Electric pruning scissors

本発明は、庭園などの植栽の剪定作業等に用いられる剪定はさみに関し、とくに切断のパワーを増して作業を容易化するために電動モータを使用した電動式剪定はさみに関する。

植木の剪定作業等に用いられる剪定はさみには、枝切り等の作業における切断のパワーを増すために、はさみ部に電動モータ等のパワーユニットを付加したものが知られている。

このような電動式剪定はさみは、固定刃に対して可動刃を回動可能に設けたはさみ部とパワーユニット部とが一体となっており、はさみ部のトリガを操作すると、その信号がパワーユニット部に送られて可動刃をトリガの移動量に合わせて動作させ、人力によるよりも大きな切断力が得られる機構となっている。

特許文献１には、トリガの位置検出を磁気センサーで行い、その情報に基づいて電動モータに所定の電流を流してスクリュー軸を回転させ、ナット部材に連結された可動刃を開閉する電動式剪定はさみが記載されている。

これによれば、指によるトリガの引き操作量を調整することにより可動刃を任意の中間位置に停止させることができるので、例えば枝葉が密集するような狭い場所でのせん定作業を行う場合に、可動刃を中間停止させた状態で切断作業を開始することができる。

また、特許文献２には、トリガと可動刃の回転角度を検出して前者に後者を合わせるべく、電動モータに電流を流して回転させて可動刃を開閉する電動式剪定はさみが記載されている。

これによれば、可動刃を任意の中間位置に停止できるとともに、特許文献１の電動式剪定はさみと異なり、トリガの回転操作によってトリガの回転中心が移動しないため、優れた操作感を得ることができる。

特許第２７３５２１８号明細書

特許第３５３７６４９号明細書

しかしながら、上記従来の電動式剪定はさみは、いずれもはさみ部とパワーユニット部が一体で構成されているためかなりの重量となり、枝切り等の作業に使用する時は切断する枝が頭上にあるため、この電動式剪定はさみを肩より高い位置に持ち上げて使用しなければならず、しかも連続作業となるため疲労度が大きく作業能率も上がらないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、特にはさみ部の重量を軽減して枝切り等の剪定作業の疲労度を軽減し、作業能率を向上させることができる電動式剪定はさみを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、固定刃と可動刃と操作用トリガとを設けたはさみ部と、上記トリガの回転操作に応じて上記可動刃を作動させるパワーユニット部を備え、上記パワーユニット部には電動モータと電動モータによって駆動されるボールネジとを設け、上記はさみ部の可動刃とパワーユニット部のボールネジに螺合したナット部材とをコントロールケーブルを介して連結するとともに、上記トリガの回転操作で上記電動モータによりボールネジを回転させ、該ボールネジの回転により移動したナット部材の移動で上記コントロールケーブルを介して上記可動刃を回動させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、固定刃と可動刃と可動刃の操作用トリガとを設けたはさみ部と、上記トリガの回動操作に応じて上記可動刃を作動させるパワーユニット部とを備え、上記パワーユニット部には電動モータと電動モータによって駆動されるボールネジとを設け、上記はさみ部の可動刃とパワーユニット部のボールネジに螺合したナット部材とをコントロールケーブルを介して連結するとともに、上記トリガの回動操作による回転角度に応じて上記電動モータによりボールネジを回転させ、該ボールネジの回転量に応じて移動したナット部材の移動量だけ上記コントロールケーブルを介して上記可動刃を回動させることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２において、上記トリガの回転角度を検出するセンサと、上記センサからの信号に対応して上記電動モータを作動させることにより上記可動刃を上記トリガの回転角度に対応する角度位置に回転させる制御装置とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の電動式剪定はさみ。

請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３において、トリガを上記はさみ部に代えて上記パワーユニット部に配置するとともに、上記はさみ部と上記パワーユニット部とを中空パイプで連結し、上記コントロールケーブルに代え、上記はさみ部の可動刃とパワーユニット部のボールネジに螺合したナット部材とを上記中空パイプの内部に通したワイヤで連結したことを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、はさみ部とパワーユニット部とを分離してコントロールケーブルで連結し、トリガの操作により電動モータを回転させて得られた引張り力を自由に曲がるコントロールケーブルではさみ部に伝えることで、作業時に手に持つはさみ部を軽量化しつつ、パワーユニット部を腰等に保持することで、枝切り等の剪定作業の疲労度を軽減し、大きな切断力を得ることを可能にし、作業能率を向上させることができる。

また、はさみ部とパワーユニット部とを分離してコントロールケーブルで連結し、トリガの操作により電動モータを回転させて得られた引張り力を自由に曲がるコントロールケーブルではさみ部に伝えることで、作業時に手に持つはさみ部を軽量化しつつ、パワーユニット部を腰等に保持することで、枝切り等の剪定作業の疲労度を軽減し、大きな切断力を得ることを可能にし、作業能率を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果のほか、、トリガの回動操作による回転角度に応じて電動モータによりボールネジを回転させ、該ボールネジの回転量に応じて移動したナット部材の移動量だけコントロールケーブルを介して可動刃を回動させる構成であるから、トリガの回転と可動刃の回転とが対応する関係となり、可動刃を直接に回転させているような操作感が得られる。

請求項３の発明によれば、さらに、トリガの回転角度を検出するセンサと、センサからの信号に対応して電動モータに電流を送り、可動刃をトリガの回転角度に対応する角度位置に回転させる制御装置を備えることにより、指によるトリガの操作に高精度で可動刃を追従させることができ、操作感の良好な電動式剪定はさみとすることができる。

請求項４の発明によれば、さらに、はさみ部とパワーユニット部とを中空パイプを介して一体に構成し、手元のパワーユニット部のトリガを操作することにより先端のはさみ部の可動刃を制御することができるから、高所にある枝等も強い力で容易に切断することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図１〜図４に基づいて説明する。 図１は本実施形態の電動式剪定はさみの斜視図、図２はその一部の内部を示した斜視図、図３（ａ）ははさみ部の初期状態の一部縦断面図、（ｂ）はそのパワーユニットの一部縦断面図、図４は作動時の状態の一部の内部を示した斜視図であり、図５（ａ）は作動時のはさみ部の状態の一部縦断面図、（ｂ）はそのパワーユニットの一部縦断面図である。

上図において、電動式剪定はさみは、分離して構成されたはさみ部１とパワーユニット部２とをコントロールケーブル３によって連結する構成となっている。

まず、はさみ部１はボディ４とはさみ５とトリガ６等によって構成されている。 ボディ４にはグリップ４ａが形成され、はさみ５は固定刃８と可動刃９とからなり、ボディ４の前端に設けられている。 可動刃９は固定刃８の基部に設けられた軸１０を支点として回動自在に取り付けられている。

トリガ６はボディ１の前部に設けた支軸１１の周りに回動自在に配置されている。 トリガ６は、捩りコイルバネ１２によりエンド位置から基準位置の方向に付勢されており、引いた状態から指を離せば常に基準位置に戻るように構成されている。 さらに、トリガ６の近傍には回転角検出センサ（図示せず）が配設されている。

グリップ４ａの内部には前後に移動可能なスライダ１３が配置されている。 スライダ１３は、圧縮バネ１４により常時前方に移動するように付勢されている。 さらに、スライダ１３の前端には左右２個のリンク１５の後端が支軸１６を介して連結され、またこれらのリンク１５の前端は可動刃９から下方に突出したアーム１７の軸１８に回動自在に連結されている。 また、スライダ１３は上記圧縮バネ１４の後端のバネ押さえ２０を貫通している。

次に、パワーユニット部２は、ユニットハウジング２１に電動モータ２２と電動モータ２２によって駆動されるボールネジ２３とを設けたもので、電動モータ２２はユニットハウジング２１の後端に連結されている。 また、電動モータ２２は減速機構２５を介してボールネジ２３のネジ軸２４に作動連結している。 ネジ軸２４にはナット部材２６が螺合している。 また、ナット部材２６の両側に平行なリンク２７が取り付けられ、これらの平行リンク２７はガイド部材２８を貫通し、その前端は結合部３０によって一体に結合されている。 したがって、電動モータ２２が回転すると、その回転は減速機構２５によって減速されてボールネジ２３のネジ軸２４に伝達され、ネジ軸２４が回転すると、ナット部材２６がネジ軸２４に沿って前進後退し、同時に上記リンク２７が並進運動を行う。

また、パワーユニット部２には、上記トリガ６の回転角検出センサの信号により電動モータ２２に所定の電流を送って回転させる制御装置（図示せず）が配設されている。 この制御装置は、電動モータ２２の回転数、ナット部材２６とボールネジ２３のネジ軸２４との位置関係を常に把握しており、トリガ６の回転角度に対応する角度位置に可動刃９を移動させるべく、角度検出センサの信号とナット部材２６の現在位置とから計算した電流を電動モータ２２に送って可動刃９の位置を調整している。

次に、はさみ部１と上記パワーユニット部２とを連結するコントロールケーブル３は、中空のアウターケーブル３２の内部に鋼線製のインナーケーブル３３を移動自在に挿通したもので、アウターケーブル３２の両端部は、はさみ部１のボディ４の後端部とユニットハウジング２１の前端部の固定部３４、３５にそれぞれ固定されている。 そして、インナーケーブル３３の前端は、上記スライダ１３の後端に結合ピン３６によって固定され、後端は上記平行なリンク２７の前端結合部３０の中央に固定されている。

次に、上記構成の電動式剪定はさみの作動形態について説明する。

トリガ６の初期位置は可動刃９の全開位置に対応している。 そこでまず、可動刃９を上記全開位置から閉動作させる場合について説明する。

実際に枝を切断する際、上記全開位置の可動刃９と固定刃８との間に枝を挟み込んだ後、トリガ６を指で引いて図４及び図５（ａ）の矢印Ｐの方向へ回転させる。 すると、トリガ６の回転角検出センサによりトリガ６の現在位置が回転角として検出され、そのデータが制御装置に送られ、図５（ｂ）に示されるように、所定の電流が電動モータ２２に流れ、ボールネジ２３が回転してナット部材２６およびリンク２７が図５（ｂ）の右方向へ移動し、コントロールケーブル３を介してはさみ部１のリンク１５が引っ張られて右側に移動するため、可動刃９は閉方向に回転し、トリガ６の回転角度に対応する角度位置で停止する。 トリガ６の回転ストロークの終端位置は、可動刃９の全閉位置と対応するように調整されている。 したがって、トリガ６の回転角度を指で加減することにより、可動刃９を上記全開位置から閉動作させてトリガ６の回転角度に対応する任意の位置で停止させることができる。 このように、可動刃９の閉動作により、人力によるより大きな力で枝等の切断を行う。

次に、可動刃９を開動作させる場合について説明する。

トリガ６を引いて回転ストロークエンド位置で停止させると、上記のように可動刃９は対応する全閉位置まで移動し図４及び図５（ａ）（ｂ）に示す状態となる。 この状態から指の引く力を緩めると、トリガ６は捩りコイルバネ１２の付勢力により矢印Ｑの方向へに回転する。 この際、任意の回転位置でトリガ６を停止させると、その停止位置を上記回転角検出センサが検出して上記と同様のメカニズムにより、可動刃９はトリガ６の回転位置に対応する角度位置に移動して保持される。 すなわち、トリガ６の回転角検出センサによりトリガ６の現在位置が回転角として検出され、その信号が制御装置に送られて、可動刃９を対応する回転位置に移動させるべく電動モータ２２を回転させる。 この場合、電動モータ２２は上記の閉動作の場合とは逆方向に回転し、ボールネジ２３のネジ軸２４が回転してナット部材２６およびリンクが移動し、コントロールケーブル３を介してはさみ部１のリンクが左側に移動する。 その結果可動刃９は開方向に回転し、上記トリガ６の回転角度に対応する角度位置で停止する。

以上説明したように、可動刃９を開く場合も閉じる場合も検出するのは、トリガ６の回転角度のみでよく、その検出データにより可動刃９を対応する回転位置まで移動させるように電動モータ２２を回転させる方式であるので、従来の方式と異なり、可動刃９の角度位置を検出するセンサを必要としない。 ボールネジ２３のネジ軸２４上のナット部材２６の位置が可動刃９の角度位置と一対一で対応しているため、電動モータ２２の制御装置により可動刃９の角度位置は常に把握されているからである。 したがって、可動刃９を開き位置から閉じ方向に一定の回転角だけ回動させた後、再び開き位置に戻すことも、その反対も簡単に行うことができる。

上記トリガ６の回転角と可動刃９の回転角は相関の関係となるよう制御装置において定められている。 また、トリガ６の回転から可動刃９の回転までの一連の動作は、人間の感覚に合わせてごくわずかに遅れるように調整されており、これにより指によるトリガ６の開閉動作とほぼ同期して可動刃９を動作させることができ、良好な操作感を得ることができる。

また、上記の可動刃９の開閉動作の際、インナーケーブル３３は通常の場合、常に引張り力を受けた状態で動作する。 すなわち、可動刃９の閉動作の場合は、圧縮バネ１４の復元力と枝の切断抵抗力との合力と電動モータ２２の回転によるナット部材２６の並進力がほぼ釣り合う形となり、可動刃９の開動作の場合は、圧縮バネ１４の復元力（作用）とこれに対するナット部材２６の反作用がほぼ釣り合う形となるからである。 コントロールケーブル３では引き力だけでなく、押し力をも伝えることができるが、このようにインナーケーブル３３の張力を利用する方が望ましいのは勿論である。

ただし、上記通常以外の場合、例えば可動刃９が枝に噛みこんでしまって圧縮バネ１４の復元力だけでは開かなくなった場合等では、電動モータ２２の回転力を伝えるインナーケーブル３３の押し力が可動刃９の「開」方向にさらに加わるため、容易に可動刃９を開くことができる。 この場合は、インナーケーブル３３には圧縮力が加わるが、このような使用形態でも力の伝達が可能なのがコントロールケーブル３の長所である。

以上説明したように、本発明の電動式剪定はさみは、コントロールケーブル３による遠隔操作を行うことで、パワーユニットを分離して本体はさみ部１を軽量化し、トリガ６の動きに同期させて可動刃９を動作させて円滑な操作を可能としたものであり、はさみ部１を肩から上に持ち上げて作業することの多い枝切り等の剪定作業の疲労度を軽減し、作業能率を向上させることができる。

また、トリガ６の回転角検出センサで上記トリガ６の回転角度を検出し、上記制御装置にてそのセンサからの信号に対応して電動モータ２２に電流を送り、上記構成により可動刃９をトリガ６の操作とほぼ同期させて回転させることにより、指によるトリガ６の操作に高精度で可動刃９を追従させることができ、操作感の良好な電動式剪定はさみとすることができる。

図６は、電動式剪定はさみの別の実施形態を示すもので、トリガ６をパワーユニット部２に配置するとともに、上記はさみ部１と上記パワーユニット部２とを中空パイプ３７で連結し、上記はさみ部１の可動刃９とパワーユニット部２のボールネジ２３に螺合したナット部材２６とを上記中空パイプの内部に通したワイヤ（図示せず）で連結したものである。

トリガ６の回動構成やその回転角度の検出センサなど、上述の例と同様である。 モータ２２からケーブルを経て可動刃９を作動させる構成やその作用も上述の例と同様である。

上記構成によれば、全体が長い棒状となり、手元のパワーユニット部２のトリガ６を操作することにより先端のはさみ部１の可動刃９を制御することができるから、高所にある木の枝等も強い力で容易に切断することができる。

なお、上述の実施形態は、トリガの回転と可動刃の回転とが対応する関係となっており、両者の回転をほぼ同期するように調整する構成であるが、必ずしもこのような構成に限定されない。 例えば、トリガの回転と可動刃の回転とがずれてもよい。

本実施形態の電動式剪定はさみの斜視

上記電動式剪定はさみの一部の内部を示した斜視図

（ａ）ははさみ部の初期状態の一部縦断面図、（ｂ）はそのパワーユニットの一部縦断面図

本電動式剪定はさみの作動時の状態の一部の内部を示した斜視図

（ａ）は作動時のはさみ部の状態の一部縦断面図、（ｂ）はそのパワーユニットの一部縦断面図

電動式剪定はさみの他の形態の斜視図

符号の説明

１ はさみ部 ２ パワーユニット部 ３ コントロールケーブル ４ ボディ ８ 固定刃 ９ 可動刃 ２２ 電動モータ ２３ ボールネジ ２６ ナット部材