JP2006192518A - 充電式電動工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】
充電式電動工具において、電圧低下の警告表示と同時にモータへの給電が停止されることによる不都合を解消する。
【解決手段】
電動工具に、電源電池の電圧を監視し電源電圧が基準電圧以下に低下したときにLED やブザーにて警告する警告表示手段を設ける。ただし、警告表示時にもモータへの電源供給を遮断する制御は行わず、トリガスイッチによる起動操作を受け付けて通常の動作を実行するように構成する。これにより、低温下における電圧低下により警告が表示されたときも作業が可能であり、警告表示と同時にモータへの電源供給が遮断される構成のものよりも、使い勝手や作業能率が向上する。また、電池にメモリ効果が生じたと判断されるときは、電圧警告表示後にモータが起動不能となるまで起動操作を繰返すことにより、電池を放電終止電圧以下まで放電させてメモリ効果を解消することができる。
【選択図】図2

Description

この発明は、充電式電動工具に関するものであり、特に、電圧降下時の電源遮断動作によって生じる不都合を解消した充電式電動工具に関するものである。
二次電池を駆動電源とする充電式電動工具において、使用中に電池電圧の低下により作業サイクルの途中で停止したり、二次電池の電圧が放電終止電圧以下に低下するまで過放電して電池寿命を短縮したりすることを防止するために、電池電圧が放電終止電圧以上の或る基準電圧以下に低下したときにモータへの給電を停止する回路を備えることは一般的になっている（特許文献1、2など）。また、給電停止を制御する回路とともに電圧低下をLEDやブザー等で表示する警告表示手段を設けた電動工具も多い。
実開平5-26278号公報 特開平7-1350号公報
充電式電動工具に用いられる二次電池としては、NiCd電池やNiMH電池が最も普及しているが、この種の二次電池は、完全放電に達しない浅い放電深度の状態で充電を繰返すと、使用時に浅い放電深度で電力供給が停止してしまい、見かけ上の電池容量が減少するメモリ効果があることが知られている。
電池電圧の低下時にモータへの給電を停止する制御回路を備えた従来の電動工具においては、二次電池の端子間電圧が或る基準電圧に低下したときにモータへの給電を停止し、二次電池の充電或いは交換を促すが、この基準電圧は、過放電を防止するために、その二次電池の放電終止電圧よりも高く設定されている。したがって、比較的浅い放電深度の状態で充電されることになり、充電を繰返すとメモリ効果によって次第に電池容量が低下していくという問題がある。
また、寒冷な低温環境においては、電池電圧が低下するため、満充電した二次電池であっても給電停止回路が作動して、電動工具を使用することができない場合もある。
そこで、充電式電動工具に使用する二次電池のメモリ効果の発生、並びに低温環境における使用不可能或いは使用可能時間の短縮などの不都合を解消するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、二次電池を電源とする充電式電動工具であって、その充電式電動工具が作動可能な電圧しきい値以上の基準電圧と電源電圧とを比較する手段と、その比較結果に応じて警告を表示する手段とを備えた充電式電動工具において、電源電圧が基準電圧以下に低下したときに前記警告表示手段により警告を表示するとともに、警告表示後もトリガスイッチの操作により起動可能に構成したことを特徴とする充電式電動工具を提供するものである。
本発明の充電式電動工具は、電源電圧が基準電圧以下に低下してブザーやLED等にて警告が表示された後も、モータへの電源供給を遮断する制御は行わず、起動操作を受け付けるので、警告表示後に少なくとも数回は作業が可能であり、機械側の判断ではなく作業者の判断で区切りのよいときに電池の交換を行える。また、低温下における見かけ上の電圧低下により警告が表示されたときも作業が可能であり、警告表示と同時にモータへの電源供給が遮断される構成のものよりも、使い勝手や作業能率が向上する。
また、電池にメモリ効果が生じたと判断されるときは、電圧警告が表示された後に、モータが起動不能となるまで起動操作を繰返すことにより、電池を完全に放電させてメモリ効果を解消することができ、簡単に電池の機能を回復することができる。
電動工具に、電源電池の電圧を監視して、電源電圧が基準電圧以下に低下したときにブザーやLED等にて警告する警告表示手段を設ける。ただし、警告表示時にもモータへの電源供給を遮断する制御は行わず、トリガスイッチによる起動操作を受け付けて通常の動作を実行するように構成することにより、二次電池のメモリ効果の解消を可能にするとともに、低温環境における使用不能などの不都合を解消するという目的を達成した。
図１は二次電池を電源とする電動工具の一例として鉄筋結束機1を示し、筐体2内に結束線送り機構3と結束線捩じり機構4とを内蔵しており、筐体2のグリップ部5の前方に配置したマガジン6内に結束線リール（図示せず）が装填される。グリップ部5の端部にはNiMH電池を内蔵するバッテリパック7が装着され、電源回路基板（図示せず）を通じて結束線送り機構3の送りモータと結束線捩じり機構4の捩じりモータとへ電力を供給する。
鉄筋結束機1の後部の上面には、電源スイッチ8、電圧警告LED 9、捩りトルク設定ダイヤル10が配置されていて、筐体2内には電圧警告用のブザー（図示せず）が設けられている。
鉄筋結束機1にバッテリパック7を装着して電源スイッチ8をオンすれば、鉄筋結束機1が初期化動作を実行し、結束線送り機構3が結束線を上側のワイヤガイドノーズ11へ向けて一定の長さだけ送り、結束線捩じり機構4がクランプおよび捩りからなる一連の動作を行い、初期位置で停止してスタンバイ状態となる。スタンバイ状態となった後は、トリガレバー12をひけば、結束線送り、結束線クランプと結束線引戻し、結束線切断、結束線捩りからなる1サイクルの鉄筋結束動作が連続的に実行される。
結束線送り機構3は、図1において紙面の表裏方向に配列されて相互に噛合う二つのV溝付歯車の一方のV溝付歯車を送りモータにて駆動し、二つのV溝付歯車にて結束線を挟んで送り出す構成であり、結束線はマガジン6内の結束線リールから上方へ送り出される。送出された結束線は、ワイヤガイドノーズ11の内周のガイド溝に沿って円弧状にフォーミングされて鉄筋の周囲を廻り、先端は結束線捩じり機構4へと送り込まれる。
結束線捩じり機構4は、図に表れない捩じり軸とその先端に取付けた三枚のクランププレートとからなり、三枚のクランププレートはワイヤガイドノーズ11と下側ガード13との間に位置しているサイドカバー14の内側にあって、中央のクランププレートの両側に配置された二枚のクランププレートがカム機構により開閉される。
結束線は中央のクランププレートと一方の外側クランププレートとの間を通じて送出され、制御部（図示せず）は、設定された周回数に相当するワイヤを送出した後にワイヤ送りを停止し、このときワイヤの先端はワイヤガイドノーズ7の先端に達する。そして、ワイヤ捩り機構4の捩じり軸とクランププレートが前進してワイヤループを把持した後にワイヤを引戻し、捩じり軸の前進移動に連動してワイヤカッター（図示せず）がワイヤループの後端を切断し、ワイヤループを後続のワイヤから切り離す。それと同時に、ワイヤ後端を把持する。続いて、ワイヤ捩り機構4の捩じり軸及びクランププレートが回転駆動されてワイヤループの把持部分を捩りあげることにより鉄筋が結束され、捩りモータの捩りトルクが或る設定値に上昇したときに捩りを停止する。その後、捩りモータを逆回転させて、クランププレートを開いて捩じり軸を初期位置へ戻し、1サイクルの結束工程を終了する。
制御部は、電圧検出回路を介して結束動作中におけるバッテリパック7の電圧を監視していて、バッテリパック7の電圧が、既定の充電推奨電圧へ降下したときにブザーを鳴らし、電圧警告LED 9を点灯させて電圧の低下を通知する。
図2は、鉄筋結束機1の動作シーケンスを示し、電源スイッチ9をオンすると（ステップ1）、上述した初期化動作（ステップ2）を実行してスタンバイ状態となり、トリガレバー12が引かれてトリガスイッチがオンしたときに（ステップ3）、１サイクルの結束動作を実行するとともにバッテリパック7の電圧を検出し（ステップ4）、バッテリ電圧を所定の基準電圧（充電推奨電圧）と比較する（ステップ5）。そして、バッテリ電圧が基準電圧以上であれば、ステップ3に戻って次のトリガ操作により結束動作を実行する。
また、バッテリ電圧を基準電圧と比較して、バッテリ電圧が基準電圧未満のときは、ブザーを鳴らすとともに電圧警告LED 9を点灯させて電圧の低下を通知する（ステップ6）。ただし、本発明の鉄筋結束機1が従来型と相違する点は、バッテリ電圧が基準電圧未満に低下したときに、警告は通知するが結束機構のモータへの給電を遮断しないことにある。したがって、電圧警告が表示されている状態（ステップ6）でも、トリガレバー12を引けばステップ３以降の結束動作が実行される。
従来型では、ステップ6で警告を表示すると同時に、モータへの給電が停止されて、結束動作の継続は不可能であったが、本発明の鉄筋結束機においては、警告表示後に少なくとも数回の結束が可能であり、機械側の判断ではなく作業者の判断で区切りのよいときにバッテリパックの交換を行える。
また、従来型では充電されたバッテリパックを装填しても、極低温下では見かけ上の電圧低下によりモータへの給電が停止されて起動不能となることがあるが、本発明の鉄筋結束機においては、電圧警告を無視して結束作業を行うことができ、使い勝手が良好である。
また、バッテリパックの内蔵電池にメモリ効果が生じたと判断されるときは、電圧警告を無視してモータが起動不能となるまで結束動作を繰返すか、結束線を装填しない状態でモータが停止するまで結束動作を繰返すことにより、内蔵電池を完全に放電させてメモリ効果を解消することができる。
尚、上記実施形態では警告表示手段として音のブザーや光のLEDで説明したが、電圧メータや液晶表示、或いは赤マーク表示等によって警告するようにしてもよく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。また、この発明は鉄筋結束機に限定されるものではなく、鉄筋結束機以外の電動工具にも応用できることは言うまでもない。
鉄筋結束機の側面図。 本発明の鉄筋結束機の動作シーケンスを表すフローチャート。
符号の説明
1 鉄筋結束機
2 筐体
3 結束線送り機構
4 結束線捩り機構
5 グリップ部
6 マガジン
7 バッテリパック
8 電源スイッチ
9 電圧警告LED
10 捩りトルク設定ダイヤル
11 ワイヤガイドノーズ
12 トリガレバー
13 下側ガード
14 サイドカバー

Claims (1)

  1. 二次電池を電源とする充電式電動工具であって、その電動工具が作動可能な電圧しきい値以上の基準電圧と電源電圧とを比較する手段と、その比較結果に応じて警告を表示する手段とを備えた充電式電動工具において、電源電圧が基準電圧以下に低下したときに前記警告表示手段により警告を表示するとともに、警告表示後もトリガスイッチの操作により起動可能に構成したことを特徴とする充電式電動工具。
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