特許 6709723 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】6709723

(24)【登録日】2020年5月27日

(45)【発行日】2020年6月17日

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20200608BHJP

   B25B 25/00 20060101ALI20200608BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 F

   B25B25/00 C

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-230316(P2016-230316)

(22)【出願日】2016年11月28日

(65)【公開番号】特開2018-86696(P2018-86696A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2019年9月27日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519157727

【氏名又は名称】マクセルイズミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】特許業務法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】上條 敬一郎

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０１１０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２１４８６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開平０２−０６５０２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１５０５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１７９５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１１８２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｂ２５／００−３３／００

Ｂ２５Ｆ１／００−５／０２

Ｂ２３Ｄ１５／００−１９／０８

Ｂ２３Ｄ２３／００−３１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部に設けられたシリンダ内に往復動可能に収容されて流体の圧力によって押動されるピストンと、前記本体部の先端に連結されて前記ピストンの押動により所定動作を行う工具ヘッドとを備え、電気モータによって駆動される電動工具であって、
前記シリンダから前記流体を貯留する流体タンクへ連通して、前記流体を通流させるリターン流路と、
前記リターン流路から分岐する動作用流路に配設されて、前記リターン流路内の前記流体の圧力が所定値以上となったときに開き位置となる圧力規制弁と、
前記動作用流路に配設されて、流入する前記流体の圧力によって押動される動作ピンと、
前記リターン流路に配設されて、前記動作ピンの押動により開き位置となるリターン弁と、を備えること
を特徴とする電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動工具に関し、さらに詳細には、本体部に設けられたシリンダ内に往復動可能に収容されて流体の圧力によって押動されるピストンと、本体部の先端に連結されてピストンの押動により所定動作を行う工具ヘッドとを備え、電気モータによって駆動される電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ワイヤー、ケーブルに圧着端子を固定するための圧着工具や、ワイヤー、ケーブルを切断する切断工具等、電気モータによって駆動されて所定動作を行う電動工具が知られている。

【0003】

一例として、特許文献１記載の電動工具が提案されている。この電動工具は、本体部に着脱式のバッテリを備えるコードレスタイプであって、作業者が起動スイッチノブを押動している間、電気モータによって油圧ポンプが駆動される。この油圧によってピストンが押動されて工具ヘッドにおける口金の先端部が閉じられる作用が得られる。一例として、圧着用の工具ヘッドを用いれば、ワイヤー、ケーブルに圧着端子を固定する圧着工具として使用することができる。あるいは、切断用の工具ヘッドを用いれば、ワイヤー、ケーブルを切断する切断工具として使用することもできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０６６８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、特許文献１に例示されるような従来の電動工具においては、圧着あるいは切断の作業が終了したときに、戻しレバーの操作によってピストンを元の位置まで戻し、次の作業の待機状態とする構成であった。したがって、作業者は一旦、起動スイッチノブから指を離して、戻しレバーを押しなおさなければならないため、動作が一工程増えることによる手間や時間の増加が問題となっていた。

【0006】

その解決策として、作業が終了したときに、自動的にピストンを起動位置まで戻す自動後退機能を備える電動工具も開発されている。しかしながら、自動後退機能を必要としない場合に当該機能を解除させることができないという問題や、自動後退機能の動作中において途中停止させることができないという問題があった。仮に、電気的に外部からピストンを戻す戻し弁を操作する構造とすれば当該機能の解除や途中停止も可能となるが、電気的に戻し弁を操作するソレノイドやモータ等が必要となるため、構造の複雑化、重量の増加、製造コストの増加等の問題が生じ得る。あるいは起動スイッチノブを押したときに戻し弁を閉じ、離したときに戻し弁を開く構造とする方法も考えられるものの、作業時に仮押さえができなくなるという別の問題が生じ得る。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、油圧機構を用いた簡素な構造によって、作業が終了したときに自動的にピストンを起動位置まで戻す自動後退機能を実現することができると共に、自動後退機能の解除や途中停止を行う機構の付加を容易に行うことができる電動工具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】

【0008】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0009】

開示の電動工具は、本体部に設けられたシリンダ内に往復動可能に収容されて流体の圧力によって押動されるピストンと、前記本体部の先端に連結されて前記ピストンの押動により所定動作を行う工具ヘッドとを備え、電気モータによって駆動される電動工具であって、前記シリンダから前記流体を貯留する流体タンクへ連通して、前記流体を通流させるリターン流路と、前記リターン流路から分岐する動作用流路に配設されて、前記リターン流路内の前記流体の圧力が所定値以上となったときに開き位置となる圧力規制弁と、前記動作用流路に配設されて、流入する前記流体の圧力によって押動される動作ピンと、前記リターン流路に配設されて、前記動作ピンの押動により開き位置となるリターン弁と、を備えることを要件とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電気的に戻し弁を操作するソレノイドやモータ等を設けることなく、油圧機構を用いた簡素な機械的構造によって、所定作業が終了したときに自動的にピストンを起動位置まで戻す自動後退機能を実現することができる。また、自動後退機能の解除や途中停止を行う機構の付加を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る電動工具の例を示す斜視図（概略図）である。

【図2】図１に示す電動工具の正面図（概略図）である。

【図3】図１に示す電動工具の内部機構の例を示す概略図である。

【図4】図１に示す電動工具のピストンの押動機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。

【図5】図１に示す電動工具のピストンの自動後退機能を行う機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。

【図6】図１に示す電動工具のピストンの自動後退機能を説明するための説明図である。

【図7】図１に示す電動工具のピストンの自動後退機能の解除および途中停止を行う機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は電動工具１の例を示す斜視図（概略図）であり、図２は正面図（概略図）である。また、図３は電動工具１の内部機構の例を示す概略図である。また、図４は電動工具１のピストン３６の押動機構に関連する部分を中心とする拡大図（概略図）。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0013】

本実施形態に係る電動工具１は、図１〜４に示すように、作業者が片手で把持して作業可能なコードレスタイプの電動工具である。先端部の工具ヘッドは交換可能に構成されている。例えば、先端部に圧着用の工具ヘッド１４を設けることにより、ケーブル等と圧着端子をカシメにより圧着する圧着工具として用いることができる。一方、先端部に切断用のカッタを有する工具ヘッド（不図示）を設けることにより、ケーブル等を切断する切断工具として用いることもできる。以下、本実施形態に係る電動工具１として、圧着工具の場合を例に挙げて説明を行う。

【0014】

この電動工具１は、作業者が把持を行うガン状の本体部１０と、その先端部に設けられた取付部１２と、この取付部１２に交換可能に装着された工具ヘッド１４と、着脱可能な充電式のバッテリ１６とを備えている。また、本体部１０の内部には、バッテリ１６の電源で駆動される電気モータ２２、この電気モータ２２により駆動されて流体（一例として、作動油）の加圧を行う流体ポンプ（一例として、油圧ポンプ）２４、駆動等の制御を行う制御部（不図示）等が設けられている。

【0015】

上記の構成を備える電動工具１は、流体ポンプ２４により加圧された流体の圧力によって工具ヘッド１４が所定動作を行うものである。以下、工具ヘッド１４が圧着動作を行う場合を例に挙げて、一連の動作を具体的に説明する。

【0016】

先ず、作業者が本体部１０の起動スイッチノブ１８を押すことによって、電気モータ２２が駆動される。このとき、電気モータ２２から減速機構２６を介して回転力が伝達され、斜板カム２８によって直動式の流体ポンプ２４の駆動力に変換される。流体ポンプ２４によって加圧された流体は、吐出流路３２を通流し、本体部１０に設けられたシリンダ３４内へと流入する。この流体の圧力を受けて、シリンダ３４内に往復動可能に収容されているピストン３６が一方向（本体部１０の先端部に向かう方向）に押動される。ここで、ピストン３６の先端部には工具ヘッド１４の動作アーム１４ａが連結されており、ピストン３６と共に本体部１０の先端部に向かって押動される。したがって、工具ヘッド１４の固定アーム１４ｂと、動作アーム１４ａとの間にケーブル等と圧着端子とを収納しておくことにより、これらを圧着する作用を得ることができる。

【0017】

なお、本実施形態においては、本体部１０に設けられた起動スイッチノブ１８が押動されている間のみ、バッテリ１６から電源が供給されて電気モータ２２が駆動される構成となっている。ただし、この構成に限定されるものではなく、起動スイッチノブ１８が押動されたときに、電気モータ２２の駆動が開始され、次に起動スイッチノブ１８が押動されたときに、電気モータ２２の駆動が停止される等の構成としてもよい。

【0018】

また、本実施形態に係る電動工具１は、作業が終了したときに自動的にピストン３６を起動位置まで戻す自動後退機能を備えている。ここで、自動後退機能を実現する構成について詳しく説明する。図５は当該自動後退機能を行う機構に関連する部分を中心とする平面視の拡大図（断面図）であり、図６は当該自動後退機能を説明するための説明図である。

【0019】

図５に示すように、シリンダ３４から流体を貯留する流体タンク（不図示）へ連通して、流体を通流させるリターン流路４０を備えている。ここで、リターン流路４０から分岐する動作用流路４２が設けられると共に、動作用流路４２の流路途中において当該動作用流路４２の開閉を行う圧力規制弁４４が設けられている。この圧力規制弁４４は、リターン流路４０内の流体の圧力が所定値以上となったときに開き位置となって動作用流路４２を開通させる作用をなすものである。

【0020】

この構成によれば、工具ヘッド１４による所定動作（一例として、圧着動作）が終了したとき、ピストン３６の押動が停止した状態のシリンダ３４内に流体ポンプ２４によって加圧された流体が継続して流入することとなり、シリンダ３４内および当該シリンダ３４内と連通するリターン流路４０内の流体の圧力があらかじめ設定された所定値以上となる。したがって、圧力規制弁４４が開き位置となって動作用流路４２が開通するため、リターン流路４０内から動作用流路４２内へ、加圧された流体が流入する作用が得られる。ちなみに、通常、作業者は工具ヘッド１４による所定動作が終了したことを、圧力規制弁４４が開き位置となる際に発生する音で確認できるため、起動スイッチノブ１８を押す動作を停止させる。

【0021】

次に、動作用流路４２には、圧力規制弁４４よりも下流側（リターン流路４０との分岐部から遠ざかる側）の位置において、先端部４６ａを動作用流路４２よりも外に突出させた状態で動作用流路４２内を往復動可能に設けられた動作ピン４６を備えている。この動作ピン４６は、常時は付勢部材によって先端部４６ａを動作用流路４２内へ向かう方向に付勢されており、動作用流路４２が開通してリターン流路４０内から動作用流路４２内へ加圧された流体が流入したときに、その流入した流体の圧力によって動作用流路４２外へ向かう方向に押動される作用をなすものである。

【0022】

この構成によれば、圧力規制弁４４が開き位置となって動作用流路４２が開通したときに、リターン流路４０内から動作用流路４２内へ流入した流体の圧力によって動作ピン４６の先端部４６ａが動作用流路４２外へ向かう方向に押動される作用が得られる。

【0023】

次に、リターン流路４０には、動作用流路４２との分岐部よりも下流側（分岐部から遠ざかる側）の位置において、当該リターン流路４０の開閉を行うリターン弁４８が設けられている。このリターン弁４８は、球状の弁体４８ａを有しており、常時は付勢部材によって弁体４８ａを閉じ位置となる一方向（ここでは、動作用流路４２内へ向かう方向）に付勢されており、動作ピン４６の先端部４６ａによって弁体４８ａを逆方向（ここでは、動作用流路４２外へ向かう方向）に押動されたときに開き位置となってリターン流路４０を開通させる作用をなすものである。

【0024】

この構成によれば、リターン流路４０内から動作用流路４２内へ流入した流体の圧力によって動作ピン４６の先端部４６ａが動作用流路４２外へ向かう方向に押動されたときに、リターン弁４８が開き位置となってリターン流路４０が開通する。したがって、シリンダ３４内の流体がリターン流路４０を通流して、流体タンクへと流出する作用が得られる。このとき、起動スイッチノブ１８を押す動作は停止されているため、ピストン３６が一方向（本体部１０の先端部に向かう方向）に押動される作用は生じない。したがって、シリンダ３４内の流体が流体タンクへと流出することでシリンダ３４内の流体の圧力が低下するため、シリンダ３４内に設けられた付勢部材３８の付勢力が当該圧力を上回る状態となり、ピストン３６は逆方向（本体部１０の先端部から離れる方向）に押動される作用が生じる。すなわち、ピストン３６を起動位置まで戻す後退機能が得られる。ちなみに、作業が終了したときに、起動スイッチノブ１８を押す動作を継続したままとすると、吐出流路３２からシリンダ３４内へ流体が流入しつつ、シリンダ３４内からリターン流路４０へ流体が流出する状態となるため、ピストン３６はどちらの方向にも移動しない状態となる。

【0025】

以上のように、作業者が本体部１０の起動スイッチノブ１８を押すことで、工具ヘッド１４を動作させて所定の作業（圧着等）を行った場合、当該作業が終了したときに、工具ヘッド１４の可動部（一例として、固定アーム１４ｂ）の動きが停止する（図６（ａ）参照）。このとき、ピストン３６の押動も停止されるため、シリンダ３４内および当該シリンダ３４内と連通するリターン流路４０内の流体の圧力が所定値以上となる。これにより、圧力規制弁４４が開き位置となって動作用流路４２が開通して、リターン流路４０内から動作用流路４２内へ加圧された流体が流入する（図６（ｂ）参照）。その結果、動作用流路４２内へ流入した流体の圧力によって動作ピン４６の先端部４６ａが動作用流路４２外へ向かう方向に押動されて、リターン弁４８が開き位置となる（図６（ｃ）参照）。したがって、リターン流路４０が開通して、シリンダ３４内の流体がリターン流路４０を通流して流体タンクへと流出するため、シリンダ３４内の流体の圧力が低下して、付勢部材３８の付勢力によってピストン３６は起動位置まで戻される。すなわち、作業の終了に伴って自動的にピストン３６を起動位置まで戻す自動後退機能が実現される。

【0026】

上記の構成によれば、簡素な機械的構造、具体的には動作用流路や開閉弁等を用いた簡素な油圧機構によって、ピストン３６の自動後退機能を実現可能としている。したがって、電気的に戻し弁を操作するソレノイドやモータ等を設ける必要が無いため、構造の複雑化、重量の増加、製造コストの増加等の問題を解決することが可能となる。

【0027】

さらに、簡素な油圧機構を用いて自動後退機能を実現しているため、当該自動後退機能を解除する機構や途中停止する機構の付加を容易に行うことが可能となる。以下、それらの機構について詳しく説明する。図７は当該自動後退機能の解除および途中停止を行う機構に関連する部分を中心とする正面視の拡大図（断面図）である。

【0028】

図７に示すように、動作用流路４２から分岐する開放用流路５２を備えている。当該分岐部は圧力規制弁４４の配設位置と動作ピン４６の配設位置との間の位置に設けられる。ここで、開放用流路５２の流路途中において当該開放用流路５２の開閉を行う圧力開放弁５４が設けられている。この圧力開放弁５４は、球状の弁体５４ａを有しており、常時は付勢部材によって弁体５４ａが閉じ位置となる一方向に付勢されており、開放ピン５６の先端部５６ａによって弁体５４ａが逆方向に押動されたときに開き位置となって開放用流路５２を開通させる作用をなすものである。

【0029】

この構成によれば、前述の圧力規制弁４４が開き位置となって動作用流路４２が開通して、リターン流路４０内から動作用流路４２内へ流体が流入したときに、圧力開放弁５４が開き位置となって開放用流路５２を開通させた状態となっている場合には、当該流体は、動作用流路４２から開放用流路５２へと流出するため、動作用流路４２内の圧力は上昇せず、動作ピン４６を押動させる作用が生じない。したがって、リターン弁４８が開き位置とはならず、リターン流路４０も開通しないため、前述のピストン３６を起動位置まで戻す後退機能は作用しないこととなる。逆に、リターン流路４０内から動作用流路４２内へ流体が流入したときに、圧力開放弁５４が閉じ位置となって開放用流路５２を開通させない状態となっている場合には、前述のピストン３６を起動位置まで戻す後退機能が作用することとなる。

【0030】

本実施形態においては、開放用流路５２の開閉動作（ここでは、開き位置とする動作）、すなわち、圧力開放弁５４を開き位置まで押動する開放ピン５６の動作（押動）を行うカム６０を備えている。このカム６０は、回動可能に配設されていると共に、常時は一方向に向けて付勢されており、逆方向（矢印Ａ方向）に向けて所定位置まで回動されることによって開放ピン５６を押動する作用、すなわち圧力開放弁５４を開き位置とする作用をなすものである。

【0031】

ここで、カム６０を所定位置まで動作（回動）させる動作部として以下の二通りの構成を備えている。

【0032】

上記動作部の第１の構成として、起動スイッチノブ１８に連結されて起動スイッチノブ１８の移動をカム６０の回動に変換するリンク部６２を備えている。これによれば、工具ヘッド１４による所定の作業が終了し、前述の自動後退機能が開始された状態で、且つ、作業者が起動スイッチノブ１８の押動を停止した状態において、再度、作業者が起動スイッチノブ１８を押動することによって（押動を続ける必要はなく、一回押動すればよい）、当該起動スイッチノブ１８に連結されたリンク部６２の先端部６２ａがカム６０を所定位置まで動作（回動）させる作用が生じる。したがって、圧力開放弁５４が開き位置となって、ピストン３６の自動後退機能を動作途中で停止することが可能となる。このように、自動後退機能の途中停止機構を、きわめて簡素な構成の付加によって実現することが可能となる。

【0033】

上記動作部の第２の構成として、大小二つの作用寸法を有してカム６０と当接するレバー部６４を備えている。一例として、レバー部６４には、カム６０の回動軸Ｃと並行する方向に移動可能に配設されて、二つの作用半径でカム６０と当接可能な円柱状部材が用いられる。これによれば、レバー部６４の大きな作用寸法の部分をカム６０と当接させることによって、カム６０を動作（回動）させる作用が生じる。なお、レバー部６４の小さな作用寸法の部分に関しては、カム６０と当接させない構成としてもよく、あるいは、カム６０を所定位置まで動作（回動）させない程度に当接させる構成としてもよい。

【0034】

この構成によれば、作業開始前すなわち起動スイッチノブ１８を押動する前に、レバー部６４を一方の位置まで移動させて、小さな作用寸法の部分がカム６０と非当接（もしくは所定位置まで回動させない当接）の状態とすれば、当該カム６０を所定位置まで動作（回動）させないため、自動後退機能が作用する状態とすることができる。逆に、起動スイッチノブ１８を押動する前に、レバー部６４を他方の位置まで移動させて、大きな作用寸法の部分がカム６０と当接する状態とすれば、当該カム６０を所定位置まで動作（回動）させる作用が生じる。したがって、圧力開放弁５４が開き位置となって、ピストン３６の自動後退機能を解除することが可能となる。このように、自動後退機能の解除機構を、きわめて簡素な構成の付加によって実現することが可能となる。

【0035】

以上、説明した通り、本発明に係る電動工具によれば、電気的に戻し弁を操作するソレノイドやモータ等を設けることなく、油圧機構を用いた簡素な機械的構造によって、所定作業が終了したときに自動的にピストンを起動位置まで戻す自動後退機能を実現することができる。また、自動後退機能の解除や途中停止を行う機構の付加を容易に行うことができる。

【0036】

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。特に、本電動工具として、圧着工具を例に挙げて説明を行ったが、これに限定されるものではなく、切断工具等においても好適に適用することができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 電動工具
１０ 本体部
１２ 取付部
１４ 工具ヘッド
１４ａ 動作アーム
１４ｂ 固定アーム
１６ バッテリ
１８ 起動スイッチノブ
２２ 電気モータ
２４ 流体ポンプ
２６ 減速機構
２８ 斜板カム
３２ 吐出流路
３４ シリンダ
３６ ピストン
３８ 付勢部材
４０ リターン流路
４２ 動作用流路
４４ 圧力規制弁
４６ 動作ピン
４６ａ 動作ピンの先端部
４８ リターン弁
４８ａ リターン弁の弁体
５２ 開放用流路
５４ 圧力開放弁
５４ａ 圧力開放弁の弁体
５６ 開放ピン
５６ａ 開放ピンの先端部
６０ カム
６２ リンク部
６２ａ リンク部の先端部
６４ レバー部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】