JP5895158B2

JP5895158B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP5895158B2
Application number: JP2012055963A
Authority: JP
Inventors: 雅理村松
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: JP2013188822A

Description

本発明は、電動工具に関するものである。

従来の電動工具は、様々な作業範囲で用いられており、その作業負荷に応じて段階的に減速機の減速比を切り替えて変速させることで、トルクの低い低出力モードと、トルクの高い高出力モードが選択可能となっている（例えば、特許文献１参照）。このように複数のモードを切り替える際、多くの場合使用者が操作可能な操作部（スイッチ等）を用いることがある。

上記の電動工具において、低出力モードや高出力モードを選択するとき、ホール素子等のスイッチ部材にて前記操作部の位置を直接又は間接的に検出し、その操作部の位置に応じて減速機の減速比を変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照）

特開２００９−１５４２２７号公報

しかしながら、上記のような電動工具では、操作部が万一故障した場合、所望のモードになることなく、作業者の予期せぬモードにて作業することとなり、安全性の面で向上の余地がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、安全性を向上させることができる電動工具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の電動工具は、駆動源と、該駆動源の駆動力を少なくとも２段階以上に変更可能な変速機と、前記変速機を制御して駆動源からの駆動力を第１出力レベルで動作する低出力制御モードと前記第１出力レベルより高出力の第２出力レベルで動作可能な高出力制御モードとを有する制御部と、使用者の操作により前記制御モードを選択可能な操作選択部と、前記操作選択部の制御モードの選択状態を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記検出部からの信号がない場合に、低出力制御モードとなるように操作選択部を構成することにより、前記操作選択部によって前記高出力制御モードが選択された状態であるか否かを前記検出部により検出不能となった際に、前記低出力制御モードとして前記変速機を制御することを特徴とする。

また、駆動源と、該駆動源の駆動力を少なくとも２段階以上に変更可能な変速機と、前記変速機を制御して駆動源からの駆動力を第１出力レベルで動作する低出力制御モードと前記第１出力レベルより高出力の第２出力レベルで動作可能な高出力制御モードと第１の出力レベルから第２の出力レベルの範囲で、出力レベルを所定の変速比に変更する自動変速制御モードとを有する制御部と、使用者の操作により前記制御モードを選択可能な操作選択部と、前記操作選択部の制御モードの選択状態を検出する検出部とを備え、前記制御部は、前記検出部からの信号がない場合に、低出力制御モードとなるように操作選択部を構成することにより、前記操作選択部によって前記高出力制御モード又は前記自動変速制御モードが選択された状態であるか否かを前記検出部により検出不能となった際に、前記低出力制御モードとして前記変速機を制御することを特徴とする。

また上記構成において、検出部は、ホール素子であることが好ましい。
また上記構成において、検出部は、押圧スイッチであることが好ましい。

本発明によれば、より安全な動作を可能とする電動工具を提供することができる。

実施形態における電動工具の概略構成を説明するための平面図である。同上における電動工具の電気的構成を説明するためのブロック図である。スライドスイッチについて説明するための電動工具の平面図である。スライドスイッチについて説明するための電動工具の平面図である。スライドスイッチについて説明するための電動工具の平面図である。スライドスイッチの平面図である。（ａ）〜（ｃ）は、スライドスイッチの位置検出について説明するための断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、ホール素子の検出状態と制御モードの関係について説明するための説明図である。

以下、本発明の電動工具に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように本実施形態の電動工具１０は、電動工具本体１１と、この電動工具本体１１に対して着脱可能な二次電池を内蔵した電池パック１２とを有している。

電動工具本体１１は、図１及び図２に示すようにハウジング１３内部に、電池パック１２の二次電池によって駆動されるモータ１４と、このモータ１４を制御する制御部ＣＰと、モータ１４の駆動力を減速させて高トルクで出力する減速機構１５とを備える。そして、モータ１４の駆動力は、減速機構１５を介して出力軸（図示略）に伝達され、この出力軸が回転されることで、ハウジング１３の外部に露出されて図示しない工具（ビット）を装着可能なビット装着部１６が形成されている。

また、減速機構１５は、制御部ＣＰによりアクチュエータ１７が制御されることで減速比を変化させることが可能となっている。なお、本実施形態では減速機構１５及びアクチュエータ１７とで変速機が構成される。

本実施形態では、第１出力レベル（高回転低トルク）で動作する低出力制御モードと、第１出力レベルよりも高い第２出力レベル（低回転高トルク）で動作する高出力制御モードとで減速機構１５の減速比が予め設定されている。これらは、ハウジング１３の上面に設けられるスライドスイッチ２０を操作することで、前記低出力制御モードと、高出力制御モードと、低出力制御モード及び高出力制御モードのいずれかに自動切替する自動変速制御モードのいずれかを選択することが可能となっている。なお、自動変速制御モードによる制御モードの切り替えタイミングは前記ビットにかかるトルクを検出したり、モータ１４への電流を監視して前記ビットにかかるトルクを間接的に検出することで、タイミングが制御部ＣＰによって切り替えられる。

このスライドスイッチ２０は、ハウジング１３の長手方向に往復移動可能に構成され、使用者による操作が可能となっている。このスライドスイッチ２０は、図１に示すようにその上面２０ａに摘み部２０ｂが形成される。この摘み部２０ｂの前方には、図１及び図３〜図５に示すように、「１」、「２」、「３」の数字がその上面２０ａに印字されている。そして、スライドスイッチ２０の摘み部２０ｂをハウジング１３の長手方向に操作させることで、スライドスイッチ２０が長手方向に移動する。このとき、ハウジング１３の上面１３ａの前記スライドスイッチ２０近傍には、スライドスイッチ２０の上面２０ａに印字された「１」、「２」、「３」のいずれが選択されているかが判別できるように、白抜き三角となるように形成される目印部１３ｂが形成される。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、スライドスイッチ２０の下面２０ｃ前方には、磁石２１が設けられる。そして、図６及び図７に示すように、スライドスイッチ２０の下面２０ｃと対向する位置には、ホール素子２２ａ，２２ｂが移動方向に沿って位置検出回路基板２２上に並設されている。ホール素子２２ａ，２２ｂは、スライドスイッチ２０の上面２０ａに印字される「１」と「３」との距離分だけ、離間されて配置される。例えば、図７（ａ）に示すようにスライドスイッチ２０が最前方に位置する状態で、例えば前記スライドスイッチ２０の下面２０ｃに設けられる磁石２１とホール素子２２ａとが対向するような位置関係とする。すると、図７（ｃ）に示すようにスライドスイッチ２０を最後方に位置する状態まで移動させると、磁石２１とホール素子２２ｂとが対向する状態となる。

次に、上記のように構成された電動工具１０の動作例について主に図２を用いて説明する。
先ず、使用者が操作可能なトリガスイッチ（図示略）が引き込まれると、制御部ＣＰは、スライドスイッチ２０の位置をホール素子２２ａ，２２ｂにて検出する。次いで、制御部ＣＰは、モータ１４を回転駆動させるとともに、スライドスイッチ２０の位置に応じて各制御モードとなるように減速機構１５の減速比をアクチュエータ１７にて調整する。

具体的には、例えば磁石２１とホール素子２２ｂとが対向（図７（ｃ）参照）すると、図８（ａ）に示すようにホール素子２２ｂにて磁石２１が検出されてＯＮ状態、ホール素子２２ａでは磁石２１が検出されずにＯＦＦ状態とされる。すると、制御部ＣＰは、低回転高トルクの前記高出力制御モードとなるようにアクチュエータ１７にて減速機構１５の減速比を調整する。このとき、スライドスイッチ２０は、図３に示すように上面２０ａに印字された「１」と目印部１３ｂとが対応する位置関係となっている。また、例えば磁石２１が各ホール素子２２ａ，２２ｂのいずれにも対向しない位置（図７（ｂ）参照）とされると、図８（ａ）に示すようにホール素子２２ａ，２２ｂのいずれも検出されずにＯＦＦ状態とされる。すると、制御部ＣＰは、高回転低トルクの前記低出力制御モードとなるようにアクチュエータ１７にて減速機構１５の減速比を調整する。このとき、スライドスイッチ２０は、図４に示すように上面２０ａに印字された「２」と目印部１３ｂとが対応する位置関係となっている。また、例えば磁石２１とホール素子２２ａとが対向（図７（ａ）参照）すると、図８（ａ）に示すようにホール素子２２ａにて磁石２１が検出されてＯＮ状態、ホール素子２２ｂでは磁石２１が検出されずにＯＦＦ状態とされる。すると、制御部ＣＰは、前記高出力制御モードと低出力制御モードとを適宜切り替える自動変速制御モードとなるように、アクチュエータ１７にて減速機構１５の減速比を適宜調整する。このとき、スライドスイッチ２０は、図５に示すように上面２０ａに印字された「３」と目印部１３ｂとが対応する位置関係となっている。

また、本実施形態ではホール素子２２ａ，２２ｂのいずれかが破損してスライドスイッチ２０の位置を検出できない場合には、ホール素子２２ａ，２２ｂからの信号が無く、すなわちＯＦＦ状態とされる。このため、スライドスイッチ２０の位置が低回転高トルクの高出力制御モードを選択する状態であっても、ホール素子２２ｂが破損することで制御部ＣＰには図８（ｂ）に示すように各ホール素子２２ａ，２２ｂがＯＦＦ状態とされる。このため、制御部ＣＰは、高出力制御モードではなく、低出力制御モードとなるようにアクチュエータ１７を制御して減速機構１５の減速比を調整する。また、スライドスイッチ２０の位置が自動変速制御モードを選択する状態であっても、例えばホール素子２２ａが破損することで制御部ＣＰには図８（ｃ）に示すように各ホール素子２２ａ，２２ｂがＯＦＦ状態とされる。このため、制御部ＣＰは、自動変速制御モードではなく、低出力制御モードとなるようにアクチュエータ１７を制御して減速機構１５の減速比を調整する。

すなわち、本実施形態の電動工具１０では、ホール素子２２ａ，２２ｂが万が一破損しても安全側である低出力制御モードでしか動作しないため、故障時には必ず低出力制御モードで動作させて安全性を確保することができる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）制御部ＣＰは、操作選択部としてのスライドスイッチ２０によって前記高出力制御モードが選択された状態であるか否かをホール素子２２ａ，２２ｂにより検出不能となった際に、低出力制御モードとして動作するように、変速機を構成する減速機構１５及びアクチュエータ１７を制御する。このように、ホール素子２２ａ，２２ｂの少なくとも一方が故障して高出力制御モードが選択された状態か検出不能となった際に、高回転低トルクの低出力制御モードでしか動作させないため、電動工具１０の安全性を確保することができる。

（２）制御部ＣＰは、スライドスイッチ２０によって自動変速制御モードが選択された状態であるか否かをホール素子２２ａ，２２ｂにより検出不能となった際に、低出力制御モードとして動作するように、減速機構１５及びアクチュエータ１７を制御する。このように、高出力制御モードと低出力制御モードとを自動で切り替える自動変速を行う自動変速制御モードであっても、そのモードが選択された状態か検出不能となった際に、低出力制御モードでしか動作させないため、安全性を確保できる。

（３）検出部は、ホール素子２２ａ，２２ｂで構成されるため、機械的接触（摩耗）等のあるスイッチと比較して耐久性を高めることができる。また、磁気で検出するホール素子２２ａ，２２ｂを用いることで、塵や埃等が介在されても磁石２１を検出することが可能である。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、電動工具１０をモータ１４によってビットを回転させる回転工具に適用したが、回転工具だけではなく、往復駆動工具に適用してもよい。

・上記実施形態では、ホール素子２２ａ，２２ｂにて検出部を構成したが、これに限らない。例えば機械的接触のある押圧スイッチ（タクトスイッチ等）で構成してもよい。また、画像処理検出によってスライドスイッチ２０の位置を検出する構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、自動変速制御モードを備える構成としたが、省略する構成を採用してもよい。

１０…電動工具、１４…駆動源としてのモータ、１５…変速機を構成する減速機構、１７…変速機を構成するアクチュエータ、２０…操作選択部としてのスライドスイッチ、２２ａ，２２ｂ…検出部としてのホール素子、ＣＰ…制御部。

Claims

駆動源と、該駆動源の駆動力を少なくとも２段階以上に変更可能な変速機と、前記変速機を制御して駆動源からの駆動力を第１出力レベルで動作する低出力制御モードと前記第１出力レベルより高出力の第２出力レベルで動作可能な高出力制御モードとを有する制御部と、使用者の操作により前記制御モードを選択可能な操作選択部と、前記操作選択部の制御モードの選択状態を検出する検出部とを備え、
前記制御部は、前記検出部からの信号がない場合に、低出力制御モードとなるように操作選択部を構成することにより、前記操作選択部によって前記高出力制御モードが選択された状態であるか否かを前記検出部により検出不能となった際に、前記低出力制御モードとして前記変速機を制御することを特徴とする電動工具。
駆動源と、該駆動源の駆動力を少なくとも２段階以上に変更可能な変速機と、前記変速機を制御して駆動源からの駆動力を第１出力レベルで動作する低出力制御モードと前記第１出力レベルより高出力の第２出力レベルで動作可能な高出力制御モードと第１の出力レベルから第２の出力レベルの範囲で、出力レベルを所定の変速比に変更する自動変速制御モードとを有する制御部と、使用者の操作により前記制御モードを選択可能な操作選択部と、前記操作選択部の制御モードの選択状態を検出する検出部とを備え、
前記制御部は、前記検出部からの信号がない場合に、低出力制御モードとなるように操作選択部を構成することにより、前記操作選択部によって前記高出力制御モード又は前記自動変速制御モードが選択された状態であるか否かを前記検出部により検出不能となった際に、前記低出力制御モードとして前記変速機を制御することを特徴とする電動工具。
請求項１又は２に記載の電動工具において、
前記検出部は、ホール素子であることを特徴とする電動工具。
請求項１又は２に記載の電動工具において、
前記検出部は、押圧スイッチであることを特徴とする電動工具。