JPH10103462A - 自動変速装置 - Google Patents
自動変速装置Info
- Publication number
- JPH10103462A JPH10103462A JP25266296A JP25266296A JPH10103462A JP H10103462 A JPH10103462 A JP H10103462A JP 25266296 A JP25266296 A JP 25266296A JP 25266296 A JP25266296 A JP 25266296A JP H10103462 A JPH10103462 A JP H10103462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- speed
- transmission mechanism
- motor
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より好ましい変速タイミングのものとする。
【解決手段】 変速機構部と、動作出力状態を検出する
検出部と、該検出部の出力を受けて上記変速機構部を作
動させて変速させる制御部とからなる自動変速装置であ
る。上記検出部として、変速前のモータ出力と変速機構
部を経た後の出力トルクとの相関曲線と、変速後のモー
タ出力と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線
との交点に至ったことを検出するものを用いる。モータ
の最大出力を優先的に利用することができるタイミング
で変速がなされるために、作業量と作業スピードとを高
い点でバランスさせることができる。
検出部と、該検出部の出力を受けて上記変速機構部を作
動させて変速させる制御部とからなる自動変速装置であ
る。上記検出部として、変速前のモータ出力と変速機構
部を経た後の出力トルクとの相関曲線と、変速後のモー
タ出力と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線
との交点に至ったことを検出するものを用いる。モータ
の最大出力を優先的に利用することができるタイミング
で変速がなされるために、作業量と作業スピードとを高
い点でバランスさせることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は動作出力状態に応じ
て変速を行う自動変速装置、殊に電動工具用の自動変速
装置に関するものである。
て変速を行う自動変速装置、殊に電動工具用の自動変速
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動ドライバーや電動レンチのような電
動工具では、通常、初期が軽負荷、終期が重負荷となる
内容の作業を行う。従って、電動工具のモータと出力部
との間に減速比（増速比）を切り換えることができる変
速機構部を設けるとともに、負荷変動に応じた動作出力
状態の変化により自動的に変速がなされるようにしてお
くと、上記作業をスムーズに且つ迅速に行うことができ
る。
動工具では、通常、初期が軽負荷、終期が重負荷となる
内容の作業を行う。従って、電動工具のモータと出力部
との間に減速比（増速比）を切り換えることができる変
速機構部を設けるとともに、負荷変動に応じた動作出力
状態の変化により自動的に変速がなされるようにしてお
くと、上記作業をスムーズに且つ迅速に行うことができ
る。
【０００３】このために自動変速装置を備えた電動工具
が提供されているが、この場合、どのような動作出力状
態になれば変速させるかの変速タイミングの設定が極め
て重要なポイントとなる。殊に電池を電源とするものに
おいては、満充電の電池で処理できる作業量が作業スピ
ードと相反する関係にあるために尚更である。ここにお
いて、従来の電池電源型の電動工具、たとえば電動ドラ
イバーでは、実際にねじ締め作業を行って、満充電の電
池でねじ締めを行うことができたねじの本数（作業量）
と、１本のねじ締めにかかる時間（作業時間）とを変速
タイミングを任意に変えて実測し、該実測データから作
業量と作業時間（作業スピード）とのバランスを取りつ
つ適当な変速タイミングに設定していた。
が提供されているが、この場合、どのような動作出力状
態になれば変速させるかの変速タイミングの設定が極め
て重要なポイントとなる。殊に電池を電源とするものに
おいては、満充電の電池で処理できる作業量が作業スピ
ードと相反する関係にあるために尚更である。ここにお
いて、従来の電池電源型の電動工具、たとえば電動ドラ
イバーでは、実際にねじ締め作業を行って、満充電の電
池でねじ締めを行うことができたねじの本数（作業量）
と、１本のねじ締めにかかる時間（作業時間）とを変速
タイミングを任意に変えて実測し、該実測データから作
業量と作業時間（作業スピード）とのバランスを取りつ
つ適当な変速タイミングに設定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の変速タ
イミングの設定では、使用者が望むタイミングと実際に
変速がなされるタイミングとがずれていることが多い。
またねじの太さや種類、ねじ締めの対象物の種類等によ
って、適切なタイミングで変速されることにならないこ
とがある。
イミングの設定では、使用者が望むタイミングと実際に
変速がなされるタイミングとがずれていることが多い。
またねじの太さや種類、ねじ締めの対象物の種類等によ
って、適切なタイミングで変速されることにならないこ
とがある。
【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは変速タイミングに関し
てより好ましいものとなっている自動変速装置を提供す
るにある。
であり、その目的とするところは変速タイミングに関し
てより好ましいものとなっている自動変速装置を提供す
るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、変速
機構部と、動作出力状態を検出する検出部と、該検出部
の出力を受けて上記変速機構部を作動させて変速させる
制御部とからなる自動変速装置において、上記検出部と
して、変速前のモータ出力と変速機構部を経た後の出力
トルクとの相関曲線と、変速後のモータ出力と変速機構
部を経た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至った
ことを検出するものを用いたことに第１の特徴を有し、
変速前のモータ効率と変速機構部を経た後の出力トルク
との相関曲線と、変速後のモータ効率と変速機構部を経
た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至ったことを
検出するものを用いたことに第２の特徴を有し、変速前
の変速機構部を経た後の出力回転数と変速機構部を経た
後の出力トルクとの相関曲線と、変速後の変速機構部を
経た後の出力回転数と変速機構部を経た後の出力トルク
との相関曲線との交点に至ったことを検出するものを用
いたことに第３の特徴を有するものであり、更に上記３
種の各検出部を備えるとともに、これら検出部を切り換
える選択手段を備えていることに第４の特徴を有するも
のである。
機構部と、動作出力状態を検出する検出部と、該検出部
の出力を受けて上記変速機構部を作動させて変速させる
制御部とからなる自動変速装置において、上記検出部と
して、変速前のモータ出力と変速機構部を経た後の出力
トルクとの相関曲線と、変速後のモータ出力と変速機構
部を経た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至った
ことを検出するものを用いたことに第１の特徴を有し、
変速前のモータ効率と変速機構部を経た後の出力トルク
との相関曲線と、変速後のモータ効率と変速機構部を経
た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至ったことを
検出するものを用いたことに第２の特徴を有し、変速前
の変速機構部を経た後の出力回転数と変速機構部を経た
後の出力トルクとの相関曲線と、変速後の変速機構部を
経た後の出力回転数と変速機構部を経た後の出力トルク
との相関曲線との交点に至ったことを検出するものを用
いたことに第３の特徴を有するものであり、更に上記３
種の各検出部を備えるとともに、これら検出部を切り換
える選択手段を備えていることに第４の特徴を有するも
のである。
【０００７】上記第１の特徴とするところによれば、モ
ータの最大出力を優先的に利用することができるタイミ
ングで変速がなされることになるために作業量と作業ス
ピードとを高い点でバランスさせることができ、上記第
２の特徴とするところによれば、モータの最大効率を優
先的に利用することができるタイミングで変速がなされ
ることになるために消費電力を抑えることができ、上記
第３の特徴とするところによれば、モータの最大回転数
を優先的に利用することになるために作業スピードを高
めることができる。そして上記第４の特徴とするところ
によれば、作業内容や使用者の好み等に応じて、変速タ
イミングを変えることができる。
ータの最大出力を優先的に利用することができるタイミ
ングで変速がなされることになるために作業量と作業ス
ピードとを高い点でバランスさせることができ、上記第
２の特徴とするところによれば、モータの最大効率を優
先的に利用することができるタイミングで変速がなされ
ることになるために消費電力を抑えることができ、上記
第３の特徴とするところによれば、モータの最大回転数
を優先的に利用することになるために作業スピードを高
めることができる。そして上記第４の特徴とするところ
によれば、作業内容や使用者の好み等に応じて、変速タ
イミングを変えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明にかかる自動変速装置で
は、変速機構部の機構的な点は全く問わないが、電動工
具用として好ましい変速機構部の一例を図５以下に示
す。図示の電動工具は電動ドリルドライバーであって、
モータ６からチャック５０に至るまでの動力伝達及び変
速の機構は、図６及び図７に示すように構成されてい
る。
は、変速機構部の機構的な点は全く問わないが、電動工
具用として好ましい変速機構部の一例を図５以下に示
す。図示の電動工具は電動ドリルドライバーであって、
モータ６からチャック５０に至るまでの動力伝達及び変
速の機構は、図６及び図７に示すように構成されてい
る。
【０００９】すなわち、ギアケース１の一端開口側に配
されるモータ６の出力軸６０には歯数の異なる二つのサ
ンギア１１，１２が固着されており、軸方向に並ぶこれ
らサンギア１１，１２には夫々複数個、図示例では３個
ずつの遊星ギア２１，２２が噛み合っている。互いに歯
数が異なる両遊星ギア２１，２２は共にキャリア４によ
って支持されたもので、遊星ギア２１はサンギア１１の
回りに等間隔で、遊星ギア２２はサンギア１２の回りに
等間隔で支持されており、両遊星ギア２１，２２は個々
に自転を行なうものの、同じ公転を行なうものとなって
いる。
されるモータ６の出力軸６０には歯数の異なる二つのサ
ンギア１１，１２が固着されており、軸方向に並ぶこれ
らサンギア１１，１２には夫々複数個、図示例では３個
ずつの遊星ギア２１，２２が噛み合っている。互いに歯
数が異なる両遊星ギア２１，２２は共にキャリア４によ
って支持されたもので、遊星ギア２１はサンギア１１の
回りに等間隔で、遊星ギア２２はサンギア１２の回りに
等間隔で支持されており、両遊星ギア２１，２２は個々
に自転を行なうものの、同じ公転を行なうものとなって
いる。
【００１０】そして出力軸６０と同心に配されているリ
ングギア３１に遊星ギア２１がかみ合っており、同じく
出力軸６０と同心に配されているリングギア３２が遊星
ギア２２とかみ合っている。軸方向に並ぶこれら２つの
リングギア３１，３２のうち、リングギア３１はその外
周面に複数個の係合突起３５が周方向において等間隔に
形成されたもので、ギアケース１に対して遊転自在とさ
れている。またリングギア３２もギアケース１に対して
遊転自在とされたものであるとともに、このリングギア
３２は、ギアケース１を外レース３３０とするワンウェ
イクラッチ３３の内レース３３１を兼ねたものとなって
いる。
ングギア３１に遊星ギア２１がかみ合っており、同じく
出力軸６０と同心に配されているリングギア３２が遊星
ギア２２とかみ合っている。軸方向に並ぶこれら２つの
リングギア３１，３２のうち、リングギア３１はその外
周面に複数個の係合突起３５が周方向において等間隔に
形成されたもので、ギアケース１に対して遊転自在とさ
れている。またリングギア３２もギアケース１に対して
遊転自在とされたものであるとともに、このリングギア
３２は、ギアケース１を外レース３３０とするワンウェ
イクラッチ３３の内レース３３１を兼ねたものとなって
いる。
【００１１】ここにおけるワンウェイクラッチ３３は、
上述のようにギアケース１を外レース３３０、リングギ
ア３２を内レース３３１とするとともに、両レース３３
０，３３１間に形成された楔状空間にボール（もしくは
ローラ）３３２を配したものとして形成されたフリーホ
イール型のもので、狭くなる方向が異なる２種の楔状空
間を備えるともに、両種楔状空間の間に正逆切換リング
７６から突設させた駆動片７７を位置させており、ギア
ケース１に対して正逆切換リング７６を回転させて、駆
動片７７の両側に位置する一対のボール３３２，３３２
のうちのいずれを駆動片７７で押圧するかによって、内
レース３３１であるリングギア３２の回転可能方向を切
り換えることができるものとなっている。
上述のようにギアケース１を外レース３３０、リングギ
ア３２を内レース３３１とするとともに、両レース３３
０，３３１間に形成された楔状空間にボール（もしくは
ローラ）３３２を配したものとして形成されたフリーホ
イール型のもので、狭くなる方向が異なる２種の楔状空
間を備えるともに、両種楔状空間の間に正逆切換リング
７６から突設させた駆動片７７を位置させており、ギア
ケース１に対して正逆切換リング７６を回転させて、駆
動片７７の両側に位置する一対のボール３３２，３３２
のうちのいずれを駆動片７７で押圧するかによって、内
レース３３１であるリングギア３２の回転可能方向を切
り換えることができるものとなっている。
【００１２】つまり、駆動片７７が片側のボール３３２
を楔状空間の広い方に押し込んでいる時、他方のボール
３３２はばね３３３による付勢で楔状空間の狭い部分に
位置しており、この状態ではリングギア３２（内レース
３３１）の一方向回転は可能であるが、他方向回転は阻
止される。駆動片７７によって他側のボール３３２を楔
状空間の広い方に押し込んでいる時には、一方のボール
３３２がばね３３３による付勢で楔状空間の狭い部分に
位置しており、この状態ではリングギア３２（内レース
３３１）の他方向回転は可能であるが、一方向回転が阻
止される。
を楔状空間の広い方に押し込んでいる時、他方のボール
３３２はばね３３３による付勢で楔状空間の狭い部分に
位置しており、この状態ではリングギア３２（内レース
３３１）の一方向回転は可能であるが、他方向回転は阻
止される。駆動片７７によって他側のボール３３２を楔
状空間の広い方に押し込んでいる時には、一方のボール
３３２がばね３３３による付勢で楔状空間の狭い部分に
位置しており、この状態ではリングギア３２（内レース
３３１）の他方向回転は可能であるが、一方向回転が阻
止される。
【００１３】ギアケース１内には、上記遊星機構及び正
逆切換リング７６とワンウェイクラッチ３３の他に、リ
ング状の切換部材７０が配設されている。軸方向にスラ
イド自在とされている切換部材７０は、一方向に移動し
た時にリングギア３１外周面の上記係合突起３５と係合
する突起７１を具備しているもので、この係合によって
リングギア３１の回転を阻止するとともに、そのスライ
ドで係合突起３５と突起７１との係合が解除された時、
リングギア３１の回転を許す。
逆切換リング７６とワンウェイクラッチ３３の他に、リ
ング状の切換部材７０が配設されている。軸方向にスラ
イド自在とされている切換部材７０は、一方向に移動し
た時にリングギア３１外周面の上記係合突起３５と係合
する突起７１を具備しているもので、この係合によって
リングギア３１の回転を阻止するとともに、そのスライ
ドで係合突起３５と突起７１との係合が解除された時、
リングギア３１の回転を許す。
【００１４】上記切換部材７０の上記軸方向スライド
は、図５に示す電磁駆動部材７と、ギアケース１外面に
軸６６によって枢支されるとともに一端を電磁駆動部材
７に、他端を切換部材７０外周面から突設させた連結軸
７２に連結させたレバー６５によってなされる。上記両
遊星ギア２１，２２を支持しているキャリア４は、サン
ギア４１を一体に備えており、このサンギア４１の回転
はサンギア４１とリングギア４３とに噛み合う遊星ギア
４２を支持しているキャリア４４に伝達され、更にキャ
リア４４の回転はオートロック機構５５を通じて出力軸
５に伝達される。ここにおけるオートロック機構５５
は、モータの回転を止めた時に出力軸５をギアケース１
６に対して自動的にロックしてしまい、モータを回転さ
せればこのロックを自動的に解除する機能をもつもので
あるが、この点については説明を省略する。また、上記
リングギア４３も遊転自在として、このリングギア４３
にクラッチばね４７のばね圧力でボール４８を係合させ
ることで、負荷トルクが所定値以上になった時に出力軸
５とサンギア４１とを切り離してしまうトルクリミッタ
ーを構成しているのであるが、この点についても説明を
省略する。
は、図５に示す電磁駆動部材７と、ギアケース１外面に
軸６６によって枢支されるとともに一端を電磁駆動部材
７に、他端を切換部材７０外周面から突設させた連結軸
７２に連結させたレバー６５によってなされる。上記両
遊星ギア２１，２２を支持しているキャリア４は、サン
ギア４１を一体に備えており、このサンギア４１の回転
はサンギア４１とリングギア４３とに噛み合う遊星ギア
４２を支持しているキャリア４４に伝達され、更にキャ
リア４４の回転はオートロック機構５５を通じて出力軸
５に伝達される。ここにおけるオートロック機構５５
は、モータの回転を止めた時に出力軸５をギアケース１
６に対して自動的にロックしてしまい、モータを回転さ
せればこのロックを自動的に解除する機能をもつもので
あるが、この点については説明を省略する。また、上記
リングギア４３も遊転自在として、このリングギア４３
にクラッチばね４７のばね圧力でボール４８を係合させ
ることで、負荷トルクが所定値以上になった時に出力軸
５とサンギア４１とを切り離してしまうトルクリミッタ
ーを構成しているのであるが、この点についても説明を
省略する。
【００１５】今、図７(a)に示すように、切換部材７０
がリングギア３１の回転を阻止しており、且つリングギ
ア３２が図中矢印で示す方向について回転可能にワンウ
ェイクラッチ３３が設定されている時、モータ６を回転
させれば、その回転出力は、回転が阻止されているリン
グギア３１と噛み合った遊星ギア２１を通じてキャリア
４に伝達される。この時、リングギア３２は出力軸５と
逆方向に空転するが、この空転は図中矢印で示す回転が
許されている方向である。
がリングギア３１の回転を阻止しており、且つリングギ
ア３２が図中矢印で示す方向について回転可能にワンウ
ェイクラッチ３３が設定されている時、モータ６を回転
させれば、その回転出力は、回転が阻止されているリン
グギア３１と噛み合った遊星ギア２１を通じてキャリア
４に伝達される。この時、リングギア３２は出力軸５と
逆方向に空転するが、この空転は図中矢印で示す回転が
許されている方向である。
【００１６】そして、電磁駆動部材７を作動させること
で図７(b)に示すように切換部材７０が移動して係合突
起３５と突起７１との係合を解除すれば、リングギア３
１がフリーとなるとともに、負荷につながったキャリア
４の停止がサンギア１１，１２に噛み合う遊星ギア２
１，２２の自転でリングギア３１，３２を回転させよう
とするが、この時のリングギア３２の回転方向は、上記
空転時とは逆方向に、つまりワンウェイクラッチ３３に
よって回転が阻止されている方向となるために、この時
点からリングギア３２と噛み合った遊星ギア２２を通じ
てキャリア４、そして出力軸５に動力が伝達される。
で図７(b)に示すように切換部材７０が移動して係合突
起３５と突起７１との係合を解除すれば、リングギア３
１がフリーとなるとともに、負荷につながったキャリア
４の停止がサンギア１１，１２に噛み合う遊星ギア２
１，２２の自転でリングギア３１，３２を回転させよう
とするが、この時のリングギア３２の回転方向は、上記
空転時とは逆方向に、つまりワンウェイクラッチ３３に
よって回転が阻止されている方向となるために、この時
点からリングギア３２と噛み合った遊星ギア２２を通じ
てキャリア４、そして出力軸５に動力が伝達される。
【００１７】サンギア１２の歯数がサンギア１１の歯数
より少なく且つ遊星ギア２２の歯数が遊星ギア２１の歯
数より多くなっていることから、高速回転低トルク状態
から低速回転高トルク状態に切り換えられたことにな
る。低速回転高トルク状態から高速回転低トルク状態へ
の復帰は、上記電磁駆動部材７の復帰によって行われ
る。
より少なく且つ遊星ギア２２の歯数が遊星ギア２１の歯
数より多くなっていることから、高速回転低トルク状態
から低速回転高トルク状態に切り換えられたことにな
る。低速回転高トルク状態から高速回転低トルク状態へ
の復帰は、上記電磁駆動部材７の復帰によって行われ
る。
【００１８】正逆切換リング７６を回転させることで、
ワンウェイクラッチ３３による回転規制方向を逆にする
とともにモータ６の回転方向を逆にした時には、当初、
切換部材７０によって回転が止められているリングギア
３１に噛み合う遊星ギア２１を通じてキャリア４に動力
が伝達され、この時、リングギア３２はワンウェイクラ
ッチ３３における回転可能方向に空転する。
ワンウェイクラッチ３３による回転規制方向を逆にする
とともにモータ６の回転方向を逆にした時には、当初、
切換部材７０によって回転が止められているリングギア
３１に噛み合う遊星ギア２１を通じてキャリア４に動力
が伝達され、この時、リングギア３２はワンウェイクラ
ッチ３３における回転可能方向に空転する。
【００１９】電磁駆動部材７を作動させることでリング
ギア３１をフリーとすれば、ワンウェイクラッチ３３に
よって回転が阻止されているリングギア３２とこれに噛
み合う遊星ギア２２を通じてキャリア４に動力が伝達さ
れる。ワンウェイクラッチ３３は一つだけであるもの
の、その回転阻止方向を切り換えられるようにすること
で、電動ドリルドライバーに求められる正転と逆転とに
おいて、同じ変速動作を得られるようにしているわけで
ある。なお、図示例における正逆切換リング７６は、図
５に示す回転方向切換ロッド８と、図６に示すようにギ
アケース１に軸９１で軸支されて一端を回転方向切換ロ
ッド８に、他端を正逆切換リング７６に係合させた切換
レバー９０とによってなされる。図５中のＳＷは、回転
方向切換ロッド８の操作に応じた回転方向の切り換え
と、トリガースイッチ９によるオンオフとを行うスイッ
チユニットである。
ギア３１をフリーとすれば、ワンウェイクラッチ３３に
よって回転が阻止されているリングギア３２とこれに噛
み合う遊星ギア２２を通じてキャリア４に動力が伝達さ
れる。ワンウェイクラッチ３３は一つだけであるもの
の、その回転阻止方向を切り換えられるようにすること
で、電動ドリルドライバーに求められる正転と逆転とに
おいて、同じ変速動作を得られるようにしているわけで
ある。なお、図示例における正逆切換リング７６は、図
５に示す回転方向切換ロッド８と、図６に示すようにギ
アケース１に軸９１で軸支されて一端を回転方向切換ロ
ッド８に、他端を正逆切換リング７６に係合させた切換
レバー９０とによってなされる。図５中のＳＷは、回転
方向切換ロッド８の操作に応じた回転方向の切り換え
と、トリガースイッチ９によるオンオフとを行うスイッ
チユニットである。
【００２０】さて、上記電動工具の変速機構部は上述の
ように電磁駆動部材７の作動で変速動作を行うものであ
るが、電磁駆動部材７を作動させる変速タイミングは、
ここでは実際の作業とは無関係にモータ６自体の特性
（と変速機構の変速前後の減速比）に基づいて設定して
いる。すなわち、変速前（高速回転低トルク状態）の状
態でのモータ出力（出力トルク×出力回転数）ＰH 、モ
ータ効率（出力／入力）ηH 、変速機構部を経た後の出
力回転数（工具出力回転数）ＮH 、モータ電流値ＩH 等
を、変速機構部を経た後の出力トルク（工具出力トル
ク）を変化させつつ測定する。また変速後（低速回転高
トルク状態）の状態でのモータ出力ＰL 、モータ効率η
L 、工具出力回転数ＮL 、モータ電流値ＩL 等を工具出
力トルクを変化させつつ測定する。変速機構部と組み合
わせた状態で測定しても、モータ単体で測定を行っても
よい。後者の場合、変速機構部がからむ特性に関しては
測定値と変速機構部の変速前後の減速比とを基に演算に
上記特性値を導く。
ように電磁駆動部材７の作動で変速動作を行うものであ
るが、電磁駆動部材７を作動させる変速タイミングは、
ここでは実際の作業とは無関係にモータ６自体の特性
（と変速機構の変速前後の減速比）に基づいて設定して
いる。すなわち、変速前（高速回転低トルク状態）の状
態でのモータ出力（出力トルク×出力回転数）ＰH 、モ
ータ効率（出力／入力）ηH 、変速機構部を経た後の出
力回転数（工具出力回転数）ＮH 、モータ電流値ＩH 等
を、変速機構部を経た後の出力トルク（工具出力トル
ク）を変化させつつ測定する。また変速後（低速回転高
トルク状態）の状態でのモータ出力ＰL 、モータ効率η
L 、工具出力回転数ＮL 、モータ電流値ＩL 等を工具出
力トルクを変化させつつ測定する。変速機構部と組み合
わせた状態で測定しても、モータ単体で測定を行っても
よい。後者の場合、変速機構部がからむ特性に関しては
測定値と変速機構部の変速前後の減速比とを基に演算に
上記特性値を導く。
【００２１】そして、作業量と作業スピードとのバラン
スを考慮した変速タイミングに設定するにあたっては、
図１に示すように、変速前のモータ出力ＰH と工具出力
トルクとの相関曲線と、変速後のモータ出力ＰL と工具
出力トルクとの相関曲線とから両曲線の交点を求めてこ
の交点を高速回転低トルク状態から低速回転高トルク状
態への変速ポイントＣＰとする。次に変速前の工具出力
回転数ＮH と工具出力トルクとの相関曲線またはモータ
電流値ＩH と工具出力トルクとの相関曲線から、上記変
速ポイントＣＰでの工具出力回転数Ｎｘまたはモータ電
流値Ｉｘを求め，周波数ジェネレータ等の回転数検出手
段で測定する工具出力回転数Ｎが上記値Ｎｘになった時
点、またはモータ電流検出手段で測定するモータ電流値
Ｉが上記値Ｉｘになった時点で上記電磁駆動部材７を作
動させて変速を行わせるのである。このように変速タイ
ミングを設定したものでは、モ−タの最大出力を優先的
に利用する設定となっているために、作業量と作業スピ
ードとを高次元でバランスさせたものとなる。
スを考慮した変速タイミングに設定するにあたっては、
図１に示すように、変速前のモータ出力ＰH と工具出力
トルクとの相関曲線と、変速後のモータ出力ＰL と工具
出力トルクとの相関曲線とから両曲線の交点を求めてこ
の交点を高速回転低トルク状態から低速回転高トルク状
態への変速ポイントＣＰとする。次に変速前の工具出力
回転数ＮH と工具出力トルクとの相関曲線またはモータ
電流値ＩH と工具出力トルクとの相関曲線から、上記変
速ポイントＣＰでの工具出力回転数Ｎｘまたはモータ電
流値Ｉｘを求め，周波数ジェネレータ等の回転数検出手
段で測定する工具出力回転数Ｎが上記値Ｎｘになった時
点、またはモータ電流検出手段で測定するモータ電流値
Ｉが上記値Ｉｘになった時点で上記電磁駆動部材７を作
動させて変速を行わせるのである。このように変速タイ
ミングを設定したものでは、モ−タの最大出力を優先的
に利用する設定となっているために、作業量と作業スピ
ードとを高次元でバランスさせたものとなる。
【００２２】図２に示すように、変速前のモータ効率η
H と工具出力トルクとの相関曲線と、変速後のモータ効
率ηL と工具出力トルクとの相関曲線との交点を変速ポ
イントＣＰとし、上述の場合と同様に該変速ポイントＣ
Ｐにおける工具出力回転数Ｎｘまたはモータ電流値Ｉｘ
を求めて、回転数検出手段で測定する工具出力回転数Ｎ
が上記値Ｎｘになった時点、またはモータ電流検出手段
で測定するモータ電流値Ｉが上記値Ｉｘになった時点で
変速を行わせる時には、モータの最大効率を優先的に利
用する設定となり、このために消費電力を抑えることが
できて、電池電源のものにおいては電池の消費を少なく
することができ、作業量の向上を図ったものとなる。
H と工具出力トルクとの相関曲線と、変速後のモータ効
率ηL と工具出力トルクとの相関曲線との交点を変速ポ
イントＣＰとし、上述の場合と同様に該変速ポイントＣ
Ｐにおける工具出力回転数Ｎｘまたはモータ電流値Ｉｘ
を求めて、回転数検出手段で測定する工具出力回転数Ｎ
が上記値Ｎｘになった時点、またはモータ電流検出手段
で測定するモータ電流値Ｉが上記値Ｉｘになった時点で
変速を行わせる時には、モータの最大効率を優先的に利
用する設定となり、このために消費電力を抑えることが
できて、電池電源のものにおいては電池の消費を少なく
することができ、作業量の向上を図ったものとなる。
【００２３】また図３に示すように、変速前の工具出力
回転数ＮH と工具出力トルクとの相関曲線と、変速後の
工具出力回転数ＮL と工具出力トルクとの相関曲線との
交点を変速ポイントＣＰとし、上述の場合と同様に該変
速ポイントＣＰにおける工具出力回転数Ｎｘまたはモー
タ電流値Ｉｘを求めて、回転数検出手段で測定する工具
出力回転数Ｎが上記値Ｎｘになった時点、またはモータ
電流検出手段で測定するモータ電流値Ｉが上記値Ｉｘに
なった時点で変速を行わせる時には、モータの最大回転
数を優先的に利用する設定となる。従って作業スピード
を最も速くすることができるものとなる。
回転数ＮH と工具出力トルクとの相関曲線と、変速後の
工具出力回転数ＮL と工具出力トルクとの相関曲線との
交点を変速ポイントＣＰとし、上述の場合と同様に該変
速ポイントＣＰにおける工具出力回転数Ｎｘまたはモー
タ電流値Ｉｘを求めて、回転数検出手段で測定する工具
出力回転数Ｎが上記値Ｎｘになった時点、またはモータ
電流検出手段で測定するモータ電流値Ｉが上記値Ｉｘに
なった時点で変速を行わせる時には、モータの最大回転
数を優先的に利用する設定となる。従って作業スピード
を最も速くすることができるものとなる。
【００２４】図１に示した変速タイミング設定のものを
通常作業モード用、図２に示した変速タイミング設定の
ものを経済作業モード用、図３に示した変速タイミング
設定のものをスピード作業モード用と区別するならば、
これら３つのモードを全て備えるとともに、使用者の意
志によってどのモードとするかを選択することができる
ようにしておくのが最も好ましい。図４はこのモード選
択を可能とした自動変速装置のブロック回路図を示して
おり、図中ＭＳがモード選択スイッチである。マイクロ
コンピュータで構成された制御部ＣＰＵは、各モードで
の変速ポイントＣＰにおける工具出力回転数Ｎｘまたは
モータ電流値Ｉｘをメモリに保持しており、回転数検出
手段またはモータ電流検出手段からなる検出部での検出
値と、選択されたモードにおける上記記憶値との比較で
電磁駆動手段７を作動させて変速を行わせる。
通常作業モード用、図２に示した変速タイミング設定の
ものを経済作業モード用、図３に示した変速タイミング
設定のものをスピード作業モード用と区別するならば、
これら３つのモードを全て備えるとともに、使用者の意
志によってどのモードとするかを選択することができる
ようにしておくのが最も好ましい。図４はこのモード選
択を可能とした自動変速装置のブロック回路図を示して
おり、図中ＭＳがモード選択スイッチである。マイクロ
コンピュータで構成された制御部ＣＰＵは、各モードで
の変速ポイントＣＰにおける工具出力回転数Ｎｘまたは
モータ電流値Ｉｘをメモリに保持しており、回転数検出
手段またはモータ電流検出手段からなる検出部での検出
値と、選択されたモードにおける上記記憶値との比較で
電磁駆動手段７を作動させて変速を行わせる。
【００２５】なお、高速回転低トルク状態から低速回転
高トルク状態への変速タイミングに関して説明したが、
逆方向の変速タイミングも同様にして設定することがで
きる。また、２段変速の場合について述べたが、３段変
速以上の多段変速の場合も同様にして設定することがで
きる。
高トルク状態への変速タイミングに関して説明したが、
逆方向の変速タイミングも同様にして設定することがで
きる。また、２段変速の場合について述べたが、３段変
速以上の多段変速の場合も同様にして設定することがで
きる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明においては、変速機
構部と、動作出力状態を検出する検出部と、該検出部の
出力を受けて上記変速機構部を作動させて変速させる制
御部とからなる自動変速装置において、上記検出部とし
て、変速前のモータ出力と変速機構部を経た後の出力ト
ルクとの相関曲線と、変速後のモータ出力と変速機構部
を経た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至ったこ
とを検出するものを用いているために、モータの最大出
力を優先的に利用することができるタイミングで変速が
なされることになり、従って作業量と作業スピードとを
高い点でバランスさせたものを得ることができる。
構部と、動作出力状態を検出する検出部と、該検出部の
出力を受けて上記変速機構部を作動させて変速させる制
御部とからなる自動変速装置において、上記検出部とし
て、変速前のモータ出力と変速機構部を経た後の出力ト
ルクとの相関曲線と、変速後のモータ出力と変速機構部
を経た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至ったこ
とを検出するものを用いているために、モータの最大出
力を優先的に利用することができるタイミングで変速が
なされることになり、従って作業量と作業スピードとを
高い点でバランスさせたものを得ることができる。
【００２７】また検出部として、変速前のモータ効率と
変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線と、変速
後のモータ効率と変速機構部を経た後の出力トルクとの
相関曲線との交点に至ったことを検出するものを用いた
ものでは、モータの最大効率を優先的に利用することが
できるタイミングで変速がなされることになるために、
消費電力を抑えることができるものであり、特に電池電
源のものでは作業量を増やすことができる。
変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線と、変速
後のモータ効率と変速機構部を経た後の出力トルクとの
相関曲線との交点に至ったことを検出するものを用いた
ものでは、モータの最大効率を優先的に利用することが
できるタイミングで変速がなされることになるために、
消費電力を抑えることができるものであり、特に電池電
源のものでは作業量を増やすことができる。
【００２８】そして検出部として、変速前の変速機構部
を経た後の出力回転数と変速機構部を経た後の出力トル
クとの相関曲線と、変速後の変速機構部を経た後の出力
回転数と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線
との交点に至ったことを検出するものを用いたもので
は、モータの最大回転数を優先的に利用することになる
ために作業スピードを高めることができる。
を経た後の出力回転数と変速機構部を経た後の出力トル
クとの相関曲線と、変速後の変速機構部を経た後の出力
回転数と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線
との交点に至ったことを検出するものを用いたもので
は、モータの最大回転数を優先的に利用することになる
ために作業スピードを高めることができる。
【００２９】更に上記３種の各検出部を備えるととも
に、これら検出部を切り換える選択手段を備えたものに
おいては、作業内容や使用者の好み等に応じて、上記３
種の間で変速タイミングを変えることができるために、
使い勝手が向上する。
に、これら検出部を切り換える選択手段を備えたものに
おいては、作業内容や使用者の好み等に応じて、上記３
種の間で変速タイミングを変えることができるために、
使い勝手が向上する。
【図１】本発明の第１の特徴とするところの説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の特徴とするところの説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の特徴とするところの説明図であ
る。
る。
【図４】本発明の第４の特徴とするところを備えたもの
のブロック図である。
のブロック図である。
【図５】同上の自動変速装置の変速機構を備えた電動工
具の部分縦断面図である。
具の部分縦断面図である。
【図６】同上の変速機構の縦断面図である。
【図７】同上の動作を示すもので、(a)は変速前を示す
斜視図、(b)は変速後を示す斜視図である。
斜視図、(b)は変速後を示す斜視図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１１月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】今、図７(a)に示すように、切換部材７０
がリングギア３１の回転を阻止しており、且つリングギ
ア３２が図中矢印で示す方向について回転可能にワンウ
ェイクラッチ３３が設定されている時、モータ６を回転
させれば、その回転出力は、回転が阻止されているリン
グギア３１と噛み合った遊星ギア２１を通じてキャリア
４に伝達される。この時、リングギア３２は出力軸５と
同方向に空転するが、この空転は図中矢印で示す回転が
許されている方向である。
がリングギア３１の回転を阻止しており、且つリングギ
ア３２が図中矢印で示す方向について回転可能にワンウ
ェイクラッチ３３が設定されている時、モータ６を回転
させれば、その回転出力は、回転が阻止されているリン
グギア３１と噛み合った遊星ギア２１を通じてキャリア
４に伝達される。この時、リングギア３２は出力軸５と
同方向に空転するが、この空転は図中矢印で示す回転が
許されている方向である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】さて、上記電動工具の変速機構部は上述の
ように電磁駆動部材７の作動で変速動作を行うものであ
るが、電磁駆動部材７を作動させる変速タイミングは、
ここでは実際の作業とは無関係にモータ６自体の特性
（と変速機構の変速前後の減速比）に基づいて設定して
いる。すなわち、変速前（高速回転低トルク状態）の状
態でのモータ出力（出力トルク×出力回転数）ＰH 、モ
ータ効率（出力／入力）ηH 、変速機構部を経た後の出
力回転数（工具出力回転数）ＮH 、モータ電流値ＩH 等
を、変速機構部を経た後の出力トルク（工具出力トル
ク）を変化させつつ測定する。また変速後（低速回転高
トルク状態）の状態でのモータ出力ＰL 、モータ効率η
L 、工具出力回転数ＮL 、モータ電流値ＩL 等を工具出
力トルクを変化させつつ測定する。変速機構部と組み合
わせた状態で測定しても、モータ単体で測定を行っても
よい。後者の場合、変速機構部がからむ特性に関しては
測定値と変速機構部の変速前後の減速比とを基に演算に
より特性値を導く。
ように電磁駆動部材７の作動で変速動作を行うものであ
るが、電磁駆動部材７を作動させる変速タイミングは、
ここでは実際の作業とは無関係にモータ６自体の特性
（と変速機構の変速前後の減速比）に基づいて設定して
いる。すなわち、変速前（高速回転低トルク状態）の状
態でのモータ出力（出力トルク×出力回転数）ＰH 、モ
ータ効率（出力／入力）ηH 、変速機構部を経た後の出
力回転数（工具出力回転数）ＮH 、モータ電流値ＩH 等
を、変速機構部を経た後の出力トルク（工具出力トル
ク）を変化させつつ測定する。また変速後（低速回転高
トルク状態）の状態でのモータ出力ＰL 、モータ効率η
L 、工具出力回転数ＮL 、モータ電流値ＩL 等を工具出
力トルクを変化させつつ測定する。変速機構部と組み合
わせた状態で測定しても、モータ単体で測定を行っても
よい。後者の場合、変速機構部がからむ特性に関しては
測定値と変速機構部の変速前後の減速比とを基に演算に
より特性値を導く。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
Claims (4)
- 【請求項１】 変速機構部と、動作出力状態を検出する
検出部と、該検出部の出力を受けて上記変速機構部を作
動させて変速させる制御部とからなる自動変速装置であ
って、上記検出部は変速前のモータ出力と変速機構部を
経た後の出力トルクとの相関曲線と、変速後のモータ出
力と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線との
交点に至ったことを検出するものであることを特徴とす
る自動変速装置。 - 【請求項２】 変速機構部と、動作出力状態を検出する
検出部と、該検出部の出力を受けて上記変速機構部を作
動させて変速させる制御部とからなる自動変速装置であ
って、上記検出部は変速前のモータ効率と変速機構部を
経た後の出力トルクとの相関曲線と、変速後のモータ効
率と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線との
交点に至ったことを検出するものであることを特徴とす
る自動変速装置。 - 【請求項３】 変速機構部と、動作出力状態を検出する
検出部と、該検出部の出力を受けて上記変速機構部を作
動させて変速させる制御部とからなる自動変速装置であ
って、上記検出部は変速前の変速機構部を経た後の出力
回転数と変速機構部を経た後の出力トルクとの相関曲線
と、変速後の変速機構部を経た後の出力回転数と変速機
構部を経た後の出力トルクとの相関曲線との交点に至っ
たことを検出するものであることを特徴とする自動変速
装置。 - 【請求項４】 変速機構部と、動作出力状態を検出する
検出部と、該検出部の出力で上記変速機構部を作動させ
て変速させる制御部とからなる自動変速装置であって、
請求項１及び請求項２及び請求項３に記載の各検出部を
備えるとともに、これら検出部を切り換える選択手段を
備えていることを特徴とする自動変速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25266296A JP3438486B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 自動変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25266296A JP3438486B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 自動変速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103462A true JPH10103462A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3438486B2 JP3438486B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=17240489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25266296A Expired - Fee Related JP3438486B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 自動変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3438486B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2030710A2 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-04 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. | Power tool |
| WO2012081589A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 株式会社マキタ | 動力工具 |
| JP2013066948A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd | 電動工具 |
| JP2013066943A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd | 電動工具 |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP25266296A patent/JP3438486B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2030710A2 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-04 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. | Power tool |
| EP2030709A2 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-04 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. | Power tool |
| JP2009078349A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-04-16 | Positec Power Tools (Suzhou) Co Ltd | 電動工具 |
| US7882900B2 (en) | 2007-08-29 | 2011-02-08 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd | Power tool with signal generator |
| US7882899B2 (en) | 2007-08-29 | 2011-02-08 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd | Power tool having control system for changing rotational speed of output shaft |
| WO2012081589A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 株式会社マキタ | 動力工具 |
| JP2013066948A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd | 電動工具 |
| JP2013066943A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd | 電動工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3438486B2 (ja) | 2003-08-18 |
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