JP6917453B2 - 高速回転レンチ及びその高速回転レンチに用いるモーターの保護方法 - Google Patents
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Description
これにより、第一伝動ロッドカバーはモーターの出力軸に接続し、出力軸の出力動力を第一伝動ロッドに伝送する。第一伝動ロッドの歯車が、第二伝動ロッドと噛み合い、出力動力を第二伝動ロッドに伝動する。こうして、第二伝動ロッドはラチェットヘッドと連動されて作動し、電動の取り付け又は取り外し作業が行われる。
一方、手動操作モード時には、手動ハンドルのソケットヘッドが、ロッドの第一伝動ロッドに接続し、操作者は直接手動で、手動ハンドルを回し、手動ハンドルはソケットヘッドの回転を連動する。こうして、出力動力が第一伝動ロッド、第二伝動ロッド及びラチェットヘッドを伝動し、手動での取り付け又は取り外し作業が行われる。
しかし、螺合部材上で取り出し或いは定位の過程中、螺合部材の錆びている箇所或いは損壊箇所にあたった際には、作業物は引っかかってスムーズに移動できなくなり、モーターの負荷が上昇する。これにより、モーターは過熱し、熱で破壊され、ラチェットレンチが損壊してしまう。
よって、如何にしてモーターを保護し、モーターの損傷を減らし、使用の安全性を高めるかは、業界関係者が取り組む課題である。
本発明の高速回転レンチは、緊密固定部材が螺合部材上で高速回転する過程において、電流センサーによりモーターの作動電流値を探知し、コントローラーの比較ユニットにより作動電流値と設定の臨界電流値を比較し、作動電流値が臨界電流値を超えると、警告器を触発し、モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促す。これにより、操作者が手動モードに切り換えて操作することができ、モーターが高負荷の状況になると直ちに作業を停止することで、モーター保護の効果を達成する。
本発明による高速回転レンチは、電動モード或いは手動モードで操作される。
前記モーターは、電動モードにおいては、第一トルクにより緊密固定部材を駆動し、螺合部材上で緊密固定部材を高速回転させる。手動モードにおいては、第二トルクにより、緊密固定部材を駆動し、螺合部材に対し緊密に固定され或いは緩められる。
第一トルクは、第二トルクより小さい。
高速回転レンチは、レンチ本体、モーター、電流センサー、コントローラー、スイッチ部材、警告器を有する。
該レンチ本体の一端には、頭部が設置され、反対端には、中空状のグリップ部が設置される。
頭部には、回転可能なようにラチェット装置が設置され、ラチェット装置は、緊密固定部材を連動する。
グリップ部内には、伝動軸が設置され、伝動軸の一端には、ラチェット装置と連結する。ラチェット装置は方向転換部材を有し、方向転換部材はラチェット装置を制御し、正方向又は反対方向への切り換えを行う。
該モーターは、グリップ部内に設置され、伝動軸の反対端に連結される。
該電流センサーは、モーターと電気的に接続され、モーター作動時の作動電流値を探知する。
該コントローラーは、モーター及び電流センサーに電気的に接続され、設定ユニット及び比較ユニットを有し、設定ユニットは、臨界電流値を設定し、比較ユニットは、作動電流値を、臨界電流値と比較する。
該スイッチ部材は、グリップ部内に設置され、スイッチ部材とコントローラーは、電気的に接続され、モーターの作動をオン或いはオフにする。スイッチ部材は、モーターを制御し、伝動軸を連動して、時計回り或いは逆時計回りの回転を行わせる。
該警告器は、コントローラーと電気的に接続され、電動モード下で、螺合部材上に損壊箇所或いは錆びている箇所があった場合には、緊密固定部材が引っかかってスムーズに移動できなくなり、この時、モーターが作動電流値を高め続け、作動電流値が臨界電流値を超えると、コントローラーは警告器を触発し、モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促して操作者に手動モードに切り換えさせ、操作者は第二トルクにより高速回転レンチを動かす。
スイッチ部材と方向転換部材の切り換え方向は異なり、伝動軸とラチェット装置の回転方向が不一致である時、コントローラーは警告器を触発する。
好ましくは、以上の本発明による高速回転レンチに用いるモーターの保護方法であって、
モーターには、電流センサー、コントローラー、警告器がそれぞれ電気的に接続されるステップと、
電流センサーが、モーターの作動電流を探知するステップと、
コントローラーが、臨界電流値を設定するステップと、を含む。
高速回転過程において、電流センサーは、モーター作動時の作動電流値を電動モード下で探知する。螺合部材上に損壊箇所或いは錆びている箇所があった場合には、緊密固定部材は引っかかってスムーズに移動できなくなり、この時、モーターは作動電流値を高め続け、作動電流値が臨界電流値を超えると、コントローラーは警告器を触発し、モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促して操作者に手動モードに切り換えさせる。操作者は第二トルクにより高速回転レンチを動かす。スイッチ部材と方向転換部材の切り換え方向は異なり、伝動軸とラチェット装置の回転方向が不一致である時、コントローラーは警告器を触発する。
上述のように、本発明は電動モード下で、緊密固定部材が高速回転過程において、螺合部材上に損壊箇所或いは錆びている箇所があった場合には、比較ユニットにより作動電流値が臨界電流値を超えるかどうか比較し、作動電流値が臨界電流値を超えた場合には、コントローラーは警告器を触発し、モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促す。このため、操作者は手動モードに切り換えて操作することができる。この結果、緊密固定部材は螺合部材上の損壊箇所或いは錆びている箇所を離れ、モーターが高負荷状況にある時には電動モードを停止して手動モードに切り換えられ、モーターの熱による損傷が防止され、使用上の安全性が保障される。
螺合部材上の損壊箇所或いは錆びている箇所の範囲が大きくない、或いは緊密固定部材の引っかかりが一時的である時には、持続時間内で、緊密固定部材は既に螺合部材の損壊箇所、錆びている箇所或いは引っかかり箇所を離れる。また、比較ユニットの比較により、作動電流値が臨界電流値より小さいと判断した時には、警告器は触発を停止し、操作者は、第一トルクで緊密固定部材を継続して駆動し、螺合部材上で高速回転させられる。これにより、使用上の利便性を提供する。
上述の発明内容中において表示する本発明の中心思想を説明するため、以下に具体的な実施形態を用いて表記する。
実施形態中の各種異なる物件は、説明に合わせた比率、サイズ、変形量或いは移動量に応じて表現したものであり、実際部材の比率に基づき表現したものではない。
電動モードにおいては、第一トルクにより、緊密固定部材を駆動し、螺合部材上で高速回転させる。
手動モードにおいては、第二トルクにより、緊密固定部材を駆動し、螺合部材に対し緊密に固定され或いは緩められる。
第一トルクは、第二トルクより小さく、螺合部材の縦方向の長さは、緊密固定部材の高さの5倍以上で、本発明中では、螺合部材はボルトで、緊密固定部材はナットである。
レンチ本体10の一端には、頭部11が設置され、反対端には、中空状のグリップ部12が設置される。
頭部11には、ラチェット装置13が回転可能に設置される。
ラチェット装置13は、緊密固定部材と接続され、緊密固定部材を連動して、螺合部材上で回転させる。
グリップ部12の内部には、伝動軸14が設置される。
伝動軸14の一端は、ラチェット装置13と連結される。
さらに、ラチェット装置13は、方向転換部材131を有する。
方向転換部材131は、頭部11に枢設される。
方向転換部材131は、正回転と逆回転ができ、ラチェット装置13を制御して、時計回り或いは逆時計回りの回転を行わせる。
モーター20は、伝動軸14の反対端に連結される。
モーター20は、伝動軸14の回転を駆動し、ラチェット装置13を連動して、緊密固定部材を螺合部材上で高速回転させる。
本発明中では、モーター20は直流モーターである。
さらに、モーター20には、電流センサー30を電気的に接続される。
電流センサー30から生じた電流の信号はアナログ信号で、電流センサー30は、モーター20の作動電流値21を探知する。
コントローラー40は、設定ユニット41及び比較ユニット42を有する。
設定ユニット41は、臨界電流値411及び低負荷電流値412を設定する。
比較ユニット42は、作動電流値21を、臨界電流値411或いは低負荷電流値412と比較する。
臨界電流値411は、低負荷電流値412より大きい。
本発明中では、臨界電流値411は、低負荷電流値412の2倍〜3倍より大きく、低負荷電流値412は、0.6アンペアより小さいか、或いは0アンペアに近い。
設定ユニット41は、持続時間413を設定する。
タイムカウンターユニット43はタイムカウントを行う。
持続時間413は2秒〜6秒で、本発明中では、持続時間413は3秒〜5秒である。
給電装置50は、正電極電位51及び負電極電位52を有する。
正電極電位51と負電極電位52との間に、モーター20とコントローラー40が必要とする電圧を生成する。給電装置50の出力電流値は、作動電流値21と同等である。
さらに、給電装置50は充電式或いは電池式で、本発明中では、給電装置50は充電電池である。
正電極電位51は3ボルト〜12ボルトで、負電極電位52は0ボルトである。
本発明中では、警告器60はブザーである。
警告器60は、第一接続ピン61及び第二接続ピン62を有する。
第一接続ピン61は、コントローラー40に電気的に接続され、第二接続ピン62は、正電気51に電気的に接続される。
コントローラー40が、警告器60に低レベル信号を送ると、コントローラー40と警告器60の間には電位差を有し、こうして警告器60を触発する。
コントローラー40が警告器60に高レベル信号を送ると、コントローラー40と警告器60の間には電位差を有せず、こうして警告器60を触発しない。
給電装置50の出力電流値を拡大し、警告器60を触発するため、第一接続ピン61とコントローラー40との間には、トランジスター70を電気的に接続される。
第二接続ピン62と正電気51間には、第一電気抵抗71を電気的に接続される。
トランジスター70のベース極は、第二電気抵抗72の一端に電気的に接続され、第二電気抵抗72の反対端は、コントローラー40に電気的に接続される。
トランジスター70のコレクター極は、第一接続ピン61に電気的に接続される。
本発明中では、トランジスター70はN-P-N型トランジスターである。
しかも、スイッチ部材80とコントローラー40は、電気的に接続され、モーター20作動をオン或いはオフにする。
本発明中では、スイッチ部材80は3段式ロッカースイッチである。
スイッチ部材80は、左右両側に切り換えられ、モーター20を制御して、伝動軸14を連動し、時計回り或いは逆時計回りの回転を行わせる。
スイッチ部材80を中央に切り換えると、モーター20の作動は停止する。
さらに、図1〜図2及び図5に示す通り、スイッチ部材80と方向転換部材131との切り換え方向が異なり、伝動軸14とラチェット装置13の回転方向が不一致である時、言い換えれば、スイッチ部材80を片側に切り換え、モーター20を制御して、伝動軸14を連動し時計回り回転を行わせ、方向転換部材131を反対回転に切り換え、ラチェット装置13に逆時計回りの回転を行わせると、ラチェット装置13は空転し、モーター20は、無負荷の状況を生じ、モーター20の作動電流値21は、比較ユニット42に伝送され、作動電流値21と低負荷電流値412を比較する。
作動電流値21が、低負荷電流値412より小さいか等しい時、コントローラー40は、警告器60を触発し、目下モーター20の回転方向とラチェット装置13の回転方向が不一致であると操作者に知らせる。
こうして、回転方向の切り換え動作、或いは停止作業を行うよう操作者に注意を促し、これにより二重の保護とポカ避け効果を達成する。
電流センサー30は、作動電流値21を探知し、作動電流値21を、アナログ信号で、コントローラー40の比較ユニット42に伝送し、臨界電流値411と比較する。
電動モード下では、スイッチ部材80は、モーター20を制御し、伝動軸14の回転を連動し、ラチェット装置13を利用し、緊密固定部材を連動し、螺合部材に対して高速回転させ、緊密固定部材を定位箇所に迅速に固定し、或いは緊密固定部材を螺合部材から離脱させる。
高速回転の過程において、螺合部材上に損壊箇所或いは錆びている箇所があった場合には、緊密固定部材は引っかかりスムーズに移動できない。
この時、モーター20は作動電流値21を高め続け、伝動軸14を回転させる。
作動電流値21が臨界電流値411を超えると、コントローラー40は、アナログ信号をA/Dを経由してデジタル信号に転換し、警告器60に低レベル信号を送り、警告器60を触発し、操作者に、モーター20の作動を停止させ、手動モード操作に切り換え、第二トルクにより、本発明の高速回転レンチを操作するよう注意を促す。
これにより、緊密固定部材は、螺合部材上の損壊箇所或いは錆びている箇所を離れ、モーター20の熱による損傷を防止し、使用の安全性を保障する。
螺合部材上の損壊箇所或いは錆びている箇所の範囲が大きくなく、或いは緊密固定部材が一時的に引っかかっているだけである場合には、持続時間413内で、緊密固定部材は既に螺合部材の損壊箇所、錆びている箇所或いは引っかかり箇所を離れ、比較ユニット42の比較により、作動電流値21が既に臨界電流値411より小さいと判断した時には、警告器60は、触発を停止し、操作者は、第一トルクで、緊密固定部材を継続して駆動し、螺合部材上で高速回転させられ、これにより使用上の利便性が提供される。
こうして、統一回転方向へ切り換えるか、作業を停止するよう操作者に注意を促し、二重の保護とポカ避け効果を達成する。
11 頭部、
12 グリップ部、
13 ラチェット装置、
131 方向転換部材、
14 伝動軸、
20 モーター、
21 作動電流値、
30 電流センサー、
40 コントローラー、
41 設定ユニット、
411 臨界電流値、
412 低負荷電流値、
413 持続時間、
42 比較ユニット、
43 タイムカウンターユニット、
50 給電装置、
51 正電気、
52 負電気、
60 警告器、
61 第一接続ピン、
62 第二接続ピン、
70 トランジスター、
71 第一電気抵抗、
72 第二電気抵抗、
80 スイッチ部材。
Claims (12)
- 電動モード或いは手動モード下で操作され、前記電動モードでは、第一トルクにより、緊密固定部材を駆動し、螺合部材上で高速回転させ、前記手動モードでは、第二トルクにより、前記緊密固定部材を駆動し、前記螺合部材を緊密に固定し、或いは緩め、前記第一トルクは、前記第二トルクより小さい高速回転レンチであって、
レンチ本体と、モーターと、電流センサーと、コントローラーと、スイッチ部材と、警告器とを有し、
前記レンチ本体の一端には、頭部が設置され、反対端には、グリップ部が設置され、前記頭部には、前記緊密固定部材を連動するラチェット装置が回転可能に設置され、前記グリップ部内には、伝動軸が設置され、前記伝動軸の一端は、前記ラチェット装置に連結し、
前記モーターは、前記グリップ部内に設置され、また前記伝動軸の反対端に連結され、
前記ラチェット装置は、方向転換部材を有し、前記方向転換部材は前記ラチェット装置を制御し、正方向又は反対方向への切り換えを行い、
前記電流センサーは、前記モーターと電気的に接続され、前記モーター作動時の作動電流値を探知し、
前記コントローラーは、前記モーター及び前記電流センサーに電気的に接続され、設定ユニット及び比較ユニットを有し、前記設定ユニットは、臨界電流値を設定し、前記比較ユニットは、前記作動電流値を前記臨界電流値と比較し、
前記スイッチ部材は、前記グリップ部に設置され、前記スイッチ部材と前記コントローラーとは、電気的に接続され、前記モーターの作動をオンにし、或いはオフにし、前記スイッチ部材は、前記モーターを制御し、前記伝動軸を連動して、時計回り或いは逆時計回りの回転を行わせ、
前記警告器は、前記コントローラーと電気的に接続され、前記電動モード下で、螺合部材上に損壊箇所或いは錆びている箇所があった場合には、前記緊密固定部材が引っかかってスムーズに移動できなくなり、この時、前記モーターが作動電流値を高め続け、前記作動電流値が前記臨界電流値を超えると、前記コントローラーは前記警告器を触発し、前記モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促して前記操作者に前記手動モードに切り換えさせ、前記操作者は前記第二トルクにより前記高速回転レンチを動かし、
前記スイッチ部材と前記方向転換部材の切り換え方向は異なり、前記伝動軸と前記ラチェット装置の回転方向が不一致である時、前記コントローラーは前記警告器を触発することを特徴とする、高速回転レンチ。 - 給電装置をさらに有し、
前記給電装置は、前記コントローラー及び前記モーターと電気的に接続され、正電極電位及び負電極電位を有し、
前記正電極電位と前記負電極電位との間に、前記コントローラー及び前記モーターが必要とする電圧を生成し、
前記警告器はブザーであることを特徴とする、請求項1に記載の高速回転レンチ。 - 前記警告器は、第一接続ピン及び第二接続ピンを有し、
前記第一接続ピンは、前記コントローラーに電気的に接続され、
前記第二接続ピンは、前記給電装置の正電極に電気的に接続され、
前記コントローラーは、前記警告器に低レベル信号を送り、前記警告器を触発し、又は、前記警告器に高レベル信号を送り、前記警告器を触発しないことを特徴とする、請求項2に記載の高速回転レンチ。 - 前記第一接続ピンと前記コントローラーとの間には、トランジスターが電気的に接続され、
前記第二接続ピンと前記給電装置の正電極との間には、第一電気抵抗が電気的に接続され、
前記トランジスターのベース極は、第二電気抵抗の一端に電気的に接続され、前記第二電気抵抗の反対端は、前記コントローラーに電気的に接続され、
前記トランジスターのコレクター極は、前記第一接続ピンに電気的に接続されることを特徴とする、請求項3に記載の高速回転レンチ。 - 前記正電極電位は3ボルト〜12ボルトで、
前記負電極電位は0ボルトであることを特徴とする、請求項2に記載の高速回転レンチ。 - 前記設定ユニットは、低負荷電流値を設定でき、
前記比較ユニットは、前記低負荷電流値を、前記作動電流値と比較し、前記作動電流値が、前記低負荷電流値より小さいか前記低負荷電流値に等しい時、前記コントローラーは前記警告器を触発することを特徴とする、請求項1に記載の高速回転レンチ。 - 前記臨界電流値は、前記低負荷電流値より大きいことを特徴とする、請求項6に記載の高速回転レンチ。
- 前記臨界電流値は、前記低負荷電流値より2倍〜3倍大きいことを特徴とする、請求項7に記載の高速回転レンチ。
- 前記コントローラーは、タイムカウンターユニットを有し、
前記設定ユニットは、持続時間を設定し、
前記タイムカウンターユニットはタイムカウントを行い、
前記警告器が触発されると同時に前記タイムカウンターユニットが触発され、前記持続時間内で、前記作動電流値が前記臨界電流値より小さい時、前記警告器の前記触発が停止され、この時前記持続時間は2秒〜6秒であることを特徴とする、請求項1に記載の高速回転レンチ。 - 請求項1〜9の任意の一項に記載の高速回転レンチに用いるモーターの保護方法であって、
前記モーターに、電流センサー、コントローラー、警告器がそれぞれ電気的に接続されるステップと、
前記電流センサーが、前記モーターの作動電流を探知するステップと、
前記コントローラーが、臨界電流値を設定するステップと、を含み、
高速回転過程において、前記電流センサーは、前記モーター作動時の作動電流値を電動モード下で探知し、螺合部材上に損壊箇所或いは錆びている箇所があった場合には、前記緊密固定部材が引っかかってスムーズに移動できなくなり、この時、前記モーターは作動電流値を高め続け、前記作動電流値が前記臨界電流値を超えると、前記コントローラーは前記警告器を触発し、前記モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促して前記操作者に手動モードに切り換えさせ、前記操作者は前記第二トルクにより高速回転レンチを動かし、
前記スイッチ部材と前記方向転換部材の切り換え方向は異なり、前記伝動軸と前記ラチェット装置の回転方向が不一致である時、前記コントローラーは前記警告器を触発することを特徴とする、モーターの保護方法。 - 前記警告器が触発されると同時に、持続時間内で、前記作動電流値が、既に前記臨界電流値より小さい時、前記警告器の前記触発が停止されることを特徴とする、請求項10に記載のモーターの保護方法。
- 前記コントローラーは、低負荷電流値を設定でき、
前記作動電流値が、前記低負荷電流値より小さいか前記低負荷電流値に等しい時、前記警告器を触発し、前記モーターの作動を停止するよう操作者に注意を促すことを特徴とする、請求項11に記載のモーターの保護方法。
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