JP6788824B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電池パックを電源とする電動工具に関するものである。

従来、電動工具においては、モータや制御回路等を備える工具本体に対して電池パックが着脱可能に構成されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
このような電動工具では、工具本体に設けられるトリガスイッチが引き込まれることで、トリガスイッチからの駆動信号に基づいて制御回路がモータを駆動させるようになっている。

特開２００６−３４１３２５号公報

ところで、上記のような電動工具では、図４に示すように、例えばトリガスイッチが引き込まれて（オンされて）から電源供給が行われても、所定期間Ｔｓ１においては回路内の種々の起動処理が行われた後に制御回路の動作が開始される。更に、制御回路の動作が開始されてから所定期間Ｔｓ２においては、トリガスイッチからの駆動信号を判定する信号判定処理が行われる。信号判定処理後、制御回路はモータを駆動する。即ち、トリガスイッチが引き込まれてから所定時間Ｔｓ１＋Ｔｓ２の分だけモータの駆動開始（動作開始）が遅れることとなる。

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、トリガスイッチ操作からモータ駆動までの動作時間を短縮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、電動工具は、モータと、該モータの駆動力を減速させて出力軸に伝達させる駆動力伝達部と、前記モータの駆動を制御する制御回路とを備えた工具本体と、前記工具本体に対して着脱可能とされて前記モータに対して電源供給する電池パックと、を有する電動工具であって、前記制御回路に対して電源供給を行う補助電源部を備えたことを特徴とする。

本発明の電動工具によれば、トリガスイッチ操作からモータ駆動までの動作時間を短縮させることができる。

実施形態における電動工具の概略構成を示す側面図である。 同上における電動工具の概略構成を示すブロック図である。 同上における電動工具の一動作例を説明するためのタイミングチャートである。 参考例の電動工具の動作例を説明するためのタイミングチャートである。

以下、電動工具の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、工具本体１１と、工具本体１１に対して着脱可能な電池パック１２とを有する。

工具本体１１の外郭をなすハウジング１３は、略円筒状の胴部１４と、この胴部１４の長手方向途中から下方に延びた把持部１５と、把持部１５の下端部に電池パック１２を装着する電池パック装着部１６とを有している。

図１に示すように、胴部１４の内部には、モータ１７と、モータ１７のモータ軸１７ａと連結される駆動力伝達部１８が配置されている。駆動力伝達部１８は、モータ１７の回転駆動力を駆動力伝達部１８の前方に配置された出力軸１９に伝達するものであり、例えば減速機構及びクラッチ機構等を含む。

駆動力伝達部１８は、出力軸１９の先端側でチャック２０と連結される。これによって、モータ１７の回転に伴って駆動力伝達部１８を介してチャック２０が回転される。チャック２０には、ドライバービットやタップ等の先端工具が着脱可能に装着され、チャック２０の回転と共に回転する。

図１に示すように、工具本体１１の把持部１５は、胴部１４の長手方向である前後方向に対して下方向に延びるように形成されている。また、把持部１５の上端には、作業者が工具本体１１の運転・停止を指示するためのトリガスイッチ２１が設けられている。

トリガスイッチ２１のやや上側寄りには、作業者が先端工具（ビット）の回転方向、即ちモータ１７の回転方向を指示するための回転方向切換スイッチ２２が把持部１５の表面から突出する形で露設されている。回転方向切換スイッチ２２は、把持部１５を左右方向に貫通する操作ノブを有し、その操作ノブを左右方向に移動させることにより、モータ１７の回転方向を指示する。

図１に示すように、把持部１５の下端には、電池パック装着部１６が設けられている。電池パック装着部１６は前後方向に長い扁平な直方体状をなしている。電池パック装着部１６内に電動工具１０の統括的な制御を行う制御回路３０が収容される。

図１に示すように、工具本体１１のハウジング１３内には、補助電源部３１が収容されている。補助電源部３１は、制御回路３０及び電池パック１２に接続される。補助電源部３１は、二次電池を含み、例えば電池パック１２からの電源供給によって蓄電可能とされ、制御回路３０に対して電源供給を行うようになっている。さらに、補助電源部３１は、前記二次電池の給電のタイミングを制御可能な制御部を有している。

次に、本実施形態の電動工具１０の電気的構成について主に図２を用いて説明する。
図２に示すように、電動工具１０の制御回路３０には、補助電源部３１から電源供給される。また、制御回路３０には、回転方向切換スイッチ２２及びトリガスイッチ２１の各種スイッチからの信号が入力される。

制御回路３０は、回転方向切換スイッチ２２によるモータ１７の正転、逆転、停止の選択に基づいてモータ１７の回転方向の切換や停止を行う。トリガスイッチ２１は引込量に応じた信号を出力し、制御回路３０は、その引込量に応じた出力制御を行う。

また、制御回路３０は、電池パック１２の電源供給に基づいてモータ１７を駆動させるようになっている。
また、制御回路３０にはタイマ３２が接続されており、各種の計時を行う。タイマ３２による計時の一例としては、トリガスイッチ２１の駆動信号の入力が終了（オフ）してからの時間計測や、補助電源部３１の給電停止後における所定間隔毎で補助電源部３１からの短時間給電のタイミングを計るために用いられる。

制御回路３０を動作（起動）させるための電源供給を行う補助電源部３１には、補助電源部３１の電源電圧を測定する電圧測定部３３が接続される。補助電源部３１は、電圧測定部３３によって測定される電源電圧が過放電状態となりうる所定値以下となった場合には、制御回路３０への電源供給を停止させるようになっている。

次に、本実施形態の電動工具１０の一動作例（作用）を説明する。
本実施形態の電動工具１０は、トリガスイッチ２１が引き込まれることで制御回路３０に対して駆動信号（オン信号）が出力される。このとき、制御回路３０には補助電源部３１から電源供給（給電）されているため、起動処理をすることなく、前記駆動信号の判定を行うことが可能となっている。駆動信号判定後、制御回路３０は、モータ１７を駆動させる。これにより駆動力伝達部１８を介して出力軸１９が回転され、出力軸１９と一体回転する先端工具が回転されることとなる。

図３に示すようにタイミングｔ１とタイミングｔ２との間（期間Ｔ１）において、電池パック１２を交換するべく電池パック１２を工具本体１１から取り外した場合、制御回路３０に対しては、補助電源部３１の給電が継続される。このため、電池パック１２を工具本体１１に取り付けたタイミングｔ２で即座にトリガスイッチ２１を引き込んで駆動信号（オン信号）を出力すると、制御回路３０は起動処理をすることなく、前記駆動信号の判定を行うことが可能である。このため、トリガスイッチ２１の引き込み開始（タイミングｔ２）からのモータ１７の動作開始（タイミングｔ３）までの期間Ｔ２は、駆動信号の判定時間（図４においてＴｓ２と同意）に相当する。

図３に示すように、タイミングｔ４において、トリガスイッチ２１の操作が終了すると、制御回路３０に対する駆動信号が出力されなくなるため、制御回路３０は、モータ１７への電源供給を停止させて駆動停止させる。このとき、タイマ３２（図２参照）による計時が開始される。そして、制御回路３０は、タイマ３２による計時開始から所定期間（所定時間）Ｔ３経過したタイミングｔ５において、補助電源部３１からの電源供給が遮断されて、制御回路３０の動作が停止する。ここで、所定期間Ｔ３は、３〜５分程度が想定されるが、仕様等によって適宜変更してもよい。

その後、補助電源部３１は、自身の制御部によってトリガスイッチ２１の操作等が行われない場合、所定間隔Ｔ４毎に所定期間Ｔ５だけ制御回路３０に対する電源供給を行うようになっている。なお、所定間隔Ｔ４は、例えば１０〜１５分程度が想定されるが、仕様等によって適宜変更してもよい。このとき、図３の所定期間Ｔ５の開始タイミングにおいて補助電源部３１の給電開始時期と制御回路３０の動作の開始時期が一致させて図示しているが、補助電源部３１の給電開始後所定期間Ｔｓ１（図４参照）に相当する分だけ制御回路３０内の種々の起動処理が行われてから実際の動作が可能となる。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）制御回路３０に対して電源供給を行う補助電源部３１を備える。このため、トリガスイッチ２１の引き込み操作を切っ掛けとして制御回路３０を起動させるといったことを行わずに、トリガスイッチ２１の引き込み操作の前に、制御回路３０を起動させることができるため、モータ１７を動作させるまでの時間を短縮させることができる。

（２）トリガスイッチ２１からの駆動信号が、所定期間Ｔ３、制御回路３０に入力されなかった場合、制御回路３０に対する電源供給が遮断されるため、制御回路３０にて使用する電力消費を抑えることができる。

（３）制御回路３０に対する電源供給遮断（タイミングｔ５）後、所定間隔Ｔ４毎に電源供給遮断を停止して制御回路３０に対する電源供給が行われる。このように所定間隔Ｔ４毎に制御回路３０に対して電源供給が行われることで制御回路３０を起動させることができるため、制御回路３０起動時においてトリガスイッチ２１が引き込まれた場合にモータ１７を動作させるまでの時間を短縮させることができる。

（４）補助電源部３１は、自身の電源電圧が所定電圧以下である場合には前記制御回路３０に対する電源供給を停止するため、補助電源部３１の過放電を抑えることができる。
（５）補助電源部３１は、電池パック１２と接続されて電池パック１２からの電源供給によって蓄電可能に構成されるため、別途補助電源部３１に対する電源を用意する必要がないため、部品点数の増加や電動工具１０の大型化などを抑えることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、トリガスイッチ２１からの駆動信号が所定期間Ｔ３，制御回路３０に入力されなかった場合に、補助電源部３１からの電源供給を遮断する構成としたが、これに限らず、補助電源部３１からの電源供給を継続しておこなってもよい。

・上記実施形態では、補助電源部３１による制御回路３０に対する電源供給遮断後、所定間隔毎に制御回路３０に対する電源供給を行うこととしたが、これに限らない。例えば、電源供給遮断後において所定間隔毎に制御回路３０に対する電源供給を行わない構成としてもよい。

・上記実施形態では、制御回路３０に対する起動（動作）のための電源供給を補助電源部３１のみで実施する構成としたが、これに限らない。例えば、電池パック１２が装着される場合にあっては電池パック１２から制御回路３０に対する起動（動作）のための電源供給を行い、電池パック１２が取り外された場合のみ、補助電源部３１からの電源供給を行うこととしてもよい。

・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（付記１）モータ（１７）と、該モータ（１７）の駆動力を減速させて出力軸（１９）に伝達させる駆動力伝達部（１８）と、前記モータ（１７）の駆動を制御する制御回路（３０）と、引き込み操作されると駆動信号を制御回路（３０）に対して出力するトリガスイッチ（２１）と、を備えた工具本体（１１）と、
前記工具本体（１１）に対して着脱可能とされて前記モータ（１７）に対して電源供給する電池パック（１２）と、
を有する電動工具であって、
前記制御回路（３０）に対して電源供給を行う補助電源部（３１）を備えたことを特徴とする電動工具。

（付記２）付記１に記載の電動工具において、
前記トリガスイッチ（２１）からの駆動信号が、所定時間、前記制御回路（３０）に入力されなかった場合、前記制御回路（３０）に対する電源供給を遮断する遮断部（３１）を備えたことを特徴とする電動工具。

（付記３）付記２に記載の電動工具において、
前記遮断部（３１）は、電源供給遮断後、所定間隔毎に電源供給遮断を停止して前記制御回路（３０）に対する電源供給を許可することを特徴とする電動工具。

（付記４）付記１〜３のいずれか一項に記載の電動工具において、
前記補助電源部（３１）は、自身の電源電圧が所定電圧以下である場合には前記制御回路（３０）に対する電源供給を停止することを特徴とする電動工具。

（付記５）付記１〜４のいずれか一項に記載の電動工具において、
前記補助電源部（３１）は、前記電池パック（１２）と接続されて該電池パック（１２）からの電源供給によって蓄電可能に構成されることを特徴とする電動工具。

１０…電動工具、１１…工具本体、１２…電池パック、１７…モータ、１８…駆動力伝達部、１９…出力軸、２１…トリガスイッチ、３０…制御回路、３１…補助電源部（遮断部）。

Claims (2)

1. モータと、前記モータの駆動力を減速し、出力軸に伝達する駆動力伝達部と、前記モータの駆動を制御する制御回路と、引き込み操作に応じて駆動信号を前記制御回路に対して出力するトリガスイッチと、を備えた工具本体と、
   前記工具本体に対して着脱可能であり、前記モータに対して電源供給を行う電池パックと、
   前記制御回路に対して電源供給を行う補助電源部と、
   前記駆動信号が前記制御回路に所定時間入力されない場合、前記制御回路に対する電源供給を遮断する遮断部と、を備え、
   前記遮断部は、電源供給遮断を実行した後、所定間隔毎に電源供給遮断を停止し、前記制御回路に対する電源供給を許可する
   電動工具。
2. 前記補助電源部は、自身の電源電圧が所定電圧以下である場合に前記制御回路に対する電源供給を停止する
   請求項１に記載の電動工具。

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