电动剪刀 |
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| 申请号 | CN201210222823.X | 申请日 | 2012-06-28 | 公开(公告)号 | CN102848407B | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 美克司株式会社; | 发明人 | 间庭良浩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种电动 剪刀 ，在电动剪刀（10）中， 发动机 （21）的旋转运动变换为直线运动，通过该直线运动， 连杆 机构 （A）动作，刀刃（11、12）进行开合运动。电动剪刀（10）具有：控制提供到发动机（21）的 电流 值的电流控制部（110）以及检测刀刃（11、12）变为规定 角 度的情况的检测部（120）。通过检测部（120）检测出刀刃（11、12）变为规定角度时，电流控制部（110）使提供到发动机（21）的电流值的上限值变化。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电动剪刀，发动机(21)的旋转运动变换为直线运动，通过该直线运动，连杆机构(A)动作，刀刃(11、12)进行开合运动，该电动剪刀的特征在于，具有： |
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| 说明书全文 | 电动剪刀技术领域[0001] 本发明涉及一种电动剪刀。 背景技术[0003] US2010/0192383的电动剪刀具有：第1刀刃部、第2刀刃部、和第1刀刃部连接的第1连杆、和第2刀刃部连接的第2连杆，当第1连杆和第2连杆所成的角度打开时，第1刀刃部和第2刀刃部闭合，当第1连杆和第2连杆所成的角度闭合时，第1刀刃部和第2刀刃部打开，是连杆式的电动剪刀。 [0004] 根据该电动剪刀，在将切断对象物切断时需要较大转矩的刀刃部闭合的动作的后半程，可产生较大的切断转矩，因此可不增加负荷地获得将切断对象物切断所需的转矩。 [0005] 在该电动剪刀中，在刀刃部闭合动作的后半程，产生较大的切断转矩，因此在刀刃部闭合动作的后半程对配件的负荷变大，因此需要提高连杆轴等构成连杆机构的配件的强度。但是存在以下问题：因提高配件强度而使重量增加，作为手动工具的电动剪刀的使用便利性变差。 发明内容[0007] 图1是表示电动剪刀的内部构造的图。 [0008] 图2是表示电动剪刀的输入输出的框图。 [0009] 图3（a）和图3（b）是表示电动剪刀的连杆机构的图，图3（a）是刀刃打开的状态的图，图3（b）是从刀刃打开的状态开始发动机旋转30转的状态的图。 [0010] 图4（a）和图4（b）是表示电动剪刀的连杆机构的图，图4（a）是从刀刃打开的状态开始发动机旋转67.4转的状态的图，图4（b）是刀刃闭合的状态的图。 [0011] 图5是表示向发动机提供的供给电流值的推移的图表。 [0012] 图6是表示销负荷的推移的图表。 [0013] 图7是表示相关技术涉及的电动剪刀中的销负荷的推移的图表。 具体实施方式[0014] 参照附图说明本发明的实施方式。 [0015] 在本实施方式涉及的电动剪刀10中，如图1所示，发动机21的旋转力变换为直线运动，通过该直线运动，连杆机构A动作，执行刀刃的开合运动。 [0016] 根据本实施方式，当扳机23被扳动时，发动机21旋转动作，电动剪刀10动作。具体而言，当发动机21旋转动作时，该旋转动作通过运动方向变换部B变换为直线动作，变换为直线动作的发动机21的驱动力通过连杆机构A传送到第1可动刀刃11和第2可动刀刃12，刀刃闭合。 [0018] 根据本实施方式，运动方向变换部B具有：与减速机24的输出轴连接的螺旋轴25以及与螺旋轴25的螺旋槽啮合的螺母部26。这样一来形成为，螺旋轴25通过发动机21的驱动力而旋转驱动时，螺母部26沿着螺旋轴25直线移动。即，发动机21的旋转动作变换为螺母部26的直线动作，因此可对应发动机21的旋转方向切换螺母部26的移动方向。 [0019] 第1可动刀刃11和第2可动刀刃12如图3及图4所示，以刀刃轴13为支点，彼此可转动地连接。 [0021] 同样，第2可动刀刃12隔着刀刃轴13进行支撑的位置，在前端一侧具有刀刃形成部12a，在另一端具有基部12b。 [0022] 第1可动刀刃11及第2可动刀刃12形成为，通过向各自的基部11b、12b彼此离开的方向施力，从而使各自的刀刃形成部11a、12a彼此向闭合的方向移动，通过刀刃形成部11a、12a可进行切断作业。 [0023] 用于使第1可动刀刃11及第2可动刀刃12动作的连杆机构A具有：通过驱动轴18可旋转地连接的第1连杆15及第2连杆16；以及与第2连杆16连接的第3连杆17。 [0024] 第1连杆15与驱动轴18连接的连接端的相反端一侧连接到第1可动刀刃11的基部11b。第1连杆15和第1可动刀刃11的基部11b连接成能够以第1连杆轴15a为支点旋转。 [0025] 第2连杆16与驱动轴18连接的连接端的相反端一侧连接到第3连杆17。第2连杆16和第3连杆17连接成能够以第2连杆轴16a为支点旋转。 [0026] 第3连杆17在与第2连杆16连接的连接端的相反端一侧连接到第2可动刀刃12的基部12b。第3连杆17和第2可动刀刃12的基部12b能够以销17a为支点转动。 [0027] 该连杆机构A如图3及图4所示，在螺母部26通过运动方向变换部B而进行直线运动时，与螺母部26连接的驱动轴18向接近或离开刀刃轴13的方向滑动，通过该滑动运动而动作。 [0028] 具体而言，该连杆机构A如下动作：驱动轴18向接近刀刃轴13的方向滑动时，第1连杆15、第2连杆16及第3连杆17向打开方向移动。这样一来，第1可动刀刃11及第2可动刀刃12的基部11b、12b向彼此离开的方向变位，并且各自的刀刃形成部11a、12a向彼此闭合的方向转动，进行切断动作。 [0029] 并且，该连杆机构A如下动作：驱动轴18向离开刀刃轴13的方向滑动时，第1连杆15、第2连杆16及第3连杆17向闭合方向移动。这样一来，第1可动刀刃11及第2可动刀刃12的基部11b、12b向彼此接近的方向变位，并且各自的刀刃形成部11a、12a向彼此打开的方向转动，进行返回到刀刃打开的状态的动作。 [0030] 该电动剪刀10的动作通过内置于电动剪刀10的控制装置100（参照图2）控制。 [0031] 该控制装置100在扳机23被扳动、触发开关22变为接通时，接收来自触发开关22的输出信号，使发动机21正向旋转，在图3（a）所示的刀刃打开的状态到图4（b）所示的刀刃闭合的状态的范围下，使刀刃向闭合方向动作。 [0032] 另一方面，该控制装置100在扳机23被松开、触发开关22变为断开时，接收来自触发开关22的输出信号，使发动机21反向旋转，直到图4（b）所示的刀刃变为闭合状态为止，使刀刃动作。 [0033] 控制装置100具有检测部120，其计数发动机21的转数。该检测部120构成为例如具有旋转检测器（编码器），其通过计数对应发动机21的旋转而输出的脉冲信号来计数发动机21的转数。 [0034] 检测部120通过计数发动机21的转数，检测第1可动刀刃11及第2可动刀刃12彼此以什么程度的角度闭合。 [0035] 例如如图3（a）所示，在刀刃打开的状态（初始状态）下，触发开关22变为接通，发动机21正向旋转时，检测部120开始发动机21的转数的计数。并且如图4（b）所示，发动机21的转数变为85时检测出刀刃为闭合状态。通过检测部120检测出刀刃是闭合状态时，控制装置100在触发开关22保持接通时，也不进一步驱动发动机21，使发动机21停止。 [0036] 相反，在刀刃闭合的状态或从刀刃正在闭合中途的状态开始触发开关22变为断开、发动机21反向旋转时，检测部120也会开始发动机21的转数的计数。并且，当检测出规定的转数时，检测出是刀刃打开的状态。具体而言，如进行和发动机21正向旋转时的发动机21的转数相同的转数的反向旋转，则变为图3（a）所示的刀刃打开的状态（初始状态），因此检测部120计数反向旋转的转数，从而检测出刀刃为打开状态。通过检测部120检测出刀刃是打开状态时，控制装置100停止发动机21的驱动。 [0037] 并且，控制装置100具有电流控制部110，其控制提供到发动机21的电流值。该电流控制部110例如是设置在配置于电动剪刀10的内部的蓄电池等电源（未图示）和发动机21之间的电流限制电路。该电流控制部110形成为可进行两个阶段的电流限制，根据来自检测部120的控制信号，可使提供到发动机21的电流值的上限值变化。 [0038] 其中，图7是表示对相关技术涉及的电动剪刀的销17a的负荷的推移的图表。如该图7所示，可知在不改变提供到发动机21的电流值的上限值的情况下，由于在刀刃闭合动作的后半程产生较大的切断转矩，在刀刃闭合动作的后半程，对配件的负荷变大。 [0039] 即，连杆机构A随着刀刃逐渐闭合，驱动轴18的各移动距离的刀刃的移动角度（通过“刀刃的移动角度”÷“驱动轴18的移动距离”求出的值）变小，随着刀刃逐渐闭合，切断转矩变大，所以施加到配件的负荷也变大。 [0041] 例如，考虑配件可承受的负荷的上限值，以图4（a）所示的发动机21的转数变为67.4转的状态（刀刃角度闭合到5.6度的状态）为契机，使电流值的上限值从50A向30A变化。 即，在从图3（a）所示的刀刃打开的状态开始、到图4（a）所示的发动机21的转数变为67.4转的状态为止的期间内，将提供到发动机21的电流值的上限值设定为50A。并且，从图4（a）所示的发动机21的转数为67.4转的状态到图4（b）所示的刀刃闭合的状态为止的期间内，将提供到发动机21的电流值的上限值设定为30A。 [0042] 如下执行该电流值的上限值的变更控制。 [0043] 在图3（a）所示的刀刃打开的状态下，因是初始状态，所以电流控制部110将电流值的上限值设定为50A。之后，发动机21驱动，发动机21的转数变为67.4转时，检测部120检测这一情况。这样一来，检测出刀刃闭合到规定的角度的情况，检测部120向电流控制部110输出控制信号。这样一来，电流控制部110进行电流限制电路的切换，将电流值的上限值设定为30A。 [0044] 图5是表示实施例涉及的向发动机21提供的供给电流值的推移的例子的图表。如该图表所示，可知发动机21进行67.4转为止，电流的上限值是50A，超过60转时，流过最大的50A的电流。当持续流过50A的电流时，即使是相同的电流值，连杆机构A的转矩也会与发动机21的转数成比例地上升，因此对销17a的负荷也与发动机21的转数成比例地上升。 [0045] 但是，当发动机21的转数变为67.4时将电流的上限值设定为30A，因此对销17a的负荷的上限值也向下修正，即使发动机21的转数上升，转矩也不会过度上升，对销17a的负荷保持适当。 [0046] 图6是表示实施例涉及的施加到销17a的负荷的推移的图表。如该图表所示，发动机21的转数变为67.4为止，与转数成比例地，施加到销17a的负荷上升。但是，发动机21的转数变为67.4时将电流的上限值设定为30A，所以施加到销17a的负荷变小。之后，施加到销17a的负荷与转数成比例地上升，但是会被限制在一定的范围内，不会施加过度的负荷。 [0047] 如上所述，根据本实施方式，发动机21的旋转运动变换为直线运动，通过该直线运动，连杆机构A动作，刀刃11、12进行开合运动的电动剪刀也可以具有：电流控制部110，控制提供到发动机21的电流值；以及检测部120，用于检测刀刃11、12变为规定角度的情况。通过检测部120检测出刀刃11、12变为规定角度的情况时，电流控制部110也可以使提供到发动机21的电流值的上限值变化。 [0048] 根据该构造，在刀刃部闭合的动作的后半程产生较大切断转矩的情况下，通过在刀刃闭合到规定角度时进行降低提供到发动机21的电流值的上限值的处理而可限制最大转矩，可控制对配件的负荷不会变得过大。这样一来，无需提高连杆机构A的配件的强度，因此可抑制电动剪刀的重量。 [0049] 此外，在上述实施方式中，说明了在刀刃部闭合的动作的后半程产生较大切断转矩的电动剪刀，但不限于此。 [0050] 例如，如果是在刀刃部闭合的动作的前半程产生较大切断转矩的电动剪刀，在刀刃闭合到规定角度时进行提高提供到发动机21的电流值的上限值的处理即可。通过这一构成，可以在刀刃部闭合的动作的前半程控制对配件的负荷不会变得过大，并且在刀刃部闭合的动作的后半程可获得较大的转矩。 [0051] 并且，也可适用于在刀刃部闭合的动作期间产生一定的切断转矩的电动剪刀。例如，当刀刃闭合到规定角度时，进行提高提供到发动机21的电流值的上限值的处理，则在刀刃部闭合的动作的后半程可获得较大的转矩。 [0052] 检测部120可通过计数发动机21的转数，检测出刀刃11、12变为规定角度的情况。 [0053] 例如，检测部120可由计数发动机21的转数的旋转检测器（编码器）构成。 [0054] 检测部120也可以通过测定连杆机构A或刀刃11、12的角度，检测出刀刃变为规定角度的情况。 [0055] 例如，检测部120也可以由用于测定连杆机构A、第1可动刀刃11或第2可动刀刃12的任一个的角度的测定器（角度传感器等）构成。在使用该检测部120的情况下，通过测定连杆机构A、第1可动刀刃11或第2可动刀刃12的任一个的角度，可检测出刀刃变为规定角度（例如图4（a）的状态）的情况。 [0056] 检测部120也可以通过测定直线运动的移动量来检测刀刃11、12变为规定角度的情况。 [0057] 例如，检测部120可由测定器（霍尔IC等）构成，用于测定运动方向变换部B的螺母部26、驱动轴18等的直线运动的移动量。在使用该检测部120的情况下，通过测定运动方向变换部B的螺母部26、驱动轴18等的直线运动的移动量，可检测出刀刃变为规定角度（例如图4（a）的状态）的情况。 [0058] 并且，在上述实施方式的一例中，向发动机21提供的供给电流值的上限值从50A减少到30A，但不限于此。然而，如果过度降低上限值，转矩变得过小，可能无法利用剪刀进行切断，因此优选考虑必要的转矩来设定值。例如，以刀刃变为规定角度为契机，可使提供到发动机21的电流值的上限值设定为，减少30~50%的范围的值。进一步优选，设定为减少35~45%的范围的值。 [0059] 并且，在上述实施方式的一例中，在刀刃从打开状态到完全关闭为止的发动机21的转数是80旋转的电动剪刀中，发动机21的转数变为67.4时，改变供给电流值的上限值（以刀刃从打开状态到完全闭合为止的发动机21的转数的约78%的转数使发动机21旋转时，改变供给电流值的上限值），但不限于此。然而如果时机过早，转矩变得过小，可能无法利用剪刀进行切断，因此优选考虑必要的转矩来设定时机。例如可以是：以刀刃从打开状态到完全闭合为止的发动机21的转数的70~90%的范围的任意的转数使发动机21旋转时，改变供给电流值的上限值。更优选：以刀刃从打开状态到完全闭合为止的发动机21的转数的80~85%的范围的任意的转数使发动机21旋转时，改变供给电流值的上限值。 [0060] 并且，在上述实施方式中，说明了检测刀刃从打开的状态开始到规定角度闭合的例子，但也可检测刀刃从闭合的状态开始到规定的角度打开的情况。例如，在切断树枝等时未完全切断、刀刃嵌入树枝中停止时，为了打开（恢复）刀刃而产生转矩，对连杆机构A施加负荷。这种情况下，通过检测部120检测出刀刃打开到规定角度时，电流控制部110如改变提供到发动机21的电流值的上限值，则可限制施加到连杆机构A的负荷，可防止连杆机构A的破损。 |
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