WO2012127950A1

WO2012127950A1 - 電動工具

Info

Publication number: WO2012127950A1
Application number: PCT/JP2012/053789
Authority: WO
Inventors: 則宏岩村; 元治武藤
Original assignee: Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2013-09-23
Also published as: JP2012196746A; EP2689896B1; CN103429394B; EP2689896A1; EP2689896A4; JP5799221B2; CN103429394A

Abstract

　電動工具のモータ電流が閾値を越えたときには強制停止させて安全性を確保し、且つ、このために作業性が低下することは抑える。本発明の電動工具は、モータ３と、モータ３への電力供給をオンオフするメインスイッチ１と、モータ３の電流値を検出する電流検出手段と、モータ３の回転出力を調整する出力調整スイッチ２と、電流検出手段での検出結果が所定の閾値を超えた場合にモータ３を強制停止させる制御手段とを具備する。制御手段は、強制停止状態にあるときにメインスイッチ１がオフされるか、或いは、強制停止状態にあるときに出力調整スイッチ２が動作されることで、強制停止状態を解除する。

Description

電動工具

　本発明は、電流が閾値を越えたときにモータを強制停止させる電動工具に関する。

　電動工具では、モータに過電流が流れることを防止するため、電流が閾値を超えたときにこれを検知してモータを強制停止させることが、従来行われている。さらに、日本国特許公開平１－３１１８８７号公報に記載の電動工具においては、モータが強制停止されたとき、使用者が操作スイッチを引き込んでいる間はこの強制停止を継続させ、操作スイッチの引き込みを解除した段階でこの強制停止を解除するように構成されている。

　前記した従来の電動工具では、モータの強制停止を解除するために、いったん操作スイッチから指を離してその引き込みを解除する必要がある。そのため、モータに過電流が生じやすい作業を行うような場合には、モータが強制停止される度にいったん操作スイッチから指を離し、再び操作スイッチを引き込むという作業が要求され、作業性の低下を招く原因となっていた。

　本発明は前記問題点に鑑みて発明したものであって、電流が閾値を越えたときにはモータを強制停止させて安全性を確保し、且つ、このために作業性が低下することを抑えることのできる電動工具を提供することを、課題とする。

　前記課題を解決するために本発明の電動工具を、工具の駆動源であるモータと、前記モータへの電力供給をオンオフするメインスイッチと、前記モータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記モータの回転出力を調整する出力調整スイッチと、前記電流検出手段での検出結果が所定の閾値を超えた場合に前記モータを強制停止させる制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記モータを強制停止させるよう設定された状態である強制停止状態を有し、前記制御手段は、前記強制停止状態にあるときに前記メインスイッチがオフされるという第一の解除条件と、前記強制停止状態にあるときに前記出力調整スイッチが動作されるという第二の解除条件とを有し、前記制御手段は、前記第一又は第二の解除条件を満たしたときに前記強制停止状態を解除するものとする。

　言い換えれば、本発明の電動工具は、工具の駆動源であるモータと、前記モータへの電力供給をオンオフするメインスイッチと、前記モータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記モータの回転出力を調整する出力調整スイッチと、前記電流検出手段での検出結果が所定の閾値を超えた場合に前記モータを強制停止させる制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記モータを強制停止させているときに前記メインスイッチがオフされるという第一の解除条件と、前記モータを強制停止させているときに前記出力調整スイッチが動作されるという第二の解除条件とを有し、前記制御手段は、前記第一又は第二の解除条件を満たしたときに前記モータの強制停止を解除するよう構成されている。

　前記メインスイッチは、引き込み操作により前記モータへの電力供給をオンするよう構成され、前記第一の解除条件は、前記強制停止状態にあるときに前記メインスイッチの引き込みが開放されるという条件であることが好ましい。

　言い換えれば、前記メインスイッチは、引き込み操作により前記モータへの電力供給をオンするよう構成され、前記第一の解除条件は、前記制御手段が前記モータを強制停止させているときに前記メインスイッチの引き込みが開放されるという条件であることが好ましい。

　前記第二の解除条件は、前記強制停止状態にあるときに前記出力調整スイッチが所定量を超えて動作されるという条件であることが好ましい。

　言い換えれば、前記第二の解除条件は、前記制御手段が前記モータを強制停止させているときに前記出力調整スイッチが所定量を超えて動作されるという条件であることが好ましい。

　また、前記第二の解除条件は、前記強制停止状態となってから所定時間以内に前記出力調整スイッチが動作されるという条件であることが好ましい。

　言い換えれば、前記第二の解除条件は、前記制御手段が前記モータを強制停止させた時点から所定時間以内に前記出力調整スイッチが動作されるという条件であることが好ましい。

　前記制御手段は、前記第二の解除条件を満たして前記強制停止状態を解除した後は、前記閾値をこれよりも高い別の閾値に変更するよう構成されていることが好ましい。

　言い換えれば、前記制御手段は、前記第二の解除条件を満たして前記モータの強制停止を解除した後は、前記閾値をこれよりも高い別の閾値に変更するよう構成されていることが好ましい。

　また、前記モータの回転を制御するためのスイッチ手段をさらに備え、前記制御手段は、前記出力調整スイッチで設定された回転出力の値に基づいて前記スイッチ手段を制御するよう構成され、前記制御手段は、前記電流検出手段で検出された電流値が所定の閾値を超えた場合に、前記スイッチ手段をオフさせることで、前記モータを強制停止させることが好ましい。

　本発明は、電流が閾値を越えたときにはモータを強制停止させて安全性を確保し、且つ、このために作業性が低下することは抑えることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態の電動工具の側面図である。同上の電動工具の回路図である。同上の電動工具の各信号と動作を示すタイミングチャートである。

　本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の電動工具の側面図であり、図２はこの電動工具の回路図である。

　本実施形態の電動工具は、メインスイッチ１と出力調整スイッチ２を備えた可搬式のシーリングガン（コーキングガン）５０である。このシーリングガン５０では、工具の駆動源であるモータ３を筒型の本体部１０内に収容している。この本体部１０から径方向外側（図１の下側）にむけて延設されるハンドル部１１に、トリガスイッチから成るメインスイッチ１と、速度調整ダイヤルから成る出力調整スイッチ２を備えている。本実施形態の電動工具では、メインスイッチ１はトリガ式のスイッチである。メインスイッチ１は、引き込み操作によりモータ３への電力供給をオンし、引き込みが開放されたときにモータ３への電力供給をオフするよう、構成されている。なおメインスイッチ１は、ボタン式やスライド式など、トリガ式以外のスイッチであってもよい。

　本体部１０には、先端にノズル４を有する円筒状のシリンダ５を装着している。このシリンダ５内には棒状のロッド（図示せず）が収容されており、ロッドの先端には、シリンダ５の内周面に摺接する略円板状の押圧部材（図示せず）を固定させている。ロッドは、本体部１０内のモータ３の動力によって軸方向にスライド移動され、ロッド先端の押圧部材によって、シリンダ５内のシーリング剤をノズル４先端の吐出孔４ａから押し出していく。

　ハンドル部１１の先端（図１の下側の端部）には、電池パック１２が着脱自在に装着される。この電池パック１２内には、シーリングガン５０の電源部である二次電池７が収容されている。二次電池７は、シーリングガン５０のモータ３や制御手段６に対して、電力を供給する。この制御手段６は、メインスイッチ１や出力調整スイッチ２からの入力に基づいてモータ３の回転を制御する。

　図２の回路図に示すように、二次電池７からモータ３に電力を供給する回路中には、ＦＥＴのスイッチング素子から成るスイッチ手段８と、電流検出抵抗から成る電流検出手段９とを、モータ３と直列に備えている。制御手段６は、スイッチ手段８を介してモータ３への電力供給を制御し、また、電流検出手段９の両端電圧に基づいてモータ３に流れる電流値を検出する。

　上記構成を具備するシーリングガン５０において、一定量を超えてメインスイッチ１を引き込み操作する（つまり、メインスイッチ１をオンする）と、モータ３への電力供給がオンになる。このメインスイッチ１の引き込みを開放する（つまり、メインスイッチ１をオフする）と、モータ３への電力供給はオフになる。制御手段６は、出力調整スイッチ２の回転位置に基づいて決定される電圧値に応じてオンデューティを変化させるＰＷＭ制御によって、スイッチ手段８を駆動させる。これにより、モータ３の回転数が制御される。

　また、制御手段６は、電流検出手段９を用いてモータ３の電流値を検出し、この検出結果（検出電流）が所定の閾値を越えた場合に、スイッチ手段８をオフにすることで、メインスイッチ１が引き込まれた状態であってもモータ３を強制停止させる。ここでの閾値は、出力調整スイッチ２のダイヤル回転位置（即ち、モータ出力の設定値）に応じて変化する。例えば、制御手段６は、出力調整スイッチ２で設定されるモータ３の出力設定値とモータ３を強制停止させる閾値（検出電流の閾値）とを対応付けた、閾値テーブルを有してもよい。この場合、制御手段６は、閾値テーブルを参照して、出力調整スイッチ２のダイヤル回転位置（モータ出力の設定値）に対応した閾値を設定する。なお、モータ３を強制停止させる閾値は、モータ３の出力設定値によらず一定であってもよい。

　本実施形態のシーリングガン５０では、モータ３の強制停止状態に移行した後、この強制停止状態を解除して作業を再開するには、２通りの手段が用いられる。

　１つの手段は、メインスイッチ１の引き込みを開放する手段である。モータ３の強制停止状態にあるときにメインスイッチ１がオフになると、制御手段６は信号変化によってこれを検知し、モータ３の強制停止状態を速やかに解除する。その後メインスイッチ１を引き込むと、その引き込み量が一定量を超えた時点（メインスイッチ１がオンになった時点）からモータ３は再び回転を始める。

　もう１つの手段は、出力調整スイッチ２を動作させる手段である。モータ３の強制停止状態にあるときに出力調整スイッチ２が所定量を超えて回転動作されると、制御手段６は信号変化によってこれを検知し、モータ３の強制停止状態を解除する。このとき、メインスイッチ１は引き込み状態（オン状態）のままにあるので、モータ３の回転は速やかに再開される。

　なお、本実施形態では、モータ３が強制停止されてから所定時間を経過した後は、この出力調整スイッチ２を用いた手段によっては強制停止状態から復帰されず、メインスイッチ１を用いた手段によってのみ復帰されるように構成されている。

　言い換えれば、本実施形態の制御手段６は、モータ３の強制停止状態を解除するための解除条件として、第一の解除条件と第二の解除条件を有し、いずれか一方の解除条件を満たせばスイッチ手段８のオフを解除する（制御手段６は、強制停止状態に移行した後何れの解除条件も満たされなければ、強制停止状態を維持し続ける）。この第一の解除条件は、強制停止状態にあるときにメインスイッチ１の引き込みが開放される、という条件である。そして、第二の解除条件は、強制停止状態となってから所定時間以内に出力調整スイッチ２が所定量を超えて動作される、という条件である。制御手段６は、（信号検知などによって）第一の解除条件または第二の解除条件が満たされたことを検知したときに、スイッチ手段８のオフを解除して、強制停止状態を解除する。

　更に、この制御手段６においては、出力調整スイッチ２を動作させて強制停止状態から復帰した後は、復帰後の一定期間の間、検出電流の閾値を、モータ３を強制停止させる前の閾値（第一の閾値）よりも大きな新たな閾値（第二の閾値）に変更するように構成されている。

　すなわち制御手段６は、第一の閾値とこれよりも高い第二の閾値を有する。初期時点では、制御手段６は、モータ３を強制停止させるための検出電流の閾値として第一の閾値を設定する。制御手段６は、電流検出手段９を介して検出した電流が第一の閾値を超えた場合に、モータ３を強制停止させる。そして制御手段６は、第二の解除条件を満たして強制停止状態を解除した場合には、検出電流の閾値を、第一の閾値から第二の閾値に変更するよう構成されている。

　なお、制御手段６は、検出電流の閾値を第二の閾値に変更した後は、メインスイッチ１がオフされたときに、検出電流の閾値を第一の閾値に戻すよう構成されてもよい。

　或いは制御手段６は、検出電流の閾値を第二の閾値に変更した後は、メインスイッチ１がオフされてから所定時間経過後に、検出電流の閾値を第一の閾値に戻すよう構成されてもよい（すなわち、制御手段６は、メインスイッチ１がオフされた後、所定時間経過前に再度メインスイッチ１がオンされた場合には、検出電流の閾値を第二の閾値のまま維持してもよい）。

　図３は、このシーリングガン５０での各信号と動作の一例を示している。この例の場合、図中のＡ点にて、モータ３を流れる電流が過負荷保護用の閾値に達し、メインスイッチ１を引き込んだ状態（メインスイッチ１がオンの状態）のまま、制御手段６によってモータ３が強制停止されている。次いで、図中Ｂ点にて、メインスイッチ１の引き込みが開放され、これを検知した制御手段６によってモータ３の強制停止は解除され、図中Ｃ点にてメインスイッチ１が引き込まれたタイミング（メインスイッチ１がオンされたタイミング）で、モータ３は再度回転を始めている。

　図中Ｄ点では、モータ３を流れる電流が再び閾値に達し、メインスイッチ１を引き込んだ状態（メインスイッチ１がオンの状態）のまま、制御手段６によってモータ３が強制停止されている。次いで、図中Ｅ点では、メインスイッチ１が引き込まれたまま、出力調整スイッチ（速度調整ダイヤル）２が動作され、これを検知した制御手段６によってモータ３の強制停止が解除され、速やかに回転を再開している。そして、ここでの強制停止の解除に伴い、電流の閾値は更に高い別の閾値（第二の閾値）に変更されている。

　以上説明したように、本発明の一実施形態の電動工具（シーリングガン５０）は、工具の駆動源であるモータ３と、モータ３への電力供給をオンオフするメインスイッチ１と、モータ３に流れる電流値を検出する電流検出手段９と、モータ３の回転出力を調整する出力調整スイッチ２と、電流検出手段９での検出結果が所定の閾値を超えた場合にモータ３を強制停止させる制御手段６とを具備する。制御手段６は、モータ３を強制停止させるよう設定された状態である、強制停止状態を有する。制御手段６は、強制停止状態にあるときにメインスイッチ１がオフされるという第一の解除条件と、強制停止状態にあるときに出力調整スイッチ２が動作されるという第二の解除条件とを有する。制御手段６は、第一又は第二の解除条件を満たしたときに強制停止状態を解除する。

　本発明の一実施形態の電動工具では具体的には、メインスイッチ１は、引き込み操作によりモータ３への電力供給をオンするよう構成されている。そして、第一の解除条件は、強制停止状態にあるときにメインスイッチ１の引き込みが開放されるという条件である。

　これにより、使用者は、モータ３が強制停止されたときに、メインスイッチ１を開放することで強制停止状態から復帰させるか、或いは、メインスイッチ１を引き込んだまま出力調整スイッチ２を動作させることで強制停止状態から復帰させるかを、状況に応じて選択することができる。特に、シーリングガン５０での作業のような、過電流保護のための強制停止が比較的頻繁に行われる作業の場合には、メインスイッチ１は引き込んだままで作業を継続できることにより、作業能率が大幅に向上する。すなわち、モータ３が強制停止される度にメインスイッチ１を一旦オフにして再びメインスイッチ１をオンにするという作業が不要となり、作業能率が向上する。

　また本実施形態では、前記第二の解除条件は、強制停止状態にあるときに出力調整スイッチ２が所定量を超えて動作される、という条件である。

　これによると、強制停止状態を解除するためには、所定量を超えて出力調整スイッチ２を動作させる必要があるので、使用者が意図しないタイミングで強制停止状態から復帰するといった事態が抑えられる。例えば、出力調整スイッチ２が、壁などに接触することによって使用者が意図しないタイミングで動かされたとしても、強制停止状態が解除されにくくなる。従って、工具の安全性や利便性を向上させることができる。

　また本実施形態では、前記第二の解除条件は、強制停止状態となってから所定時間以内に出力調整スイッチ２が動作される、という条件である。

　これによると、連続作業を行わない場合には、復帰手段をメインスイッチ１のみにすることができる。したがって、不意に出力調整スイッチ２を動作させて強制停止状態から復帰するという事態が抑制される。

　また、制御手段６は、前記第二の解除条件を満たして強制停止状態を解除した後は、閾値をこれ（第一の閾値）よりも高い別の閾値（第二の閾値）に変更するよう構成されている。

　これによると、連続作業を行うような場合に、モータ３の強制停止が多発することを抑えることができ、作業効率が向上する。

　以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更を行うことが可能である。

Claims

　工具の駆動源であるモータと、前記モータへの電力供給をオンオフするメインスイッチと、前記モータに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記モータの回転出力を調整する出力調整スイッチと、前記電流検出手段での検出結果が所定の閾値を超えた場合に前記モータを強制停止させる制御手段とを具備し、
　前記制御手段は、前記モータを強制停止させるよう設定された状態である強制停止状態を有し、
　前記制御手段は、前記強制停止状態にあるときに前記メインスイッチがオフされるという第一の解除条件と、前記強制停止状態にあるときに前記出力調整スイッチが動作されるという第二の解除条件とを有し、
　前記制御手段は、前記第一又は第二の解除条件を満たしたときに前記強制停止状態を解除することを特徴とする電動工具。
　前記メインスイッチは、引き込み操作により前記モータへの電力供給をオンするよう構成され、
　前記第一の解除条件は、前記強制停止状態にあるときに前記メインスイッチの引き込みが開放されるという条件であることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
　前記第二の解除条件は、前記強制停止状態にあるときに前記出力調整スイッチが所定量を超えて動作されるという条件であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
　前記第二の解除条件は、前記強制停止状態となってから所定時間以内に前記出力調整スイッチが動作されるという条件であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電動工具。
　前記制御手段は、前記第二の解除条件を満たして前記強制停止状態を解除した後は、前記閾値をこれよりも高い別の閾値に変更するよう構成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電動工具。
　前記モータの回転を制御するためのスイッチ手段をさらに備え、
　前記制御手段は、前記出力調整スイッチで設定された回転出力の値に基づいて前記スイッチ手段を制御するよう構成され、
　前記制御手段は、前記電流検出手段で検出された電流値が所定の閾値を超えた場合に、前記スイッチ手段をオフさせることで、前記モータを強制停止させることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。