JP2012076211A

JP2012076211A - 電動工具

Info

Publication number: JP2012076211A
Application number: JP2010226365A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Watanabe; 将裕渡邊
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: JP5570933B2

Abstract

【課題】本発明は、モータの制御回路部に電圧を加えるためのウエイクアップスイッチを設けられるようにすることを目的にする。
【解決手段】本発明に係る電動工具１０は、モータの制御回路部に電圧を加えてその制御回路部を動作可能な状態にするウエイクアップスイッチを備える電動工具であって、スイッチ操作部１８ｔの変位量に応じてモータに対する電力供給量を増減させるための電気信号を出力可能な変速スイッチ１８を備えており、変速スイッチ１８とは個別にウエイクアップスイッチ４９が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの制御回路部に電圧を加えてその制御回路部を動作可能な状態にするウエイクアップスイッチを備える電動工具に関する。

一般的な電動工具では、バッテリの電力消費を抑えるため、電動工具の使用時以外はモータの制御回路部の電源が切れるように構成されている。そして、電動工具が使用される際にウエイクアップスイッチがオンすることで前記制御回路部に電圧が加わり、前記制御回路部は変速スイッチの引き操作量に応じてモータに対する電力供給量を増減させるように動作可能となる。なお、前記制御回路部は、変速スイッチの引き操作量が零になったとき、即ち、変速スイッチから指が離されたときに、その制御回路部の電源を切れるように構成されている。
特許文献１に記載された電動工具では、変速スイッチにウエイクアップスイッチが組込まれている。即ち、変速スイッチ１００は、図５に示すように、指で引き操作されるトリガ１０２と、そのトリガ１０２の引き操作に連動する摺動式の可変抵抗（図示省略）等を備えるスイッチ本体部１０５と、そのスイッチ本体部１０５内に組込まれたウエイクアップスイッチ（図示省略）とから構成されている。そして、トリガ１０２がバネ１０５ｂの力に抗して、図６に示すように、一定量Ｌ０だけ引き操作された状態でウエイクアップスイッチがオンして制御回路部に電圧が加わるようになる。さらに、この状態からトリガ１０２が引き操作されると、引き操作量に応じて可変抵抗の抵抗値が変化し、前記制御回路部が前記抵抗値の変化に伴ってモータに対する電力供給量を増減させるように動作する。

特開２００３−２６０６７５号公報

しかし、上記した変速スイッチ１００では、トリガ１０２が一定量Ｌ０だけ引き操作された状態でウエイクアップスイッチがオンして制御回路部に電圧が加えられる構成である。このため、トリガ１０２の最大引き操作量が一定量Ｌ０より小さい変速スイッチ１００の場合、前記ウエイクアップスイッチを変速スイッチ１００のトリガ１０２でオン動作させるのは難しい。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、トリガの引き操作量が小さい変速スイッチを備える電動工具であっても、モータの制御回路部に電圧を加えるためのウエイクアップスイッチを設けられるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、モータの制御回路部に電圧を加えてその制御回路部を動作可能な状態にするウエイクアップスイッチを備える電動工具であって、スイッチ操作部の変位量に応じてモータに対する電力供給量を増減させるための電気信号を出力可能な変速スイッチを備えており、前記変速スイッチとは個別に前記ウエイクアップスイッチが設けられていることを特徴とする。

本発明によると、ウエイクアップスイッチは、変速スイッチと個別に設けられている。即ち、ウエイクアップスイッチと変速スイッチとが連動する構成ではなく、前記ウエイクアップスイッチが変速スイッチから独立した状態で設けられている。
このため、スイッチ操作部の変位量が非常に小さい変速スイッチを備える電動工具であっても、前記ウエイクアップスイッチを確実に動作させられるようになる。

請求項２の発明によると、変速スイッチ以外のスイッチがウエイクアップスイッチと兼用されていることを特徴とする。
このため、専用のウエイクアップスイッチを設ける必要がなく、コスト低減を図ることができる。

請求項３の発明によると、ウエイクアップスイッチと兼用するスイッチは、モータの正転逆転切替えスイッチ、あるいは照明用のオンオフスイッチであることを特徴とする。
即ち、モータの正転逆転切替えスイッチ、あるいは照明用のオンオフスイッチは、一般的に変速スイッチを引き操作する前に操作するスイッチであるため、正転逆転切替えスイッチ等をウエイクアップスイッチと兼用することで、変速スイッチを引き操作する前に制御回路部を立ち上げられるようになる。

請求項４の発明によると、変速スイッチは、押圧力を受けて歪む際の歪み量に応じた電気信号を出力可能に構成された荷重センサを備えていることを特徴とする。
このため、変速スイッチのスイッチ操作部の変位量を非常に小さくでき、変速スイッチの取付け位置の自由度が向上する。

本発明によると、操作量が小さい変速スイッチを備える電動工具であっても、モータの制御回路部を立ち上げるためのウエイクアップスイッチを設けられるようになる。

本発明の実施形態１に係る電動工具の全体斜視図である。前記電動工具のモータ駆動回路図である。前記電動工具の制御回路部の電源回路図である。変更例に係る電動工具の全体側面図である。従来の電動工具における変速スイッチの側面図である。従来の電動工具における変速スイッチの動作を表すグラフである。

［実施形態１］
以下、図１から図４に基づいて、本発明の実施形態１に係る電動工具１０の説明を行なう。
ここで、図中の前後左右及び上下は、電動工具１０の前後左右及び上下に対応している。

＜電動工具１０の概要について＞
本実施形態に係る電動工具１０は、ＤＣブラシレスモータ２０（以下、ＤＣモータ２０という）を駆動源とするインパクトドライバ（回転打撃工具）である。
図１に示すように、電動工具１０は、筒状のハウジング本体部１２と、そのハウジング本体部１２の下部から突出するように形成されたハンドル部１５とから構成されている。ハンドル部１５は、使用者が電動工具１０を使用する際に把持する握り部位１５ｈと、その握り部位１５ｈよりも下側（先端側）に位置するバッテリ連結部位１５ｐとから構成されている。そして、握り部位１５ｈの基端部に使用者が指先で引き操作するための変速スイッチ１８が設けられている。また、ハンドル部１５のバッテリ連結部位１５ｐには、バッテリ１６が連結される連結機構（図示省略）が設けられている。

ハウジング本体部１２の後部にはＤＣモータ２０が収納されており、そのＤＣモータ２０の前方にＤＣモータ２０の回転力を増幅する遊星歯車機構、打撃力発生機構等からなる駆動装置（図示省略）が収納されている。そして、前記駆動装置の出力軸がハウジング本体部１２の先端位置に装着された工具装着部１３に連結されている。
ＤＣモータ２０は、図２等に示すように、永久磁石を備える回転子２２と、駆動コイル２３ｃを備える固定子２３と、前記回転子２２の磁極の位置を検出するための三個の磁気センサ３２とから構成されている。磁気センサ３２は、固定子２３の後端部に設けられた電気回路基板（図示省略）に回転子２２を囲むように120°間隔で取付けられている。また、前記電気回路基板には、後記するモータ駆動回路４０の三相ブリッジ回路部４５等が取付けられている。

＜モータ駆動回路４０ついて＞
モータ駆動回路４０は、ＤＣモータ２０を駆動させるための電気回路であり、図２に示すように、６個のスイッチング素子４４から構成された三相ブリッジ回路部４５と、変速スイッチ１８の電気信号に基づいて前記三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４を制御する制御回路部４６とを備えている。
三相ブリッジ回路部４５は、三本（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力線４１を備えており、それらの出力線４１がＤＣモータ２０の対応する駆動コイル２３ｃ（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に接続されている。また、３個の磁気センサ３２は、ＤＣモータ２０の各々の駆動コイル２３ｃに対してそれぞれ60°位相をずらした状態で位置決めされている。
ここで、三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４としては、例えば、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が使用される。

＜変速スイッチ１８について＞
変速スイッチ１８は、図１等に示すように、使用者が指先で引き操作するトリガ１８ｔと、ハンドル部１５内に収納されたスイッチ本体部（図示省略）と、そのスイッチ本体部に設けられてトリガ１８ｔからの押圧力を受ける荷重センサ（図示省略）とから構成されている。前記荷重センサは、トリガ１８ｔから押圧力を受けることで歪み、その歪み量に比例する電圧信号を出力できるように構成されている。このため、トリガ１８ｔを引き操作すると、そのトリガ１８ｔに加わった押圧力がトリガ１８ｔから荷重センサに加わり、前記荷重センサは前記押圧力に比例する信号（電圧信号）を出力できるようになる。
変速スイッチ１８の出力信号（荷重センサの電圧信号）は、図２に示すように、電動工具１０の制御回路部４６に入力される。
ここで、変速スイッチ１８のトリガ１８ｔの最大引き操作量は数mm程度に設定されている。
即ち、前記トリガ１８ｔが本発明のスイッチ操作部に相当する。

＜制御回路部４６について＞
制御回路部４６は、変速スイッチ１８の電圧信号（トリガ１８ｔの引き操作量）に基づいて三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４を制御する部分であり、マイコンやＩＣ等の電子部品により構成されている。さらに、制御回路部４６は、その制御回路部４６に電圧を加えて動作可能状態にするウエイクアップスイッチ４９を備えている。
ウエイクアップスイッチ４９は、図１に示すように、ハンドル部１５のバッテリ連結部位１５ｐの上面に取付けられており、電動工具１０の照明用のオンオフスイッチと兼用されている。ウエイクアップスイッチ４９は、押し操作している間だけオンするスイッチであり、図３に示すように、制御回路部４６の電源回路５０に接続されている。
電源回路５０は、制御回路部４６のマイコン４６ｃに定電圧を供給するための回路であり、電圧を調整するためのレギュレータ５２を備えている。さらに、電源回路５０は、レギュレータ５２をオン／オフさせる第１トランジスタ５３と、マイコン４６ｃの信号に基づいて第１トランジスタ５３を動作させる第２トランジスタ５４と、第１トランジスタ５３のベースに加わる電圧を調整するための第１抵抗５５、第２抵抗５６とを備えている。そして、前記ウエイクアップスイッチ４９が第２トランジスタ５４と並列に設けられている。

上記構成により、第１トランジスタ５３と第２トランジスタ５４とがオフの状態で、ウエイクアップスイッチ４９を押し操作（オン）すると、図３の第１抵抗５５、第２抵抗５６から前記ウエイクアップスイッチ４９にかけて電流が流れるようになる。これにより、第１トランジスタ５３のベースに対して第１抵抗５５、第２抵抗５６に基づく電圧が加わり、第１トランジスタ５３がオン（導通）する。この結果、レギュレータ５２がオンしてマイコン４６ｃに定電圧が加わり、マイコン４６ｃが立ち上がる。マイコン４６ｃが立ち上がると、マイコン４６ｃは第２トランジスタ５４のベースに定電圧を加え、その第２トランジスタ５４をオンさせる。これにより、ウエイクアップスイッチ４９がオフしても、第１トランジスタ５３及びレギュレータ５２はオンし続けるようになる。

この状態で、前記マイコン４６ｃは、変速スイッチ１８の出力信号に基づいてＤＣモータ２０に供給する電力をＰＷＭ制御により調整することができるようになる。即ち、変速スイッチ１８のトリガ１８ｔを引き操作することでトリガ１８ｔに加わる押圧力が増加すると、変速スイッチ１８の出力電圧が上昇し、前記マイコン４６ｃの働きでＤＣモータ２０に供給する電力が増加するようになる。これにより、ＤＣモータ２０の回転速度が上昇する。
逆に、トリガ１８ｔに加わる押圧力を緩めると変速スイッチ１８の出力電圧が低下するようになり、ＤＣモータ２０に供給する電力が減少して回転速度が低下する。
そして、トリガ１８ｔに押圧力が加わらなくなると、前記マイコン４６ｃが一定時間後に第２トランジスタ５４をオフさせることで、第１トランジスタ５３、レギュレータ５２がオフし、マイコン４６ｃの電源が切られるようになる。
即ち、電動工具１０を使用しないときは制御回路部４６（マイコン４６ｃ）の電源を切っておくことができるため、バッテリ１６の電力を有効に利用できるようになる。さらに、ウエイクアップスイッチ４９を押し操作することで、速やかに制御回路部４６のマイコン４６ｃを立ち上げて電動工具１０を使用できるようになる。

＜本実施形態に係る電動工具１０の長所について＞
本実施形態に係る電動工具１０によると、ウエイクアップスイッチ４９は、変速スイッチ１８と個別に設けられている。即ち、ウエイクアップスイッチ４９と変速スイッチ１８とが連動する構成ではなく、前記ウエイクアップスイッチ４９が変速スイッチ１８から独立した状態で設けられている。
このため、トリガ１８ｔ（スイッチ操作部）の変位量が非常に小さい変速スイッチ１８を備える電動工具１０であっても、前記ウエイクアップスイッチ４９を確実に動作させられるようになる。
また、ウエイクアップスイッチ４９が照明用のオンオフスイッチと兼用されているため、専用のウエイクアップスイッチ４９を設ける必要がなく、コスト低減を図ることができる。さらに、照明用のオンオフスイッチは、一般的に変速スイッチ１８を引き操作する前に操作するスイッチであるため、照明用のオンオフスイッチをウエイクアップスイッチ４９と兼用することで、変速スイッチ１８を引き操作する前に制御回路部４６（マイコン４６ｃ）を立ち上げられるようになる。
また、変速スイッチ１８は、押圧力を受けて歪む際の歪み量に応じた電気信号を出力可能に構成された荷重センサを備えているため、変速スイッチ１８のトリガ１８ｔ（スイッチ操作部）の変位量を非常に小さくでき、変速スイッチ１８の取付け位置の自由度が向上する。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、ウエイクアップスイッチ４９を照明用のオンオフスイッチと兼用する例を示したが、図４に示すように、ウエイクアップスイッチ４９を正転／逆転切替えスイッチと兼用することも可能である。
また、ウエイクアップスイッチ４９を回転の強弱切替えスイッチ等と兼用することも可能である。

１６・・・・・バッテリ
１８・・・・・変速スイッチ
１８ｔ・・・・トリガ（スイッチ操作部）
２０・・・・・ＤＣモータ（モータ）
４６・・・・・制御回路部
４６ｃ・・・・マイコン
４９・・・・・ウエイクアップスイッチ

Claims

モータの制御回路部に電圧を加えてその制御回路部を動作可能な状態にするウエイクアップスイッチを備える電動工具であって、
スイッチ操作部の変位量に応じてモータに対する電力供給量を増減させるための電気信号を出力可能な変速スイッチを備えており、
前記変速スイッチとは個別に前記ウエイクアップスイッチが設けられていることを特徴とする電動工具。
請求項１に記載された電動工具であって、
前記変速スイッチ以外のスイッチが前記ウエイクアップスイッチと兼用されていることを特徴とする電動工具。
請求項２に記載された電動工具であって、
前記ウエイクアップスイッチと兼用するスイッチは、モータの正転逆転切替えスイッチ、あるいは照明用のオンオフスイッチであることを特徴とする電動工具。
請求項１から請求項３に記載された電動工具であって、
前記変速スイッチは、押圧力を受けて歪む際の歪み量に応じた電気信号を出力可能に構成された荷重センサを備えていることを特徴とする電動工具。