(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動工具本体の把持ケースに対し、電動工具の駆動制御回路に対して小容量のキャパシタを設けると共に、商用電源に接続して前記小容量のキャパシタを充電するための変圧器および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共に前記小容量のキャパシタの充放電制御を行う大容量のキャパシタを設けた制御回路を備えた充電制御装置を設け、前記電動工具の駆動制御回路に設けた小容量のキャパシタと前記充電制御装置に設けた大容量のキャパシタとを、前記小容量のキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に直接接続してなる電動工具を駆動制御する電源システムにおいて、
電動工具の１０〜２０秒間の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記小容量のキャパシタの充電容量を設定し、
前記小容量のキャパシタを商用電源に接続される前記大容量のキャパシタを設けた充電制御装置に前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、
電動工具の停止操作に際して前記大容量のキャパシタからの給電により短時間で前記小容量のキャパシタの充電完了を可能とするように設定することを特徴とする電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法。
【請求項２】
電動工具本体の把持ケースに対し、複数個のキャパシタを直列または並列に接続して構成した電源パックを設けると共に、商用電源に接続して前記電源パックのキャパシタの充電を行うための変圧器および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共に前記電源パックのキャパシタの充放電制御を行う充電制御装置を設け、前記充電制御装置に対し前記電源パックを電源中継器として前記充電制御装置と電動工具の駆動制御回路とに対して、それぞれ前記電源パックのキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に接続してなる電動工具を駆動制御する電源システムにおいて、
電動工具の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記電源パックのキャパシタの充電容量を設定し、
前記電源パックのキャパシタを、前記商用電源に接続される充電制御装置と前記電動工具の駆動制御回路とにそれぞれ前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、
電動工具の停止操作に際して前記充電制御装置からの給電により短時間で前記電源パックのキャパシタの充電完了を可能とするように設定することを特徴とする電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法。
【請求項３】
前記電動工具を駆動制御する電源システムとして、電動工具本体の把持ケースに対し、電動工具の駆動制御回路に対して小容量のキャパシタを設けると共に、前記小容量のキャパシタを、前記充電制御装置に所要の電源コードを介して接続される電源中継器としての電源パックのキャパシタに対して、前記小容量のキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に直接接続した構成とし、
電動工具の１０〜２０秒間の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記小容量のキャパシタの充電容量を設定し、
前記小容量のキャパシタを前記商用電源に接続される前記電源パックのキャパシタに前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、
電動工具の停止操作に際して前記充電制御装置により充電される電源パックのキャパシタからの給電により短時間で前記小容量のキャパシタの充電完了を可能とするように設定することを特徴とする請求項２記載の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電動工具を駆動する電動機等の駆動手段に対する電源装置として、二次電池を使用する電池パックあるいは複数個のキャパシタを結合構成した電源パックを、電動工具の把持ケースに直接接続ないし内蔵することなく、電動工具本体の把持ケースに対するキャパシタを電源とする場合におけるキャパシタの設置を、最小限度の形態および重量となるような構成配置とすることにより、電動工具の操作性をより向上させることができる電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、例えばコードレス電動工具においては、内蔵する電動機の電源として、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池等の二次電池からなる電池パックを使用し、このような電池パックをコードレス電動工具本体に着脱可能に装着するように構成されている。そして、この二次電池が消耗した際には、電池パックに対して直接または電池パックをコードレス電動工具本体から取外して、それぞれ専用の充電装置と接続して充電を行い、反復して使用するのが一般的である。
【０００３】
しかるに、近年において、この種のコードレス電動工具においては、作業スピードの向上や一回の充電による作業量アップ等のパワーアップに対するニーズが増加し、必然的にバッテリが大型化してきている。このため、電動工具の総重量が重くなり、作業者が片手で作業を行う場合には、操作性が悪くなるという問題を生じる。
【０００４】
そこで、電動工具の使用者が、その使用時に感じる重さを軽くすることができるように、電動工具本体とバッテリ（電池）とを分離して使用することができるようにした技術が提案されている。例えば、電動工具の本体に設けるバッテリ差込み口に対し、これに対応するバッテリを保持接続可能な電池ホルスタ（携帯電源）を設け、この電池ホルスタには電気コードを介して前記電動工具本体のバッテリ差込み口に接続可能なアダプタを設けて、このアダプタを前記バッテリ差込み口に差し込むことにより、あるいは工具本体に前記バッテリ差込み口とは別にジャックを設けて、このジャックに前記電気コードのプラグを直接差し込むことにより、バッテリを本体から分離して使用するようにした電動工具が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、前記と同様にして、工具の重量を劇的に増加すること無しに、長時間使用可能な動力工具を提供するものであって、バッテリパックをベルト上に取り付け、このベルトを衣料品に装着させて保持し、前記バッテリパックから導出される電気ケーブルを、作業者の手に持った動力工具にコネクタ接続することによって、動力工具の使用を可能とした携帯用動力工具が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
前述したコードレス電動工具におけるパワーアップと総重量の軽減化に対する要求に対し、電気二重層キャパシタを充電して電源として使用することにより、従来の二次電池を使用する電動工具の欠点を解消することができるように構成したコードレス電動工具も種々提案されている。
【０００７】
例えば、二次電池とＤＣ／ＤＣコンバータが接続された電気二重層キャパシタからなる蓄電装置と、前記電気二重層キャパシタを充電する充電回路とを備えた構成からなる携帯型電動工具が提案されている。このように構成される携帯型電動工具は、二次電池と電気二重層キャパシタを組み合わせることによって、従来の二次電池だけの場合とほぼ同じだけのエネルギ量を備えて、従来の商用電源を必要とする電動工具と同様のパワーを出力できるため、操作性および作業性に優れて、高いパワーを持つ充電式の携帯型電動工具を構成するものである（特許文献３参照）。
【０００８】
また、大容量のコンデンサを有する電源と、前記電源からの電圧に応じて回転数が設定されるモータと、前記モータの動作を制御する制御回路とを備えてなり、前記制御回路にモータの回転数を検出する回転数センサを設け、電源のコンデンサ電圧が、モータの駆動電圧より高い場合には、前記回転数センサで検出した回転数をもとに、モータを定速制御する構成からなるコードレスタイプの電動工具が提案されている。このように構成される電動工具は、瞬時の大電流による充放電が可能であり、放電に従って電圧が下がり、工具出力が低下することが防止される構成からなるものである（特許文献４参照）。
【０００９】
さらに、前述した従来の二次電池を使用する電動工具の改良案として、充電装置からケーブルを介してケーブルレス電動機器に駆動電力を供給し得るアダプタを設けることにより、充電済み電池がなくなった後も、電池が再度充電されるのを待つことなく、一時的にケーブルタイプの電動機器として、電動機器を使用し続けることを可能とする充電装置用のアダプタが提案されている（特許文献５参照）。
【００１０】
すなわち、前記特許文献５に記載の充電装置用のアダプタは、電池パックを充電するための充電装置の供給する充電電力を電気機器からなる負荷へ供給するアダプタであって、負荷側に接続可能にして蓄電器を内蔵し負荷に電力を供給する機器側アダプタとしての電力供給装置と、充電装置に装着可能にして充電装置の充電電圧を制御し前記電力供給装置の蓄電器へ電力線（ケーブル）を介して電力供給する充電側アダプタとしての接続装置と、を備えた構成からなるものである。
【００１１】  そして、本出願人は、前述した従来の提案等に対する改良案として、従来の二次電池に代えて、キャパシタを使用する電源パックを設け、この電源パックのキャパシタをＡＣ／ＤＣ電力変換器に接続して電動工具の電源として簡便かつ適正に使用することができると共に、キャパシタの充電容量に見合った連続的な作業工程と、比較的短時間の休止による再充電とを繰り返して、電動工具の実質的に継続的な使用を実現し、従来の電源コード接続方式の電動工具や二次電池を使用するコードレス電動工具におけるそれぞれの問題点を解消することができる、キャパシタ電源装置およびこれを使用する電動工具並びにその駆動方法を開発し、特許出願を行った（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実開平０３−０６２７８３号公報
【特許文献２】特開平１１−２２１７８３号公報
【特許文献３】特開２００３−０４８１７７号公報
【特許文献４】特開２００１−１２９７６９号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ０１／０８０３９６号公報
【特許文献６】特開２０１０−２６３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述した特許文献１および特許文献２においてそれぞれ提案されている電動工具ないし動力工具は、いずれも工具本体からバッテリを分離して使用することができるものであって、工具本体からバッテリの重量を除いて軽量にし、その取り扱いを容易にすることができる利点がある。
【００１４】
しかしながら、このようなバッテリ電源の接続を行う方式においては、工具本体からバッテリを分離して工具を軽量化して作業を容易化できる利点はあるが、バッテリ電源を所要の保持具を使用して、作業者の作業衣服の一部に装着する必要が有る。このため、作業者が作業を中断したり、作業を一時的に休止したりする場合において、電気コードは接続された状態であり、電動工具とバッテリとは切り離されていないため、例えば電動工具を所要の場所に放置して作業者が自由に移動することができない。すなわち、作業者は、バッテリ電源と共に電動工具を常時保持している必要があるという面倒がある。また、前記電気コードが外部に露呈しているため、作業等に際して邪魔になる難点がある。
【００１５】
また、前記従来のバッテリ電源の接続方式においては、バッテリ電源が常に電動工具に接続状態であるため、電気コードやその接続器具ないし部品の不良等により、電源の接続不能や漏電等の事故の発生、これに伴うバッテリ電源の不必要な消耗等の難点がある。しかも、従来のバッテリ電源の接続方式においては、電動工具に対する電気コードの着脱操作は面倒であり、仮に電気コードを切り離したとしても、バッテリ電源と通電状態にある電気コードに不測の事故が発生する恐れがあり、電動工具の取り扱いが面倒となる難点がある。
【００１６】
これに対して、前述した特許文献３および特許文献４においてそれぞれ提案されているコードレス電動工具においては、連続して作業をする時間を長くすることはできないが、使用するキャパシタの接続回路のアレンジによって、作業の種別に応じて必要とするパワーを得るように設定することができると共に、これらのキャパシタに対する充電時間も二次電池に比べて著しく短縮することができる利点がある。
【００１７】
しかしながら、前述したように、充放電可能なキャパシタを電源として使用する従来のコードレス電動工具においては、キャパシタの充電を頻繁に行う必要があることから、依然として二次電池の使用を無くすことができない電動工具の製造が行われているのが現状である。従って、このような電動工具の作業に際しては、予備の電池パックを用意しておき、必要に応じて電池パックの交換を行い、その間に予備の電池パックの充電を行う等の必要が有り、設備コストが増大すると共に作業効率が低下する等の難点がある。
【００１８】
さらに、前記特許文献５に記載の充電装置用のアダプタは、コードレス電動工具に装着される電池パックを充電するための充電装置に対して接続構成されるものであって、前記充電装置に接続される接続装置としての充電側アダプタと、電動工具の電池パックに交換的に接続される電力供給装置としての機器側アダプタとを備え、前記充電側アダプタと機器側アダプタとを電力線を介して接続することにより、電動工具を駆動するように構成したものである。
【００１９】
従って、前述した充電装置用のアダプタは、電池パックの充電を行う充電装置に対し、共用的に接続可能とするため、前記充電側アダプタの回路構成において前記機器側アダプタとの整合を適正に行うために煩雑な設計並びに構成となると共に、その取り扱いも煩雑となる等の難点がある。
【００２０】  そこで、本発明者は、電動工具の取り扱いをより一層簡便にすると共に、電動工具の使用による作業効率をより一層向上することができるように、鋭意検討並びに試作を重ねた結果、前述した特許文献６に記載の電動工具に対する電源システムにおいては、電動工具本体の把持ケースの一部に着脱可能に結合した電源パックに設けるキャパシタに関し、電動工具として所要の回転トルク（ねじ締めトルク）を得るために市販のキャパシタを使用する場合、例えば単１もしくは単２乾電池３〜４個分に相当する容積を必要とし、前記電源パックの形態および重量も増大し、操作性に悪影響を及ぼすことになることから、前記電動工具本体の把持ケースの一部に着脱可能に結合する電源パックとしての設置を省略し、前記把持ケースの形態および重量についてその操作性に影響を及ぼさない限度内において、電動工具の駆動制御回路に対して比較的小容量のキャパシタを付設し、商用電源に接続して前記キャパシタの充電を行うための変圧器および整流回路を備える充電制御装置に大容量のキャパシタを設けることにより、前記電動工具本体の把持ケースに内蔵したキャパシタの充放電操作を円滑に行うことができ、前述した種々の問題点を全て解消することができる電動工具を駆動制御する電源システムおよびその駆動操作方法の開発に成功した。【００２１】  また、電動工具を駆動制御する電源システムとして、前記電動工具本体の把持ケースの一部に着脱可能に結合する電源パックとしての設置を省略すると共に、前記把持ケースに対しては電源コードを電動工具の駆動手段に対して直接接続する構成とし、前記電源コードの電動工具の接続点から作業者の身体周りの範囲内において離間した位置に、直列または並列に接続した複数個のキャパシタを内蔵した電源中継器としての電源パックを設けることによっても、前述した種々の問題点を全て解消することができる電動工具を駆動制御する電源システムを得ることができる。【００２２】従って、前記のように電動工具の駆動制御回路に対して小容量のキャパシタを設けた電動工具を駆動制御する電源システムにおいては、電動工具の１０〜２０秒間の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記小容量のキャパシタの充電容量を設定し、前記小容量のキャパシタを商用電源に接続される前記大容量のキャパシタを設けた充電制御装置に前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、電動工具の停止操作に際して前記大容量のキャパシタからの給電により短時間で前記小容量のキャパシタの充電完了を可能とするように設定して、前記電源システムを駆動操作することにより、前述した従来技術の種々の問題点を全て解消することができることを突き止めた。【００２３】また、前記のように直列または並列に接続した複数個のキャパシタを内蔵した電源中継器としての電源パックを設けた前記電動工具を駆動制御する電源システムとしては、商用電源に接続して前記電源パックのキャパシタの充電を行うための変圧器および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共に前記電源パックのキャパシタの充放電制御を行う充電制御装置を設け、前記充電制御装置に対し前記電源パックを電源中継器として前記��電制御装置と電動工具の駆動制御回路とに対して、それぞれ前記電源パックのキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に接続した構成とし、電動工具の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記電源パックのキャパシタの充電容量を設定すると共に、前記電源パックのキャパシタを、前記商用電源に接続される充電制御装置と前記電動工具の駆動制御回路とにそれぞれ前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、さらに電動工具の停止操作に際して前記充電制御装置からの給電により短時間で前記電源パックのキャパシタの充電完了を可能とするように設定することによっても、前記と同様に前述した従来技術の種々の問題点を全て解消することができることを突き止めた。【００２４】
また、前述したように電源パックを設ける場合においては、前記電動工具本体の把持ケースの一部にその形態および重量に影響を及ぼさない限度内において小容量のキャパシタを電動工具の駆動制御回路に対して併設することも可能である。さらに、前記電源中継器としての電源パックを設ける場合には、前記電動工具本体の把持ケース内に小容量のキャパシタを設けると共に、あるいは前記小容量のキャパシタを設けることなく、前記充電制御装置において、大容量のキャパシタを設けることにより、前記電動工具における電源パック等に設けたキャパシタの機能をより有効に発揮させることが可能となる。
【００２５】  従って、本発明の目的は、電動工具本体の把持ケースの一部に着脱可能に接続する電源パック等の設置を省略し、前記把持ケースに対し電源コードを電動工具の駆動制御回路に直接接続する構成とし、電動工具本体の把持ケースに対するキャパシタからなる電源の設置を、最小限度の形態および重量となるような構成配置とすることにより、従来の電動工具に対する電源コード接続方式やコードレス方式における電源システムとしての問題点を解消することができる電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】  前記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法は、電動工具本体の把持ケースに対し、電動工具の駆動制御回路に対して小容量のキャパシタを設けると共に、商用電源に接続して前記小容量のキャパシタを充電するための変圧器および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共に前記小容量のキャパシタの充放電制御を行う大容量のキャパシタを設けた制御回路を備えた充電制御装置を設け、前記電動工具の駆動制御回路に設けた小容量のキャパシタと前記充電制御装置に設けた大容量のキャパシタとを、前記小容量のキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に直接接続してなる電動工具を駆動制御する電源システムにおいて、
電動工具の１０〜２０秒間の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記小容量のキャパシタの充電容量を設定し、
前記小容量のキャパシタを商用電源に接続される前記大容量のキャパシタを設けた充電制御装置に前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、
電動工具の停止操作に際して前記大容量のキャパシタからの給電により短時間で前記小容量のキャパシタの充電完了を可能とするように設定することを特徴とする。【００２７】  本発明の請求項２に記載の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法は、電動工具本体の把持ケースに対し、複数個のキャパシタを直列または並列に接続して構成した電源パックを設けると共に、商用電源に接続して前記電源パックのキャパシタの充電を行うための変圧器および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共に前記電源パックのキャパシタの充放電制御を行う充電制御装置を設け、前記充電制御装置に対し前記電源パックを電源中継器として前記充電制御装置と電動工具の駆動制御回路とに対して、それぞれ前記電源パックのキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に接続してなる電動工具を駆動制御する電源システムにおいて、
電動工具の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記電源パックのキャパシタの充電容量を設定し、
前記電源パックのキャパシタを、前記商用電源に接続される充電制御装置と前記電動工具の駆動制御回路とにそれぞれ前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、
電動工具の停止操作に際して前記充電制御装置からの給電により短時間で前記電源パックのキャパシタの充電完了を可能とするように設定することを特徴とする。【００３０】  本発明の請求項３に記載の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法は、前記電動工具を駆動制御する電源システムとして、電動工具本体の把持ケースに対し、電動工具の駆動制御回路に対して小容量のキャパシタを設けると共に、前記小容量のキャパシタを、前記充電制御装置に所要の電源コードを介して接続される電源中継器としての電源パックのキャパシタに対して、前記小容量のキャパシタの充電容量に見合った容量の電源コードを介して相互に直接接続した構成とし、
電動工具の１０〜２０秒間の連続駆動に際し所要のねじ締め作業を継続して行うことができるように前記小容量のキャパシタの充電容量を設定し、
前記小容量のキャパシタを前記商用電源に接続される前記電源パックのキャパシタに前記電源コードを介して常時接続状態を維持するように設定し、
電動工具の停止操作に際して前記充電制御装置により充電される電源パックのキャパシタからの給電により短時間で前記小容量のキャパシタの充電完了を可能とするように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】  本発明の請求項１に記載の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法によれば、電動工具の形態や重量において、従来のようなバッテリ等の蓄電池や蓄電器あるいはアダプタ等を接続する方式に比べて最小の形態および重量とすることができるので、電動工具の操作性が極めて良好となり作業効率を向上することができる。【００３２】  特に、前記構成からなる電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法においては、例えば、電動工具側に設けた小容量のキャパシタの充電容量に見合う１０〜２０秒間において電動機を連続駆動し、５〜１０本のねじ締め作業を継続して行うように設定すると共に、前記キャパシタを商用電源に接続される大容量のキャパシタを設けた充電制御装置に常時接続状態を維持し、電動工具の停止操作に際して前記大容量キャパシタからの給電により数秒間で前記電動工具側の小容量キャパシタの充電を完了することが可能となり電動工具の使用に際してそれぞれ短時間の停止／操作の繰り返しによって実質的に連続的な作業を達成し、電動工具の使用による作業効率の向上に寄与することができる。【００３３】  本発明の請求項２に記載の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法によれば、複数個のキャパシタを直列または並列に接続して電源パックを構成し、商用電源に接続して前記電源パックのキャパシタの充電を行うための変圧器および整流回路を備える充電制御装置を設けて、この充電制御装置に対し前記電源パックを電源中継器として前記充電制御装置と電動工具の駆動制御回路とに対して相互に接続する構成とすることにより、電動工具の形態や重量において、従来のようなバッテリ等の蓄電池や蓄電器あるいはアダプタ等を接続する方式に比べて最小の形態および重量とすることができるので、前述した場合と同様に、電動工具の操作性が極めて良好となり、作業効率を向上することができる。【００３４】  本発明の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法によれば、電源パックと電動工具との電源コードによる接続に際して、電源パックは電動工具の接続点から作業者の身体周りの範囲内において離間した位置に設定することにより、前記電源パックと接続する電源コードとして、電源パックのキャパシタの充電容量に見合った軽量の電源コードを使用することができ、しかも前記電源パックのキャパシタの充放電機能に適合させて連続的な電動工具による作業を行うことができることから、前述した電動工具の操作性を妨げることなく、作業者において常に安全にして効率的な作業を達成することができる。【００３５】また、本発明の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法によれば、電動工具における形態および重量に関して、それぞれ影響を及ぼさない範囲内において電動工具の駆動制御回路に対して小容量のキャパシタを設けることも可能であり、この場合には電源パックのキャパシタとの併設により、電動工具の駆動制御機能をより拡大ないし向上させることができる。【００３６】さらに、本発明の電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法によれば、電源パックの充電を行う充電制御装置においても、そのキャパシタの充放電制御を行う制御回路に対して大容量のキャパシタを���けることにより、電源パックのキャパシタに対する充電機能をより拡大ないし向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る電動工具を駆動操作する方法を実施する電源システムの第１の実施態様としての概略回路構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す電源システムの装置構成と電動工具との接続状態についての概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明に係る電動工具を駆動操作する方法を実施する電源システムの第２の実施態様としての概略回路構成を示す説明図である。
【図４】図３に示す電源システムの装置構成と電動工具との接続状態についての概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明に係る電動工具を駆動操作する方法を実施する電源システムの第３の実施態様としての概略回路構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】  次に、本発明に係る電動工具を駆動制御する電源システムの駆動操作方法の実施例として、前記駆動操作を行う電動工具を駆動制御する電源システムの装置構成との関係において、それぞれ添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３９】（第１の実施形態）
図１および図２は、本発明に係る電動工具を駆動制御する電源システムの一実施態様としての概略回路構成と、その装置構成の概略並びにその駆動操作方法をそれぞれ示すものである。
【００４０】
そこで、図１および図２において、参照符号１０は電動工具、３０はＡＣ／ＤＣ電力変換およびキャパシタの充放電制御を行う充電制御装置、４０は商用電源をそれぞれ示す。電動工具１０は、例えば、ねじ等の締め付け作業を行うドライバービットを備えた電動ドライバーとして構成される。そして、この電動工具１０の本体には、図１に示すように、前記ドライバービットを回転駆動するための電動機１２と、この電動機１２を駆動制御する駆動制御回路１４が設けられている。なお、参照符号１６は、電動機１２の駆動スイッチを示す。
【００４１】  前記電動工具１０を駆動制御する電源システムとしては、電動工具１０としての形態および重量に関して、その操作性に影響を及ぼさない範囲内において、電動工具１０の駆動制御回路１４に対して小容量のキャパシタ１５を設けたものである。そして、前記キャパシタ１５の充電を行うために、変圧器３２および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共にキャパシタの充放電制御を行う制御回路３４を備えた充電制御装置３０を設けると共に、前記充電制御装置３０の制御回路３４に対して大容量のキャパシタ３３が設けられる。
【００４２】
このようにして、前記電動工具１０の駆動制御回路１４に設けた小容量のキャパシタ１５に対して、前記充電制御装置３０に設けた大容量のキャパシタ３３が電源コード３６を介して相互に直接接続される。
【００４３】  前記構成からなる本実施例における電動工具を駆動制御する電源システムにおいては、充電制御装置３０を、商用電源接続プラグ４２を介して商用電源４０に接続し、電源スイッチ３９をＯＮ操作状態にすることによって、大容量のキャパシタ３３の充電が行われると共に、電源コード３６を介して電動工具１０に設けた小容量のキャパシタ１５の充電が行われ、電動工具１０の操作待機状態とすることができる。この場合、前記小容量のキャパシタ１５に充電される電気容量は、電動工具１０における電動機１２の駆動スイッチ１６をＯＮ操作し、電動機１２を連続駆動して所要の作業遂行に適する放電時間を保持するように設定される。
【００４４】
そこで、電動工具１０における電動機１２の駆動スイッチ１６をＯＮ操作すれば、前記小容量のキャパシタ１５に充電された電力により、前記駆動制御回路１４を介して電動機１２を駆動し、電動工具１０による所要の作業を行うことができる。このようにして、前記小容量のキャパシタ１５に充電された電力が放電された後は、電動工具１０による所要の作業の完了と共に電動機１２の駆動スイッチ１６をＯＦＦ操作すれば、前記小容量のキャパシタ１５は、充電制御装置３０の大容量のキャパシタ３３により短時間において再充電させることができる。
【００４５】
従って、本実施例の電源システムによれば、充電制御装置３０と電動工具１０との電源コード３６による接続に際して、大容量のキャパシタ３３から小容量のキャパシタ１５に対し、前記小容量のキャパシタ１５の充電容量に見合った軽量の電源コード２４を使用することができ、しかも前記小容量のキャパシタ１５の充放電機能に適合させて連続的な電動工具１０による作業を行うことが可能となる。
【００４６】  例えば、本実施例の電源システムにおいては、電動工具１０側に設けた小容量のキャパシタ１５の充電容量に見合う１０〜２０秒間において電動機１２を連続駆動し、５〜１０本のねじ締め作業を継続して行うように設定すると共に、前記キャパシタ１５を商用電源４０に接続される大容量のキャパシタ３３を設けた充電制御装置３０に常時接続状態を維持し、電動工具１０の停止操作に際して前記大容量のキャパシタ３３からの給電により数秒間で前記電動工具１０側の小容量キャパシタ１５の充電を完了することが可能となり、電動工具１０の使用に際してそれぞれ短時間の停止／操作の繰り返しによって実質的に連続的な作業を達成し、電動工具１０の使用による作業効率の向上に寄与することができる。
【００４７】（第２の実施形態）
図３および図４は、本発明に係る電動工具を駆動制御する電源システムの別の実施態様としての概略回路構成と、その装置構成の概略並びにその駆動操作方法を示すものである。なお、本実施例において、説明の便宜上、図１および図２に示す実施例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明する。
【００４８】
本実施例においては、図３および図４に示すように、例えば電気二重層キャパシタからなる複数のキャパシタ２２を直列または並列に接続して構成した電源パック２０を設け、この電源パック２０を、電源コード３６を介してキャパシタ２２の充電を行うための変圧器３２および整流回路を備えてＡＣ／ＤＣ電力変換を行うと共にキャパシタの充放電制御を行う制御回路３４を備えた充電制御装置３０に接続すると共に、電源コード２４を介して前記電動工具１０の駆動を制御する駆動制御回路１４に対して直接接続する構成からなる。
【００４９】  前記構成からなる本実施例における電動工具を駆動制御する電源システムにおいては、充電制御装置３０を、商用電源接続プラグ４２を介して商用電源４０に接続し、電源スイッチ３９をＯＮ操作状態にすることによって、電源パック２０のキャパシタ２２の充電が行われて、電動工具１０の操作待機状態とすることができる。この場合、電源パック２０のキャパシタ２２に充電される電気容量は、電動工具１０における電動機１２の駆動スイッチ１６をＯＮ操作し、電動機１２を連続駆動して所要の作業遂行に適する放電時間を保持するように設定される。
【００５０】
そこで、電動工具１０における電動機１２の駆動スイッチ１６をＯＮ操作すれば、前記電源パック２０のキャパシタ２２に充電された電力により、前記駆動制御回路１４を介して電動機１２を駆動し、電動工具による所要の作業を行うことができる。このようにして、前記電源パック２０のキャパシタ２２に充電された電力が放電された後は、電動工具による所要の作業の完了と共に電動機１２の駆動スイッチ１６をＯＦＦ操作すれば、前記電源パック２０のキャパシタ２２は、充電制御装置３０により短時間において再充電させることができる。
【００５１】
従って、本発明の電源システムによれば、電源パック２０と電動工具１０との電源コード２４による接続に際して、電源パック２０は電動工具１０の接続点から作業者の身体周りの範囲内において離間した位置、例えば前記接続点から約１ｍの距離に設定することにより、電源コード２４を電源パック２０のキャパシタ２２の充電容量に見合った軽量の電源コード２４を使用することができ、しかも前記電源パック２０のキャパシタ２２の充放電機能に適合させて連続的な電動工具１０による作業を行うことが可能となる。
【００５２】
また、前述した場合と同様に、電源パック２０と充電制御装置３０とを接続する電源コード３６についても、電源パック２０のキャパシタ２２を充電する電力を供給することから、キャパシタ２２の充電容量に見合った軽量の電源コード３６を使用することができる。
【００５３】
さらに、前記電動工具１０の電動機１２を駆動するための駆動スイッチ１６をＯＮ操作して電動工具１０による作業を行う場合には、前記電源パック２０のキャパシタ２２の充電容量に見合う時間において前記電動機１２を連続駆動するように設定されると共に、前記キャパシタ２２は商用電源４０を介して充電制御装置３０に対し常時接続状態が維持される。そして、前記駆動スイッチ１６のＯＦＦ操作に際しては、短時間で前記キャパシタ２２の充電が完了するように設定される。このようにして、それぞれ比較的短時間による駆動スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦ操作を繰り返すことにより、電動工具１０を継続的に使用することができる。
【００５４】（第３の実施形態）
図５は、本発明に係る電動工具を駆動制御する電源システムのさらに別の実施態様としての概略回路構成を示すものであり、図３に示す構成からなる電動工具を駆動制御する電源システムの変形実施例を示すものである。そこで、本実施態様においては、説明の便宜上、前述した図１および図３に示す回路構成と同一の構成要素について、それぞれ同一の参照符号を使用して説明する。従って、本実施態様における電源システムの装置構成と電動工具との接続状態についての概略構成は、外観において図４に示すようになる。
【００５５】  図５に示す実施態様においては、前述した図３に示す電動工具１０の構成において、電動工具１０としての形態および重量に関して、その操作性に影響を及ぼさない範囲内において、電動工具１０の駆動制御回路１４に対して、図１に示す実旋態様と同様に、小容量のキャパシタ１５を設けたものである。このように、小容量のキャパシタ１５を設けると共に、電源パック２０のキャパシタ２２との併設により、電動工具１０の駆動制御機能をより拡大ないし向上させることができる。
【００５６】  また、図５に示す実施態様においては、前述した図３に示す充電制御装置３０の構成において、電源コード３６を介して接続される電源中継器としての電源パック２０に対して、充放電を行うための大容量のキャパシタ３３を設けることが可能である。このように、充電制御装置３０に大容量のキャパシタ３３を設けることにより、前記電源パック２０のキャパシタ２２に対する充電機能をより拡大ないし向上させることができる。なお、前記大容量のキャパシタ３３を設ける場合、前記電動工具１０の駆動制御回路１４に対して設けるキャパシタ１５は省略することができると共に、前記両方のキャパシタ１５、３３を併設することもできることは勿論である。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  電動工具
１２  電動機
１４  駆動制御回路
１５  小容量のキャパシタ
１６  駆動スイッチ
２０  電源パック
２２  キャパシタ
２４  電源コード
３０  充電制御装置
３２  変圧器
３３  大容量のキャパシタ
３４  制御回路
３６  電源コード
３８  電源スイッチ
４０  商用電源
４２  商用電源接続用プラグ
【図１】
0006406568.tif 000002
【図２】
0006406568.tif 000003
【図３】
0006406568.tif 000004
【図４】
0006406568.tif 000005
【図５】
0006406568.tif 000006