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電動工具とは、手工具で使用される単なる手作業以外の動力源と機構によって作動する工具のことです。最も一般的な電動工具は電気モーターを使用しています。内燃機関や圧縮空気もよく使用されます。動物の力で直接駆動される工具は、一般的に電動工具とはみなされません。電動工具は、超微粒子を含む大量の微粒子を発生させる可能性があります。浮遊粒子状物質はグループ1の発がん性物質です。
電動工具は、産業、建設、改修、庭仕事、料理や掃除などの家事、そして家庭内でのネジ締め、穴あけ、切断、成形、研磨、研削、溝加工、研磨、塗装、金属加工、木工、加熱など、さまざまな用途で使用されています。
建設作業中に手工具や電動工具を使ってプラスチック材料を切断すると、マイクロプラスチックが発生する可能性がある。空気中のマイクロプラスチックは微粒子の一種である。「さまざまな種類の切断工具とそれに伴うマイクロプラスチックの発生」に関するさらなる研究が必要である。[ 1 ]
電動工具は、据え置き型と携帯型に分類されます。携帯型とは、手持ち式の工具を指します。携帯型電動工具は、移動のしやすさという点で明らかに優れています。一方、据え置き型電動工具は、速度と精度において優れている場合が多いです。例えば、一般的なテーブルソーは、通常のハンドソーよりも速く切断できるだけでなく、手持ち式の電動ソーでは通常得られないほど滑らかで、まっすぐで、直角な切断が可能です。据え置き型電動工具の中には、他の方法では作れないような形状のものを作れるものもあります。例えば、旋盤は真円の物体を作ることができます。
金属加工用の据え置き型電動工具は、通常「工作機械」と呼ばれます。木工用の据え置き型電動工具には通常「工作機械」という用語は使われませんが、そのような用法も時折見られます。また、ボール盤やベンチグラインダーのように、木工と金属加工の両方に全く同じ工具が使われる場合もあります。
手持ち式の電動工具は便利ですが、大量の騒音、振動[ 2 ]、超微粒子を含む微粒子[ 3 ]も発生します。
大気中の微粒子状物質はグループ 1 の発がん性物質です。[ 4 ]微粒子は、血液から肺や脳の奥深くまで侵入し、心臓病、肺疾患、早死などの健康問題を引き起こす可能性があるため、（超微粒子を除いて）最も有害な大気汚染の形態です。[ 5 ] [ 6 ]微粒子に安全なレベルはありません。2013 年の研究では、「微粒子状物質による大気汚染はヨーロッパにおける肺がんの発生率に寄与している」と結論付けられました。[ 7 ]世界的に、PM 2.5への曝露は、 2016 年に心臓病、脳卒中、肺がん、慢性肺疾患、呼吸器感染症による410 万人の死亡に寄与しました。[ 8 ]全体として、大気中の微粒子状物質は、世界的に早死の主要な危険因子の 1 つです。[ 9 ]
多くの建設作業では粉塵が発生します。粉塵濃度が高い原因としては、以下のいずれか、または複数が挙げられます。
高粉塵レベルの作業例としては、以下のようなものがあります。
電動工具から排出される粉塵の大きさや量に関する業界標準はいくつか存在するが、[ 11 ] [ 12 ]世界的に広く知られたり使用されたりしているようには見えない。粉塵は建設プロセス全体で発生し、深刻な健康被害を引き起こす可能性があることがわかっているため、[ 13 ]メーカーは現在、粉塵集塵機（HEPA掃除機など）や排出後に粉塵を吸引する統合給水システムを備えた電動工具を販売している。[ 14 ] [ 15 ]しかし、このような製品の使用はほとんどの場所ではまだ一般的ではない。2024年第1四半期現在、カリフォルニア州ではガソリン駆動工具が禁止されている。[ 16 ]
長時間にわたり聴覚保護具なしで電動工具を使用すると、難聴のリスクが高まります。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、難聴予防のため、 85 dB以上の騒音にさらされないようにすることを推奨しています。 [ 17 ]ドリル、丸ノコ、ベルトサンダー、チェーンソーなど、ほとんどの電動工具は85 dB の制限を超える音量で動作し、中には 100 dB を超えるものもあります。[ 2 ] NIOSH は、これらの種類の電動工具を使用する際には聴覚保護具を着用することを強く推奨しています。[ 18 ]
産業革命初期の工場では、頭上のシャフトからベルトで駆動される電動工具群が使われていました。主な動力源は水車、あるいは（後に）蒸気機関でした。1880年代に電動モーター（および配電網）が導入されたことで、今日私たちが知っているような、自力で動く据え置き型および携帯型の工具が実現しました。[ 19 ]電動工具の世界市場は330億ドル （2016年）で、 2025年には460億ドルに達すると予測されています。
1930年代以前は、電動工具は鋳造金属製の筐体に収められていることが多かった。鋳造金属製の筐体は重く、反復使用による怪我の原因となり、また導電性があるため、使用者に感電事故を引き起こすこともあった。ヘンリー・フォードは第二次世界大戦の製造ニーズに対応するため、工具メーカーのAHピーターソンに、組立ラインの作業員が持ち運びやすい軽量の電動ドリルを開発するよう依頼した。[ 20 ]この時、AHピーターソンは重量5 ポンドのドリル「ホールシューター」を開発した。ピーターソン社は最終的に大火災と不況で倒産したが、 1924年にピーターソン社の元パートナーであるAFシーバート[ 21 ]に競売にかけられ、ミルウォーキー・エレクトリック・ツール・カンパニーとなった。[ 22 ]
1930年代初頭、企業は熱硬化性ポリマープラスチック製のハウジングの実験を開始した。1956年、ハンス・エーリッヒ・スラニーの影響下で、ロバート・ボッシュ社はガラス繊維強化ナイロン製の電動工具ハウジングを導入した最初の企業の1つとなった。[ 23 ]
2021年現在、据え置き型工具の動力源として最も人気があるのは電気モーターです。その他の動力源としては、蒸気機関、火薬式工具のように燃料や推進剤を直接燃焼させるもの、風や水などの自然動力源などがあります。かつては、据え置き型工具は風車、水車、蒸気で動いていました。一部の博物館や愛好家は、これらの古い動力源で動く据え置き型工具を今でも維持・運用しています。携帯型電動工具は、コード式またはバッテリー式があります。圧縮空気は、釘打ち機や塗装スプレーガンの一般的な動力源です。一部の工具（火薬式工具と呼ばれる）は、爆発カートリッジで動きます。ガソリンまたはガソリンとオイルの混合燃料で動く工具は屋外での使用を想定して作られており、代表的な例としては、ほとんどのチェーンソーや草刈り機が挙げられます。トーチランプなどの他の工具は、燃料を外部で燃焼させて熱を発生させます。圧縮空気は、自動車整備工場など、燃料や蒸気の引火の可能性がある場所で広く使用されています。プロ仕様の電動工具は、DIY用や「一般消費者向け」の工具とは異なり、二重絶縁構造になっており、接地されていません。実際、安全上の理由から、接地してはならないのです。
様々なバッテリー駆動式電動工具は、ブランドやモデル間で互換性のないバッテリーを使用していることがよくあります。これはベンダーロックインを引き起こす可能性があり、バッテリー、充電器、または電動工具のいずれかの部品が故障した場合、すべてを交換しなければならない可能性があり、持続可能性の低下につながります。
バッテリーの違いの例としては、バッテリー技術そのものがあり、以前はニッケル水素電池(NiMH) やニッケルカドミウム電池(Ni-Cd) が一般的でしたが、 [ 24 ] 2021 年現在、リチウムイオン電池が新しい電動工具の事実上の標準となっています。電圧は、バッテリーの互換性において最も重要な要素の 1 つです。簡単に言うと、他の条件がすべて同じであれば、ツールの電圧定格が高いほど、電動工具はより多くの電力を供給できることを意味します。電圧定格が間違っているバッテリーを使用すると、ツール、人、または周囲に損傷を与える可能性があります。2021 年現在、18 ボルトのバッテリー パックが新しい電動工具の事実上の標準となっています。アンペア時とは、簡単に言うと、電動工具が充電が必要になるまでどれくらいの時間動作できるかを示すものです。同じバッテリー技術と電圧定格の 2 つのバッテリーを比較する場合、アンペア時定格が 2 倍のバッテリーは、約 2 倍長く動作するはずです。ただし、実際にはこれに多少のばらつきがある場合があります。また、実際には、アンペア時定格の高いバッテリーは、より高い電流を供給できるため、電動工具が発揮できるピーク出力をわずかに高めることができる場合が多い。
同じバッテリー技術、電圧定格、アンペア時定格を使用していても、電動工具用バッテリーのインターフェースは、メーカーによって互換性がない場合が多く、同じブランドや製品ライン内でも互換性がない場合があります。有名ブランドのバッテリーを組み合わせて使用できるアフターマーケットのアダプターも存在しますが、これらは工具のバッテリー安全システムや監視システムを完全に実装していない場合が多く、使用はユーザー自身の責任となります。
複数のメーカーの製品で同じバッテリーを使用できるようにすることを目的とした取り組みがあり、その多くは汎用ツールではなく特殊工具を提供するメーカーによるものです。主にドイツの2社が、自社の18Vシステムを他社向けに開放しています。
電動工具には以下が含まれます。
比較的小規模で専門性の高い企業も含め、多くの企業が産業や貿易向けにニッチなソリューションを開発している。
他メーカーからの購入とOEM生産
この不完全なリストには、まずブランド名が記載され、次に製造元または所有者が記載されています。
This article incorporates text published under the British Open Government Licence: "Frequently asked questions – Dust". HSE GOV.UK. 13 Jun 2023. Retrieved 8 Apr 2024.{{cite book}}: |work= ignored (help){{cite web}}: CS1 maint: deprecated archival service (link)