JP2001239474A

JP2001239474A - 電動工具

Info

Publication number: JP2001239474A
Application number: JP2000389388A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazaki; 博宮崎; Koichi Hashimoto; 浩一橋本; Miyoko Hattori; 美代子服部
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: JP3772671B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電池及び交流電源の両方を電源とすることが
できるにもかかわらず、小型軽量で且つ大電流にも対応
することができ、しかも各電源による駆動時に適切なモ
ーター制御を行うことができるものとする。【解決手段】直流モーター５を動力装置とし、電池セ
ルを内蔵したコードレス電力供給装置１５と、交流電源
からの電流を直流へ変換する手段を内蔵したコード付き
電力供給装置１６とを装置本体に選択的に電気的且つ機
械的に接続する接続部を備える。上記電力供給装置から
の異なる供給電圧に対応できるように直流モーターの回
転子巻線を多重巻線とする。さらにコードレス電力供給
装置から供給される電力での直流モータの駆動制御のた
めの制御回路と、コード付き電力供給装置から供給され
る電力での直流モータの駆動制御のための制御回路とを
備え、上記両制御回路は異なる制御方式のものとなって
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動工具、殊に電
池電源によるコードレス状態及び交流電源に電源コード
を介して接続した状態の両方で作動させることができる
電動工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コードレス状態で使用することができる
電動工具は、一般に取り外し可能な閉鎖型電池パックを
ハウジングに収容保持するものとなっている。前記電池
パックは、１つ又はそれ以上の電池セルを内蔵してお
り、電動工具の作動に必要な直流電力を供給する。

【０００３】このような装置も、通常の交流電源が得ら
れる場所で用いる場合には、電力コードで交流電源に接
続して該交流電源を外部電源として使用することができ
るようにしておくことが使い勝手の点で好ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動工
具は電力消費量がきわめて大きく、負荷変動も大きいた
めに電流変動も非常に大きい。このために、電力コード
を介して交流電源に接続して、交流電源を外部電源とし
て使用することができるようにするには、変圧器と整流
器の組み合わせを利用して直流モーターに供給すること
ができる直流電源を得る場合、大電流に対する容量を持
った変圧器を必要とするため、非常に大きくまた重量の
ある交流／直流変換器を工具に搭載しなければならない
ことになり、これは可搬式のものにおいては大きな問題
となる。

【０００５】一方、特許公報第２８５９３４１号には、
交流電源電圧を電源電圧周波数よりも高い所定周波数に
変換した後に、整流された所定の直流低電圧に変換する
交流／直流変換器の手段が開示されている。この手段を
用いた場合、先に示した変圧器と整流器による交流／直
流変換器に比べ、サイズ、重量は大幅に小型軽量化する
ことができる。しかし、周波数変換器と降圧変換器を備
えた上記方式のものにおいても、可搬式の電動工具に搭
載することは、サイズ、重量、コストの面で、まだ実用
水準には至っていないのが現状である。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みて為されたもので
あり、大電力に対応することができるとともに電池及び
交流電源の両方を電源とすることができるにもかかわら
ず、小型軽量とすることができ、しかも各電源による駆
動時に適切なモーター制御を行うことができる電動工具
を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、直流
モーターを動力装置とし、電池セルを内蔵したコードレ
ス電力供給装置と、交流電源からの電流を直流へ変換す
る手段を内蔵したコード付き電力供給装置とを装置本体
に選択的に電気的且つ機械的に接続する接続部を備え、
上記電力供給装置の供給電圧を異ならせると共に、異な
る供給電圧に対応できるように直流モーターの回転子巻
線を多重巻線とし、多重巻線に合わせた複数のブラシ、
整流子を直流モータが備えており、さらにコードレス電
力供給装置から供給される電力での直流モータの駆動制
御のための制御回路と、コード付き電力供給装置から供
給される電力での直流モータの駆動制御のための制御回
路とを備え、上記両制御回路は異なる制御方式のものと
なっていることに特徴を有している。

【０００８】コードレス電力供給装置からの電力は低電
圧用巻線に、コード付き電力供給装置からの電力は高電
圧用巻線に供給するものとすることで、コード付き電力
供給装置からは高電圧直流を出力させるだけでよいよう
にしたものであり、また、電源の種類に応じて適切な制
御方式でモーター制御を行うことができるようにしたも
のである。

【０００９】コードレス電力供給装置から直流モーター
の低電圧用巻線に至るまでの電力供給経路と、コード付
き電力供給装置から直流モータの高電圧用巻線に至るま
での電力供給経路とは分離しておくことが望ましく、こ
の時、各電力供給経路に夫々別のスイッチを設けてお
く。

【００１０】スイッチに連動して開閉される短絡ブレー
キ回路をコードレス電力供給回路からの電力供給経路に
設けておくことも好ましい。

【００１１】また、各スイッチは単一の操作部の操作で
開閉されるものとしておくのが使い勝手の点でよい。

【００１２】コード付き電力供給装置側の電力供給経路
中のスイッチは交流電源と整流回路との間に設けたり、
さらにはコード付き電力供給装置側の電力供給経路中の
スイッチは工具本体内に配設して、該スイッチの両端は
整流回路を内蔵するコード付き電力供給装置に接続して
おくのが好ましく、これに伴って、コード付き電力供給
装置と工具本体との電気的接続部は、スイッチ接続のた
めの端子と直流モーターへの電力供給のための端子の少
なくとも４端子を備えたものとするのが好ましい。

【００１３】コードレス電力供給回路からの電力供給経
路に設けたスイッチとこれに連動する短絡ブレーキ回路
の開閉スイッチとは、後者が開いた後に前者が閉じ、前
者が開いた後、後者が閉じるものとしておく。

【００１４】さらにコードレス電力供給装置から直流モ
ーターの低電圧用巻線に至るまでの電力供給経路のスイ
ッチと、コード付き電力供給装置から直流モータの高電
圧用巻線に至るまでの電力供給経路のスイッチは単一の
スイッチケース内に並べて配設するとともに、直流モー
ターに近い側に前者のスイッチを、直流モーターから遠
い側に後者のスイッチを配設しておくのが配線の都合
上、好ましい。

【００１５】また、直流モーターの回転方向切り換え用
のスイッチを備えたものでは、該スイッチは、回転操作
される回転体の軸方向一端面に一方の電力供給経路用の
接点板を配設し、回転体の軸方向他端面に他方の電力供
給経路用の接点板を配設して、これら接点板を回転体の
軸方向に位置する端子板に接触させておくとよい。

【００１６】コードレス電力供給装置側の制御回路が主
制御回路と制御素子とを備える時、制御素子は電動工具
ハウジングの把持部以外の箇所に配設しておくことが望
ましく、さらに主制御回路と制御素子とは分離配置して
おくことが望ましい。この時、コードレス電力供給装置
側の制御素子は電動工具ハウジング内の風通過路内に配
設しておくのが最も望ましいものとなる。

【００１７】コード付き電力供給装置側の制御回路が主
制御回路と制御素子とを備える時、これら主制御回路と
制御素子とは同一の回路基板上に実装しておけばよく、
さらにはコードレス電力供給装置側の主制御回路が実装
された回路基板上に実装しておくとよい。

【００１８】直流モーターがその軸方向一端側にコード
レス電力供給装置から電力供給を受ける低電圧用ブラシ
を備え、軸方向他端側にコード付き電力供給装置から電
力供給を受ける高電圧用ブラシを備えている場合、これ
らブラシと接続されるスイッチはその低電圧側用接続端
子部を上記軸方向一端側に、高電圧用接続端子部を上記
軸方向他端側に位置させ、さらに各接続端子部は対の端
子を上記軸方向と直交する方向に並べたものとするとよ
い。

【００１９】このほか、スイッチがトリガーレバーのス
ライド操作に応じて接点板上をスライドする滑動子を備
えている場合、滑動子の付勢用のばねの反力を受けるト
リガーレバーのスライドガイド用のガイド部を備えたも
のとする。

【００２０】このガイド部は、スライド方向に配列され
且つ互いに平行する複数のものとしておくのが好まし
く、スイッチがトリガーレバーの引き込み量検出のため
の接触ばねを備えている時には、接触ばねは対のガイド
部間に配設しておくとよい。

【００２１】また、スイッチが複数の滑動子及び接点板
を備えている時には、これら接点板の間に位置して接点
板間の絶縁を行う複数の平行な絶縁リブを設けて、これ
ら絶縁リブをガイド部としても利用するとよい。

【００２２】滑動子の付勢用のばねの荷重を受ける向き
のトリガーレバーの動きを抑える突起を備えたものとす
るのも好ましい。

【００２３】また、制御回路を実装した回路基板はスイ
ッチのケースにおけるカバー内面に取り付けて、トリガ
ーレバーのスライドガイド用のガイドピンで固定してお
くとよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図に
基づいて説明する。図１は交流電源からの電流を直流へ
変換する手段６を内蔵したコード付き電力供給装置であ
るＡＣアダプターパック１６を装着した状態の電動工具
を示しており、図２(b)に示す複数の電池セルを内蔵し
たコードレス電力供給装置である電池パック１５を上記
ＡＣアダプターパック１６に代えて装着することができ
るようになっている。

【００２５】この電動工具の装置本体１のハウジング１
７は筒状部１７ａと筒状部１７ａの中程から下方へ突設
させた把持部１７ｂで形成される。筒状部１７ａ内の後
部には動力装置である直流モーター５が配設されると共
に、その前部には直流モーター５の回転出力を減速する
減速機１８が配設され、筒状部１７ａの先端には減速機
１８を介して直流モーター５の出力軸５ａと接続された
チャック１９が配設されている。

【００２６】直流モーター５への電力の供給は、トリガ
ーレバー２１の操作によって把持部１７ｂ内に配設され
たスイッチ２０内の接点開閉によって行われる。このス
イッチ２０は電池パック１５から電力供給を受けるため
のターミナル２２ａを備えるとともに、交流電源からＡ
Ｃアダプターパック１６を介して電力供給を受けるため
のターミナル２３ａがリード線を介して接続されたもの
で、これらターミナル２２ａ，２３ａは夫々、電池パッ
ク１５の電源ターミナル２２ｂとＡＣアダプターパック
１６の電源ターミナル２３ｂと電気的に結合できるよう
になっている。

【００２７】尚、電池パック１５内には、前述のように
複数の電池セルが直列に収められて所定の電源電圧を発
生できるようになっている。また、ＡＣアダプターパッ
ク１６内には、交流電源からの電流を整流、平滑化して
直流へ変換する整流平滑回路２５を配設してある。該回
路２５は交流電源が１００Ｖである場合、約１３０Ｖ程
度の直流を出力する。

【００２８】更に電池パック１５及びＡＣアダプターパ
ック１６には、装置本体１の把持部１７ｂ内へ挿入する
際に機械的に結合保持するためのフック２６ｂが設けて
あり、把持部１７ｂ内面にはフック２６ｂの受け部２６
ａが設けてある。このように装置本体１には電池パック
１５及びＡＣアダプターパック１６を電気的且つ機械的
に互換できる接続部が設けてある。

【００２９】次に上記複数の供給電圧により駆動される
直流モーター５について説明すると、ここで用いている
直流モーター５は、直流駆動ブラシマグネットモーター
であり、図１７及び図１８に示すように、ヨーク２８の
内壁２８ａに配設されたマグネット２９の磁界の中を、
シャフト３０に固着された回転子鉄芯３１に配された回
転子巻線１０にブラシ１２、整流子１３を介して電流が
流れることにより、回転子９が回転力を持ち、軸受３５
に支持されて回転する構造となっているが、ここでは複
数の供給電圧、即ち、低電圧及び高電圧の両方で駆動で
きるようにするために、低電圧用ブラシ１２ａと低電圧
用整流子１３ａを介して電流が流される回転子巻線１０
ａと、高電圧用ブラシ１２ｂと高電圧用整流子１３ｂを
介して電流が流される回転子巻線１０ｂの、２系統の回
転子巻線１０ａ，１０ｂを回転子鉄芯３１に配した多重
巻線としている。

【００３０】前記電池パック１５の直流電圧は通常２．
４〜４８Ｖ、電動工具用の場合、一般に７．２Ｖ〜２４
Ｖ程度であり、交流電源からの整流平滑化した直流電圧
は交流電源の種類によるが、１００Ｖ〜３００Ｖ、交流
電源がＡＣ１００Ｖの場合、前述のように約１３０Ｖ程
度である。このように直流モーター５の回転子巻線１０
を多重巻線構造とし、多重巻線に合わせた複数のブラシ
１２、整流子１３を備えることで、電池パック１５の低
電圧と、交流電源からのＡＣアダプターパック１６によ
る整流平滑化された高電圧の両方の供給電圧で駆動する
ことが可能となる。

【００３１】そして、このように交流は高電圧直流に変
換して直流モーター５に供給するものとし、直流モータ
ー５がこの高電圧直流でも動作するように回転子巻線１
０ｂを設けていることから、ＡＣアダプターパック１６
は、交流電源からの電流を整流、平滑化して直流へ変換
するだけの回路２５を内蔵したものでよく、この回路構
成は単純であることから、サイズ的には電池パック１５
よりも小型軽量化が可能であり、コスト的にもキャブタ
イヤケーブル２７のコストアップ分を足しても余りある
ものとなる。

【００３２】尚、上記２系統の回転子巻線１０ａ，１０
ｂによる夫々のモーター駆動特性（回転数−トルク特
性）は、略同等にしてある。即ち、無負荷回転数は、供
給電圧Ｖと回転子巻線の巻数ｎにより一義的に決まるも
のであり、また、停動トルクは、電池パックの場合、電
池内部抵抗及び各部接触抵抗とコイル抵抗のバランス
を、交流電源の場合、各部接触抵抗とコイル抵抗のバラ
ンスをコイル線径等で調整することにより同等にするこ
とができる。従って、供給電圧の異なる複数の電力供給
装置を用いても、直流モーター５の回転子９の多重巻線
を適宜設計することで、装置のモーター駆動特性を常に
一定に保つことが可能となる。

【００３３】また、ここではトリガーレバー２１の操作
で開閉されるスイッチ２０として、図４に示すように、
低電圧用開閉接点部２０ａと、高電圧用開閉接点部２０
ｂとを備えたものを用いて、電池パック１５から直流モ
ーター５の低電圧用回転子巻線１０ａに至る電力供給経
路と、ＡＣアダプターパック１６から直流モーター５の
高電圧用回転子巻線１０ｂに至る電力供給経路とを完全
に分離している。

【００３４】図５〜図１６にここで用いているスイッチ
２０の詳細を示す。このスイッチ２０は、上記２つの開
閉接点部２０ａ，２０ｂに加えて、直流モーター５のス
ピードコントロール用の制御回路Ｃａ，Ｃｂをバイパス
させるための短絡用接点部２０ｃ、２０ｄを備えるとと
もに、図１に示す回転方向切り換えレバー５８の操作で
回動するレバー５５によって切り換えられる接点部５
０，５１と、上記制御回路Ｃａ，Ｃｂを備えたもので、
接点部２０ａ〜２０ｄは図８及び図９に示すように、４
つの接点板２００，２０１，２０２，２０３のシーソー
動によって開閉されるものであり、トリガーレバー２１
と一体になっている可動板２１ａから図７に示すばね２
３０によって夫々ばね付勢されている４つの滑動子２１
１，２１２，２１３，２１４が、トリガーレバー２１の
復帰ばね２５０に抗した引き込み操作によって上記接点
板２００，２０１，２０２，２０３上を動く時、各接点
板２００，２０１，２０２，２０３はその支点２０５，
２０６，２０７，２０８を滑動子２１１，２１２，２１
３，２１４が越えた時点で反転して、接点部２０ａ〜２
０ｄを開閉する。

【００３５】なお、支点２０５，２０６，２０７，２０
８の位置は図９に示すように、同一ではなく、トリガー
レバー２１を引けば、まず低電圧用開閉接点部２０ａが
閉じ、次いで高電圧用開閉接点部２０ｂが閉じ、その
後、短絡用接点部２０ｃ、２０ｄが閉じるようになって
いる。また、低電圧用開閉接点部２０ａのための接点板
２０１は、低電圧用開閉接点部２０ａを開いている時、
低電圧用回転子巻線１０ａを短絡させるブレーキ接点２
０ｆを閉じるものとなっている。ただし、トリガーレバ
ー２１を引いた時、ブレーキ接点２０ｆが開いた後に開
閉接点部２０ａが閉じ、トリガーレバー２１から指を離
した時、開閉接点部２０ａが開いた後、ブレーキ接点２
０ｆが閉じるものとなっている。

【００３６】図７中の２４５は上記接点板２００，２０
１，２０２，２０３や接点部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，
２０ｄ間を仕切っている絶縁リブである。これら平行に
並ぶ絶縁リブ２４５は単に絶縁だけでなく、可動体２１
ａのスライドガイド溝に夫々係合して可動体２１ａのス
ライドガイドも行う。複数本の絶縁リブ２４５によるガ
イドで可動体２１ａが傾くことがないものである。

【００３７】トリガーレバー２１の可動体２１における
滑動子２１１，２１２，２１３，２１４を配した側面と
は反対側の面には、図１２に示すように、２つの接触ば
ね２１５，２１６を取り付けてあるが、これら接触ばね
２１５，２１６は、スイッチ２０のカバー２９ａの内面
に装着した回路基板１５１における抵抗パターンと接触
してトリガーレバー２１の引き量の検出のための可変抵
抗器Ｃ６，Ｃ８を構成している。

【００３８】図１２中の２１７はトリガーレバー２１の
スライドガイド用のガイドリブ、２１９は摺動接触面、
２２３，２２４は上記復帰ばね２５０，２５０との連結
用ボスである。上記摺動接触面２１９は、滑動子２１
１，２１２，２１３，２１４を付勢するばね２３０の反
力で、カバー２９ａ内面及びカバー２９ｂに取り付けた
ガイドピン２４０に接触する。摺動接触面２１９が接触
ばね２５１，２１６の上下にあるために、上記ばね２３
０の反力による接触ばね２１５，２１６と上記抵抗パタ
ーンとの安定した接触が得られるものである。

【００３９】さらに可動体２１ａに設けた突起２２０，
２２１は、スイッチ２０のボディ２９ｂに可動体２１を
組み付けるにあたり、上記ばね２３０の反力でボディ２
９ｂから浮き上がってしまうことを防ぐために設けたも
のであり、復帰ばね２５０による付勢でトリガーレバー
２１が最も突出した状態にある時にのみ、ボディ２９ｂ
と係合して浮き上がりを防ぐ。なお、トリガーレバー２
１を引いた時には突起２２０，２２１はボディ２９ｂか
ら離れるために、摺動抵抗を増やしてしまうことがな
い。

【００４０】上記スピードコントロール用の制御回路Ｃ
ａ，Ｃｂうち、高電圧側の制御回路Ｃｂは、サイリスタ
またはトライアックのような制御素子Ｃ４と主制御回路
Ｃ２、そして前記可変抵抗器Ｃ６とからなるもので、こ
れらは全て前記回路基板１５１に実装されており、位相
制御によって直流モーター５のスピードコントロールを
行う。

【００４１】低電圧側の制御回路ＣａはＦＥＴからなる
制御素子Ｃ３と主制御回路Ｃ１と前記可変抵抗器Ｃ８と
からなるもので、主制御回路Ｃ１と可変抵抗器Ｃ８（の
抵抗パターン）は前記回路基板１５１に実装されてスイ
ッチ２０内に納められているものの、発熱が大きい上記
制御素子Ｃ３は放熱板１５０に取り付けて、スイッチ２
０外である筒状部１７ａ内の後端部に納め、制御素子Ｃ
３の熱の影響をスイッチ２０内の他の部品が受けたり、
把持部１７ｂを握る手が熱くなってしまうことがないよ
うにしている。そして、この制御回路ＣａではＰＷＭ制
御によって直流モーター５のスピードコントロールを行
う。

【００４２】高電圧側と低電圧側とでは異なる制御を行
っているが、これは各電源に応じて効率のよい駆動を行
うことができるようにするためであり、また、コード付
き電力供給装置からの高電圧直流電源で直流モーター５
の駆動制御を行う際の制御素子を小さくすることができ
るようにするためである。

【００４３】なお、上記回路基板１５１は、図１０及び
図１１に示すように、カバー２９ａから突出する位置決
め突起２０９，２０９と係合する位置決め孔１５２，１
５２を備えてカバー２９ｂの内面に位置決め配置される
とともに、可動子２１ａのスライドガイド用のガイドピ
ン２４０を回路基板１５１の上からカバー２９ａの保持
溝２４１，２４２に係合させることで、カバー２９ｂの
内面側に位置決め固定されている。

【００４４】前記接点部５０，５１は、図１５及び図１
６に示すように、レバー５５と一体に回転する回転体５
６の軸方向両端面に各々２つの切り換え接点板５０ａ，
５０ｂ，５１ａ，５１ｂを取り付けて、回転体５６の軸
方向一端側に配設した４つの端子板５００，５０１，５
０２，５０３の接続関係と、回転体５６の軸方向他端側
に配設した４つの端子板５１０，５１１，５１２，５１
３の接続関係とを回転体５６の回転に伴って切り換え接
点板５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂで切り換えるもの
で、端子板５００、５０１は直流モーター５の高電圧用
ブラシ１２ｂに接続され、端子板５０２，５０３はＡＣ
アダプターパック１６入力に接続されている。また、端
子板５１０，５１１は直流モーター５の低電圧用ブラシ
１２ａに接続され、端子板５０２，５０３は電池パック
１５入力に接続されている。

【００４５】ここで、切り換え接点板５０ａ，５０ｂ，
５１ａ，５１ｂを軸方向両端面に備えた回転体５６は、
その軸方向両端に位置する総計８つの端子板５００〜５
０３，５１０〜５１３間に挟まれた状態で配設されるこ
とから、軸方向両端の接点圧がうち消し合うように作用
して、均等な力が回転体５６にかかるものであり、この
ために回転体５６の回転動作はきわめてスムーズなもの
となっている。

【００４６】また、ここで用いている直流モーター５
は、減速機１８側である先端部に低電圧用ブラシ１２ａ
と低電圧用整流子１３ａを配置し、後端部に高電圧用ブ
ラシ１２ｂと高電圧用整流子１３ｂを配置しており、内
蔵する冷却用の空気吐出型ファン４０は、低電圧用ブラ
シ１２ａの近傍に位置させて、図３にＷで示す風の流れ
が得られるようにしている。発熱の大きい制御素子Ｃ３
（と放熱板１５０）を冷やして直流モーター５内に入っ
た風は、ファン４０によって低電圧用ブラシ１２ａ付近
に吹き付けられる。低電圧用ブラシ１２ａ側には大電流
が流れることから、低電圧側の放熱がより効果的に行わ
れるようにしているとともに、把持部１７ａ内に配した
スイッチ２０との接続のためのリード線の引き回しを短
くできるようにしているものである。スイッチ２０内に
おいて、低電圧用の接点部２０ａ，２０ｃが高電圧用の
接点部２０ｂ、２０ｄよりも上方側、つまり直流モータ
ー５側にあることも、リード線の引き回しを短くするこ
とができる要因となっている。

【００４７】なお、ターミナル２２ａから接点部２０
ａ，２０ｃへの配線は、スイッチ２０のハウジングに埋
め込んだ導電性金属板で行っている。また、スイッチ２
０における直流モーター５との接続用の端子部１５３
ａ，１５３ｂをスイッチ２０の上部側面に前後に離して
設けているのも、各ブラシ１２ａ，１２ｂとの間の距離
を短くするためであり、またスイッチ２０の側面に設け
ているのは、ハウジング１７にスイッチ２０を組み込ん
だ後に直流モーター５接続用のリード線を接続すること
がしやすいしているためである。さらには、上記端子部
１５３ａ，１５３ｂにおいて、図１４から明らかなよう
に対の端子を上下に並べているのは、上記リード線を交
差させることなく接続できるようにしているためであ
る。

【００４８】そして、ここで用いているＡＣアダプター
パック１６は、電池パック１５と同様に、ハウジング１
７の把持部１７ａ内に差し込まれる嵌合部４５の脇に５
ピンのコネクターとして形成した電源ターミナル２３ｂ
を配したものとしてある。もちろん、対応するターミナ
ル２３ａも５ピンのコネクターとしている。このように
５ピンのものを用いているのは、図４から明らかなよう
に、開閉接点部２０ｂを交流電源と整流平滑回路２５と
の間に挿入して整流前の電源で開閉を行うことでアーク
の発生を低減するためであり、また直流モーター５のケ
ーシングに一端を接続したアース線７０を電源コード２
７が内蔵するアース線を通じてアース端子２７ａに接続
することができるようにしているためである。

【００４９】また、ここで用いているＡＣアダプターパ
ック１６は、電源コード２７の引き出し部であるコード
ブッシュを回動自在となるように取り付けて、作業に際
してコード２７が邪魔にならないようにしてある。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明においては、消費電
力の大きい装置であっても、交流電源から直流に変換し
て得られる供給電圧を高電圧に設定できるため、コード
付き電力供給装置の小型軽量化が可能となり、コード付
き電力供給装置をコードレス電力供給装置と略相応する
寸法で且つ互換性のあるものとすることができるもので
あり、また、コード付き電力供給装置の回路構成は単純
であるため、従来の電池パックのみで作動する大電力用
の可搬式モーター動力装置と比較して、コスト的にも劣
らないものとすることができる。しかも、コード付き電
力供給装置から電力供給する場合と、コードレス電力供
給装置から電力供給する場合とで異なる制御方式の制御
回路で直流モーターの制御を行うことから、各電源に応
じた適切な制御、たとえば高電圧の場合にはサイリスタ
（またはトライアック）を用いた位相制御、低電圧の場
合はＦＥＴを用いたＰＷＭ制御とすることができて、効
率のよい駆動を行うことができ、特にコード付き電力供
給装置から電力供給する場合の制御回路素子を小さくす
ることができる。

【００５１】コードレス電力供給装置から直流モーター
の低電圧用巻線に至るまでの電力供給経路と、コード付
き電力供給装置から直流モータの高電圧用巻線に至るま
での電力供給経路とは分離しておけば、経路を共有した
場合に問題となる絶縁距離や電流容量の点による大型化
を避けることができて、小型を保つことができる。

【００５２】この時、各電力供給経路に夫々別のスイッ
チを設けておけば、電源入力の切り換え手段が不要とな
る。

【００５３】また、スイッチに連動して開閉される短絡
ブレーキ回路をコードレス電力供給回路からの電力供給
経路に設けておくと、いずれの電力供給装置から電力を
供給する場合でも、ブレーキ機能を直流モーターに発生
させることができて、コード付き電力供給装置からの電
力供給経路側に短絡ブレーキ回路を設ける必要がなくな
ると同時に、短絡ブレーキ回路はコードレス電力供給回
路からの電力供給経路に設けていることから、コード付
き電力供給装置から電力供給を行う場合の短絡ブレーキ
への高電圧印加を防ぐことができる。

【００５４】また、各スイッチは単一の操作部の操作で
開閉されるものとしておくのが使い勝手の点で好まし
い。

【００５５】コード付き電力供給装置側の電力供給経路
中のスイッチは交流電源と整流回路との間に設けておく
と、整流前の時点で開閉を行うことができるためにアー
クの発生を低減させることができて、接点へのストレス
を低減させることができ、さらにはコード付き電力供給
装置側の電力供給経路中のスイッチは工具本体内に配設
して、該スイッチの両端は整流回路を内蔵するコード付
き電力供給装置に接続し、これに伴って、コード付き電
力供給装置と工具本体との電気的接続部は、スイッチ接
続のための端子と直流モーターへの電力供給のための端
子の少なくとも４端子を備えたものとすると、接続部分
を一つにできて電力供給装置の着脱性が向上する。

【００５６】コードレス電力供給回路からの電力供給経
路に設けたスイッチとこれに連動する短絡ブレーキ回路
の開閉スイッチとは、後者が開いた後に前者が閉じ、前
者が開いた後、後者が閉じるものとしておく。ブレーキ
が解除されてからスイッチが入るために、動作時に余分
な負荷がかかることがない。

【００５７】さらにコードレス電力供給装置から直流モ
ーターの低電圧用巻線に至るまでの電力供給経路のスイ
ッチと、コード付き電力供給装置から直流モータの高電
圧用巻線に至るまでの電力供給経路のスイッチは単一の
スイッチケース内に並べて配設するとともに、直流モー
ターに近い側に前者のスイッチを、直流モーターから遠
い側に後者のスイッチを配設しておくのが、大電流が流
れることになる低電圧側の配線を短くすることができ
る。

【００５８】また、直流モーターの回転方向切り換え用
のスイッチを備えたものでは、該スイッチは、回転操作
される回転体の軸方向一端面に一方の電力供給経路用の
接点板を配設し、回転体の軸方向他端面に他方の電力供
給経路用の接点板を配設して、これら接点板を回転体の
軸方向に位置する端子板に接触させておくと、回転体に
は軸方向において均等な力がかかるために回転性がよく
なる。

【００５９】コードレス電力供給装置側の制御回路が主
制御回路と制御素子とを備える時、制御素子は電動工具
ハウジングの把持部以外の箇所に配設しておくことが望
ましい。上記制御素子は発熱量が大きく、把持部に配し
た場合、把持部を握る手が熱くなってしまう上に、放熱
性が悪くなってしまうからである。

【００６０】もっとも主制御回路は発熱が殆どなく、制
御素子の熱の影響を避ける意味からも、主制御回路と制
御素子とは分離配置しておくことが望ましく、この時、
コードレス電力供給装置側の制御素子を電動工具ハウジ
ング内の風通過路内に配設しておくと、制御素子の冷却
を好適に行うことができるものとなる。

【００６１】コード付き電力供給装置側の制御回路が主
制御回路と制御素子とを備える時、これら主制御回路と
制御素子とは同一の回路基板上に実装しておくことで、
発熱の小さいこれら部材をリード線の引き回しを必要と
することなく配設することができる。特に、コードレス
電力供給装置側の主制御回路が実装された回路基板上に
実装しておくと、両電力供給装置側の制御回路を単一の
基板上に実装することになり、コンパクトにまとめるこ
とができる。

【００６２】直流モーターがその軸方向一端側にコード
レス電力供給装置から電力供給を受ける低電圧用ブラシ
を備え、軸方向他端側にコード付き電力供給装置から電
力供給を受ける高電圧用ブラシを備えている場合、これ
らブラシと接続されるスイッチはその低電圧側用接続端
子部を上記軸方向一端側に、高電圧用接続端子部を上記
軸方向他端側に位置させ、さらに各接続端子部は対の端
子を上記軸方向と直交する方向に並べたものとするとよ
い。直流モーターとの接続のためのリード線の長さを高
電圧側においても低電圧側においても短くすることがで
きて、配線による電力ロスを少なくすることができる上
に、リード線を交差させることなく接続することができ
るために、組立性も向上する。

【００６３】スイッチがトリガーレバーのスライド操作
に応じて接点板上をスライドする滑動子を備えている場
合には、滑動子の付勢用のばねの反力を受けるトリガー
レバーのスライドガイド用のガイド部を備えたものとす
ることで、トリガーレバーのスムーズな動き、つまりは
スムーズな開閉操作を行うことができる。

【００６４】上記ガイド部は、スライド方向に配列され
且つ互いに平行する複数のものとしておくと、不要な傾
きを抑えることができるために、摺動抵抗を低減するこ
とができて、より確実にスムーズな開閉操作を得ること
ができる。

【００６５】スイッチがトリガーレバーの引き込み量検
出のための接触ばねを備えている時には、接触ばねは対
のガイド部間に配設しておくと、接触ばねの接触安定性
を高めることができる。特に、上記滑動子の付勢用のば
ねの反力を接触ばねが受ける時に好適である。

【００６６】また、スイッチが複数の滑動子及び接点板
を備えている時には、これら接点板の間に位置して接点
板間の絶縁を行う複数の平行な絶縁リブを設けて、これ
ら絶縁リブをガイド部としても利用すると、絶縁の確保
とスライドガイドとを同時に行うことができる。

【００６７】滑動子の付勢用のばねの荷重を受ける向き
のトリガーレバーの動きを抑える突起を備えたものとす
ると、スイッチの組立性を向上させることができる。

【００６８】制御回路を実装した回路基板はスイッチの
ケースにおけるカバー内面に取り付けて、トリガーレバ
ーのスライドガイド用のガイドピンで固定しておくとよ
い。回路基板の固定を簡単に行うことができる上に、回
路基板の存在がトリガーレバーのスライドガイドの構成
に不都合を招いてしまうこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例であって、ＡＣアダ
プターパックを装着した状態の破断側面図である。

【図２】(a)はＡＣアダプターパックの側面図、(b)は電
池パックの側面図である。

【図３】同上の概略ブロック図である。

【図４】同上の回路ブロック図である。

【図５】同上のスイッチのカバーを外した状態の斜視図
である。

【図６】同上のスイッチのカバーを外した状態の側面図
である。

【図７】同上のスイッチの断面図である。

【図８】同上のスイッチの内部構造を示す側面図であ
る。

【図９】同上のスイッチの動作説明図である。

【図１０】同上のスイッチのカバーの内面側の側面図で
ある。

【図１１】同上のスイッチのカバーと回路基板の分解斜
視図である。

【図１２】同上のスイッチのトリガーレバーを示すもの
で、(a)は左側面図、(b)は右側面図である。

【図１３】同上の回路基板を示すもので、(a)は正面
図、(b)は側面図である。

【図１４】同上のスイッチアセンブリの正面図である。

【図１５】同上のスイッチの回転方向切り換え接点部の
分解斜視図である。

【図１６】同上のスイッチの回転方向切り換え接点部の
平面図である。

【図１７】同上の直流モーターの破断側面図である。

【図１８】同上の直流モーターの横断面図である。

【符号の説明】

１装置本体５直流モーター１５コードレス電力供給装置１６コード付き電力供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流モーターを動力装置とし、電池セル
を内蔵したコードレス電力供給装置と、交流電源からの
電流を直流へ変換する手段を内蔵したコード付き電力供
給装置とを装置本体に選択的に電気的且つ機械的に接続
する接続部を備え、上記電力供給装置の供給電圧を異な
らせると共に、異なる供給電圧に対応できるように直流
モーターの回転子巻線を多重巻線とし、多重巻線に合わ
せた複数のブラシ、整流子を直流モータが備えており、
さらにコードレス電力供給装置から供給される電力での
直流モータの駆動制御のための制御回路と、コード付き
電力供給装置から供給される電力での直流モータの駆動
制御のための制御回路とを備え、上記両制御回路は異な
る制御方式のものとなっていることを特徴とする電動工
具。
【請求項２】コードレス電力供給装置から直流モータ
ーの低電圧用巻線に至るまでの電力供給経路と、コード
付き電力供給装置から直流モータの高電圧用巻線に至る
までの電力供給経路とを分離していることを特徴とする
請求項１記載の電動工具。
【請求項３】各電力供給経路に夫々別のスイッチを設
けていることを特徴とする請求項２記載の電動工具。
【請求項４】スイッチに連動して開閉される短絡ブレ
ーキ回路をコードレス電力供給回路からの電力供給経路
に設けていることを特徴とする請求項２または３記載の
電動工具。
【請求項５】各スイッチは単一の操作部の操作で開閉
されるものであることを特徴とする請求項３または４記
載の電動工具。
【請求項６】コード付き電力供給装置側の電力供給経
路中のスイッチは交流電源と整流回路との間に設けてい
ることを特徴とする請求項３〜５のいずれかの項に記載
の電動工具。
【請求項７】コード付き電力供給装置側の電力供給経
路中のスイッチは工具本体内に配設されていて、該スイ
ッチの両端は整流回路を内蔵するコード付き電力供給装
置に接続されていることを特徴とする請求項６記載の電
動工具。
【請求項８】コード付き電力供給装置と工具本体との
電気的接続部は、スイッチ接続のための端子と直流モー
ターへの電力供給のための端子の少なくとも４端子を備
えていることを特徴とする請求項７記載の電動工具。
【請求項９】コードレス電力供給回路からの電力供給
経路に設けたスイッチとこれに連動する短絡ブレーキ回
路の開閉スイッチとは、後者が開いた後に前者が閉じ、
前者が開いた後、後者が閉じるものとなっていることを
特徴とする請求項４記載の電動工具。
【請求項１０】コードレス電力供給装置から直流モー
ターの低電圧用巻線に至るまでの電力供給経路のスイッ
チと、コード付き電力供給装置から直流モータの高電圧
用巻線に至るまでの電力供給経路のスイッチは単一のス
イッチケース内に並べて配されているとともに、直流モ
ーターに近い側に前者のスイッチが配設され、直流モー
ターから遠い側に後者のスイッチが配設されていること
を特徴とする請求項５記載の電動工具。
【請求項１１】直流モーターの回転方向切り換え用の
スイッチを備えているとともに、該スイッチは、回転操
作される回転体の軸方向一端面に一方の電力供給経路用
の接点板を配設し、回転体の軸方向他端面に他方の電力
供給経路用の接点板を配設して、これら接点板を回転体
の軸方向に位置する端子板に接触させていることを特徴
とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の電動工
具。
【請求項１２】コードレス電力供給装置側の制御回路
は、主制御回路と制御素子とを備えるとともに、上記制
御素子は電動工具ハウジングの把持部以外の箇所に配設
されてい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１３】コードレス電力供給装置側の制御回路
の主制御回路と制御素子とは分離配置されていることを
特徴とする請求項１２記載の電動工具。
【請求項１４】コードレス電力供給装置側の制御素子
は電動工具ハウジング内の風通過路内に配設されている
ことを特徴とする請求項１２または１３記載の電動工
具。
【請求項１５】コード付き電力供給装置側の制御回路
は、主制御回路と制御素子とを備えるとともに、これら
主制御回路と制御素子とは同一の回路基板上に実装され
てい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１６】コード付き電力供給装置側の制御回路
は、主制御回路と制御素子とを備えるとともに、これら
主制御回路と制御素子とはコードレス電力供給装置側の
主制御回路が実装された回路基板上に実装されているこ
とを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかの項に記載
の電動工具。
【請求項１７】直流モーターはその軸方向一端側にコ
ードレス電力供給装置から電力供給を受ける低電圧用ブ
ラシを備え、軸方向他端側にコード付き電力供給装置か
ら電力供給を受ける高電圧用ブラシを備えており、これ
らブラシと接続されるスイッチはその低電圧側用接続端
子部を上記軸方向一端側に、高電圧用接続端子部を上記
軸方向他端側に位置させているとともに、各接続端子部
は対の端子が上記軸方向と直交する方向に並べられてい
ることを特徴とする請求項３記載の電動工具。
【請求項１８】スイッチはトリガーレバーのスライド
操作に応じて接点板上をスライドする滑動子を備えてい
るとともに、滑動子の付勢用のばねの反力を受けるトリ
ガーレバーのスライドガイド用のガイド部を備えている
ことを特徴とする請求項５記載の電動工具。
【請求項１９】スライド方向に配列され且つ互いに平
行する複数のガイド部を備えていることを特徴とする請
求項１８記載の電動工具。
【請求項２０】スイッチはトリガーレバーの引き込み
量検出のための接触ばねを備えているとともに、該接触
ばねは対のガイド部間に配設されていることを特徴とす
る請求項１９記載の電動工具。
【請求項２１】スイッチは複数の滑動子及び接点板を
備えているとともに、これら接点板の間に位置して接点
板間の絶縁を行う複数の平行な絶縁リブをガイド部とし
て備えていることを特徴とする請求項１８または１９記
載の電動工具。
【請求項２２】滑動子の付勢用のばねの荷重を受ける
向きのトリガーレバーの動きを抑える突起を備えている
ことを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかの項に記
載の電動工具。
【請求項２３】制御回路を実装した回路基板はスイッ
チのケースにおけるカバー内面に取り付けられていると
ともに、トリガーレバーのスライドガイド用のガイドピ
ンで固定されていることを特徴とする請求項１８〜２２
のいずれかの項に記載の電動工具。