JP5651227B1 - 再起動保護装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再起動保護装置及びその方法を提供する。【解決手段】本発明は、再起動保護装置及びその方法に係り、該再起動保護装置は、電機装置内に取り付けられ、スイッチモジュールと再起動保護モジュールとを備える。また、前記再起動保護モジュールは、スイッチモジュールと前記電機装置のモータとの間に介設され、電機装置の再起動時に、外部電源の電流がモータに直接に流れ込むのを回避することができる。そのため、使用者は、前記再起動保護方法のステップ手順に従わなければ、電機装置の電源を起動することができない。このような方式によれば、電機装置の突然の再起動による予期せぬ事故の発生を効果的に防止できる。【選択図】図４

Description

本発明は、保護モジュールに係り、特に、電動工具に応用される再起動保護装置に関するものである。

近年、家電、配管・配線部品や家具等の家庭日用品を扱う大型量販店の興起につれて、家族成員は、例えば家具の組み立て、小型エアコンの取り付け等のような数多くの家庭の小型工事を自らの手で行って完成（ＤＩＹ）することで、取付工事専門業者の雇用にかかる費用を省くことができる。そのため、電動工具（ｐｏｗｅｒ ｔｏｏｌ）は、家事・ＤＩＹに欠かせない手工具の１つである。

図１に示される従来の電動工具の斜視図を参照する。通常、電動工具１’の動力は、内蔵電池からの電力によるものである。しかし、図１に示すように、高出力駆動力の電動工具１’その動力は外部電源２’からの電力によるものである。
そのため、高出力駆動力の電動工具１’を使用している時に、使用者は、まず電動工具１’の電気ケーブル１３’を前記外部電源２’に接続し、次に使用者が電動工具１’の握柄部１１’を手に持ちながら、電動工具１’の出力部１５’が目標物を狙う位置になるまで調節する。目標物に狙いを定めた後、電動工具１’のトリガースイッチ （ｔｒｉｇｇｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）１２’を押圧すると、釘打ちやビス留め等の工事を完成させることができる。

続いて、図１を参照すると同時に、図２に示される従来の電動工具の動力出力の模式図を参照する。図２に示すように、使用者が電動工具１’のトリガースイッチ （ｔｒｉｇｇｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）１２’を押圧すると、外部電源２’の電力は、トリガースイッチ （ｔｒｉｇｇｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）１２’を介して電動工具１’の内部にあるモータ１４’に供給される。この方式により、モータ１４’を稼働させるように駆動する。然しながら、一般の電動工具１’の使用状況は、通常、以下の２種の状況を含む。

（１）使用マナーの悪い使用者は、度々電気ケーブル１３’を直接に抜く方法で電動工具１’の使用を終了させる。そのため、当該使用者が電気ケーブル１３’を前記外部電源２’に再び接続して前記電動工具１’を再び使用しようとする時、外部電源２’から得られた電力供給によって電動工具１’の内部にあるモータ１４’が即座に稼働し、電動工具１’の出力部１５’内の複数本の釘を射出させてしまうか、或いは電動工具１’の出力部１５’が瞬間高速回転してしまうので、予期せぬ事故の発生につながる虞がある。

（２）使用者が電動工具１’を使用している時に、突然の瞬時停電等の事情が発生した場合、瞬時停電の状況がいったん解除されると、電力供給が回復し、外部電源２’から得られた電力供給によって電動工具１’の内部にあるモータ１４’が即座に稼働して、電動工具１’の出力部１５’内の複数本の釘を射出させてしまうか、或いは電動工具１’の出力部１５’が瞬間高速回転してしまうので、予期せぬ事故の発生につながる虞がある。

以上より、現在の各々の電動工具内に起動保護モジュールを取り付ける必要がある。この起動保護モジュールにより、外部電源の電力を電動工具のモータに直接入力できなくなり、その結果、電動工具の瞬間再起動（ｒｅｓｔａｒｔ）による予期せぬ事故の発生を効果的に防止可能できる。上記事情に鑑み、本出願の発明者は、鋭意研究検討を積み重ねた結果、再起動装置を開発せんとして本発明を完成するに至ったものである。

本発明の主な目的は、電機装置内に取り付けられ、前記電機装置のスイッチモジュールとモータとの間に介設される再起動保護装置を提供することにある。これにより、後述の２種の通常の電機装置の異常操作が行われた状況下でも、この再起動保護装置によってその再起動保護の作用効果を発揮させることができる。

従って、本発明の上記目的を達成するために、本出願の発明者は、スイッチモジュールと、再起動保護モジュールとを備える再起動保護装置を提供する。

スイッチモジュールは、電機装置内に取り付けられると共に、外部電源に電気的に接続され、さらに前記スイッチモジュールは、電源端子と、第１出力端子と、第２出力端子とを有し、また前記電源端子は、前記外部電源の接続端に接続される。

再起動保護モジュールは、電機装置内に取り付けられると共に、前記スイッチモジュールと前記電機装置のモータに電気的に接続され、さらに前記再起動保護モジュールは、一端が前記第１出力端子に電気的に接続され、他端が前記モータの第１入力端に電気的に接続される継電器コイルと、一端が前記第２出力端子に電気的に接続され、他端が前記モータの第２入力端に電気的に接続される第１継電器スイッチと、一端が前記接続端と前記電源端子に電気的に接続され、他端が前記第１出力端子と前記継電器コイルに電気的に接続される第２継電器スイッチとを有する。

そのうち、前記モータの前記第１入力端は、さらに前記外部電源の中性線端に電気的に接続される。

また、本発明の上記目的を達成するために、本出願の発明者は、さらに前述した再起動保護装置を使用して電機装置に対して実行される再起動保護方法を提出する。その方法は、以下のステップ（１）〜（３）を含む。

（１）前記スイッチモジュールを切り替えることによって、スイッチモジュールの前記電源端子が前記外部電源の前記接続端に電気的に接続されて導通し、この場合、外部電源の接続端から流出された電流は、スイッチモジュールの前記第２出力端子を経由して前記再起動保護モジュールの前記第１継電器スイッチに流入されて、前記第１継電器スイッチにより阻止される。

（２）前記スイッチモジュールを切り替えることによって、スイッチモジュールが前記電源端子と前記第１出力端子との電気的な接続により閉鎖され、この場合、前記外部電源の前記接続端から流出された電流は、電源端子を経由して前記再起動保護モジュールの前記継電器コイルに流入され、かつ前記第１継電器スイッチと前記第２継電器スイッチは、前記継電器コイルの感応により導通状態に自動的に切り替える。

［状況一］使用者が電機装置のスイッチモジュールを予め閉鎖（ＯＦＦ）状態に切り替えなかった状況下でも、電機装置の電気ケーブルを外部電源に接続している場合には、本発明の再起動保護装置により、外部電源の電流が阻止され、電流が電機装置のモータに直接に流れ込むのを回避することが可能となる。
（３）前記スイッチモジュールを切り替えることによって、スイッチモジュールが前記電源端子と前記第２出力端子との電気的な接続により導通され、この場合、前記外部電源の前記接続端から流出された電流は、前記第２出力端子と前記第１継電器スイッチを経由して前記電機装置の前記モータの前記第２入力端に流入されると共に、前記外部電源の前記接続端から流出された電流は、それと同時に前記第２継電器スイッチと前記継電器コイルを経由して前記モータの前記第１入力端に流入されることで、モータを稼働させ始める。

［状況一］使用者が電機装置のスイッチモジュールを予め閉鎖（ＯＦＦ）状態に切り替えなかった状況下でも、電機装置の電気ケーブルを外部電源に接続している場合には、本発明の再起動保護装置により、外部電源の電流が阻止され、電流が電機装置のモータに直接流れ込むのを回避することが可能となる。

［状況二］使用者が電機装置を使用している時に、突然の瞬時停電等の事情が発生した場合、瞬時停電の状況がいったん排除され、即座に電力供給が回復した場合でも、本発明の再起動保護装置１により、外部電源の電流が阻止され、電流が電機装置のモータに直接に流れ込むのを回避することが可能となる。

従来の電動工具の斜視図である。 従来の電動工具の動力出力を示す図である。 本発明の再起動保護装置のブロック構成図である。 再起動保護装置の電気回路構成図である。 当前記再起動保護装置を使用して電機装置に対して再起動保護を実行する方法の方法フローチャートである。 再起動保護装置の電気回路動作図である。 再起動保護装置の電気回路動作図である。 再起動保護装置の電気回路動作図である。 再起動保護装置の電気回路動作図である。 再起動保護装置の第２電気回路構成図である。

本発明に係る再起動保護装置をより明らかに述べるために、以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

図３に示される本発明の再起動保護装置のブロック構成図を参照すると同時に、図４に示される再起動保護装置の電気回路構成図を参照する。
図３と図４に示すように、本発明の再起動保護装置１は、電機装置３内に取り付けられると共に、電機装置３のスイッチモジュール１１とモータ３１との間に介設される。
特に、本発明において、例えばロッカースイッチ（ｒｏｃｋｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）、スライドスイッチ（ｓｌｉｄｅ ｓｗｉｔｃｈ）やトグルスイッチ（ｔｏｇｇｌｅ ｓｗｉｔｃｈ）等のように、３つの端子を有する前記スイッチモジュール１１は、それぞれ電源端子１１２と、第１出力端子１１１と、第２出力端子１１３とを有する。そのうち、前記電源端子１１２が外部電源２の接続端（ｌｉｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）２１に接続される。

続いて、前記再起動保護モジュール１２は、前記電機装置３内に取り付けられると共に、スイッチモジュール１１と電機装置３のモータ３１に電気的に接続される。また、この再起動保護モジュール１２は、継電器コイル（ｒｅｌａｙ ｃｏｉｌ）１２１と、第１継電器スイッチ（ｒｅｌａｙ ｓｗｉｔｃｈ）１２２と、第２継電器スイッチ（ｒｅｌａｙ ｓｗｉｔｃｈ）１２３とを有する。
図に示すように、継電器コイル１２１の一端が前記第１出力端子１１１に電気的に接続され、その他端がモータ３１の第１入力端３１１（即ち、中性線端（ｎｅｕｔｒａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ））に電気的に接続される。また、第１継電器スイッチ１２２の一端が前記第２出力端子１１３に電気的に接続され、その他端が前記モータ３１の第２入力端３１２（即ち、活線端（ｌｉｖｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ））に電気的に接続される。
またさらに、第２継電器スイッチ１２３の一端が前記接続端２１と前記電源端子１１２に電気的に接続され、その他端が前記第１出力端子１１１と前記継電器コイル１２１に電気的に接続される。またさらに、前記モータ３１の第１入力端３１１は、さらに前記外部電源２の中性線端（ｎｅｕｔｒａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ）２２に電気的に接続される。

こうして、図４に示されるような電気回路の接続方式を用いると、本発明の再起動保護装置１は、スイッチモジュール１１とモータ３１との間にその再起動保護の作用効果を発揮することができる。ここで、補助説明すべきことは、本発明に係る電機装置３は、特に高危険性の手持ち工具を意味し、それは金属切削電動工具（例えば電気ノコギリ）、研磨電動工具（例えばサンダー）、組立電動工具、エアーガン及び送風機のいずれかであってもよい。また、さらに説明すると、組立電動工具は、電気ドリル、電動レンチ及び電動ドライバーのいずれかであってもよい。

さらに、本発明の再起動保護装置の作用効果を強調するために、以下、制御方法のフローチャートと動作図を併せて参照しながら説明する。
再起動保護装置を使用して電機装置に対して再起動保護方法を実行するフローチャートを示す図５を参照すると同時に、再起動保護装置の電気回路動作図を示す図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃと図６Ｄを併せて参照する。使用者は、本発明の再起動保護装置１が取り付けられた電機装置３を使用して工事を実行する場合、前記再起動保護装置１は、図５に示すような保護手順を即座に起動する。

まず、スイッチモジュール１１を閉鎖（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）状態とすると、この場合、図６Ａの破線で示すように、再起動保護装置１の電気回路に何ら電流が流通されていないようになる。続いて、図５に示すようなステップ（Ｓ０１）にて、使用者は、スイッチモジュール１１を切り替えることによって、スイッチモジュール１１の前記電源端子１１２が前記外部電源２の前記接続端２１に電気的に接続されて導通（ｔｕｒｎ ｏｎ）する。この場合、図６Ｂの実線で示すように、外部電源２の接続端２１から流出された電流は、スイッチモジュール１１の前記第２出力端子１１３を経由して前記再起動保護モジュール１２の前記第１継電器スイッチ１２２に流入されて、前記第１継電器スイッチ１２２により阻止される。この方式によれば、スイッチモジュール１１の開放時に、電流が電機装置３内に直接に流れ込むのを回避することが可能となる。

次に、図５に示すようなステップ（Ｓ０２）にて、使用者は、必要に応じてスイッチモジュール１１を再び切り替えることによって、スイッチモジュール１１が前記電源端子１１２と前記第１出力端子１１１との電気的な接続により閉鎖（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）される。
この場合、図６Ｃの実線で示すように、前記外部電源２の前記接続端２１から流出された電流は、電源端子１１２を経由して前記再起動保護モジュール１２の前記継電器コイル１２１に流入され、かつ前記第１継電器スイッチ１２２と前記第２継電器スイッチ１２３は、前記継電器コイル１２１の感応により導通状態に自動的に切り替える。ここで、補助説明すべきことは、図６Ｃに示すような電流経路を出力回路（一）と称する。

最後に、図５に示すようなステップ（Ｓ０３）にて、使用者が、必要に応じてスイッチモジュール１１を再び切り替えることによって、スイッチモジュール１１は前記電源端子１１２と前記第２出力端子１１３との電気的な接続により導通される。
この場合、図６Ｄの実線で示すように、外部電源２の接続端２１から流出された電流は、第２出力端子１１３と第１継電器スイッチ１２２を経由して電機装置３のモータ３１の第２入力端３１２（活線端）に流入されると共に、外部電源２の接続端２１から流出された電流は、それと同時に第２継電器スイッチ１２３と継電器コイル１２１を経由してモータ３１の第１入力端３１１（中性線端）に流入されることで、モータ３１を稼働させ始める。
ここで、補助説明すべきことは、図６Ｄに示すような電流経路を出力回路（二）と称する。このようにして、図４に示す電気回路の接続方式と図５に示す制御手順を用いると、下記の２種の通常の電機装置３の異常操作が行われた状況下でも、本発明の再起動保護装置１をその再起動保護の作用効果を発揮させることができる。

［状況一］使用者が電機装置３のスイッチモジュール１１を予め閉鎖（ＯＦＦ）状態に切り替えなかった状況下でも、電機装置３の電気ケーブルを外部電源２に接続している場合において、本発明の再起動保護装置１により、外部電源２の電流が阻止され、電流が電機装置３のモータ３１に直接流れ込むのを回避することが可能となる。

［状況二］使用者が電機装置３を使用している時に、突然の瞬時停電等の事情が発生した後、瞬時停電の状況がいったん排除されると、即座に電力供給が回復した場合でも、本発明の再起動保護装置１により、外部電源２の電流が阻止され、電流が電機装置３のモータ３１に直接に流れ込むのを回避することが可能となる。

こうして、本発明の再起動保護装置は、上記の２種の状況のいずれも外部電源の電流がモータに直接に流れ込むのを回避することができるので、使用者は、図５に示すような前記再起動保護方法のステップ手順に従わなければ、電流が出力回路（一）と出力回路（二）により電機装置に流入されることで電機装置の電源を起動することができない。このような方式によれば、電機装置の突然の再起動による予期せぬ事故の発生を効果的に防止できる。

図３と図４に示した本発明の再起動保護装置１のブロック構成図と電気回路構成図は、あくまでも例示であって、前記再起動保護装置１の実施態様は、それに限定されるものではない。
図７に示される前記再起動保護装置の第２電気回路構成図を参照する。図７において、前記スイッチモジュール１１の電源端子１１２と第２出力端子１１３によってスイッチユニット１１が構成され、かつ前記スイッチユニット１１が単極切替型であり、また前記第１出力端子１１１が前記電源端子１１２に電気的に接続されることにより、スイッチモジュール１１の閉鎖センサーとなる。

さらに、強調すべき点は、図４と図７の制御フレームは、電子素子のみにより構成することができる点である。ところが、手持ち工具のスイッチが機械的構造であるため、本発明の再起動保護装置が電子素子のみで構成される場合には、追加電源や信号変換等の電気回路を増加する必要があることから、コストの増大を招くことになる。また、機械的構造で組み立てられる制御フレーム（即ち、本出願の再起動保護装置の構成）は、電子素子のみで組み立てられる制御フレームに比較して、より高い安定性及びより安い材料コストという利点を有する。

強調すべき点は、上述の詳細な説明は、本発明の実施可能な実施例を具体的に説明したものであるが、本発明の特許範囲はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的精神を逸脱しない限り、その等効果実施又は変更は、なお、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

１ 再起動保護装置
２ 外部電源
３ 電機装置
１１ スイッチモジュール
１１２ 電源端子
１１１ 第１出力端子
１１３ 第２出力端子
２１ 接続端
３１ モータ
３１１ 第１入力端
３１２ 第２入力端
１２ 再起動保護モジュール
１２１ 継電器コイル
１２２ 第１継電器スイッチ
１２３ 第２継電器スイッチ
２２ 中性線端
Ｓ０１ 方法ステップ
Ｓ０２ 方法ステップ
Ｓ０３ 方法ステップ
１’ 電動工具
２’ 外部電源
１３’ 電気ケーブル
１１’ 握柄部
１５’ 出力部
１２’ トリガースイッチ
１４’ モータ

Claims (9)

1. 電機装置内に取り付けられると共に、外部電源に電気的に接続されるスイッチモジュールと、電機装置内に取り付けられると共に、前記スイッチモジュールと前記電機装置のモータに電気的に接続される再起動保護モジュールと、を備える再起動保護装置であって、
   前記スイッチモジュールは、電源端子と、第１出力端子と、第２出力端子とを有し、また前記電源端子は、前記外部電源の接続端（ｌｉｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）に接続され、
   前記再起動保護モジュールは、一端が前記第１出力端子に電気的に接続され、他端が前記モータの第１入力端に電気的に接続される継電器コイルと、一端が前記第２出力端子に電気的に接続され、他端が前記モータの第２入力端に電気的に接続される第１継電器スイッチと、一端が前記接続端と前記電源端子に電気的に接続され、他端が前記第１出力端子と前記継電器コイルに電気的に接続される第２継電器スイッチとを有し、
   そのうち、前記モータの前記第１入力端は、さらに前記外部電源の中性線端（ｎｅｕｔｒａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ）に電気的に接続されることを特徴とする、
   再起動保護装置。
2. 前記電気装置は、金属切削電動工具、研磨電動工具、組立電動工具、エアーガン及び送風機の群から選択されるいずれかの１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載の再起動保護装置。
3. 前記組立電動工具は、電気ドリル、電動レンチ及び電動ドライバーの群から選択されるいずれかの１種を含むことを特徴とする、請求項２に記載の再起動保護装置。
4. 前記スイッチモジュールは、ロッカースイッチ（ｒｏｃｋｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）、スライドスイッチ（ｓｌｉｄｅ ｓｗｉｔｃｈ）及びトグルスイッチ（ｔｏｇｇｌｅ ｓｗｉｔｃｈ）の群から選択されるいずれかの１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載の再起動保護装置。
5. 前記スイッチモジュールの前記電源端子及び前記第２出力端子によってスイッチユニットが構成され、かつ前記スイッチユニットが単極切替型であり、また前記第１出力端子が前記電源端子に電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の再起動保護装置。
6. 前記モータの前記第２入力端がモータ活線端（ｌｉｖｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）であり、かつ前記第１入力端がモータ中性線端（ｎｅｕｔｒａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ）であることを特徴とする、請求項１に記載の再起動保護装置。
7. 請求項１に記載の再起動保護装置を使用して電機装置に対して実行される再起動保護方法であって、以下のステップ（１）〜（３）を含むことを特徴とする、再起動保護方法。
   （１）前記スイッチモジュールを切り替えることによって、スイッチモジュールの前記電源端子が前記外部電源の前記接続端に電気的に接続されて導通した場合、外部電源の接続端から流出された電流は、スイッチモジュールの前記第２出力端子を経由して前記再起動保護モジュールの前記第１継電器スイッチに流入されて、前記第１継電器スイッチにより阻止される。
   （２）前記スイッチモジュールを切り替えることによって、スイッチモジュールが前記電源端子と前記第１出力端子との電気的な接続により閉鎖された場合、前記外部電源２の前記接続端（ｌｉｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）から流出された電流は、電源端子を経由して前記再起動保護モジュールの前記継電器コイルに流入され、かつ前記第１継電器スイッチと前記第２継電器スイッチは、前記継電器コイルの感応により導通状態に自動的に切り替える。
   （３）前記スイッチモジュールを切り替えることによって、スイッチモジュールが前記電源端子と前記第２出力端子との電気的な接続により導通された場合、前記外部電源の前記接続端から流出された電流は、前記第２出力端子と前記第１継電器スイッチを経由して前記電機装置の前記モータの前記第２入力端に流入されると共に、前記外部電源の前記接続端から流出された電流は、それと同時に前記第２継電器スイッチと前記継電器コイルを経由して前記モータの前記第１入力端に流入されることで、モータを稼働させ始める。
8. 前記再起動保護装置は、前記ステップ（２）において、第１出力回路を形成して、前記外部電源の前記接続端から流出された電流を前記第１出力回路内に流動させることを特徴とする、請求項７に記載の再起動保護方法。
9. 前記再起動保護装置は、前記ステップ（３）において、第２出力回路を形成して、前記外部電源の前記接続端から流出された電流を前記第２出力回路内に流動させることを特徴とする、請求項７に記載の再起動保護方法。

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