JP5660153B2 - 電動工具およびそのオートパワーオフ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源をオンするメインスイッチ及び電源オン時に所定動作を実行させるサブスイッチがそれぞれ配置される電動工具たとえば鉄筋結束機などの電動工具およびそのオートパワーオフ制御方法に関する。

電源をオンするメインスイッチ（電源スイッチと同義）が設けられていない充電池タイプの電動工具たとえばインパクトドライバ等は、充電池の過放電を防止するため、トリガレバーが所定時間に亘って操作されない場合に電源を自動的にオフさせるオートパワーオフ制御を採用している。このオートパワーオフ制御後にトリガレバーを再び操作すると、電源はオフからオンへ復帰すると共に、所定動作たとえばドライバビットを回転させる。

一方、鉄筋結束機は上述したトリガレバーの他に電源をオンするメインスイッチを設け、このメインスイッチがオフの場合にはトリガレバー（トリガスイッチをオン・オフさせるレバーをいう）を操作しても結束動作が出来ないように設定している（特許文献１参照）。その理由は、以下の通りである。鉄筋結束機はその結束機外側へ所定長さのワイヤを送り出し結束させる機構となっているので、トリガレバーを作業者が不慮に触れた場合にワイヤの結束動作等させないためである。

即ち、作業者は、メインスイッチがオンであることを確認することにより、鉄筋結束機が結束動作し得るスタンバイ状態（待機モードと同義）であることを把握した上で、結束動作をさせる。即ち、従来の鉄筋結束機は、図４に示すように、ステップ１２０でトリガスイッチ（図４では「トリガＳＷ」で表す）がオンか否かを判断し、オンであればステップ１２２でモータを駆動させて結束処理を行う（ステップ１２４）。

図４のフローチャートの処理は、作業者が任意にメインスイッチをオンすると、ＣＰＵがメモリのプログラムをロードすることによって実行される。なお、メインスイッチは、モータ等の異常時において、作業者がメインスイッチをオフさせることによって充電池からの電源供給を強制的に遮断させることができる。

特開平９−１６５００５号公報（段落番号０００２及び図１０参照）

ところで、鉄筋結束機において、トリガレバーのみでオートパワーオフ制御後の復帰を可能にすると、不慮に結束動作が行われるので、メインスイッチを設けた意義が失われる。即ち、メインスイッチの操作により、オートパワーオフ制御後の復帰を可能にする必要がある。具体的には、トリガレバーの未操作が所定時間経過したら、メインスイッチをオフ・オン操作しなければ復帰できないようにする必要がある。

そこで、本発明は、メインスイッチ及びサブスイッチを備える電動工具において、オートパワーオフ制御後の復帰をメインスイッチの操作で行う電動工具およびそのオートパワーオフ制御方法を、提供することを目的とする。

本発明に係る電動工具は、システム全体の電源をオンまたはオフするメインスイッチ及び上記電源オン時に機械的な所定動作を実行させるサブスイッチがそれぞれ配置される電動工具であって、上記メインスイッチのオン操作によって電子回路に電圧が印加されて上記電動工具のシステムを起動および保持させ、且つ上記システム全体の電源がオンの状態で上記サブスイッチが所定時間に亘って未操作の場合に上記システム全体の電源をオフさせるオートパワーオフ制御を行い、上記メインスイッチのオフ操作によって上記電子回路に蓄積された電荷を放電させるものであって、上記システム全体の電源がオン状態であること及び上記オートパワーオフ制御が実行されたことを告知する告知手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る電動工具のオートパワーオフ制御方法は、システム全体の電源をオンまたはオフするメインスイッチ及び上記電源オン時に所定動作を実行させるサブスイッチがそれぞれ配置される電動工具のオートパワーオフ制御方法であって、上記メインスイッチのオン操作によって電子回路に電圧が印加されて上記電動工具のシステムを起動および保持させて告知手段が上記システム全体の電源がオン状態であることを告知し、且つ上記システム全体の電源がオンの状態で上記サブスイッチが所定時間に亘って未操作の場合に上記システム全体の電源をオフさせるオートパワーオフ制御を行って上記告知手段が上記オートパワーオフ制御が実行されたことを告知し、上記メインスイッチのオフ操作によって上記電子回路に蓄積された電荷を放電させることを特徴とする。

本発明に係る電動工具およびそのオートパワーオフ制御方法では、メインスイッチのオン時に保持制御手段が電動工具のシステムを起動および保持させ且つサブスイッチが所定時間に亘って未操作の場合に上記システムをオフさせる。

即ち、本発明に係る電動工具およびそのオートパワーオフ制御方法では、メインスイッチを再びオンする際、オートパワーオフ制御後の復帰が可能となるので、メインスイッチのスイッチ操作によって再度のオートパワーオフ制御が可能となる。従って、本発明に係る電動工具およびそのオートパワーオフ制御方法によれば、メインスイッチ及びサブスイッチを備える電動工具において、オートパワーオフ制御後の復帰をメインスイッチの操作で行うことができる。

本発明に係る一実施例の鉄筋結束機の断面図である。 図１に示す鉄筋結束機の回路図である。 図１に示す鉄筋結束機の結束モードに関するフローチャート図である。 従来例に係る鉄筋結束機の結束モードに関するフローチャート図である。

以下、本発明を実施するための形態について、具体化した一実施例を説明する。

以下、図１に基づいて、本発明の一実施形態である鉄筋結束機について説明する。
（鉄筋結束機の概略構成）

図１に示すように、鉄筋結束機１０は、その結束機本体１２にワイヤリール（図示省略）および電源である充電池１３を着脱可能に配置する。結束機本体１２には、ワイヤリールに巻装されるワイヤを送る、送りモータ１４が配置される。結束機本体１２は、電源をオン・オフするメインスイッチ２２、電源用のランプ２４、ワイヤ送り量を調整する調整ダイヤル２６を備える。結束機本体１２は、トリガレバー１８及びトリガスイッチ２０を備える。トリガスイッチは、電源オン時にワイヤの送り動作および捩り動作を実行させるサブスイッチである。

結束機本体１２の送り方向側（図１では右側）には、ワイヤをループ状に案内するガイド１５が配置される。また、結束機本体１２には捩りモータ１６が配置されており、捩りモータ１６には捩りフック１７が連結される。そして、捩りフック１７は、捩りモータ１６が回転することによって駆動し、複数本（図１では２本）の鉄筋Ｗの周囲に巻き付けられるループ状のワイヤを捩る。

即ち、捩りフック１７は、正転してループ状のワイヤまで進出して捩り、捩り終わった後に逆転して初期位置へ後退するように構成されている。また、捩り処理が終了したワイヤは、捩りフック１７に連動するカッタ（図示省略）で切断される。なお、これらの機構は従来公知の機構と同様であるので、これ以上の詳述は省略する。
（鉄筋結束機の制御系に関する構成）

鉄筋結束機１０は、図２に示すように、タイマ機能を有するＣＰＵ（中央処理装置）５０と、メインＳＷ（ＳＷはスイッチの略）２２と、トリガＳＷ２０と、ランプ２４と、捩りモータ１６と、モータドライバ５４および５６と、送りモータ１４と、充電池１３とを備える。保持制御手段または制御部であるＣＰＵ５０は、記録手段であるメモリ５２を内蔵している。そして、ＣＰＵ５０は、鉄筋結束機１０の全体的な動作を司り、たとえばトリガＳＷ２０からスイッチ信号がＣＰＵ５０へ入力された場合、そのスイッチ信号に基づき結束処理を行う。

即ち、図１に示すトリガレバー１８の引き操作に連動し、トリガスイッチ２０がオンされると、図２に示すＣＰＵ５０はモータドライバ５４を介して送りモータ１４を駆動させてワイヤを送り方向へ引き出し、捩りモータ１６でワイヤを捩る。なお、捩るモータ１６は、モータドライバ５６を介して正転および逆転可能となっている。また、ＣＰＵ５０に基づき、ランプ２４は電源オン時に点灯し、電源オフ時（結束機本体１１のシステムのオフ時も含む）には消灯する。

充電池１３は、ＣＰＵ５０・捩りモータ１６・送りモータ１４などの電源であり、ＣＰＵ５０などを起動させる電力を供給する。なお、充電池１３の配線は、メインＳＷ２２のオン端子２３Ｂに接続されている部位以外の図示を省略する。これは、ＣＰＵ５０などの各電子部品に複数の配線を接続する場合の錯綜を防止するためである。記録手段であるメモリ５２には、鉄筋結束機１０に各種の処理を制御するプログラムが記録される。例えば、メモリ５２には、オートパワーオフ制御を開始する所定時間なども記憶されている。

メインＳＷ２２は、いわゆる単極双投タイプのスイッチであり、オン状態での閉回路を構成する保持制御回路（保持制御手段と同義）およびオフ状態での閉回路を構成するリセット回路（リセット手段と同義）を切換える。メインＳＷ２２の操作子接点２３Ａ及びＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）５８のソース間には、電解コンデンサ６０及び抵抗６２が接続されている。電解コンデンサ６０は、モータ駆動時に発生するサージ電圧を吸収するための素子であり、接地されている。

抵抗６２はＦＥＴ５８をオンさせるための素子であり、コンデンサ６４を直列接続した上で接地されている。即ち、充電回路を構成する抵抗６２及びコンデンサ６４の定数は、抵抗６２の両端電圧がＦＥＴ５８をオンさせるのに十分な電圧になるように予め設定されている。メインＳＷ２２のオン接点２３Ｂは充電池１３を接続した上で接地されていると共に、オフ接点２３Ｃは抵抗６６を接続した上で接地されている。抵抗６６は、メインＳＷ２２への過電流を防止するための素子である。

ＦＥＴ５８はＣＰＵ５０を起動させるための素子であり、ＦＥＴ５８のドレインは図示しない電源回路を介してＣＰＵ５０に接続されている。また、ＦＥＴ５８のゲート及びＮＰＮ型のトランジスタＱ２のコレクタ間には、抵抗６８及び７０が直列接続されている。保持回路を構成するトランジスタＱ２のベースにはＣＰＵ５０が接続されていると共に、トランジスタＱ２のエミッタは接地されている。そして、抵抗６２及びコンデンサ６４の接続点Ｐ１は、抵抗６８及び抵抗７０の接続点Ｐ２に接続されている。
（本実施形態の作用）

図２に示すメインＳＷ２２をオン（図２では操作子を実線で示す）すると、先ず充電池１３の電圧が、充電回路を構成する抵抗６２及びコンデンサ６４に印加される。抵抗６２の両端が所定電圧以上になると、ＦＥＴ５８はオンとなる。ＦＥＴ５８がオンになると、ＣＰＵ５０が起動し、ＣＰＵ５０はトランジスタＱ２をオンさせる。そして、充電池１３の電圧が、保持回路となる抵抗６２、接続点Ｐ１，Ｐ２、抵抗７０を介してトランジスタＱ２に印加される。

以下、図３に示すフローチャートに基づき、結束モードに関する処理を説明する。ここで、図１に示す鉄筋結束機１０における処理は、ＣＰＵ５０（図２参照）によって実行され、図３のフローチャートで表される。このプログラムは、予め鉄筋結束機１０のメモリ５２（図２参照）のプログラム領域に記憶されている。このフローチャートは、ＣＰＵ５０がトランジスタＱ２をオンした後の処理である。
（結束モード）

図３に示すステップ１００において、動作終了時から所定時間（例えば１０分乃至３０分）が経過したか否かを判断する。なお、この所定時間は、電動工具の使い勝手または消費電力の低減などを考慮した上で設定されている。ステップ１００が否定の場合すなわち所定時間が経過していない場合には、ステップ１０２において、トリガＳＷ２０がオンか否かを判断する。

ステップ１０２が肯定の場合すなわちトリガＳＷ２０がオンの場合には、ステップ１０４でモータ１４，１６を駆動し、ステップ１０６で結束処理を行わせる。結束処理終了後、ＣＰＵ５０は上述した所定時間のカウントをリセットし、ステップ１００での所定時間のカウントを開始する。なお、ステップ１０２が否定の場合は、所定時間が経過するまでの間、トリガＳＷ２０がオンになるのを待つ。

ステップ１００が肯定の場合すなわち所定時間が経過した場合、ステップ１０８において、オートパワーオフ処理を行う。具体的には、制御部であるＣＰＵ５０（図２参照）は、トランジスタＱ２をオフさせる。そして、ステップ１０８の処理が終了した場合には、本フローチャートの処理は終了する。図３に示す結束モードは、メインＳＷ２２がオンされる毎に繰り返す。なお、上述したプログラムの処理の流れ（図２参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。

上述したように、ＣＰＵ５０によってトランジスタＱ２がオフされると、ＦＥＴ５８はオフとなる。また、ＦＥＴ５８がオフになると、結束機本体１１のシステムもオフされるので、トリガＳＷ２０をオンしてもモータ１４，１６は駆動せず結束処理が行われない。更に、上述したシステムがオフされるので、ランプ２４も消灯し、作業者はオートパワーオフ制御されたことを把握する。

そして、作業者が図２に示すメインＳＷ２２をオフ（図２では操作子を破線で示す）すると、コンデンサ６４に蓄積されている電荷は、放電回路を構成する抵抗６２，メインＳＷ２２の接点２３Ａ，２３Ｃ，抵抗６６を経て放電される。即ち、作業者がメインＳＷ２２をオフすると、保持制御手段を構成するコンデンサ６４を再び充電（起動と同義）可能とするために、コンデンサ６４に蓄積された電荷が放電（リセットと同義）される。

本実施例において、メインＳＷ２２のオフ時にコンデンサ６４に蓄積されている電荷を放電させる構成にしたのは、メインＳＷ２２を再びオンする際、オートパワーオフ制御後の復帰を可能にするためである。即ち、本実施例によれば、メインＳＷ２２のオフ・オン操作により、再度オートパワーオフ制御を可能にできる。従って、本実施例によれば、メインＳＷ２２及びトリガＳＷ２０を備える鉄筋結束機１０において、オートパワーオフ制御後の復帰をメインＳＷ２２の操作で行うことができる。また、本実施例によれば、オートパワーオフ制御により、充電池１３の過放電を抑制できる。

上記実施例では電動工具を鉄筋結束機とした例であるが、本発明はメインスイッチ及びサブスイッチを備える電動工具であれば適用でき、例えばせん定はさみ等にも同様に適用し得る。また、本発明は、電源として商業電源を利用する電動工具でも適用し得る。

１０ 鉄筋結束機（電動工具）
１３ 充電池（電源）
１４ 送りモータ
１６ 捩りモータ
２０ トリガスイッチ（サブスイッチ）
２２ メインスイッチ
２３Ｃ メインスイッチのオフ接点（リセット手段，放電回路）
５０ ＣＰＵ（保持制御手段または制御部）
５２ メモリ（記録手段）
６２ 抵抗（保持制御手段または充電回路）
６４ コンデンサ（保持制御手段または充電回路）
７０ 抵抗（保持制御手段または保持回路）
Ｑ２ トランジスタ（保持制御手段または保持回路）

Claims (2)

1. システム全体の電源をオンまたはオフするメインスイッチ及び上記電源オン時に機械的な所定動作を実行させるサブスイッチがそれぞれ配置される電動工具であって、
   上記メインスイッチのオン操作によって電子回路に電圧が印加されて上記電動工具のシステムを起動および保持させ、且つ上記システム全体の電源がオンの状態で上記サブスイッチが所定時間に亘って未操作の場合に上記システム全体の電源をオフさせるオートパワーオフ制御を行い、
   上記メインスイッチのオフ操作によって上記電子回路に蓄積された電荷を放電させるものであって、
   上記システム全体の電源がオン状態であること及び上記オートパワーオフ制御が実行されたことを告知する告知手段を備えることを特徴とする電動工具。
2. システム全体の電源をオンまたはオフするメインスイッチ及び上記電源オン時に所定動作を実行させるサブスイッチがそれぞれ配置される電動工具のオートパワーオフ制御方法であって、
   上記メインスイッチのオン操作によって電子回路に電圧が印加されて上記電動工具のシステムを起動および保持させて告知手段が上記システム全体の電源がオン状態であることを告知し、且つ上記システム全体の電源がオンの状態で上記サブスイッチが所定時間に亘って未操作の場合に上記システム全体の電源をオフさせるオートパワーオフ制御を行って上記告知手段が上記オートパワーオフ制御が実行されたことを告知し、
   上記メインスイッチのオフ操作によって上記電子回路に蓄積された電荷を放電させることを特徴とする電動工具のオートパワーオフ制御方法。

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