JP2005342889A - ポータブル圧縮工具 - Google Patents

Abstract

【目的】 電池の消耗を確実に検知して、良好な圧着を保証することを目的とする。
【構成】 圧縮ヘッド１４と、液圧ポンプ２４と、電動モータ２６と、着脱式の充電式バッテリー２８と、制御装置１８とから構成される。制御装置はプリント回路板を有し、該電源の電圧を測定するセンサ３８と、前記モータの作動を無効にする無効化手段とを有し、この無効化手段は、前記センサとの接続を無効にするとともに、前記電源が所定電圧以下となったことを前記センサが検出することにより、前記電動モータの動作を停止させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は物体を圧縮する工具に係り、特に、電気接続用コネクタへ電線を圧着するために用いられる工具に関するものである。

３つの従来技術文献には、液圧式圧縮工具として、電機制御部、バッテリー、信号灯、液圧システムの圧力センサ、および、液圧系が所定の圧力に達するとポンプのポンピング効果を打ち消すシステムを備えたものが示されている。イリノイのグレンデールハイツ(Glendale Heighits)のハスキー工具株式会社(Huskie Tools Ink.)は、可搬式のハンドタイプの自動ケーブルかしめ工具を「ＲＯＢＯ＊ＣＲＩＭＰ」という商標で販売しており、この工具では、充電式の交換可能なバッテリーが使用されている。この装置では、圧縮操作５回分の電力が残った段階で、ＬＥＤを用いたバッテリーパワーの表示装置が点滅するようになっている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
米国特許第５，１１３，６７９号明細書 米国特許第５，１５２，１６２号明細書 米国特許第５，１９５，０４２号明細書

他の関連技術として、次のような従来技術文献を挙げることができる（例えば、特許文献４乃至９参照）。
米国特許第２，９９８，５９０号明細書 米国特許第４，３００，２８２号明細書 米国特許第４，５９７，１５８号明細書 米国特許第４，９１４，９４１号明細書 米国特許第４，９３２，２３７号明細書 米国特許第４，９５６，９９２号明細書

前記従来の工具においては、単に使用回数のみによってバッテリーの消耗の程度を判断しているので、圧着不良を確実に防止することができないという問題があった。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、圧着不良を確実に防止すること、および、電池の消耗を可及的に減少させること、さらには、電池の消耗度合いを使用者に確実に知らしめることを目的とする。

本発明の一態様によれば、圧縮ヘッドと、該圧縮ヘッドに作動連結された液圧ポンプと、該液圧ポンプに作動連結された電動モータと、該電動モータを駆動すべく、該電動モータに電気的に接続可能な電源と、該電源の電圧を検出すべく、該電源に接続されたセンサと、前記電源の消耗度合いを異なる色で示すとともに所定の圧縮操作がなされたことを、使用者に知らせる、複数のＬＥＤと、前記センサに接続され、前記電源が所定の下限電圧以下となったことを前記センサが検出することにより、前記電動モータの動作を無効にする無効化手段と、からなることを特徴とするポータブル圧縮工具が提供される。
また、本発明の別の態様によれば、電動モータと、該電動モータに電源を供給するバッテリーと、該バッテリーの消耗度合いを異なる色で示すとともに所定の圧縮操作がなされたことを、使用者に知らせる、複数のＬＥＤと、前記バッテリーの電圧が所定の下限電圧以下となることにより工具の圧縮能力を喪失させる無効化手段と、からなることを特徴とするポータブル圧縮工具が提供される。
さらに、他の態様によれば、圧縮ヘッドと、該圧縮ヘッドに作動連結されるポンプ、該ポンプに連結された電動モータ、及びバッテリー、を具備する駆動機構と、前記バッテリーの消耗度合いを異なる色で示すとともに所定の圧縮操作がなされたことを、使用者に知らせる、複数のＬＥＤと、前記電動モータに作動接続されるものであって、使用者により操作されるトリガー、前記液圧システムの圧力スイッチ、及び、前記圧力スイッチが前記液圧システムの所定の液圧によって作動することにより前記電動モータの動作を無効にする無効化手段を具備する制御システムと、からなることを特徴とするポータブル圧縮工具が提供される。

前記液圧ポンプは電動モータにより駆動されて圧縮ヘッドを操作し、電源は、前記電動モータに電源を供給する。また、前記センサは、電源の電圧を検知する。また、無効化手段は、センサに接続されていて、センサが所定の下限電圧までの電圧低下を検知することにより、電動モータの動作を無効にする。さらにまた、他の無効化手段は、圧力スイッチが液圧システムの所定圧力を検知することにより、電動モータの動作を無効にする。

図１は電気コネクタを電気ケーブルに圧縮するための工具１０の斜視図である。本発明は図示された一つの実施例に基づいて説明されるが、種々の異なる態様による実施も可能である。さらに、用途に応じて、寸法、外形、材質などについても適当なものを選択することができるのは勿論である。

図２に示すように、工具１０は、ハウジング１２、圧縮ヘッド１４、駆動部１６、および、制御部１８から構成されている。圧縮ヘッドは、圧縮工具において一般的に用いられるもので、ばねにより付勢されたラム２０、このラム２０を受けるアンビルとしてのフレーム２２を有している。なお、他の形式の圧縮ヘッドを用いてもよいのは勿論である。また、圧縮部に着脱可能なダイを設ける方式を採用することもできる。

駆動部１６は、ポンプ２４を有する液圧システム、電気モータ２６、および、バッテリー２８から構成されている。液圧システムを用いてラムを駆動する機構は、一般的に用いられているものと同様であり、例えば米国特許第５，１１３，６７９号明細書に開示されている。この米国特許については、その番号を用いて、以下に引用することとする。米国特許における手動操作のポンプに代えて、本発明では、モータにより駆動されるポンプ２４が使用されている。このポンプ２４の望ましい実施例としては、放射状に５個のピストンを有し、自己調整式の可変容量を持つ、フランスのHydro Rene Leduc製のマイクロ液圧ポンプが用いられる。なお、他の方式のポンプを用いてもよいのは勿論である。

前記液圧システムは、リザーバ３０を有し、このリザーバ３０は、ポンプ２４へ液を押し込むことができるように加圧されるとともに、前記ラム２０としての圧縮ヘッド１４から液を受け入れることができるようになっている。実施例では、モータ２６は、高性能のレアメタル製の永久磁石を用いたもので、例えば、G.E.C.-Alsthom製のものが使用されている。なお、他の方式のモータを使用することができるのは勿論である。モータ２６は、ポンプ２４にトランスミッションを用いることなく直結されている。

バッテリー２８は、実施例では１２Ｖの着脱可能な充電式であり、１０個の小電池から構成されている。１．７アンペアアワーの充電時間が許容されている。また、バッテリー２８には、係止部３２が設けられていて、この係止部３２の操作によって本体１２と着脱することができるようになっている。ハウジング１２の内部にはバッテリーターミナル３４が設けられており、これを介して、バッテリー２８と内部の回路とが電気的に接続されるようになっている。

制御部１８は、動作用トリガー３６、液圧システムの圧力により動作するスイッチまたはセンサ３８、停止用トリガー４０、および、プリント回路板４２から構成されている。図３は電気系の構成を示すブロック図である。動作トリガー３６は、トリガー本体４４と、マイクロスイッチ４６とから構成されている。トリガー本体４４は、ハウジング１２に回動可能に支持されている。ばね４８は、前記トリガー本体４４を前方へ付勢している。トリガー本体４４の一部に設けられた突出部５０は、使用者がトリガー本体４４を操作することによりマイクロスイッチ４６を押すことができる寸法に設定されている。

圧力センサ３８は、例えば米国特許第５，１１３，６７９号明細書に記載された圧力センサであって、図示しないばねで付勢されたプランジャー３９と、マイクロスイッチ４１と、を有している。液圧システムの圧力が所定の圧力、（例えば１２，０００ｐｓｉ）に達すると、プランジャー３９は圧液により動かされ、前記図示しないばねが圧縮されて、マイクロスイッチ４１が動作する。またトリガーマイクロスイッチ４６とセンサ３８は、前記バッテリー２８と前記プリント回路板４２の回路５２との間に並列に設けられている。

前記プリント回路板４２は、回路５２と、電気コネクタ５４と、リレー５６と、ＬＥＤ５８，５９と、を有している。第１のＬＥＤ５８は、オレンジおよび赤である。第２のＬＥＤ５９は緑である。前記回路５２は、前記二つのＬＥＤ５８，５９を択一的に点灯させる。前記両ＬＥＤ５８，５９は、前記ハウジング１２の後端あるいは背面の開口部内に突出している。前記リレー５６は、実施例ではプリント回路板４２に搭載されている。またリレー５６は、望ましくはコイル式リレーが用いられる。回路５２からの制御用ラインの導体６２は、前記リレー５６のコイルを励磁して回路を閉じることができるようにリレー５６に接続されている。前記リレー５６は前記モータ２６と前記バッテリー２８との間に設けられていて、モータ２６をオンまたはオフに切替るスイッチとして動作するようになっている。

コネクタ５４は、バッテリー２８、トリガー３６、およびセンサ３８をプリント回路板４２上の回路５２に接続している。前記回路５２は、前記バッテリー２８の電圧をモニターあるいは検知し、前記トリガー３６およびセンサ３８の操作を検知し、さらには、前記バッテリー２８の電圧、トリガー３６とセンサ３８の状態に基づいてリレー５６のコイルの励磁を制御するように構成されている。前記回路には、さらに、タイムディレー部６４が設けられている。このタイムディレー部６４は、センサ３８の動作後、所定時間（例えば４．５秒）経過後に励磁を停止させるように構成されている。

図４にしたがって前記工具の動作を説明する。この工具は、使用されていない状態では、待機状態とされる。ここで、トリガー３６が操作されると、ライン６６を経由する信号によって回路５２がこの操作を検知し、さらに、バッテリー２８の電圧を検知する。また前記回路５２は、検知された電圧に基づいて、３つの動作の内一つを行う。すなわち、電圧が所定の下限電圧と等しいかそれ未満である場合、例えば８，７５ボルト以下の場合、図４において電圧検知の処理から左側の処理へ進み、前記回路５２は第１のＬＥＤ５８をオンに切換えて赤で点灯させるとともに、モータ２６をオフに維持する。ここに、所定の下限電圧とは、モータを駆動する事が可能だが良好な圧縮状態を得るに不十分なレベルをいう。別の表現をすれば、バッテリー２８のパワーは、圧縮ヘッドに対して約１２，０００ｐｓｉ程度の圧力を与えるに充分な程度にモータを駆動するのに足りないことになる。もし、工具が前述の下限電圧において動作すると、圧着作業における圧縮不良や圧縮不足が発生した旨を見込むことができる。本発明では、たとえ工具で圧着作業を行った場合であっても、バッテリー２８の電圧低下に基づく圧縮不良が生じた旨の良好な指標が示されることになる。さらに、第１のＬＥＤ５８から発せられる赤の光線は、バッテリー２８の電圧低下が工具の動作不能の理由である旨を使用者に告知する。

また、検知された電圧が所定の下限電圧以上であって、かつ、所定の許容最低電圧以下、例えば９．０ボルトである場合には、図４の電圧検知の処理から下の処理へ進み、回路５２は第１のＬＥＤ５８をオンにしてオレンジ色に点灯する。これ以外の動作については、正常な処理に従う。ここに、許容最低電圧とは、所定の下限電圧に近い電圧をいう。このように、第１のＬＥＤ５８は、バッテリー２８の電圧が所定の下限電圧に近いがまだ下限電圧には達していないことをオレンジ色の点灯により使用者に知らせることができる。望ましい実施例では、第１のＬＥＤ５８は、オレンジ色に点灯することにより、所定の下限電圧までに約５回の圧縮動作が可能な電力が残っている旨を知らせる。

検知された電圧が許容最低電圧以上である場合、回路５２は圧力センサ３８が液圧システムの許容最大液圧により作動したか否かを判断する。圧力センサ３８が前記許容最大液圧により作動した場合、圧力センサ３８からパルスが出力されてディレー回路部６４へ送られ、リレー５６のコイルを非動作状態とするとともに、（動作状態でない場合には）コイルが再励磁される以前にタイムディレーをスタートさせる。このようにして、リレー５６はバッテリー２８とモータ２６との間の回路を遮断する。したがって、使用者がトリガー４４を引き続けたとしても、モータ２６およびポンプ２４が停止することになる。また前記回路５２は、第２のＬＥＤ５９をオンに切替え、使用者に対して良好な圧着が完了した旨を知らせる。また、圧力センサ３８が動作しておらず、所定のディレー時間が経過するまでは、リレー５６によりモータ２６がオフに維持される。このような動作は、例えば、液圧系の圧力がわずかに解除され、また、使用者が新たな圧着作業のために工具を準備する以前の状態で発生し得る。そして、ディレー時間が完了すると、第２のＬＥＤ５９はオフに切替られ、リレー５６はモータ２６を再度オンにすることが可能な状態となる。

上記制御システムには、さらにいくつかの作用がある。圧縮のサイクル（１回の圧縮）の完了を、液圧系の圧力の最大圧力への到達によりモニターし、あるいは報知することにより、自動的にモータ２６をオフに切換え、バッテリー２８の消耗を防止する。このようにしてバッテリー２８の消耗を防止することにより、１回のバッテリーへの充電により、前記消耗防止のための制御を行わない場合に比べて、消耗防止のための制御を行わない場合に比べて数回余分に圧着処理を行うことができる。また、第１のＬＥＤ５８がオレンジ色に点灯することにより、使用者に対し、工具が使用不能になるまでさらに数回の作業が可能である旨を知らせることができる。さらに、制御システムは、バッテリ−２８の電圧を監視し、良好な圧縮を行うことができない程に電圧が低下した場合にはモータ２６を停止させる。したがって、圧着不良が防止される。

さらに、制御システムは、バッテリー２８の電圧が所定の下限電圧以下まで低下すると、モータ２６の運転を不能にするから、バッテリー２８の過放電を防止することができる。したがって、バッテリー２８が迅速に再充電可能であるとともに、寿命を延ばすことができる。さらに、前記制御システムは、緑のＬＥＤ５９の点灯により、使用者へ圧着の完了を知らせることができる。

変形実施例として、バッテリー電圧の下限値は、前記実施例における８．７５Ｖ以上あるいは以下であってもよい。また、許容最低電圧は、実施例における９．０Ｖ以上あるいは以下であってもよい。圧力センサは、他の方式のものであってもよい。リレーについても他の方式のものであってもよい。具体的な回路が他の構成であってもよい。本発明を種々に変更した装置が許容されるのはもちろんである。また本発明の構成は、コネクタ圧着工具のみならず、物体を圧縮する機能を持った他の工具に適用することができるのは勿論である。

前述の記載は、単に一例に過ぎない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が種々推考して変形し得るのは勿論である。また、本発明の特許請求の範囲に前述の種々の変形実施例が包含されるのは勿論である。

本発明の一実施例に係る圧縮工具の斜視図である。 図１の工具の本体の断面図である。 図２の工具の電気的構成を示すブロック線図である。 図２の工具の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１４ 圧縮ヘッド
１８ 制御部
２４ 液圧ポンプ
２６ 電動モータ
２８ バッテリー
３６ トリガー
３８ 圧力センサ
５８，５９ ＬＥＤ

Claims (20)

1. 圧縮ヘッドと、
   該圧縮ヘッドに作動連結された液圧ポンプと、
   該液圧ポンプに作動連結された電動モータと、
   該電動モータを駆動すべく、該電動モータに電気的に接続可能な電源と、
   該電源の電圧を検出すべく、該電源に接続されたセンサと、
   前記電源の消耗度合いを異なる色で示すとともに所定の圧縮操作がなされたことを、使用者に知らせる、複数のＬＥＤと、
   前記センサに接続され、前記電源が所定の下限電圧以下となったことを前記センサが検出することにより、前記電動モータの動作を無効にする無効化手段と、
   からなることを特徴とするポータブル圧縮工具。
2. 前記電動モータは、前記ポンプを直接的に駆動すべく連結されたことを特徴とする、請求項１に記載のポータブル圧縮工具。
3. 前記電源は、着脱可能な充電式バッテリーであることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル圧縮工具。
4. 前記センサが一体に搭載されたプリント回路板を有することを特徴とする、請求項１に記載のポータブル圧縮工具。
5. 前記プリント回路板は、工具本体の背面に至る複数のＬＥＤを有することを特徴とする、請求項４に記載のポータブル圧縮工具。
6. 前記電動モータの動作を無効とするための前記無効化手段が前記プリント回路板に搭載されたことを特徴とする、請求項４に記載のポータブル圧縮工具。
7. 前記無効化手段は、前記電源と前記電動モータとの間に存在するスイッチを有し、このスイッチはプリント回路板に搭載され、このプリント回路板上の回路により、前記電動モータへの電流の到達を遮断すべく開状態に保持されたことを特徴とする、請求項６に記載のポータブル圧縮工具。
8. 前記スイッチはコイル式のリレーであることを特徴とする、請求項７に記載のポータブル圧縮工具。
9. 電動モータと、
   該電動モータに電源を供給するバッテリーと、
   該バッテリーの消耗度合いを異なる色で示すとともに所定の圧縮操作がなされたことを、使用者に知らせる、複数のＬＥＤと、
   前記バッテリーの電圧が所定の下限電圧以下となることにより工具の圧縮能力を喪失させる無効化手段と、
   からなることを特徴とするポータブル圧縮工具。
10. 前記無効化手段は、前記バッテリーと前記電動モータとの間に設けられたスイッチであって、このスイッチは、使用者がトリガーを操作し、かつセンサが前記バッテリーの電圧が前記所定の下限電圧より大きいことを検知すると、閉じることを特徴とする、請求項９に記載のポータブル圧縮工具。
11. 前記スイッチおよびセンサが単一のプリント回路板に一体に搭載されたことを特徴とする、請求項１０に記載のポータブル圧縮工具。
12. 前記スイッチはコイル式のリレーであり、このリレーのコイルは、前記トリガーが操作され、かつ、前記工具の使用開始位置で前記センサにより前記所定の下限電圧より大きな電圧が検知されたことを条件として前記プリント回路板上の回路により励磁されることを特徴とする、請求項１１に記載のポータブル圧縮工具。
13. 圧縮ヘッド、該圧縮ヘッドに作動連結されたポンプ、該ポンプに作動連結された電動モータ、及びバッテリー、を具備する液圧システムに、該液圧システムが所定の液圧を持つことを条件として前記工具の圧縮能力を無効にする圧縮無効化手段が設けられたことを特徴とする請求項９に記載のポータブル圧縮工具。
14. 前記圧縮無効化手段は、前記プリント回路板に電気的に接続された圧力センサを有し、該圧力センサは、前記バッテリーと前記電動モータとの間に設けられて前記圧力センサが前記液圧システムの所定の圧力を検知することにより開となるスイッチを有することを特徴とする、請求項１３に記載のポータブル圧縮工具。
15. 前記プリント回路板は、前記センサが所定の液圧を検知した後、所定時間経過後に工具の圧縮能力を復帰させるディレー回路を有することを特徴とする、請求項１３に記載のポータブル圧縮工具。
16. 圧縮ヘッドと、
    該圧縮ヘッドに作動連結されるポンプ、該ポンプに連結された電動モータ、及びバッテリー、を具備する駆動機構と、
    前記バッテリーの消耗度合いを異なる色で示すとともに所定の圧縮操作がなされたことを、使用者に知らせる、複数のＬＥＤと、
    前記電動モータに作動接続されるものであって、使用者により操作されるトリガー、前記液圧システムの圧力スイッチ、及び、前記圧力スイッチが前記液圧システムの所定の液圧によって作動することにより前記電動モータの動作を無効にする無効化手段を具備する制御システムと、
    からなることを特徴とするポータブル圧縮工具。
17. 前記制御システムは、前記バッテリーと前記電動モータとの間に介在するリレーを備えたプリント回路板を有することを特徴とする、請求項１６に記載のポータブル圧縮工具。
18. 前記トリガーおよび前記圧力スイッチは、前記プリント回路板と前記バッテリーとの間に並列に接続されたことを特徴とする、請求項１７に記載のポータブル圧縮工具。
19. 前記プリント回路板には複数のＬＥＤが設けられ、これらのＬＥＤは工具のハウジングの後部にまで延びていることを特徴とする、請求項１７に記載のポータブル圧縮工具。
20. 前記トリガーは、
    前記ハウジングに回動自在に取り付けられたトリガー本体と、
    このトリガー本体が押されることにより動作するマイクロスイッチと、
    からなることを特徴とする、請求項１６に記載のポータブル圧縮工具。
    

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