(57)【要約】【課題】バッテリの交換時期或は充電時期を適切に判断することができる電動工具を提供すること。【解決手段】バッテリ４をハウジング２に着脱可能に装着し、該バッテリ４から電力の供給を受けて駆動される電動モータ３と、同バッテリ４から電力の供給を受けて光を照射する照明手段（ＬＥＤ３６及びプリズム３７）を備えたドライバドリル（電動工具）１において前記バッテリ４の残量に応じて前記照明手段の発光状態を変化させる制御手段を設ける。ここで、前記制御手段は、前記バッテリ４の電圧及び／又はバッテリ４の電流と通電時間との積算値に応じて前記照明手段の発光状態を変化させる。【選択図】図１
2008264962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリをハウジングに着脱可能に装着し、該バッテリから電力の供給を受けて駆動される電動モータと、同バッテリから電力の供給を受けて光を照射する照明手段を備えた電動工具において、
前記バッテリの残量に応じて前記照明手段の発光状態を変化させる制御手段を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記制御手段は、前記バッテリの電圧に応じて前記照明手段の発光状態を変化させることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記制御手段は、前記バッテリの電流と通電時間との積算値に応じて前記照明手段の発光状態を変化させることを特徴とする請求項１又は記載の電動工具。
【請求項４】
前記照明手段の発光源をＬＥＤで構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの残量に応じて発光部の発光状態を変化させるようにしたコードレスの電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ドライバドリル等のコードレスの手持ち式電動工具は、バッテリをハウジングに着脱可能に装着し、該バッテリから電力の供給を受けて駆動される電動モータをハウジング内に収容して構成され、電動モータの回転を先端工具保持部に伝達して該先端工具保持部及びこれに装着されたドライバビット等の先端工具を回転駆動してねじ締め等の所要の作業を行うものである。
【０００３】
ところで、バッテリを電源とする電動工具においては、バッテリの残量が少なくなって電源電圧が所定値以下に低下すると継続して作業を行うことができなくなるため、バッテリを新しいものと交換したり、取り外して充電する必要がある。
【特許文献１】特開２００５−２９７１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電動工具にはバッテリ残量を表示する手段が設けられていなかったため、作業者は、バッテリの交換時期或は充電時期を適切に判断することができず、バッテリ切れを起こしてからでないとバッテリを交換したり、充電することができず、作業が途中で中断されるために作業能率が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、バッテリの交換時期或は充電時期を適切に判断することができる電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、バッテリをハウジングに着脱可能に装着し、該バッテリから電力の供給を受けて駆動される電動モータと、同バッテリから電力の供給を受けて光を照射する照明手段を備えた電動工具において、前記バッテリの残量に応じて前記照明手段の発光状態を変化させる制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記バッテリの電圧に応じて前記照明手段の発光状態を変化させることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記制御手段は、前記バッテリの電流と通電時間との積算値に応じて前記照明手段の発光状態を変化させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記照明手段の発光源をＬＥＤで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、照明手段の発光状態によってバッテリの残量を認識することができ、バッテリの交換時期或は充電時期を適切に判断することができる。従って、作業の途中にバッテリ切れが発生して作業を中断するようなことがなく、作業能率が高められる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、バッテリ残量によって変化する電圧によって照明手段の発光状態を変化させるようにしたため、照明手段の発光状態によってバッテリ残量を目視にて確認することができ、バッテリの交換時期或は充電時期を適切に判断することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、バッテリ残量によって変化する電流と通電時間の積算値によって照明手段の発光状態を変化させるようにしたため、照明手段の発光状態によってバッテリ残量を目視にて確認することができ、バッテリの交換時期或は充電時期を適切に判断することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、照明手段の発光源を高輝度の光を出力するＬＥＤで構成したため、明るい場所でもバッテリ残量を確実に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２は本発明に係る電動工具の一形態としてのドライバドリルの側断面図、図３は同ドライバドリルの破断正面図、図４は同ドライバドリル要部（動力伝達機構部）の拡大詳細図である。
【００１６】
本実施の形態に係るドライバドリル１は、側面視Ｔ字状を成す樹脂製のハウジング２を備え、該ハウジング２の胴体部２Ａ内には駆動源である電動モータ３が横置きに収容されている。又、ハウジング２の胴体部２Ａから下方へ一体に延びるハンドル部２Ｂの下端部にはバッテリ４が着脱可能に装着されており、ハンドル部２Ｂの上部には、バッテリ４から電動モータ３への給電をＯＮ／ＯＦＦして電動モータ３を起動／停止させるスイッチ５が設けられている。
【００１７】
更に、ハウジング２のハンドル部２Ｂ内の下部に形成された空間には、前記バッテリ４に接続された基板６が水平に配置されており、該基板６から延びるリード線７は、スイッチ５を介して電動モータ３に接続されている。又、ハンドル部２Ｂの下部の後面には負荷トルク等によって発光状態が変化するインジケータランプ８が組み込まれており、このインジケータランプ８はリード線９を介して前記基板６に接続されている。尚、バッテリ４は、内部に３本のリチウムイオン電池１０を収納して構成されている。
【００１８】
他方、ハウジング２の胴体部２Ａに収容された前記電動モータ３の出力軸３ａの回転は、３段減速機構を構成する遊星ギヤ機構１１で減速されて出力軸１２に伝達され、該出力軸１２とその先端部（図１及び図２の左方を前方とする）の先端工具保持部１２ａが所定の速度及びトルクで回転駆動される。
【００１９】
ところで、本実施の形態に係るドライバドリル１には、トルク調整機構１３が設けられており、このトルク調整機構１３は、ハウジング２の胴体部２Ａの先端に回動可能に装着された円筒状のキャップ１４によって覆われており、このキャップ１４を回動操作することによって、電動モータ３から出力軸１２に伝達することができる最大トルクが調整される。
【００２０】
ここで、前記遊星ギヤ機構１１及びトルク調整機構１３を含む動力伝達機構部の構成の詳細を図４に基づいて説明する。
【００２１】
前記遊星ギヤ機構１１は、円筒状のギヤケース１５内に収容されており、この遊星ギヤ機構１１においては、前記電動モータ３の出力軸３ａに形成されたピニオン１６とギヤケース１５の内周部に固定されたリングギヤ１７に噛合する複数の遊星ギヤ１８が設けられており、これらの遊星ギヤ１８には軸１９によってキャリア２０が連結されている。尚、各遊星ギヤ１８は、軸１９を中心として自転しながらピニオン１６の周りを公転し、この公転によってキャリア２０が回転する。
【００２２】
上記キャリア２０にはサンギヤ２１が一体に形成されており、このサンギヤ２１とギヤケース１５の内周部に固定されたリングギヤ２２には複数の遊星ギヤ２３が噛合しており、これらの遊星ギヤ２３には軸２４によってキャリア２５が連結されている。尚、各遊星ギヤ２３は、軸２４を中心として自転しながらサンギヤ２１の周りを公転し、この公転によってキャリア２５が回転する。
【００２３】
そして、上記キャリア２５にはサンギヤ２６が一体に形成されており、このサンギヤ２６とギヤケース１５の内周部に回転可能に保持されたリングギヤ２７には複数の遊星ギヤ２８が噛合しており、これらの遊星ギヤ２８には軸２９によって前記出力軸１２が連結されている。尚、各遊星ギヤ２８は、軸２９を中心として自転し、リングギヤ２７が固定されている場合にはサンギヤ２６の周りを公転して出力軸１２に回転を伝達し、リングギヤ２７の固定が解除された場合には軸２９を中心として回転するのみで公転せず、出力軸１２に回転を伝達しない。
【００２４】
次に、トルク調整機構１３の構成について説明する。
【００２５】
前記ギヤケース１５の前端部には小径の筒状部１５ａが一体に形成されており、この筒状部１５ａの外周には押圧部材３０が軸方向に移動可能に螺合している。ここで、押圧部材３１は、キャップ１４の内周部にスプライン嵌合しており、キャップ１４と一体に回転しつつ、軸方向にはキャップ１４に対して移動することができる。尚、ギヤケース１５の筒状部１５ａには、出力軸１２を回転可能に支承する軸受３１が保持されている。
【００２６】
ところで、前記リングギヤ２７の前端面には軸方向に延びる複数の係合爪２７ａが形成されており、この係合爪２７ａにはボール３２が当接している。
【００２７】
又、ギヤケース１５にはスペーサ３３が軸方向に移動可能に嵌挿されており、該スペーサ３３の一端面（後端面）は前記ボール３２に当接しており、スペーサ３３の他端面（前端面）にはリング状のクラッチプレート３４が当接している。そして、クラッチプレート３４と前記押圧部材３０との間にはコイルスプリング３５が縮装されている。従って、ボール３２は、コイルスプリング３５によってリングギヤ２７の前端面に押圧されている。
【００２８】
ところで、本実施の形態では、キャップ１４を透明又は半透明の樹脂で構成するとともに、照明手段を構成するＬＥＤ３６とプリズム３７をキャップ１４の内部に配置している。
【００２９】
上記プリズム３７は、ＬＥＤ３６から出射される光を全周に散乱させるものであって、図１及び図２に示すように、このプリズム３７の後端面の下部にＬＥＤ３６が対向配置されている。そして、図１及び図２に示すように、ＬＥＤ３６から延びるリード線３８は前記基板６に接続されており、ＬＥＤ３６は、バッテリ４からの電流の供給を受けて高輝度の光を発光する。すると、その光は、プリズム３７によって周囲に拡散してキャップ１４全体を均一に発光させる。
【００３０】
以上のように構成されたドライバドリル１を用いてねじ締め作業を行う場合、出力軸１２の工具保持部１２ａには不図示のドライバビットが装着されており、作業者がスイッチ５をＯＮ操作すると、バッテリ４から電動モータ３に給電されて該電動モータ３が起動される。すると、この電動モータ３の回転は遊星ギヤ機構１１によって３段減速されるが、出力軸１２に掛かる負荷トルクが設定値未満である場合には、遊星ギヤ機構１１のリングギヤ２７はボール３２による押圧力によって固定されて回転しないため、３段減速された電動モータ３の回転は出力軸１２に伝達され、先端工具保持部１２ａに装着された不図示のドライバビットが所定の速度で回転し、このドライバビットによって不図示のねじが被締結材にねじ込まれる。
【００３１】
ところで、出力軸１２に設定値以上の過大に負荷トルクが作用した場合には、遊星ギヤ機構１１のリングギヤ２７の固定が解除され、係合爪２７ａがボール３２を乗り越えてリングギヤ２７が回転するため、遊星ギヤ２８が軸２９を中心として自転するのみで公転しないため、電動モータ３の回転が出力軸１２に伝達されず、遊星ギヤ機構１１及び電動モータ３に過大な負荷が作用せず、これらの損傷が防がれる。
【００３２】
而して、キャップ１４を回して押圧部材３０をギヤケース１５の筒状部１５ａに沿って軸方向に移動させれば、コイルスプリング３５の長さが調整されてボール３２によるリングギヤ２７の押圧力が調整されるため、電動モータ３から出力軸１２に伝達することができる最大トルクが調整される。例えば、図２に示すように、押圧部材３０を後方へ移動させてコイルスプリング３５を押し縮めれば、該コイルスプリング３５の圧縮反力が大きくなってボール３２によるリングギヤ２７への押圧力も大きくなるため、電動モータ３から出力軸１２に伝達することができる最大トルクが高く設定される。
【００３３】
ところで、本実施の形態は、照明手段を構成する前記ＬＥＤ３６の発光状態をバッテリ残量に応じて変化させることを特徴としており、ＬＥＤ３６の発光状態をバッテリ４の電圧によって変化させる制御回路の例を図５又は図６に示し、バッテリ４の電流と通電時間の積算値に応じてＬＥＤ３６の発光状態を変化させる制御回路の例を図７に示す。
す制御回路によってなされる。
【００３４】
図５に示す制御回路は、バッテリ４の電圧が設定値以下に低下するとＬＥＤ３６を点灯するものであって、本実施の形態では、色の異なる２つのＬＥＤ３６ａ，３６ｂが使用されている。
【００３５】
ねじ締め作業に際して２接点式のスイッチ５をＯＮ操作すると、バッテリ４から電動モータ３に給電されて該電動モータ３が起動されるとともに、一方のＬＥＤランプ３６ａに電流が供給されて該ＬＥＤ３６ａが点灯する。
【００３６】
又、制御回路においては、基準電圧（設定値に対応する電圧）Ｖｒｅｆ がシャントレギュレータ３９によって規定されてコンパレータ４０に入力される一方、バッテリ４の現在の電圧が抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧され、この分圧された電圧Ｖがコンパレータ４０に入力され、この電圧Ｖと前記基準電圧Ｖｒｅｆが比較される。そして、電圧Ｖが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合には（Ｖ＞Ｖｒｅｆ）、他方のＬＥＤ３６ｂには通電されず、該ＬＥＤ３６ｂは点灯されない。
【００３７】
他方、バッテリ４の残量が少なくなって、その電圧が設定値以下に低下したために電圧Ｖが基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さくなった場合には（Ｖ＜Ｖｒｅｆ）、他方のＬＥＤ３６ｂに通電されて該ＬＥＤ３６ｂが点灯する。従って、ＬＥＤ３６ｂが点灯することによってキャップ１４の発光色が変化し、作業者は、キャップ１４の発光色の変化によってバッテリ４の残量が少なくなったことを目視にて確認することができ、バッテリ４の交換時期或は充電時期を適切に判断することができる。この結果、作業の途中にバッテリ切れが発生して作業を中断するようなことがなく、作業能率が高められる。この場合、ＬＥＤ３６ａ，３６ｂは高輝度の光を出力するため、明るい場所でもバッテリ残量を確実に認識することができる。
【００３８】
図６に示す制御回路は、バッテリ４の電圧が設定値以下に低下するとマイコン４１によって２つのＬＥＤランプ３６ａ，３６ｂを点滅させるものである。尚、本実施の形態では、２つのＬＥＤ３６ａ，３６ｂを使用したが、１つのＬＥＤ３６ａ又は３６ｂのみを使用しても良い。
【００３９】
ねじ締め作業に際して２接点式のスイッチ５をＯＮ操作すると、バッテリ４から電動モータ３に給電されて該電動モータ３が起動されるとともに、バッテリ４の電圧がレギュレータ４２によってマイコン４１の電源電圧まで下げられてマイコン４１に供給され、これによってマイコン４１が動作する。尚、図６において、４３は平滑機能を有するコンデンサ、４４はマイコン４１の誤動作を防ぐためのリセットＩＣである。
【００４０】
又、バッテリ４の現在の電圧が抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧され、この分圧された電圧Ｖがマイコン４１に入力される。すると、マイコン４１は、電圧Ｖと基準電圧（設定値に対応する電圧）Ｖｒｅｆとを比較し、バッテリ４の残量が少なくなって、その電圧が設定値以下に低下したために電圧Ｖが基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さくなると（Ｖ＜Ｖｒｅｆ）、ＬＥＤ３６ａ，３６ｂを点滅させる。従って、作業者は、ＬＥＤ３６ａ，３６ｂが点滅することによってバッテリ４の残量が少なくなったことを知ることができ、バッテリ４の交換時期或は充電時期を適切に判断することができる。この結果、作業の途中にバッテリ切れが発生して作業を中断するようなことがなく、作業能率が高められる。この場合、ＬＥＤランプ８ａ，８ｂは高輝度の光を出力するため、明るい場所でもバッテリ残量を確実に認識することができる。
【００４１】
図７に示す制御回路は、バッテリ４の電圧の他、電流と通電時間の積算値に応じてマイコン４１によって緑（Ｇ）と赤（Ｒ）の２つのＬＥＤ３６ａ，３６ｂの発光状態を変化させるようにしたものである。
【００４２】
即ち、バッテリ４の供給電流は、シャント抵抗Ｒ３の電圧降下をオペアンプ４５で増幅してマイコン４１に入力することによって検出される。すると、マイコン４１は、検出された電流と通電時間の積を作業毎に積算する演算を行い、その積算値によってＬＥＤ３６ａ，３６ｂの点灯／消灯を制御してバッテリ残量を表示する。これと同時に、マイコン４１は、図６に示した制御回路と同様に電圧検出によるバッテリ４の残量の演算も行う。
【００４３】
例えば、バッテリ４の電圧が或る程度低い場合は、電流と通電時間の積算を行うまでもなくバッテリ残量が少ないものと判断する。又、バッテリ４の電圧が中程度の場合は、中程度であることを前提としてバッテリ残量を演算する。
【００４４】
尚、以上は本発明を特にドライバドリルに対して適用した形態について説明したが、本発明は、インパクトドライバ、その他任意の手持ち式電動工具に対しても同様に適用して前記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るドライバドリルの側断面図である。
【図２】本発明に係るドライバドリルの側断面図である。
【図３】本発明に係るドライバドリルの破断正面図である。
【図４】本発明に係るドライバドリル要部（動力伝達機構部）の拡大詳細図である。
【図５】制御回路の構成図である。
【図６】制御回路の構成図である。
【図７】制御回路の構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１        ドライバドリル（電動工具）
２        ハウジング
２Ａ      ハウジングの胴体部
２Ｂ      ハウジングのハンドル部
３        電動モータ
３ａ      電動モータの出力軸
４        バッテリ
５        スイッチ
６        基板
７        リード線
８        インジケータランプ
９        リード線
１０      リチウムイオン電池
１１      遊星ギヤ機構
１２      出力軸
１２ａ    出力軸の先端工具保持部
１３      トルク調整機構
１４      キャップ
１５      ギヤケース
１５ａ    ギヤケースの筒状部
１６      ピニオン
１７      リングギヤ
１８      遊星ギヤ
１９      軸
２０      キャリア
２１      サンギヤ
２２      リングギヤ
２３      遊星ギヤ
２４      軸
２５      キャリア
２６      サンギヤ
２７      リングギヤ
２７ａ    リングギヤの係合爪
２８      遊星ギヤ
２９      軸
３０      押圧部材
３１      軸受
３２      ボール
３３      スペーサ
３４      クラッチプレート
３５      コイルスプリング
３６      ＬＥＤ（発光源）
３７      プリズム
３８      リード線
３９      シャントレギュレータ
４０      コンパレータ
４１      マイコン
４２      レギュレータ
４３      コンデンサ
４４      リセットＩＣ
４５      オペアンプ
【図１】
2008264962.tif 000003
【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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