JP4096211B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリで駆動するモータの動力により圧着端子を圧着する電動圧着工具等のような電動工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリを用いたハンディタイプの電動圧着工具の一例を図４に示す。この電動圧着工具は、作業者がレバー１１を指で操作することにより、電池パック１２内のバッテリによって本体１３内のモータを回転駆動させて油圧シリンダを作動させ、ヘッド１４にセットした図示しない圧着端子をこの油圧シリンダで押圧して圧着作業を行う。ただし、圧着端子は、所定以上の圧力で圧着しなければならないので、バッテリの電池容量が少なくなって電圧が低下すると、モータの駆動力が小さくなるために圧着不良を生じるおそれがある。
【０００３】
そこで、従来の電動圧着工具は、図５に示すような回路構成とすることにより、バッテリ１が低電圧になると発光ダイオードＬＥＤを点灯させて警告を発するようにしていた。即ち、作業者がレバー１１を操作してスイッチＰＢをＯＮにすると、リレー６が励磁されてリレー接点ＲｙがＯＮとなるので、モータ２がバッテリ１に接続されて回転駆動することにより圧着作業が行われる。しかし、バッテリ１の電池容量が少なくなって圧着作業の間に電圧が所定値以下まで低下すると、可変抵抗ＶＲと抵抗Ｒ_１，Ｒ_２によって分圧された電圧がコンパレータＩＣのリファレンス電圧より低くなる。例えば、バッテリ１の定格電圧が１４．４Ｖであるとして、圧着作業時の電圧が１０Ｖ以下に低下すると、抵抗Ｒ_２での電圧降下がコンパレータＩＣのリファレンス電圧（例えば３．０Ｖ）以下となる。すると、このコンパレータＩＣの出力が高電圧となり、抵抗Ｒ_３，Ｒ_４で分圧された電圧によってトランジスタＱ_１がＯＮとなるので、発光ダイオードＬＥＤが抵抗Ｒ_５を介してバッテリ１に接続されることにより点灯する。また、一旦トランジスタＱ_１がＯＮになると、ダイオードＤを介してコンパレータＩＣの入力がバッテリ１の負極に接続されるので、これ以降バッテリ１の電圧が上昇しても、スイッチＰＢがＯＮになっている間は発光ダイオードＬＥＤが点灯し続ける。従って、作業者は、圧着作業中に発光ダイオードＬＥＤが点灯すると、バッテリ１の電池容量が少なくなって低電圧になったことを知ることができるので、このバッテリ１の交換や充電を行うことにより圧着不良の発生を防止することができる。
【０００４】
なお、スイッチＰＢがＯＮになった直後は、モータ２に起動時の大きな突入電流が流れるので、バッテリ１が十分な電池容量を有する場合であっても、電圧が一時的に大きく低下する。しかし、スイッチＰＢがＯＮになった当初は、過渡的にコンデンサＣを通じて抵抗Ｒ_６の電圧降下が増大し抵抗Ｒ_７を介してトランジスタＱ_２がＯＮとなる。このため、モータ２の突入電流によってコンパレータＩＣの入力電圧が低下しても、トランジスタＱ_１がＯＮになることはなく、これによって発光ダイオードＬＥＤが誤って点灯するのを防止することができる。また、可変抵抗ＶＲを調整すれば、コンパレータＩＣの低電圧と判定する電圧値を変えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の電動圧着工具では、作業者が発光ダイオードＬＥＤの点灯を見逃したり点灯の意味を理解せずに使い続けた場合に、バッテリ１の電池容量が少なくなったまま圧着作業が実行されることになるので、圧着不良を確実に防ぐことができないという問題があった。
【０００６】
また、この問題は、電動圧着工具に限らず、モータの駆動力が不足すると作業に支障を来すおそれのある電動工具一般に共通するものである。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの低電圧が検出されるとモータを駆動させないようにすることにより、作業不良の発生を未然に防止す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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、バッテリで駆動するモータを備えた電動工具において、モータの駆動時にバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出する低電圧検出手段と、この低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出した場合に、次回以降のモータの駆動を開始させないモータ駆動制御手段とが設けられたことを特徴とする。
【０００９】
上記請求項１の発明によれば、低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出するとモータ駆動制御手段がモータを駆動させないので、バッテリの電池容量が少なくなったまま作業を続行するおそれがなくなり、モータの駆動力不足による作業不良の発生を確実に防ぐことができるようになる。しかも、低電圧検出手段が従来と同様にモータの駆動時にバッテリの低電圧を検出するものであるため、この低電圧が検出された時にモータ駆動制御手段が直ちにモータの駆動を停止させると、実行中の作業が強制的に中断されて作業不良が発生する。そこで、請求項１のモータ駆動制御手段は、低電圧が検出された場合に、駆動中のモータはそのまま駆動を続行させて作業を最後まで完了させ、次に新たに作業を行おうとした時に、モータの駆動を開始させないようにすることにより、次回以降の作業で作業不良が発生するのを防ぐようにする。
なお、低電圧検出手段は、従来と同様に、モータの駆動時にバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出するものの他、バッテリの電池容量が不足したことによる電圧の低下を検出し得るものであればどのようなものであってもよい。また、モータ駆動制御手段が単にモータを駆動させないだけでは、作業者が故障と判別できないおそれがあるので、低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出した場合には、従来と同様にＬＥＤを点灯させる等して警告を発するようにすることが好ましい。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項２の発明は、前記低電圧検出手段が、モータの駆動時において、駆動開始の直後を除いたそれ以降の期間にバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出するものであることを特徴とする。
【００１３】
上記請求項２の発明によれば、モータの駆動開始直後にバッテリの電圧が所定値以下に低下しても、低電圧検出手段は低電圧を検出しないので、モータ起動時の大きな突入電流によってバッテリの電圧が一時的に低下しても、これを電池容量の不足による低電圧であると誤検出するようなおそれがなくなる。
【００１４】
請求項３の発明は、バッテリで駆動するモータを備えた電動工具において、モータの停止時に、バッテリにモータ以外の負荷を接続して、このバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出する低電圧検出手段と、この低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出した場合に、それ以降モータを駆動させないモータ駆動制御手段とが設けられたことを特徴とする。
【００１５】
上記請求項３の発明によれば、低電圧検出手段が例えば作業を開始する直前にモータを駆動させることなくバッテリに抵抗等の負荷を接続して低電圧の検出を行うので、この低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出すると、モータ駆動制御手段が直ちにモータを駆動させないようにして、作業不良の発生を防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は電動圧着工具の概略回路構成を示す回路ブロック図、図２は電動圧着工具の具体的回路構成を示す回路図、図３は電動圧着工具の動作を示すタイムチャートである。なお、図４〜図５に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１８】
本実施形態は、図４に示した従来例と同様の電動圧着工具について説明する。この電動圧着工具は、作業者が図４のレバー１１を指で操作すると、図１に示すスイッチＰＢがＯＮとなり、バッテリ１が常閉接点回路３を介してモータ２に接続されるので、このモータ２が回転駆動して圧着作業が行われる。また、スイッチＰＢがＯＮになると、発光ダイオードＬＥＤも常開接点回路４を介してバッテリ１に接続されるが、通常は常開接点回路４がＯＦＦであるため点灯はしない。さらに、この際、低電圧検出回路５もバッテリ１に接続されて、モータ２の駆動時のバッテリ１の電圧を検出するようになっている。ただし、この低電圧検出回路５は、スイッチＰＢのＯＦＦ時にも常時電源が供給されるようになっている。
【００１９】
上記低電圧検出回路５は、モータ２の駆動時のバッテリ１の電圧が所定値以下になると、低電圧を検出する回路であり、この低電圧を検出すると、常開接点回路４をＯＮに切り替えて、発光ダイオードＬＥＤを点灯する。また、この低電圧検出回路５は、バッテリ１の低電圧を検出すると、スイッチＰＢがＯＦＦに戻ってモータ２が回転駆動を終了してから、常閉接点回路３をＯＦＦに切り替える。しかも、この低電圧検出回路５は、一旦低電圧を検出すると、バッテリ１から常時電源の供給を受けることにより、スイッチＰＢのＯＦＦ後も、これら常閉接点回路３のＯＦＦ状態と常開接点回路４のＯＮ状態を保持することができる。
【００２０】
従って、本実施形態の電動圧着工具は、作業者が圧着作業を行っている間に低電圧検出回路５がバッテリ１の低電圧を検出すると、従来と同様に発光ダイオードＬＥＤを点灯させることにより、このバッテリ１の電池容量が少なくなったことを警告することができる。しかも、低電圧検出回路５が低電圧を検出すると、その圧着作業が終わるまではモータ２の駆動を続けさせるが、一旦圧着作業が完了すると、以降は作業者がレバー１１を操作してスイッチＰＢをＯＮにしても、モータ２の駆動を開始させないようにする。このため、低電圧検出回路５が低電圧を検出した場合、そのときの圧着作業は途中で中止させることなく最後まで続行させるが、それ以降は圧着作業を禁止するので、モータ２の駆動力不足による圧着不良が発生するのを確実に防ぐことができるようになる。
【００２１】
上記低電圧検出回路５、常閉接点回路３及び常開接点回路４の具体的な回路構成を図２に基づいて説明する。低電圧検出回路５は、図５に示した従来例と同様に、スイッチＰＢがＯＮの間にコンパレータＩＣによってバッテリ１の低電圧を検出すると、トランジスタＱ_１をＯＮにして発光ダイオードＬＥＤを点灯させるようになっている。従って、このトランジスタＱ_１は、上記常開接点回路４を兼用する。また、スイッチＰＢがＯＮになった直後は、トランジスタＱ_２をＯＮにすることにより、モータ２に起動時の大きな突入電流が流れることによってバッテリ１の電圧が一時的に大きく低下しても、トランジスタＱ_１がＯＮにならないようにして、低電圧の誤検出を防止するようになっている。さらに、可変抵抗ＶＲを調整することにより、低電圧の基準となる電圧を変更することができるのも同様である。
【００２２】
ただし、図５に示した従来例とは異なり、リレー６には、サイリスタＳＣＲが直列に接続されている。このサイリスタＳＣＲは、スイッチＰＢがＯＮになると、バッテリ１に接続された抵抗Ｒ_７，Ｒ_８の分圧電圧がゲート端子にゲートトリガ電圧として印加されるので、通常時はこのスイッチＰＢがＯＮになることによりターンＯＮしてリレー６に電流を流し従来と同様に動作させる。そして、このサイリスタＳＣＲが上記常閉接点回路３となる。
【００２３】
上記低電圧検出回路５は、低電圧の検出によりトランジスタＱ_１がＯＮになると、抵抗Ｒ_９，Ｒ_１０がバッテリ１に接続されるので、トランジスタＱ_３がＯＮとなり、これによってトランジスタＱ_４，Ｑ_５，Ｑ_６もＯＮとなる。そして、トランジスタＱ_４がＯＮになると、抵抗Ｒ_８の分圧電圧がなくなるので、サイリスタＳＣＲのゲート端子にゲートトリガ電圧が印加されなくなる。また、トランジスタＱ_５がＯＮになると、コンパレータＩＣが低電圧を検出しなくなってトランジスタＱ_１がＯＦＦに戻っても、スイッチＰＢがＯＮの間は、発光ダイオードＬＥＤの点灯を維持すると共に、トランジスタＱ_３のＯＮ状態を維持する。さらに、トランジスタＱ_６がＯＮになると、抵抗Ｒ_１１がバッテリ１に接続されるので、トランジスタＱ_７がＯＮとなり、トランジスタＱ_４，Ｑ_５，Ｑ_６のＯＮ状態を維持する。しかも、この抵抗Ｒ_１１やトランジスタＱ_７には、スイッチＰＢがＯＦＦに戻っても、バッテリ１の電圧が常時印加されるので、圧着作業の終了後も、これらトランジスタＱ_４，Ｑ_５，Ｑ_６のＯＮ状態を維持し記憶することができる。
【００２４】
上記低電圧検出回路５は、図３に示すように、期間Ｔ_１にスイッチＰＢがＯＮになり、この間にバッテリ１の低電圧が検出されないと、トランジスタＱ_１がＯＦＦのままであるため、発光ダイオードＬＥＤが点灯せず、トランジスタＱ_４もＯＦＦのままであるため、サイリスタＳＣＲがＯＮとなりモータ２が回転駆動して正常に圧着作業を行うことができる。しかし、期間Ｔ_２にスイッチＰＢがＯＮになり、途中でバッテリ１の低電圧が検出されると、この低電圧が検出されている間にトランジスタＱ_１がＯＮになるので、それ以降スイッチＰＢがＯＦＦに戻るまで発光ダイオードＬＥＤが点灯する。また、トランジスタＱ_１が一旦ＯＮになると、それ以降スイッチＰＢがＯＦＦに戻っても、トランジスタＱ_４がＯＮ状態を維持する。ただし、サイリスタＳＣＲは、トランジスタＱ_４がＯＮになったときには、ターンＯＮして電流が流れているので、スイッチＰＢがＯＦＦに戻るまでＯＮ状態を維持し、その圧着作業が完了するまでモータ２を回転駆動させることができる。しかし、トランジスタＱ_４は、その後もＯＮ状態が維持されるので、期間Ｔ_３にスイッチＰＢが再度ＯＮになっても、サイリスタＳＣＲは、ゲート端子にゲートトリガ電圧が印加されないためにターンＯＮせず、モータ２が回転駆動しない。また、この期間Ｔ_３にスイッチＰＢがＯＮになると、トランジスタＱ_４と共にトランジスタＱ_５もＯＮ状態を維持するので、発光ダイオードＬＥＤが点灯して、作業者に低電圧の検出によりモータ２が駆動を開始しないことを知らせることができる。
【００２５】
上記構成により、本実施形態の電動圧着工具によれば、圧着作業中に一旦低電圧が検出されると、その圧着作業が完了するまではモータ２を回転駆動させるが、その後は、モータ２を駆動させないようにして圧着作業を禁止するので、バッテリ１の電池容量が少なくなった場合に、モータ２の駆動力不足によって圧着不良が発生するのを確実に防ぐことができるようになる。圧着作業が禁止された場合、一旦電動圧着工具から電池パック１２を外してバッテリ１の交換を行ったり充電を行えば、低電圧検出回路５の電源が断たれてリセットされるので、正常な状態に戻る。
【００２６】
なお、上記実施形態では、実際にモータ２を駆動して圧着作業を行っている間にバッテリ１の電圧を調べて低電圧を検出する場合について説明したが、例えば圧着作業を開始する直前に、モータ２を駆動することなく、バッテリ１に抵抗等の負荷を接続する等して低電圧の検出を行うようにすることもできる。そして、このように圧着作業を開始する前に低電圧の検出ができれば、直ちにそれ以降モータ２を駆動させないようにすることが可能となる。また、これらの検出では、バッテリ１の電圧が一度でも所定値以下になると低電圧と判定しているが、本発明はこれに限らず、例えばこのバッテリ１の電圧が一定時間以上所定値以下にならないと低電圧とは判定しないようにすることもでき、バッテリ１の電圧変動の軌跡を総合的に判断して低電圧を判定するようなことも可能である。
【００２７】
さらに、上記実施形態では、バッテリ１の低電圧を検出したときに、このバッテリ１からの電源の供給を受けて低電圧の状態を電気的に維持記憶する場合について説明したが、機械的な構成やその他の手段で不揮発的に記憶することも可能である。ただし、この場合には、低電圧の状態を解除するリセット手段が必要になることがある。
【００２８】
さらに、上記実施形態では、バッテリ１の低電圧を検出した場合に、発光ダイオードＬＥＤを点灯して警告する場合について説明したが、この警告手段の構成は自由であり、警告手段を設けるかどうかも任意である。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、電動圧着工具について説明したが、本発明はこれに限らず、バッテリの電池容量が少なくなってモータの駆動力が不足すると作業に支障を来すおそれのある電動工具一般に同様に実施可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電動工具によれば、バッテリの低電圧を検出してモータを駆動させないようにするので、バッテリの電池容量が少なくなったまま作業を続行してモータの駆動力が不足し作業不良が発生するのを確実に防ぐことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すものであって、電動圧着工具の概略回路構成を示す回路ブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態を示すものであって、電動圧着工具の具体的回路構成を示す回路図である。
【図３】 本発明の一実施形態を示すものであって、電動圧着工具の動作を示すタイムチャートである。
【図４】 電動圧着工具の外観を示す斜視図である。
【図５】 従来例を示すものであって、電動圧着工具の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ バッテリ
２ モータ
３ 常閉接点回路
５ 低電圧検出回路
ＰＢ スイッチ
ＩＣ コンパレータ
ＳＣＲ サイリスタ
Ｑ_１ トランジスタ
Ｑ_４ トランジスタ

Claims (3)

1. バッテリで駆動するモータを備えた電動工具において、モータの駆動時にバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出する低電圧検出手段と、この低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出した場合に、次回以降のモータの駆動を開始させないモータ駆動制御手段とが設けられたことを特徴とする電動工具。
2. 前記低電圧検出手段が、モータの駆動時において、駆動開始の直後を除いたそれ以降の期間にバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. バッテリで駆動するモータを備えた電動工具において、モータの停止時に、バッテリにモータ以外の負荷を接続して、このバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合に低電圧であると検出する低電圧検出手段と、この低電圧検出手段がバッテリの低電圧を検出した場合に、それ以降モータを駆動させないモータ駆動制御手段とが設けられたことを特徴とする電動工具。

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