TWI566907B - 電動剪 - Google Patents

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    • B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/02—Secateurs; Flower or fruit shears
    • A01G3/033—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades
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Description

電動剪
本發明係有關於一種電動剪。
US2010/0192383係開示以馬達之驅動力開閉刃部，以切斷樹枝等之切斷對象物之電動剪。
US2010/0192383之電動剪係具有第1刃部、第2刃部、連結在第1刃部之第1鏈接器、及連結在第2刃部之第2鏈接器，當第1鏈接器與第2鏈接器之夾角打開時，第1刃部及第2刃部會關閉，當第1鏈接器與第2鏈接器之夾角關閉時，第1刃部及第2刃部會打開之鏈接式電動剪。
當使用此電動剪時，在切斷切斷對象物時，於需要較大扭力之刃部關閉動作之後半，能產生較大切斷扭力，所以，能不增加負荷地獲得在切斷切斷對象物時需要之扭力。
在此電動剪中，於刃部關閉之動作之後半，產生較大的切斷扭力，所以，在刃部關閉之動作之後半，對零件而言之負荷會變大，所以，必須提高構成鏈接軸等鏈接機構之零件強度。但是，藉提高零件強度而重量會增加，有做為手工具之電動剪使用性不佳之問題。
本發明之實施形態係有關於一種藉抑制相對於零件而言之負荷，以抑制電動剪之重量之電動剪。
參照圖面以說明本發明之實施形態。
在本實施形態之電動剪10中，如第1圖所示，馬達21之旋轉力被轉換成直進運動，鏈接機構A藉此直進運動作動，以實施刃之開閉運動。
當使用本實施形態時，在扣引觸發器23時，馬達21旋轉動作，而電動剪10作動。詳細說明時，當馬達21旋轉動作時，此旋轉動作藉運動方向轉換部B，被轉換成直線運動，被轉換成直線運動之馬達21之驅動力，藉鏈接機構A被傳遞到第1可動刃11及第2可動刃12而刃關閉。
當使用本實施形態時，馬達21係連結在旋轉軸使用遊星齒輪之減速機24。
當使用本實施形態時，運動方向轉換部B具有連結在減速機24輸出軸之螺桿25、及咬合在螺桿25的螺紋之螺帽部26。藉此，當螺桿25以馬達21之驅動力被旋轉驅動時，螺帽部26沿著螺桿25而直線移動。亦即，馬達21之旋轉動作被轉換成螺帽部26之直線運動，所以，能對應馬達21之旋轉方向，以切換螺帽部26之移動方向。
第1可動刃11及第2可動刃12，如第3圖及第4圖所示，將刃軸13當作支點，以能相互旋轉地連結。
第1可動刃11夾持由刃軸13所做之支撐位置，在尖端側具有刃形成部11a，在另一端側具有基部11b。
同樣地，第2可動刃12夾持由刃軸13所做之支撐位 置，在尖端側具有刃形成部12a，在另一端側具有基部12b。
第1可動刃11及第2可動刃12之構成，係藉力量施加在分別之基部11b,12b相互分離之方向上，分別之刃形成部11a,12a移動到相互關閉之方向，以刃形成部11a,12a能進行切斷作業。
用於作動第1可動刃11及第2可動刃12之鏈接機構A具有：第1鏈接器15及第2鏈接器16，藉驅動軸18被樞接；以及第3鏈接器17，連接在第2鏈接器16。
第1鏈接器15係對驅動軸18之連接端之相反端側，連接在第1可動刃11的基部11b。第1鏈接器15及第1可動刃11的基部11b，係將第1鏈接軸15a當作支點而樞接。
第2鏈接器16係對驅動軸18之連接端之相反端側，連接在第3鏈接器17。第2鏈接器16及第3鏈接器17，係將第2鏈接軸16a當作支點而樞接。
第3鏈接器17在對第2鏈接器16之連接端之相反端側中，係連接在第2可動刃12的基部12b。第3鏈接器17及第2可動刃12的基部12b係將銷17a當作支點而樞接。
此鏈接機構A當藉運動方向轉換部B而螺帽部26進行直進運動時，如第3圖及第4圖所示，連接在螺帽部26之驅動軸18相對於刃軸13而言，在接近或離開之方向上滑動，藉此滑動運動以作動。
具體說來，此鏈接機構A當驅動軸18相對於刃軸13而言，在接近之方向上滑動時，第1鏈接器15、第2鏈接 器16及第3鏈接器17往打開方向移動作動。藉此，第1可動刃11及第2可動刃12的基部11b,12b在相互分離之方向上位移，同時分別之刃形成部11a,12a在相互關閉之方向上旋轉，進行切斷動作。
又，此鏈接機構A當驅動軸18相對於刃軸13而言，在離開之方向上滑動時，第1鏈接器15、第2鏈接器16及第3鏈接器17往關閉方向移動作動。藉此，第1可動刃11及第2可動刃12的基部11b,12b在相互接近之方向上位移，同時分別之刃形成部11a,12a在相互打開之方向上旋轉，進行刃回到打開狀態之動作。
這種電動剪10之動作，係藉內建在電動剪10之控制裝置100(參照第2圖)以控制。
前述控制裝置100當觸發器23被扣引而觸發開關22成為ON時，接收來自觸發開關22之輸出訊號以正轉馬達21，自第3(a)圖所示之刃打開狀態，至第4(b)圖所示之刃關閉狀態為止之範圍中，使刃往關閉方向作動。
另外，前述控制裝置100當觸發器23被放開而觸發開關22成為OFF時，接收來自觸發開關22之輸出訊號以逆轉馬達21，使刃作動成至第3(a)圖所示之刃打開狀態為止。
控制裝置100具有計數馬達21迴轉數之檢出部120。前述檢出部120之構成係具有藉計數例如對應馬達21旋轉而輸出之脈衝訊號，以計數馬達21迴轉數之旋轉檢出器(編碼器)。
檢出部120藉計數馬達21之迴轉數，檢出第1可動刃11及第2可動刃12相互關閉成何種程度之角度。
如第3(a)圖所示，當在刃之打開狀態(初期狀態)，觸發開關22成為ON而馬達21正轉時，檢出部120開始計數馬達21之迴轉數。而且，如第4(b)圖所示，當馬達21之迴轉數成為85時，檢出刃為關閉狀態。當以檢出部120檢出刃為關閉狀態時，控制裝置100假設即使觸發開關22在ON狀態下，也不會再驅動馬達21而停止。
相反地，自刃為關閉狀態或刃在關閉中途之狀態，觸發開關22成為OFF而馬達21逆轉時，檢出部120也開始計數馬達21之迴轉數。而且，當檢出既定之迴轉數時，檢出刃為打開狀態。具體說來，使逆轉之迴轉數與馬達21正轉時之馬達21迴轉數相同時，第3(a)圖所示之刃成為打開狀態(初期狀態)，所以，檢出部120計數逆轉之迴轉數，藉此，檢出刃為打開狀態之情形。當藉檢出部120檢出刃為打開狀態之情形時，控制裝置100停止驅動馬達21。
又，控制裝置100具有控制供給到馬達21之電流值之電流控制部110。電流控制部110係例如設於被配置於電動剪10內部之電池等電源(未圖示)與馬達21間之電流限制電路。電流控制部110係形成為可兩階段限制電流，依據來自檢出部120之控制訊號，能改變供給到馬達21之電流值之上限值。
在此，第7圖係表示相關技術之電動剪中之銷17a負 荷推移之曲線圖。如第7圖所示，當不改變供給到馬達21之電流值之上限值時，在刃關閉動作之後半，產生較大之切斷扭力，因此，在刃關閉動作之後半，相對於零件而言之負荷變大。
亦即，鏈接機構A隨著刃關閉，驅動軸18之每個移動距離之刃移動角度(以「刃之移動角度」÷「驅動軸18之移動距離」求出之數值)會變小，隨著刃關閉而切斷扭力會變大，所以，施加在零件上之負荷變大。
因此，在本實施形態中，當刃變成既定角度，亦即，關閉成既定角度時，藉減少電流值之上限值，能減少最大扭力，使施加在零件上之負荷停留在既定水平。
例如考慮零件能承受之負荷上限值，將第4(a)圖所示馬達21之迴轉數成為67.4迴轉之狀態(刃之角度關閉成5.6度之狀態)當作契機，使電流值之上限值自50A改變成30A。亦即，自第3(a)圖所示刃為打開狀態，至第4(a)圖所示馬達21之迴轉數成為67.4迴轉之狀態為止之間，設定供給到馬達21之電流值之上限值為50A。而且，自第4(a)圖所示馬達21之迴轉數成為67.4迴轉之狀態，至第4(b)圖所示刃成為關閉狀態為止之間，設定供給到馬達21之電流值之上限值為30A。
此電流值之上限值之變更控制係實施如下。
在第3(a)圖所示刃為打開狀態時，其係初期狀態，所以，電流控制部110設定電流值之上限值為50A。之後，當馬達21被驅動而馬達21之迴轉數為67.4迴轉時，檢出 部120檢出此情形。藉此，刃關閉成既定角度之情形被檢出，檢出部120輸出控制訊號到電流控制部110。藉此，電流控制部110進行電流限制電路之切換，設定電流值之上限值為30A。
第5圖係表示對實施例馬達21之供給電流值之推移例之曲線圖。如此曲線圖所示，馬達21直到67.4迴轉，電流之上限值為50A，在超過60迴轉時開始，流過最大之50A之電流。當持續流過50A之電流時，即使係相同電流值，鏈接機構A之扭力與馬達21之迴轉數成正比例而上升，所以，相對於銷17a而言之負荷也與馬達21之迴轉數成正比例而上升。
但是，當馬達21之迴轉數成為67.4時，電流之上限值被設定成30A，所以，相對於銷17a而言之負荷上限值也下修，即使馬達21之迴轉數增加，扭力也不會上升，相對於銷17a而言之負荷被保持在適當值。
第6圖係表示施加在實施例銷17a上之負荷之推移曲線圖。如此曲線圖所示，馬達21直到67.4迴轉，施加在銷17a上之負荷與迴轉數成正比例而上升。但是，當馬達21之迴轉數成為67.4時，電流之上限值被設定成30A，所以，施加在銷17a上之負荷變小。之後，施加在銷17a上之負荷與迴轉數成正比例而上升，但是收斂在一定範圍，不會施加多餘之負荷。
如上所述，當使用本實施形態時，馬達21之旋轉運動被轉換成直進運動，鏈接機構A藉此直進運動被作動，以 開閉運動刃11,12之電動剪也可以具有：電流控制部110，控制供給到馬達21之電流值；以及檢出部120，用於檢出刃11,12成為既定角度之情形。當以檢出部120檢出刃11,12成為既定角度之情形時，電流控制部110可改變供給到馬達21之電流值之上限值。
當使用上述構造時，在刃部關閉動作之後半，即使產生較大切斷扭力時，當刃關閉成既定角度時，藉降低供給到馬達21之電流值之上限值，能限制最大扭力，能控制使得相對於零件而言之負荷不會過大。藉此，無須提高鏈接機構A的零件之強度，所以，能抑制電動剪之重量。
而且，在上述實施形態中，雖然說明過在刃部關閉動作之後半，產生較大切斷扭力之電動剪，但是，本發明並不侷限於此。
例如如果係在刃部關閉動作之前半，產生較大切斷扭力之電動剪，只要使得在刃關閉成既定角度時，提高供給到馬達21之電流值之上限值即可。藉上述構成，也可以控制使得刃部關閉動作之前半，相對於零件而言之負荷不會過大，同時使得刃部關閉動作之後半，能獲得較大之扭力。
又，也可以適用於在刃部關閉動作期間，產生一定切斷扭力之電動剪。例如當刃關閉成既定角度時，提高供給到馬達21之電流值之上限值時，在刃部關閉動作之後半，能獲得較大之扭力。
檢出部120也可以藉計數馬達21之迴轉數，檢出刃11,12成為既定角度之情形。
例如檢出部120也可以以計數馬達21迴轉數之旋轉檢出器(編碼器)來構成。
檢出部120也可以藉測量鏈接機構A或刃11,12之角度，檢出刃成為既定角度之情形。
例如檢出部120也可以由測量鏈接機構A、第1可動刃11或第2可動刃12之任一者角度之測量器(角度偵知器等)所構成。在使用這種檢出器120時，藉測量鏈接機構A、第1可動刃11或第2可動刃12之任一者角度，能檢出刃成為既定角度(例如第4(a)圖之狀態)之情形。
檢出部120也可以藉測量直進運動之移動量，檢出刃11,12成為既定角度之情形。
例如檢出部120也可以由測量運動方向轉換部B的螺帽部26或驅動軸18等之直進運動移動量之測量器(霍爾IC等)所構成。在使用這種檢出器120時，藉測量運動方向轉換部B的螺帽部26或驅動軸18等之直進運動移動量，能檢出刃成為既定角度(例如第4(a)圖之狀態)之情形。
又，在上述實施形態之一例中，雖然使供給到馬達21之電流值之上限值，自50A減少至30A，但是，本發明並不侷限於此。但是，當低於上限值太多時，扭力變得太小，電動剪所做之切斷有可能無法進行，所以，最好考慮必要扭力以設定數值。例如也可以將刃成為既定角度之情形當作契機，使供給到馬達21之電流值之上限值設定成減少30~50%範圍之數值。而且，設定成減少35~45%範圍之 數值則更佳。
又，在上述實施形態之一例中，刃自打開狀態至完全關閉為止之馬達21迴轉數為80轉之電動剪中，當馬達21迴轉數成為67.4時，改變供給電流值之上限值(旋轉馬達21直到自刃打開狀態至刃完全關閉為止之馬達21迴轉數之約78%迴轉數時，改變供給電流值之上限值)，但是，本發明並不侷限於此。但是，當時機過早時，扭力過小而電動剪有無法切斷之可能性，所以，最好考慮必要扭力以設定時機。例如也可以當旋轉馬達21直到自刃為打開狀態至完全關閉為止之馬達21迴轉數之70~90%範圍之任一迴轉數時，改變供給電流值之上限值。當旋轉馬達21直到自刃為打開狀態至完全關閉為止之馬達21迴轉數之80~85%範圍之任一迴轉數時，改變供給電流值之上限值則更佳。
又，在上述實施形態中，雖然說明過檢出自刃為打開狀態至關閉成既定角度為止之情形之例，但是，也可以使得檢出自刃為關閉狀態至打開成既定角度為止之情形。例如在切斷樹枝等之時，無法完全切斷而刃吃入樹枝以停止時，在打開(回復)刃時產生扭力，負荷施加在鏈接機構A。在此情形下，當以檢出部120檢出刃打開成既定角度時，如果使得電流控制部110改變提供到馬達21之電流值之上限值，能限制施加在鏈接機構A上之負荷，能防止鏈接機構A之破損。
11‧‧‧第1可動刃
11a‧‧‧刃形成部
11b‧‧‧基部
12‧‧‧第2可動刃
12a‧‧‧刃形成部
12b‧‧‧基部
13‧‧‧刃軸
15‧‧‧第1鏈接器
15a‧‧‧第1鏈接軸
16‧‧‧第2鏈接器
16a‧‧‧第2鏈接軸
17‧‧‧第3鏈接器
17a‧‧‧銷
18‧‧‧驅動軸
21‧‧‧馬達
22‧‧‧觸發開關
23‧‧‧觸發器
24‧‧‧減速機
25‧‧‧螺桿
26‧‧‧螺帽部
100‧‧‧控制裝置
110‧‧‧電流控制部
120‧‧‧檢出部
A‧‧‧鏈接機構
B‧‧‧運動方向轉換部
第1圖係表示電動剪內部構造之圖面。
第2圖係表示電動剪之輸出入之方塊圖。
第3圖係第3(a)圖及第3(b)圖為表示電動剪鏈接機構之圖面；第3(a)圖係表示刃打開狀態之圖面；第3(b)圖係表示自刃打開狀態開始，馬達迴轉數30之狀態圖。
第4圖係第4(a)圖及第4(b)圖為表示電動剪鏈接機構之圖面；第4(a)圖係表示自刃打開狀態開始，馬達迴轉數67.4之狀態圖；第4(b)圖係表示刃關閉狀態之圖面。
第5圖係表示對馬達之供給電流值之推移之曲線圖。
第6圖係表示銷負荷之推移之曲線圖。
第7圖係表示相關技術之電動剪中之銷負荷推移之曲線圖。
21‧‧‧馬達
22‧‧‧觸發開關
100‧‧‧控制裝置
110‧‧‧電流控制部
120‧‧‧檢出部

Claims (6)

  1. 一種電動剪，馬達(21)之旋轉運動被轉換成直進運動，鏈接機構(A)以此直進運動被作動，而刃(11,12)開閉運動，其包括：電流控制部(110)，控制供給到前述馬達(21)之電流值；以及檢出部(120)，用於檢出前述刃(11,12)成為既定角度之情形，以前述檢出部(120)檢出前述刃(11,12)成為既定角度後，前述電流控制部(110)不停止前述馬達的旋轉並降低供給到前述馬達(21)之電流值上限值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電動剪，其中，前述檢出部(120)藉計數前述馬達(21)之迴轉數，檢出前述刃(11,12)成為前述既定角度之情形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電動剪，其中，前述檢出部(120)藉測量前述鏈接機構(A)或前述刃(11,12)之角度，檢出前述刃(11,12)成為前述既定角度之情形。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電動剪，其中，前述檢出部(120)藉測量前述直進運動之移動量，檢出前述刃(11,12)成為前述既定角度之情形。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之電動剪，其中，前述電流控制部(110)將前述檢出部(120)檢出前述刃(11,12)成為前述既定角度之情形當作契機，使供給到前述馬達(21)之電流值上限值，設定成自成為 前述既定角度前之電流值上限值，減少30~50%範圍之數值。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之電動剪，其中，前述既定角度係自刃為打開狀態至完全關閉為止，或者，自前述刃為關閉狀態至完全打開為止，前述馬達旋轉至前述馬達迴轉數之70~90%範圍中任一迴轉數為止之前述刃之角度。
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