(57)【要約】【課題】力感知部品を有する改良された電動工具を提供する。【解決手段】電動工具は、動力ヘッド１１と、動力ヘッドを駆動するように構成されたモータ１０と、スイッチ３０及びトリガー３１が設置された取手１３と、この取手に設置され、スイッチに電気的に接続され、且つそこに作用する力に応答して電圧を出力するように構成された力センサ３３と、力センサからの出力電圧に応答してモータを制御するように構成された制御ユニットとを有する。又、電動工具を動作する方法も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力ヘッドと、
前記動力ヘッドを駆動するように構成されたモータと、
スイッチ及びトリガーを収容する取手と、
前記取手に取り付けられ、前記スイッチに電気的に接続された力センサであって、そこに作用する力に応答して信号を出力するように構成された力センサと、
前記力センサからの信号に応答して前記モータを制御するように構成された制御ユニットと、
を備えた電動工具。
【請求項２】
前記モータを包囲し且つ前記取手を形成するエンクロージャーを更に備え、このエンクロージャーは、ユーザが加えた力を前記力センサで感知し易いように前記力センサのための開口を画成する、請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記開口は、柔軟な材料で作られたカバーで覆われる、請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記柔軟な材料は、ゴムを含む、請求項３に記載の電動工具。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記力センサからの信号の値を、そこに記憶されたプリセット値と比較するように構成された比較装置と、その比較結果に応答して電圧／電流の対応値を前記モータへ出力するように構成された信号増幅器とを備えた、請求項１、２、３又は４に記載の電動工具。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記スイッチ内に設置される、請求項５に記載の電動工具。
【請求項７】
前記力センサからの信号は、電圧信号である、請求項１から６のいずれかに記載の電動工具。
【請求項８】
前記スイッチは、前記トリガーが押されたときに作動される、請求項１から７のいずれかに記載の電動工具。
【請求項９】
モータと、スイッチ、トリガー及び力センサを収容する取手とを備えた電動工具を動作する方法において、
電動工具の取手を保持し、トリガーを動作してスイッチを作動させて、電動工具を運転準備のできた状態へ至らせるステップと、
取手の一部を押すことにより力センサに力を加えてモータを始動するステップと、
を備えた方法。
【請求項１０】
より強く押すことで力センサに作用する力を増加してモータからの動力出力を上げるステップを更に備えた、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
取手を弱く押すことで力センサに作用する力を減少してモータからの動力出力を下げるステップを更に備えた、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具に係り、より詳細には、力感知部品を有する電動工具に係る。
【背景技術】
【０００２】
ドリルは、工業界又は家庭で広く使用されている典型的な種類の電動工具である。図４に示すように、ドリルの形態の既知の電動工具１０は、通常、ドリルを保持するチャックの形態の動力ヘッド１１と、この動力ヘッド１１を駆動するためのモータ１２と、取手１３と、モータ１２及び他の電気部品への電源であるバッテリ１４と、取手１３に設置されたスイッチ３０と、このスイッチを動作するトリガー３１と、エンクロージャー１５とを備えている。ユーザが取手１３を保持し、トリガー３１を押すことでスイッチ３０をターンオンすると、モータ１２が作動されて動力ヘッド１１を駆動する。しかしながら、ユーザは、ドリルの取手を保持する瞬間にドリルを使用する準備ができていないことがしばしばある。従って、ユーザ、特に、経験のないユーザは、準備ができる前にドリルが動作すると、怖がることになりかねない。更に、モータの出力が効率的に使用されず、エネルギーの浪費を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、改良された電動工具が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明は、その１つの態様において、動力ヘッドと、この動力ヘッドを駆動するように構成されたモータと、スイッチ及びトリガーを収容する取手と、この取手に取り付けられ且つスイッチに電気的に接続された力センサであって、そこに作用する力に応答して信号を出力するように構成された力センサと、この力センサからの信号に応答してモータを制御するように構成された制御ユニットとを備えた電動工具を提供する。
【０００５】
好ましくは、電動工具は、更に、モータを包囲し且つ取手を形成するエンクロージャーを備え、このエンクロージャーは、ユーザが加えた力を力センサで感知し易いように力センサのための開口を画成する。
【０００６】
好ましくは、開口は、柔軟な材料で作られたカバーで覆われる。
【０００７】
好ましくは、柔軟な材料は、ゴムを含む。
【０００８】
好ましくは、制御ユニットは、力センサからの信号の値を、そこに記憶されたプリセット値と比較するように構成された比較装置と、比較結果に応答して電圧／電流の対応値をモータへ出力するように構成された信号増幅器とを備えている。
【０００９】
好ましくは、力センサからの信号は、電圧信号である。
【００１０】
好ましくは、制御ユニットは、スイッチ内に設置される。
【００１１】
好ましくは、スイッチは、トリガーが押されたときに作動される。
【００１２】
本発明は、その第２の態様によれば、モータと、スイッチ、トリガー及び力センサを収容する取手とを備えた電動工具を動作する方法において、電動工具の取手を保持し、トリガーを動作してスイッチを作動させ、電動工具を運転準備のできた状態へ至らせ、そして取手の一部を押すことにより力センサに力を加えてモータを始動することを含む方法を提供する。
【００１３】
好ましくは、この方法は、より強く押すことで力センサに作用する力を増加してモータからの動力出力を上げることを含む。
【００１４】
好ましくは、この方法は、取手を弱く押すことで力センサに作用する力を減少してモータからの動力出力を下げることを含む。
【００１５】
以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。２つ以上の図に現れる同じ構造物、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図において同じ参照番号で示す。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、表現の便宜上及び明瞭化のために選択されたものであって、必ずしも正しいスケールで示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態によるドリルの形態の電動工具を示す。
【図２】図１の電動工具の一部分の拡大図である。
【図３】図１の電動工具の電子回路のブロック回路図である。
【図４】ドリルの形態の既知の電動工具を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１の電動工具１０は、動力ヘッド１１と、モータ１２と、電源１４と、モータ１２を包囲すると共に取手１３を形成するエンクロージャー１５とを有するドリルである。取手１３は、その中に、電源スイッチ３０と、このスイッチ３０に接続されたトリガー３１とを設置している。スイッチ３０は、位置決めスロット３２を有する。力センサ３３のピン３５がこの位置決めスロット３２に挿入され、スイッチ３０に電気的に接続される。ヒートシンク（図示せず）を、力センサ３３及び／又はスイッチ３０に接触して取手１３に設置し、そこからの熱の消散を容易にすることができる。電源１４は、モータ１２、スイッチ３０、力センサ３３及び他の電気部品に電力を供給する。電源１４は、取手１３の一端に取り付けられるハウジング内に収容されるバッテリでよい。
【００１８】
図１の電動工具の一部分の拡大図である図２には、スイッチ３０及びその周囲部品が拡大して示されている。エンクロージャー１５は、プラスチック材料で作られ、好ましくは、射出成形される。エンクロージャー１５は、力センサ３３に対応する開口５１を画成する。力センサ３３は、感知面３４及びピン３５を含む。感知面３４は、開口５１を通して外方に延びる。エンクロージャー１５に取り付けできるカバー１６は、開口５１及び力センサ３３を覆う。好ましくは、カバー１６は、力センサ３３の感知面３４に密接に接触する。カバー１６は、例えば、ゴムのような柔軟な材料で作られ、カバー１６に作用する力が力センサ３３の感知面３４へ伝達されるようにする。カバー１６は、電動工具１０が動作するときに衝撃を吸収することができる。力センサ３３のピン３５は、電源スイッチ３０の位置決めスロット３２へ挿入され、力センサ３３をスイッチ３０に対して保持する。力Ｆがカバー１６の外面に作用するときに、力Ｆが感知面３４へ伝達される。その結果、力センサ３３は、加えた力Ｆの大きさの対応する電圧信号を発生する。
【００１９】
図３を参照すれば、電源スイッチ３０は、比較装置４２及び信号増幅器４４を含む制御ユニット４０を備えている。一群の電圧Ｖ1、Ｖ2、・・・Ｖnが比較装置にプリセットされる。カバー１６に加えられる増加する力は、Ｆ0、Ｆ0＊（１＋ｙ）、Ｆ0＊（１＋２ｙ）、・・・Ｆ0＊（１＋ｎｙ）として表され、それに対応して力センサにより発生される電圧信号は、Ｖ0、Ｖ0＊（１＋ｘ）、Ｖ0＊（１＋２ｘ）、・・・Ｖ0＊（１＋ｎｘ）として表され、ここで、Ｆ0は、ユーザが電動工具の取手を把持するときに取手１３に作用する初期保持力を表し、Ｖ0は、初期電圧値を表し、ｙは、カバー１６に加えられる力の増加パーセンテージを表し、そしてｘは、力センサにより発生される電圧信号の値の増加パーセンテージを表す。通常、異なるユーザは、異なる保持力を加える。しかしながら、その差は、大きくなく、保持力は、通常、共通の範囲内である。それ故、電圧Ｖ1は、その範囲内の最大保持力に対応する通常の最大初期電圧Ｖ0よりも相当に大きくなるようにプリセットできる。
【００２０】
動作中に、ユーザは、電動工具１０の取手１３を保持し、トリガー３１を押して、スイッチ３０を作動させる。ユーザは、カバー１６に保持力Ｆ0を加える。その結果、力センサ３３は、電圧Ｖ0を出力し、これは、比較装置４２へ伝達される。電圧Ｖ0は、プリセット電圧Ｖ1よりも相当に小さいので、電源スイッチ３０の制御ユニット４０は、モータをターンオフに保持する。ユーザは、電動工具を使用する準備ができたときに、カバー１６を所定の方向に押し、それ故、増加した力Ｆ0＊（１＋ｙ）、Ｆ0＊（１＋２ｙ）、・・・Ｆ0＊（１＋ｎｙ）をカバー１６に加える。従って、力センサ３３は、増加した電圧Ｖ0＊（１＋ｘ）、Ｖ0＊（１＋２ｘ）、・・・Ｖ0＊（１＋ｎｘ）をもつ信号を比較装置４２へ出力し、この比較装置は、増加した電圧をプリセット電圧Ｖ1、Ｖ2、・・・Ｖnと比較する。電圧Ｖ0＊（１＋ｘ）がそれに対応するプリセット電圧Ｖ1より大きいときには、信号増幅器４４は、比較器４２からの信号に応答して、それに対応する電圧／電流を出力し、動力ヘッド１１を駆動するモータ１２を始動させる。電圧Ｖ0＊（１＋ｎｘ）がそれに対応するプリセット電圧値Ｖnより大きいときには、信号増幅器４４は、それに対応して増加した電圧／電流をモータ１２へ出力し、その結果、モータ１２は、それに対応して増加した動力を出力する。理解できるように、ユーザがカバー１６に加える力を減少すると、信号増幅器４４は、それに対応して減少した電圧／電流をモータ１２へ出力し、その結果、モータ１２は、それに対応して減少した動力を出力する。力センサ３３からの減少した電圧出力がプリセット電圧Ｖ1未満であるときには、制御ユニット４０がモータをスイッチオフする。従って、モータは、力センサに対応する電動工具の部分にユーザが加える力により制御される。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態では、電動工具のモータは、ユーザが電動工具の取手を保持した瞬間には動作しない。むしろ、モータは、ユーザが取手に作用する力を意識的に増加するまで始動せず、これにより、ユーザを傷付け及び／又はユーザにダメージを与え且つエネルギーを浪費することが回避される。
【００２２】
本発明において、電動工具は、コードレスドリル、ドリル、はさみ、スクリュードライバー、等でよい。任意であるが、制御ユニットは、電動工具に加えられる力の増加又は減少に応答してモータの速度又は動力出力の増加率を制御することができる。
【００２３】
本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、ここに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。
【００２４】
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【００２５】
例えば、力センサからの出力は、電圧信号として述べたが、他の形式の信号、例えば、電流信号又はデジタル信号を使用してもよく、そしてモータの動作を制御するために比較装置が所定値又は記憶値と比較するのは出力信号の値である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：電動工具
１１：動力ヘッド
１２：モータ
１３：取手
１４：電源
１５：エンクロージャー
１６：カバー
３０：電源スイッチ
３１：トリガー
３２：位置決めスロット
３３：力センサ
３４：感知面
３５：ピン
４０：制御ユニット
４２：比較装置
４４：信号増幅器
５１：開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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