JP2005052384A - Electric scissors - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動鋏に関し、特に、ロッドの前進及び後退によって刃を開閉する電動鋏に関するものである。 The present invention relates to an electric rod, and more particularly to an electric rod that opens and closes a blade by forward and backward movement of a rod.
図8は、従来の電動鋏の先端部分の概略構成を示した一部破断図である。
図を参照して、電動鋏51は、本体ケース57に固定された下刃53と、軸54を介して回動自在に取付けられた上刃52とを備えており、動力によって上刃52を開閉させることによって木の枝の剪定等の用途に使用されるものである。上刃52は、軸54から前方側に延びる刃部58と、刃部58に接続され、刃部58とほぼ直交する向きに延びる作動部59とから構成されている。作動部59の端部60は、モーター等の図示しない駆動手段によって前後に移動自在なロッド56と、軸55を介して回動自在に接続されている。
FIG. 8 is a partially cutaway view showing a schematic configuration of a tip portion of a conventional electric rod.
Referring to the drawing, the
電動鋏51で枝などの被切断物を切断するときは、図の実線で示すように、上刃52を下刃53に対して開いた状態で、上刃52の刃部58と下刃53との間に被切断物を挟むように、電動鋏51を配置する。そして、図示しないスイッチ等を操作して動力によってロッド56を実線の位置から後方の二点鎖線で示した位置へと移動させると、上刃52の作動部59とロッド56とが接続されているため、上刃52はロッド56の後退に従って、軸54を中心に閉じる方向へと移動する。そして、二点鎖線で示すように、上刃52が下刃53に対して閉じた状態となるまで移動する間に、被切断物が切断される。
When cutting an object to be cut such as a branch with the
このように、従来の電動鋏51では、上刃52の作動部59を後方へと引くことにより、上刃52を下刃53に対して閉じる方向へと移動させて、被切断物を切断するように構成されている。
As described above, in the conventional
図9は、従来の電動鋏の刃の開閉動作の概略を示した図である。
図を参照して、上述したように、従来の電動鋏では、図示しないロッドの前後への移動によって、上刃52の開閉動作を行っている。被切断物を切断するときに、最も大きな切断力を得るためには、上刃52が完全に開いた状態(図9の(1)の状態)から完全に閉じた状態(図9の(2)の状態)へと移動する間に、作動部59にかかる力のモーメントが最大、即ち、上刃52が閉じる方向へ移動して被切断物を切断する時点で、軸54から作動部59の延びる方向とロッドの移動方向とがほぼ直交した状態となれば良い。一方、下刃53の延びる方向は、軸54を通る垂直線61に対して直交する方向となっているものとする。そうすると、図9の(1)に示すように上刃52が完全に開いた状態では、作動部59は軸54を通る垂直線61より前方側に位置することになる。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of the opening / closing operation of the blade of a conventional electric scissor.
Referring to the drawings, as described above, in the conventional electric scissors, the
そのため、上記のような電動鋏では、垂直線61より前方側における下刃53の外方側部分に作動部59が突出するため、この部分が電動鋏の使用時に障害となることがある。特に、従来の電動鋏を、生い茂った樹木等の剪定作業等に使用する際には、作動部59の突出した部分が枝等に引っかかったり、被切断部分の周囲のスペースが比較的狭い場合に、被切断物と電動鋏の刃との位置合わせが行いにくく、使い勝手が良くない。
Therefore, in the electric scissors as described above, the
また、作動部59の軸54を中心とした力のモーメントをより大きくするためには、軸54と軸55との距離(図9の(1)のr)を長くすれば良いが、作動部59が下刃53の外方側へと更に突出することとなり、下刃53の外方側における障害のないスペースが更に狭くなってしまう。
In order to further increase the moment of force about the
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、一対の刃が開いた状態で、刃の周囲のスペースにおける障害物が少ない電動鋏を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric scissor with few obstacles in the space around the blades when the pair of blades are opened.
上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、電動鋏であって、前方に延びる固定状態の第1の刃と、軸を中心に取付けられ第1の刃に対して開状態と閉状態とに回動自在の刃部と、刃部に一体的に接続され、少なくとも刃部が開状態において軸から後方側に延びる作動部とからなる、第2の刃と、作動部に係合すると共に後方側に延び、作動部に対して前進及び後退が可能なロッドと、ロッドに接続され、ロッドの前進に伴って刃部が開状態から閉状態に変化し、ロッドの後退に伴って刃部が閉状態から開状態に変化するように、ロッドを制御する制御手段とを備えたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
このように構成すると、刃部が第1の刃に対して開いた状態において、作動部は軸から後方側に位置する。 If comprised in this way, in the state which the blade part opened with respect to the 1st blade, an operation part will be located in the back side from an axis.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成において、第2の刃は、軸から刃部が延びる方向と、軸から作動部が延びる方向とのなす角度がほぼ90度となるように形成され、ロッドの軸方向は、切断時の刃部が延びる方向にほぼ平行に配置されるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the second blade has an angle of approximately 90 degrees between the direction in which the blade portion extends from the shaft and the direction in which the operating portion extends from the shaft. Thus, the axial direction of the rod is arranged substantially parallel to the direction in which the blade portion extends during cutting.
このように構成すると、切断時に、ロッドを介して作動部に最大モーメントが発生する。 If comprised in this way, the maximum moment will generate | occur | produce in an action | operation part via a rod at the time of a cutting | disconnection.
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明の構成において、作動部は、閉状態において軸から前方側に延びるように位置するものである。 According to a third aspect of the invention, in the configuration of the first or second aspect of the invention, the operating portion is positioned so as to extend forward from the shaft in the closed state.
このように構成すると、刃部が開状態から閉状態へと移動する間に、刃部に最大モーメントが発生する位置が生じる。 If comprised in this way, the position where a maximum moment will generate | occur | produce in a blade part will arise, while a blade part moves from an open state to a closed state.
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の構成において、制御手段は、ロッドの軸方向とほぼ平行に配置されたスクリューシャフトと、スクリューシャフトに接続され、スクリューシャフトをその軸中心周りに回動自在とするモーターと、ロッドに固定されると共に、スクリューシャフトに係合して、その回転方向に応じて前進または後退が可能なナットとからなるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the control means is connected to the screw shaft disposed substantially parallel to the axial direction of the rod, and the screw shaft. The motor consists of a motor that can rotate the screw shaft around its axis, and a nut that is fixed to the rod and that engages with the screw shaft and can move forward or backward depending on the direction of rotation. is there.
このように構成すると、ロッドの移動方向は、スクリューシャフトに接続されたモーターの回転方向によって制御される。 If comprised in this way, the moving direction of a rod is controlled by the rotation direction of the motor connected to the screw shaft.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明の構成において、スクリューシャフトとナットとは、予圧されないボールネジを構成するものである。 According to a fifth aspect of the invention, in the configuration of the fourth aspect of the invention, the screw shaft and the nut constitute a ball screw which is not preloaded.
このように構成すると、スクリューシャフトとナットとの回転が停止すると、これらは回転前の状態に復帰する。 If comprised in this way, when rotation of a screw shaft and a nut will stop, these will return to the state before rotation.
請求項6記載の発明は、請求項4または請求項5記載の発明の構成において、制御手段は、モーターを駆動するためのバッテリーと、モーターの正転、逆転及び停止を指示する指示手段とを更に備え、指示手段による指示出力に応答してモーターが回転状態から停止状態へと切り替わる際に回生制動を行うものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth or fifth aspect of the present invention, the control means includes a battery for driving the motor and an instruction means for instructing normal rotation, reverse rotation and stop of the motor. In addition, regenerative braking is performed when the motor switches from the rotation state to the stop state in response to the instruction output from the instruction means.
このように構成すると、モーターに対する停止の指示から停止した瞬間までのモーター軸の慣性力によって、バッテリーが充電される。 If comprised in this way, a battery will be charged with the inertial force of the motor shaft from the stop instruction | indication with respect to a motor to the moment which stopped.
請求項7記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載の発明の構成において、電動鋏は、軸の軸方向とほぼ平行な面を有する平板部を含む本体ケースを更に備えており、ロッドは、平板部を貫通するように配置され、少なくとも一部が平板部によって支持されるものである。
The invention according to claim 7 is the configuration of the invention according to any one of
このように構成すると、平板部から前方側へ突出したロッドの部分の長さが短くなる。 If comprised in this way, the length of the part of the rod which protruded ahead from the flat plate part will become short.
以上説明したように、請求項1記載の発明は、刃部が第1の刃に対して開いた状態において、作動部は軸から後方側に位置するため、作動部が刃の周囲の障害とならず、電動鋏の使い勝手が向上する。 As described above, according to the first aspect of the present invention, in the state in which the blade portion is opened with respect to the first blade, the operating portion is located on the rear side from the shaft. In addition, the usability of the electric rod is improved.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えて、切断時に、ロッドを介して作動部に最大モーメントが発生するため、被切断物の切断時に、ロッドから刃部へと効率的に力が伝達され、大きな切断力を得ることが可能となる。
In addition to the effect of the invention described in
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明の効果に加えて、刃部が開状態から閉状態へと移動する間に、刃部に最大モーメントが発生する位置が生じるため、被切断物の効率的な切断が可能となる。
In addition to the effects of the invention described in
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、ロッドの移動方向は、スクリューシャフトに接続されたモーターの回転方向によって制御されるため、第1の刃の開状態への移動と、閉状態への移動とを容易に切り替えることが可能となる。
In the invention according to claim 4, in addition to the effect of the invention according to any one of
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明の効果に加えて、スクリューシャフトとナットとの回転が停止すると、これらは回転前の状態に復帰するため、スクリューシャフトとナットとの間のバックラッシによって、ナットと固定されたロッドは前後に僅かに移動することができ、切断停止時のロッドの座屈状態が緩和される。 In addition to the effect of the invention described in claim 4, when the rotation of the screw shaft and the nut is stopped, the invention returns to the state before the rotation. The backlash allows the rod fixed to the nut to move slightly back and forth, and the buckling state of the rod when cutting is stopped is alleviated.
請求項6記載の発明は、請求項4または請求項5記載の発明の効果に加えて、モーターに対する停止の指示毎に、バッテリーが充電されるため、一度の充電でより長時間の電動鋏の使用が可能となる。
In addition to the effects of the invention of
請求項7記載の発明は、請求項1から請求項 6のいずれかに記載の発明の効果に加えて、平板部から前方側へ突出したロッドの部分の長さが短くなるため、座屈によるロッドの変形が生じにくくなる。
In addition to the effect of the invention according to any one of
図1は、この発明の第1の実施の形態による電動鋏の概略構成を示した図である。
図を参照して、電動鋏1は、固定状態の下刃3と、下刃3に対して開閉自在な上刃2と、上刃2を開閉させるためのロッド8と、直流モーター15等を含みロッド8の移動を制御する制御手段とを備えている。尚、制御手段の主要部は本体ケース13内に収納されている。まず、これらの構成について説明する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a motor-driven saddle according to the first embodiment of the present invention.
Referring to the drawing, the
下刃3は、刃の先端が前方に延びるように配置され、本体ケース13の平板部21aから前方に突出するように設けられた延長片14に固定されている。上刃2は、軸4を介して下刃3に回動自在に取付けられ、刃の先端が軸4から前方に延びるように配置された刃部31と、刃部31に一体的に接続され、軸4から後方側に延びる作動部32とから構成されている。尚、作動部32の端部33は、ピン6aを介してリンク5に回動自在に接続されている。上刃2の刃部31と作動部32とは一体化されており、軸4から延びる方向同志のなす角度がほぼ90度となるように設定され、軸4を中心に、図の実線で示した位置と二点鎖線で示した位置との間を移動することが可能である。
The
ロッド8は、電動鋏1の上部において、その軸方向が軸4より後方側に延びるように配置されている。ロッド8の前方側の端部はリンク5の一方のピン6bに回動自在に接続されており、リンク5を介して上刃2の作動部32と係合している。また、ロッド8は、軸4の軸方向とほぼ平行に配置された一対の平板部21a及び21bを貫通するように取付けられ、作動部32に対して前進及び後退することが可能である。
The rod 8 is arranged in the upper part of the
ロッド8の前進及び後退を制御する制御手段は、本体ケース13の内部に収納されたスクリューシャフト10、ナット11及びカップリング12と、モーター15、変速器16及びバッテリー23、並びに、モーター15の回転状態を制御する操作スイッチ18、リミットスイッチ19a及び19b、制御部22とから構成されている。尚、操作スイッチ18、リミットスイッチ19a及び19bは、モーターの回転状態を指示する指示手段を構成する。
The control means for controlling the forward and backward movement of the rod 8 includes a
モーター15は、変速器16が取付けられた状態で本体ケース13の後方部分の平板部21bの外面上に取付けられ、変速器16に接続される軸17が平板部21bを貫通して本体ケース13の内部に挿通されている。
The motor 15 is mounted on the outer surface of the
スクリューシャフト10は、本体ケース13の内部において、ロッド8の軸方向とほぼ平行に配置されている。スクリューシャフト10の前方側の端部は、本体ケース13の平板部21aを貫通するように回動自在に取付けられ、後方側の端部は、平板部21bの外面側から挿通された変速器16からの軸17にカップリング12を介して接続されている。よって、スクリューシャフト10は、モーター15の回転方向に応じてその軸中心周りに回動することが可能である。そして、スクリューシャフト10には、ボルト9a及び9bを介してロッド8に固定されたナット11が、係合した状態で取付けられている。これらのスクリューシャフト10及びナット11は、予圧のないボールネジを構成しており、ナット11がスクリューシャフト10に沿って滑らかに前進または後退することができるほか、ボールネジのバックラッシによってスクリューシャフト10とナット11とがその軸方向に僅かに相対的に移動することが可能である。これらの点については後述する。
The
尚、本体ケース13の内部において、スクリューシャフト10の軸方向に沿う位置には、一対のリミットスイッチ19a及び19bが取付けられている。前方側のリミットスイッチ19aは、スクリューシャフト10の回転によってナット11が前進して二点鎖線で示した位置に達すると、ナット11の端部によってON状態となる位置に配置されている。後方側のリミットスイッチ19bは、スクリューシャフト10の逆回転によってナット11が後退して実線で示した位置に達すると、ナット11から後方側へ延びるようにナット11に取付けられた延長片20によってON状態となる位置に配置されている。これらのリミットスイッチ19a及び19bは、ON状態となるとモーター15を停止させるように構成され、ナット11の移動可能な範囲を規定するために取り付けられているものである。
Note that a pair of
また、本体ケース13の下部には、上刃2の開閉を操作するための操作スイッチ18が、外方側に突出した状態で取付けられている。この操作スイッチ18は、内方に押し込まれた位置と図に示した位置とを矢印の方向に移動自在であり、これらの位置がそれぞれON状態とOFF状態とに対応する。
An
制御部22は、CPUを中心とした制御回路を備えており、操作スイッチ18やリミットスイッチ19a及び19bのON−OFFの状態に基づいて、バッテリー23からモーター15への電力供給を制御し、モーター15を正転、逆転または停止させる。また、モーター15の回転状態から停止状態へと切り替わる際には、制御部22は、モーター15の停止指示後の慣性力によって回生制動を行うように構成されている。尚、このような制御部22によるモーター15の制御内容の詳細については後述する。
The
次に、以上のように構成された電動鋏1の動作について説明する。
Next, the operation of the
電動鋏1では、図示しないメインスイッチがON状態である間は、操作スイッチ18のON−OFFによって、刃部31の開閉を操作することができるように構成されている。操作スイッチ18を押し込んでON状態とすると、モーター15は正方向に回転する。すると、カップリング12を介して接続されたスクリューシャフト10もまた回転し、ナット11がスクリューシャフト10の軸方向に沿って前進する。このとき、ロッド8とナット11とが一体的に前進するため、リンク5を介してロッド8に接続された上刃2を軸4を中心に、二点鎖線で示した位置にまで移動させ、刃部31と下刃3との間に配置した被切断物を切断することができる。
The
一方、操作スイッチ18を離すと、図示しない付勢力によって自動的に図の実線位置まで復帰して、OFF状態となる。この電動鋏1では、操作スイッチ18がOFF状態となると、モーター15は逆方向に回転するように制御されている。このとき、ナット11及びロッド8は一体的に後退するため、上刃2を二点鎖線の位置から実線の位置へと移動させ、刃部31が下刃3に対して開いた状態となる。
On the other hand, when the
また、操作スイッチ18を押し続けても、上述したように、ナット11の前進によってリミットスイッチ19aがON状態になると、モーター15の正回転が停止するように制御されている。また、操作スイッチ18を離し続けた場合も、同様に、リミットスイッチ19bがON状態になると、モーター15の逆回転が停止するように制御されている。
Even if the
この実施の形態の電動鋏1では、操作スイッチ18を押すと、刃部31が閉じる方向に移動し、操作スイッチ18を離すと刃部31が開く方向に移動するように制御が行われているため、使用者は手動の鋏と同じ感覚で電動鋏1を使用することができ、使い勝手が良い。
In the
このように、電動鋏1では、ロッド8の前後の移動により上刃2を開閉する点は、図8に示した従来例と同様であるが、ロッド8の前進に伴って上刃2を開状態から閉状態へと変化するように移動させて、被切断物を切断する点が従来例とは大きく異なっている。
As described above, in the
図2は、この発明の第1の実施の形態による電動鋏の刃の開閉動作の概略を示した図である。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the opening / closing operation of the blade of the electric scissors according to the first embodiment of the present invention.
図2の(1)を参照して、軸4を通り図示しないロッドと直交する垂直線34を基準とすると、上刃2の作動部32は、刃部31が下刃3に対して開いた状態で、垂直線34より後方側に延びるように構成されている。そして、ロッドの前進に伴って、刃部31が軸4を中心に移動し、図2の(2)に示すように下刃3に対して閉じた状態となると、作動部32は垂直線34より前方側へと延びるように配置される。したがって、刃部31が開状態から閉状態へと移動する間に必ず、作動部32が垂直線34上を通過して、図示しないロッドと作動部32の延びる方向との直交状態が生じることになる。また、上述したように、上刃2は、刃部31及び作動部32の各々が軸4から延びる方向同志が、ほぼ90度の角度をなすように構成されているため、作動部32が垂直線34上を通過するときには、刃部31の延びる方向がほぼ水平状態となる。そのため、ロッドの前進力を一定とすると、まさに被切断物を切断する時点において、作動部32におけるモーメントは最大となる。よって、このとき、ロッドから刃部へと最も効率的に力が伝達され、大きな切断力を発揮することが可能となる。
Referring to (1) of FIG. 2, when the
また、上刃2及びロッドの構成を、このようにロッドが前進する際に刃部31を開状態から閉状態へと移動させる構成とすれば、刃部31が下刃3に対して開いた状態においては、従来例のように作動部32が垂直線34より前方側に突出することはない。したがって、切断しようとする部分が混み入った被切断物を切断する場合でも、刃部31と下刃3に対して位置合わせ等を行う際に作動部32が障害とならず、使い勝手が良いものとなる。
Further, when the configuration of the
尚、切断後には、作動部32は垂直線34より前方に位置することとなるが、刃部31が既に閉じてしまった状態で位置合わせ等を行うことはないため、作動部32は実質的に切断作業の障害とならず、不具合が生じることはない。
After the cutting, the operating
更に、ロッドからの力の伝達の効率を一層高めるために、軸4とピン6aとの距離(図2の(1)のr)を更に長くしても、作動部32は、垂直線34より更に後方側に延びるように位置することになる。よって、作動部32のrの寸法を大きくしても、作動部32が電動鋏の使用時の障害となることはなく、より大きなモーメントを得るように設計することが可能となる。
Furthermore, even if the distance between the shaft 4 and the
図3は、この発明の第1の実施の形態による電動鋏において、切断時のロッドの座屈現象の回避動作の概略を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing an outline of an operation for avoiding the buckling phenomenon of the rod during cutting in the electric scissor according to the first embodiment of the present invention.
図を参照して、電動鋏1で被切断物30を切断する際に、被切断物30が非常に硬い場合や径の大きいものである場合には、刃部31の1回の閉動作で切断することができない場合がある。このとき、図の実線で示すように、被切断物30の切断途中で刃部31の移動が停止した状態となる。通常は、進行の停止した刃部31を一旦開いてから、再度閉じる操作を繰り返すなどして、被切断物30を切断すれば良い。しかしながら、刃部31が移動できない状態で、依然として刃部31が閉じる方向へとロッド8を前進させ続けると、作動部32が固定状態となるため、ロッド8に過大な圧縮力が生じて座屈し、変形してしまう虞がある。また、刃部31の閉方向への移動が阻止されている状態で、操作スイッチ18を押し続けると、モーターに過電流が流れ続けるため、モーター等の故障の原因となる虞もある。
Referring to the figure, when cutting the
そこで、この電動鋏1では、座屈状態を回避するために、まず制御部においてしきい値以上の過電流を検出すると、モーターへの電力供給を遮断する。次に、モーター停止の瞬間にロッド8を図に示した距離dだけ僅かに後方に移動させる。このように制御することにより、上刃2及びリンク5はそれぞれ、実線で示した位置から二点鎖線で示した位置へ僅かに移動することができるようになるので、常に刃部31を閉じる方向へと押し続けている状態と比較すると、ロッド8等にかかる圧縮力が低減し、座屈を回避することが可能となる。
Therefore, in the
また、この電動鋏1は、ロッド8が本体ケース13の平板部21aを貫通し、平板部21aの少なくとも一部分がロッド8の外周面を支持するように構成されている。したがって、ロッド8における、ピン6bと平板部21aとで挟まれた被支持部分同志の距離が小さくなるため、細長比が小さくなり、座屈によるロッド8の変形が生じにくくなる。
The
ここで、座屈状態が発生したときに、上述したロッドを僅かに後退させる仕組みについて説明する。 Here, a mechanism for slightly retracting the rod described above when a buckled state occurs will be described.
図4は、この発明の第1の実施の形態による電動鋏のボールネジ部分の概略構成を示した断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the ball screw portion of the electric rod according to the first embodiment of the present invention.
図を参照して、スクリューシャフト10とナット11とは、各々の谷27及び28で挟まれる空間に複数のボール26が配置されたボールネジを構成している。これによって、スクリューシャフト10とナット11との間の回転時の摩擦抵抗が極めて小さくなるため、スクリューシャフト10の回転によって、ナット11は滑らかに移動することが可能である。
Referring to the figure, the
また、このボールネジは、予圧のない構成とされているため、ボール26は、谷27及び谷28の間をスクリューシャフト10の軸方向に僅かに移動することが可能である。その結果、スクリューシャフト10とナット11との間にはバックラッシ36が生じることになる。
Further, since this ball screw is configured without a preload, the
図5は、図4で示した“Y”部分の拡大図であって、切断時の座屈現象の回避動作の詳細を示した図である。 FIG. 5 is an enlarged view of a “Y” portion shown in FIG. 4 and shows details of an operation for avoiding a buckling phenomenon at the time of cutting.
まず、図5の(1)を参照して、被切断物の切断中に上刃の移動が停止しても、操作スイッチを押し続けていると、モーターは正方向に回転しようとするため、スクリューシャフト10はボール26を介してナット11を前方(図の左方向)へと押し続ける状態となる。このとき、ロッドを介してナット11に接続されている上刃は移動することができないため、ロッド及びナット11は、図の矢印で示した後方(図の右方向)への反力を受けることになる。したがって、この状態を継続すると、ロッドのナット11から前方に延びる部分が座屈して変形してしまう虞が生じる。
First, referring to (1) in FIG. 5, even if the movement of the upper blade stops during cutting of the workpiece, if the operation switch is kept pressed, the motor tries to rotate in the positive direction. The
そこで、上刃が固定状態となって、モーターへと一定以上の過電流が流れると、制御部は、モーターへの電力供給を停止させ、スクリューシャフト10の正方向への回転を停止させる。そうすると、スクリューシャフト10はフリーな状態となり、また、このボールネジは予圧されていないので、ボール26を介してナット11から伝わる反力により、スクリューシャフト10は逆回転して微少距離cだけ後方側へと移動し、図5の(2)に示した状態となる。
Therefore, when the upper blade is fixed and an overcurrent exceeding a certain level flows to the motor, the control unit stops the power supply to the motor and stops the rotation of the
図5の(2)を参照して、スクリューシャフト10の谷28と、ナット11の谷27とがこのように対向した状態となると、ボール26は、バックラッシ36によって、谷28に沿って後方へと僅かに移動することが可能である。このとき、ナット11は、ロッドから図の矢印で示した反力を受け続けているので、後方側へと微少距離dだけ移動する。
Referring to (2) of FIG. 5, when the
そして、図5の(3)に示すように、ナット11がスクリューシャフト10に対して後方に移動した結果、ナット11の位置は、上刃の進行が停止した時点の位置(図5の(1))と比べると、微少距離dだけ後退した状態となる。そうすると、ロッドに発生した圧縮力は、上刃の進行が停止した時点と比較して、より大きく緩和されることとなり、ロッドのナットより前方側部分の座屈を回避することが可能となる。
Then, as shown in (3) of FIG. 5, as a result of the
ここで、上記のような電動鋏の動作の制御を実現するための、制御処理の詳細について説明する。 Here, the details of the control process for realizing the control of the operation of the electric rod as described above will be described.
図6は、この発明の第1の実施の形態による電動鋏における制御部の制御処理を示したフローチャートである。尚、図中の「SW」は、スイッチを省略表記したものである。 FIG. 6 is a flowchart showing a control process of the control unit in the electric saddle according to the first embodiment of the present invention. In the figure, “SW” is an abbreviation for a switch.
この実施の形態による電動鋏には、操作スイッチの他に図示しないメインスイッチを備えており、メインスイッチのON状態のときのみ操作スイッチのON−OFFの切り替え操作が可能となるように構成されている。また、メインスイッチがOFF状態のときは、上刃が完全に閉じた状態となるように構成されている。 The electric rod according to this embodiment includes a main switch (not shown) in addition to the operation switch, and is configured so that the operation switch can be switched on and off only when the main switch is in the ON state. Yes. Further, when the main switch is in the OFF state, the upper blade is configured to be completely closed.
図を参照して、メインスイッチがONの状態で(S101でYes)、操作スイッチを一旦ONとした後(S102でYes)、再度操作スイッチをOFFとすると(S103でYes)、制御部はモーターを逆回転させる(S104)。モーターの逆回転に伴って、スクリューシャフトに係合したナットが後退し、後方のリミットスイッチがON状態となると(S105でYes)、制御部はモーターへの電力供給を停止し(S106)、モーター軸の慣性力によりモーターを発電器として制御して回生制動を行い、バッテリーを充電する(S107)。このように制御すると、メインスイッチがOFFのときは安全のために閉状態であった上刃が、完全に開いた状態となり、使用者が被切断物の切断を開始することができるようになる。 Referring to the figure, when the main switch is ON (Yes in S101), the operation switch is once turned ON (Yes in S102), and then the operation switch is turned OFF again (Yes in S103). Is reversely rotated (S104). When the nut engaged with the screw shaft is retracted along with the reverse rotation of the motor and the rear limit switch is turned on (Yes in S105), the control unit stops supplying power to the motor (S106). The motor is controlled as a generator by the inertial force of the shaft, regenerative braking is performed, and the battery is charged (S107). When controlled in this way, when the main switch is OFF, the upper blade, which has been closed for safety, is fully opened, and the user can start cutting the workpiece. .
制御部は、閉じていた上刃を一旦開いた後は、メインスイッチがONである限り(S108でYes)、操作スイッチ及びリミットスイッチの状態に基づいて、後述する制御主処理(S109)を継続して行う。 After the control unit once opens the closed upper blade, as long as the main switch is ON (Yes in S108), the control main process (S109) described later is continued based on the state of the operation switch and the limit switch. And do it.
メインスイッチがOFFとなると(S108でNo)、制御部はモーターを正回転させる(S110)。そして、ナットが前進して前方のリミットスイッチがON状態となると(S111でYes)、制御部はモーターへの電力供給を停止し(S112)、モーターの慣性力により回生制動を行う(S113)。このようにすると、メインスイッチをOFFとした後に、上刃は完全に閉じた状態となり、電動鋏を使用しないときの安全が確保される。 When the main switch is turned off (No in S108), the control unit rotates the motor forward (S110). When the nut advances and the front limit switch is turned on (Yes in S111), the control unit stops supplying power to the motor (S112) and performs regenerative braking by the inertial force of the motor (S113). If it does in this way, after turning off a main switch, an upper blade will be in the state closed completely, and safety when not using an electric rod is secured.
図7は、図6で示した制御主処理における制御処理を示したフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a control process in the control main process shown in FIG.
図を参照して、制御主処理の開始時は、メインスイッチを最初にONにしてモーターが停止した状態(図6のS107からS108を経て、制御主処理(S109)を開始するケース)か、あるいは、使用中の制御によりモーターが停止している状態(図7のS214、S215から、一旦図6のS108に戻った後、制御処理(S109)を開始するケース)のいずれかである。この状態から操作スイッチがONになると(S201でYes)、制御部はモーターを正回転させる(S202)。このとき、上刃は閉じる方向へと移動し、被切断物を切断することが可能である。 Referring to the figure, at the start of the control main process, the main switch is first turned ON and the motor is stopped (the case where the control main process (S109) starts through S107 to S108 in FIG. 6), Or, it is one of the states where the motor is stopped by the control in use (the case where the control process (S109) is started after returning from S214, S215 in FIG. 7 to S108 in FIG. 6). When the operation switch is turned on from this state (Yes in S201), the control unit rotates the motor forward (S202). At this time, the upper blade moves in the closing direction and can cut the workpiece.
まず、操作スイッチがON状態である場合の制御処理を説明する。 First, the control process when the operation switch is in the ON state will be described.
操作スイッチがONからOFFへと変化すると(S203でNo)、モーターへの電力供給を停止し(S204)、回生制動を行ってから(S205)、モーターを逆回転させる(S211)。 When the operation switch changes from ON to OFF (No in S203), the power supply to the motor is stopped (S204), after regenerative braking is performed (S205), the motor is rotated in the reverse direction (S211).
操作スイッチが依然ONの状態で(S203でYes)、前方のリミットスイッチがOFFであり(S206でNo)、かつ、電流値が一定値より小さい間は(S210でNo)、制御部はモーターの正転を継続する。 While the operation switch is still ON (Yes in S203), the front limit switch is OFF (No in S206), and while the current value is smaller than a certain value (No in S210), the control unit Continue normal rotation.
操作スイッチが依然ONの場合で(S203でYes)、ナットが前進して前方のリミットスイッチがONになると(S206でYes)、制御部はモーターへの電力供給を停止し(S207)、回生制動を行う(S208)。また、前方のリミットスイッチがON状態でない場合でも(S206でNo)、硬い被切断物によってロッドの進行が停止した結果、モーターに流れる電流値が一定値以上になったことを検知すると(S210でYes)、制御部はロッドの座屈を防止すべくモーターを停止するために、電力供給を停止し(S207)、回生制動を行う(S208)。いずれの場合も、操作スイッチはONのままで、モーターが停止した状態であるが、この後、操作スイッチがOFFになると(S209でYes)、制御部はモーターを逆回転させる(S211)。 When the operation switch is still ON (Yes in S203) and the nut advances and the front limit switch is turned ON (Yes in S206), the control unit stops supplying power to the motor (S207) and regenerative braking. (S208). Further, even when the front limit switch is not in the ON state (No in S206), when it is detected that the value of the current flowing through the motor has become a certain value or more as a result of the rod being stopped by the hard object to be cut (in S210 Yes) In order to stop the motor to prevent the rod from buckling, the control unit stops power supply (S207) and performs regenerative braking (S208). In either case, the operation switch remains on and the motor is stopped. When the operation switch is turned off (Yes in S209), the control unit rotates the motor in the reverse direction (S211).
次に、操作スイッチがOFF状態である場合の制御処理を説明する。 Next, control processing when the operation switch is in the OFF state will be described.
操作スイッチがOFFで、モーターを逆回転させている状態から(S211)、操作スイッチがONへと変化すると(S212でNo)、モーターへの電力供給を停止し(S214)、回生制動を行う(S215)。その後、制御部は、図6で示したメインルーチンに一旦処理を戻した後、再度S201から操作スイッチがON状態の場合の制御を繰り返す。 When the operation switch is OFF and the motor is rotating in the reverse direction (S211), when the operation switch changes to ON (No in S212), the power supply to the motor is stopped (S214) and regenerative braking is performed (S214). S215). Thereafter, the control unit once returns the process to the main routine shown in FIG. 6, and then repeats the control when the operation switch is in the ON state again from S201.
操作スイッチが依然OFFの状態で(S212でYes)、後方のリミットスイッチもOFFの場合は(S213でNo)、制御部はモーターの逆回転を継続する。 If the operation switch is still OFF (Yes in S212) and the rear limit switch is also OFF (No in S213), the control unit continues the reverse rotation of the motor.
操作スイッチが依然OFFの状態で(S212でYes)、ナットが後退して後方のリミットスイッチがONになると(S213でYes)、制御部はモーターへの電力供給を停止し(S214)、回生制動を行う。その後、制御部は、同様に図6のメインルーチンに一旦処理を戻した後、再度S201から制御処理を繰り返す。 When the operation switch is still OFF (Yes in S212) and the nut is retracted and the rear limit switch is turned ON (Yes in S213), the control unit stops supplying power to the motor (S214) and regenerative braking. I do. Thereafter, the control unit similarly returns the process to the main routine of FIG. 6 and then repeats the control process from S201 again.
制御部は、このように、メインスイッチ、操作スイッチ、リミットスイッチのON−OFF状態に基づいて、制御部がモーターの正転、逆転及び停止を制御することができるように構成されている。そして、モーターが回転している状態から停止状態へと移行する際は、電力供給を遮断し、その瞬間のモーターの慣性力を利用して回生制動を行うように構成されている。このため、電動鋏の刃部の開閉方向、即ち、モーターの回転方向を切り替える際には、一旦モーターの停止状態を経由するので、切り替え毎にバッテリーが充電されることになる。したがって、回生制動を行わない場合と比べて、バッテリーの差し引きの消費量が少なくなり、バッテリーの一度の充電で電動鋏をより長時間使用することが可能となる。 As described above, the control unit is configured so that the control unit can control forward rotation, reverse rotation, and stop of the motor based on the ON / OFF states of the main switch, the operation switch, and the limit switch. Then, when the motor is shifted from the rotating state to the stopped state, the power supply is cut off, and regenerative braking is performed using the inertial force of the motor at that moment. For this reason, when switching the opening / closing direction of the blade portion of the electric rod, that is, the rotation direction of the motor, since the motor is temporarily stopped, the battery is charged every time switching is performed. Therefore, compared with the case where regenerative braking is not performed, the consumption of subtraction of the battery is reduced, and it becomes possible to use the electric rod for a longer time by charging the battery once.
尚、上記の実施の形態では、第2の刃である上刃の刃部と作動部とは、各々の延びる方向同志がほぼ90度となるように形成されているが、必ずしも90度である必要はなく、開状態において、作動部が軸より後方側に延びるように形成されていれば、他の角度に形成することも可能である。 In the above-described embodiment, the blade portion and the operating portion of the upper blade, which is the second blade, are formed so that the extending directions of each blade are approximately 90 degrees, but are necessarily 90 degrees. It is not necessary, and it can be formed at other angles as long as the operating portion is formed to extend rearward from the shaft in the open state.
また、上記の実施の形態では、第2の刃の刃部が、第1の刃である下刃に対して閉状態となったときに、軸より前方側に位置するように形成されているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、作動部が軸の後方側部分のみに位置するように構成しても、刃部の開状態の際に作動部が障害にならないことに変わりはない。 Moreover, in said embodiment, when the blade part of a 2nd blade will be in a closed state with respect to the lower blade which is a 1st blade, it forms so that it may be located ahead from an axis | shaft. However, it is not always necessary to configure in this way, and even if the operating part is configured to be located only in the rear part of the shaft, the operating part does not become an obstacle when the blade part is open. .
更に、上記の実施の形態では、ロッドの軸方向は、切断時の刃部の延びる方向とほぼ平行となるように設定されているが、必ずしも平行となる配置に限られるものではなく、第2の刃の作動部を移動させることができれる他の角度にロッドを配置しても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the axial direction of the rod is set so as to be substantially parallel to the extending direction of the blade portion at the time of cutting, but is not necessarily limited to the parallel arrangement. You may arrange | position a rod in the other angle which can move the action | operation part of the blade of this.
更に、上記の実施の形態では、スクリューシャフトは、本体ケースの外面上に取付けられたモーターの変速器の軸に、カップリングを介して接続されているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、モーター及び変速器を本体ケースとは分離して、モーター側の軸とスクリューシャフトとを、例えばフレキシブルシャフトのような、変形自在の伝達機構で接続しても良い。また、このようにすると、本体ケース部分が軽くなるため、更に使い勝手が向上する。 Further, in the above embodiment, the screw shaft is connected to the shaft of the transmission of the motor mounted on the outer surface of the main body case via the coupling, but it is not always necessary to configure in this way. The motor and the transmission may be separated from the main body case, and the motor-side shaft and the screw shaft may be connected by a deformable transmission mechanism such as a flexible shaft. In addition, since the body case portion is lightened in this way, the usability is further improved.
更に、上記の実施の形態では、ロッドの前進及び後退を制御する制御手段は、直流モーターとバッテリーを含む構成を示しているが、制御手段を交流モーターなど、電力を用いた他の動力機構を含む構成としても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the control means for controlling the forward and backward movement of the rod has a configuration including a DC motor and a battery. However, the control means may be another power mechanism using electric power such as an AC motor. It is good also as a structure including.
更に、上記の実施の形態では、スクリューシャフトとナットとは、予圧されないボールネジを構成しているが、必ずしもボールネジに限られるものではなく、他の形状のネジであっても良い。また、ボールネジであっても、予圧されたボールネジとしても良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, the screw shaft and the nut constitute a ball screw that is not preloaded, but the screw shaft is not necessarily limited to the ball screw, and may be a screw of another shape. Further, even a ball screw may be a preloaded ball screw.
更に、上記の実施の形態では、ロッドは、本体ケースの前後に形成された一対の平板部を貫通するように取付けられているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、ロッドの前進に伴って刃部が閉状態に変化し、後退に伴って開状態に変化するように作動部に係合していれば良い。 Further, in the above-described embodiment, the rod is attached so as to penetrate a pair of flat plate portions formed on the front and rear of the main body case. The blade portion may be engaged with the operating portion so that the blade portion changes to the closed state and changes to the open state as the blade moves backward.
更に、上記の実施の形態では、モーターを回転状態から停止状態へと切り替える際に制御部は回生制動を行っているが、制御部を回生制動は行わない構成としても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the control unit performs regenerative braking when switching the motor from the rotation state to the stop state, but the control unit may be configured not to perform regenerative braking.
更に、上記の実施の形態では、第1の刃である下刃は、本体ケースから前方に突出した延長片に固定されているが、第1の刃を第2の刃と同様に形成すると共に、ナットに接続された別のロッドを更に設けて第1の刃に接続し、第1の刃もまた第2の刃と同時に制御手段によって軸を中心に開閉自在に移動するように構成することも可能である。 Furthermore, in the above embodiment, the lower blade as the first blade is fixed to the extension piece protruding forward from the main body case, but the first blade is formed in the same manner as the second blade. Further, another rod connected to the nut is further provided and connected to the first blade, and the first blade is also configured to be opened and closed about the axis by the control means simultaneously with the second blade. Is also possible.
1…電動鋏
2…上刃
3…下刃
4…軸
8…ロッド
10…スクリューシャフト
11…ナット
13…本体ケース
15…モーター
18…操作スイッチ
19…リミットスイッチ
21…平板部
22…制御部
23…バッテリー
31…刃部
32…作動部
尚、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前方に延びる固定状態の第1の刃と、
軸を中心に取付けられ前記第1の刃に対して開状態と閉状態とに回動自在の刃部と、前記刃部に一体的に接続され、少なくとも前記刃部が前記開状態において前記軸から後方側に延びる作動部とからなる、第2の刃と、
前記作動部に係合すると共に前記後方側に延び、前記作動部に対して前進及び後退が可能なロッドと、
前記ロッドに接続され、前記ロッドの前進に伴って前記刃部が前記開状態から前記閉状態に変化し、前記ロッドの後退に伴って前記刃部が前記閉状態から前記開状態に変化するように、前記ロッドを制御する制御手段とを備えた、電動鋏。 Electric scissors,
A fixed first blade extending forward;
A blade portion that is mounted around a shaft and is rotatable in an open state and a closed state with respect to the first blade, and is integrally connected to the blade portion, at least when the blade portion is in the open state, the shaft A second blade consisting of an operating part extending rearward from
A rod that engages with the operating portion and extends rearward, and is capable of moving forward and backward with respect to the operating portion;
The blade is connected to the rod, so that the blade changes from the open state to the closed state as the rod advances, and the blade changes from the closed state to the open state as the rod moves backward. And a control means for controlling the rod.
前記ロッドの軸方向は、切断時の前記刃部が延びる方向にほぼ平行に配置される、請求項1記載の電動鋏。 The second blade is formed such that an angle formed between a direction in which the blade portion extends from the shaft and a direction in which the operation portion extends from the shaft is approximately 90 degrees.
The electric rod according to claim 1, wherein an axial direction of the rod is disposed substantially parallel to a direction in which the blade portion extends at the time of cutting.
前記ロッドの軸方向とほぼ平行に配置されたスクリューシャフトと、
前記スクリューシャフトに接続され、前記スクリューシャフトをその軸中心周りに回動自在とするモーターと、
前記ロッドに固定されると共に、前記スクリューシャフトに係合して、その回転方向に応じて前進または後退が可能なナットとからなる、請求項1から請求項3のいずれかに記載の電動鋏。 The control means includes
A screw shaft disposed substantially parallel to the axial direction of the rod;
A motor that is connected to the screw shaft and that allows the screw shaft to rotate about its axis;
The electric rod according to any one of claims 1 to 3, comprising a nut that is fixed to the rod and engages with the screw shaft and can be moved forward or backward depending on a rotation direction thereof.
前記ロッドは、前記平板部を貫通するように配置され、少なくとも一部が前記平板部によって支持される、請求項1から請求項6のいずれかに記載の電動鋏。
The electric rod further includes a body case including a flat plate portion having a surface substantially parallel to the axial direction of the shaft,
The electric rod according to any one of claims 1 to 6, wherein the rod is disposed so as to penetrate the flat plate portion, and at least a part thereof is supported by the flat plate portion.
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