(57)【要約】【課題】  電動モーター運転とバッテリー充電を同時に行うことができ、充電回路過電流保護装置がバッテリーを保護する電動工具の給電構造を提供する。【解決手段】  主に電動工具１本体と変圧器を含む。該本体はハンドル１０を含み、該ハンドル上には調整ボタン１１を設置する。該ハンドル頂点は水平方向に延伸し作動部２０を形成する。該作動部内には電動モーターを設置し、該電動モーターは該モーター前端に設置する工具設置ヘッド２２を連動する。該ハンドル底部にはバッテリー台３０を固定し、該バッテリー台内にはバッテリー３３、コントロール回路３２を含み、該コントロール回路上には変圧器挿入孔３４、充電回路過電流保護装置３５、スイッチ３７を設置する。該コントロール回路上のスイッチにより、外部電力からの電力供給或いは内部バッテリーからの電力供給を選択する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電動工具本体と変圧器を含み、
該本体の一端には工具設置ヘッド及び該工具設置ヘッドを連動する電動モーターを設置し、該本体上には該電動モーターをコントロールする調整スイッチを設置し、
該本体の反対端にはバッテリー台を設置し、該バッテリー台内にはバッテリー、コントロール回路を含み、該コントロール回路上には変圧器挿入孔、充電回路過電流保護装置、スイッチを設置し、
該コントロール回路上のスイッチにより、外部電力からの電力供給或いは内部バッテリーからの電力供給を選択し、該コントロール回路は該変圧器が引き入れる外部電力を分流とし、電動モーターの運転とバッテリーの充電に同時に電力を供給し、しかも、充電回路過電流保護装置により充電電流を監視しバッテリーを保護することを特徴とする電動工具の給電構造。
【請求項２】
前記コントロール回路上にはLEDコントロール回路を設置し、バッテリーを充電する時、LEDを点灯させることを特徴とする請求項１記載の電動工具の給電構造。
【請求項３】
前記変圧器と前記電動工具の接合位置には滑落防止構造を設置することを特徴とする請求項１記載の電動工具の給電構造。
【請求項４】
前記滑落防止構造は孔及び係合槽を設置する変圧器接合端で、
該孔の両側側壁には縦方向の係合槽を設置し、かつ該係合槽内側中央には凹槽を設置し、
該変圧器接合端には係合板を設置し、該係合板は長い方の両端点を繋ぐ軸線上に凸部を設置し、該接合端の係合板が縦方向に該孔に挿入された後、該係合板を90度回転させ、該係合板は該係合槽内に係合され、該係合板上の凸部は該係合槽の凹部に嵌固され、滑落の恐れのない緊密な嵌合、固定状態を呈することを特徴とする請求項３記載の電動工具の給電構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は一種の電動工具の給電構造に関する。特に一種の蓄電式の電動工具の給電構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
動力源を具えた工具は、より大きな動力を出力することができるため、ドリル、ネジの螺合或いは緩めなどの作業に使用されている。初期の電動工具は電源コードを建築物の給電コンセントに挿入し電力の供給を受けるものであった。しかし、この種の方式は電力供給が可能な室内では通用するが、携帯し屋外で使用する時には非常に不便である。
【０００３】
そのため、業者は充電式の電動工具を開発した。該工具は上下に分かれ取り外し可能な工具とバッテリー台を含む。該工具の頂点端は水平方向の作動部を具える。該作動部の一端は各種工具ヘッドを固定可能な工具設置ヘッドで、反対端は下に向って延伸した垂直方向の中空のハンドルである。該中空のハンドル底部には該作動部と同方向に延伸した挿接端を設置し、バッテリー台と相互に組合わせることができる。
上記バッテリー台の内部にはバッテリー、変圧器、充電回路などの構造を含み、該台の一端には該ハンドル内に挿入設置する挿合柱を突出設置する。該挿合柱の片側には導電片を具え、該工具内部に挿入設置する時には、該工具内部の電極と接触し導電する。また、該バッテリー台の台体両側にはそれぞれ嵌合体を設置し、組合せ時には該バッテリー台の挿合柱を利用し、該工具のハンドル内に挿入設置する。さらに、嵌合体上のフックを利用し、該工具の挿接端内側において設置し、しかも、該バッテリー台は別に電源コードを挿入接続する電源孔を設置する。外部電力の給電を必要とする時には、該電源コードを該バッテリー台の電源孔及び建築物の給電コンセントに挿入し、電力の供給を受ける。外部電力を必要としない時には、該電源コードを該バッテリー台の電源孔から抜き、使用者の作業の妨げとならないようにする。
電動工具を使用する時には、該ハンドル片側に位置するスイッチを押し起動する。電動モーターの正反回転を調整する時には、該ハンドルの作動部端に近いスイッチを切り替えれば良い。
【０００４】
しかし、上記公知の構造には以下のような欠点がある。
１．公知の電動工具は外部電力から電力の供給を受け作動する時には、バッテリー台内のバッテリーに対して充電作業を行うことはできない。よって、充電時には作業を停止しなければならず、使用において不便である。
２．公知の電動工具のバッテリー台と工具間は上下挿入接続式で、かつ該バッテリー台と工具の作動部は同方向に延伸する。さらに該バッテリー台にはバッテリー、変圧器、充電回路などを設置するため、該バッテリー台の体積は該作動部よりわずかに小さい。これでは、壁面或いは箱体などの一般の平面において作業時には、不便を来たさないが、窪んだ部位で作業する時には周囲に突出物があるため、該バッテリー台は他の突出物に接触し作業することができない。
３．公知の電動工具は、該バッテリー台に変圧器を設置する必要があり、変圧器内部はコア部及び巻き数が異なるコイルを具えるため、バッテリー台の重さと体積は増大してしまう。しかし、電動工具は多くは操作者が片手で持ち作業を行うものであるため、重量の増加は使用に不利であり、作業の効率と品質に影響を及ぼし、或いは使用者の手を傷める可能性もある。
４．公知の電動工具は電源コードを建築物のコンセントに挿入し、外部から電力供給を受ける時も、該電源コードと電動工具の接続位置は滑落防止設計がなされていない。そのため、脱落し易く電力の中断が起こり易く、使用の不便を引起す。
【０００５】
上記公知構造の欠点に鑑み、市場には電源コード、充電回路などを独立させて充電装置を付属した電動工具も見られる。該電動工具はバッテリー台の体積と重量を軽減し、該電動工具が該バッテリー台を利用し電力供給を受ける時にも、該バッテリー台の重量で作業進度に悪影響を及ぼすことはない。
しかし、該装置にも以下のような欠点がある。
１．該電動工具は充電装置を独立させるため、生産コストを引き上げ、生産工程を増やし、製品価格を上昇させている。このため、消費者の購買意欲を低下させ、競争が激しい現代の消費市場では、淘汰される運命にあると言える。
２．一般に電動工具での作業を必要とするところは、多くは煩雑で混乱した施工場所であるため、分離式の充電装置は遺失し易い。しかも遺失した充電装置の再購入は難しく、しばしば新品の電動工具を新しく買い直さなければならない。或いは他人の充電装置を借用する場合も起こりうるため、非常に不便である。
３．充電時に該バッテリー台を充電装置上に挿入設置しなければならないため、充電時の電動工具を使用することはできない。これでは、一分一秒を争う現代の競争社会に適合するとは言えない。
【特許文献１】特開２００１−２４５４６２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公知構造の欠点を解決するため、本考案は電動工具の給電構造の提供を課題とする。
それは、外部電源を使用する時には、電動モーターとバッテリーに同時に電力を供給することができ、しかもバッテリー台を充電器に挿入しなくても充電可能であるため、充電時にも通常の作業を行うことができ、公知の電動工具のように充電時に作業を停止する必要がない。
さらに、本考案はバッテリーの電力が残り少なくなると、充電回路過電流保護装置により充電電流を抑え、充電電流の過大による故障からバッテリーを保護する。
また、公知の電動工具バッテリー台内には変圧器を設置するため、体積が大きく、かつバッテリー台と電動工具の作動部が同一方向に延伸するため、窪んだ部位で作業を行う時、電動工具のバッテリー台はしばしば他の突出物に接触し施工不能となるが、本考案の変圧器は外部に設置するため、バッテリー台の体積を大幅に縮小することができ、操作の利便性を確保することができる。
さらに、電動工具は多くは手で持ち操作するものであるため、重量が軽いほど使用の利便性が高いが、本考案は変圧器を外部に設置するため、変圧器内の重量のあるいコア及びコイルにより使用者の負担となることがなく、作業効率と品質に悪影響を与えない。
さらに、電動工具の使用時には、使用者はしばしば一定程度の移動を行い作業位置の調整を行うが、公知の電動工具は電源コードと電動工具の接続に滑落防止設計がないため、使用者が位置の調整を行う時、電源コードと電動工具の接合端は容易に滑落し電力の断絶を招く。この欠点に対して、本考案は変圧器の接合端と電動工具の変圧器挿入孔上に係合構造を設置し、使用時の滑落を防ぎ、延いては使用者の不便を防止することができる。
また、電力会社の給電が不安定であるため、変圧器は損壊する場合もあるが、変圧器をバッテリー台内に設置していれば、変圧器損壊時の修理費は高くなってしまう。そのため、本考案の変圧器はバッテリー台内より独立しており、低コストの製品である変圧器が故障しても或いは遺失しても、使用者の負担を増すことなく新たに購入してもらうことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本考案は下記の電動工具の給電構造を提供する。
本考案電動工具は主に本体と変圧器を含む。
該本体はハンドルを含み、該ハンドル頂点は水平方向に延伸し作動部を形成する。該ハンドル底部にはバッテリー台を可動固定する。
該作動部は予定形状の中空ケース体で、該ケース体内部には電動モーターを設置する。該電動モーターは該モーター前端に設置する工具設置ヘッドを連動することができる。該工具設置ヘッドには様々な工具の工具ヘッドを設置する。
使用者は該ハンドルを握り、かつ該ハンドル上にはコントロールボタンを設置する。該コントロールボタンはモーターの回転速度の調整及び回転方向の切り替えに使用する。
該作動部及び該ハンドルは公知の電動工具構造であるため、ここでは詳述しない。
該バッテリー台は中空のケース体で、その表面一端にはLED孔、溝、やや楕円形を呈した孔を設置する。該バッテリー台内にはコントロール回路、及び該コントロール回路に接続するバッテリーを設置する。該コントロール回路の出力端にはモーター制御回路及びモーター保護装置を設置し、電動モーターに連結する。該モーター制御回路及び該モーター保護装置は公知の構造であるため、ここでは詳述しない。
該コントロール回路は主に変圧器挿入孔、充電回路過電流保護装置、LEDコントロール回路、スイッチを含む。
該変圧器挿入孔は変圧器の接続に用い、該変圧器を建築物の電源コンセントに挿入することができる。さらに、該変圧器の接合端は、該バッテリー台の孔から入り、該変圧器挿入孔に挿入される。該孔の外観はやや縦方向の楕円形を呈し、かつ該孔の両側には縦方向の係合槽を設置する。該係合槽内側側壁にはくの字型の凹部を具える。該変圧器の接合端上には係合板を設置し、該係合板は該孔の形状に対応し、やや楕円形を呈する。しかも、該係合板は長い方の両端点を繋ぐ軸線上に凸部を設置し、該接合端の係合板が縦方向に該孔に挿入された後、該接合端を90度回転させる。こうして、該係合板は該係合槽内に係合され、該係合板上の凸部は該係合槽の凹部に嵌固され、滑落の恐れのない緊密な嵌合、固定状態を呈する。
該充電回路過電流保護装置は単方向の電流回路で、主にバッテリーと回路システムを保護し、大量の電流が流れることによる損壊から保護する。
該LEDコントロール回路は単方向の回路で、その上にはLEDを設置する。該バッテリーが充電中である時には、該LEDコントロール回路上のLEDは点灯する。該バッテリーの充電が完了すると、該LEDは消灯し、使用者に知らせる。
該スイッチは該バッテリー台の溝から伸出した切り替えボタンで、該切り替えボタンにより、電動モーターの給電方式を、バッテリーからの内部電力供給方式、或いは変圧器を通した外部電力供給方式に切り替えることができる。
すなわち、本考案の電動工具の給電構造は以下に述べる特徴を有する。
１．主に電動工具本体と変圧器を含み、
該本体の一端には工具設置ヘッド及び該工具設置ヘッドを連動する電動モーターを設置し、該本体上には該電動モーターをコントロールする調整スイッチを設置し、
該本体の反対端にはバッテリー台を設置し、該バッテリー台内にはバッテリー、コントロール回路を含み、該コントロール回路上には変圧器挿入孔、充電回路過電流保護装置、スイッチを設置し、
該コントロール回路上のスイッチにより、外部電力からの電力供給或いは内部バッテリーからの電力供給を選択し、該コントロール回路は該変圧器が引き入れる外部電力を分流とし、電動モーターの運転とバッテリーの充電に同時に電力を供給し、しかも、充電回路過電流保護装置により充電電流を監視しバッテリーを保護することを特徴とする。
２．前記コントロール回路上にはLEDコントロール回路を設置し、バッテリーを充電する時、LEDを点灯させることを特徴とする。
３．前記変圧器と前記電動工具の接合位置には滑落防止構造を設置することを特徴とする。
４．前記滑落防止構造は孔及び係合槽を設置する変圧器接合端で、
該孔の両側側壁には縦方向の係合槽を設置し、かつ該係合槽内側中央には凹槽を設置し、
該変圧器接合端には係合板を設置し、該係合板は長い方の両端点を繋ぐ軸線上に凸部を設置し、該接合端の係合板が縦方向に該孔に挿入された後、該係合板を90度回転させ、該係合板は該係合槽内に係合され、該係合板上の凸部は該係合槽の凹部に嵌固され、滑落の恐れのない緊密な嵌合、固定状態を呈することを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】
上記のように、本考案は電動モーター運転とバッテリー充電を同時に行うことができ、充電回路過電流保護装置によりバッテリーを保護することができる。さらに、本考案は変圧器の接合端と電動工具の変圧器挿入孔上に係合構造を設置するため、使用時の滑落を防ぎ、延いては使用者の不便を防止することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１、２、３、４が示すように、本考案電動工具１は主に本体と変圧器を含む。
該本体はハンドル１０を含み、該ハンドル頂点は水平方向に延伸し作動部２０を形成する。該ハンドル１０底部にはバッテリー台３０を可動固定する。
該作動部２０は予定形状の中空ケース体で、該ケース体内部には電動モーター(図示なし)を設置する。該電動モーターは該モーター前端に設置する工具設置ヘッド２２を連動することができる。該工具設置ヘッド２２には様々な工具の工具ヘッドを設置する。
使用者は該ハンドル１０を握り、かつ該ハンドル１０上にはコントロールボタン１１を設置する。該コントロールボタン１１はモーターの回転速度の調整及び回転方向の切り替えに使用する。
該作動部２０及び該ハンドル１０は公知の電動工具構造であるため、ここでは詳述しない。
【００１０】
該バッテリー台３０は中空のケース体で、その表面一端にはLED孔３０１、溝３０２、やや楕円形を呈した孔３０３を設置する。該バッテリー台３０内にはコントロール回路３２、及び該コントロール回路３２に接続するバッテリー３３を設置する。該コントロール回路３２の出力端にはモーター制御回路(図示なし)及びモーター保護装置(図示なし)を設置し、電動モーターに連結する。該モーター制御回路及び該モーター保護装置は公知の構造であるため、ここでは詳述しない。
該コントロール回路３２は主に変圧器挿入孔３４、充電回路過電流保護装置３５、LEDコントロール回路３６、スイッチ３７を含む。
【００１１】
該変圧器挿入孔３４は変圧器の接続に用い、該変圧器を建築物の電源コンセントに挿入することができる。さらに、該変圧器の接合端４０は、該バッテリー台３０の孔３０３から入り、該変圧器挿入孔３４に挿入される。該孔３０３の外観はやや縦方向の楕円形を呈し、かつ該孔の両側には縦方向の係合槽３０４を設置する。該係合槽３０４内側側壁にはくの字型の凹部３０５を具える。該変圧器の接合端４０上には係合板４１を設置し、該係合板４１は該孔３０３の形状に対応し、やや楕円形を呈する。しかも、該係合板４１は長い方の両端点を繋ぐ軸線上に凸部４２を設置し、該接合端４０の係合板４１が縦方向に該孔３０３に挿入された後、該接合端４０を90度回転させる。
こうして、該係合板４１は該係合槽３０４内に係合され、該係合板４１上の凸部４２は該係合槽３０４の凹部３０５に嵌固され、滑落の恐れのない緊密な嵌合、固定状態を呈する。
【００１２】
該充電回路過電流保護装置３５は単方向の電流回路で、主にバッテリーと回路システムを保護し、大量の電流が流れることによる損壊から保護する。
該LEDコントロール回路３６は単方向の回路で、その上にはLED３６１を設置する。該バッテリーが充電中である時には、該LEDコントロール回路３６上のLED３６１は点灯する。
該バッテリーの充電が完了すると、該LED３６１は消灯し、使用者に知らせる。
該スイッチ３７は該バッテリー台３０の溝３０２から伸出した切り替えボタン３７１で、該切り替えボタン３７１により、電動モーターの給電方式を、バッテリーからの内部電力供給方式、或いは変圧器を通した外部電力供給方式に切り替えることができる。
【００１３】
本考案の作動時には、該変圧器の接合端４０は該変圧器挿入孔３４に挿入し、かつ該スイッチ３７により外部からの電力供給を選択した時、図５、６が示すように、該コントロール回路３２が該電動モーターに出力する電気エネルギーは該変圧器挿入孔３４より供給する。該変圧器挿入孔３４は主に電流Ｉaを提供し、該電流Ｉa＝電流Ｉa１＋電流Ｉa２で、電流Ｉa２＝電流Ｉc＋電流ＩLEDである。該電流Ｉa１はモーターを作動させるために供給され、該電流Ｉa１と並列の電流Ｉa２はバッテリー充電に用いられる。該電流Ｉa２は先ず分流し、該充電回路過電流保護装置３５を通過する電流Ｉc及び電流Ｉcと並列の電流Ｉa２である。そのため、該充電回路過電流保護装置３５により、バッテリーを充電し、充電電流を監督し、バッテリー保護の効果を達成する。
該LEDコントロール回路３６を通過した電流ＩLEDはＩLEDコントロール回路３６の電気抵抗値が大きいため、電流ＩLEDは電流Ｉa２の微小な分流を獲得できるだけで、該バッテリーの充電に影響を及ぼすことはない。しかも、該LEDコントロール回路３６は、バッテリーが充電飽和状態になったかどうかを判断することができる。もし未飽和であるなら、該LEDコントロール回路３６上のLED３６１は点灯し、充電が完了すると該LEDコントロール回路３６上のLED３６１は消灯する。しかも、該充電回路過電流保護装置３５及び該LEDコントロール回路３６内にはともにダイオードにより構成されるバッテリー電流逆流防止システムを設置するため、バッテリーの電気エネルギーは確実にモータの回転にのみ使用される。しかも、電流Ｉa＝電流Ｉa１＋電流Ｉa２であるため、電動モーターの使用時には、電流Ｉa１は大きくなり、相対して該電流Ｉa１と並列の電流Ｉa２は小さくなる。該電流Ｉa２が小さくなることは充電電流の減少を表す。こうして、充電時間を延長するだけで、バッテリーの使用寿命には悪影響を及ぼすことはない。
【００１４】
次に図５、６、７が示すように、該スイッチ３７を動かし、バッテリーからの給電を選択した時、該充電回路過電流保護装置３５及び該LEDコントロール回路３６は共に単方向回路である。よってバッテリーの出力電流は電流Ｉbで、該電流Ｉbは電動モーターの回転に用いられる。
該スイッチ３７をバッテリーからの給電状態に保持するなら、該変圧器挿入孔３４上に挿入する変圧器の接合端４０は、バッテリーが長時間の放電により電力を使い切ってしまいそうな時、電圧は大幅に下降し、Ｉc両端の圧力を大きく下げる。こうして、電流Ｉcは大幅に増加し、この時該充電回路過電流保護装置３５は該電流Ｉcを抑え、該電流Ｉcは該回路の電流の許容範囲内に保持され、回路全体が電流の過大により損壊することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案電動工具の給電構造の立体図である。
【図２】本考案電動工具の給電構造の局部分解図である。
【図３】本考案電動工具の給電構造の透視図である。
【図４】本考案電動工具の給電構造の側面透視図である。
【図５】本考案電動工具の給電構造の回路図である。
【図６】本考案電動工具の給電構造のブロックチャートである。
【図７】本考案電動工具の給電構造のブロックチャートである。
【符号の説明】
【００１６】
１  電動工具
１０  ハンドル
１１  コントロールボタン
２０  作動部
２２  工具設置ヘッド
３０  バッテリー台
３０１  LED孔
３０２  溝
３０３  孔
３０４  係合槽
３０５  凹部
３２  コントロール回路
３３  バッテリ
３４  変圧器挿入孔
３５  充電回路過電流保護装置
３６  LEDコントロール回路
３６１  LED
３７  スイッチ
３７１  切り替えボタン
４０  接合端
４１  係合板
４２  凸部
【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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【図６】
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【図７】
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