動力工具的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種在具有發動機和馬達的動力工具中實現合理的驅動的動力工具。鏈鋸（100）是作為具有發動機（111）和電動馬達（141）的動力工具而構成的。鏈鋸（100）具有：最終輸出軸（131），其用于驅動鋸鏈（105）；控制器（139），其用于控制電動馬達（141）；以及驅動源，其用于向電動馬達（141）供給電流。而且，鏈鋸（100）構成為能夠利用發動機（111）和電動馬達（141）同時驅動最終輸出軸（131）的混合動力驅動模式來驅動鋸鏈（105）。該鏈鋸（100）的驅動源具有電容器（138）。該電容器（138）連接于控制器（139）。
【專利說明】動力工具【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于驅動頂端工具的動力工具。
【背景技術】
[0002]在日本特開2011-244724號公報中記載有具有發動機和馬達的割灌機。該割灌機構成為通過在作為驅動源的發動機與馬達之間進行切換而分別利用發動機和馬達來驅動刀片。
[0003]專利文獻1:日本特開2011-244724號公報
【發明內容】

_4] 發明要解決的問題
[0005]但是，在日本特開2011-244724號公報所記載的割灌機中，作為驅動源的發動機和馬達構成為分別獨立驅動，因此當以一驅動源進行驅動時，另一驅動源停止。即，對于使用如割灌機這樣的動力工具的操作者來說，當驅動一驅動源時，無需另一驅動源。于是，本發明的目的在于提供一種在具有發動機和馬達的動力工具中實現合理的驅動的動力工具。_6] 用于解決問題的方案
[0007]為了解決上述問題，采用本發明的動力工具的優選的技術方案，構成具有發動機和馬達的動力工具。該動力工具具有:驅動軸，其用于驅動頂端工具；控制器，其用于控制馬達；驅動源，其用于向馬達供給電流。而且，動力工具構成為能夠利用發動機和馬達同時驅動驅動軸的混合動力驅動模式來驅動頂端工具。該動力工具的驅動源具有電容器。該電容器連接于控制器。另外，“動力源”優選包括電池、電容器等向馬達供給電流的零件。
[0008]采用本發明，能夠提供一種發動機和馬達同時驅動驅動軸的混合動力工具。另外，在混合動力工具中，能夠利用儲存在電容器內的電力來驅動馬達。另外，能夠提供一種具有通過利用電容器而充放電效率較高的動力源的動力工具。
[0009]采用本發明的動力工具的其他技術方案，馬達構成為被發動機驅動而作為發電機來對電容器進行充電。即，當馬達被發動機驅動時，控制器對馬達施加制動，從而產生電流。換言之，控制器對馬達施加制動，從而使馬達作為發電機來進行工作。然后，以馬達作為發電機所產生的電流對電容器進行充電。
[0010]采用本技術方案，能夠將與發動機一起驅動驅動軸的馬達用作發電機。即，無需另行設置用于對電容器進行充電的發電機。
[0011]采用本發明的動力工具的其他技術方案，驅動源具有電池。而且，電容器構成為配置在電池與控制器之間，用于電連接電池和控制器。
[0012]采用本技術方案，在驅動動力工具期間，即使是在短時間內需要大電流的情況下，也能夠通過利用儲存在電容器內的電力以電容器和電池這兩者向馬達供給大電流。由此，能夠使電池小型化。
[0013]采用本發明的動力工具的其他技術方案，構成為，在電容器的電壓大于電池的電壓的情況下，電容器向電池供給電流而對電池進行充電。
[0014]采用本技術方案，通過在電容器的電壓大于電池的電壓的情況下使電流自動地從電容器流向電池，從而能夠對電池進行充電。另外，利用這樣的結構能夠防止向電池供給過電流。另外，無需用于對電池進行充電的控制裝置。
[0015]發明的效果
[0016]采用本發明，能夠提供一種在具有發動機和馬達的動力工具中實現合理的驅動的動力工具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發明的實施方式的動力工具的整體結構的側視圖。
[0018]圖2是圖1的I1-1I線的剖視圖。
[0019]圖3是表示動力工具的驅動系統的框圖。
【具體實施方式】
[0020]參照圖1?圖3詳細地說明本發明的實施方式。本實施方式使用鏈鋸作為動力工具的一例進行說明。如圖1所示，鏈鋸100是以主體殼體101、導桿103、前手柄106、后手柄107以及護手108為主體而構成的。在后述中，將鏈鋸100的導桿103側(圖1的左側)稱為前側，將鏈鋸100的后手柄107側(圖1的右側)稱為后側。
[0021]主體殼體101構成用于形成鏈鋸100的輪廓的主體部。導桿103配置為自主體殼體101向前方突出。鋸鏈105以能夠相對于導桿103裝卸的方式安裝在導桿103的外周部。通過使安裝后的鋸鏈105沿導桿103的外周旋轉，從而進行切斷被加工材的切斷作業。
[0022]前手柄106和護手108在鏈鋸100的前側連接于主體殼體101。另外，后手柄107在鏈鋸100的后側連接于主體殼體101。該鏈鋸100構成為操作者握持前手柄106和后手柄107來進行切斷作業。
[0023]如圖2所示，在主體殼體101內收納有驅動機構部。驅動機構部是以發動機111和電動馬達141為主體而構成的。該驅動機構部構成為發動機111和電動馬達141這兩者的輸出經由最終輸出軸131向鋸鏈105傳遞。S卩，鏈鋸100是作為被不同種類的兩種原動機、即發動機111和電動馬達141驅動的混合動力式動力工具而構成的。
[0024]發動機111作為往復式發動機而構成，且發動機111是以缸體113、活塞115、火花塞117、曲軸箱119、曲軸123以及連接桿125為主體而構成的。活塞115以能夠在缸體113內滑動的方式配置在缸體113內。火花塞117在缸體113內配置在活塞115的上方。曲軸箱119以連接于缸體113的方式配置在缸體113的下方。曲軸123以能夠相對于軸承121旋轉的方式被軸承121支承并配置在曲軸箱119內。連接桿125連接活塞115和曲軸123。該發動機111是與本發明中的“發動機”相對應的實施結構例。
[0025]曲軸123配置為沿與導桿103的延伸方向(圖1的左右方向)相交叉的水平方向延伸。曲軸123的一側(圖2的左側)配置為自主體殼體101向外側突出。最終輸出軸131借助滾針軸承133以能夠相對于曲軸123相對旋轉的方式安裝于曲軸123的突出區域。
[0026]在曲軸123的另一側(圖2的右側)安裝有與曲軸123 —體地旋轉的飛輪127。在飛輪127上借助聯軸器安裝有反沖起動機(省略圖示)。由此，構成為操作者通過操作反沖起動機來起動發動機111。
[0027]電動馬達141是作為外轉子型馬達而構成的，并配置為與曲軸123同軸。該電動馬達141是以定子芯143、定子線圈145、外轉子147以及磁體149為主體而構成的。定子芯143是由磁性材料形成的圓盤狀構件。該定子芯143隔著套筒143a被固定在缸體113和曲軸箱119的外表面。即，曲軸123貫穿套筒143a，由此，曲軸123構成為能夠相對于被固定了的定子芯143旋轉。定子線圈145卷繞在定子芯143上,通過通電而對定子芯143進行勵磁。
[0028]外轉子147是具有底壁和圓筒狀的周壁的杯狀構件。周壁配置為包圍定子芯143。磁體149以與定子芯143的外周面相對的方式配置在周壁的內周面。曲軸123貫通底壁，且底壁被固定于最終輸出軸131。S卩，電動馬達141的外轉子147直接連結于最終輸出軸131，由此，能夠將電動馬達141的輸出向最終輸出軸131傳遞。該電動馬達141是與本發明中的“馬達”相對應的實施結構例。
[0029]離心離合器151以與曲軸123 —體地旋轉的方式配置在曲軸123與外轉子147之間。離心離合器151利用由曲軸123的旋轉所產生的離心力使離合器瓦(日文7 vA-)151a向旋轉徑向外側移動，進而抵接于外轉子147的周壁的內周面，由此，將曲軸123的旋轉力向外轉子147傳遞。g卩，離心離合器151在曲軸123的轉速低于規定的轉速的狀態下無法將曲軸123的旋轉向外轉子147傳遞。另一方面，在曲軸123的旋轉超過了規定的轉速的狀態下能夠將曲軸123的旋轉向外轉子147傳遞。
[0030]如圖1所示，后手柄107由上側部分107a、下側部分107b以及電池安裝部107c構成。節氣門桿135和控制器139配置于后手柄107。另外，后手柄107構成為電池組137以能夠相對于電池安裝部107c裝卸的方式安裝于電池安裝部107c。在電池組137內儲存有用于驅動電動馬達141的電力。
[0031]另外，如圖3所示，鏈鋸100具有模式切換開關136和電容器138。該模式切換開關136和電容器138在圖1中并未進行圖示，其配置在后手柄107的下側部分107b處。SP，模式切換開關136在下側部分107b處配置在控制器139的上側。另外，電容器138在下側部分107b處配置在控制器139與電池安裝部107c之間。模式切換開關136是用于切換發動機111和電動馬達141的驅動/停止的開關，該模式切換開關136連接于控制器139。電容器138用于將安裝后的電池組137和控制器139電連接起來。由此，通過從電池組137供給電流而使電荷儲存在電容器138內。
[0032]控制器139是用于驅動發動機111和電動馬達141的控制裝置。即，控制器139通過從電池組137經由電容器138向電動馬達141供給電流來控制電動馬達141的驅動。另一方面，控制器139構成為基于節氣門桿135的操作量來調節空氣進入發動機111的進氣量或向發動機111供給的燃料和空氣的混合比。由此，基于節氣門桿135的操作量來調整發動機111的輸出(轉速)。另外，控制器139基于由模式切換開關136選擇的模式而將鏈鋸100的驅動模式切換為第1模式?第3模式。S卩，在第1模式中，由發動機111和電動馬達141驅動鋸鏈105。在第2模式中，僅由發動機111驅動鋸鏈105。進而，在第3模式中，僅由電動馬達141驅動鋸鏈105。
[0033]在選擇了第1模式的情況下，當操作節氣門桿135時，發動機111和電動馬達141被同時驅動。當曲軸123的轉速超過規定的轉速時，離心離合器151工作而將曲軸123的旋轉向外轉子147傳遞。由此，利用發動機111和電動馬達141來驅動最終輸出軸131。BP,鏈鋸100利用發動機111和電動馬達141這兩者的驅動來驅動鋸鏈105。該第1模式是與本發明中的“混合動力驅動模式”相對應的實施結構例。另外，最終輸出軸131是與本發明中的“驅動軸”相對應的實施結構例。
[0034]在選擇了第2模式的情況下，當操作節氣門桿135時，僅發動機111被驅動。當曲軸123的轉速超過規定的轉速時，離心離合器151工作而將曲軸123的旋轉向外轉子147傳遞。由此，發動機111借助外轉子147來驅動最終輸出軸131。S卩，鏈鋸100僅利用發動機111的驅動來驅動鋸鏈105。此時，構成為通過外轉子147旋轉而使電動馬達141作為發電機來進行工作，從作為發電機的電動馬達141經由控制器139向電容器138供給電流。特別優選在外轉子147被發動機111旋轉時，控制器139將因對電動馬達141施加制動而產生的電流向電容器138供給。
[0035]在選擇了第3模式的情況下，當操作節氣門桿135時，僅電動馬達141被驅動。由此，電動馬達141的外轉子147驅動最終輸出軸131。S卩，鏈鋸100僅利用電動馬達141的驅動來驅動鋸鏈105。
[0036]鏈鋸100有可能對如木材等這樣的硬度不均勻的被加工材進行切斷作業。在這樣的情況下，在電動馬達141驅動的第1模式和第3模式中，會因被加工材的局部的硬度而導致在短時間內使鏈鋸100產生有較大的負荷。即，需要對電動馬達141供給大電流。但是，在本實施方式中，由于在控制器139與電池組137之間配置有電容器138，因此能夠利用電池組137的容量供給的電流不會受到限制，控制器139能夠利用電容器138和電池組137這兩者的容量在短時間內向電動馬達141供給大電流。該電容器138和電池組137是與本發明中的“驅動源”相對應的實施結構例。另外，電池組137是與本發明中的“電池”相對應的實施結構例，電容器138是與本發明中的“電容器”相對應的實施結構例，控制器139是與本發明中的“控制器”相對應的實施結構例。
[0037]另外，采用本實施方式，在電動馬達141不驅動最終輸出軸131的第2模式中，電動馬達141作為發電機而對電容器138供給電流。此時，由于電容器138配置在電池組137與控制器139之間，因此在電容器138的電壓高于電池組137的電壓的情況下，電流不受控制器139限制地從電容器138自動地流向電池組137而對電池組137進行充電。S卩，能夠根據電容器138和電池組137的電壓自動地對電池組137進行充電。由此，與強制地對電池組137進行充電的情況相比，能夠抑制向電池組137供給過電流的情況。另外，與強制地對電池組137進行充電的情況相比，也能夠防止電池組137的過充電。
[0038]另外，采用本實施方式，通過將電容器138和控制器139配置在后手柄107的下側部分107b，能夠將電容器138和控制器139配置為與產生熱量的發動機111、電動馬達141隔離。即，能夠保護電容器138、控制器139免受熱的損傷。另外，同樣地，通過將電池安裝部107c配置在與發動機111、電動馬達141隔離的后手柄107的頂端區域內，能夠保護安裝后的電池組137免受熱的損傷。特別是通過這樣地配置，能夠有效地保護比控制器139、電容器138更需保護而免受熱的損傷的大容量的電池組137。
[0039]另外，采用本實施方式，在電動馬達141不驅動最終輸出軸131的情況下，能夠將電動馬達141用作發電機。即，無需在鏈鋸100設置電動馬達141和發電機這兩者，能夠使鏈鋸100輕量化和小型化。[0040]另外，采用本實施方式，能夠選擇第1模式?第3模式來驅動最終輸出軸131、即鋸鏈105。因而，通過根據作用于鋸鏈105的負荷來切換驅動模式，能夠切換鏈鋸100的輸出。其結果，能夠提高能量效率。
[0041]另外，采用本實施方式，由于將外轉子型的馬達設置為電動馬達141，因此不增大電動馬達141的大小就能夠獲得較大的輸出轉矩。即，能夠增大從外轉子147的旋轉中心至外周的距離(半徑)，由此，能夠獲得較大的輸出轉矩。其結果，能夠使鏈鋸100小型化。
[0042]在上述內容中，雖然本發明構成為根據電容器138和電池組137的電壓自動地從電容器138向電池組137供給電流而對電池組137進行充電，但是并不限定于此。例如，本發明也可以構成為具有用于檢測電容器138和電池組137的電壓的傳感器，控制器139基于傳感器的檢測結果從電容器138向電池組137供給電流而對電池組137進行充電。
[0043]另外，在上述內容中，雖然本發明構成為從電池組137向電動馬達141供給電流，但是并不限定于此。例如，也可以不設置電池組137而僅將電容器138設為驅動源。
[0044]另外，在上述內容中，雖然將電動馬達141設為外轉子型的馬達，但是并不限定于此，也可以使用內轉子型的馬達。
[0045]另外，在上述內容中，雖然本發明構成為利用第1模式?第3模式驅動最終輸出軸131、即鋸鏈105，但是并不限定于此。例如，鏈鋸100也可以為僅具有第1模式即可，而不具有第2模式和第3模式。
[0046]另外，在上述內容中，將鏈鋸100用作動力工具進行了說明，但是也能夠將本發明應用于其他的動力工具。只要具有發動機和馬達，也能夠將本發明應用于割灌機、沖擊式鉆機、圓鋸等動力工具。
[0047](實施方式的各構成元件與本發明的各構成元件間的對應關系)
[0048]本實施方式表不用于實施本發明的技術方案的一例。因而，本發明并不限定于本實施方式的結構。另外，以下表示本實施方式的各構成元件與本發明的各構成元件間的對應關系。
[0049]鏈鋸100是與本發明的“動力工具”相對應的結構的一例。
[0050]發動機111是與本發明的“發動機”相對應的結構的一例。
[0051]電動馬達141是與本發明的“馬達”相對應的結構的一例。
[0052]最終輸出軸131是與本發明的“驅動軸”相對應的結構的一例。
[0053]第1模式是與本發明的“混合動力驅動模式”相對應的結構的一例。
[0054]電池組137是與本發明的“驅動源”相對應的結構的一例。
[0055]電池組137是與本發明的“電池”相對應的結構的一例。
[0056]電容器138是與本發明的“驅動源”相對應的結構的一例。
[0057]電容器138是與本發明的“電容器”相對應的結構的一例。
[0058]控制器139是與本發明的“控制器”相對應的結構的一例。
[0059]鑒于以上的發明的主旨，本發明的作業工具能夠構成為下述方式。
[0060](方式1)
[0061]“根據技術方案3所述的動力工具，其特征在于，
[0062]該動力工具具有:
[0063]傳感器，其用于分別檢測上述電容器的電壓與上述電池的電壓；以及[0064]電容器控制裝置，其基于上述傳感器的檢測結果來控制上述電容器。”
[0065](方式2)
[0066]“根據方式1所述的動力工具，其特征在于，構成為，
[0067]上述電容器控制裝置在上述傳感器檢測出上述電容器的電壓大于上述電池的電壓的情況下，以從上述電容器向上述電池供給電流而對該電池進行充電的方式控制上述電
容器。”
[0068](方式3)
[0069]“根據技術方案1?4以及方式1或2中任一項所述的動力工具，其特征在于，構成為，
[0070]該動力工具還具有僅以上述馬達驅動上述驅動軸的馬達驅動模式和僅以上述發動機驅動上述驅動軸的發動機驅動模式，
[0071]通過選擇性地切換上述混合動力驅動模式、上述馬達驅動模式以及上述發動機驅動模式，從而上述頂端工具被驅動。”
[0072](方式4)
[0073]“根據技術方案1所述的動力工具，其特征在于，
[0074]該動力工具具有:
[0075]主體殼體，其用于收納上述發動機和上述馬達，
[0076]手柄，其從上述主體殼體突出，
[0077]上述驅動源設置于上述手柄。”
[0078](方式5)
[0079]“根據方式4所述的動力工具，其特征在于，
[0080]上述控制器設置于上述手柄，
[0081]上述驅動源以其與上述主體殼體間的距離大于上述控制器與上述主體殼體間的距離的方式設置于上述手柄。”
[0082](方式6)
[0083]“根據方式5所述的動力工具，其特征在于，
[0084]上述驅動源具有電池，
[0085]上述控制器、上述電容器以及上述電池以與上述主體殼體間的距離依次變大的方式配置于上述手柄。”
[0086]附圖標記說明
[0087]100、鏈鋸;101、主體殼體；103、導桿；105、鋸鏈；106、前手柄；107、后手柄;107a、上側部分;107b、下側部分;107c、電池安裝部;108、護手;111、發動機；113、缸體；115、活塞；117、火花塞；119、曲軸箱；121、軸承；123、曲軸；125、連接桿；127、飛輪；131、最終輸出軸；133、滾針軸承；135、節氣門桿；136、模式切換開關；137、電池組；138、電容器；139、控制器；141、電動馬達；143、定子芯；143a、套筒；145、定子線圈；147、外轉子；149、磁體；151、尚心尚合器；151a、尚合器瓦。
【權利要求】
1.一種動力工具，其特征在于，該動力工具具有:發動機；馬達；驅動軸，其用于驅動頂端工具；控制器，其用于控制上述馬達；以及驅動源，其用于向上述馬達供給電流，該動力工具構成為能夠利用上述發動機和上述馬達同時驅動上述驅動軸的混合動力驅動模式來驅動上述頂端工具，上述驅動源具有電容器，上述電容器連接于上述控制器。
2.根據權利要求1所述的動力工具，其特征在于，上述馬達被上述發動機驅動而作為發電機來對上述電容器進行充電。
3.根據權利要求1或2所述的動力工具，其特征在于，上述驅動源具有電池，上述電容器配置在上述電池與上述控制器之間，用于電連接上述電池和上述控制器。
4.根據權利要求3所述的動力工具，其特征在于，在上述電容器的電壓大于上述電池的電壓的情況下，上述電容器向上述電池供給電流而對該電池進行充電。
【文檔編號】B23D57/02GK103659751SQ201310446957
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2012年9月26日
【發明者】柳原健也, 川島秀夫 申請人:株式會社牧田