電動工具
【課題】ドリルが電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を停止させる電動工具を提供する。
【解決手段】電動工具１０は、ハウジング１ｈ、スピンドル１ｃ、電気モータ２、及び検電装置６を備える。スピンドル１ｃは、ドリル１ａと回転可能に連結すると共に、ドリル１ａと電気的に接続する。検電装置６は、スピンドル１ｃと電気的に接続して、通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、当該通電体の電位を検出する。検電装置６は、スピンドル１ｃに接触するブラシ６１と接続する検電回路６２と、検電回路６２から出力された前記通電体の電位の検出信号を増幅する増幅回路６３を有する。電気モータ２は、増幅回路６３から前記検出信号が出力されると、電気モータ２を回転させる電力が遮断される保護スイッチ２２ｓを有する。
【解決手段】電動工具１０は、ハウジング１ｈ、スピンドル１ｃ、電気モータ２、及び検電装置６を備える。スピンドル１ｃは、ドリル１ａと回転可能に連結すると共に、ドリル１ａと電気的に接続する。検電装置６は、スピンドル１ｃと電気的に接続して、通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、当該通電体の電位を検出する。検電装置６は、スピンドル１ｃに接触するブラシ６１と接続する検電回路６２と、検電回路６２から出力された前記通電体の電位の検出信号を増幅する増幅回路６３を有する。電気モータ２は、増幅回路６３から前記検出信号が出力されると、電気モータ２を回転させる電力が遮断される保護スイッチ２２ｓを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具に関する。特に、電動工具に設けたドリルが電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電機能付きの電動工具の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気工事は、作業部位に供給している電気を停止して実施される。例えば、検電器を電線などの作業部位に当てることで、電線が通電されているか否かを判別することができる。これにより、電気工事を安全に実施できる。なお、通電状態を維持した状態で作業する活線工事も実施されている。
【０００３】
このような電気工事に実施するにあたり、電線の被覆を除去するナイフに検電部を設け、電線が活線状態であるかを確認可能な検電部を設けたナイフが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１によるナイフは、本体の内部に検電部を埋設し、検電部と刃ガイドとの間に検電帯を設け、検電帯の一端を検電部に固設し、検電帯の他端を刃ガイドに接触させている。又、特許文献１によるナイフは、本体の外壁に表示ランプを凹設し、更に、本体の外壁にブザーを凹設している。特許文献１によるナイフは、電線にナイフを入れたときに、表示ランプの点灯、又はブザーの発信音から活線状態を確認できる、としている。
【０００５】
又、このような電気工事に実施するにあたり、ねじ締め用として許容される締付け力を大きくでき、しかも、分解や組立、電池交換を簡単な作業で迅速かつ容易に実施できる検電用ドライバが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２による検電用ドライバは、柄の先端部に備えたドライバービットの装着部を筒状に形成することにより、ねじ締め作業時の大きな締付け力に耐えるようにできる。カバー体の裏面側に複数の電気部品を搭載した配線基板を取り付け、柄の把手部に設けたガイド溝を利用して、カバー体を差し込むことにより、カバー体で把手部の開口を塞ぐことができる。更に、キャップ体を柄から取り外し、電池ホルダーを露出させて、電池を交換できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平６−６６５６４号公報
【特許文献２】実開平５−７２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１によるナイフ及び特許文献２による検電用ドライバは、手動工具と使用できると共に検電器としても使用できて便利である。しかしながら、壁や床に電気ドリルで孔を穿設するときに、壁や床に埋設された活線を損傷させることがある。埋設電線は、敷設された場所を特定することが困難な場合が多く、かつ、壁や床を隔てて、検電器で埋設電線の通電状態を確認することが困難であるからである。
【０００９】
壁や床に電気ドリルで孔を穿設するときには、多くは、埋設電線が敷設されていないものと認識されている。このため、埋設電線を損傷させ、停電に至るといった事故が発生している。
【００１０】
電動工具に設けたドリルが埋設電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電機能付きの電動工具が実現できれば、埋設電線を損傷させる事故を防止でき、安全に穿設工事を実施できる。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、電動工具に設けたドリルが埋設電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電機能付きの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】
【００１２】
本発明者は、ドリルと電気的に接続する検電部を電動工具の内部に設け、ドリルの先端が電線の被覆に接触して、電線の通電を検出すると、ドリルを回転させる電気モータの電力を遮断することによって、埋設電線を損傷させる事故を防止できることを見出し、これに基づいて、以下のような新たな電動工具を発明するに至った。
【００１３】
（１）本発明による電動工具は、ドリル、及びこのドリルを胴体部の端部に把持するドリルチャックを有する絶縁性のハウジングと、このハウジングの胴体部の内部に収容され、前記ドリルと回転可能に連結すると共に、当該ドリルと電気的に接続するスピンドルと、このスピンドルを回転させる回転軸を有する電気モータと、前記スピンドルと電気的に接続して、通電体の絶縁被覆に前記ドリルの先端が接触すると当該通電体の電位を検出する検電装置と、を備え、前記検電装置は、前記スピンドルに接触するブラシと、このブラシと接続し、前記通電体の電位を検出すると検出信号を出力する検電回路と、この検電回路と接続し、前記検出信号を増幅する増幅回路と、を有し、前記電気モータは、前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、当該電気モータを回転させる電力が遮断される保護スイッチを有する。
【００１４】
（２）本発明による電動工具は、前記電気モータの回転軸を制動可能な電磁ブレーキ装置を更に備え、この電磁ブレーキ装置は、前記回転軸の端部に固定された円板状のハブと、前記回転軸の軸方向に移動が許容されるように、複数の平行板ばねを介して、前記ハブに取り付けられた円環状のアーマチュアと、円筒状のフレームの内部にコイルが巻回された電磁ソレノイド本体であって、当該フレームの励磁面が前記アーマチュアと所定のギャップを有するように、前記電気モータの本体に固定された電磁ソレノイド本体と、前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、前記電磁ソレノイド本体が励磁するように、前記コイルを通電させる制動スイッチと、を有することが好ましい。
【００１５】
（３）前記ドリルチャックは、その外面が絶縁被覆されていることが好ましい。
【００１６】
（４）前記スピンドルと前記ドリルチャックとを連結し、当該スピンドルから前記ドリルに所定のトルクを伝動するクラッチ装置を更に備え、前記クラッチ装置は、前記胴体部と前記ドリルチャックとの間に介装され、伝動トルクを調整する円環状のダイヤルを有し、前記ダイヤルは、その外面が絶縁被覆されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による電動工具は、通電体の絶縁被覆にドリルの先端が接触すると、通電体の電位を検出する検電装置を備え、検電装置が通電体の電位を検出すると、ドリルを回転させる電気モータの電力を遮断するように構成しているので、埋設電線などを損傷させる事故を防止でき、安全に穿設工事を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による電動工具の構成を示す正面図である。
【図２】前記実施形態による電動工具の内部構成を示す正面図であり、要部を断面としている。
【図３】前記実施形態による電動工具に備わる歯車減速機の構成を示す縦断面図である。
【図４】前記実施形態による電動工具に備わる電磁ブレーキ装置の構成を示す縦断面図である。
【図５】前記実施形態による電動工具の左側面図である。
【図６】前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルが回転している状態図である。
【図７】前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルの回転が防止された状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［電動工具の構成］
（全体構成）
最初に、本発明の一実施形態による電動工具の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による電動工具の構成を示す正面図である。図２は、前記実施形態による電動工具の内部構成を示す正面図であり、要部を断面としている。
【００２０】
図１又は図２を参照すると、本発明の一実施形態による電動工具１０は、絶縁性のハウジング１ｈを備えている。ハウジング１ｈは、分割可能に組み立てられ、電動工具１０の外殻を構成している。ハウジング１ｈを部分的に取り外すことにより、内部の構成要素を露出できる。ハウジング１ｈは、例えば、絶縁性の合成樹脂を成形している。
【００２１】
図１又は図２を参照すると、ハウジング１ｈは、角筒状の胴体部１１及び把持部１２で主に構成されている。胴体部１１の前端部には、ノーズ１３を突出させている。胴体部１１の後端部には、キャップ１４を着脱自在に取り付けている。キャップ１４もハウジング１ｈに含まれる。
【００２２】
図１又は図２を参照すると、把持部１２の底面には、バッテリ１５を取り付けている。バッテリ１５は、例えば、再充電が可能なニッケル・カドミウム電池が使用されている。バッテリ１５は、リチウムイオン電池を使用することもできる。電動工具１０は、ＡＣ−ＤＣコンバータを介して、直流が入力されるように構成してもよい。
【００２３】
図２を参照すると、把持部１２の内部には、コネクタ１６とトリガースイッチ１７ｓが配置されている。バッテリ１５は、コネクタ１６を介して、トリガースイッチ１７ｓと電気的に接続している。
【００２４】
図１又は図２を参照すると、把持部１２には、トリガー１７を取り付けている。トリガー１７は、トリガースイッチ１７ｓに連結している。トリガー１７を操作する（引く）と、バッテリ１５から電気モータ２に電力が供給されて、電気モータ２を駆動（回転）できる。トリガー１７を離すと、電気モータ２への電力供給が遮断される。
【００２５】
図２を参照すると、胴体部１１の内部には、電気モータ２を収容している。電気モータ２は、アダプタ板２１に取り付けられている。アダプタ板２１を貫通して、電気モータ２の回転軸２ａが前端部側に延設している。そして、この回転軸２ａが胴体部１１のノーズ１３側に収容された歯車変速機３に連結している。なお、電気モータ２の回転軸２ａは、後端部側にも延設している。
【００２６】
図１又は図２を参照すると、歯車変速機３は、前端部側の回転軸２ａに連結した出力軸３ａを一方の端部に有している。又、歯車変速機３は、スピンドル１ｃを他方の端部に連結している。歯車変速機３は、複数の歯車列の組み合わせで、出力軸３ａの回転速度を減速して、スピンドル１ｃに出力している。
【００２７】
図１又は図２を参照すると、ハウジング１ｈの胴体部１１の内部には、スピンドル１ｃが収容されている。スピンドル１ｃは、クラッチ装置４を貫通して、ドリルチャック１ｂに連結している。ドリルチャック１ｂは、ドリル１ａを端部に把持している。スピンドル１ｃは、ドリル１ａと回転可能に連結すると共に、ドリル１ａと電気的に接続している。
【００２８】
図１又は図２を参照すると、電動工具１０は、クラッチ装置４を備えている。クラッチ装置４は、スピンドル１ｃとドリルチャック１ｂとを内部で連結し、スピンドル１ｃから所定のトルクをドリル１ａに伝動できる。
【００２９】
図１又は図２を参照すると、クラッチ装置４は、胴体部１１とドリルチャック１ｂとの間に介装されている。そして、クラッチ装置４は、円環状の目盛付きのダイヤル４ａを有している。ダイヤル４ａを操作して、ドリル１ａへの伝動トルクを調整できる。なお、クラッチ装置４の内部構造については、詳細な説明を省略する。
【００３０】
（歯車変速機の構成）
次に、歯車変速機３の構成を説明する。図３は、前記実施形態による電動工具に備わる歯車減速機の構成を示す縦断面図である。図３を参照すると、歯車変速機３は、三段の遊星歯車装置３１・３２・３３で構成されている。これらの遊星歯車装置３１・３２・３３は、軸方向に直列に配置されている。又、これらの遊星歯車装置３１・３２・３３は、相互に組み合わされた円筒状のギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａに収容されている。
【００３１】
図３を参照すると、一段目の遊星歯車装置３１は、第１太陽歯車３１ｂ、複数の第１遊星歯車３１ｃ、第１キャリア３１ｄ、及び第１リングギヤ３１ｅで構成されている。第１太陽歯車３１ｂは、出力軸３ａの端部に固定されている。複数の第１遊星歯車３１ｃは、第１太陽歯車３１ｂ及び第１リングギヤ３１ｅの内歯に噛み合っている。第１キャリア３１ｄは、複数の第１遊星歯車３１ｃをピン３１ｐで支持している。又、第１キャリア３１ｄは、複数の外歯３１１を端部に形成している。
【００３２】
図３を参照すると、歯車変速機３は、第１リングギヤ３１ｅに形成された外歯に噛み合う内歯を有する第１アウターリングギヤ３１ｆを備えている。第１アウターリングギヤ３１ｆは、軸方向に移動自在に構成されている。
【００３３】
図３に示された状態では、第１アウターリングギヤ３１ｆは、ギヤケース３１ａ側に移動している。そして、第１アウターリングギヤ３１ｆの内歯がギヤケース３１ａの端部に形成された外歯に噛み合っている。したがって、図３に示された状態では、第１アウターリングギヤ３１ｆは回転不能であると共に、第１リングギヤ３１ｅも回転不能になっている。
【００３４】
図３を参照すると、二段目の遊星歯車装置３２は、第２太陽歯車３２ｂ、複数の第２遊星歯車３２ｃ、第２キャリア３２ｄ、及び第２リングギヤ３２ｅで構成されている。第２太陽歯車３２ｂは、第１キャリア３１ｄと一体に形成されている。複数の第２遊星歯車３２ｃは、第２太陽歯車３２ｂ及び第２リングギヤ３２ｅの内歯に噛み合っている。第２キャリア３２ｄは、複数の第２遊星歯車３２ｃをピン３２ｐで支持している。又、第２キャリア３２ｄは、複数の外歯３２１を端部に形成している。
【００３５】
図３を参照すると、第２リングギヤ３２ｅは、軸方向に移動自在に構成されている。図３に示された状態では、第２リングギヤ３２ｅは、ギヤケース３３ａ側に移動している。そして、第２リングギヤ３２ｅの外歯がギヤケース３２ａの端部に形成された内歯に噛み合っている。したがって、図３に示された状態では、第２リングギヤ３２ｅは、回転不能になっている。
【００３６】
図３を参照すると、三段目の遊星歯車装置３３は、第３太陽歯車３３ｂ、複数の第３遊星歯車３３ｃ、第３キャリア３３ｄ、及び第３リングギヤ３３ｅで構成されている。第３太陽歯車３３ｂは、第２キャリア３２ｄと一体に形成されている。複数の第３遊星歯車３３ｃは、第３太陽歯車３３ｂ及び第３リングギヤ３３ｅの内歯に噛み合っている。第３キャリア３３ｄは、複数の第３遊星歯車３３ｃをピン３３ｐで支持している。又、第３キャリア３３ｄは、スピンドル１ｃの端部を中心部に固定している。第３リングギヤ３３ｅは、ギヤケース３３ａの内部に固定されている。
【００３７】
図３に示された状態では、第１から第３リングギヤ３１ｅ・３２ｅ・３３ｅは、ギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａに対して、それぞれ回転不能になっている。このため、第１太陽歯車３１ｂ→複数の第１遊星歯車３１ｃ→第１キャリア３１ｄ及び第２太陽歯車３２ｂ→複数の第２遊星歯車３２ｃ→第２キャリア３２ｄ及び第３太陽歯車３３ｂ→複数の第３遊星歯車３３ｃ→第３キャリア３３ｄの順番を経て、出力軸３ａの回転がスピンドル１ｃに伝動される。
【００３８】
図３を参照して、例えば、一段目の遊星歯車装置３１の減速比を１／３、二段目の遊星歯車装置３２の減速比を１／６、三段目の遊星歯車装置３３の減速比を１／３に設定すれば、図３に示された状態において、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１／３×１／６×１／３＝１／５４となる。
【００３９】
図３を参照すると、ギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａの外周には、軸方向にスライド可能な第１変速レバー３１ｓを配置している（図２参照）。第１変速レバー３１ｓは、ギヤケース３２ａに設けた開口を貫通する第１係合ピン３１ｋを取り付けている。第１係合ピン３１ｋの先端部は、第１アウターリングギヤ３１ｆの外周に形成した円環溝に係合している。第１変速レバー３１ｓをスライドすると、第１アウターリングギヤ３１ｆを軸方向に移動できる。
【００４０】
図３に示された状態から、第１変速レバー３１ｓをスライドして、第１アウターリングギヤ３１ｆをギヤケース３３ａ側に移動すると、第１アウターリングギヤ３１ｆとギヤケース３１ａとの係合を解除できる。
【００４１】
又、図３に示された状態から、第１アウターリングギヤ３１ｆをギヤケース３３ａ側に移動すると、第１アウターリングギヤ３１ｆは、第１キャリア３１ｄ及び第１リングギヤ３１ｅに係合して、第１キャリア３１ｄ及び第１リングギヤ３１ｅを一体に回転することができる。
【００４２】
図３を参照して、第１キャリア３１ｄと第１リングギヤ３１ｅが一体に回転した状態では、一段目の遊星歯車装置３１は非減速状態となる。一方、二段目の遊星歯車装置３２及び三段目の遊星歯車装置３３は、前述した減速比を維持している。このため、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１×１／６×１／３＝１／１８となる。
【００４３】
図３を参照すると、ギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａの外周には、軸方向にスライド可能な第２変速レバー３２ｓを配置している（図２参照）。第２変速レバー３２ｓは、ギヤケース３２ａに設けた開口を貫通する第２係合ピン３２ｋを取り付けている。第２係合ピン３２ｋの先端部は、第２リングギヤ３２ｅの外周に形成した円環溝に係合している。第２変速レバー３２ｓをスライドすると、第２リングギヤ３２ｅを軸方向に移動できる。
【００４４】
図３に示された状態から、第２変速レバー３２ｓをスライドして、第２リングギヤ３２ｅをギヤケース３１ａ側に移動すると、第２リングギヤ３２ｅとギヤケース３２ａとの係合を解除できる。
【００４５】
又、図３に示された状態から、第２リングギヤ３２ｅをギヤケース３１ａ側に移動すると、第２リングギヤ３２ｅは、第１キャリア３１ｄ（第２太陽歯車３２ｂ）に係合して、第２リングギヤ３２ｅと第１キャリア３１ｄ（第２太陽歯車３２ｂ）を一体に回転することができる。
【００４６】
図３を参照して、第２リングギヤ３２ｅと第１キャリア３１ｄ（第２太陽歯車３２ｂ）が一体に回転した状態では、二段目の遊星歯車装置３２は非減速状態となる。一方、一段目の遊星歯車装置３１を前述した減速比を維持するように、第１変速レバー３１ｓをスライドしておくと、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１／３×１×１／３＝１／９となる。
【００４７】
又、図３を参照して、第１変速レバー３１ｓをギヤケース３３ａ側にスライドしておくと共に、第２変速レバー３２ｓをギヤケース３１ａ側にスライドしておくと、一段目の遊星歯車装置３１及び二段目の遊星歯車装置３２は非減速状態となる。このため、三段目の遊星歯車装置３３のみで減速され、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１×１×１／３＝１／３となる。
【００４８】
このように、実施形態による電動工具１０は、第１変速レバー３１ｓ及び第２変速レバー３２ｓの操作により、４段の減速比が選択可能な歯車変速機３を備えている。
【００４９】
（電磁ブレーキ装置の構成）
引き続き、実施形態による電動工具１０の構成を説明する。図４は、前記実施形態による電動工具に備わる電磁ブレーキ装置の構成を示す縦断面図である。図５は、前記実施形態による電動工具の左側面図である。
【００５０】
図２又は図４を参照すると、実施形態による電動工具１０は、電磁ブレーキ装置５を備えている。電磁ブレーキ装置５は、電気モータ２の後部に延出した回転軸２ａを制動することができる。
【００５１】
図４を参照すると、電磁ブレーキ装置５は、円板状のハブ５１と円環状のアーマチュア５２を備えている。ハブ５１は、円周方向及び軸方向に移動が困難になるように、回転軸２ａの端部に固定されている。
【００５２】
図４を参照すると、アーマチュア５２は、複数の平行板ばね５１ａを介して、ハブ５１に取り付けられている。平行板ばね５１ａは、例えば、三つからなり、ハブ５１の円周方向に三等分されるように、放射状に配置されている。アーマチュア５２の中心部は、円形に開口され、回転軸２ａが貫通している。
【００５３】
図４を参照すると、アーマチュア５２は、磁性体が吸着可能な金属板などからなり、後述する電磁ソレノイド本体５３が励磁されると、回転軸２ａの軸方向に移動が許容されるように、複数の平行板ばね５１ａによって、支持されている。
【００５４】
図４を参照すると、電磁ブレーキ装置５は、電磁ソレノイド本体５３を備えている。電磁ソレノイド本体５３は、円筒状のフレーム５３ｃ、合成樹脂からなるボビン５３ｄ、及びコイル５３ｅを有している。
【００５５】
図４を参照すると、フレーム５３ｃは、インナーコア５３ａとアウターコア５３ｂとで、二重管のように構成されている。そして、インナーコア５３ａとアウターコア５３ｂの間にボビン５３ｄが圧入されて、フレーム５３ｃとボビン５３ｄを一体に構成している。
【００５６】
図４を参照すると、電磁ソレノイド本体５３は、電気モータ２の本体の後端部に固定されている。又、電磁ソレノイド本体５３は、フレーム５３ｃの励磁面５３１がアーマチュア５２と所定のギャップｇを有するように配置されている。
【００５７】
図４を参照すると、ボビン５３ｄには、コイル５３ｅが巻回されている。コイル５３ｅを通電すると、フレーム５３ｃの励磁面５３１にアーマチュア５２が吸引される。そして、励磁面５３１とアーマチュア５２との摩擦力で、回転軸２ａの回転を制動できる。つまり、ドリル１ａの回転を制動できる（図１参照）。
【００５８】
一方、図４を参照すると、コイル５３ｅへの通電を遮断すると、複数の平行板ばね５１ａの復帰力により、アーマチュア５２がフレーム５３ｃの励磁面５３１から離反する。そして、回転軸２ａへの制動を解除できる。つまり、ドリル１ａへの制動を解除できる（図１参照）。
【００５９】
図４を参照すると、キャップ１４は、複数のビス１４ａで胴体部１１の後端部にねじ止めされている。そして、キャップ１４は、電磁ブレーキ装置５を損傷から保護するように、構成されている。図５を参照すると、キャップ１４には、複数の放熱孔１４ｂが形成され、ハウジング１ｈの内部に空気を循環させて、放熱するように構成している。
【００６０】
図１を参照して、電動工具１０を用いて、ドリル１ａで壁Ｗに孔を穿設すると、壁Ｗに埋設された活線（図示せず）を損傷させることがある。実施形態による電動工具１０は、ドリル１ａが埋設電線などの通電を検出すると、ドリル１ａの回転を直ちに停止させる検電装置を備えており、埋設電線を損傷させる事故を防止できる。
【００６１】
（検電装置及び電動工具の電気回路の構成）
次に、電動工具１０に備わる検電装置６及び電動工具１０の電気回路の構成を説明する。図６は、前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルが回転している状態図である。図７は、前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルの回転が防止された状態図である。
【００６２】
図６を参照すると、実施形態による電動工具１０は、スピンドル１ｃと電気的に接続する検電装置６を備えている。検電装置６は、埋設電線（図示せず）などの通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、前記通電体の電位を検出できる。
【００６３】
図２又は図６及び図７を参照すると、検電装置６は、ブラシ６１、検電回路６２、及び増幅回路６３を有している。ブラシ６１は、対向する一対の帯状の金属片の先端部がＶ字状に開角した、導電ブラシであって、スピンドル１ｃを挟持するように、スピンドル１ｃに接触している。
【００６４】
図６又は図７を参照すると、検電回路６２は、ブラシ６１と電気的に接続している。そして、検電回路６２は、前記通電体の電位を検出すると検出信号を出力する。増幅回路６３は、検電回路６２と接続している。そして、増幅回路６３は、前記検出信号を増幅している。
【００６５】
実体として、検電回路６２及び増幅回路６３は、電気素子又は半導体素子で構成され、これらの素子が胴体部１１の内部に配置されたプリント基板１ｐに実装（回路構成）されている（図２参照）。又、ブラシ６１は、プリント基板１ｐに実装されている。なお、プリント基板１ｐには、電気モータ２を駆動するためのドライバ回路、及び電磁ブレーキ装置５を駆動するためのドライバ回路も実装されている。
【００６６】
図６又は図７を参照すると、実施形態による電動工具１０は、電気モータ２の正転と逆転を切り替えるための正逆転切替スイッチ２１ｓを備えている。実体として、正逆転切替スイッチ２１ｓは、スライドスイッチであり、胴体部１１の側面に配置されている（図１又は図２参照）。
【００６７】
図６又は図７を参照すると、電気モータ２には、電気モータ２を回転させる電力が遮断される保護スイッチ２２ｓが接続されている。図６に示されるように、通常、保護スイッチ２２ｓは、閉じている（接になっている）。そして、電気モータ２を駆動することができる。
【００６８】
一方、図７に示されるように、実施形態による電動工具１０は、増幅回路６３から前記検出信号が出力されると、保護スイッチ２２ｓが開くように（断になるように）、電気回路が構成されている。これにより、電気モータ２を回転させる電力が遮断される。
【００６９】
又、図４又は図６及び図７を参照すると、電磁ブレーキ装置５には、電磁ソレノイド本体５３が励磁するように、コイル５３ｅを通電させる制動スイッチ５ｓが接続されている。図６に示されるように、通常、制動スイッチ５ｓは、開いている（断になっている）。そして、電気モータ２を正常に駆動することができる。
【００７０】
一方、図７に示されるように、実施形態による電動工具１０は、増幅回路６３から前記検出信号が出力されると、制動スイッチ５ｓが閉じるように（接になるように）、電気回路が構成されている。これにより、電力が遮断された後に、イナーシャ（慣性モーメント）で回転が残存する電気モータ２の回転軸２ａを制動できる。つまり、ドリル１ａの回転を制動できる。
【００７１】
なお、保護スイッチ２２ｓ及び制動スイッチ５ｓは、半導体からなる無接点スイッチを用いることが好ましく、これらの無接点スイッチをプリント基板１ｐに実装することが好ましい（図２参照）。
【００７２】
又、図６又は図７を参照すると、検電装置６は、通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、使用者に報知するための表示器６４を備えている。表示器６４としては、ＬＥＤを用いることが好ましく、図４に示されるように、プリント基板１ｐの後端部に表示器６４を配置すると共に、キャップ１４の背面に点検孔１４ｃを開口して（図５参照）、表示器６４の点灯を確認することもできる。
【００７３】
更に、図６又は図７を参照すると、検電装置６は、電動工具１０の使用に先立ち、表示器６４の点灯を確認するための電池６５とスイッチ６６を備えている。スイッチ６６を押下して、表示器６４の点灯を確認できる。電池６５の一端は、制限抵抗を介して、プリント基板１ｐのアース端子に接続されている。
【００７４】
［電動工具の作用］
次に、実施形態による電動工具１０の作用及び効果を説明する。実施形態による電動工具１０は、通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、通電体の電位を検出する検電装置６を備え、検電装置６が通電体の電位を検出すると、ドリル１ａを回転させる電気モータ２の電力を遮断するように構成しているので、埋設電線などを損傷させる事故を防止でき、安全に穿設工事を実施できる。
【００７５】
又、実施形態による電動工具１０は、検電装置６が通電体の電位を検出すると、電気モータ２の回転軸２ａを制動可能な電磁ブレーキ装置５を更に備えているので、電力が遮断された後に、イナーシャ（慣性モーメント）で回転が残存する電気モータ２の回転軸２ａを確実に制動できる。つまり、ドリル１ａの回転を確実に制動できる。
【００７６】
図１又は図２を参照すると、ドリルチャック１ｂは、その外面を絶縁被覆することが好ましく、ドリル１ａが通電体を損傷させたときに、作業員への感電を防止できる。絶縁被覆は、ドリルチャック１ｂの外面に絶縁塗料を塗布してもよく、ドリルチャック１ｂの回転筒を絶縁性の硬質の合成樹脂で成形してもよい。
【００７７】
同様に、図１又は図２を参照すると、クラッチ装置４のダイヤル４ａは、その外面を絶縁被覆することが好ましく、ドリル１ａが通電体を損傷させたときに、作業員への感電を防止できる。絶縁被覆は、ダイヤル４ａの外面に絶縁塗料を塗布してもよく、ダイヤル４ａを絶縁性の硬質の合成樹脂で成形してもよい。
【００７８】
実施形態による電動工具１０は、電動工具に設けたドリルが埋設電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電装置を備えているので、作業員の感電を防止できる。
【００７９】
又、実施形態による電動工具１０は、ドリルが埋設電線などを損傷させることによって、発生する停電を防止できる。更に、実施形態による電動工具１０は、埋設電線の損傷を低減することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ａ ドリル
１ｂ ドリルチャック
１ｃ スピンドル
１ｈ ハウジング
２ 電気モータ
２ａ 回転軸
６ 検電装置
１０ 電動工具
１１ 胴体部
２２ｓ 保護スイッチ
６１ ブラシ
６２ 検電回路
６３ 増幅回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具に関する。特に、電動工具に設けたドリルが電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電機能付きの電動工具の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気工事は、作業部位に供給している電気を停止して実施される。例えば、検電器を電線などの作業部位に当てることで、電線が通電されているか否かを判別することができる。これにより、電気工事を安全に実施できる。なお、通電状態を維持した状態で作業する活線工事も実施されている。
【０００３】
このような電気工事に実施するにあたり、電線の被覆を除去するナイフに検電部を設け、電線が活線状態であるかを確認可能な検電部を設けたナイフが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１によるナイフは、本体の内部に検電部を埋設し、検電部と刃ガイドとの間に検電帯を設け、検電帯の一端を検電部に固設し、検電帯の他端を刃ガイドに接触させている。又、特許文献１によるナイフは、本体の外壁に表示ランプを凹設し、更に、本体の外壁にブザーを凹設している。特許文献１によるナイフは、電線にナイフを入れたときに、表示ランプの点灯、又はブザーの発信音から活線状態を確認できる、としている。
【０００５】
又、このような電気工事に実施するにあたり、ねじ締め用として許容される締付け力を大きくでき、しかも、分解や組立、電池交換を簡単な作業で迅速かつ容易に実施できる検電用ドライバが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２による検電用ドライバは、柄の先端部に備えたドライバービットの装着部を筒状に形成することにより、ねじ締め作業時の大きな締付け力に耐えるようにできる。カバー体の裏面側に複数の電気部品を搭載した配線基板を取り付け、柄の把手部に設けたガイド溝を利用して、カバー体を差し込むことにより、カバー体で把手部の開口を塞ぐことができる。更に、キャップ体を柄から取り外し、電池ホルダーを露出させて、電池を交換できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平６−６６５６４号公報
【特許文献２】実開平５−７２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１によるナイフ及び特許文献２による検電用ドライバは、手動工具と使用できると共に検電器としても使用できて便利である。しかしながら、壁や床に電気ドリルで孔を穿設するときに、壁や床に埋設された活線を損傷させることがある。埋設電線は、敷設された場所を特定することが困難な場合が多く、かつ、壁や床を隔てて、検電器で埋設電線の通電状態を確認することが困難であるからである。
【０００９】
壁や床に電気ドリルで孔を穿設するときには、多くは、埋設電線が敷設されていないものと認識されている。このため、埋設電線を損傷させ、停電に至るといった事故が発生している。
【００１０】
電動工具に設けたドリルが埋設電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電機能付きの電動工具が実現できれば、埋設電線を損傷させる事故を防止でき、安全に穿設工事を実施できる。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、電動工具に設けたドリルが埋設電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電機能付きの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】
【００１２】
本発明者は、ドリルと電気的に接続する検電部を電動工具の内部に設け、ドリルの先端が電線の被覆に接触して、電線の通電を検出すると、ドリルを回転させる電気モータの電力を遮断することによって、埋設電線を損傷させる事故を防止できることを見出し、これに基づいて、以下のような新たな電動工具を発明するに至った。
【００１３】
（１）本発明による電動工具は、ドリル、及びこのドリルを胴体部の端部に把持するドリルチャックを有する絶縁性のハウジングと、このハウジングの胴体部の内部に収容され、前記ドリルと回転可能に連結すると共に、当該ドリルと電気的に接続するスピンドルと、このスピンドルを回転させる回転軸を有する電気モータと、前記スピンドルと電気的に接続して、通電体の絶縁被覆に前記ドリルの先端が接触すると当該通電体の電位を検出する検電装置と、を備え、前記検電装置は、前記スピンドルに接触するブラシと、このブラシと接続し、前記通電体の電位を検出すると検出信号を出力する検電回路と、この検電回路と接続し、前記検出信号を増幅する増幅回路と、を有し、前記電気モータは、前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、当該電気モータを回転させる電力が遮断される保護スイッチを有する。
【００１４】
（２）本発明による電動工具は、前記電気モータの回転軸を制動可能な電磁ブレーキ装置を更に備え、この電磁ブレーキ装置は、前記回転軸の端部に固定された円板状のハブと、前記回転軸の軸方向に移動が許容されるように、複数の平行板ばねを介して、前記ハブに取り付けられた円環状のアーマチュアと、円筒状のフレームの内部にコイルが巻回された電磁ソレノイド本体であって、当該フレームの励磁面が前記アーマチュアと所定のギャップを有するように、前記電気モータの本体に固定された電磁ソレノイド本体と、前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、前記電磁ソレノイド本体が励磁するように、前記コイルを通電させる制動スイッチと、を有することが好ましい。
【００１５】
（３）前記ドリルチャックは、その外面が絶縁被覆されていることが好ましい。
【００１６】
（４）前記スピンドルと前記ドリルチャックとを連結し、当該スピンドルから前記ドリルに所定のトルクを伝動するクラッチ装置を更に備え、前記クラッチ装置は、前記胴体部と前記ドリルチャックとの間に介装され、伝動トルクを調整する円環状のダイヤルを有し、前記ダイヤルは、その外面が絶縁被覆されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による電動工具は、通電体の絶縁被覆にドリルの先端が接触すると、通電体の電位を検出する検電装置を備え、検電装置が通電体の電位を検出すると、ドリルを回転させる電気モータの電力を遮断するように構成しているので、埋設電線などを損傷させる事故を防止でき、安全に穿設工事を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による電動工具の構成を示す正面図である。
【図２】前記実施形態による電動工具の内部構成を示す正面図であり、要部を断面としている。
【図３】前記実施形態による電動工具に備わる歯車減速機の構成を示す縦断面図である。
【図４】前記実施形態による電動工具に備わる電磁ブレーキ装置の構成を示す縦断面図である。
【図５】前記実施形態による電動工具の左側面図である。
【図６】前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルが回転している状態図である。
【図７】前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルの回転が防止された状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［電動工具の構成］
（全体構成）
最初に、本発明の一実施形態による電動工具の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による電動工具の構成を示す正面図である。図２は、前記実施形態による電動工具の内部構成を示す正面図であり、要部を断面としている。
【００２０】
図１又は図２を参照すると、本発明の一実施形態による電動工具１０は、絶縁性のハウジング１ｈを備えている。ハウジング１ｈは、分割可能に組み立てられ、電動工具１０の外殻を構成している。ハウジング１ｈを部分的に取り外すことにより、内部の構成要素を露出できる。ハウジング１ｈは、例えば、絶縁性の合成樹脂を成形している。
【００２１】
図１又は図２を参照すると、ハウジング１ｈは、角筒状の胴体部１１及び把持部１２で主に構成されている。胴体部１１の前端部には、ノーズ１３を突出させている。胴体部１１の後端部には、キャップ１４を着脱自在に取り付けている。キャップ１４もハウジング１ｈに含まれる。
【００２２】
図１又は図２を参照すると、把持部１２の底面には、バッテリ１５を取り付けている。バッテリ１５は、例えば、再充電が可能なニッケル・カドミウム電池が使用されている。バッテリ１５は、リチウムイオン電池を使用することもできる。電動工具１０は、ＡＣ−ＤＣコンバータを介して、直流が入力されるように構成してもよい。
【００２３】
図２を参照すると、把持部１２の内部には、コネクタ１６とトリガースイッチ１７ｓが配置されている。バッテリ１５は、コネクタ１６を介して、トリガースイッチ１７ｓと電気的に接続している。
【００２４】
図１又は図２を参照すると、把持部１２には、トリガー１７を取り付けている。トリガー１７は、トリガースイッチ１７ｓに連結している。トリガー１７を操作する（引く）と、バッテリ１５から電気モータ２に電力が供給されて、電気モータ２を駆動（回転）できる。トリガー１７を離すと、電気モータ２への電力供給が遮断される。
【００２５】
図２を参照すると、胴体部１１の内部には、電気モータ２を収容している。電気モータ２は、アダプタ板２１に取り付けられている。アダプタ板２１を貫通して、電気モータ２の回転軸２ａが前端部側に延設している。そして、この回転軸２ａが胴体部１１のノーズ１３側に収容された歯車変速機３に連結している。なお、電気モータ２の回転軸２ａは、後端部側にも延設している。
【００２６】
図１又は図２を参照すると、歯車変速機３は、前端部側の回転軸２ａに連結した出力軸３ａを一方の端部に有している。又、歯車変速機３は、スピンドル１ｃを他方の端部に連結している。歯車変速機３は、複数の歯車列の組み合わせで、出力軸３ａの回転速度を減速して、スピンドル１ｃに出力している。
【００２７】
図１又は図２を参照すると、ハウジング１ｈの胴体部１１の内部には、スピンドル１ｃが収容されている。スピンドル１ｃは、クラッチ装置４を貫通して、ドリルチャック１ｂに連結している。ドリルチャック１ｂは、ドリル１ａを端部に把持している。スピンドル１ｃは、ドリル１ａと回転可能に連結すると共に、ドリル１ａと電気的に接続している。
【００２８】
図１又は図２を参照すると、電動工具１０は、クラッチ装置４を備えている。クラッチ装置４は、スピンドル１ｃとドリルチャック１ｂとを内部で連結し、スピンドル１ｃから所定のトルクをドリル１ａに伝動できる。
【００２９】
図１又は図２を参照すると、クラッチ装置４は、胴体部１１とドリルチャック１ｂとの間に介装されている。そして、クラッチ装置４は、円環状の目盛付きのダイヤル４ａを有している。ダイヤル４ａを操作して、ドリル１ａへの伝動トルクを調整できる。なお、クラッチ装置４の内部構造については、詳細な説明を省略する。
【００３０】
（歯車変速機の構成）
次に、歯車変速機３の構成を説明する。図３は、前記実施形態による電動工具に備わる歯車減速機の構成を示す縦断面図である。図３を参照すると、歯車変速機３は、三段の遊星歯車装置３１・３２・３３で構成されている。これらの遊星歯車装置３１・３２・３３は、軸方向に直列に配置されている。又、これらの遊星歯車装置３１・３２・３３は、相互に組み合わされた円筒状のギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａに収容されている。
【００３１】
図３を参照すると、一段目の遊星歯車装置３１は、第１太陽歯車３１ｂ、複数の第１遊星歯車３１ｃ、第１キャリア３１ｄ、及び第１リングギヤ３１ｅで構成されている。第１太陽歯車３１ｂは、出力軸３ａの端部に固定されている。複数の第１遊星歯車３１ｃは、第１太陽歯車３１ｂ及び第１リングギヤ３１ｅの内歯に噛み合っている。第１キャリア３１ｄは、複数の第１遊星歯車３１ｃをピン３１ｐで支持している。又、第１キャリア３１ｄは、複数の外歯３１１を端部に形成している。
【００３２】
図３を参照すると、歯車変速機３は、第１リングギヤ３１ｅに形成された外歯に噛み合う内歯を有する第１アウターリングギヤ３１ｆを備えている。第１アウターリングギヤ３１ｆは、軸方向に移動自在に構成されている。
【００３３】
図３に示された状態では、第１アウターリングギヤ３１ｆは、ギヤケース３１ａ側に移動している。そして、第１アウターリングギヤ３１ｆの内歯がギヤケース３１ａの端部に形成された外歯に噛み合っている。したがって、図３に示された状態では、第１アウターリングギヤ３１ｆは回転不能であると共に、第１リングギヤ３１ｅも回転不能になっている。
【００３４】
図３を参照すると、二段目の遊星歯車装置３２は、第２太陽歯車３２ｂ、複数の第２遊星歯車３２ｃ、第２キャリア３２ｄ、及び第２リングギヤ３２ｅで構成されている。第２太陽歯車３２ｂは、第１キャリア３１ｄと一体に形成されている。複数の第２遊星歯車３２ｃは、第２太陽歯車３２ｂ及び第２リングギヤ３２ｅの内歯に噛み合っている。第２キャリア３２ｄは、複数の第２遊星歯車３２ｃをピン３２ｐで支持している。又、第２キャリア３２ｄは、複数の外歯３２１を端部に形成している。
【００３５】
図３を参照すると、第２リングギヤ３２ｅは、軸方向に移動自在に構成されている。図３に示された状態では、第２リングギヤ３２ｅは、ギヤケース３３ａ側に移動している。そして、第２リングギヤ３２ｅの外歯がギヤケース３２ａの端部に形成された内歯に噛み合っている。したがって、図３に示された状態では、第２リングギヤ３２ｅは、回転不能になっている。
【００３６】
図３を参照すると、三段目の遊星歯車装置３３は、第３太陽歯車３３ｂ、複数の第３遊星歯車３３ｃ、第３キャリア３３ｄ、及び第３リングギヤ３３ｅで構成されている。第３太陽歯車３３ｂは、第２キャリア３２ｄと一体に形成されている。複数の第３遊星歯車３３ｃは、第３太陽歯車３３ｂ及び第３リングギヤ３３ｅの内歯に噛み合っている。第３キャリア３３ｄは、複数の第３遊星歯車３３ｃをピン３３ｐで支持している。又、第３キャリア３３ｄは、スピンドル１ｃの端部を中心部に固定している。第３リングギヤ３３ｅは、ギヤケース３３ａの内部に固定されている。
【００３７】
図３に示された状態では、第１から第３リングギヤ３１ｅ・３２ｅ・３３ｅは、ギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａに対して、それぞれ回転不能になっている。このため、第１太陽歯車３１ｂ→複数の第１遊星歯車３１ｃ→第１キャリア３１ｄ及び第２太陽歯車３２ｂ→複数の第２遊星歯車３２ｃ→第２キャリア３２ｄ及び第３太陽歯車３３ｂ→複数の第３遊星歯車３３ｃ→第３キャリア３３ｄの順番を経て、出力軸３ａの回転がスピンドル１ｃに伝動される。
【００３８】
図３を参照して、例えば、一段目の遊星歯車装置３１の減速比を１／３、二段目の遊星歯車装置３２の減速比を１／６、三段目の遊星歯車装置３３の減速比を１／３に設定すれば、図３に示された状態において、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１／３×１／６×１／３＝１／５４となる。
【００３９】
図３を参照すると、ギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａの外周には、軸方向にスライド可能な第１変速レバー３１ｓを配置している（図２参照）。第１変速レバー３１ｓは、ギヤケース３２ａに設けた開口を貫通する第１係合ピン３１ｋを取り付けている。第１係合ピン３１ｋの先端部は、第１アウターリングギヤ３１ｆの外周に形成した円環溝に係合している。第１変速レバー３１ｓをスライドすると、第１アウターリングギヤ３１ｆを軸方向に移動できる。
【００４０】
図３に示された状態から、第１変速レバー３１ｓをスライドして、第１アウターリングギヤ３１ｆをギヤケース３３ａ側に移動すると、第１アウターリングギヤ３１ｆとギヤケース３１ａとの係合を解除できる。
【００４１】
又、図３に示された状態から、第１アウターリングギヤ３１ｆをギヤケース３３ａ側に移動すると、第１アウターリングギヤ３１ｆは、第１キャリア３１ｄ及び第１リングギヤ３１ｅに係合して、第１キャリア３１ｄ及び第１リングギヤ３１ｅを一体に回転することができる。
【００４２】
図３を参照して、第１キャリア３１ｄと第１リングギヤ３１ｅが一体に回転した状態では、一段目の遊星歯車装置３１は非減速状態となる。一方、二段目の遊星歯車装置３２及び三段目の遊星歯車装置３３は、前述した減速比を維持している。このため、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１×１／６×１／３＝１／１８となる。
【００４３】
図３を参照すると、ギヤケース３１ａ・３２ａ・３３ａの外周には、軸方向にスライド可能な第２変速レバー３２ｓを配置している（図２参照）。第２変速レバー３２ｓは、ギヤケース３２ａに設けた開口を貫通する第２係合ピン３２ｋを取り付けている。第２係合ピン３２ｋの先端部は、第２リングギヤ３２ｅの外周に形成した円環溝に係合している。第２変速レバー３２ｓをスライドすると、第２リングギヤ３２ｅを軸方向に移動できる。
【００４４】
図３に示された状態から、第２変速レバー３２ｓをスライドして、第２リングギヤ３２ｅをギヤケース３１ａ側に移動すると、第２リングギヤ３２ｅとギヤケース３２ａとの係合を解除できる。
【００４５】
又、図３に示された状態から、第２リングギヤ３２ｅをギヤケース３１ａ側に移動すると、第２リングギヤ３２ｅは、第１キャリア３１ｄ（第２太陽歯車３２ｂ）に係合して、第２リングギヤ３２ｅと第１キャリア３１ｄ（第２太陽歯車３２ｂ）を一体に回転することができる。
【００４６】
図３を参照して、第２リングギヤ３２ｅと第１キャリア３１ｄ（第２太陽歯車３２ｂ）が一体に回転した状態では、二段目の遊星歯車装置３２は非減速状態となる。一方、一段目の遊星歯車装置３１を前述した減速比を維持するように、第１変速レバー３１ｓをスライドしておくと、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１／３×１×１／３＝１／９となる。
【００４７】
又、図３を参照して、第１変速レバー３１ｓをギヤケース３３ａ側にスライドしておくと共に、第２変速レバー３２ｓをギヤケース３１ａ側にスライドしておくと、一段目の遊星歯車装置３１及び二段目の遊星歯車装置３２は非減速状態となる。このため、三段目の遊星歯車装置３３のみで減速され、出力軸３ａからスピンドル１ｃに至る減速比は、１×１×１／３＝１／３となる。
【００４８】
このように、実施形態による電動工具１０は、第１変速レバー３１ｓ及び第２変速レバー３２ｓの操作により、４段の減速比が選択可能な歯車変速機３を備えている。
【００４９】
（電磁ブレーキ装置の構成）
引き続き、実施形態による電動工具１０の構成を説明する。図４は、前記実施形態による電動工具に備わる電磁ブレーキ装置の構成を示す縦断面図である。図５は、前記実施形態による電動工具の左側面図である。
【００５０】
図２又は図４を参照すると、実施形態による電動工具１０は、電磁ブレーキ装置５を備えている。電磁ブレーキ装置５は、電気モータ２の後部に延出した回転軸２ａを制動することができる。
【００５１】
図４を参照すると、電磁ブレーキ装置５は、円板状のハブ５１と円環状のアーマチュア５２を備えている。ハブ５１は、円周方向及び軸方向に移動が困難になるように、回転軸２ａの端部に固定されている。
【００５２】
図４を参照すると、アーマチュア５２は、複数の平行板ばね５１ａを介して、ハブ５１に取り付けられている。平行板ばね５１ａは、例えば、三つからなり、ハブ５１の円周方向に三等分されるように、放射状に配置されている。アーマチュア５２の中心部は、円形に開口され、回転軸２ａが貫通している。
【００５３】
図４を参照すると、アーマチュア５２は、磁性体が吸着可能な金属板などからなり、後述する電磁ソレノイド本体５３が励磁されると、回転軸２ａの軸方向に移動が許容されるように、複数の平行板ばね５１ａによって、支持されている。
【００５４】
図４を参照すると、電磁ブレーキ装置５は、電磁ソレノイド本体５３を備えている。電磁ソレノイド本体５３は、円筒状のフレーム５３ｃ、合成樹脂からなるボビン５３ｄ、及びコイル５３ｅを有している。
【００５５】
図４を参照すると、フレーム５３ｃは、インナーコア５３ａとアウターコア５３ｂとで、二重管のように構成されている。そして、インナーコア５３ａとアウターコア５３ｂの間にボビン５３ｄが圧入されて、フレーム５３ｃとボビン５３ｄを一体に構成している。
【００５６】
図４を参照すると、電磁ソレノイド本体５３は、電気モータ２の本体の後端部に固定されている。又、電磁ソレノイド本体５３は、フレーム５３ｃの励磁面５３１がアーマチュア５２と所定のギャップｇを有するように配置されている。
【００５７】
図４を参照すると、ボビン５３ｄには、コイル５３ｅが巻回されている。コイル５３ｅを通電すると、フレーム５３ｃの励磁面５３１にアーマチュア５２が吸引される。そして、励磁面５３１とアーマチュア５２との摩擦力で、回転軸２ａの回転を制動できる。つまり、ドリル１ａの回転を制動できる（図１参照）。
【００５８】
一方、図４を参照すると、コイル５３ｅへの通電を遮断すると、複数の平行板ばね５１ａの復帰力により、アーマチュア５２がフレーム５３ｃの励磁面５３１から離反する。そして、回転軸２ａへの制動を解除できる。つまり、ドリル１ａへの制動を解除できる（図１参照）。
【００５９】
図４を参照すると、キャップ１４は、複数のビス１４ａで胴体部１１の後端部にねじ止めされている。そして、キャップ１４は、電磁ブレーキ装置５を損傷から保護するように、構成されている。図５を参照すると、キャップ１４には、複数の放熱孔１４ｂが形成され、ハウジング１ｈの内部に空気を循環させて、放熱するように構成している。
【００６０】
図１を参照して、電動工具１０を用いて、ドリル１ａで壁Ｗに孔を穿設すると、壁Ｗに埋設された活線（図示せず）を損傷させることがある。実施形態による電動工具１０は、ドリル１ａが埋設電線などの通電を検出すると、ドリル１ａの回転を直ちに停止させる検電装置を備えており、埋設電線を損傷させる事故を防止できる。
【００６１】
（検電装置及び電動工具の電気回路の構成）
次に、電動工具１０に備わる検電装置６及び電動工具１０の電気回路の構成を説明する。図６は、前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルが回転している状態図である。図７は、前記実施形態による電動工具の電気回路の構成を示すブロック図であり、ドリルの回転が防止された状態図である。
【００６２】
図６を参照すると、実施形態による電動工具１０は、スピンドル１ｃと電気的に接続する検電装置６を備えている。検電装置６は、埋設電線（図示せず）などの通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、前記通電体の電位を検出できる。
【００６３】
図２又は図６及び図７を参照すると、検電装置６は、ブラシ６１、検電回路６２、及び増幅回路６３を有している。ブラシ６１は、対向する一対の帯状の金属片の先端部がＶ字状に開角した、導電ブラシであって、スピンドル１ｃを挟持するように、スピンドル１ｃに接触している。
【００６４】
図６又は図７を参照すると、検電回路６２は、ブラシ６１と電気的に接続している。そして、検電回路６２は、前記通電体の電位を検出すると検出信号を出力する。増幅回路６３は、検電回路６２と接続している。そして、増幅回路６３は、前記検出信号を増幅している。
【００６５】
実体として、検電回路６２及び増幅回路６３は、電気素子又は半導体素子で構成され、これらの素子が胴体部１１の内部に配置されたプリント基板１ｐに実装（回路構成）されている（図２参照）。又、ブラシ６１は、プリント基板１ｐに実装されている。なお、プリント基板１ｐには、電気モータ２を駆動するためのドライバ回路、及び電磁ブレーキ装置５を駆動するためのドライバ回路も実装されている。
【００６６】
図６又は図７を参照すると、実施形態による電動工具１０は、電気モータ２の正転と逆転を切り替えるための正逆転切替スイッチ２１ｓを備えている。実体として、正逆転切替スイッチ２１ｓは、スライドスイッチであり、胴体部１１の側面に配置されている（図１又は図２参照）。
【００６７】
図６又は図７を参照すると、電気モータ２には、電気モータ２を回転させる電力が遮断される保護スイッチ２２ｓが接続されている。図６に示されるように、通常、保護スイッチ２２ｓは、閉じている（接になっている）。そして、電気モータ２を駆動することができる。
【００６８】
一方、図７に示されるように、実施形態による電動工具１０は、増幅回路６３から前記検出信号が出力されると、保護スイッチ２２ｓが開くように（断になるように）、電気回路が構成されている。これにより、電気モータ２を回転させる電力が遮断される。
【００６９】
又、図４又は図６及び図７を参照すると、電磁ブレーキ装置５には、電磁ソレノイド本体５３が励磁するように、コイル５３ｅを通電させる制動スイッチ５ｓが接続されている。図６に示されるように、通常、制動スイッチ５ｓは、開いている（断になっている）。そして、電気モータ２を正常に駆動することができる。
【００７０】
一方、図７に示されるように、実施形態による電動工具１０は、増幅回路６３から前記検出信号が出力されると、制動スイッチ５ｓが閉じるように（接になるように）、電気回路が構成されている。これにより、電力が遮断された後に、イナーシャ（慣性モーメント）で回転が残存する電気モータ２の回転軸２ａを制動できる。つまり、ドリル１ａの回転を制動できる。
【００７１】
なお、保護スイッチ２２ｓ及び制動スイッチ５ｓは、半導体からなる無接点スイッチを用いることが好ましく、これらの無接点スイッチをプリント基板１ｐに実装することが好ましい（図２参照）。
【００７２】
又、図６又は図７を参照すると、検電装置６は、通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、使用者に報知するための表示器６４を備えている。表示器６４としては、ＬＥＤを用いることが好ましく、図４に示されるように、プリント基板１ｐの後端部に表示器６４を配置すると共に、キャップ１４の背面に点検孔１４ｃを開口して（図５参照）、表示器６４の点灯を確認することもできる。
【００７３】
更に、図６又は図７を参照すると、検電装置６は、電動工具１０の使用に先立ち、表示器６４の点灯を確認するための電池６５とスイッチ６６を備えている。スイッチ６６を押下して、表示器６４の点灯を確認できる。電池６５の一端は、制限抵抗を介して、プリント基板１ｐのアース端子に接続されている。
【００７４】
［電動工具の作用］
次に、実施形態による電動工具１０の作用及び効果を説明する。実施形態による電動工具１０は、通電体の絶縁被覆にドリル１ａの先端が接触すると、通電体の電位を検出する検電装置６を備え、検電装置６が通電体の電位を検出すると、ドリル１ａを回転させる電気モータ２の電力を遮断するように構成しているので、埋設電線などを損傷させる事故を防止でき、安全に穿設工事を実施できる。
【００７５】
又、実施形態による電動工具１０は、検電装置６が通電体の電位を検出すると、電気モータ２の回転軸２ａを制動可能な電磁ブレーキ装置５を更に備えているので、電力が遮断された後に、イナーシャ（慣性モーメント）で回転が残存する電気モータ２の回転軸２ａを確実に制動できる。つまり、ドリル１ａの回転を確実に制動できる。
【００７６】
図１又は図２を参照すると、ドリルチャック１ｂは、その外面を絶縁被覆することが好ましく、ドリル１ａが通電体を損傷させたときに、作業員への感電を防止できる。絶縁被覆は、ドリルチャック１ｂの外面に絶縁塗料を塗布してもよく、ドリルチャック１ｂの回転筒を絶縁性の硬質の合成樹脂で成形してもよい。
【００７７】
同様に、図１又は図２を参照すると、クラッチ装置４のダイヤル４ａは、その外面を絶縁被覆することが好ましく、ドリル１ａが通電体を損傷させたときに、作業員への感電を防止できる。絶縁被覆は、ダイヤル４ａの外面に絶縁塗料を塗布してもよく、ダイヤル４ａを絶縁性の硬質の合成樹脂で成形してもよい。
【００７８】
実施形態による電動工具１０は、電動工具に設けたドリルが埋設電線などの通電を検出すると、ドリルの回転を直ちに停止させる検電装置を備えているので、作業員の感電を防止できる。
【００７９】
又、実施形態による電動工具１０は、ドリルが埋設電線などを損傷させることによって、発生する停電を防止できる。更に、実施形態による電動工具１０は、埋設電線の損傷を低減することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ａ ドリル
１ｂ ドリルチャック
１ｃ スピンドル
１ｈ ハウジング
２ 電気モータ
２ａ 回転軸
６ 検電装置
１０ 電動工具
１１ 胴体部
２２ｓ 保護スイッチ
６１ ブラシ
６２ 検電回路
６３ 増幅回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル、及びこのドリルを胴体部の端部に把持するドリルチャックを有する絶縁性のハウジングと、
このハウジングの胴体部の内部に収容され、前記ドリルと回転可能に連結すると共に、当該ドリルと電気的に接続するスピンドルと、
このスピンドルを回転させる回転軸を有する電気モータと、
前記スピンドルと電気的に接続して、通電体の絶縁被覆に前記ドリルの先端が接触すると当該通電体の電位を検出する検電装置と、を備え、
前記検電装置は、
前記スピンドルに接触するブラシと、
このブラシと接続し、前記通電体の電位を検出すると検出信号を出力する検電回路と、
この検電回路と接続し、前記検出信号を増幅する増幅回路と、を有し、
前記電気モータは、前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、当該電気モータを回転させる電力が遮断される保護スイッチを有する電動工具。
【請求項２】
前記電気モータの回転軸を制動可能な電磁ブレーキ装置を更に備え、
この電磁ブレーキ装置は、
前記回転軸の端部に固定された円板状のハブと、
前記回転軸の軸方向に移動が許容されるように、複数の平行板ばねを介して、前記ハブに取り付けられた円環状のアーマチュアと、
円筒状のフレームの内部にコイルが巻回された電磁ソレノイド本体であって、当該フレームの励磁面が前記アーマチュアと所定のギャップを有するように、前記電気モータの本体に固定された電磁ソレノイド本体と、
前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、前記電磁ソレノイド本体が励磁するように、前記コイルを通電させる制動スイッチと、を有する請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記ドリルチャックは、その外面が絶縁被覆されている請求項１又は２記載の電動工具。
【請求項４】
前記スピンドルと前記ドリルチャックとを連結し、当該スピンドルから前記ドリルに所定のトルクを伝動するクラッチ装置を更に備え、
前記クラッチ装置は、前記胴体部と前記ドリルチャックとの間に介装され、伝動トルクを調整する円環状のダイヤルを有し、
前記ダイヤルは、その外面が絶縁被覆されている請求項１から３のいずれかに記載の電動工具。
【請求項１】
ドリル、及びこのドリルを胴体部の端部に把持するドリルチャックを有する絶縁性のハウジングと、
このハウジングの胴体部の内部に収容され、前記ドリルと回転可能に連結すると共に、当該ドリルと電気的に接続するスピンドルと、
このスピンドルを回転させる回転軸を有する電気モータと、
前記スピンドルと電気的に接続して、通電体の絶縁被覆に前記ドリルの先端が接触すると当該通電体の電位を検出する検電装置と、を備え、
前記検電装置は、
前記スピンドルに接触するブラシと、
このブラシと接続し、前記通電体の電位を検出すると検出信号を出力する検電回路と、
この検電回路と接続し、前記検出信号を増幅する増幅回路と、を有し、
前記電気モータは、前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、当該電気モータを回転させる電力が遮断される保護スイッチを有する電動工具。
【請求項２】
前記電気モータの回転軸を制動可能な電磁ブレーキ装置を更に備え、
この電磁ブレーキ装置は、
前記回転軸の端部に固定された円板状のハブと、
前記回転軸の軸方向に移動が許容されるように、複数の平行板ばねを介して、前記ハブに取り付けられた円環状のアーマチュアと、
円筒状のフレームの内部にコイルが巻回された電磁ソレノイド本体であって、当該フレームの励磁面が前記アーマチュアと所定のギャップを有するように、前記電気モータの本体に固定された電磁ソレノイド本体と、
前記増幅回路から前記検出信号が出力されると、前記電磁ソレノイド本体が励磁するように、前記コイルを通電させる制動スイッチと、を有する請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記ドリルチャックは、その外面が絶縁被覆されている請求項１又は２記載の電動工具。
【請求項４】
前記スピンドルと前記ドリルチャックとを連結し、当該スピンドルから前記ドリルに所定のトルクを伝動するクラッチ装置を更に備え、
前記クラッチ装置は、前記胴体部と前記ドリルチャックとの間に介装され、伝動トルクを調整する円環状のダイヤルを有し、
前記ダイヤルは、その外面が絶縁被覆されている請求項１から３のいずれかに記載の電動工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２５１３７４（Ｐ２０１１−２５１３７４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７１１４（Ｐ２０１０−１２７１１４）
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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