特開 2022-162251 電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022162251

(43)【公開日】2022-10-24

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20221017BHJP

【ＦＩ】

B25F5/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021066972

(22)【出願日】2021-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】519157727

【氏名又は名称】マクセルイズミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】特許業務法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】上條 敬一郎

(72)【発明者】

【氏名】河内山 勝利

【テーマコード（参考）】

3C064

【Ｆターム（参考）】

3C064AA20

3C064AB01

3C064AC02

3C064AC05

3C064AC08

3C064AD02

3C064BA10

3C064BA36

3C064BB03

3C064CA03

3C064CA06

3C064CA23

3C064CA42

3C064CA53

3C064CB62

3C064CB72

3C064DA02

3C064DA24

3C064DA31

3C064DA59

3C064DA78

(57)【要約】

【課題】温度や粘度など作動油の状態に応じて、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油が送液されるようにモータの回転数を制御することで、従来よりも効率的に昇圧可能な構成の電動工具を提供する。
【解決手段】電動工具１は、シリンダ部４と、オイルタンク３と、作動油３ａをシリンダ部４に送液する油圧ポンプ７ａと、油圧ポンプ７ａを駆動するモータ７ｂと、制御回路７ｃとが配された本体部２と、本体部２に連結された状態でピストン４ａによって作動する工具ヘッド８と、モータ７ｂに電力を供給する二次電池６と、作動油３ａの状態を検知するセンサ９とを備え、制御回路７ｃはセンサ９からの検知信号に基づいてモータ７ｂを駆動制御する構成である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストンを有するシリンダ部と、オイルタンクと、前記オイルタンク内の作動油を前記シリンダ部に送液する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するモータと、制御回路とが配された本体部と、前記本体部に連結された状態で前記ピストンによって作動する工具ヘッドと、前記モータに電力を供給する二次電池と、前記作動油の状態を検知するセンサとを備え、前記制御回路は前記センサからの検知信号に基づいて前記モータを駆動制御する構成であること
を特徴とする電動工具。

【請求項2】

前記センサは温度センサ、粘度センサ、流量センサ、圧力センサのうちいずれか一種以上であること
を特徴とする請求項１記載の電動工具。

【請求項3】

前記センサは前記オイルタンク内に配されている構成であること
を特徴とする請求項１または２記載の電動工具。

【請求項4】

前記センサは前記オイルタンクの外側に接している構成であること
を特徴とする請求項１または２記載の電動工具。

【請求項5】

前記センサは前記シリンダ部の外側に接している構成であること
を特徴とする請求項１または２記載の電動工具。

【請求項6】

前記センサは前記シリンダ部内に配されている構成であること
を特徴とする請求項１または２記載の電動工具。

【請求項7】

前記制御回路は前記検知信号に基づいて前記作動油の温度を算出し、算出した前記作動油の温度が基準値よりも低いときは前記モータの回転数を設定値よりも下げる構成であること
を特徴とする請求項１～６のいずれか一項記載の電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧式の電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、油圧式の電動工具が知られている（特許文献１：特開２０１８－０８６６９６号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０８６６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動工具を、気温が低い場所で使用する場合など、本体部が低温になっている状態で使用する場合がある。作動油は温度が低下すると粘度が大きくなる性質があるため、作動油の粘度が大きい状態でモータの回転数を高くすると、油圧ポンプの送液動作どおりには作動油が送液されない現象が生じ、昇圧時間が長くなることが最近になって判明した。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、温度や粘度など作動油の状態に応じて、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油が送液されるようにモータの回転数を制御することで、従来よりも効率的に昇圧可能な構成の電動工具を提供することを目的とする。

【0006】

一実施形態として、以下に開示する解決策により、前記課題を解決する。

【0007】

本発明に係る電動工具は、ピストンを有するシリンダ部と、オイルタンクと、前記オイルタンク内の作動油を前記シリンダ部に送液する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するモータと、制御回路とが配された本体部と、前記本体部に連結された状態で前記ピストンによって作動する工具ヘッドと、前記モータに電力を供給する二次電池と、前記作動油の状態を検知するセンサとを備え、前記制御回路は前記センサからの検知信号に基づいて前記モータを駆動制御する構成であることを特徴とする。

【0008】

この構成によれば、制御回路が作動油の状態を検知したセンサの検知信号に基づいてモータを駆動制御するので、より効率的に昇圧できて、昇圧時間が従来工具よりも短縮できる。また、効率的な動作によってバッテリーが長持ちする。

【0009】

前記センサは温度センサ、粘度センサ、流量センサ、圧力センサのうちいずれか一種以上であることが好ましい。温度センサの場合は、作動油の温度が低いときにモータの回転数を意図的に下げることで、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油を送液できる。粘度センサの場合は、作動油の粘度が高い場合にモータの回転数を意図的に下げることで、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油を送液できる。流量センサの場合は、作動油の流量が設定値より少ないときにモータの回転数を意図的に下げることで、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油を送液できる。圧力センサの場合は、作動油の圧力上昇が設定値より遅いときにモータの回転数を意図的に下げることで、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油を送液できる。

【0010】

一例として、前記制御回路は前記検知信号に基づいて前記作動油の温度を算出し、算出した前記作動油の温度が基準値よりも低いときは前記モータの回転数を設定値よりも下げる構成である。前記モータとして、ブラシレスモータ、カーボンブラシモータ、ユニバーサルモータ、その他既知の電動機が適用できる。ブラシレスモータの場合は、ホール素子によって回転子の位置検出を行ってインバータによって回転数制御を行うことができる。カーボンブラシモータやユニバーサルモータの場合は、温度上昇に対応させて入力電圧値を高くするリニア制御、温度上昇に対応させて入力電圧パルスのデューティ比を大きくするパルス制御、温度が設定値に達すると入力電圧値を切り換える電圧切り換え制御などによって回転数制御を行うことができる。

【0011】

前記センサは接触式温度センサであることがより好ましい。これにより、簡易な構成にできるとともに本体内にセンサを収容することが容易にできる。

【0012】

一例として、前記センサは前記オイルタンク内に配されている構成である。これにより、作動油の状態を直接検知できるので高精度に制御することが容易にできる。一例として、前記センサをオイルタンクの金属部分に取り付ける構成にしてもよい。

【0013】

一例として、前記センサは前記オイルタンクの外側に接している構成である。これにより、オイルタンクは既存の構成にしてセンサを後付けできるので組立が容易にできてメンテナンスも容易にできる。

【0014】

一例として、前記センサは前記シリンダ部の外側に接している構成である。これにより、シリンダ部は既存の構成にしてセンサを後付けできるので組立が容易にできてメンテナンスも容易にできる。一例として、前記センサをシリンダ部の金属部分に取り付ける。

【0015】

一例として、前記センサは前記シリンダ部内に配されている構成である。これにより、オイルタンクは既存の構成にしつつ、作動油の状態を直接検知できるので高精度に制御することが容易にできる。一例として、前記作動油を送液する第１管路が前記シリンダ部内に形成されており、前記センサは前記第１管路に接続された第２管路内に配されている構成である。これにより、作動油の流れを維持しつつ、作動油の状態を直接検知できるので高精度に制御することが容易にできる。

【0016】

一例として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池が構成された電池パックが前記本体部のアダプタに接続されており、前記アダプタが前記本体部のハンドルに連結している構成である。これにより、可搬性に優れた電動工具にできる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、温度や粘度など作動油の状態に応じて、油圧ポンプの送液動作どおりに作動油が送液されるようにモータの回転数を制御することで、従来工具よりも効率的に昇圧可能な構成の電動工具にできる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は本発明の実施形態に係る電動工具の例を示す概略の側面図である。

【図2】図２Ａは図１に示す電動工具におけるセンサ配置の第１例を示す概略の構造図であり、図２Ｂは図１に示す電動工具におけるセンサ配置の第２例を示す概略の構造図であり、図２Ｃは図１に示す電動工具におけるセンサ配置の第３例を示す概略の構造図であり、図２Ｄは図１に示す電動工具におけるセンサ配置の第３例を示す概略の構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態は、電動圧縮機、電動圧着機、電動切断機、その他既知の油圧式の電動工具である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0020】

図１は、本実施形態に係る電動工具１の例を示す概略の図である。電動工具１は、本体部２と、本体部２に連結された状態で本体部２のシリンダ部４におけるピストン４ａによって作動する工具ヘッド８と、本体部２のモータ７ｂに電力を供給する二次電池６とを備え、現場で作業者が手に持って使用するコードレスタイプの工具である。ここで、電動工具１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。ピストン４ａは、第１軸線Ｐ１に沿って往復動する。つまり、ピストン４ａは、図中のＹ方向矢印の側に前進し、図中のＹ方向矢印の反対側に後退する。図１の例は、電動圧縮機の工具ヘッド８であり、工具ヘッド８を交換する多機能式の電動工具１である。なお、電動工具１は、作業する際の向きに依らずいずれの向きにおいても正常に作動する。

【0021】

本体部２は、ピストン４ａがピストン室４ｂに配されたシリンダ部４と、シリンダ部４の油圧ポンプ７ａ寄りの外側に取り付けられたオイルタンク３と、オイルタンク３内の作動油３ａをシリンダ部４のピストン室４ｂに送液するためにシリンダ部４に連結された油圧ポンプ７ａと、油圧ポンプ７ａを駆動するために油圧ポンプ７ａに連結されたモータ７ｂと、モータ７ｂを駆動制御する制御回路７ｃとが設けられている。モータ７ｂと制御回路７ｃに電力供給する二次電池６は、電池パックの状態で本体部２のアダプタ５に接続されており、アダプタ５は本体部２のハンドル２ｄに連結している。ハンドル２ｄは作業者が把持する持ち手部分であり、起動スイッチ２ｃが配されている。本実施形態は、作動油３ａの状態を検知するセンサ９が本体部２に配されており、制御回路７ｃはセンサ９からの検知信号に基づいてモータ７ｂを駆動制御する構成である。

【0022】

一例として、油圧ポンプ７ａは、モータ７ｂの駆動軸によって回転する斜板カムを有する斜板式のピストンポンプである。シリンダ部４のピストン室４ｂと油圧ポンプ７ａとはシリンダ部４で連結されているとともに、作動油３ａを送液する第１管路１１がシリンダ部４の内部に形成されている。

【0023】

一例として、制御回路７ｃは、接触式の温度センサ９の検知信号に基づいて作動油３ａの温度を算出し、算出値が基準値よりも低いときはモータ７ｂの回転数を設定値よりも下げる構成である。また、制御回路７ｃは、接触式の温度センサ９の検知信号に基づいて作動油３ａの温度を算出し、算出値が基準値よりも高いときはモータ７ｂの回転数を設定値よりも上げる構成である。

【0024】

［第１例］
図２Ａは、電動工具１におけるセンサ配置の第１例を示す概略の構造図である。温度センサ９はオイルタンク３の内部に配されている。一例として、温度センサ９をオイルタンク３の金属部分に取り付ける。これにより、作動油３ａの状態を直接検知できるので高精度に制御することが容易にできる。

【0025】

［第２例］
図２Ｂは、電動工具１におけるセンサ配置の第２例を示す概略の構造図である。温度センサ９はオイルタンク３の外側に接して配されている。一例として、温度センサ９をオイルタンク３の金属部分に取り付ける。これにより、オイルタンク３は既存の構成にして温度センサ９を後付けできるので組立が容易にできてメンテナンスも容易にできる。

【0026】

［第３例］
図２Ｃは、電動工具１におけるセンサ配置の第３例を示す概略の構造図である。温度センサ９はシリンダ部４の外側に接して配されている。一例として、温度センサ９をシリンダ部４の金属部分に取り付ける。これにより、オイルタンク３およびシリンダ部４は既存の構成にして温度センサ９を後付けできるので組立が容易にできてメンテナンスも容易にできる。

【0027】

［第４例］
図２Ｄは、電動工具１におけるセンサ配置の第４例を示す概略の構造図である。作動油３ａを送液する第１管路１１と温度センサ９を取付ける第２管路１２とがそれぞれシリンダ部４の内部に形成されており、第１管路１１と第２管路１２とは管路接続部１３にて接続されており、温度センサ９は第２管路１２の内部に配されている。これにより、作動油３ａの流れを維持しつつ、作動油３ａの状態を直接検知できるので高精度に制御することが容易にできる。

【0028】

上述の例では、センサ９として温度センサを用いてモータ７ｂを駆動制御する構成について説明したが、この例に限定されない。本実施形態は、センサ９として温度センサのみならず、粘度センサ、流量センサ、圧力センサなどが適用できる。またセンサ９として、異なる物理量を検知するセンサを二種以上組み合わせる場合がある。或いはセンサ９として、同種のセンサを複数用いる場合がある。

【0029】

上述の例では、本体部２に着脱可能に二次電池６が電池パックの状態で取り付けられている構成を説明したが、この例に限定されない。本実施形態は、二次電池６が内蔵されている構成や、これらを組み合わせた構成とする場合がある。

【0030】

本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

【符号の説明】

【0031】

１ 電動工具
２ 本体部、２ａ 筐体、２ｃ 起動スイッチ、２ｄ ハンドル
３ オイルタンク、３ａ 作動油
４ シリンダ部、４ａ ピストン、４ｂ ピストン室
５ アダプタ
６ 二次電池
７ａ 油圧ポンプ、７ｂ モータ、７ｃ 制御回路
８ 工具ヘッド
９ センサ
１１ 第１管路
１２ 第２管路
１３ 管路接続部
Ｐ１ 第１軸線

【図1】

【図2】