JP3211097B2

JP3211097B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP3211097B2
Application number: JP25100291A
Authority: JP
Inventors: 靖也桜井
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 2001-09-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH0584703A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御回路を任意に備え
ることができる電動工具に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】電動工具
は、カンナ、ドリル、ディスクグラインダ、丸鋸、ジグ
ソーなどが極一般的で日曜大工店などにも多数見られる
ものである。この様な電動工具は、工具である性質上小
形軽量のものが好まれる傾向にあり、重量の大半を占め
る駆動源に小形で高出力の整流子電動機が用いられてい
る。すなわち、整流子電動機は、小形で高出力になるた
め、この種電動工具には最適の駆動源であった。しかし
ながら、その特性は、無負荷では２０，０００回転／毎
分の高速回転に達し、負荷が加わると急激に回転数が低
下するといった性質を有していた。この様な特性は、負
荷の変動の大きい電動工具としては、不都合であり、例
えば、ディスクグラインダなど工具として砥石が備えら
れるものでは、砥石の機械的強度の関係から最高回転数
が６，０００回転／毎分に制限されており、無負荷時に
この制限された回転数以下になるように減速しなければ
ならない。しかし、負荷が加わると急激に回転数が低下
するため、実使用において砥石の研削能力が低下し、作
業効率が低下するといった問題を生じた。また、定速回
転が得られず負荷ともに回転数が変化することになるた
め、作業を困難にする場合もあった。この様な傾向は、
ドリルや丸鋸などの他の電動工具においても同じであ
り、工具としての性能を維持するには、定速回転で回転
する誘導電動機を駆動源とすることが必要であった。し
かしながら、誘導電動機は、外形が大きく、また、重量
が大きくなるため、携帯性を重んじる電動工具としては
不適でありディスクグラインダなどの携帯用の電動工具
では、採用が不可能に等しかった。

【０００３】また、一方、電動工具は、ドリルなどによ
る穿孔作業に見られるように最初から最高出力で運転さ
れるより、幾ら低出力にして、すなわち回転数を余り高
くしないで比較的低い回転数で運転した方が作業が容易
になるといったことがある。例えば、ドリルなどによる
穿孔作業では、最初からキリが高速で回転すると、キリ
の先端が所定の位置に止どまらずに逃げるように滑るこ
とがあり、穿孔したい位置が狂うことがあった。この様
な問題は、ディスクグラインダにおいても、砥石が高速
で回転していると角部分などの研削の容易な部分の研削
の場合、所定以上に研削することがあり、やはり定速で
砥石を回転させた方が作業が正確にできる場合がある。

【０００４】この様な事情から電動工具には、トライア
ックなどの電源電圧を位相制御によって制御する制御回
路を電源スイッチと一体にして、可変速が行えるものが
試みられている。しかし、この様な可変速される電動機
は、ハンドルなどの機体の一部に制御回路などを内蔵し
なければならず、構造的に多種類の電動工具にそれぞれ
応じて製作しなければならなかった。しかも、電動工具
は、安価に製作されることも強い要求であり、制御回路
を備えた電動工具が高価になることから、制御回路のな
い安価な構成のものと制御回路を内臓した高価な構成の
ものとが平行して製作され販売されている。この様な実
態は、最初に安価で故障の少ない制御回路を内蔵しない
構成のものを購入すると、後日制御回路内蔵の高価なも
のを必要とした場合、あらためて異なるものを購入しな
ければならなくなる。

【０００５】本発明は、この様な事情に鑑みてなされた
ものであり、制御回路の内蔵のものと、制御回路を内蔵
しないものとを合理的に構成し、多機種の購入をするこ
となく容易に制御回路内蔵の機能を得ることができる電
動工具を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明の電源工具は、負荷の駆
動源に整流子電動機を用いた電動工具において、前記整
流子電動機と電源とを接続する一の電源ラインの途中に
電源スイッチを設け、前記整流子電動機と前記電源とを
接続する他の電源ラインの途中にリレースイッチを設
け、前記整流子電動機の負荷を検出する検出回路と、こ
の検出回路によって前記負荷が大きくなることを検出す
ると電源電圧を上昇させるように制御すると共に、電源
電圧を任意に調整する手段を有した制御回路とを一体に
してブロック化し、このブロックを電動工具に対して着
脱自在に備え、このブロックを装着した場合に、前記リ
レースイッチが開状態となり、前記他の電源ラインの途
中に前記ブロック内部の回路が介在され、このブロック
を取外した場合に、前記リレースイッチが閉状態とな
り、前記整流子電動機と前記電源とが前記他の電源ライ
ンによって直接接続されるものである。

【０００７】

【作用】負荷の検出回路と制御回路とを一体にしてブ
ロック化したため、必要に応じて制御回路を内蔵しない
電動工具に制御回路を備えることができる。

【０００８】すなわち、このブロックを装着した場合に
は、リレースイッチが開状態となり、他の電源ラインの
途中に前記ブロック内部の回路が介在され、電源電圧を
制御できる。一方、このブロックを取外した場合には、
リレースイッチが閉状態となり、整流子電動機と前記電
源とが他の電源ラインによって直接接続されるので、電
源スイッチを投入すると整流子電動機に電源から全電圧
が印加され、整流子電動機は、全出力で回転することに
なる。

【０００９】従って、高価になる制御回路を必要に応じ
て購入することができることになり、電動工具利用者に
とって躊躇することなく商品の選択ができる。また、制
御回路等を一体化してブロック化したため、各種の電動
工具に共通した製品にすることができ、大量生産の効果
などから安価に製作することができる。さらに、制御回
路が万一故障した場合でも容易に交換が行え便利であ
る。

【００１０】

【実施例】本発明を図面に示された一実施例に基づいて
説明すると、図１は、本発明の一実施例による電動工具
の基本的構成を示す図である。図２は、制御回路のブロ
ックを示す斜視図である。図３は、制御回路の構成図で
ある。図４は、本発明を実施したカンナの側面図であ
る。

【００１１】図１において、電動工具は、電源端子１、
２に電源スイッチ３およびリレー４を介して整流子電動
機５が接続されており、着脱自在にブロック化された制
御回路６が備えられてる。そして、制御回路６は、装着
されることによりレバー７を機械的に押してリレー４の
接点４ａ、４ｂを開路するように構成されており、リレ
ー４の接点４ａ、４ｂは、それぞれ制御回路６に接点６
ａ、６ｂを介して接続される様に構成されている。さら
に、制御回路６は、双方向性サイリスタ８を内蔵してお
り、この双方向性サイリスタ８を制御する調整回路９を
備えている。図２において、制御回路６は、ブロック化
されており、電動工具に容易に着脱できる様に構成され
ており、底面に接点６ａ、６ｂが備えられており、その
側に凹部１０が形成されており、レバー７に嵌合して振
動などによって制御回路６のブロックが脱落しないよう
に構成されている。また、背面には、調整回路９の調整
を行うツマミ１１が備えられており、さらに動作の確認
を行うインジケータ１２が備えられている。図３におい
て、制御回路６は、接点６ａ、６ｂに接続される双方向
性サイリスタ８が備えられ、この双方向性サイリスタ８
のゲート信号を調整する調整回路９が備えられ、さら
に、双方向性サイリスタ８と直列に抵抗器１３が介在さ
れている。この抵抗器１３は、整流子電動機５と直列に
接続されており、整流子電動機５の負荷を検出すること
ができるように構成されており、負荷の状態を調整回路
９に与えるように構成されている。図４において、電動
工具としてのカンナが示されており、カンナは、木材な
どの被作物１４に載置されるようにリヤーベース１５が
備えられ、調整ハンドル１６によって高さが調整できる
フロントベース１７が備えられている。そして、全体を
構成するフレーム１８は、上部にハンドル１９を備え、
電源スイッチ３によって起動する整流子電動機５を内蔵
し、その整流子電動機５に図示されないベルトなどによ
って連結されて駆動されるカッタ２０が備えられてい
る。

【００１２】この様な構成において、電動工具は、制御
回路６がブロック化されているため、フレーム１８に容
易に着脱でき、取外されている場合は、レバー７がリレ
ー４を押すことがないため接点４ａ、４ｂが閉路し、電
源スイッチ３を投入すると整流子電動機５に電源端子
１、２から全電圧が印加され、整流子電動機５は、全出
力で回転することになる。このように整流子電動機５が
全出力で回転するとカッタ２０は、高速で回転して早い
作業ができる。そこで、制御回路６をフレーム１８に取
り付けて使用すると、制御回路６を構成するブロックが
レバー７を押してリレー４の接点４ａ、４ｂを開路す
る。そして、その接点４ａ、４ｂがそれぞれ制御回路６
の接点６ａ、６ｂに接続され、電源端子２が双方向性サ
イリスタ８および抵抗器１３を介して整流子電動機５に
接続されることになる。従って、電源電圧は、双方向性
サイリスタ８によって調整されることになり、その調整
は、調整回路９によって発生するゲート信号によって決
定され、ゲート信号は、調整回路９のツマミ１１によっ
て任意に調整できる。この様な調整は、双方向性サイリ
スタ８による一般的な電源電圧の位相制御であり、整流
子電動機５への印加電圧を調整するものである。そし
て、この印加電圧が低くなることによって整流子電動機
５の出力が小さくなり、カッタ２０の回転数が低下す
る。従って、切削状態等を監視しながら、ゆっくりと切
削する場合などに適し、電動工具としての能力を高める
ことができる。また、抵抗器１３によって負荷を検出
し、自動的に調整回路９から双方向性サイリスタ８に加
えられるゲート信号を調整して負荷が大きくなれば印加
電圧が上昇するように構成し、負荷とは無関係にカッタ
２０などの工具が定速回転するように構成することがで
きる。

【００１３】この様なブロック化された制御回路６は、
本実施例のカンナ以外の他の電動工具にも当然利用でき
るものであり、整流子電動機５を利用する場合、同じよ
うな特性を得ることができるため、調整回路９の調整も
同じように動作する。しかし、ドリルなどの負荷の小さ
いものとディスクグラインダなどの負荷の大きいものと
に共通に制御回路６を利用した場合、負荷を検出する抵
抗器１３の出力が異なることから調整回路９の調整位置
が異なる可能性があるが、その点は、調整回路の性質上
容易に調整ができるものである。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、電源電圧を調整するこ
とができる制御回路をブロック化し、他の電動工具に着
脱可能にすることができ、制御回路を備えた電動工具と
備えない電動工具とを制御回路の着脱のみで構成するこ
とができ、電動工具を購入する場合に躊躇することなく
選択ができ、しかも、制御回路の万一の故障に対して容
易に交換ができ、その効果は、産業上大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電動工具の基本的構成
を示す図である。

【図２】制御回路のブロックを示す斜視図である。

【図３】制御回路の構成図である。

【図４】本発明を実施したカンナの側面図である。

【符号の説明】

３……電源スイッチ４……リレー５……整流子電動機６……制御回路７……レバー８……双方向性サイリスタ９……調整回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B27C 1/10 B25F 5/00 H01H 27/00 H02P 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷の駆動源に整流子電動機を用いた電動
工具において、前記整流子電動機と電源とを接続する一の電源ラインの
途中に電源スイッチを設け、前記整流子電動機と前記電源とを接続する他の電源ライ
ンの途中にリレースイッチを設け、前記整流子電動機の負荷を検出する検出回路と、この検
出回路によって前記負荷が大きくなることを検出すると
電源電圧を上昇させるように制御すると共に、電源電圧
を任意に調整する手段を有した制御回路とを一体にして
ブロック化し、このブロックを電動工具に対して着脱自
在に備え、このブロックを装着した場合に、前記リレースイッチが
開状態となり、前記他の電源ラインの途中に前記ブロッ
ク内部の回路が介在され、このブロックを取外した場合に、前記リレースイッチが
閉状態となり、前記整流子電動機と前記電源とが前記他
の電源ラインによって直接接続されることを特徴とする
電動工具。