記回動部材が傾斜され、前記第１クラッチにより前記電動モータの回転を前記ガイド手段に伝達することを特徴とする電動工具。

【請求項2】

前記電動モータに接続された制御部のメモリーに予め入力させた穿孔の深さの設定値が、前記電動工具本体に設けた計測手段により実測した計測値と一致した時、前記ガイド手段の前記筒体の前記カム面に沿って前記回動部材が傾斜され、前記第１クラッチにより前記電動モータの回転を前記ガイド手段に伝達することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。

【請求項3】

前記回動部材に連動する振動発生機構に、前記電動モータの回転の伝達を断続する第２クラッチを備え、前記電動モータの回転が前記ガイド手段の前記筒体に伝達された時、前記振動発生機構に対する前記電動モータの回転の伝達が切断されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、アンカーボルトを固定するコンクリートなどの構造物にアンダーカットのある穿孔をする電動工具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、コンクリートなどの構造物にアンダーカットのある穿孔をするには、予め施工の構造物に断面一様径のドリルビットによって下孔を形成しておき、次に、例えば特開昭６１−１４９０８号公報（特許文献１）に開示されたような拡開用ドリルビットを振動式の電動ドリルに取り付けて、拡開用ドリルビットを下孔に挿入して、拡開用ドリルビットの電動ドリルのチャックの下面を施工の構造物の表面に圧接する。そして、電動ドリルで拡開用ドリルビットを回転させ、回転軌道を順次拡大して下孔の下方を円錐状に切削し拡開して行く。これにより、下孔の下方にアンダーカットが形成され、アンカーボルトが打ち込みによって拡開できるものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６１−１４９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

従来では、軸方向に断面一様の径の下孔の穿孔をする施工と、拡開用ドリルビットによるアンダーカットある穿孔をする施工を、それぞれ別の電動ドリルを使って別々の施工として行うので、工具の準備や付け替え、メンテナンスに手数と時間がかかり、作業効率が悪かった。

【0004】

また、上記の拡開用ドリルビットによる穿孔にあっては、電気ドリルのチャックがコンクリートなどの構造物の表面に圧接して圧接面が回転するので、未熟者には操作が難しく、電動ドリルのチャックと構造物の表面との摩擦のために、構造物の表面周辺が広く損傷して外見が悪くなる欠点を有している。

【0005】

この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、一度の操作でアンダーカットのある穿孔までをするようにし、作業効率を向上させるとともに、未熟者でも簡単にアンダーカットがある穿孔ができ、操作性に優れ、精度の高いアンダーカットある穿孔をすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

【0007】

請求項１に記載の発明は、アンダーカットのある穿孔を施工する電動工具本体であって、前記電動工具本体は、電動モータの回転が伝達される駆動軸と、この駆動軸に直結されるドリルビットとよりなる回動部材を備え、
前記駆動軸と前記ドリルビットのジョイント部を支点として前記回動部材を搖動可能にガイド手段で支持し、このガイド手段によって前記回動部材を傾斜させるとともに、前記ガイド手段に前記電動モータの回転を伝達することにより、前記回動部材を自転しながら公転させ、
前記ガイド手段は筒体よりなり、この筒体の内周に形成したカム面に前記駆動軸の膨出部を当接させ、前記膨出部が前記カム面に沿って半径方向に移動することにより前記回動部材を傾斜させるとともに、前記電動モータの回転の前記ガイド手段への伝達を断続する第１クラッチを備え、
前記ドリルビットによる穿孔が設定の深さに達すると、前記筒体の前記カム面によって前記回動部材が傾斜され、前記第１クラッチにより前記電動モータの回転を前記ガイド手段に伝達することを特徴とする電動工具である。

【0008】

請求項２に記載の発明は、前記電動モータに接続された制御部のメモリーに予め入力させた穿孔の深さの設定値が、前記電動工具本体に設けた計測手段により実測した計測値と一致した時、前記ガイド手段の前記筒体の前記カム面に沿って前記回動部材が傾斜され、前記第１クラッチにより前記電動モータの回転を前記ガイド手段に伝達することを特徴とする請求項１に記載の電動工具である。

【0009】

請求項３に記載の発明は、前記回動部材に連動する振動発生機構に、前記電動モータの回転の伝達を断続する第２クラッチを備え、前記電動モータの回転が前記ガイド手段の前記筒体に伝達された時、前記振動発生機構に対する前記電動モータの回転の伝達が切断されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動工具である。

【発明の効果】

【0011】

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

【0012】

請求項１に記載の発明では、アンダーカットのある穿孔を施工する電動工具本体であって、前記電動工具本体は、電動モータの回転が伝達される駆動軸と、この駆動軸に直結されるドリルビットとよりなる回動部材を備え、
前記駆動軸と前記ドリルビットのジョイント部を支点として前記回動部材を搖動可能にガイド手段で支持し、このガイド手段によって前記回動部材を傾斜させるとともに、前記ガイド手段に前記電動モータの回転を伝達することにより、前記回動部材を自転しながら公転させ、
前記ガイド手段は筒体よりなり、この筒体の内周に形成したカム面に前記駆動軸の膨出部を当接させ、前記膨出部が前記カム面に沿って半径方向に移動することにより前記回動部材を傾斜させるとともに、前記電動モータの回転の前記ガイド手段への伝達を断続する第１クラッチを備え、
前記ドリルビットによる穿孔が設定の深さに達すると、前記筒体の前記カム面によって前記回動部材が傾斜され、前記第１クラッチにより前記電動モータの回転を前記ガイド手段に伝達するので、一つの電動工具を用いて一度の穿孔でアンダーカットのある穿孔をコンクリートの構造物に施工することができ、施工する時間の短縮を図り、作業効率を向上させるとともに、熟練を要することなく精度の高いアンダーカットのある穿孔をすることができる。
また、電動工具がコンクリートの構造物の表面に圧接されて擦れ合うことがないことから、穿孔する構造物の表面を傷付けないなどの多くの利点を有している。
さらに、前記筒体で前記回動部材の傾斜と公転とをさせることができ、部品数が少なく簡単な構造になり、しかも、第１クラッチの操作で前記筒体への動力の断続ができ、操作性に優れている。

【0013】

請求項２に記載の発明では、前記電動モータに接続された制御部のメモリーに予め入力させた穿孔の深さの設定値が、前記電動工具本体に設けた計測手段により実測した計測値と一致した時、前記ガイド手段の前記筒体の前記カム面に沿って前記回動部材が傾斜され、前記第１クラッチにより前記電動モータの回転を前記ガイド手段に伝達するので、アンダーカット部の角度や深度が機械的に決定されることから熟練を要することなく、精度の高い穿孔をすることができる。

【0014】

請求項３に記載の発明では、前記回動部材に連動する振動発生機構に、前記電動モータの回転の伝達を断続する第２クラッチを備え、前記電動モータの回転が前記ガイド手段の前記筒体に伝達された時、前記振動発生機構に対する前記電動モータの回転の伝達が切断されるので、前記回転部材を傾ける作動と前記振動発生機構側の作動との切り替えが確実にでき、前記振動発制機構により前記回動部材が作動不良などを生じることはない。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の第１の実施の態様を示す側面図。

【図2】穿孔の状態を示し、（ａ）はアンダーカット前の穿孔を示す断面図、（ｂ）はアンダーカット後の穿孔を示す断面図。

【図3】この発明の電動工具を示す断面図。

【図4】この発明の電動工具の作動時の状態を示す断面図。

【図5】この発明の第２の実施の態様を示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、この発明の電動工具の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明にこれは限定されない。

【0018】

この発明の第１の実施の形態を、図１乃至図５に基づいて説明する。図１はアンダーカットの穿孔をする電動工具の一例を示すもので、符号１で示されるものは電動工具本体である。

【0019】

電動工具本体１は、出力軸４を有する電動モータ３と、メモリー（図示せず）を内蔵する制御部５が収納された略ピストル形状のハウジング２を備え、このハウジング２の長手方向の後部に握り部８を有するとともに、外部から電力が供給される電源コード９が接続されている。

【0020】

前記ハウジング２の前部にはコンクリートなどの構造物Ｇにアンダーカットのある穿孔をするドリルビット６を着脱可能に装着するチャック７を有し、このチャック７の一端には椀状凹部７ａを形成し、他端に前記ドリルビット６による穿孔の際、前記電動工具本体１の揺れを防ぐ揺れ止め突起７ｂを設ける。

【0021】

前記揺れ止め突起７ｂの外径は、前記ドリルビット６の刃先６ｂの径と略同一とし、前記ドリルビット６が貫通する前記揺れ止め突起７ｂの挿通孔７ｃの内径は、前記ドリルビット６が傾いても干渉しないような隙間を有する大きさにする。なお、ドリルビット６の刃先６ｂは超硬合金のチップよりなる。

【0022】

前記電動モータ３の前記出力軸４からの回転が伝達される回動部材１０は、前記ドリルビット６と駆動軸１１とよりなり、この駆動軸１１には一端に球状軸受部１１ａを、他端に膨出部１１ｂを設ける。

【0023】

前記球状軸受部１１ａは前記チャック７の前記椀状凹部７ａに嵌合されるとともに、前記ドリルビット６のシャンク６ａが直結され、前記球状軸受部１１ａと前記シャンク６ａのジョイント部１２を支点として前記回動部材１０が搖動可能になる。

【0024】

前記回動部材１０は、前記出力軸４に固定した駆動ギァ１３と前記駆動軸１１に固定した従動ギア１４とが噛合い前記電動モータ３からの回転が伝達される。前記従動ギァ１４は前記駆動軸１１に設けた半球状軸受１１ｃで支持され、この半球状軸受１１ｃにより前記回動部材１０が搖動しても前記従動ギァ１４が傾かないようになる。
なお、前記従動ギァ１４を前記ジョイント部１２に近づけると前記回動部材１０の傾きによる影響が小さく、前記駆動ギァ１３と前記従動ギァ１４との噛合いが円滑にできる。

【0025】

前記回動部材１０を支持するガイド手段１５は筒体１６よりなり、この筒体１６には、前記回動部材１０の前記駆動軸１１が挿入される。前記筒体１６の内周にはカム面１６ａが形成され、このカム面１６ａに前記駆動軸１１の前記膨出部１１ｂが当接し、前記膨出部１１ｂが前記カム面１６ａに沿って半径方向に移動し、前記回動部材１０を傾斜させる。

【0026】

前記筒体１６の外周に主ギァ１７が固定され、この主ギァ１７は前記電動モータ３の前記出力軸４に遊嵌された副ギア１８に噛合い、前記副ギァ１８には前記電動モータ３の回転が第１クラッチ１９により伝達されるようになっている。

【0027】

前記第１クラッチ１９は前記副ギア１８の一側に設けた凸クラッチ１９ａと、前記出力軸４に固定した凹クラッチ１９ｂとよりなり、前記凸クラッチ１９ａが前記出力軸４上を摺動して前記凹クラッチ１９ｂに係合し、前記電動モータ３の回転を前記副ギア１８に伝達する。

【0028】

２０は振動発生機構で、この振動発生機構２０は前記駆動軸１１の前記膨出部１１ａに近接する打撃子２１とクランク部２２および主ベベルギァ２３ａと副ベベルギァ２３ｂを有するベベルギァ部２３よりなり、このベベルギァ部２３には前記電動モータ３の前記出力軸４の回転が、第２クラッチ２４を介して伝達される。
なお、前記振動発生機構２０については、カム溝を形成した回転ドラムにより回転運動を往復運動に変えて打撃子を作動させる形式にしてもよい。

【0029】

前記第２クラッチ２４は前記出力軸４に遊嵌される前記主ベベルギァ２３ａに設けた凸クラッチ２４ａと、前記出力軸４とともに回転し、前記出力軸４上を摺動する凹クラッチ２４ｂよりなり、前記凸クラッチ２４ａと前記凹クラッチ２４ｂとの係合することにより、前記出力軸４の回転が前記主ベベルギァ２３ａに伝達され前記振動発生機構２０が作動し、前記凸クラッチ２４ａと前記凹クラッチ２４ｂとの係合を外すことにより、前記出力軸４から前記ベベルギァ部２３への伝達が切断され前記振動発生機構２０の作動を止める。
なお、前記凹クラッチ２４ｂと前記副ギァ１８とは各々独立して回転するように隣接している。

【0030】

前記第２クラッチ２４の前記凹クラッチ２４ｂと、前記筒体１６とはシフトフォーク２５により連結され、このシフトフォーク２５の両端は前記凹クラッチ２４ｂおよび前記筒体１６に対して回転自在に嵌挿されている。
なお、前記シフトフォーク２５は前記制御部５からの信号により作動する操作レバー（図示せず）を備えている。

【0031】

前記シフトフォーク２５を操作することにより、前記第２クラッチ２４の前記凹クラッチ２４ｂと前記筒体１６が軸方向に移動し、前記第２クラッチの前記凹クラッチ２４ｂと前記凸クラッチ２４ａとの係合が外れるとともに、前記第１クラッチ１９の前記凸クラッチ１９ａが前記凹クラッチ１９ｂに係合し、前記出力軸４の回転が前記副ギァ１８より前記主ギァ１７に伝達される。

【0032】

次に、この発明の電動工具の作動を説明する。まず、電源スイッチＳをオンすると、前記電動モータ３の前記出力軸４の回転は、前記駆動ギァ１３と前記第２クラッチ２４を介して前記振動発生機構２０の前記ベベルギァ部２３に伝達される。

【0033】

一方、前記駆動ギァ１３の回転は前記従動ギァ１４に伝達され、前記駆動軸１１が回転するとともに、前記ドリルビット６も回転し、コンクリートなどの構造物Ｇへの穿孔を開始する。

【0034】

そして、前記振動発生機構２０の前記ベベルギァ部２３の回転は前記クランク部２２より前記打撃子２１を往復動させ、これが前記駆動軸１１を介して前記ドリルビット６に伝達される。

【0035】

こうして、前記ドリルビット６が自転しながら穿孔が進み、図２（ａ）のように、前記ドリルビット６の先端が前記制御部５に予め入力してメモリー（図示せず）に記憶された穿孔の深さに達すると、前記制御部５からの信号により作動する操作レバー（図示せず）で前記シフトフォーク２５を操作し、前記筒体１６を軸方向に移動させるとともに、前記第２クラッチ２４の凹クラッチ２４ｂも軸方向に移動させる。

【0036】

前記筒体１６が軸方向に移動されることにより、前記駆動軸１１の前記膨出部１１ａが前記カム面１６ａに沿って半径方向に動き、前記回動部材１０が前記ジョイント部１２を支点にして傾斜し、かつ、前記第２クラッチ２４の凹クラッチ２４ｂも軸方向に移動されることにより、第１クラッチ１９の前記凸クラッチ１９ａが前記凹クラッチ１９ｂに係合し、前記出力軸４の回転が前記副ギァ１８に伝達される。

【0037】

そして、前記出力軸４の回転は前記副ギァ１８に噛合う前記主ギァ１７に伝達されるとともに、前記駆動軸１１にも前記駆動ギァ１３より前記従動ギァ１４を介して伝達されており、これにより前記回動部材１０は自転しながら公転することになる。

【0038】

このため、穿孔が設定の深さに達している前記ドリルビット６は傾斜した状態で、自転しながら公転することになり、図２の（ｂ）のようにコンクリートなどの構造物Ｇにアンダーカットのある穿孔を施工することができる。
なお、前記筒体１６のカム面１６ａの傾斜角を大きくすれば、アンダーカット量は増加できる。

【0039】

更に、第２の実施の形態を、図５に基づいて説明する。この実施の形態において第１の実施の形態と同じ構成は同一の符号を付して説明する。

【0040】

この第２の実施の形態では、穿孔をするコンクリートなどの構造物Ｇに光を照射する発信部２７と、前記構造物Ｇの表面より反射して戻ってきた光の受信部２８とよりなる計測手段２６を前記電動工具本体１の前部に備える。

【0041】

前記電動工具本体１が穿孔を開始する前に、前記計測手段２６によって前記発信部２７の光の照射から前記受信部２８の受信までの所要時間を計測し、前記構造物Ｇまでの距離を前記制御部４で演算しメモリーに記憶させることにより穿孔深さの設定値が予め入力される。

【0042】

そして、穿孔が開始され、前記計測手段２６の前記発信部２７と前記受信部２８の時間の変化を前記制御部４で演算して求めた距離が実測した計測値となり、これが穿孔深さの前記設定値と一致した時、前記制御部４の信号により前記操作レバー（図示せず）が作動し前記シフトフォーク２５を操作して前記ガイド手段１５の筒体１６を軸方向に移動させるとともに、前記電動モータ３の回転を前記ガイド手段１５の前記筒体１６に伝達する。

【0043】

なお、実測した前記計測値が穿孔深さの前記設定値と一致した時、一旦前記電動モータ３を停止させ、前記制御部５からの信号をランプとかブザーで知らせるか、前記チャック７の先端がコンクリートなどの構造物Ｇの表面に当接したことを感知して、手動で前記操作レバーにより前記シフトフォーク２５を作動させてもよい。
また、この発明では穿孔深さの設定値を前記計測手段２６より得るようにしたが、前記ドリルビット６の規格データより設定値を調べ、この値を前記制御部５に入力することでもよい。

【0044】

以上、この発明の構成における前記電動工具本体１によって、まず、前記電動モータ３の回転が伝達される前記回動部材１０を自転させながら前記ドリルビット６により下孔を穿孔し、さらに、前記回動部材１０を自転しながら公転させて下孔の下方を前記ドリルビット６により円錐状に切削し、アンダーカットのある穿孔をコンクリートなどの構造物Ｇに一度の操作で施工することができ、施工時間の短縮も図れ、作業効率が向上することになる。

【0045】

また、前記電動工具本体１の前記チャック７の先端がコンクリートなどの構造物Ｇの表面に圧接されて擦れ合うことがないことから、穿孔する構造物Ｇの表面を傷付けることがなく、熟練を要していなくても簡単に精度の高いアンダーカットがある穿孔をするができ、操作性に優れている。

【産業上の利用可能性】

【0046】

この発明は、熟練を要することなく、精度の高いアンダーカットのある穿孔を施工することができる電動工具である。

【符号の説明】

【0047】

１ 電動工具本体
２ ハウジング
３ 電動モータ
４ 出力軸
５ 制御部
６ ドリルビット
６ａ シャンク
６ｂ 刃先
７ チャック
７ａ 椀状凹部
７ｂ 揺れ止め突起
７ｃ 挿通孔
８ 握り部
９ 電源コード
１０ 回動部材
１１ 駆動軸
１１ａ 球状軸受部
１１ｂ 膨出部
１１ｃ 半球状軸受
１２ ジョイント部
１３ 駆動ギァ
１４ 従動ギァ
１５ ガイド手段
１６ 筒体
１６ａ カム面
１７ 主ギァ
１８ 副ギァ
１９ 第１クラッチ
１９ａ 第１クラッチの凸クラッチ
１９ｂ 第１クラッチの凹クラッチ
２０ 振動発生機構
２１ 打撃子
２２ クランク部
２３ ベベルギァ部
２３ａ 主ベベルギァ
２３ｂ 副ベベルギァ
２４ 第２クラッチ
２４ａ 第２クラッチの凸クラッチ
２４ｂ 第２クラッチの凹クラッチ
２５ シフトフォーク
２６ 計測手段
２７ 発信部
２８ 受信部
Ｓ 電源スイッチ
Ｇ 構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】