JP3128990U - 電動工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】オーバーロードが生じると、バッテリー電力の供給を中止し、回路の構成素子などの焼損を避けることができる電動工具を提供する。
【解決手段】電動工具は、バッテリーユニット41を電源とし、且つ電源としたバッテリーの充電具合を示す情報を出すことができる電力供給機構4と、工具を保持しながら駆動する駆動機構5と、電力供給機構と駆動機構との間の回路を導通して駆動機構を駆動可能にさせる電流導通状態と、電力供給機構と駆動機構との間の回路を遮断して駆動機構を駆動不能にさせる電流遮断状態とのいずれにも置かれうるように、電力供給機構及び駆動機構に電気的に接続されている保護機構7と、手動操作で保護機構を電流遮断状態から電流導通状態に切り替えることができるように保護機構に電気的接続されている使用者操作機構90と、制御機構6とからなる。
【選択図】図3
【解決手段】電動工具は、バッテリーユニット41を電源とし、且つ電源としたバッテリーの充電具合を示す情報を出すことができる電力供給機構4と、工具を保持しながら駆動する駆動機構5と、電力供給機構と駆動機構との間の回路を導通して駆動機構を駆動可能にさせる電流導通状態と、電力供給機構と駆動機構との間の回路を遮断して駆動機構を駆動不能にさせる電流遮断状態とのいずれにも置かれうるように、電力供給機構及び駆動機構に電気的に接続されている保護機構7と、手動操作で保護機構を電流遮断状態から電流導通状態に切り替えることができるように保護機構に電気的接続されている使用者操作機構90と、制御機構6とからなる。
【選択図】図3
Description
本考案は、電動工具に関し、特に、工具を駆動する電動工具に関する。
従来からの再充電可能な電動工具は、再充電可能なバッテリーを用いて電動モーターに電力を供給し、スクリュー錐やドリル錐などの工具を回転させるものであるので、一旦作業中に工具を駆動することができない状況などが起こってモーターが過負荷となる場合、バッテリーの電力消耗が上がったりモーターのコイルが過電流によって焼損したりする恐れがある。
本考案は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。
即ち、本考案の目的は、作業中にオーバーロードが生じる場合、直ちにバッテリーからの電力供給を中止し、回路の構成素子を焼損から保護することができる電動工具を提供しようとすることにある。
上記目的を達成するために、本考案は、要は、バッテリーを電源とし、且つ前記電源としたバッテリーの充電具合を示す情報を出すことができる電力供給機構と、工具を保持しながら駆動する駆動機構と、前記電力供給機構と前記駆動機構との間の回路を導通して前記駆動機構を駆動可能にさせる電流導通状態と、前記電力供給機構と前記駆動機構との間の回路を遮断して前記駆動機構を駆動不能にさせる電流遮断状態とのいずれにも置かれうるように、前記電力供給機構及び前記駆動機構に電気的に接続されている保護機構と、手動操作で前記保護機構を電流遮断状態から電流導通状態に切り替えることができるように前記保護機構に電気的に接続されている使用者操作機構と、前記電力供給機構からの前記バッテリーの充電具合を示す情報を受けてから判断し、前記バッテリーが電圧不足及びオーバーロードのいずれかの状況にある場合、前記保護機構を電流導通状態から電流遮断状態に切り替えるように、前記電力供給機構及び前記駆動機構に電気的接続されている制御機構とからなったことを特徴とする電動工具を提供する。
この考案の前記その他の目的、特徴及び利点は添付図面に例示する本考案の好ましい実施例に関する以下の詳しい記載から明らかである。
図1乃至図4に示すように、本考案の一つの実施形態例とする電動工具は、工具2を駆動することができるものであって、ハウジング3と、バッテリーを電源とする電力供給機構4と、駆動機構5と、制御機構6と、保護機構7と、バイアスユニット8と、照明ランプ91と、使用者操作機構90とからなっている。
ハウジング3は、略L字状をなし、直立的に延伸してなった握り部31と、握り部31の上端部から前方へ延伸してなった桶状部32とを有し、且つ桶状部32の内部に駆動機構5を収納し、先端部の下側照明ランプ91が前方へ向かって露出している。更に具体的に説明すると、この実施形態例では、ハウジング3は銃状に形成されている。勿論、使用者が容易に握りさえすれば、ハウジング3は直管状または他の形状にしてもよい。
電力供給機構4は、ハウジング3内にバッテリーユニット41を入れられてそれと接続できるように設置されており、バッテリー充電器42と、入力電力検出器43と、バッテリーモニタ44と、電力セーバー45とからなる。バッテリー充電器42は外部電源及びバッテリーユニット41のいずれにも電気的に接続されてバッテリーユニット41に充電をすることができるように構成されている。入力電力検出器43はバッテリー充電器に供給する入力電力信号を検出する。バッテリーモニタ44はバッテリーユニット41に電気的に接続されてバッテリーユニット41の充電具合を示す情報を生じることができるように構成されている。電力セーバー45はバッテリー充電器42及びバッテリーモニタ44に電気的に接続されている。この実施形態例では、バッテリーユニット41はリチウムバッテリーが挙げられる。
また、バッテリーモニタ44は、バッテリーユニット41に接続されるように並列に接続されている基準電圧ループ441とバッテリー電圧ループ444とを有する。基準電圧ループ441は、直列に接続されている抵抗器442とツェナーダイオード443とを有し、抵抗器442とツェナーダイオード443との接続点で制御機構6と接続していて制御機構6に基準電圧レベルを提供することができる。バッテリー電圧ループ444は、直列に接続されている一対の抵抗器445、446を有し、一対の抵抗器445、446の間の接続点で制御機構6と接続していて制御機構6にバッテリー電圧分圧を提供することができる。それにより、基準電圧レベル及びバッテリー電圧分圧は前記バッテリー状態の情報とされうる。
駆動機構5は、ハウジング3外から挿入される工具2と結合できるように桶状部32内に設置されている上、電力供給機構4に電気的に接合されている。駆動機構5は、工具2を駆動するためのモーター51と、モーター51とバッテリーユニット41の間に直列に接続されている駆動方向制御スイッチ52とを有する。駆動方向制御スイッチ52はハウジング3の外部に露出してあり、かつ使用者の操作によりモーター51に供給する電源の極性を切替えて工具2の回転方向を変更することができるものである。駆動機構5は本考案の特徴的構成ではないので、それの詳しい説明を省略する。
保護機構7は、ハウジング3内に設置されているうえ、電力供給機構4と駆動機構5との間の回路を導通して駆動機構5を駆動可能にさせる電流導通状態と、電力供給機構4と駆動機構5との間の回路を遮断して駆動機構5を駆動不能にさせる電流遮断状態とのいずれにも置かれうるように、電力供給機構4及び駆動機構5に電気的に接続されている。この実施形態例では、保護機構7は、電界効果トランジスタ71とバイポーラトランジスタ72とを有する。電界効果トランジスタ71はゲートとドレインとソースとを有し、ゲートは使用者操作機構90及び制御機構6に電気的に接続され、ドレインは駆動機構5の駆動方向制御スイッチ52に電気的に接続され、また、ソースは接地可能になっている。バイポーラトランジスタ72は、電界効果トランジスタ71のゲートに電気的に接続されているエミッタと、制御機構6に電気的に接続されているゲートと、接地可能になっているドレインとを有する。
バイアスユニット8は、第1のダイオード83を介してバッテリー充電器42に接続されており、且つ第1のキャパシタ81は、制御機構6に接続されている第1のキャパシタ81と、第2のダイオード84を介して第1のキャパシタ81に接続されている第2のキャパシタ82とを有する。バイアスユニット8は、バッテリー充電器42の充電作業によってキャパシタ81に貯蓄した第1の電圧成分(V1)と制御機構6からの第2の電圧成分(V2)とからなるうえ、バッテリーユニット41の電圧より高いバイアス電圧(V)を有するようになることができる。バッテリーユニット41に充電している時、第1の電圧成分(V1)は第1のキャパシタ81に蓄積されている。また、第2の電圧成分(V2)をバッテリーユニットの実際のバッテリー電圧と同等に設定することにより、バイアス電圧(V)がバッテリーユニットのバッテリー電圧より高いことを確保することができる。
使用者操作機構90は、透明材料で作られたものであって操作ハウジング3内からハウジング3外に突出するように操作可能に設置された押しボタン92と、押しボタン92に連動するように設置されているうえ、バイアスユニット8の第2のキャパシタ82と保護機構7の電界効果トランジスタ71におけるゲートとの間に電気的に接続されている制御スイッチ921と、押しボタン92内に設置されているうえ、電力セーバー45とバッテリーユニット41との間に電気的に接続されているランプユニット922とを有する。それにより、押しボタン92が手動的に操作されると、使用者操作機構90の制御スイッチ921はバイアスユニット8と保護機構7との間の電気的接続を制御して保護機構7を電流遮断状態と電流導通状態とに切り替えることができる。即ち、バイアスユニット8は使用者操作機構90に電気的に接続されているうえ、使用者操作機構90の手動操作により、バイアスユニット8と保護機構7との間の電気的接続を制御して保護機構7を電流遮断状態と電流導通状態とに切り替えることができる。
制御機構6としては、この実施形態例では、シングルチップ.マイクロプロセクサが用いられている。この制御機構6は、ハウジング3内に設置されているうえ、電力供給機構4と保護機構7とに電気的に接続されている。前記構成により、制御機構6は、バッテリーモニタ44が生成した基準電圧レベルとバッテリー電圧分圧とからなるバッテリー充電状態の情報から電力不足状態及びオーバーロード状態のいずれかを検出した場合、保護機構7を電流導通状態から電流遮断状態に切り替えることができる。
電動工具を使用しようとする場合、使用者操作機構90の押しボタン92を押圧することにより、制御スイッチ921をオン(ON)にさせれば良い。そうすると、制御機構6は照明ランプ91を作動させるためのバイアス電圧(V)における第2の電圧成分(V2)を供給するとともに、バイアスユニット8の第2のダイオード84と第2のキャパシタ82、及び使用者操作機構90の制御スイッチ921を介してバイアス電圧(V)を保護機構7の電界効果トランジスタ71に供給することができる。
以下は、本実施形態の更に具体的な実施例を説明する。
この実施例では、バッテリーユニット41の定格電圧は3.6Vであり、操作電圧の範囲は2.7〜4.2Vである。電界効果トランジスタ71を導通させるゲート電圧は3.5〜5Vが必要である。電動工具の使用中、バッテリーユニット41の実際の電圧は2.7〜3.5Vまで降下する可能性がある。しかし、バイアスユニット8のバイアス電圧(V)は、キャパシタ81に貯蓄した第1の電圧成分(V1)と制御機構6からの第2の電圧成分(V2)とからなる(第2の電圧成分(V2)はバッテリーユニットの実際の電圧と同等に設定されている)ので、使用者操作機構90の押しボタン92を押圧することにより、制御スイッチ921をオン(ON)にさせた場合、電界効果トランジスタ71を導通させるための適当なゲート電圧は供給されることができる。したがって、バッテイー電圧不足の状態及びオーバーロードの状態のいずれかが制御機構6により検出されていない限り、駆動機構5の駆動を確保することができるので、バッテリーの寿命を向上させることができる。
また、制御機構6により、バッテリー電圧分圧は基準電圧レベルより低い状態が検出されると、制御機構6はバッテリーユニット41の実際のバッテリー電圧が不足と判断してから、バイポーラトランジスタ72を駆動して電界効果トランジスタ71のゲートを接地させ、電力供給機構4と駆動機構5との間の電流を遮断するので、駆動機構5を駆動不能にさせることができる。
また、電動工具はアイドル状態となると、制御機構6は電力セーバー45を中止させるので、バッテリー充電器42とバッテリーモニタ44とを操作不能にさせることができる。
実際のバッテリー電圧が不足であり、且つバッテリー充電器42が外部電源に接続された場合、制御機構6は入力電力検出器43を介して入力電力信号を察知すると、電力セーバー45を作動可能に復帰させるとともに、バッテリー充電器42とバッテリーモニタ44とを操作可能にさせることができる。続いて、制御機構6は、電力セーバー45を介し、バッテリー電圧分圧が基準電圧レベルと同等になるまでバッテリーユニット41に再充電することをさせる。
さらに、電動工具の使用中、制御機構6は持続的にバッテリー電圧分圧と基準電圧レベルとを監視し、両者を比較する。もしバッテリー電圧分圧が所定の期間内(例えば、1〜2秒)に速やかに所定の電圧分圧まで降下した場合、制御機構6はオーバーロード状態と判断すると共に、保護機構7を作動させて電力供給機構4と駆動機構5との間の電流を遮断し、駆動機構5を駆動不能にさせる。これにより、過大電流によるモーター51の焼損を避けることができる。また、制御機構6は使用者操作機構90の押しボタン92が釈放されてから1〜2秒後、保護機構7の機能を復帰させ電流導通状態に戻させることができる。
本考案は、また、下記の変形例を提供することができる。
即ち、前記制御機構6は、使用者操作機構90の押しボタン92の制御により、ランプユニット922を点滅させるように構成されても良い。この構成の加わりによると、バッテリーユニットの状態は視覚的に判別することができる。
以上説明した各実施形態例は、あくまでも本考案の技術的内容を明らかにする意図のものにおいてなされたものであり、本考案はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本考案の精神とクレームに述べられた範囲で、いろいろと変更して実施できるものである。
2 工具
3 ハウジング
4 電力供給機構
5 駆動機構
6 制御機構
7 保護機構
8 バイアスユニット
31 握り部
32 桶状部
41 バッテリーユニット
42 バッテリー充電器
43 入力電力検出器
44 バッテリーモニタ
45 電力セーバー
51 モーター
52 駆動方向制御スイッチ
71 電界効果トランジスタ
72 バイポーラトランジスタ
81 第1のキャパシタ
82 第2のキャパシタ
83 第1のダイオード
84 第2のダイオード
90 使用者操作機構
91 照明ランプ
92 押しボタン
441 基準電圧ループ
442 抵抗器
443 ツェナーダイオード
444 バッテリー電圧ループ
445 抵抗器
446 抵抗器
921 制御スイッチ
922 ランプユニット
3 ハウジング
4 電力供給機構
5 駆動機構
6 制御機構
7 保護機構
8 バイアスユニット
31 握り部
32 桶状部
41 バッテリーユニット
42 バッテリー充電器
43 入力電力検出器
44 バッテリーモニタ
45 電力セーバー
51 モーター
52 駆動方向制御スイッチ
71 電界効果トランジスタ
72 バイポーラトランジスタ
81 第1のキャパシタ
82 第2のキャパシタ
83 第1のダイオード
84 第2のダイオード
90 使用者操作機構
91 照明ランプ
92 押しボタン
441 基準電圧ループ
442 抵抗器
443 ツェナーダイオード
444 バッテリー電圧ループ
445 抵抗器
446 抵抗器
921 制御スイッチ
922 ランプユニット
Claims (11)
- バッテリーユニットを電源とし、且つ前記電源としたバッテリーの充電具合を示す情報を出すことができる電力供給機構と、
工具を保持しながら駆動する駆動機構と、
前記電力供給機構と前記駆動機構との間の回路を導通して前記駆動機構を駆動可能にさせる電流導通状態と、前記電力供給機構と前記駆動機構との間の回路を遮断して前記駆動機構を駆動不能にさせる電流遮断状態とのいずれにも置かれうるように、前記電力供給機構及び前記駆動機構に電気的に接続されている保護機構と、
手動操作で前記保護機構を電流遮断状態から電流導通状態に切り替えることができるように前記保護機構に電気的接続されている使用者操作機構と、
前記電力供給機構からの前記バッテリーの充電具合を示す情報を受けてから判断し、前記バッテリーが電圧不足及びオーバーロードのいずれかの状況にある場合、前記保護機構を電流導通状態から電流遮断状態に切り替えるように、前記電力供給機構及び前記駆動機構に電気的接続されている制御機構とからなることを特徴とする電動工具。 - 前記保護機構は、前記電流導通状態及び前記電流遮断状態のいずれにも選択的に参与し作動することができるように前記制御機構に接続されているトランジスタを有することを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
- 前記使用者操作機構に電気的に接続されていて、前記使用者操作機構の手動操作により、それと前記保護機構との間の電気的接続を制御して前記保護機構を電流遮断状態と電流導通状態とに切り替えることができるバイアスユニットを有することを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
- 前記保護機構は、さらにゲートとドレインとソースとを有する電界効果トランジスタを備えており、前記ゲートは前記使用者操作機構及び前記制御機構に、前記ドレインは前記駆動機構にそれぞれ電気的に接続されており、また前記ソースは接地されうることを特徴とする請求項3に記載の電動工具。
- 前記電力供給機構は、前記バッテリーユニットに接続されてから操作され前記バッテリーユニットを充電することができるバッテリー充電器を含むことを特徴とする請求項4に記載の電動工具。
- 前記バイアスユニットは、第1のダイオードを介して前記バッテリー充電器に接続されており、且つ前記制御機構に第1のキャパシタが接続されており、
それにより、前記バイアスユニットは、前記バッテリー充電器の充電作業によって前記キャパシタに貯蓄した第1の電圧成分と前記制御機構からの第2の電圧成分とからなるうえ、前記バッテリーユニットの電圧より高いバイアス電圧を有することを特徴とする請求項5に記載の電動工具。 - 前記電力供給機構は、前記バッテリーユニットに接続されてから操作され前記バッテリーユニットを充電することができるバッテリー充電器を含むことを特徴とする請求項1に記載の電動手具。
- 前記電力供給機構は、前記制御機構に電気的に接続されていて前記バッテリー充電器に供給する入力電力信号を検出する入力電力検出器と、前記制御機構に電気的に接続されていてそれにバッテリーユニットが接続されると、前記バッテリーユニットの充電具合を示す情報を生じうるバッテリーモニタとを備えたことを特徴とする請求項7に記載の電動工具。
- 前記電力供給機構は、さらに、前記制御機構の操作によりその通過電流を遮断するうえ、前記バッテリー充電器と前記バッテリーモニタとの間の操作を不能にさせうるように、前記バッテリー充電器と前記バッテリーモニタと前記制御機構に電気的に接続されている電力セーバーを有することを特徴とする請求項8に記載の電動工具。
- 前記バッテリーモニタは、前記バッテリーユニットに接続されうるように並列に接続されている基準電圧ループとバッテリー電圧ループを有し、
前記基準電圧ループは、直列に接続されている抵抗器とツェナーダイオードとを有するうえ、前記抵抗器と前記ツェナーダイオードとの接続点で前記制御機構と接続していて前記制御機構に基準電圧レベルを提供することができ、
前記バッテリー電圧ループは、直列に接続されている一対の抵抗器を有するうえ、前記一対の抵抗器の間の接続点で前記制御機構と接続していて前記制御機構にバッテリー電圧分圧を提供することができ、
それにより、前記基準電圧レベル及び前記バッテリー電圧分圧は前記バッテリー状態の情報とされることを特徴とする請求項9に記載の電動工具。 - 前記電力供給機構と、前記駆動機構と、前記保護機構と、前記制御機構とを内部に収納した手持ちハウジングを有し、且つ、前記使用者操作機構は、操作されうるように前記ハウジングに設けられた押しボタンを備えたことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
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