JP4446290B2

JP4446290B2 - 電動工具及び卓上切断機

Info

Publication number: JP4446290B2
Application number: JP2006057032A
Authority: JP
Inventors: 祥和河野; 信宏高野; 繁春牛渡; 健一松永; 博久冨田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP2007229891A; US20070205665A1

Description

本発明は、直流電圧を出力することができる電源手段を備えた電動工具、あるいは、前記電源手段からの出力電圧によって連結部材の位置情報を表示部に表示させる出力信号を生成する制御部を備えた卓上切断機に関するものである。

電動工具においては、暗い場所で作業を行えるような照明装置や、切断する箇所の位置を特定するためのレーザ光出力装置、マイクロコンピュータを備え作業状態を記憶する機能等を付加したものがある。

特許文献１には、ベースと、ベースに回動可能に連結された連結部材と、モータ、モータによって駆動される切断刃を備え、ベース上方に揺動可能に設けられ、ベースに向かって揺動することでベース上部に載置された被加工材を切断刃によって切断可能な切断部と、連結部材のベースに対する位置を検出し、検出信号を出力する検出部と、検出信号を受け、連結部材の位置情報を加味した出力信号を生成し出力する制御部と、出力信号を受け、連結部材の位置情報を表示する表示部と、商用電源からの電圧を直流電圧に変換し出力することができる電源手段とを備え、電源手段の出力電圧が少なくとも制御部に供給される構成をした卓上切断機が開示されている。

この卓上切断機は、モータを駆動するために供給される商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換して検出部、制御部、表示部に供給し、切断する角度をデジタル表示することができるようにしている。

特開２００５−１１１８５５号公報

電動工具あるいは卓上切断機において、装置・機能を複数併せ持たせる場合には、その装置・機能を駆動させるに合った電圧をそれぞれの装置に供給する電源手段が必要となる。

電圧の異なる直流電圧によって駆動する装置・機能を複数併せ持たせ、各装置・機能に電圧を供給する電源手段を複数設けた場合には、コストが高くなってしまうものであった。

これに対して、１つの電源手段から複数の電圧の異なる出力電圧を供給するようにした構成の場合には、１つの装置・機能をＯＮさせた際に、電源手段の出力に変化が生じ、他の装置・機能への出力電圧に影響を与えてしまうといった問題があった。

本発明の目的は、１つの装置・機能を駆動させた際に生じる出力電圧の変化を勘案し、安価で安定性に優れた、電動工具あるいは卓上切断機を提供することである。

上記目的は、商用電源からの電圧を少なくとも２つ以上の異なった直流電圧に変換し出力することができる電源手段と、少なくとも一方の出力電圧を開閉操作できるスイッチとを備え、該スイッチによって他方の出力電圧よりも大きい前記一方の出力電圧の供給を開始するときは所定の電圧に達するまで一定の時間を設けて出力電圧を上げていくようにすることにより達成することができる。

あるいは、電源手段を少なくとも２つ以上の異なった直流電圧に変換し出力する構成とすると共に、制御部に供給される出力電圧よりも大きい別の出力電圧によって駆動する駆動部を設け、更に、別の出力電圧を開閉操作できるスイッチを備え、該スイッチによって別の出力電圧の供給を開始するときは所定の電圧に達するまで一定の時間を設けて出力電圧を上げていくようにすることによって達成される。

本発明によれば、１つの装置・機能に出力電圧を供給する際に生じる電源手段の出力電圧の変化を抑制して、他の出力電圧によって駆動する装置・機能の安定性を確保することができるようになるので、安価で安定性に優れた電動工具あるいは卓上切断機を提供することができるようになる。

特に、作業状態を記憶する機能、作業者へ提供する情報を生成する機能などを持つマイクロコンピュータなどの制御部を有した構成の場合に、制御部とは異なる１つの装置・機能に出力電圧を供給したとしても、制御部への出力電圧が変化（低下する）ことを抑制することができ、制御部の機能の安定性を欠いて作業者に不信感を抱かせることなどを抑制することができるようになる。

また、１つの駆動源が照明装置である場合には、電源手段からの出力電圧が顕著に変化してしまうものであるが、このように照明装置を備えた構成であっても、出力電圧の変化を抑制し、他の装置・機能の駆動を安定して実現させることができると共に、照明装置の寿命を延ばすことができるようになる。

以下、本発明電動工具あるいは卓上切断機を、デジタル角度表示機能付卓上切断機を用いて説明する。

図１〜図３に示すように、本発明デジタル角度表示機能付卓上切断機は、ベース１と、ベース１に回動可能に連結された連結部材であるターンテーブル２及びホルダ３と、図示しないモータ、モータによって駆動される図示しない切断刃を備え、ベース１上方位置に揺動可能に設けられ、ベース１に向かって揺動することでベース１上部に載置された被加工材を切断刃によって切断可能な切断部４と、ターンテーブル２及びホルダ３のベース１に対する位置を検出し、検出信号を出力する検出部であるＢｅｖｅｌ用エンコーダ２０１、Ｍｉｔｅｒ用エンコーダ２０２と、各エンコーダ２０１、２０２からの検出信号を受け、ターンテーブル２及びホルダ３の位置情報を加味した出力信号（図３の液晶表示データ）を生成し出力する制御部であるマイクロコンピュータ２０３と、出力信号を受け、ターンテーブル２及びホルダ３の位置情報を表示する表示部２０４と、商用電源からの電圧を直流電圧に変換し出力することができる電源手段（図２）とを備え、電源手段の出力電圧が検出部２０１、２０２、制御部２０３、表示部２０４に供給される構成をしている。

ホルダ３は、ターンテーブル２の上面とほぼ同一面状に位置する図示しない傾動軸を介してターンテーブル２と連結され、上方部で揺動軸３Ａを介して切断部４を揺動可能に支持する構成をしており、このホルダ３とターンテーブル２との間には、ターンテーブル２に対するホルダ３の位置を検出するためにＢｅｖｅｌ用エンコーダ２０１が配置されている。ＢＥＶＥｌ用エンコーダ２０１は、ターンテーブル２に対してホルダ３が傾動（回動）すると、所定角度毎にパルス信号を出力し、このパルス信号を受け、マイクロコンピュータ２０３がパルス信号のカウントを行い、ホルダ３の位置情報を加味した出力信号を生成し、表示部である液晶２０４にホルダ３の位置に関する情報を表示させる。具体的には、パルス信号の数をマイクロコンピュータ２０３内の図示しないメモリ部に記憶させながらカウントし、現在のホルダ３の角度を演算し、表示部２０４にＢＥＶＥＬ角度として角度を表示させる。

Ｍｉｔｅｒ用エンコーダ２０２もＢｅｖｅｌ用エンコーダ２０１と同様に、ベース１に対するターンテーブル２の回動角度を検出するものであり、ベース１に対してターンテーブル２が回動すると、所定角度毎にパルス信号を出力し、このパルス信号を受け、マイクロコンピュータ２０３がパルス信号のカウントを行い、ターンテーブル２の位置情報を加味した出力信号を生成し、表示部である液晶２０４にターンテーブル２の位置に関する情報（ＭＩＴＥＲ角度）を表示させる。

また、本発明卓上切断機は、図１に示すように切断部分付近に光源を照射可能なライト１２８、ライト１２８のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチ１２４が設けられている。

図２において電源手段は、ブリッジダイオード１０２、電解コンデンサ１０３、１１７、１２１、１２３、１２７、抵抗器１０４、１０８、１０９、１１１、１１３、１２５、１２６、コンデンサ１０５、１１５、１１９、ダイオード１０６、１１４、１１６、１２０、トランジスタ１０７、１１０、ツェナーダイオード１１２、トランス１１８、３端子レギュレータ１２２、ＦＥＴ１２９で構成されている。

まず初めに商用交流電源１０１が投入されるとブリッジダイオード１０２、電解コンデンサ１０３によって直流電圧に平滑される。その後抵抗器１１１を通ってトランジスタ１０７をＯＮし、トランス１１８の巻線Ｎｐに電圧されると巻線Ｎｂにも電圧が発生する。巻線Ｎｂに発生した電圧はダイオード１１４、抵抗器１１３を通ってトランジスタ１０７のベース端子に入力され、トランジスタ１０７はＯＮ状態を維持する。その後、トランジスタ１０７のコレクタ電流（巻線Ｎｐに流れる電流）が上昇し、トランジスタ１０７の電流増幅率ｈＦＥに達するとトランジスタ１０７はＯＦＦする。次に巻線Ｎｐに流れる電流がＯＦＦするとトランス１１８の巻線Ｎｓは逆起電力が発生し、ダイオード１２０を通って電解コンデンサ１２１に電流が流れ、電解コンデンサ１２１は充電される。トランス１１８に蓄積されたエネルギーが放出されると今度は巻線Ｎｓに残ったわずかな残留エネルギーによって巻線Ｎｂに電圧が発生し、再度トランジスタ１０７をＯＮする。このようなスイッチング動作を繰り返すことによって入力された交流電圧を任意の直流電圧に変換することができる。また、このとき電解コンデンサ１１７の両端電圧は電解コンデンサ１２１に充電された出力電圧に比例した電圧となるため、ツェナーダイオード１１２の電圧が電解コンデンサ１１７の両端電圧とトランジスタ１０７のベース−エミッタ間電圧を足し合わせた電圧以上になると、トランジスタ１０７をＯＮしているベース電流がツェナーダイオード１１２に流れてトランジスタ１０７はＯＦＦするため、電解コンデンサ１２１に充電される出力電圧は常に一定の電圧となるように制御される。また、抵抗器１０８によってトランジスタ１０７に流れる電流を検出し、その結果を抵抗器１０９を通ってトランジスタ１１０のベース端子に入力する。抵抗器１０８に発生する電圧（トランジスタ１０７に流れる電流）が所定の値を超えるとトランジスタ１１０はＯＮし、トランジスタ１０７に流れるベース電流を遮断する。つまり、抵抗器１０８、１０９、トランジスタ１１０はトランジスタ１０７（巻線Ｎｐ）に過電流が流れるのを防止する回路である。また、抵抗器１０４、コンデンサ１０５、ダイオード１０６はトランジスタ１０７がＯＦＦしたときに巻線Ｎｐに発生する逆起電力からトランジスタ１０７を保護するためのクランプスナバ回路である。また、コンデンサ１１９はノイズを防止するためのものである。次に、電解コンデンサ１２１に充電された出力電圧は３端子レギュレータ１２２に入力されて所定の電圧に変換し、電解コンデンサ１２３を通って図３に示すデジタル角度表示装置に所定の電圧を供給する。

具体的には、ライト１２８に供給される出力電圧は１２Ｖで、デジタル角度表示装置に供給される出力電圧は５Ｖであり、ライト１２８に供給される出力電圧の方が、マイクロコンピュータ２０３などを有するデジタル角度表示装置に供給される出力電圧よりも大きくなっている。

ここで、電解コンデンサ１２１に充電された出力電圧はライト１２８をＯＮ、ＯＦＦ操作するためのスイッチ１２４に入力される。スイッチ１２４がＯＮされると、まず抵抗器１２５を通って電解コンデンサ１２７に電流が流れる。電解コンデンサ１２７に充電される電圧は抵抗器１２５と電解コンデンサ１２７の時定数に従って徐々に上昇し、ＦＥＴ１２９のゲート端子に入力される。ＦＥＴ１２９はゲート端子に入力された電圧に比例した電流を流すため、ライト１２８に流れる電流は所定の電流値に達するまで時間と共に徐々に上昇する。

従来の技術では、例えばフィラメントを用いた一般的な照明装置はその特性上、電圧を印加し始めから内部の温度は上がるまでは電気抵抗が小さいために非常に大きな突入電流が流れてしまい、図４に示すように電源からの供給が不足して、デジタル角度表示装置のマイクロコンピュータへの動作電圧以下に供給電圧が低下してしまう場合があるという問題が発生するものであるが、本発明では、図５に示すように急激な負荷の変動がないため、図２に示すデジタル角度表示装置に供給している電圧の低下を抑制することができる。また、図４に示すようなライト１２８に流れる突入電流も抑制することができるためにライト１２８の寿命を延ばすことができる。

上記したように、スイッチによって一方の出力電圧の供給を開始するときは所定の電圧に達するまで一定の時間を設けて出力電圧を上げていくようにすることにより、１つの装置・機能に出力電圧を供給する際に生じる電源手段の出力電圧の変化を抑制して、他の出力電圧によって駆動する装置・機能の安定性を確保することができるようになるので、安価で安定性に優れた電動工具あるいは卓上切断機を提供することができるようになる。

上記したデジタル角度表示機能付卓上切断機のように、位置状態を記憶して、作業者へ提供する情報を生成する機能などを持つマイクロコンピュータなどの制御部２０３を有した構成の場合には、１つの装置・機能に出力電圧を供給する際に生じる電源手段の出力電圧が低下してしまうと、マイクロコンピュータ２０３の動作が一旦ＯＦＦとなり、リセットしてしまい作業者に混同を生じさせてしまう場合がある。具体的には、表示部２０４に表示された角度情報を見ながらターンテーブル２を回動させている途中で、ライト１２８をＯＮさせた際に、上述したように出力電圧が低下してマイクロコンピュータ２０３がＯＦＦしてしまうと、再びＯＮとなった際にマイクロコンピュータ２０３のメモリ部に保存していたカウント数がリセットされてしまい、ターンテーブル２を回動させている途中にもかかわらず表示部２０４に表示される角度情報がゼロになってしまう。

本発明では、マイクロコンピュータ２０３がＯＦＦとなってしまう電圧まで低下することがないよう、上述したようにライト用出力電圧を徐々に上昇させるようすることにより、電源の出力容量の上げるもしくは応答性の良いフィードバック方式の電源を用いずとも、上記したような作業者が混乱してしまうなどの状況の発生を抑制した安定性のある卓上切断機を提供することができる。

なお、マイクロコンピュータ２０３が記憶しているデータの一例としてエンコーダ２０１、２０２のパルス信号のカウントを例に挙げて説明したが、これに限らず、検出部からの検出信号を受けて出力信号を生成するために必要な記憶するデータであれば、同様である。

なお、本発明は、マイクロコンピュータ２０３のＯＦＦに係らず、出力電圧が低下することによって検出部の検出精度が低下してしまうことを抑制することができるものであり、作業者に供給する情報の信頼度を向上させることができるものである。

また、ライト１２８に代わって、切断箇所を指し示すレーザー照射装置であることなどが考えられる。

また、本発明をデジタル角度表示機能付卓上切断機を用いて説明したが、デジタル角度表示機能に代わって切断箇所を指し示すレーザー照射装置であること、卓上切断機に代わってドライバー、丸のこ、ルータ、ハンマなど種々の電動工具で、複数の電圧の異なる装置・機能を併せ持った構成のものであっても良い。

本発明は、特に、作業者に対する情報を提供するためにデータなどを生成するマイクロコンピュータを備えた電動工具に有用である。

本発明の一実施形態を示す斜視図。本発明の一実施形態に係る電源手段を示す回路図。本発明の一実施形態に係るデジタル角度表示装置を示す構成図。従来技術においてライトをＯＮしたときの電源手段の出力電圧を示すグラフ図。本発明においてライトをＯＮしたときの電源装置の出力電圧を示すグラフ図。

符号の説明

１０１：商用交流電源、１０２：ブリッジダイオード、１０３、１１７、１２１、１２３、１２７：電解コンデンサ、１０４、１０８、１０９、１１１、１１３、１２５、１２６：抵抗器、１０５、１１５、１１９：コンデンサ、１０６、１１４、１１６、１２０：ダイオード、１０７、１１０：トランジスタ、１１２：ツェナーダイオード、１１８：トランス、１２２：３端子レギュレータ、１２４：スイッチ、１２８：ライト、１２９：ＦＥＴ

Claims

商用電源からの電圧を少なくとも２つ以上の異なった直流電圧に変換し出力することができる電源手段と、少なくとも一方の出力電圧を開閉操作できるスイッチとを備え、該スイッチによって他方の出力電圧よりも大きい前記一方の出力電圧の供給を開始するときは所定の電圧に達するまで一定の時間を設けて出力電圧を上げていくようにしたことを特徴とする電動工具。
前記電源手段からの他方の出力電圧によって駆動するマイクロコンピュータを備えることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
前記マイクロコンピュータは、メモリ部を有し、該メモリ部にデータを格納しながらデータ処理を行うことを特徴とする請求項２記載の電動工具。
前記スイッチによって開閉操作される出力電圧によって駆動する照明手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の電動工具。
ベースと、
前記ベースに回動可能に連結された連結部材と、
モータ、該モータによって駆動される切断刃を備え、前記ベース上方に揺動可能に設けられ、前記ベースに向かって揺動することで前記ベース上部に載置された被加工材を前記切断刃によって切断可能な切断部と、
前記連結部材の前記ベースに対する位置を検出し、検出信号を出力する検出部と、
前記検出信号を受け、前記連結部材の位置情報を加味した出力信号を生成し出力する制御部と、
前記出力信号を受け、前記連結部材の位置情報を表示する表示部と、
商用電源からの電圧を直流電圧に変換し出力することができる電源手段とを備え、
前記電源手段の出力電圧が少なくとも検出部、制御部、表示部のいずれかに供給される構成をした卓上切断機であって、
前記電源手段を少なくとも２つ以上の異なった直流電圧に変換し出力する構成とすると共に、前記制御部に供給される出力電圧よりも大きい別の出力電圧によって駆動する駆動部を設け、更に、前記別の出力電圧を開閉操作できるスイッチを備え、該スイッチによって前記別の出力電圧の供給を開始するときは所定の電圧に達するまで一定の時間を設けて出力電圧を上げていくようにしたことを特徴とする卓上切断機。
前記制御部はメモリ部を備え、前記制御部は前記メモリ部に格納されたデータと前記検出部からの検出信号に基づいて前記表示部に対する出力信号を生成することを特徴とする請求項５記載の卓上切断機。
前記表示部は前記電源手段からの出力電圧によって駆動することを特徴とする請求項５あるいは請求項６記載の卓上切断機。
前記駆動部は切断部周辺に光源を照射する照明装置であることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項記載の卓上切断機。
前記検出部は、前記連結部材の移動を検出することで前記制御部に前記検出信号であるパルス信号を出力するエンコーダであることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項記載の卓上切断機。
前記制御部は前記メモリ部に前記パルス信号のカウントデータを格納しながら前記表示部に対する出力信号を生成することを特徴とする請求項９記載の卓上切断機。