説明

電動工具用回路及び電動工具

【課題】安価に製造できるとともに、確実にフェールセーフを実現できる電動工具用回路及び電動工具を提供する。
【解決手段】電源101と、前記電源101を動力源として駆動するアクチュエータ7と、前記アクチュエータ7と直列に配置された駆動用スイッチング素子102と、前記アクチュエータ7と並列に配置されたブレーキ用スイッチング素子103と、前記アクチュエータ7と直列に配置されたヒューズ104と、を備え、前記ブレーキ用スイッチング素子103は、前記アクチュエータ7を駆動させるとき以外はONに設定され、前記ヒューズ104は、前記ブレーキ用スイッチング素子103及び前記駆動用スイッチング素子102がともにONとなると、回路に流れる電流値で溶断するように形成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電動工具用回路及び電動工具に関する。特に、モータなどのアクチュエータの誤作動を防止することができる電動工具用回路、及び、この電動工具用回路を用いた電動工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、モータなどのアクチュエータを動力源とする電動工具として種々のものが知られている。例えば、こうした電動工具として、モータやイグナイタなどのアクチュエータを動力源とした打ち込み工具が知られている。
【0003】
こうした打ち込み工具においては、スイッチング素子を用いた回路でモータを制御し、通電/非通電を制御することで、釘の発射や次回の発射のためのスタンバイが実行されるようになっている。
【0004】
しかしながら、こうした制御回路において駆動用のスイッチング素子が故障してショートすると、駆動用のスイッチング素子が誤ってONとなるため、これによりモータが意図せずに作動してしまうと、釘が誤発射されてしまうなどして危険である。
【0005】
このため、例えば特許文献1には、制御回路から出力された制御信号が異常である場合には、論理演算を行う回路により駆動装置の作動が阻止されるように構成し、誤作動を防止するようにした打ち込み作業工具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−260100号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記した特許文献1記載の打ち込み作業工具では、誤作動防止用の回路を新たに設ける必要があり、製造コストが増加するという問題点があった。
【0008】
そこで、本発明は、安価に製造できるとともに、確実にフェールセーフを実現できる電動工具用回路及び電動工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
【0010】
(請求項1)
請求項1に記載の発明は、以下の点を特徴とする。
【0011】
すなわち、請求項1に記載の電動工具用回路は、電源と、前記電源を動力源として駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータと直列に配置された駆動用スイッチング素子と、前記アクチュエータと並列に配置されたブレーキ用スイッチング素子と、前記アクチュエータと直列に配置されたヒューズと、を備え、前記ブレーキ用スイッチング素子は、前記アクチュエータを駆動させるとき以外はONに設定され、前記ヒューズは、前記ブレーキ用スイッチング素子及び前記駆動用スイッチング素子がともにONとなると、回路に流れる電流値で溶断するように形成されていることを特徴とする。
【0012】
(請求項2)
請求項2に記載の発明は、上記した請求項1記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【0013】
すなわち、請求項2に記載の電動工具は、請求項1記載の電動工具用回路を使用した電動工具であって、前記アクチュエータを駆動させるための操作部を有し、前記操作部が操作されて前記アクチュエータを駆動させるときに、前記ブレーキ用スイッチング素子がOFFに設定されるとともに、前記駆動用スイッチング素子がONに設定され、前記操作部の操作が解除されて前記アクチュエータの駆動を停止させるときに、前記ブレーキ用スイッチング素子がONに設定されるとともに、前記駆動用スイッチング素子がOFFに設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1に記載の発明は上記の通りであり、ブレーキ用スイッチング素子及び駆動用スイッチング素子がともにONとなると、回路に流れる電流値でヒューズが溶断するように形成されている。このため、駆動用スイッチング素子がショート故障してONとなると、回路に流れる電流値でアクチュエータと直列に配置されたヒューズが溶断し、アクチュエータへの電力供給が行われないため、アクチュエータの誤作動を防止することができる。
【0015】
また、請求項2に記載の発明は上記の通りであり、操作部が操作されたことに伴ってスイッチング素子のON/OFFが切り替わるので、直接的に誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】打ち込み工具の側面図である。
【図2】電動工具用回路の説明図であって、アクチュエータ駆動時の回路図である。
【図3】電動工具用回路の説明図であって、アクチュエータ停止時の回路図である。
【図4】電動工具用回路の説明図であって、駆動用FETがショート故障したときの回路図である。
【図5】変形例に係る電動工具用回路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、電動工具としての釘打機を例に挙げて、図を参照しながら説明する。
【0018】
本実施形態に係る釘打機は、図1に示すように、工具本体1の下部に連結釘(連結ステープル)が装填されたマガジン2と、釘Nを打ち出すドライバ3を一体に結合したプランジャ4と、を備えている。そして、この釘打機は、アクチュエータとしてモータ7を備えており、トリガ17(操作部)を操作することでモータ7が駆動し、釘を発射するように形成されている。
【0019】
マガジン2の前端部には射出口5が形成され、連結釘の先頭釘は供給装置(図示せず)により射出口5に供給されるように構成されている。
【0020】
プランジャ4は断面略U字状の部材で前面にはドライバ3が一体に結合され、案内手段によって上下動可能に配置され、圧縮バネ6によって常時下方に付勢されている。ドライバ3は工具本体1の射出口5内を摺動するように配置されている。
【0021】
プランジャ4は、プランジャ4に対向してプランジャ4の移動方向(上下方向)に沿って並設された第1、第2、第3の3つの同径の回転歯車(回転歯車)11、12、13と、第1の回転歯車11に複数の減速歯車からなる減速機構を介して連係されるモータ7とによって構成された押上げ機構により、上方に押上げ可能に形成されている。
【0022】
このように構成されたプランジャ4の押上げ機構はモータ7により駆動するものであり、モータ7を始動させると、その駆動力は減速機構を介してその出力軸から第1の回転歯車11に伝達され、第1の回転歯車11が回転し、この回転歯車11に噛合した第2の回転歯車12が回転し、更に第2の回転歯車12に噛合した第3の回転歯車13が回転する。そして、これらの回転歯車11、12、13の偏心位置に突設された駆動ピン(図示せず)により、プランジャ4が圧縮バネ6に抗して押し上げ移動される。そして、プランジャ4が上死点近傍に押し上げられると、位置検出スイッチ(図示せず)が作動し、この位置検出スイッチが作動したことにより、後述するマイコン105に出力信号が出力される。出力信号を受信したマイコン105は、モータ7を停止するように駆動用FET102及びブレーキ用FET103(後述)を制御し、これによりプランジャ4が停止する。
【0023】
この状態でトリガ17を引くと、トリガ17の作動信号がマイコン105に出力される。この作動信号を受信したマイコン105は、モータ7が駆動するように駆動用FET102及びブレーキ用FET103(後述)を制御し、これによりモータ7が再び回転する。モータ7が回転すると、前記した駆動ピンとプランジャ4との係合が外れ、トリガ17を押したとほぼ同時にプランジャ4がバネ6に付勢されて下動し、このプランジャ4に結合されたドライバ3が射出口5に供給された釘Nを打撃して、釘Nが被打ち込み材に向けて打ち込まれる。
【0024】
そして、モータ7は上述した位置検出スイッチが作動するまで回転を続け、再びプランジャ4を押し上げ移動する。そして、位置検出スイッチが作動するまでプランジャ4が押し上げ動作されると、モータ7の回転が停止し、釘の打ち込み作業のワンサイクルが終了する。
【0025】
ところで、本実施形態に係る釘打機は、工具本体1内部にモータ7を駆動するための回路を備えている。
【0026】
この回路は、図2に示すように、モータ7を駆動させるための動力源となる電源としてのバッテリ101と、モータ7と直列に配置された駆動用FET102(駆動用スイッチング素子)と、モータ7と並列に配置されたブレーキ用FET103(ブレーキ用スイッチング素子)と、モータ7と直列に配置されたヒューズ104と、を備えている。
【0027】
駆動用FET102及びブレーキ用FET103は、マイコン105により制御されるスイッチング素子であり、詳しくは、トリガ17が操作されてモータ7を駆動させるときには、ブレーキ用FET103がOFFに設定されるとともに、駆動用FET102がONに設定される。
【0028】
一方、トリガ17の操作が解除された後に、上述した位置検出スイッチが作動し、モータ7の駆動を停止させるときには、ブレーキ用FET103がONに設定されるとともに、駆動用FET102がOFFに設定される。これにより、マイコン105は、モータ7への電力供給を制御し、モータ7の作動を制御している。
【0029】
このため、トリガ17が操作されると、図2に示すように、モータ7に電力が供給され、上記したような釘の打ち込み作業が実行されるようになっている。
【0030】
また、トリガ17の操作が解除され、上述した位置検出スイッチが作動すると、図3に示すように、モータ7への電力供給がストップするように構成されている。
【0031】
ところで、このような回路において駆動用FET102がショート故障すると、駆動用FET102が意図せずONとなるため、モータ7が誤作動する恐れがある。このため、本実施形態に係る回路では、ヒューズ104を設けることでモータ7の誤作動を防止するようにしている。
【0032】
本実施形態に係るヒューズ104は、ブレーキ用FET103及び駆動用FET102がともにONとなったときに回路に流れる電流値で溶断するように定格電流が設定されている。このため、図4に示すように、ブレーキ用FET103がONの状態(モータ7が停止制御された状態)で故障により駆動用FET102がONになると、ヒューズ104が溶断し、回路を遮断するように形成されている。
【0033】
このため、駆動用FET102がショート故障した場合でも、モータ7が意図せずに作動することがなく、釘の誤発射を防ぐことができる。
【0034】
なお、本実施形態においては、ブレーキ用FET103及び駆動用FET102をマイコン105でソフトウェア制御することとしたが、これに限らず、ハードウェアで制御するようにしてもよい。例えば、図5に示すように、トリガ17の操作に応じて機械的にON/OFFが切り替えられるトリガスイッチ106を設けてもよい。
【0035】
この場合、トリガ17が操作されてトリガスイッチ106がONとなると、駆動用FET102がONに設定されるとともに、ブレーキ用FET103は、ロジック信号反転素子107を介して信号が伝達されるため、OFFに設定される。
【0036】
反対にトリガ17の操作が解除されてトリガスイッチ106がOFFとなると、駆動用FET102がOFFに設定されるとともに、ブレーキ用FET103は、ロジック信号反転素子107を介して信号が伝達されるため、ONに設定される。
【0037】
このようにハードウェアでFETを制御した場合においても、ブレーキ用FET103がONの状態(モータ7が停止制御された状態)で故障により駆動用FET102がONになると、ヒューズ104が溶断し、回路を遮断するように形成することで、駆動用FET102がショート故障した場合でも、モータ7が意図せずに作動することがなく、釘の誤発射を防ぐことができる。
【0038】
また、上記した実施形態においては、電動工具としての釘打機を例に説明したが、本発明の実施形態としてはこれに限らない。例えば、電動鋏や電動鋸など、釘打機以外の電動工具にも適用できる。同様に、上記した実施形態においては、アクチュエータとしてモータ7を例に説明したが、本発明の実施形態としてはこれに限らない。例えば、イグナイタなど、電動のアクチュエータであれば種々のものに適用することができる。
【符号の説明】
【0039】
1 工具本体
2 マガジン
3 ドライバ
4 プランジャ
5 射出口
6 圧縮バネ
7 モータ(アクチュエータ)
11 第1の回転歯車
12 第2の回転歯車
13 第3の回転歯車
17 トリガ(操作部)
101 バッテリ(電源)
102 駆動用FET(駆動用スイッチング素子)
103 ブレーキ用FET(ブレーキ用スイッチング素子)
104 ヒューズ
105 マイコン
106 トリガスイッチ
107 ロジック信号反転素子
N 釘

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源と、
前記電源を動力源として駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータと直列に配置された駆動用スイッチング素子と、
前記アクチュエータと並列に配置されたブレーキ用スイッチング素子と、
前記アクチュエータと直列に配置されたヒューズと、
を備え、
前記ブレーキ用スイッチング素子は、前記アクチュエータを駆動させるとき以外はONに設定され、
前記ヒューズは、前記ブレーキ用スイッチング素子及び前記駆動用スイッチング素子がともにONとなると、回路に流れる電流値で溶断するように形成されていることを特徴とする、電動工具用回路。
【請求項2】
請求項1記載の電動工具用回路を使用した電動工具であって、
前記アクチュエータを駆動させるための操作部を有し、
前記操作部が操作されて前記アクチュエータを駆動させるときに、前記ブレーキ用スイッチング素子がOFFに設定されるとともに、前記駆動用スイッチング素子がONに設定され、
前記操作部の操作が解除されて前記アクチュエータの駆動を停止させるときに、前記ブレーキ用スイッチング素子がONに設定されるとともに、前記駆動用スイッチング素子がOFFに設定されることを特徴とする、電動工具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−101302(P2012−101302A)
【公開日】平成24年5月31日(2012.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−250499(P2010−250499)
【出願日】平成22年11月9日(2010.11.9)
【出願人】(000006301)マックス株式会社 (1,275)