(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動工具用レベリング装置であって、
ハウジング及び前記ハウジング内のキャビティと、
前記キャビティ内を移動してレベル位置に対応する平衡位置を求めようとするような、前記ハウジングに取付けられる回転部材と、
前記回転部材をビームが通過できるように前記回転部材に関連付けられる少なくとも１つの部材と、
互いに電気的に接続される発射装置、受取装置及び表示装置を有する電子回路であって、作動中に、前記発射装置は前記少なくとも１つの部材を通過するビームを発光し、前記ビームは前記受取装置に受光され、前記受取装置は前記表示装置を起動し、前記表示装置は、前記レベリング装置が平衡位置に一致するか平衡位置の近くにあることを使用者に表示する電子回路と、
前記電子回路に通電するために前記電子回路に接続される電源と、
を有し、
前記電子回路は、前記受取装置におけるビーム強度が上がったときに前記表示装置の発光強度が上がるように、前記表示装置への電流を変化させる装置をさらに有するレベリング装置。
【請求項２】
前記電流を変化させる装置がＰＮＰトランジスターである請求項１に記載のレベリング装置。
【請求項３】
前記表示装置が発光装置である請求項１に記載のレベリング装置。
【請求項４】
前記発光装置は、オフから最大まで可変である発光強度を有し、該発光強度が最大のときに前記レベリング装置がレベル位置にある請求項３に記載のレベリング装置。
【請求項５】
前記回転部材の前記少なくとも１つの部材が開口部である請求項１に記載のレベリング装置。
【請求項６】
前記ビームを屈折させるために前記開口部にレンズが配置される請求項５に記載のレベリング装置。
【請求項７】
前記ビームを屈折させるために、前記回転部材と前記受取装置との間にレンズが配置される請求項５に記載のレベリング装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの開口部が細長いスロットである請求項５に記載のレベリング装置。
【請求項９】
前記ビームを屈折させるために、前記少なくとも１つの部材が光学ファイバーである請求項１に記載のレベリング装置。
【請求項１０】
前記電子回路を起動及び停止させるためのスイッチをさらに有する請求項１に記載のレベリング装置。
【請求項１１】
ハウジングと、
前記ハウジング内のモーターと、
前記モーターに接続される出力部と、
前記モーターを作動させて前記出力部を回転させるための起動部材と、
前記モーター及び前記起動部材に電気的に接続される電源と、
レベリング機構とを有する電動工具であって、
前記レベリング機構は、
ハウジング及び前記ハウジング内のキャビティと、
前記キャビティ内を移動してレベル位置に対応する平衡位置を求めようとするような、前記ハウジングに取付けられる回転部材と、
前記回転部材をビームが通過できるように前記回転部材に関連付けられる少なくとも１つの部材と、
互いに電気的に接続される発射装置、受取装置及び表示装置を有する電子回路であって、作動中に、前記発射装置は前記少なくとも１つの部材を通過するビームを発光し、前記ビームは前記受取装置に受光され、前記受取装置は前記表示装置を起動し、前記表示装置は、前記レベリング装置が平衡位置に一致するか平衡位置の近くにあることを使用者に表示する電子回路と、
前記電子回路に通電するために前記電子回路に接続される電源と、
を有し、
前記電子回路は、前記受取装置におけるビーム強度が上がったときに前記表示装置の発光強度が上がるように、前記表示装置への電流を変化させる装置をさらに有する電動工具。
【請求項１２】
前記電流を変化させる装置がＰＮＰトランジスターである請求項１１に記載の電動工具。
【請求項１３】
前記表示装置が発光装置である請求項１１に記載の電動工具。
【請求項１４】
前記発光装置は、オフから最大まで可変である発光強度を有し、該発光強度が最大のときに前記レベリング装置がレベル位置にある請求項１３に記載の電動工具。
【請求項１５】
前記回転部材の前記少なくとも１つの部材が開口部である請求項１１に記載の電動工具。
【請求項１６】
前記ビームを屈折させるために前記開口部にレンズが配置される請求項１５に記載の電動工具。
【請求項１７】
前記ビームを屈折させるために、前記回転部材と前記受取装置との間にレンズが配置される請求項１５に記載の電動工具。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの開口部が細長いスロットである請求項１５に記載の電動工具。
【請求項１９】
前記ビームを屈折させるために、前記少なくとも１つの部材が光学ファイバーである請求項１１に記載の電動工具。
【請求項２０】
前記電子回路を起動及び停止させるためのスイッチをさらに有する請求項１１に記載の電動工具。
【請求項２１】
ハウジングと、
前記ハウジング内のモーターと、
前記モーターに接続される出力部と、
前記モーターを作動させて前記出力部を回転させるための起動部材と、
前記モーター及び前記起動部材に電気的に接続される電源と、
レベリング機構とを有する電動工具であって、
前記レベリング機構は、
ハウジング及び前記ハウジング内のキャビティと、
前記キャビティ内を移動してレベル位置に対応する平衡位置を求めようとするような、前記ハウジングに取付けられる回転部材と、
前記回転部材をビームが通過できるように前記回転部材に関連付けられる少なくとも１つの部材と、
互いに電気的に接続される発射装置、受取装置及び表示装置を有する電子回路であって、作動中に、前記発射装置は前記少なくとも１つの部材を通過するビームを発光し、前記ビームは前記受取装置に受光され、前記受取装置は前記表示装置を起動し、前記表示装置は、前記レベリング装置が平衡位置に一致するか平衡位置の近くにあることを使用者に表示する電子回路と、
前記電子回路に通電するために前記電子回路に接続される電源とを有し、
前記電動工具の使用中に使用者が前記ハウジングの全ての面から前記表示装置を監視できるように、前記ハウジングの上に前記表示装置が配置され、
前記表示装置の発光強度が変化する電動工具。
【請求項２２】
ハウジングと、
前記ハウジング内のモーターと、
前記モーターに接続される出力部と、
前記モーターを作動させて前記出力部を回転させるための起動部材と、
前記モーター及び前記起動部材に電気的に接続される電源と、
レベリング機構とを有する電動工具であって、
前記レベリング機構は、
ハウジング及び前記ハウジング内のキャビティと、
前記キャビティ内を移動してレベル位置に対応する平衡位置を求めようとするような、前記ハウジングに取付けられる回転部材と、
前記回転部材をビームが通過できるように前記回転部材に関連付けられる少なくとも１つの部材と、
互いに電気的に接続される発射装置、受取装置及び表示装置を有する電子回路であって、作動中に、前記発射装置は前記少なくとも１つの部材を通過するビームを発光し、前記ビームは前記受取装置に受光され、前記受取装置は前記表示装置を起動し、前記表示装置は、前記レベリング装置が平衡位置に一致するか平衡位置の近くにあることを使用者に表示する電子回路と、
前記電子回路に通電するために前記電子回路に接続される電源とを有し、
前記電動工具の使用中に使用者が前記ハウジングの全ての面から前記表示装置を監視できるように、前記ハウジングの上に前記表示装置が配置され、
前記表示装置が発光装置であり、前記発光装置は、明るさが変化し、前記電動工具が前記レベル位置にあるときに明るさが最大となる電動工具。
【請求項２３】
前記モーターが起動する前に前記レベリング装置を起動するために、前記起動部材にスイッチが接続される請求項２１又は２２に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動工具に関し、特に、電動工具がレベル位置にあるときに表示を行うレベリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
種々の電動工具、特にドリル工具において、その工具が水平面又は鉛直面のいずれかに位置したことを知ることが望まれる。このことは、ドア等を吊るすためのドリル孔を穿孔する場合において水平方向の孔が必要とされるときに、特に有用である。
【０００３】
気泡式の水準器は、電動工具に使用されている。しかし、この種のレベリング装置は、様々な欠点を有する。気泡式水準器は水平な使用について十分に機能する一方、作業中に気泡を監視することは使用者にとっては煩わしい。通常は、これらの気泡式水準器は、鉛直方向の穿孔には役に立たない。また、工具の振動によって水準器内に泡沫が生じ、多くの用途において水準器は役に立たなくなる。
【０００４】
他の種類の測定装置は、剛性かつ直線のバーを備えた単純な振子を利用する。そのバーは、吊るされた重りを備えるピボット点と、鉛直バーに９０°に取付けられるクロスバーとに接続する。クロスバーは、そのピボット式レベリング装置が取付けられて重りが平衡に達したときに、ピボット点の双方の側に配置可能となり、水平面内に配置される。従って、キャリアボードを水平に調整（すなわち水平面を測定）するために、クロスバーの両端部がキャリアボード上の２つのノッチに整合配置可能である。
【０００５】
これら装置のいずれについても、使用者は、電動工具を同一面に保つために、穿孔中にレベルを正確に監視する必要がある。また、これらの種類の装置は、水平面内の穿孔については十分役立つが、鉛直方向の穿孔装置においては特に有効ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的の１つは、使用者がレベリング装置を容易に使用できるようにすることである。その装置は、水平面又は垂直面に達したことを、使用者に対して通常は発光によって表示する。本発明により、使用者は、所要のレベル位置になったことを、直ちに視覚的に知ることができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の実施形態によると、電動工具用レベリング装置は、キャビティを有するハウジングを具備する。ハウジングには、回転部材が配置される。回転部材は、平衡位置を求めるためにキャビティ内で回転する。平衡位置は、レベル位置に対応する。回転部材を光が通過できるように、少なくとも１つの部材が回転部材に関連付けられる。電子回路は、回転部材に関連付けられる。電子回路は、発射装置、受取装置及び表示装置を有する。これらの装置は互いに電気的に接続され、作動中に、少なくとも１つの部材を通過するビームを発射装置が発光する。ビームは受取装置に受光され、次に受取装置が表示装置を起動する。表示装置は、レベリング装置が平衡位置にあることを使用者に知らせる。また、電源は、電子回路に接続されて電子回路に通電する。電子回路はさらに、受取装置におけるビーム強度が上がったときに表示装置の強度が上がるように、表示装置への電流を変化させる装置を有する。このことは、レベリングに対応する。例えば、工具がレベル位置に近づくに従い強度が上がる。電流可変装置は、ＰＮＰトランジスターである。表示装置は、発光装置である。発光装置は、オフから最大までの可変強度を有する。強度が最大となる位置において、レベリング装置はレベル位置にある。回転部材の少なくとも１つの部材は開口部である。選択的実施形態においては、その開口部は、ビームを屈折させるためのレンズを有する。２つ目の選択的実施形態においては、レンズは、ビームを屈折させるために回転部材と受取装置との間に配置される。また、少なくとも１つの開口部は細長いスロットであってもよい。さらに、少なくとも１つの部材は、ビームを伝達する光学ファイバーであってもよい。またレベリング装置には、電子回路を起動及び停止するためのスイッチが接続される。
【０００８】
本発明の第２の実施形態によると、電動工具は、モーターを備えたハウジングを有する。モーターには出力部が接続される。モーターを起動して出力部を回転させるための起動部材がモーターに接続される。電源は、モーター及び起動部材に電気的に接続される。レベリング装置は、ハウジングに配置される。レベリング装置は、キャビティを有するハウジングを具備する。ハウジングには、回転部材が配置される。回転部材は、平衡位置を求めるためにキャビティ内で回転する。平衡位置は、レベル位置に対応する。回転部材を光が通過できるように、少なくとも１つの部材が回転部材に関連付けられる。電子回路は、回転部材に関連付けられる。電子回路は、発射装置、受取装置及び表示装置を有する。これらの装置は互いに電気的に接続され、作動中に、少なくとも１つの部材を通過するビームを発射装置が発光する。ビームは受取装置に受光され、次に受取装置が表示装置を起動する。表示装置は、レベリング装置が平衡位置にあることを使用者に知らせる。また、電源は、電子回路に接続されて電子回路に通電する。電子回路はさらに、受取装置におけるビーム強度が上がったときに表示装置の強度が上がるように、表示装置への電流を変化させる装置を有する。このことは、レベリングに対応する。例えば、工具がレベル位置に近づくに従い強度が上がる。電流可変装置は、ＰＮＰトランジスターである。表示装置は、発光装置である。発光装置は、オフから最大までの可変強度を有する。強度が最大となる位置において、レベリング装置はレベル位置にある。回転部材の少なくとも１つの部材は開口部である。選択的実施形態においては、その開口部は、ビームを屈折させるためのレンズを有する。２つ目の選択的実施形態においては、レンズは、ビームを屈折させるために回転部材と受取装置との間に配置される。また、少なくとも１つの開口部は細長いスロットであってもよい。さらに、少なくとも１つの部材は、ビームを伝達する光学ファイバーであってもよい。またレベリング装置には、電子回路を起動及び停止するためのスイッチが接続される。
【０００９】
本発明の第３の実施形態によると、電動工具は、内部にモーターを備えたハウジングを具備する。モーターには出力部が接続される。起動部材は、モーターを起動して、出力部供給源及びモーターに接続される出力部を回転させる。レベリング装置は、電動工具に接続される。レベリング装置は、レベリング装置の作動中に、レベリング装置が平衡位置にあることを使用者に知らせるための表示器を有する。またレベリング装置は、電源に接続される。表示器はハウジング上に配置されているため、使用者は、電動工具を使用中に、ハウジングのあらゆる面から表示器を監視することができる。表示器は、レベル位置に達したときに強度が変化する。表示器は、通常は発光装置である。従って、発光装置は明るさが変化し、電動工具がレベル位置にあるときに最大の明るさとなる。また、モーターを起動する前にレベリング装置を起動するためのスイッチが、起動部材に接続される。
【００１０】
図面及び特許請求の範囲とともに、以下の詳細な説明から、本発明の他の目的及び長所が当業者に明らかになるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、図１は、参照符号１０で構成される本発明に係る電動工具を示している。電動工具１０は、ドリルとして図示されているが、電動ねじ回し、サンダー、回転バイト、クリッパー、ヘッジトリマー、電動ノコギリ等のいかなる種類の電動工具にも本発明に係るレベル表示器が使用可能である。電動工具１０は、モーター１８を囲繞する２つの半割部１４を含むハウジング１２を有する。起動部材２０は、モーター及び電源２２に接続される。電源２２は電源コード（交流電流）であってもよいし、図示されるようなバッテリー（直流電流）を電動工具が有してもよい。モーター１８は、工具をドリルに保持するためのチャック２８及び変速装置２６を有する出力部２４を具備することができる。
【００１２】
レベル表示器３０は、ハウジング半割部１４に配置される。レベル表示器３０は、ハウジング３２及び回路３４を有する。図３を参照すると、レベル表示器のハウジング３２は、好ましくはスナップ嵌めにより互いに固定される２つの半割部３６及び３８を有する。回転部材４０は、半割ハウジング３６内に回転可能に配置される。回転部材４０は、全面ディスク形状を有し、その主軸４２は、回転部材４０の中心を通って伸び、その両端はブロック４３内に伸びる。また、好ましくは４つの開口部４４は、ディスク４０に形成される。また、カウンターウエイト４６は、回転部材４０に取付けられる。
【００１３】
回転部材４０は、半割ハウジング３６及び３８のキャビティ４８内で、主軸４２の回りを回転する。カウンターウエイト４６は、回転部材４０に加重部分を提供するので、回転部材は常に平衡位置を求めようとすることができる。開口部４４は、回転部材４０の３６０°の円について、０°、９０°、１８０°及び２７０°の位置に設けられる。開口部４４は、本願明細書に説明されるような感知を可能にする望ましい寸法、好ましくは０．５ｍｍの直径を有する。回転部材４０は、電動工具の操作中は、ハウジング３２内を３６０°にわたって回転する。
【００１４】
回路３４は、図４に最もよく示されている。大まかに言うと、回路は発光体５０、受光体５２及び表示器５４を有する。リード線５６は、電源２２からスイッチ５８まで伸びる。リード線６０は、スイッチ５８から発光体５０まで伸びる。また、レジスターＲ１は、リード線６０に電気的に接続される。Ｒ１は、以降に記載する表に示される値を有することができ、電源電圧によって異なる。リード線６０は、リード線６４に接続され、リード線６４は、スイッチを受光体５２に電気的に接続させる。リード線６４は、リード線６０から受光体５２まで伸びる。対のレジスターＲ２及びＲ３は、受光体５２に伸びるリード線６４に電気的に接続される。リード線６０は、リード線６６に電気的に接続される。リード線６６は、表示器５４に電気的に接続される。トランジスターＱ１は、リード線６６に電気的に接続される。トランジスターＱ１は、ＰＮＰトランジスターである。従って、ベースリード線６８は、レジスターＲ２及びＲ３の間のリード線６４に接続される。４番目のレジスターＲ４は、トランジスターＱ１及び表示器５４の間のリード線６６に接続される。さらに、リード線７０は、電源２２、リード線６２、６４及び６６に接続される。
【００１５】
発光体５０は、受光体５２へ向かう光線を発する赤外線発光体であることが好ましい。発光体５０は、回転部材４０から軸方向に２．１ｍｍ離れて配置されることが好ましい。受光体５２は、赤外線ＬＥＤ５０から発生した光を受光するフォトトランジスターであることが好ましい。フォトトランジスター５２は、回転部材４０から軸方向に１．５ｍｍ離れて配置されることが好ましい。表示器５４は、赤のような望ましい色を有するＬＥＤであることが好ましい。
【００１６】
レベリング装置３０は、以下のように動作する。起動部材２０のトリガー８０は、接触スイッチ５８を内側へ押す。このことにより、回路が起動する。しかしながら、スイッチ５８はモーター１４より前に起動する。スイッチ５８の起動により、回路が閉じてリード線６０を電流が流れる。電流がリード線６０を流れると、発光体５０に電流が流れて発光体５０がオンになり、光ビーム７２が発生する。回転部材４０が非レベル位置又は非平衡位置にあるときは、開口部４４はビーム７２に整合配置されず、故に光は、回転部材４０を横切って通過しないので受光体５２に感知されない。この場合、表示器５４は発光しない。このことは、リード線６８において電流が遮断され、故にトランジスターＱ１が表示器ＬＥＤ５４に通電させないことに起因する。
【００１７】
レベリング装置が平衡位置又はレベル位置に達すると、電動工具は、水平面又は鉛直面に一致するかその近くに位置し、開口部４４は、赤外線ＬＥＤ５０からのビーム７２に整合配置される。このことにより、ビーム７２は、回転部材４０を通過する。ビーム７２は、フォトトランジスター受光体５２に感知される。このことにより、フォトトランジスター受光体５２が作動する。このことにより、リード線６０からリード線６４を通ってリード線７０に電流が流れ、閉路が完成する。このことにより、ベースリード線６８に電流が導通可能となる。トランジスターＱ１が、そのエミッターとベースとの間の電流の変化を感知すると、リード線６６に沿ってコレクターからエミッターへ電流が流れ始める。このことにより、電流が表示ＬＥＤ５４に流れ、表示器５４が発光する。
【００１８】
使用される小さい開口部４４は円錐形状を有することができるので、回転部材４０がレベル位置に近づいて、開口部４４がビーム７２と一致するように位置合わせされるに従い、回転部材４０を通過するビーム強度は増加する。このことにより、フォトトランジスター受光体５２は、より高いビーム７２の強度を感知する。故により多くの電流がフォトトランジスター５２を流れる。このことにより、トランジスターＱ１のベースに感知された電流は、リード線６８において増加する。このことにより、トランジスターＱ１は、ＰＮＰトランジスターのベース電流の増加を感知する。このことにより、ＰＮＰトランジスターＱ１はより多くの電流を導通することができ、その電流により表示器５４の発光強度が増加する。このようにして、出力変化が可能となる。表示器５４は、オフから、レベリング装置が最大レベル位置にあるときの最も明るい点まで、強度変化する。
【００１９】
光が進行するのは、工具がレベルから±６°の範囲にあるときである。工具がレベルから６°より大きく離れているときは、光がオフの位置にある。電動工具が６°のレベル範囲内になると、光はオンの状態になる。レベル位置に達すると、光は最も明るくなる。工具がもう一方の６°（プラス又はマイナス）の位置に達すると、光は再びオフとなる。このようにして使用者は、光が最も明るくなったときに、レベル位置に対する高低を知ることができる。
【００２０】
下表は、上述の回路図におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の値を示している。Ｒ１及びＲ４の値は、電源電圧によって異なることに留意すべきである。
【００２１】
【表１】
0004377112.tif 000002
【００２２】
表示器ＬＥＤ５４は、工具の後部位置の上のハウジング間に配置される。工具が使用者により使用中であるときは、使用者は通常は工具の後ろに位置する。また、図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、表示ＬＥＤ５４は、通常はハウジングの輪郭上に配置されるため、使用者は、ドリルの使用に際してＬＥＤをあらゆる面及び角度から監視することができる。従って使用者は、発光しているかどうか及び電動工具がレベル位置にあるかどうかを直ちに知ることができる。
【００２３】
図１（ａ）にみられるように、起動部材２０は、モーターを起動するためのトリガー８０を有する。トリガー８０は、プランジャーシャフト８２及びばね板接触式アクチュエーター８４を有する。ばね板接触式アクチュエーター８４は、レベリング回路を起動するためのマイクロスイッチ５８に接する。ばね板接触式アクチュエーター８４は、プランジャー８８を押し下げてスイッチ５８を作動させるばね板接点８６に接する。
【００２４】
図５を参照すると、レベリング装置の第２の実施形態が示されている。このレベリング装置は、前述の装置と実質的に類似する。前述の装置との違いは、ビーム７２の屈折性を高めるためにレンズ９０が開口部４４に配置されていることである。
【００２５】
図６を参照すると、さらなる実施形態が示されている。この実施形態は、前述のものと同様である。しかしながら、開口部４４を通過するビーム強度を高めるために、回転部材４０と受光体５２との間にレンズ９２が配置されている。
【００２６】
図７を参照すると、さらなる実施形態が示されている。図７は、回転部材４０′を示す。ここで、開口部４４′は、表示器５４の可変出力を高める細長い形状を有する。
【００２７】
図８を参照すると、さらなる実施形態が示されている。図８において、光学ファイバー９６及び９８が回転部材４０″に配置される。それらの光学部材は、回転部材４０″全体にスポーク状に伸びる。また、発光体５０及び受光体５２は、回転部材に関して径方向に配置される。
【００２８】
上述の詳細な説明は、本発明の好適な実施形態について述べているが、本発明は、特許請求の範囲及びその正しい意味から逸脱せずに、修正、変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のレベリング装置を備えたドリルの部分断面平面図であり、
（ｂ）（ａ）のドリルの部分的な背面図である。
【図２】図１の２−２線における断面図である。
【図３】本発明のレベル表示器の分解斜視図である。
【図４】レベリング装置の電子回路の回路図である。
【図５】レベリング装置の選択的な実施形態の断面図である。
【図６】本発明の選択的実施形態の断面図である。
【図７】本発明の選択的実施形態の図である。
【図８】本発明の選択的実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０…ドリル
１２…ハウジング
２０…起動部材
３０…レベリング装置
４０…回転部材
４４…開口部
５０…発光体
５２…受光体
５４…表示器
【図１】
0004377112.tif 000003
【図２】
0004377112.tif 000004
【図３】
0004377112.tif 000005
【図４】
0004377112.tif 000006
【図５】
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【図６】
0004377112.tif 000008
【図７】
0004377112.tif 000009
【図８】
0004377112.tif 000010