JP3243607U

JP3243607U - 電動切断工具用の制御装置

Info

Publication number: JP3243607U
Application number: JP2023002434U
Authority: JP
Inventors: 洋桐田
Original assignee: 株式会社工進
Priority date: 2023-06-21
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2023-09-06
Anticipated expiration: 2033-06-21

Abstract

【課題】人体手指が刃物に接触した際の利用者の深刻な怪我を防ぐための、効果的かつ簡易な電動切断工具用の制御装置を提供する。【解決手段】電動切断工具の安全のための制御装置１であって、人体手指が刃物１３に接触した際、トリガ３が引かれていても、トリガが引かれていないときと同じ信号状態を生成する回路、すなわちトリガが引かれたことを無効とする回路を具備する、人体手指が刃物に接触した際の利用者の深刻な怪我を防ぐことができる制御装置。【選択図】図１

Description

本考案は、電動切断工具用の制御装置に関するものである。

従来より、電動切断工具用の制御装置は広く提案されている。（特許文献１）

特表２０２１－５０４００５号公報

特許文献１の自動緊急停止式電動切断工具は
導電性の切断部材、電気的に制御される、切断部材の作動用原動機、利用者の手による切断の工具の把握用柄、
切断部材から電気的に絶縁されている把握用柄、把握用柄を握る利用者の手によって作動可能な切断始動制御装置、
切断部材から電気的に絶縁されている切断始動制御装置、切断部材との利用者の接触を感知できる電動機の緊急停止装置を備える。

電動機の緊急停止装置は、工具が作動中のときの、切断工具の切断部材との利用者の不意の接触の場合に、
切断工具による利用者の深刻な怪我を防ぐことを目的とするが、切断工具の切断部材との利用者の不意の接触の場合には
電動機の緊急停止させるために、電動機の電源回路の供給停止、電動機の制御用電子基板の制御、切断作業の始動制御装置の解除、切断部材の緊急ブレーキ等の手段によるが、いずれも回路構成、機構構成が複雑になるという問題点があった。

そこで、本考案は簡易な制御装置により、人体手指が刃物に接触のとき利用者の深刻な怪我を防ぐことを技術的課題として、その具現化をはかるべく研究・実験を重ねた結果、トリガが引かれていても、トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する回路を具備する制御装置により前記技術的課題を達成したものである。

前記技術的課題は、次の通りの本考案によって解決できる。

即ち、本考案に係る電動切断工具用の制御装置は、前記電動切断工具を把持する手に触れる部分の一部又は全部が導電性のグリップと前記電動切断工具の刃物を動作させる指に触れる部分の一部又は全部が導電性であるトリガスイッチのトリガの少なくとも１つの手指接触導電部と、前記手指接触導電部は導電性がある前記刃物と電気的に絶縁されており、前記手指接触導電部は前記制御装置の電源に接続され、前記刃物は人体の左手から右手相当のインピーダンスのプルダウン抵抗と共に前記制御装置の比較器の一方に接続され、前記比較器の他方に監視用電圧が接続され、前記監視用電圧は、前記手指接触導電部と前記刃物が人体手指を通じて電気的に接続されたときの前記比較器の前記一方に入力される電圧と、前記手指接触導電部と前記刃物が前記人体手指を通じて電気的に接続されない電気的に絶縁状態のときの前記比較器の前記一方に入力される電圧の間の閾値電圧に設定され、前記トリガスイッチの前記トリガが引かれ、前記手指接触導電部と前記刃物が前記人体手指を通じて電気的に接続されたとき、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が前記刃物に接触したと判断した出力を、前記トリガが引かれたことを無効とする回路に入力し、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路は、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する回路を具備するものである。

また、本考案に係る電動切断工具用の制御装置は、前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき負論理（Ｌｏ）を出力し、前記トリガが引かれていないとき正論理（Ｈｉｇｈ）を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、正論理（Ｈｉｇｈ）を出力するとき、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのＯＲ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備するものである。

また、本考案に係る電動切断工具用の制御装置は、前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき正論理（Ｈｉｇｈ）を出力し、前記トリガが引かれていないとき負論理（Ｌｏ）を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、負論理（Ｌｏ）を出力するとき、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのＡＮＤ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備するものである。

また、本考案に係る電動切断工具用の制御装置は、前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき高電圧を出力し、前記トリガが引かれていないとき低電圧を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、前記トリガが引かれていないとき相当の低電圧を出力する、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのアナログＡＮＤ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備するものである。

また、本考案は、前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき低電圧を出力し、前記トリガが引かれていないとき高電圧を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、前記トリガが引かれていないとき相当の高電圧を出力する、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのアナログＯＲ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備するものである。

本考案によれば、前記刃物が前記人体手指を通じて電気的に接続されたとき、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する回路を具備するので、刃物はトリガが引かれていないとき同じ状態、すなわち刃物は切断しない方向に動作する、剪定ハサミあれば、刃物が開く方向に動作させることが出来るので、簡易な制御装置によって、人体手指が刃物に接触した際の利用者の深刻な怪我を防ぐことができる。

剪定ハサミの制御装置の模式図、トリガを引いたときホール素子出力Ｌｏ、トリガを引かないときホール素子出力Ｈｉｇｈの場合の例剪定ハサミの制御装置の模式図、トリガを引いたときホール素子出力Ｈｉｇｈ、トリガを引かないときホール素子出力Ｌｏの場合の例剪定ハサミの制御装置の模式図、トリガを引いたときホール素子出力低電圧、トリガを引かないときホール素子出力高電圧の場合の例剪定ハサミの制御装置の模式図、トリガを引いたときホール素子出力高電圧、トリガを引かないときホール素子出力低電圧の場合の例

図１は、電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図１、トリガ３を引いたときホール素子４の出力はＬｏ、トリガ３を引かないときホール素子４の出力はＨｉｇｈ、モータ制御部９の入力がＬｏで刃物１３が閉じる（切断する）方向にモータ５が駆動、Ｈｉｇｈで刃物１３が開く方向にモータ５が駆動の場合の例であるが、図１に示すようにトリガ３は比較器７の＋に、閾値電圧設定用抵抗１０によって生成される閾値電圧は比較器７の－の入力に接続される。人体の導通経路１２が導通していない（開回路）とき、比較器７の＋はトリガ用プルダウン抵抗１１のためＬｏに固定される。一方、比較器７の－は閾値電圧設定用抵抗１０の分圧値によってきめられる電圧が入力され、電圧値比較をすれば、比較器７の－＞比較器７の＋となり、比較器７の出力はＬｏとなる。このときにトリガ３を引いていなければ、トリガスイッチ出力２はＨｉｇｈとなり、ＯＲ回路８の２つの入力はＬｏとＨｉｇｈであることから、ＯＲ回路８の出力はＨｉｇｈとなり、モータ制御部９に入力されるが、モータ制御部９の入力Ｈｉｇｈはトリガ３が引かれていないことと同じであるので、刃物１３は動作しない。また、このあとにトリガ３を引けば、トリガスイッチ出力２はＬｏとなり、ＯＲ回路８の２つの入力は共にＬｏであることから、ＯＲ回路８の出力はＬｏとなり、モータ制御部９に入力され、モータ制御部９の入力がＬｏで刃物１３が閉じる（切断する）方向にモータ５が駆動するので、刃物１３が閉じる（切断する）。トリガ３を引いた状態で、人体の導通経路１２が導通しているとき、すなわち人体手指が刃物１３に接触し、危険な状態のとき、比較器７の＋は、電源６－刃物１３－人体の導通経路１２－トリガ３－比較器７の＋の閉回路を形成し、比較器７の＋の電圧が上昇する。比較器７の－の電位を越えると、比較器７の出力はＨｉｇｈとなって、ＯＲ回路８に入力されると、ＯＲ回路８の出力はＨｉｇｈとなってモータ制御部９に入力され、モータ制御部９の入力がＨｉｇｈで刃物１３が開く方向にモータ５が駆動する、すなわち刃物１３は安全な方向に動作するので、人体手指を刃物１３で切ること無く、利用者の深刻な怪我を防ぐことができる。なお、安全のための制御装置が無いときはトリガスイッチ出力経路１３となるが、比較器７、ＯＲ回路８及び少数の抵抗により安全のための制御装置が簡易に構成される。

図２は、電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図５１、トリガ５３を引いたときホール素子５４の出力はＨｉｇｈ、トリガ５３を引かないときホール素子５４の出力はＬｏ、モータ制御部５９の入力がＨｉｇｈで刃物６３が閉じる（切断する）方向にモータ５５が駆動、Ｌｏで刃物６３が開く方向にモータ５５が駆動の場合の例であるが、図１の論理違いであって、技術的内容は同様である。

図３は、電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図１０１、トリガ１０３を引いたときホール素子１０４の出力は低電圧（例として、１Ｖ未満）、トリガ１０３を引かないときホール素子１０４の出力は高電圧（例として、３Ｖ超）、トリガ１０３を少し引くと、トリガ１０３の引き量によって比例する中電圧（１－３Ｖ）でありモータ制御部９の入力が低電圧（例として、１Ｖ未満）で刃物１１３が完全に閉じる（切断する）様にモータ１０５が駆動、高電圧（例として、３Ｖ超）で刃物１１３が完全に開く様にモータ１０５が駆動、中電圧（１－３Ｖ）で刃物１１３が電圧に比例するような刃の開き具合になる様にモータ１０５が駆動する場合の例であるが、図３に示すようにトリガ１０３の出力は比較器１０７の＋に、閾値電圧設定用抵抗１１０によって生成される閾値電圧は比較器１０７の－の入力に接続される。人体の導通経路１１２が導通していない（開回路）とき、比較器１０７の＋はトリガ用プルダウン抵抗１１１のためＬｏに固定される。一方、比較器１０７の－は閾値電圧設定用抵抗１１０の分圧値によってきめられる電圧が入力され、電圧値比較をすれば、比較器１０７の－＞比較器１１７の＋となり、比較器１１７の出力はＬｏとなる。このときにトリガ１０３を引いていなければ、トリガスイッチ出力１０２は高電圧となり、ダイオード８のカソード側はトリガスイッチ出力１０２の高電圧となり、ダイオード１０８を通じて高電圧がモータ制御部１０９に入力されるが、モータ１０９は入力が高電圧のときトリガ１０３が引かれていないことと同じであるので、刃物１１３は動作しない。また、このあとにトリガ１０３を引けば、トリガスイッチ出力１０２は低電圧となり、ダイオード８のカソード側もＬｏであることからダイオード８のカソード側は低電圧となりモータ制御部１０９に入力され、モータ制御部１０９の入力が低電圧で刃物１１３が閉じる（切断する）方向にモータ１０５が駆動するので、刃物１１３が閉じる（切断する）。トリガ１０３を引いた状態で、人体の導通経路１１２が導通しているとき、すなわち人体手指が刃物１１３に接触し、危険な状態のとき、比較器１０７の＋は、電源１０６－刃物１１３－人体の導通経路１１２－トリガ１０３－比較器１０７の＋の閉回路を形成し、比較器１０７の＋の電圧が上昇する。比較器１０７の－の電位を越えると、比較器１０７の出力は比較器１０７がオープンコレクタタイプの比較器であるのでハイインピーダンスとなるが、高電圧相当に調整される高電圧生成用抵抗１１５により、高電圧となり、モータ制御部１０９に入力され、モータ制御部１０９の入力が高電圧で刃物１１３が開く方向にモータ１０５が駆動する、すなわち刃物１１３は安全な方向に動作するので、人体手指を刃物１１３で切ること無く、利用者の深刻な怪我を防ぐことができる。なお、安全のための制御装置が無いときはトリガスイッチ出力経路１１３となるが、比較器１０７、ダイオード１０８および少数の抵抗により安全のための制御装置が簡易に構成される

図４は、電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図１５１、トリガ１５３を引いたときホール素子１５４の出力は高電圧（例として、３Ｖ超）、トリガ１５３を引かないときホール素子１５４の出力は低電圧（例として、１Ｖ未満）、トリガ１５３を少し引くと、トリガ１５３の引き量によって比例する中電圧（１－３Ｖ）でありモータ制御部１５９の入力が高電圧（例として、３Ｖ超）で刃物１６３が完全に閉じる（切断する）様にモータ１５５が駆動、低電圧（例として、１Ｖ未満）で刃物１６３が完全に開く様にモータ１５５が駆動、中電圧（１－３Ｖ）で刃物１６３が電圧に比例するような刃の開き具合になる様にモータ１６５が駆動する場合の例であるが、図３の論理違いであって、技術的内容は同様である。

本考案によれば簡易に構成される安全のための制御装置を提供することが出来る。

本実施の形態では電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図１、５１、１０１、１５１としたがこれに限定されるものではない。また、本実施の形態では、刃物１６３が電源に接続され、トリガ１５３が人体の左手から右手相当のインピーダンスのプルダウン抵抗と共に制御装置の比較器の一方に接続される例であるが、トリガ１５３が電源に接続れ、刃物１６３が人体の左手から右手相当のインピーダンスのプルダウン抵抗と共に制御装置の比較器の一方に接続されても同様の結果を得られるので、これに限定されるものでは無い。

１電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図
２トリガスイッチ
３トリガ
４ホール素子
５モータ
６電源
７比較器
８ＯＲ回路
９モータ制御部
１０閾値電圧設定用抵抗
１１トリガ用プルダウン抵抗
１２人体の導電経路
１３電動切断工具の刃物
１４安全のための制御装置が無いときのトリガスイッチ出力経路
５１電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図
５２トリガスイッチ
５３トリガ
５４ホール素子
５５モータ
５６電源
５７比較器
５８ＯＲ回路
５９モータ制御部
６０閾値電圧設定用抵抗
６１トリガ用プルダウン抵抗
６２人体の導電経路
６３電動切断工具の刃物
６４安全のための制御装置が無いときのトリガスイッチ出力経路
１０１電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図
１０２トリガスイッチ
１０３トリガ
１０４ホール素子
１０５モータ
１０６電源
１０７比較器（オープンコレクタ出力）
１０８ＯＲ回路
１０９モータ制御部
１１０閾値電圧設定用抵抗
１１１トリガ用プルダウン抵抗
１１２人体の導電経路
１１３電動切断工具の刃物
１１４安全のための制御装置が無いときのトリガスイッチ出力経路
１１５高電圧生成用抵抗
１１６モータ制御入力プルダウン抵抗
１５１電動切断工具である剪定ハサミの制御装置の模式図
１５２トリガスイッチ
１５３トリガ
１５４ホール素子
１５５モータ
１５６電源
１５７比較器
１５８ＯＲ回路
１５９モータ制御部
１６０閾値電圧設定用抵抗
１６１トリガ用プルダウン抵抗
１６２人体の導電経路
１６３電動切断工具の刃物
１６４安全のための制御装置が無いときのトリガスイッチ出力経路
１６５モータ制御入力電圧設定用抵抗

Claims

電動切断工具の安全のための制御装置であって、前記電動切断工具を把持する手に触れる部分の一部又は全部が導電性のグリップと前記電動切断工具の刃物を動作させる指に触れる部分の一部又は全部が導電性であるトリガスイッチのトリガの少なくとも１つの手指接触導電部と、前記手指接触導電部は導電性がある前記刃物と電気的に絶縁されており、前記刃物は前記制御装置の電源に接続され、前記手指接触導電部は人体の左手から右手相当のインピーダンスのプルダウン抵抗と共に前記制御装置の比較器の一方に接続され、前記比較器の他方に監視用電圧が接続され、前記監視用電圧は、前記手指接触導電部と前記刃物が人体手指を通じて電気的に接続されたときの前記比較器の前記一方に入力される電圧と、前記手指接触導電部と前記刃物が前記人体手指を通じて電気的に接続されない電気的に絶縁状態のときの前記比較器の前記一方に入力される電圧の間の閾値電圧に設定され、前記トリガスイッチの前記トリガが引かれ、前記手指接触導電部と前記刃物が前記人体手指を通じて電気的に接続されたとき、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が前記刃物に接触したと判断した出力を、前記トリガが引かれたことを無効とする回路に入力し、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路は、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する回路を具備する、電動切断工具用の制御装置
前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき負論理（Ｌｏ）を出力し、前記トリガが引かれていないとき正論理（Ｈｉｇｈ）を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、正論理（Ｈｉｇｈ）を出力するとき、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのＯＲ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備する請求項１に記載の制御装置
前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき正論理（Ｈｉｇｈ）を出力し、前記トリガが引かれていないとき負論理（Ｌｏ）を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、負論理（Ｌｏ）を出力するとき、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのＡＮＤ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備する請求項１に記載の制御装置
前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき高電圧を出力し、前記トリガが引かれていないとき低電圧を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、前記トリガが引かれていないとき相当の低電圧を出力する、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのアナログＡＮＤ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備する請求項１に記載の制御装置
前記トリガスイッチは前記トリガが引かれたとき低電圧を出力し、前記トリガが引かれていないとき高電圧を出力し、前記比較器は前記閾値電圧との比較により前記人体手指が刃物に接触したと前記判断したとき、前記トリガが引かれていないとき相当の高電圧を出力する、前記トリガスイッチの前記出力と前記比較器の前記出力とのアナログＯＲ回路である、前記トリガが引かれていても、前記トリガが引かれていないとき同じ信号状態を生成する、前記トリガが引かれたことを無効とする前記回路を具備する請求項１に記載の制御装置