JP3989725B2

JP3989725B2 - 電動工具用の電源装置および該電源装置を備えた穿孔装置

Info

Publication number: JP3989725B2
Application number: JP2001398358A
Authority: JP
Inventors: 伸人大沼; 亨吉澤; 稔雄今岡; 繁真崎
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Tokyo R&D Co Ltd; PUES Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Tokyo R&D Co Ltd; PUES Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003200362A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼材等が埋設された部材を穿孔する穿孔装置の電源として好適な電源装置及び該電源装置を備えた穿孔装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートや石材などを穿孔するための穿孔装置があり、電気ドリルに類似した構成を有している。この穿孔装置は、回転数重視型とトルク重視型の二つのタイプに大きく分類される。このうち、回転数重視型のものでは、穿孔用の刃先を有するビットが電気モータのロータ軸に直接的に結合されており、ロータ軸の回転力をそのまま刃先に伝達するようになっている。これに対し、トルク重視型のものでは、ロータ軸の回転数をギアで減速してビット側に伝達することにより高トルクを得ている。
【０００３】
ところで、鋼材が埋設されたコンクリート等の部材を穿孔する作業においては、電気モータの回転数の上昇に伴って作業効率が指数関数的に向上する傾向を示す。このため、トルク重視型よりも回転数重視型の穿孔装置が注目されるようになり、この種の穿孔装置の動力源として大出力で高回転型の電気モータが用いられ、一般には商用電源の周波数によらずに高回転を得ることができるＤＣモータやＤＣブラシレスモータが用いられる。このため、この種の穿孔装置は、ＡＣ／ＤＣコンバータを備え、これにより商用の交流電力を直流電力に変換して電気モータに給電している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大出力で高回転型の電気モータを備えた高回転重視型の穿孔装置の場合、トルク重視型に比較してトルクの点では劣るため、刃先が鋼材等に突き当たった瞬間に電気モータの回転が停止する場合がある。このような場合、電気モータの特性上、消費電力が過大となり、商用電源側の容量が不足することがある。このため、商用電源側に設けられたブレーカ等の保護装置が作動し、電気モータに対する給電が遮断される結果、穿孔作業が中断される事態となる。
【０００５】
また、保護装置の特性上、許容電流（定格電流）を越える電流が発生すると、この電流による発熱に起因して保護装置の許容電流が低下する傾向を示す。従って、一旦許容電流を越す電流が発生すると、再帰的に保護装置が作動するようになり、その頻度が増えるようになる。このため、穿孔作業が頻繁に中断され、作業効率が著しく低下することになる。
さらに、穿孔装置に用いられる電気モータの大出力化に伴って、この電気モータに給電するためのコンバータを内蔵する電源装置も大型化する。従って、電源装置の携帯性が著しく損なわれる上、装置が高価になるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、発生すべき電力を増やすことなく、電動工具が稼働時に必要とする電力量を確保することができる電源装置および該電源装置を備えた穿孔装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を有する。
即ち、請求項１記載の発明に係る電動工具用の電源装置は、電動工具が備える電気モータに適合する直流電力を発生する電力発生装置と、前記電力発生装置が発生した直流電力で充電されると共に、前記電気モータの消費電力が前記電力発生装置の出力電力を越えたことを条件に前記電力発生装置と連係して前記電動工具に直流電力を供給する二次電池と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、電気モータの消費電力が、電力発生装置の出力電力（例えば定格出力）以下である場合、電力発生装置から電気モータに直流電力の供給が行われる。このとき、二次電池が満充電状態にあるとすれば、二次電池の端子電圧が電力変換装置の出力電圧と等しくなり、従って二次電池の充放電が行われない。仮に二次電池が電気モータに電力を放電したとしても、この放電量に相当する電力が電力変換装置側により充電されるので、見かけ上、二次電池が満充電状態を維持する。
【０００９】
これに対し、電気モータの消費電力が電力発生装置の出力電力を越えた場合、この出力電力を越えた分の直流電力が二次電池から電気モータに供給される。従ってこの場合、電力発生装置と二次電池とが連係して電気モータに直流電力が供給される。この後、電気モータが稼動状態になくなると、二次電池は放電を停止し、電力発生装置が二次電池を充電する。
このように、この発明によれば、電動工具が稼動状態にないときに二次電池が充電され、電動工具が稼動状態にあるときに必要に応じて二次電池が放電される。これにより、電力発生装置側の負担を軽減することが可能となり、しかも必要な電力を電気モータに供給することが可能になる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載された電動工具用の電源装置において、前記電力発生装置が発生すべき電力が、前記電気モータの消費電力に該電気モータの稼動率を乗じて得られる値を下限として設定されたことを特徴とする。
この発明によれば、稼動率に応じた電力が電力発生装置により二次電池に充電される。従って、電力発生装置の出力電力を必要以上に大きく設定することなく、電気モータが必要とする電力を確保することが可能になる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載された電動工具用の電源装置において、前記電力発生装置の出力端子と前記二次電池の電極端子との間に接続され、前記電気モータが稼動状態にあることを条件に前記二次電池の充電経路を遮断するスイッチをさらに備えたことを特徴とする。
この発明によれば、電気モータが稼動状態にあるときに、二次電池を充電するための電力が発生しない。従って、電力変換装置は、電気モータに対し直流電力を優先的に供給することが可能になる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載された電動工具用の電源装置において、前記電力発生装置の出力端子と前記二次電池の電極端子との間に接続され、前記二次電池の放電経路を形成する整流器をさらに備えたことを特徴とする。
この発明によれば、充電経路が遮断されたとしても放電経路が確保されるので、二次電池から電気モータへの給電が可能となる。従って、電気モータの消費電力が電力変換装置が出力する電力を越えると、二次電池から供給される。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１項に記載された電動工具用の電源装置において、前記電力発生装置が、商用電源から供給された交流電力を前記電気モータに適合する直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータからなることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１項に記載された電動工具用の電源装置において、前記電動工具が、減速機構を介することなく前記電気モータのロータ軸に結合された穿孔用の刃先を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明に係る穿孔装置は、穿孔用の刃先がロータ軸に結合された電気モータと、前記電気モータに適合する直流電力を発生して前記電気モータに供給する電力発生装置と、前記電力発生装置が発生した直流電力で充電されると共に、前記電気モータの消費電力が前記電力変換装置の出力電力を越えたことを条件に該電力発生装置と連係して前記電気モータに直流電力を供給する二次電池と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、電気モータの消費電力が電力発生装置の出力電力以下である場合、電力発生装置から電気モータに直流電力が供給される。また、電気モータの消費電力が電力発生装置の出力電力を越えた場合、この出力電力を越えた分の直流電力が二次電池側から供給され、電力変換装置と二次電池とが連係し、これらの双方から電気モータに給電が行われる。そして、電気モータが稼動状態になくなると、二次電池が放電を停止し、電力変換装置が二次電池を充電する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１に、この発明の実施の形態１に係る電源装置２０を備えた穿孔装置の構成を示す。電源装置２０は、穿孔用の電動工具である電気ドリル４０に電源を供給するためのものであって、電力発生装置としてのＡＣ／ＤＣコンバータ２１と、二次電池としてのバッテリー２２を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の入力端子は、コンセント５０を介して商用電源１０（例えば２００Ｖの交流電源）に接続され、その出力端子にはバッテリー２２の電極端子が接続される。このＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力端子は、電源装置２０の出力端子とされ、給電線３０を介して電気ドリル４０側と接続される。
【００１７】
電気ドリル４０は、電気モータの一種であるＤＣモータ４１を備える。このＤＣモータ４１のロータ軸（図示なし）は、穿孔用の刃先を有するビット４２に減速機構を介することなく結合されている。従って、ＤＣモータ４１の回転力がそのまま穿孔用の刃先に伝達され、この刃先が高速に回転するようになっている。ＤＣモータ４１の入力端子は、給電線３０を介して上述の電源装置２０側のＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力端子に接続される。
【００１８】
特に図示しないが、電動工具４０には、ＤＣモータ４１を起動させるための起動スイッチが設けられており、作業員がこの起動スイッチを操作することにより、ＤＣモータ４１に給電が行われ、このＤＣモータ４１が作動するようになっている。なお、この実施の形態１では、電気ドリル４０の動力源としてＤＣモータ４１を用いているが、電源装置２０側から供給された直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣコンバータを設ければ、ＤＣモータに代えてＡＣモータを用いてもよい。
【００１９】
ここで、図２を参照して、電源装置２０の動作原理を説明する。
図２に示すように、穿孔作業は、実際に電気ドリルが稼動している期間（稼動期間Ｐ１）と、段取り替えのために電気ドリルが稼動していない期間（非稼動期間Ｐ２）とからなる。このため、１回の穿孔に要する作業期間は、上述の稼動期間と非稼動期間とを合算した期間（以下、合算期間と称す。）となる。同図に示す例では、稼動期間が初期の１分間であり、非稼動期間がその後の３分間であり、合算期間が４分間となる。また、同図において、符号Ｐｍは稼動期間Ｐ１におけるＤＣモータ４１の消費電力を表し、符号Ｐａｖは、稼動期間Ｐ１におけるＤＣモータ４１の消費電力Ｐｍを合算期間（Ｐ１＋Ｐ２）において平均化した場合の電力（以下、平均電力と称す。）を表す。
【００２０】
図２から理解されるように、合算期間（Ｐ１＋Ｐ２）に対して稼動期間Ｐ１が占める割合（以下、稼動率と称す。）をＤＣモータ４１の消費電力Ｐｍに乗じることにより、平均電力Ｐａｖが得られる。この平均電力ＰａｖをＡＣ／ＤＣコンバータ２１が負担するものとすれば、図２に斜線で示すように、稼動期間Ｐ１において平均電力Ｐａｖを越える不足分を、非稼動期間Ｐ２においてバッテリー２２に充電することが可能になり、この不足分をバッテリー２２の電力で補うことが可能になる。なお、図２では、稼動期間Ｐ１の後に非稼動期間Ｐ２を記載しているが、実際には、稼動期間Ｐ１において平均電力Ｐａｖを越える不足分は、その前の非稼動期間（図示なし）でバッテリー２２に充電された電力で補われる。
【００２１】
上述の原理を踏まえて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１に要求される出力電力（定格）とバッテリー２２の電池容量とを試算する。この試算の前提条件として、稼動期間Ｐ１におけるＤＣモータ４１の消費電力Ｐｍを３０００Ｗとし、１個の孔を穿孔するのに要する時間（稼動期間Ｐ１に相当）を１分とし、段取り替えに要する時間（非稼動期間Ｐ２に相当）を３分とし、全部で１２０個の孔を穿孔するものとする。
【００２２】
まず、ＤＣモータ４１で消費される全電力をもとめる。１個の孔を穿孔するのに１分を要し、全部で１２０個の孔を穿孔するのであるから、ＤＣモータ４１の総稼動時間は２時間となる。従ってＤＣモータ４１の全消費電力量は、３０００Ｗ×２ｈ＝６０００Ｗｈとなる。
続いて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１が出力すべき平均電力Ｐａｖを求める。上述のようにＤＣモータ４１の消費電力Ｐｍに稼働率を乗じれば平均電力Ｐａｖが得られる。この例では、稼動率は０．２５（１分／４分）であるから、平均電力Ｐａｖは７５０Ｗ（＝３０００Ｗ×０．２５）となる。従って、７５０Ｗを下限としてＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力（定格）を設定すればよい。
【００２３】
ここで、稼動期間Ｐ１においてバッテリー２２が負担すべき電力量は、平均出力電力Ｐａｖを越える電力量に相当するから、その総計は４５０９Ｗｈ｛＝（３０００Ｗ−７５０Ｗ）×０．０１６７ｈ（１分）×１２０個｝となる。また、非稼動期間Ｐ２においてバッテリー２２を充電すべき電力量は、非稼動期間Ｐ２においてバッテリ−２２に充電される電力量に相当するから、その総計は４５００Ｗｈ｛７５０Ｗ×０．０５ｈ（３分）×１２０回｝となる。従って、上述のように平均電力Ｐａｖを７５０Ｗに設定すれば、稼動期間Ｐ１においてバッテリー２２が放電する電力を非稼動期間Ｐ２において充電することができ、ＤＣモータ４１の全消費電力量６０００Ｗｈのうち、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の供給能力を越える分を充分に補うことが可能になる。
【００２４】
続いて、バッテリー２２の電池容量を試算する。ただし、バッテリー２２は、１個の定格が１２Ｖ×２６Ａｈのセルを６個直列に接続して構成されたものとし、バッテリー２２の定格を７２Ｖ×２６Ａｈとする。
まず、放電時にバッテリー２２に要求される電池容量（以下、放電容量と称す。）を試算する。稼動期間Ｐ１においてバッテリー２２が放電すべき電力は２２５０Ｗ（＝３０００Ｗ−７５０Ｗ）であり、バッテリー２２の定格は７２Ｖ×２６Ａｈであるから、放電容量は１．２Ｃ｛＝２２５０Ｗ／（７２Ｖ×２６Ａｈ）｝となる。ここで、Ｃは電池容量を表す単位であって、１Ｃは２６Ａｈに相当する。一般にバッテリーの放電容量の上限値は４Ｃに規定されおり、この試算によれば、規定値内での放電が可能であることがわかる。
【００２５】
次に、充電時にバッテリー２２に要求される電池容量（以下、充電容量と称す。）を試算する。非稼動期間Ｐ２においてバッテリー２２に供給される電力は７５０Ｗであり、バッテリー２２の定格は７２Ｖ×２６Ａｈであるから、充電容量は０．４Ｃ｛＝７５０Ｗ／（７２Ｖ×２６Ａｈ）｝となる。一般にバッテリーの充電容量の上限値は０．２〜０．５Ｃに規定されているので、この試算によれば、規定値内での充電が可能であることがわかる。
【００２６】
なお、稼動期間Ｐ１においてバッテリー２２が負担すべき電力は２２５０Ｗ（＝３０００Ｗ−７５０Ｗ）であるから、その電力量は、３７．５７Ｗｈ｛＝２２５０Ｗ×０．０１６７ｈ（１分）｝であり、バッテリー２２の総電力量１８７２Ｗｈ（＝１２Ｖ×２６Ａｈ）に比較して充分に小さい。従って、バッテリー２２が充放電により損傷を受けることはない。
この試算結果から理解されるように、上述の前提条件（消費電力Ｐｍ＝３０００Ｗ、稼動期間＝１分、非稼動期間＝３分、孔の個数＝１２０個）のもとに穿孔作業を行うものとした場合、電源装置内のＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力（平均電力Ｐａｖ）を７５０Ｗに設定し、定格が１２Ｖ×２６Ａｈのものを６個直列接続してバッテリー２２を構成すればよい。
【００２７】
次に、図３および図４を参照して、この実施の形態１に係る穿孔装置の動作を、電力の流れに着目して説明する。
図３は、図１に示すＡＣ／ＤＣコンバータ２１とバッテリー２２と電気ドリル４０（ＤＣモータ４１）との間の電力の流れを示したものである。
まず、電気ドリル４０が停止した状態にある場合、即ち非稼動状態にある場合、図３（ａ）に示すようにＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力がバッテリー２に供給され、このバッテリー２２が充電される。
【００２８】
また、電気ドリル４０が稼動状態にあり、ドリルの負荷が低い場合には、図３（ｂ）に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力の一部が電気ドリル４０に供給され、残りがバッテリー２２の充電に費やされる。ただし、この例では、バッテリー２２が満充電状態になる前に電気ドリル４０が稼動状態になった場合を想定している。仮にバッテリー２２が満充電状態にあるものとすれば、バッテリー２２に対する充電は行われず、電気ドリル４０で必要とされる電力のみがＡＣ／ＤＣコンバータ２１から供給される。
【００２９】
また、電気ドリル４０が稼動状態にあり、ドリルの負荷が高い場合であって、電気ドリル４０の消費電力がＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力（平均電力Ｐａｖ）を越えない場合には、図４（ａ）に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力のほとんどが電気ドリル４０の消費電力に充てられ、バッテリー２２の充電は行われない。
【００３０】
さらに、ドリルの負荷が極めて高く、電気ドリル４０の消費電力がＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力（平均電力Ｐａｖ）を越える場合には、図４（ｂ）に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力に加え、不足分がバッテリー２２から電気ドリル４０に供給される。即ち、この場合、バッテリー２２は、ＤＣモータ４１の消費電力が、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力を越えたことを条件にＡＣ／ＤＣコンバータ２１と連係してＤＣモータ４１に直流電力を供給する。
【００３１】
図５に、電気ドリル４０が備えるＤＣモータ４１の消費電流の波形例を示す。この例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電流（定格）が２０Ａに設定されている。同図において、稼動期間Ｐ１の開始時刻ｔ１で作業員が電気ドリル４０の起動スイッチを投入し、ＤＣモータ４１を起動させると、その起動トルクによりＤＣモータ４１の消費電流が急激に増加する。このとき、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１が供給可能な電流（２０Ａ）を越える分についてはバッテリー２２から供給される。
【００３２】
起動後、ＤＣモータ４１の回転が安定すると、起動トルクが消失してＤＣモータの消費電流が低下する。そして、時刻ｔ２で作業員が穿孔作業を開始すると、ＤＣモータ４１に加わる負荷が高まり、この負荷により消費電流が増加する。この後、穿孔作業の進行に伴って変化する負荷に応じてＤＣモータ４１の消費電流が増減し、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１が供給し得る２０Ａの電流を越える分についてはバッテリー２２から随時供給される。時刻ｔ３で穿孔作業が終了すると、非稼動期間Ｐ２においてＡＣ／ＤＣコンバータ２１がバッテリー２２を充電し、次の稼動に備える。
【００３３】
以上説明したように、この実施の形態１によれば、電気ドリル（ＤＣモータ）が稼動状態にない場合にバッテリー２２の充電が行われ、電気ドリルが稼動状態にある場合には負荷状態に応じてＡＣ／ＤＣコンバータおよびバッテリー２２から適応的に電力が供給される。このため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１が出力し得る電力（定格）が小さくても、ＤＣモータが必要とする電力を確保することが可能になる。従って、ＤＣモータに高負荷が印加されても、その回転が停止することがなくなり、このモータの停止に起因する過大な電流の発生を防止することができる。よって、商用電源１０または電源装置２０に設けられた保護装置（ブレーカ）が作動することがなくなり、穿孔作業が中断されることがなくなる。しかも、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力（定格）を大きく設定する必要がなくなるので、電源装置を小型に実現することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、この発明の実施の形態２を説明する。
図６に、この実施の形態２に係る電源装置２００の構成を示す。同図において、上述の図１に示す実施の形態１に係る構成と共通する要素には、同一符号を付す。図６に示す電源装置２００は、図１に示す電源装置２０の構成において、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力端子とバッテリー２２の電力端子との間に、整流器２３とスイッチ２４を並列接続して備える。整流器２３のアノードはバッテリー２２の電極端子に接続され、そのカソードはＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力端子に接続される。整流器２３は、バッテリー２２から電気ドリル４０への放電経路を形成し、スイッチ２４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１からバッテリー２２への充電経路を形成する。また、電気ドリル４０の起動スイッチ（図示なし）の状態を示す信号Ｓが電気ドリル４０側からスイッチ２３に与えられる。
【００３５】
以下、この実施の形態２の動作を説明する。
作業員が電気ドリル４０の起動スイッチを操作してＤＣモータ４１を作動させると、このときの起動スイッチの状態（即ち、起動スイッチが投入された状態）を示す信号Ｓを受けて、電源装置２００側に設けられたスイッチ２３が開状態となる。このため、ＤＣモータ４１が稼動状態にある場合にはバッテリー２２に対する充電経路が遮断される。従って、例えばバッテリー２２が満充電状態に至る前に電気ドリル４０が稼動状態となった場合、バッテリー２２に対する充電が強制的に中断され、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力は電気ドリル４０側に優先的に分配される。
【００３６】
また、稼動中にＤＣモータ４１に高負荷が加わり、これによりＤＣモータ４１の消費電流がＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力を越えると、そのときの充電状態に応じた電力がバッテリー２２から整流器２３を介してＤＣモータ４１に供給され、電力の不足分が補われる。この後、ＤＣモータ４１が稼動状態になくなると、この状態を示す信号Ｓを受けてスイッチ２４が閉状態となり、充電経路が形成される。
従って、この実施の形態２によれば、仮にバッテリー２２が満充電に至る前にＤＣモータ４１が稼動状態になったとしても、バッテリー２２が満充電状態に至っていないことによって電気ドリル４０に対する給電は阻害されず、ＤＣモータ４１の動作を安定化させることが可能になる。
【００３７】
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば上述の実施の形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１を用いて電力発生装置を構成したが、これに限定されることなく、発動機により発電機を駆動して電力を発生するものとしてもよい。
また、上述の実施の形態では、穿孔装置を例として説明したが、掘削装置も穿孔装置の概念に含まれる。さらに、電動工具は電気ドリルに限定されない。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を得ることができる。
請求項１記載の発明によれば、電動工具の電気モータに適合する直流電力を発生する電力発生装置と、前記電気モータの消費電力が前記電力発生装置が発生する直流電力を越えたことを条件に前記電力発生装置と連係する二次電池とを備えたので、発生すべき電力を増やすことなく、電動工具が稼働時に必要とする電力量を確保することができる。
【００３９】
また、請求項２記載の発明によれば、発生すべき電力の下限を、電気モータの消費電力に稼動率を乗じて得られる値に設定したので、出力電力を過剰に大きくすることなく、電動工具が必要とする電力を確保することが可能になる。
また、請求項３記載の発明によれば、電気モータが稼動状態にあることを条件に二次電池の充電経路を遮断するスイッチを備えたので、電動工具が稼動中に二次電池の充電が行われることがなく、従って電動工具側に有効に電力を供給することが可能になる。
【００４０】
また、請求項４記載の発明によれば、二次電池の放電経路を形成する整流器を備えたので、充電経路の有無に関わりなく二次電池の放電が可能になる。
また、請求項５記載の発明によれば、電力発生装置としてＡＣ／ＤＣコンバータを用いたので、商用電源の交流電力から直流電力を発生させることが可能になる。
また、請求項６記載の発明によれば、減速機構を介することなく電気モータのロータ軸に穿孔用の刃先を結合したので、刃先を高速に回転させることが可能になる。
【００４１】
さらに、請求項７記載の発明によれば、穿孔用の刃先がロータ軸に結合された電気モータと、直流電力を発生して前記電気モータに供給する電力発生装置と、前記電気モータの消費電力が電力変換装置が発生する直流電力を越えたことを条件に該電力発生装置と連係する二次電池とを備えたので、発生すべき電力を増やすことなく、電動工具が稼働時に必要とする電力を確保しながら穿孔することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電源装置を備えた穿孔装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るに係る電源装置の動作原理を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る穿孔装置における電力の流れ（停止時と低負荷時）を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る穿孔装置における電力の流れ（高負荷時）を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電動工具の消費電流の波形例を示す特性図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る電源装置を備えた穿孔装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０；商用電源、２０；電源装置、２１；ＡＣ／ＤＣコンバータ（電力発生装置）、２２；バッテリー（二次電池）、２３；整流器、２４；スイッチ、３０；給電線、４０；電気ドリル（電動工具）、４１；ＤＣモータ（電気モータ）、４２；ビット、５０；コンセント。

Claims

電動工具が備える電気モータに適合する直流電力を発生する電力発生装置と、
前記電力発生装置が発生した直流電力で充電されると共に、前記電気モータの消費電力が前記電力発生装置の出力電力を越えたことを条件に前記電力発生装置と連係して前記電動工具に直流電力を供給する二次電池と、
を備えたことを特徴とする電動工具用の電源装置。
前記電力発生装置が発生すべき電力は、前記電気モータの消費電力に該電気モータの稼動率を乗じて得られる値を下限として設定されたことを特徴とする請求項１に記載された電動工具用の電源装置。
前記電力発生装置の出力端子と前記二次電池の電極端子との間に接続され、前記電気モータが稼動状態にあることを条件に前記二次電池の充電経路を遮断するスイッチをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載された電動工具用の電源装置。
前記電力発生装置の出力端子と前記二次電池の電極端子との間に接続され、前記二次電池の放電経路を形成する整流器をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載された電動工具用の電源装置。
前記電力発生装置は、
商用電源から供給された交流電力を前記電気モータに適合する直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータからなることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載された電動工具用の電源装置。
前記電動工具は、
減速機構を介することなく前記電気モータのロータ軸に結合された穿孔用の刃先を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載された電動工具用の電源装置。
穿孔用の刃先がロータ軸に結合された電気モータと、
前記電気モータに適合する直流電力を発生して前記電気モータに供給する電力発生装置と、
前記電力発生装置が発生した直流電力で充電されると共に、前記電気モータの消費電力が前記電力変換装置の出力電力を越えたことを条件に該電力発生装置と連係して前記電気モータに直流電力を供給する二次電池と、
を備えたことを特徴とする穿孔装置。