(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、該電動モータの駆動ギヤにより駆動されるクラッチ機構と、該クラッチ機構を介して駆動される遊星歯車減速機構と、これらクラッチ機構と遊星歯車減速機構を収容するケースと、前記遊星歯車減速機構に接続されて該ケースの端部から突出する駆動歯車と、該駆動歯車近傍のケース端部に固定された固定刃と、略扇形で且つその扇形の円弧の曲率中心を前記固定刃の端部に設けられた軸に回動自在に枢着された回転刃とを備え、
前記遊星歯車減速機構の駆動歯車により駆動されると共に前記回転刃の円弧状の外周縁に形成された外歯を順次噛合させて該回転刃を前記軸周りに回転させる複数の拘束歯車が、この回転刃の外周縁の回転軌道に沿って配置されていることを特徴とする電動ケーブルカッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電線等の線材を切断するための電動ケーブルカッタ、特に電池を電源とする電動モータで歯車減速（変速）機構を介して線材等を切断する携帯可能な電動ケーブルカッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電設工事でケーブルを切断したり、或いは鉄工所や建設工事等で棒鋼を切断する場合、ケーブルカッタが使用される。従来のケーブルカッタとしては、油圧式のケーブルカッタ或いはトッグル機構を応用した手動式工具等があるが、本出願人は、図８に示すような蓄電池式の電動ケーブルカッタを提案している（特願平５−１４６９３５号）。即ち、この電動ケーブルカッタは、遊星歯車減速機構を内蔵したケース６１と、該ケース６１のハンドル部６１ａの下部に着脱可能に装着する蓄電池カートリッジ６２と、該ケース６１に固定される固定刃６６と、該固定刃６６の端部に回動自在に軸６５に枢着され外側に扇形歯車６７ｂを設けた回転刃６７と、で構成されている。
【０００３】
この電動ケーブルカッタは、作業者が片手でハンドル部６１ａを握り、回転刃６７をフリーの状態として、固定刃６６の内側に被加工材を置き、該回転刃６７を手で回し、歯車６７ｂ端部とケース６１に内蔵した遊星歯車減速機構の最終段の駆動歯車６３とを係合させ、スイッチレバー（図示省略）を押すと、強力な回転トルクにより被加工線材を切断するようにしたものである。この電動ケーブルカッタは、片手で操作可能であり、腕力等も必要とせず便利なカッタである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記する電動ケーブルカッタは、図７に示すように、ケース６１に内蔵した遊星歯車減速機構の最終段の駆動歯車６３で回転刃６７の扇形歯車６７ｂと噛合するようにしてある。このため、駆動歯車６３と噛合しはじめてから噛合状態が終了するまでの回転刃６７の扇形歯車６７ｂの円弧の大きさＬ１或いは中心角θ１は、該扇形歯車６７ｂが大歯車であるため、どうしても大きくなる。また、電動ケーブルカッタで切断加工する被加工材は細い線材から太く固いものまで種々あるが、これら被加工材に応じた回転トルクで切断作業ができれば、効率的な作業を行うことができる。更に、被加工材が固くなかなか切断できない場合、過大なトルク反力がかかって電動モータが加熱したり、或いは蓄電池の過放電を招き蓄電池の寿命を短くしたりする恐れがあった。
【０００５】
この発明は上記する課題に対処するためになされたものであり、回転刃の扇形歯車部分の円弧長さをできるだけ短くして、この回転刃の小型・軽量化を図ると共に、被加工材に応じた回転トルクで切断作業を行うことができる電動ケーブルカッタを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記する課題を解決するために、請求項１に記載の電動ケーブルカッタは、電動モータと、該電動モータの駆動ギヤにより駆動されるクラッチ機構と、該クラッチ機構を介して駆動される遊星歯車減速機構と、これらクラッチ機構と遊星歯車減速機構を収容するケースと、前記遊星歯車減速機構の終端に嵌合されて該ケースの端部から突出する駆動歯車と、該駆動歯車近傍のケース端部に固定された固定刃と、略扇形で且つその扇形の円弧の曲率中心を前記固定刃の端部に設けられた軸に回動自在に枢着された回転刃とを備え、前記遊星歯車減速機構の駆動歯車により駆動されると共に前記回転刃の円弧状の外周縁に形成された外歯を順次噛合させて該回転刃を前記軸周りに回転させる複数の拘束歯車が、この回転刃の外周縁の回転軌道に沿って配置されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の電動ケーブルカッタの正面図、図２はこの電動カッタの背面図、図３は図２のＸ−Ｘ矢視断面図であってこの発明の電動カッタの動力伝達機構を示す図、図４と図５はこの発明の電動カッタの動力伝達機構を示す斜視図である。この電動ケーブルカッタは、電動モータ１と、クラッチ機構１０と、中間歯車減速機構２０と、遊星歯車減速（変速）機構３０と、拘束歯車列４０と、カッタ部５０と、で構成されている。尚、電動モータ１は蓄電池（図示省略）で駆動する。
【０００８】
この電動ケーブルカッタは、クラッチケース４に取り付けられた電動モータ１の回転力を、該電動モータ１の駆動軸２に固定された駆動歯車３ａから、中間減速機構２０と遊星歯車減速機構３０を介して最終段の駆動歯車（ピニオン）２５に伝達するように構成されている。以下の説明では、この駆動歯車３ａを第１段の遊星歯車減速機構の太陽歯車とし、後述する遊星歯車減速機構３０の第２段の太陽歯車は、中間歯車減速機構２０の歯車列の大歯車５ｄに形成される太陽歯車１２ａが該当するものとして説明する。
【０００９】
先ず、第１段の太陽歯車３ａは、反対側中心部に中間歯車減速機構２０を構成する小歯車５ａを形成した遊星保持板３ｃに軸支されている第１段の遊星歯車３ｂと噛合する。該第１段の遊星歯車３ｂは、クラッチケース４内に配置された第１段の内歯歯車７とも噛合する。この第１段の内歯歯車７は、一定値以上の過大なトルク反力がかかったとき空回りさせるためのクラッチ機構１０を構成し、クラッチケース４とカバーケース６との間に配置される。
【００１０】
前記クラッチ機構１０は、前記クラッチケース４と中間歯車減速機構２０との間に配置される。即ち、このクラッチ機構１０は、その側面７ａに周方向の所定間隔（実施の形態では６０°間隔）突起７ｂ，７ｂ，・・・を形成した第１段の内歯歯車７と、クラッチケース４の周辺部の該第１段の内歯歯車７と対向する位置の周方向所定間隔（実施の形態では１２０°間隔）に設けた穴４ａに配置したばね８と、該第１段の内歯歯車７の側面７ａに当接させて該ばね８で付勢して配置したボール９と、で構成される。
【００１１】
次に、前記小歯車５ａは、カバーケース６にそれぞれ軸支された小歯車５ｂ，５ｃを介して同じく該カバーケース６に軸支された大歯車５ｄに回転力を伝達する。これら小歯車５ａと、小歯車５ｂ，５ｃと、大歯車５ｄは、中間歯車減速機構２０を構成する。該大歯車５ｄの反対側中心部には、遊星歯車減速機構の第２段の太陽歯車１２ａが形成されている。該第２段の太陽歯車１２ａは、反対側中心部に第３段の太陽歯車１４ａを設けた第２段の遊星保持板１２ｃに軸支された第２段の遊星歯車１２ｂと噛合するが、この第２段の遊星歯車１２ｂは、クラッチケース４内に配置されスライド可能な第２段の内歯歯車１３とも噛合している。また、前記第２段の遊星保持板１２ｃの外周には後述する該第２段の内歯歯車１３の内歯１３ａと噛合可能な外歯１２ｄが形成されている。
【００１２】
前記第２段の内歯歯車１３には、第２段の遊星歯車１２ｂと噛合する内歯１３ａが形成されると共に、クラッチケース４に設けた内歯４ｂと噛合する外歯１３ｂと、更に、速度切換用のチェンジレバー１５に一体に形成された円弧状のアーム部１５ａの両端部に設けた突起１５ｂ，１５ｂを嵌め入れる溝１３ｃとが形成され、チェンジレバー１５により回転速度を高速−低速に変更できるようにしてある。このチェンジレバー１５の突起１５ｂ，１５ｂは、クラッチケース４の両側（１８０°間隔）に設けた窓４ｃ，４ｃから中へ入れるようにしてある（図４参照）。
【００１３】
前記第２段の遊星保持板１２ｃに形成された第３段の太陽歯車１４ａは、反対側に遊星歯車減速機構の第４段の太陽歯車１７ａを一体に形成した（スプライン嵌合により一体とした）第３段の遊星保持板１４ｃに軸支された第３段の遊星歯車１４ｂと噛合するが、該第３段の遊星歯車１４ｂはクラッチケース４に固定配置される第３段の内歯歯車１６とも噛合している。この第３段の内歯歯車１６と前記第３段の遊星保持板１４ｃとの間には第１のワッシャ１８が配置される。
【００１４】
前記第３段の遊星保持板１４ｃに形成された第４段の太陽歯車１７ａは、反対側に遊星歯車変速機構の第５段の太陽歯車２２ａを一体に形成した（スプライン嵌合により一体とした）第４段の遊星保持板１７ｃに軸支された第４段の遊星歯車１７ｂと噛合するが、該第４段の遊星歯車１７ｂはギヤケース２４に固定配置される第４段の内歯歯車２１とも噛合している。この第４段の内歯歯車２１と前記第４段の遊星保持板１７ｃとの間には第２のワッシャ１９が配置される。
【００１５】
そして、第５段の太陽歯車２２ａは、第５段の遊星保持板２２ｃに軸支された第５段の遊星歯車２２ｂと噛合するが、該第５段の遊星歯車２２ｂはギヤケース２４に固定配置される第５段の内歯歯車２３とも噛合している。この第５段の遊星保持板２２ｃの中心部には雌スプラインが形成され、駆動歯車２５の軸部２５ａに形成された雄スプラインが嵌合される。尚、前記第４段の遊星保持板１７ｃに軸支される第４段の遊星歯車１７ｂと第５段の遊星保持板２２ｃに軸支される第５段の遊星歯車２２ｂの歯数、及び第４段の内歯歯車２１と第５段の内歯歯車２３とは同じ歯数であり、従って回転数も同一となる（即ち、第４段の遊星歯車機構と第５段の遊星歯車機構とは同一回転となり減速されない）。
【００１６】
次に、図６に示すように、前記ギヤケース２４には、刃部２６ａを形成した固定歯２６が固定されている。該固定刃２６の先端部２６ｂには、前記固定歯２６に対して被加工線材を挟持しつつ切断する刃部２７ａを設け、外周に扇形歯車２７ｂを設けた回転刃２７の橋部がボルト２９により回動自在に枢着してある。また、固定刃２６には二つの拘束歯車３１，３２が回動自在に枢着されており、前記駆動歯車２５は、これらの拘束歯車３１，３２と噛合している。即ち、前記回転刃２７は、これら拘束歯車３１，３２を介して駆動歯車２５により駆動される。
【００１７】
更に、回転刃２７の扇形歯車２７ｂの両端部には、図１に示すように、合成樹脂（例えばウレタンゴム）等の弾性材で製作された歯車部２７ｃ，２７ｄが固定されている。即ち、該回転刃２７の駆動は、先ず該弾性材の歯車部２７ｃが一方の拘束歯車３１と係合してから噛合することになる。これは、扇形歯車２７ｂが一方の拘束歯車３１と噛合する際の衝撃を緩和し且つスムーズに噛合させるための工夫である。
【００１８】
この発明の電動ケーブルカッタは、以上のような構成から成り、ハンドル部６１ａ（図８参照、このハンドル部６１ａ等は従来のものと同様）に設けたスイッチレバー（図示省略）を押すと、電動モータ１の回転力は、第１段の太陽歯車３ａからクラッチ機構１０を備えた第１段の遊星歯車減速機構及び小歯車５ａ，５ｂ等を備えた中間歯車減速機構２０を経由し、更に、第２段以降の遊星歯車減速機構３０を経由して駆動歯車２５に伝達される。
【００１９】
多段減速された駆動歯車２５は、固定刃２６に回動自在に枢着された二つの拘束歯車３１，３２と噛合する。更に、これらの拘束歯車３１，３２は、回転刃２７の外周に形成された扇形状の歯車２７ｂと噛合させ、該回転刃２７を回転させる。そして固定刃２６と回転刃２７との間に置かれたケーブル等の被加工材は、この回転刃２７の回転により切断加工される。
【００２０】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、回転刃２７の噛合状態を示す図である。
ケーブル等の切断に際して、駆動歯車２５から二つの拘束歯車３１，３２を介して回転刃２７を回転駆動させる場合、当初回転刃２７の扇形歯車２７ｂは、二つの拘束歯車３１，３２のうちの一方の拘束歯車３１と噛合する。そして、図６（Ａ）に示すように、ケーブル等の切断を開始する場合、該回転刃２７の扇形歯車２７ｂは同時に二つの拘束歯車３１，３２に噛合し、切断が進むと図６（Ｂ）に示すように、扇形歯車２７ｂは一つの拘束歯車３２と噛合し、やがて噛合は解除される。
【００２１】
上記ケーブル切断時の回転刃２７と拘束歯車３１，３２の動作において、ケーブルを切断しはじめる際の回転刃２７に最も大きな駆動力を必要とするときには、二つの拘束歯車３１，３２が噛合している。また、回転刃２７が更に回転して、ケーブルの切断に大きな駆動力を必要としなくなったときは、残りの一つの拘束歯車３２と噛合する。そしてケーブルの切断終了と共に拘束歯車３１，３２と扇形歯車２７ｂの噛合は解除される。
【００２２】
こうして、回転刃２７と二つの拘束歯車３１，３２は、ケーブルの切断状態に応じて噛合させることができる。また、これらの拘束歯車３１，３２は薄く且つ小さくすることができる。更に、回転刃２７はその円弧部長さＬ２或いは中心角θ２を、図７（Ａ）と比較すると明らかなように、従来の回転刃６７の扇形状の歯車６７ｂの円弧部の長さＬ１或いは中心角θ１よりも短くすることができる。
【００２３】
電動モータ１からの回転トルクは、クラッチ機構１０を構成するばね８とボール９により内歯歯車７を付勢した状態で、第１段の遊星歯車３ｂや第２段の太陽歯車１２ａ等へ伝達される。この場合、回転トルク伝達時のトルク反力が一定値以下ならボール９は第１段の内歯歯車７の側面７ａに設けた突起７ｂ，７ｂ，・・・を乗り越えることはできない。しかし、例えば切断加工時、被加工材が固くて、歯車機構に一定値以上のトルク反力がかかると、ボール９は第１段の内歯歯車７の側面７ａに設けた突起７ｂ，７ｂ，・・・を乗り越える。このため第１段の内歯歯車７は空回りを始めるので回転トルクの伝達は遮断される。したがって、このクラッチ機構１０により過大なトルク反力がかかっても電動モータ等の加熱や蓄電池の過放電を防止することができる。
【００２４】
次に、この発明の電動カッタには、被加工材によって高速回転と低速回転可能なように変速機構が組み込んである。即ち、図３において、チェンジレバー１５をＡ方向に摺動させると、第２段の内歯歯車１３は、その外歯１３ｂがクラッチケース４に設けた内歯４ｂと噛合するため固定される。従って、第２段の遊星歯車１２ｂを軸支する第２段の遊星保持板１２ｃは減速されて低速で回転し、駆動歯車２５には低速で回転力（高トルク）を伝達する。
【００２５】
次に、チェンジレバー１５をＢ方向に摺動させると、第２段の内歯歯車１３の外歯１３ｂはクラッチケース４に設けた内歯４ｂとの噛合が解除され、その内歯１３ａは第２段の遊星保持板１２ｃの遊星歯車１２ｂ及び外歯１２ｄと噛合するため、第２段の太陽歯車１２ａと第２段の遊星歯車１２ｂと第２段の遊星保持板１２ｃとは一体となって回転する。従って、第２段の遊星歯車１２ｂを軸支する第２段の遊星保持板１２ｃは減速されず高速で回転し、駆動歯車２５には高速で回転力（低トルク）を伝達する。このように低速回転或いは高速回転させることにより被加工材の切断のしやすさに応じた回転数を選択することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明の電動ケーブルカッタによれば、回転刃の円弧部長さを短くすることができるので、この回転刃を従来品に比して狭角に形成することが可能となる。従って、本発明の電動ケーブルカッタは、回動する回転刃を小型・軽量化することができる。
【００２７】
また、この電動ケーブルカッタは、ケーブルを切断しはじめる際の回転刃に最も大きな駆動力が必要とされるときには、この回転刃に２つ以上の拘束歯車が噛合するため、被加工材に応じた安定した回転トルクで切断作業を行うことができる。
【００２８】
また、クラッチ機構により過大なトルク反力がかかってもクラッチ機構を通じて逃がすことができるので、電動モータが加熱することもなく、且つ過放電を起こし電池寿命が短くなることもなくなる。更に、遊星減速機構は変速機構も組み込んであるため、被加工材に応じた回転数で効率的な切断作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の電動ケーブルカッタの正面図である。
【図２】  この発明の電動ケーブルカッタの上部の背面図である。
【図３】  図２のＸ−Ｘ矢視断面図であってこの発明の電動カッタの動力伝達機構を示す図である。
【図４】  この発明の電動ケーブルカッタの動力伝達機構の一部（前部）を示す斜視図である。
【図５】  この発明の電動ケーブルカッタの動力伝達機構の一部（後部）を示す斜視図である。
【図６】  この発明の電動ケーブルカッタで被加工材を切断する際の動作を示し、図６（Ａ）は切断時の二つの拘束歯車と噛合し、図６（Ｂ）は切断が進み一つの拘束歯車と噛合している回転刃の噛合状態を示す図である。
【図７】  従来の電動ケーブルカッタで被加工材を切断する際の動作を示し、図７（Ａ）は切断時の駆動歯車と回転刃の扇形歯車と噛合し、図７（Ｂ）は切断が進んだ状態の駆動歯車と回転刃の扇形歯車との噛合状態を示す図である。
【図８】  従来の電動ケーブルカッタの背面図である。
【符号の説明】
１  電動モータ
２  駆動軸
３ａ  第１段の太陽歯車（駆動歯車）
３ｂ  第１段の遊星歯車
３ｃ  第１段の遊星保持板
４  クラッチケース
４ｂ  内歯
５ａ，５ｂ，５ｃ  小歯車
５ｄ  大歯車
６  カバーケース
７  第１段の内歯歯車
８  ばね
９  ボール
１０  クラッチ機構
１２ａ  第２段の太陽歯車
１２ｂ  第２段の遊星歯車
１２ｃ  第２段の遊星保持板
１２ｄ  外歯
１３  第２段の内歯歯車
１３ａ  内歯
１３ｂ  外歯
１３ｃ  溝
１４ａ  第３段の太陽歯車
１４ｂ  第３段の遊星歯車
１４ｃ  第３段の遊星保持板
１５  チェンジレバー
１６  第３段の内歯歯車
１７ａ  第４段の太陽歯車
１７ｂ  第４段の遊星歯車
１７ｃ  第４段の遊星保持板
２０  中間歯車減速機構
２１  第４段の内歯歯車
２２ａ  第５段の太陽歯車
２２ｂ  第５段の遊星歯車
２２ｃ  第５段の遊星保持板
２３  第５段の内歯歯車
２４ ギアケース
２５  駆動歯車（ピニオン）
２６  固定刃
２７  回転刃
３０  遊星歯車減速（変速）機構
３１，３２  拘束歯車
４０  拘束歯車列
５０  カッタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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