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QUERVERWEIS AUF IN BEZUG STEHENDE ANWENDUNGEN
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Diese internationale Anmeldung beansprucht den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nr.
2013-153778 , die am 24. Juli 2013 bei dem japanischen Patentamt eingereicht worden ist, und die gesamte Offenbarung davon wird hierin durch Bezugnahme einbezogen.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein hin- und herbewegendes elektrisches Kraftwerkzeug für Bearbeitung eines Werkstücks durch Hin- und Herbewegen eines Werkzeugeinsatzes, wie z.B. eines Sägeblatts.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Unter hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeugen, wie Säbelsägen und Stichsägen, ist eines, das dazu ausgebildet ist, eine Drehzahl eines Motors, der eine Klinge (ein Sägeblatt) hin- und herbewegt, zu verringern, wenn der Motor in einem Leerlaufzustand ist (mit anderen Worten, wenn die Klinge nicht in Kontakt mit einem Werkstück ist), bekannt (z.B. siehe
US-Patent Nr. 4002959 ).
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Diese Art hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeugs kann Schwingung des hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeugs verringern und ein Geräusch oder ein Funkrauschen, das von dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug auftritt, durch Verringern der Drehzahl des Motors zu der Zeit von Leerlaufbetrieb verringern.
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DE 10 2007 000 533 A1 offenbart eine Hubsägemaschine mit Hubzahleinstellung.
US 2006/0117580 A1 offenbart eine Säbelsäge.
DE 103 58 055 A1 offenbart eine Drehzahlsteuerung für Elektrowerkzeuge.
EP 2 281 650 A1 offenbart ein Automatikgetriebe für ein Kraftwerkzeug.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Wenn bei dem zuvor erwähnten hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug die Klinge, die ein Werkzeugeinsatz ist, mit dem Werkstück in Kontakt kommt und der Motor belastet wird, wird die Drehzahl des Motors unmittelbar auf eine bestimmte Bearbeitungsdrehzahl oder eine Befehlsdrehzahl, die in Übereinstimmung mit einem Ziehbetrag eines Drückerschalters, der durch einen Benutzer betätigt wird, festgelegt wird, zum Erhöhen einer Ausgangsleistung erhöht.
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Ein derartiger unmittelbarer Anstieg der Drehzahl bei dem zuvor erwähnten konventionellen hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug macht manchmal Bearbeitung des Werkstücks für den Benutzer schwierig.
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Mit anderen Worten, da die Klinge bei dem zuvor erwähnten hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug hin- und herbewegt wird, schwingt die Klinge in einer Richtung senkrecht zu ihrer Achse von Hin- und Herbewegung (genauer gesagt in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche der Klinge), wenn die Drehzahl des Motors zunimmt.
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Derartige Schwingung ist nicht problematisch, falls es einen Einschnitt, der auf dem Werkstück ausgebildet ist, zum Aufnehmen einer Kante der Klinge gibt; falls es jedoch keinen Einschnitt auf dem Werkstück gibt, wenn z.B. ein Eisenrohr geschnitten wird, dann rutscht die Klinge auf der Oberfläche des Werkstücks und versagt dabei, das Werkstück gut zu bearbeiten.
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Es ist vorzuziehen, dass ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein hin- und herbewegendes elektrisches Kraftwerkzeug vorsehen kann, das Bearbeiten eines Werkstücks ohne Erfahren eines Rutschens eines Werkzeugeinsatzes, wie z.B. einer Klinge, auf einer Oberfläche des Werkstücks starten kann, wenn das Bearbeiten mit dem Werkzeugeinsatz in Kontakt mit dem Werkstück startet; und das den Vorgang rasch abschließen kann, sobald das Bearbeiten gestartet ist.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Ein hin- und herbewegendes elektrisches Kraftwerkzeug in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 weist eine Anbringungseinheit auf, an der ein Werkzeugeinsatz (Werkzeugbit) angebracht wird. Diese Anbringungseinheit ist an einen Motor über eine Leistungsübertragungseinheit gekoppelt; die Anbringungseinheit bewegt sich durch Drehungen des Motors hin und her und veranlasst den Werkzeugeinsatz, sich hin- und herzubewegen.
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Der Motor wird durch eine Steuerung betrieben. Mit anderen Worten betreibt die Steuerung den Motor bei einer ersten Drehzahl (Geschwindigkeit), wenn sie durch einen Befehl von außen aktiviert wird, und betreibt den Motor bei einer zweiten Drehzahl, die höher als die erste Drehzahl ist, wenn eine erste Bedingung nach der Aktivierung erfüllt wird, und betreibt den Motor bei einer dritten Drehzahl, die höher als die zweite Drehzahl ist, wenn eine zweite Bedingung erfüllt wird, nachdem die erste Bedingung erfüllt wird.
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Die Steuerung eines derartigen hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeugs erhöht eine Drehzahl eines Motors schrittweise in drei Schritten (oder mehr Schritten) von der ersten Drehzahl, der zweiten Drehzahl, zu der dritten Drehzahl als solche, in Übereinstimmung mit einer bestimmten Antriebsbedingung (der ersten Bedingung oder der zweiten Bedingung), wenn ein Antriebsbefehl an das elektrische Kraftwerkzeug von außen eingegeben wird.
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Gemäß dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, kann das Werkstück somit nach Aktivierung wirksam bearbeitet (verarbeitet) werden, und die Zeit, die zum Bearbeiten des Werkstücks benötigt wird, kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Gerät, bei dem die Drehzahl des Motors zwischen zwei Modi: einem Modus für eine Leerlaufzeit und für eine normale Zeit, umgeschaltet wird, verringert werden.
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Mit anderen Worten, gemäß dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, werden Steuerungen wie unten möglich sein:
- (1) verringern der verbrauchten elektrischen Leistung zu der Zeit von Leerlaufbetrieb durch Antreiben des Motors bei der ersten Drehzahl, die die niedrigste Drehzahl ist, während der Zeit von Leerlaufbetrieb, die von der Zeit von Aktivieren der Steuerung und Starten des Motorantriebs bis zu der Zeit, bei der der Werkzeugeinsatz mit dem Werkstück in Kontakt gekommen ist, und von Starten des Vorgangs (Arbeitsvorgangs) ist;
- (2) hin- und herbewegen des Werkzeugeinsatzes zum Ausbilden eines Einschnitts auf dem Werkstück, während Verringern des Auftretens von Schwingung an dem Werkzeugeinsatz in einer Richtung senkrecht zu einer Hin- und Herbewegungsrichtung des Werkzeugeinsatzes (mit anderen Worten, Verringern von Rutschen des Werkzeugeinsatzes auf einer Oberfläche des Werkstücks) durch Antreiben des Motors bei der zweiten Drehzahl, die niedriger als die Drehzahl für einen normalen Vorgang ist, wenn Bearbeiten des Werkstücks durch den Werkzeugeinsatz gestartet wird; und
- (3) bearbeiten des Werkstücks in einer kurzen Zeit durch Antreiben des Motors bei der Drehzahl für den normalen Vorgang, wenn die Last auf den Motor weiter zunimmt, da ein Benutzer den Werkzeugeinsatz zum Bearbeiten des Werkstücks gegen das Werkstück drückt, nachdem der Einschnitt auf dem Werkstück ausgebildet ist.
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Die Bedingung für die Steuerung zum Umschalten der Drehzahl des Motors (die erste Bedingung oder die zweite Bedingung) kann in Übereinstimmung mit einer Zustandsgröße (insbesondere einem ersten Schwellwert oder einem zweiten Schwellwert) festgelegt werden, die den Lastzustand des Motors, der durch eine Lastzustandserfassungseinheit erfasst wird, angibt.
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Infolgedessen kann die Drehzahl des Motors in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungszustand des Werkstücks durch den Werkzeugeinsatz gesteuert werden und die oben beschriebenen Steuerungen (1) bis (3) können automatisch durch Umschalten der Drehzahl des Motors schrittweise (stufenweise) in Übereinstimmung mit der Last, die auf den Motor ausgeübt wird, durchgeführt werden.
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In dem obigen Fall muss der Benutzer nicht manuell die Drehzahl des Motors in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungszustand des Werkstücks anpassen; somit kann eine Leistungsfähigkeit von Bearbeiten des Werkstücks verbessert werden.
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Die Bedingung für die Steuerung zum Umschalten der Drehzahl des Motors (die erste Bedingung oder die zweite Bedingung) kann auch in Übereinstimmung mit einer Antriebszeit des Motors (insbesondere der Erstzeit oder der Zweitzeit) festgelegt werden.
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Dies beseitigt einen Bedarf an Erfassung des Lastzustands durch die Lastzustandserfassungseinheit und macht eine Geräteausgestaltung einfach; somit können die Kosten verringert werden.
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Zudem kann unter Berücksichtigung, dass eine Zeit, die für die oben erwähnten Steuerungen (1) und (2) benötigt wird, in etwa konstant sein kann, die Leistungsfähigkeit von Bearbeiten des Werkstücks verbessert werden, falls die Erstzeit und die Zweitzeit bei Bearbeiten eines bestimmten Werkstücks geeignet festgelegt werden.
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Das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, kann eine Drehzahlfestlegungseinheit aufweisen, die die Drehzahl des Motors festlegt. Die Steuerung kann die Drehzahl des Motors auf die Drehzahl, die durch die Drehzahlfestlegungseinheit festgelegt wird, oder niedriger begrenzen, wenn sie den Motor betreibt, ungeachtet dessen, ob die erste Bedingung oder die zweite Bedingung erfüllt ist.
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In dem obigen Fall gibt es verringerte Gelegenheiten, bei denen der Motor bei einer Drehzahl betrieben wird, die die Drehzahl, die durch den Benutzer über die Drehzahlfestlegungseinheit festgelegt wird, überschreitet; somit kann der Benutzer sicher das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug benutzen.
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Falls die Zustandsgröße, die den Lastzustand des Motors angibt, auf den dritten Schwellwert, der gleich oder niedriger als der erste Schwellwert ist, abnimmt, wenn der Motor bei der dritten Drehzahl betrieben wird, dann kann die Steuerung den Motor bei der ersten Drehzahl betreiben.
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In diesem Fall wird, sobald die Drehzahl des Motors auf die dritte Drehzahl erhöht worden ist, der Antrieb des Motors fortgesetzt, ohne die Drehzahl des Motors zu verringern, bis die Zustandsgröße danach auf den dritten Schwellwert abnimmt.
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Dies verringert ein Auftreten eines unerwarteten Bearbeitens auf dem Werkstück für den Benutzer, das aus einem Fallen der Drehzahl des Motors von der dritten Drehzahl auf die zweite Drehzahl resultiert, wenn ein plötzliches Lösen der Spannung des Benutzers während Bearbeiten des Werkstücks eine Abnahme in der Zustandsgröße bis zu dem zweiten Schwellwert hinunter bewirkt hat.
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In Kürze wird gemäß dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben ausgebildet, die Drehzahl des Motors bei der dritten Drehzahl aufrecht erhalten; somit wird das Werkstück leicht bearbeitet, wie durch den Benutzer beabsichtigt.
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Die Steuerung kann den Betrieb des Motors fortsetzen, bis ein Betriebsstoppbefehl für den Motor eingegeben wird, und kann den Betrieb des Motors stoppen, sobald der Betriebsstoppbefehl für den Motor eingegeben wird, wenn der Motor bei der dritten Drehzahl betrieben wird.
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Wenn zum Beispiel das Werkstück wie beim Ziehen einer Kurve mit einer Stichsäge oder dergleichen geschnitten wird, wird die Klinge, die der Werkzeugeinsatz ist, gelegentlich für einen Moment zum Ändern eines Winkels der Klinge im Verhältnis zu dem Werkstück von dem Werkstück entfernt; während eines solchen Moments ist der Motor in einem Leerlaufzustand (Keinlastzustand).
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Falls in diesem Fall die Drehzahl des Motors jedes Mal, wenn der Motor in einem Leerlaufzustand ist, auf die erste Drehzahl verringert wird, wie in dem obigen Fall, dann wird die Leistungsfähigkeit von Bearbeiten für den Benutzer merklich vermindert.
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Somit wird bei dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, sobald die Drehzahl des Motors die dritte Drehzahl, die eine Bearbeitungsdrehzahl des Werkstücks ist, erreicht, Verminderung der Leistungsfähigkeit von Bearbeiten des Werkstücks durch Aufrechterhalten der Drehzahl des Motors bei der dritten Drehzahl, bis der Betriebsstoppbefehl für den Motor eingegeben wird, verringert.
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Als Nächstes kann die Steuerung den Motor bei der zweiten Drehzahl betreiben, wenn die Zustandsgröße, die den Lastzustand des Motors angibt, auf den vierten Schwellwert, der gleich dem zweiten Schwellwert oder zwischen dem zweiten Schwellwert und dem dritten Schwellwert ist, abnimmt, wenn der Motor bei der dritten Drehzahl betrieben wird.
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Die Steuerung kann den Motor bei der ersten Drehzahl betreiben, wenn die Zustandsgröße, die den Lastzustand des Motors angibt, auf den dritten Schwellwert, der gleich oder niedriger als der erste Schwellwert ist, abnimmt, wenn der Motor bei der zweiten Drehzahl betrieben wird.
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Gemäß dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben ausgebildet, kann die Drehzahl des Motors, wenn die Last, die auf den Motor ausgeübt wird, abnimmt, schrittweise in der umgekehrten Richtung der Schritte dafür, wenn die Last, die auf den Motor ausgeübt wird, zunimmt, verringert werden.
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Somit wird eine scharfe Abnahme der Drehzahl des Motors daher gemäß dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben ausgebildet, verringert; dementsprechend kann die Leistungsfähigkeit von Bearbeiten z.B. durch Verringern der Schwingung des Werkzeugeinsatzes, die verursacht wird, wenn das Werkstück wiederholt bearbeitet wird, verbessert werden.
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Die Steuerung kann den Motor bei der ersten Drehzahl betreiben, wenn die verstrichene Zeit für Betreiben des Motors bei der dritten Drehzahl eine voreingestellte Zeit erreicht.
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In diesem Fall kann das Bearbeiten des Werkstücks durch Verringern der Drehzahl des Motors abgeschlossen werden, ohne den Lastzustand des Motors, wenn das Werkstück bearbeitet wird, zu erfassen, wofür eine Zeit, die für die oben erwähnte Steuerung (3) benötigt wird, in etwa konstant ist. Dadurch kann die Leistungsfähigkeit von Bearbeiten des Werkstücks verbessert werden.
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Zudem kann, da die Erfassung des Lastzustands durch die Lastzustandserfassungseinheit nicht erforderlich ist, die Geräteausgestaltung dadurch zum Verringern der Kosten vereinfacht werden.
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Das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, kann eine Steuerungsparameterfestlegungseinheit aufweisen, die einen Steuerungsparameter (wie z.B. die erste Bedingung, die zweite Bedingung, die erste Drehzahl, die zweite Drehzahl oder die dritte Drehzahl) von außen festlegt; der Steuerungsparameter wird durch die Steuerung zum Steuern des Betriebs des Motors verwendet.
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In diesem Fall kann der Benutzer den Steuerungsbetrieb der Steuerung für den Motor geeignet auf einen gewünschten Steuerungsbetrieb festlegen; somit kann der Benutzer eine verbesserte Verwendbarkeit erfahren.
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Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, auch in einem normalen Modus, in dem der Motor bei einer bestimmten Drehzahl in Übereinstimmung mit einem Befehl von außen betrieben wird, zusätzlich zu einem Steuerungsmodus, in dem die Drehzahl des Motors in Übereinstimmung mit der oben erwähnten ersten Bedingung oder zweiten Bedingung umgeschaltet wird, betreibbar zu sein.
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Das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug kann eine Betriebsfestlegungseinheit aufweisen, die einen Betriebsmodus der Steuerung entweder auf den Steuerungsmodus oder den normalen Modus festlegt.
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Dadurch kann, falls der Benutzer den Betriebsmodus der Steuerung über die Betriebsfestlegungseinheit auf den normalen Modus festlegt, dann der Motor bei einer gewünschten Drehzahl in Übereinstimmung mit z.B. einem Ziehbetrag eines Drückerschalters angetrieben werden, und die Drehzahl des Motors wird daran gehindert, automatisch durch einen Betrieb der Steuerung angepasst zu werden. Somit kann das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, als ein verwendbareres elektrisches Kraftwerkzeug für den Benutzer dienen.
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Das oben erwähnte hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug kann einen Drückerschalter aufweisen. Der Drückerschalter kann dazu ausgebildet sein, sowohl einen Befehl für eine Drehzahl des Motors an die Steuerung in Übereinstimmung mit einem Ziehbetrag des Drückerschalters als auch einen Befehl zum Betrieb des Motors auszugeben. Der Drückerschalter kann eine Einschaltsperrfunktion aufweisen, die den Drückerschalter bei dem maximalen Ziehbetrag hält.
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Das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug, wie oben ausgebildet, ermöglicht, dass die Drehzahl des Motors schrittweise nach Aktivierung umgeschaltet wird: d.h. von der ersten Drehzahl, zu der zweiten Drehzahl, zu der dritten Drehzahl...; somit kann eine Feineinstellung der Drehzahl durch den Drückerschalter unnötig gemacht werden.
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Ferner kann, selbst falls der Drückerschalter mit der Einschaltsperrfunktion, die den Drückerschalter bei dem maximalen Ziehbetrag hält, ausgestattet ist, das Werkstück effizient bearbeitet werden, und ein Betrieb, der zum Bearbeiten des Werkstücks erforderlich ist, kann mit dem hin- und herbewegenden elektrischen Kraftwerkzeug, wie oben erwähnt, effizient durchgeführt werden.
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Zudem kann eine Lastzustandserfassungseinheit die Zustandsgröße, die den Lastzustand des Motors angibt, durch Verwenden mindestens eines von dem Strom, der Drehzahl oder dem Drehmoment des Motors berechnen. Das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug weist typischerweise einen oder mehrere Sensoren zum Überwachen des Stroms, der Drehzahl, des Drehmoments oder dergleichen des Motors auf. Durch Verwenden mindestens einer derartiger Betriebsgrößen, die von diesen Sensoren erhalten werden, zum Berechnen der Zustandsgröße, die den Lastzustand angibt, können die Kosten verringert werden und eine Schaltung kann ohne einen zusätzlichen Sensor verkleinert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine erklärende Zeichnung, die eine schematische Ausgestaltung einer Säbelsäge in einer beispielhaften Ausführungsform darstellt;
- 2A-2C sind erklärende Zeichnungen, die Ausgestaltungen einer Betriebsfestlegungseinheit, die einen Betriebszustand festlegt, darstellen;
- 3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerungsbetrieb eines Motors in einem ersten Modus darstellt;
- 4 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerungsbetrieb des Motors in einem zweiten Modus darstellt;
- 5A ist ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Antriebssteuerungsprozesses des Motors in dem zweiten Modus darstellt;
- 5B ist ein Flussdiagramm, das den Rest des Antriebssteuerungsprozesses darstellt;
- 6A-6B sind erklärende Zeichnungen von Bewegungen einer Klinge, wenn sie ein metallisches Rohr schneidet, von denen 6A eine Bewegung der Klinge in dem ersten Modus darstellt und 6B Bewegungen der Klinge in dem zweiten Modus darstellt;
- 7 ist eine erklärende Zeichnung, die eine Abwandlung der Betriebsfestlegungseinheit darstellt;
- 8 ist eine erklärende Zeichnung, die ein Beispiel einer Steuerungsparameterfestlegungseinheit darstellt;
- 9 ist ein Zeitdiagramm, das eine erste Abwandlung des Steuerungsbetriebs in 4 darstellt;
- 10 ist ein Zeitdiagramm, das eine zweite Abwandlung des Steuerungsbetriebs in 4 darstellt;
- 11 ist ein Zeitdiagramm, das eine dritte Abwandlung des Steuerungsbetriebs in 4 darstellt;
- 12 ist ein Zeitdiagramm, das eine vierte Abwandlung des Steuerungsbetriebs in 4 darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 2...
- Säbelsäge,
- 3...
- Griffabschnitt,
- 4...
- Werkzeugkörper,
- 6...
- Batterie,
- 8...
- Klingenhalter,
- 9...
- Klinge,
- 10...
- Motor,
- 12..
- .Leistungsübertragungseinheit,
- 14...
- Antriebsschaltung,
- 16...
- Drückerschalter,
- 17...
- Einschaltsperrmechanismus,
- 18...
- Überwachungsschaltung,
- 20...
- Steuerung,
- 22...
- Betriebsfestlegungseinheit,
- 24...
- Betätigungseinheit,
- 30...
- Steuerungsparameterfestlegungseinheit,
- 32...
- numerischeAnzeigeeinheit,
- 33, 34...
- Betätigungsdruckknopf
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WEISEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf eine Säbelsäge 2, wie in 1 gezeigt, angewendet. Die Säbelsäge 2 weist einen Werkzeugkörper 4 in einer länglichen Form, an einem Ende (dem linken von 1) dessen ein Griffabschnitt 3 zum Vorsehen eines Griffs für einen Benutzer ausgebildet ist; und eine Batterie (einen Akku) 6, die lösbar unter dem Griffabschnitt 3 an dem Werkzeugkörper 4 angebracht ist, auf.
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Der Griffabschnitt 3 an dem Werkzeugkörper 4 weist einen Drückerschalter 16 auf, der zum Eingeben eines Antriebsbefehls für die Säbelsäge 2, während der Benutzer den Griffabschnitt 3 hält, verwendet wird.
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Ein anderes Ende des Werkzeugkörpers 4 (das rechte von 1), das entgegengesetzt zu dem Ende ist, an dem der Griffabschnitt 3 ausgebildet ist, ist mit einem Klingenhalter (Blatthalter) 8 vorgesehen, an dem eine Klinge (ein Blatt) 9 als ein Werkzeugeinsatz (ein Werkzeugbit) angebracht ist.
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Der Werkzeugkörper 4 weist im Inneren einen Motor 10; eine Leistungsübertragungseinheit 12, die eine Drehung des Motors 10 in eine hin- und herbewegende Bewegung umwandelt und die hin- und herbewegende Bewegung an den Klingenhalter 8 überträgt; und eine Antriebsschaltung 14, die Leistungszufuhr von der Batterie 6 empfängt und dem Motor 10 Strom zuführt, als Antriebssystemkomponenten zum Hin- und Herbewegen des Klingenhalters 8 (somit der Klinge 9) auf.
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Der Werkzeugkörper 4 weist auch im Inneren eine Überwachungsschaltung 18; eine Steuerung 20; und eine Betriebsfestlegungseinheit 22 als Steuerungssystemkomponenten zum Steuern der Drehzahl des Motors 10 (somit der hin- und herbewegenden Geschwindigkeit der Klinge 9) über die Antriebsschaltung 14 auf.
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Die Überwachungsschaltung 18 schätzt als Zustandsgrößen, die den Lastzustand des Motors 10 angeben, ein Drehmoment τ, das auf den Motor 10 wirkt, und eine Drehzahl ω des Motors 10 basierend auf einem Strom i, der in dem Motor 10 fließt, und einer Spannung V, die an den Motor 10 angelegt ist.
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Basierend auf der Spannung V, die an den Motor 10 angelegt ist, und einem geschätzten Wert τe des Drehmoments τ schätzt die Überwachungsschaltung 18 die Drehzahl ω und den Strom i durch Verwenden eines Doppeleingangs-Doppelausgangs-Motormodels M, bei dem die Spannung V und das Drehmoment τ als die Eingaben verwendet werden und die Drehzahl ω und der Strom i als die Ausgaben verwendet werden.
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Eine Differenz Δi (= i-ie) zwischen einem geschätzten Wert ie des Stroms i von der Schätzung und dem Strom i, der tatsächlich in dem Motor 10 fließt, wird dann mit einem bestimmten Verstärkungsfaktor (Gain) G multipliziert, und das Ergebnis wird an das Motormodell M zurückgeleitet (rückgekoppelt). Dieser Rückkopplungswert wird als ein geschätzter Wert τe des Drehmoments τ verwendet.
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Das Drehmoment τ und die Drehzahl ω des Motors 10 können somit basierend auf dem Strom i und der Spannung V des Motors 10 infolge von Verwenden der Überwachungsschaltung 18 geschätzt werden.
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Dieses Schätzverfahren ist in einer früheren Anmeldung (japanische Patentanmeldung Nr.
JP2011-027787 ), die durch den Anmelder der vorliegenden Anmeldung eingereicht worden ist, enthalten, und das Detail des Verfahrens wird in der internationalen Veröffentlichung dieser früheren Anmeldung (
WO 2012/108246 A1 ) beschrieben. Die Offenbarung von
WO 2012/108246 A1 wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen; jegliche weitere Erklärung des Schätzverfahrens wird dadurch weggelassen.
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Die Steuerung 20 steuert den Antrieb des Motors 10 über die Antriebsschaltung 14 in Übereinstimmung mit dem Antriebsbefehl, der durch den Benutzer durch Betätigen des Drückerschalters 16 eingegeben wird, und weist einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, RAM oder dergleichen auf.
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Die Steuerung 20 arbeitet in einem normalen Modus, in dem die Steuerung 20 die Drehzahl ω des Motors 10 in Übereinstimmung mit einem Ziehbetrag des Drückerschalters 16 steuert, oder in einem Steuerungsmodus (einem ersten Modus oder einem zweiten Modus), in dem die Steuerung 20 die Drehzahl ω des Motors 10 schrittweise in zwei oder drei Schritten (Stufen) steuert, wenn der Drückerschalter 16 betätigt wird und in dem EIN-Zustand ist.
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Die Betriebsfestlegungseinheit 22 wird durch den Benutzer zum Festlegen des Betriebsmodus der Säbelsäge 2 auf irgendeinen des normalen Modus, des ersten Modus oder des zweiten Modus verwendet; die Betriebsfestlegungseinheit 22 ist z.B. mit einem Wählschalter ausgebildet, durch den die Position einer Betätigungseinheit 24 zwischen drei Modi umgeschaltet werden kann, wie in 2A bis 2C gezeigt ist.
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Die Steuerung 20 arbeitet in Übereinstimmung mit einem Betriebsmodus, der durch den Benutzer über die Betriebsfestlegungseinheit 22 festgelegt wird, und steuert eine tatsächliche Drehzahl des Motors 10 basierend auf dem Drehmoment τ und der Drehzahl ω, die durch die Überwachungsschaltung 18 geschätzt werden, wenn der Betriebsmodus auf den Steuerungsmodus festgelegt ist.
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Unter den Modi des Steuerungsmodus ist der erste Modus für eine Schneidbearbeitung eines Holzes mit der Säbelsäge 2 geeignet, und der zweite Modus ist für eine Schneidbearbeitung eines Metallmaterials mit der Säbelsäge 2 geeignet.
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Die Steuerung 20 bestimmt, dass der Motor 10 in einem Leerlaufzustand (einer Leerlaufbedingung) ist, bis das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, einen Schwellwert τ01 erreicht, und steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie eine Zieldrehzahl ω01 in einem Leerlaufmodus ist, wie in 3 gezeigt ist, wenn der Betriebsmodus auf den ersten Modus festgelegt ist.
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Die Steuerung 20 steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie die Zieldrehzahl ω02 in einem Lastmodus ist, wenn das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, den Schwellwert τ01 überschreitet (insbesondere wenn die Klinge 9 mit dem Holz in Kontakt kommt und die Last auf den Motor 10 zunimmt).
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Die Steuerung 20 bestimmt, dass das Bearbeiten des Holzes, das ein Werkstück ist, abgeschlossen ist, und steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie die Zieldrehzahl ω01 in dem Leerlaufmodus ist, wenn das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, auf einen Schwellwert τ02, der kleiner als der Schwellwert τ01 ist, abnimmt, nachdem es einmal den Schwellwert τ01 überschritten hat.
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Die Steuerung 20 bestimmt, dass der Motor 10 in einem Leerlaufzustand ist, bis das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, den ersten Schwellwert τ1 erreicht, und steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie eine Zieldrehzahl (die erste Drehzahl) ω1 für das Metallmaterial in dem Leerlaufmodus ist, wie in 4 gezeigt ist, während der Betriebsmodus auf den zweiten Modus festgelegt ist.
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Wenn das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, den ersten Schwellwert τ1 überschreitet, bestimmt die Steuerung 20, dass die Klinge 9 mit dem Metallmaterial in Kontakt kommt, und steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie die Zieldrehzahl (die zweite Drehzahl ω2) in einem Lastmodus 1 ist, in dem die Klinge 9 einen Einschnitt auf dem Metallmaterial ausbildet.
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Die Steuerung 20 bestimmt, dass der Einschnitt auf dem Metallmaterial ausgebildet ist und der Benutzer die Klinge 9 fest gegen das Metallmaterial drückt, wenn das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, den zweiten Schwellwert τ2, der größer als der erste Schwellenwert τ1 ist, überschreitet, nachdem es den ersten Schwellwert τ1 überschritten hat; und beschleunigt dann die Antriebsgeschwindigkeit der Klinge 9.
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Mit anderen Worten, da die Last, die auf den Motor 10 von der Klinge 9 ausgeübt wird, (d.h. das Drehmoment τ) in diesem Fall zunimmt, bestimmt die Steuerung 20, dass das Metallmaterial eine Schneidbearbeitung erfordert, und steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie die Zieldrehzahl (die dritte Drehzahl ω3) in dem Lastmodus 2 ist, in dem das Metallmaterial geschnitten wird.
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Die Steuerung 20 bestimmt, dass das Bearbeiten des Metallmaterials, das das Werkstück ist, abgeschlossen ist, und steuert die Drehzahl ω des Motors 10 so, dass sie die erste Drehzahl ω1 ist, wenn das Drehmoment τ, das auf den Motor 10 ausgeübt wird, auf den dritten Schwellwert τ3, der kleiner als der erste Schwellwert τ1 ist, abnimmt, nachdem es den zweiten Schwellwert τ2 überschritten hat.
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Es sei angemerkt, dass die Steuerung 20 eine obere Grenze der Drehzahl ω des Motors 10 festlegt, so dass sie einschränkt oder verhindert, dass die Drehzahl ω des Motors 10 die Drehzahl, die in Übereinstimmung mit dem Ziehbetrag des Drückerschalters 16 in dem normalen Modus festgelegt wird, überschreitet, wenn der Betriebsmodus in dem Steuerungsmodus (dem ersten Modus oder dem zweiten Modus) ist.
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Die Drehzahl co des Motors wird dadurch selbst in dem Leerlaufmodus während der Zeitspanne von, wenn der Drückerschalter 16 durch die Betätigung des Benutzers des Drückerschalters 16 in dem EIN-Zustand ist, bis, wenn der Ziehbetrag des Drückerschalters 16 einen Ziehbetrag erreicht, der den Motor 10 dreht, auf null (0) festgelegt (siehe 3 und 4).
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Dies dient dazu, die Drehzahl ω des Motors 10 davon abzuhalten, eine Drehzahl, die durch den Benutzer beabsichtigt ist, zu überschreiten und dem Benutzer ein Gefühl von Unbehaglichkeit zu geben.
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Ungeachtet dessen, auf welchen Modus der Betriebsmodus festgelegt ist, wird, wenn der Ziehbetrag des Drückerschalters 16 durch den Benutzer zum Starten des Antriebs des Motors 10 erhöht wird, die Zieldrehzahl des Motors 10 nicht auf eine Steuerungsdrehzahl, die in Übereinstimmung mit dem Ziehbetrag des Drückerschalters 16 festgelegt wird, oder auf die erste Drehzahl ω1 in dem Leerlaufmodus festgelegt; die Zieldrehzahl des Motors 10 wird allmählich auf die Steuerungsdrehzahl oder die erste Drehzahl ω1 erhöht (siehe 3 und 4).
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Dies ist zum Beschränken eines plötzlichen Anstiegs der Drehung des Motors 10, einen Schlag auf die Hand des Benutzers auszuüben, durch Durchführen eines sogenannten Sanftstarts, bei dem die Drehzahl ω des Motors 10 zu der Zeit von Starten des Antriebs des Motors 10 allmählich erhöht wird.
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Unter dem Antriebssteuerungsprozess des Motors 10, der durch die Steuerung 20 durchgeführt wird, wie oben erwähnt, wird der Antriebssteuerungsprozess in dem zweiten Modus, der ein primärer Prozess der vorliegenden Erfindung ist, als nächstes in Bezug auf die Ablaufdiagramme, die in 5A und 5B gezeigt sind, erklärt.
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Wenn dieser Prozess gestartet wird, wird ein Steuerungsparameter (insbesondere der Schwellwert τ1,τ2 oder τ3 des Drehmoments τ; die erste Drehzahl ω1, die zweite Drehzahl ω2, die dritte Drehzahl ω3 oder dergleichen), der zum Steuern der Drehzahl ω des Motors 10 in dem zweiten Modus verwendet wird, in S100 (S steht für einen Schritt) gelesen, wie in 5A und 5B gezeigt ist.
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Der Prozess wartet dann in S110, bis der Benutzer den Drückerschalter 16 betätigt, während er bestimmt, ob der Drückerschalter 16 in dem EIN-Zustand ist. Der Prozess schreitet dann zu S120 voran, wenn der Drückerschalter 16 betätigt wird und somit in dem EIN-Zustand ist; der Lastmodus zum Antreiben des Motors wird durch Festlegen der Zieldrehzahl des Motors 10 auf die erste Drehzahl ω1 auf den Leerlaufmodus festgelegt.
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Die Steuerung 20 legt einen Steuerungsbetrag des Motors 10 derart fest, dass die Drehzahl ω des Motors 10, die bei der Überwachungsschaltung 18 geschätzt wird, die erste Drehzahl ω1 ist, und startet den Antrieb des Motors 10 durch die Antriebsschaltung 14, wenn der Modus auf den Leerlaufmodus festgelegt ist, in S120.
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Es wird dann in S130 bestimmt, ob der Lastmodus zum Antreiben des Motors auf den Lastmodus 2 zu einem gegebenen Moment festgelegt ist. Falls der Lastmodus zum Antreiben des Motors zu dem gegebenen Moment nicht auf den Lastmodus 2 festgelegt ist, schreitet der Prozess dann zu S140 voran.
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In S140 wird das Drehmoment τ des Motors 10 von der Überwachungsschaltung 18 gelesen; es wird dann bestimmt, ob das Drehmoment τ des Motors 10 den zweiten Schwellwert τ2 überschreitet.
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Falls das Drehmoment τ des Motors 10 nicht den zweiten Schwellwert τ2 überschreitet, schreitet der Prozess dann zu S150 voran, und ein Modus-2-Zeitzähler C2 wird gelöscht. Und in dem nächsten S160 wird das Drehmoment τ des Motors 10 von der Überwachungsschaltung 18 gelesen; es wird dann bestimmt, ob der gelesene Wert den ersten Schwellwert τ1 überschreitet.
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Falls in S160 bestimmt wird, dass das Drehmoment τ des Motors 10 den ersten Schwellwert τ1 überschreitet, schreitet der Prozess dann zu S170 zum Erhöhen eines Modus-1-Zeitzählers C1 voran. Der Prozess schreitet dann zu S180 voran.
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Es wird in S180 bestimmt, ob ein Wert des Modus-1-Zeitzählers C1, der in S170 erhöht wird, gleich oder größer als ein voreingestellter Zählwert CT1 ist.
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Falls in S180 bestimmt wird, dass der Modus-1-Zeitzähler C1 nicht gleich oder größer als der Zählwert CT1 ist, schreitet der Prozess dann zu S130 voran; falls in S180 bestimmt wird, dass der Modus-1-Zeitzähler Cl gleich oder größer als der Zählwert CT1 ist, schreitet der Prozess dann zu S190 voran.
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Der Modus-1-Zeitzähler Cl wird in S190 gelöscht, und der Lastmodus zum Antreiben des Motors wird in dem nächsten S200 auf den Lastmodus 1 festgelegt; dann schreitet der Prozess zu S130 voran.
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Falls der Modus in S200 auf den Lastmodus 1 festgelegt wird, ändert die Steuerung 20 dann den Steuerungsbetrag des Motors 10, so dass die Drehzahl ω des Motors 10, die bei der Überwachungsschaltung 18 geschätzt wird, die zweite Drehzahl ω2 ist, und schaltet die Antriebsdrehzahl des Motors 10 durch die Antriebsschaltung 14 auf die zweite Drehzahl ω2 um.
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Der Modus-1-Zeitzähler C1, wie oben erwähnt, wird zum Bestätigen, dass das Drehmoment τ den ersten Schwellwert τ1 für eine bestimmte Zeit, was basierend auf dem gezählten Wert CT1 bestimmt wird, oder länger überschreitet, verwendet, wenn der Lastmodus zum Antreiben des Motors auf den Lastmodus 1 geändert wird; der Modus-1-Zeitzähler C1 wirkt als ein sogenannter Tiefpassfilter zum Beseitigen von Rauschen.
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Folglich ist es, selbst falls ein vorübergehender Fehler bei der Schätzung des Drehmoments τ durch die Überwachungsschaltung 18 auftritt, möglich, zu bestimmen, dass das Drehmoment τ des Motors 10 den ersten Schwellwert τ1 überschreitet, und die Zieldrehzahl zum Antreiben des Motors 10 auf die zweite Drehzahl ω2 festzulegen, ohne durch einen derartigen Fehler beeinflusst zu werden.
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Falls in Schritt S140 bestimmt wird, dass das Drehmoment τ des Motors 10 den zweiten Schwellwert τ2 überschreitet, schreitet der Prozess dann zu S210 zum Erhöhen des Modus-2-Zeitzählers C2 voran und schreitet zu S220 voran.
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Es wird in S220 bestimmt, ob ein Wert des Modus-2-Zeitzählers C2, der in S210 erhöht wird, gleich oder größer als ein voreingestellter Zählwert CT2 ist.
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Falls in S220 bestimmt wird, dass der Modus-2-Zeitzähler C2 nicht gleich oder größer als der Zählwert CT2 ist, schreitet der Prozess dann zu S130 voran; falls in S220 bestimmt wird, dass der Modus-2-Zeitzähler C2 gleich oder größer als der Zählwert CT2 ist, schreitet der Prozess dann zu S230 voran.
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Der Modus-2-Zeitzähler C2 wird in S230 gelöscht. Und in dem nachfolgenden S240 wird der Lastmodus zum Antreiben des Motors dann auf den Lastmodus 2 festgelegt. Der Prozess schreitet dann zu S130 voran.
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Falls der Modus in S240 auf den Lastmodus 2 festgelegt wird, ändert die Steuerung 20 dann den Steuerungsbetrag des Motors 10, so dass die Drehzahl ω des Motors 10, die bei der Überwachungsschaltung 18 geschätzt wird, die dritte Drehzahl ω3 ist, und schaltet die Antriebsdrehzahl des Motors 10 durch die Antriebsschaltung 14 auf die dritte Drehzahl ω3 um.
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Der Modus-2-Zeitzähler C2, wie oben erwähnt, wird zum Bestätigen, dass das Drehmoment τ den zweiten Schwellwert τ2 für eine bestimmte Zeit, was basierend auf dem Zählwert CT2 bestimmt wird, oder länger überschreitet, verwendet, wenn der Lastmodus zum Antreiben des Motors auf den Lastmodus 2 geändert wird; der Modus-2-Zeitzähler C2 wirkt als ein sogenannter Tiefpassfilter zum Beseitigen von Rauschen.
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Folglich ist es, selbst falls ein vorübergehender Fehler bei der Schätzung des Drehmoments τ der Überwachungsschaltung 18 auftritt, möglich, zu bestimmen, dass das Drehmoment τ des Motors 10 den zweiten Schwellenwert τ2 überschreitet, und die Zieldrehzahl zum Antreiben des Motors 10 auf die dritte Drehzahl ω3 festzulegen, ohne durch einen derartigen Fehler beeinflusst zu werden.
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Als Nächstes schreitet, falls in S160 bestimmt wird, dass das Drehmoment τ des Motors 10 nicht den ersten Schwellwert τ1 überschreitet, der Prozess dann zu S250 zum Löschen des Modus-1-Zeitzählers C1 voran.
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In dem nachfolgenden S260 wird das Drehmoment τ des Motors 10 von der Überwachungsschaltung 18 gelesen; es wird dann bestimmt, ob der gelesene Wert gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert τ3 ist.
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Falls in S260 bestimmt wird, dass das Drehmoment τ des Motors 10 größer als der dritte Schwellwert τ3 ist, wird dann ein Leerlaufzeitzähler C0 in S270 gelöscht, und der Prozess schreitet zu S130 voran.
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Falls in S260 bestimmt wird, dass das Drehmoment τ des Motors 10 gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert τ3 ist, schreitet der Prozess dann zu S280 zum Erhöhen des Leerlaufzeitzählers C0 voran, und schreitet dann zu S290 voran.
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Es wird in S290 bestimmt, ob ein Wert des Leerlaufzeitzählers C0, der in S280 erhöht wird, gleich oder größer als ein voreingestellter Zählwert CT0 ist.
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Falls in S290 bestimmt wird, dass der Leerlaufzeitzähler C0 nicht gleich oder größer als der Zählwert CT0 ist, schreitet der Prozess dann zu S130 voran; falls in S290 bestimmt wird, dass der Leerlaufzeitzähler C0 gleich oder größer als der Zählwert CT0 ist, schreitet der Prozess dann zu S300 voran.
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Der Leerlaufzeitzähler C0 wird in S300 gelöscht. Und in dem nachfolgenden S310 wird der Lastmodus zum Antreiben des Motors auf den Leerlaufmodus festgelegt. Der Prozess schreitet dann zu S130 voran.
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Falls der Modus in S310 auf den Leerlaufmodus festgelegt wird, ändert die Steuerung 20 dann den Steuerungsbetrag des Motors 10, so dass die Drehzahl ω des Motors 10, die bei der Überwachungsschaltung 18 geschätzt wird, die erste Drehzahl ω1 ist, und schaltet die Antriebsdrehzahl des Motors 10 durch die Antriebsschaltung 14 auf die erste Drehzahl ω1 um.
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Der Leerlaufzeitzähler C0, wie oben erwähnt, wird zum Bestätigen, dass das Drehmoment τ gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert τ3 für eine bestimmte Zeit, was basierend auf dem Zählwert CT0 bestimmt wird, oder länger ist, verwendet, wenn der Lastmodus zum Antreiben des Motors von dem Lastmodus 2 auf den Leerlaufmodus geändert wird; der Leerlaufzeitzähler C0 wirkt als ein sogenannter Tiefpassfilter zum Beseitigen von Rauschen.
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Folglich ist es, selbst falls ein vorübergehender Fehler bei der Schätzung des Drehmoments τ der Überwachungsschaltung 18 auftritt, möglich, zu bestimmen, dass das Drehmoment τ des Motors 10 gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert τ3 ist, und die Zieldrehzahl zum Antreiben des Motors 10 von der dritten Drehzahl ω3 auf die erste Drehzahl ω1 zu ändern, ohne durch einen derartigen Fehler beeinflusst zu werden.
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Wie oben erläutert worden ist, wird die Antriebssteuerung des Motors 10 in Übereinstimmung mit dem Betriebsmodus durchgeführt, der über die Betriebsfestlegungseinheit 22 festgelegt wird, wenn der Benutzer den Drückerschalter 16 der Säbelsäge 2 bei der vorliegenden Ausführungsform betätigt.
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Der Motor 10 wird bei der Drehzahl angetrieben, die in Übereinstimmung mit dem Ziehbetrag (Betätigungsbetrag) des Drückerschalters 16 ist, wenn der Betriebsmodus auf den normalen Modus festgelegt ist. Der Benutzer kann dadurch durch Festlegen des Betriebsmodus der Säbelsäge 2 auf den normalen Modus den Motor 10 in Übereinstimmung mit dem Betätigungsbetrag des Drückerschalters 16 drehen.
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Die Drehung des Motors 10 wird schrittweise in zwei Schritten, der Zieldrehzahl ω01 und der Zieldrehzahl ω02, basierend auf der Zustandsgröße (dem Drehmoment τ bei der vorliegenden Ausführungsform), die den Lastzustand des Motors 10 angibt, gesteuert, wenn der Betriebsmodus auf den ersten Modus festgelegt ist.
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Ähnlich der oben beschriebenen herkömmlichen Technik ermöglicht der erste Modus Dinge, wie z.B. Antreiben des Motors 10 bei einer niedrigen Drehzahl in der Leerlaufzeit, während derer die Klinge 9 nicht in Kontakt mit dem Werkstück ist; und Antreiben des Motors 10 bei einer hohen Drehzahl, wenn die Klinge 9 in Kontakt mit dem Werkstück kommt und das Werkstück bearbeitet werden muss.
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In diesem ersten Modus kann die Zeit verkürzt werden, die zum Schneiden eines Holzes, welches das Werkstück ist, erforderlich ist, und die Leistungseffizienz von Schneiden des Holzes kann durch Umschalten der Drehzahl ω des Motors 10 auf die hohe Drehzahl, wenn die Klinge 9 mit dem Holz in Kontakt kommt, verbessert werden.
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Der erste Modus ist somit für Bearbeiten eines Holzes geeignet, bei dem die Klinge 9 bei dem Beginn des Bearbeitens nicht rutscht, da die Drehzahl ω des Motors 10 in zwei Schritten, der niedrigen Drehzahl und der hohen Drehzahl, umgeschaltet wird.
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Falls jedoch der Motor 10 in einem Fall von Schneiden eines Eisenrohres 100 in dem ersten Modus gesteuert wird, wird dann die Drehzahl ω des Motors 10 auf die hohe Drehzahl umgeschaltet, wenn die Klinge 9 mit dem Eisenrohr 100 in Kontakt kommt und das Drehmoment τ des Motors 10 zunimmt; die Klinge 9 schwingt dann in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche der Klinge 9 und gleitet auf der Oberfläche des Eisenrohres 100, wie in 6A dargestellt ist. Folglich kann das Eisenrohr 100 nicht effizient geschnitten werden.
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In einem solchen Fall kann der Betriebsmodus bei der Säbelsäge 2 in der vorliegenden Ausführungsform auf den zweiten Modus zusätzlich zu dem zuvor erwähnten normalen Modus und ersten Modus festgelegt werden.
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In dem zweiten Modus wird die Drehung des Motors 10 schrittweise in drei Schritten basierend auf der Zustandsgröße (dem Drehmoment τ in der vorliegenden Ausführungsform), die den Lastzustand des Motors 10 angibt, gesteuert, bei denen die drei Schritte die erste Drehzahl ω1, die zweite Drehzahl ω2 und die dritte Drehzahl ω3 sind.
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Somit können Wirkungen (1) bis (3), wie unten beschrieben, erreicht werden, wenn das Eisenrohr 100 geschnitten wird, wie in 6B dargestellt ist, falls der Benutzer den Betriebsmodus der Säbelsäge 2 durch Betätigen der Betriebsfestlegungseinheit 22 auf den zweiten Modus festlegt.
- (1) Die Schwingung des Motors 10 kann zum Verringern eines Auftretens eines Geräuschs oder eines Funkrauschens sowie zum Verringern der verbrauchten elektrischen Leistung, die von dem Antrieb des Motors 10 erzeugt wird, durch Steuern der Drehzahl ω des Motors 10 auf die erste Drehzahl ω1 während der Leerlaufzeit, die von, wenn der Drückeschalter 16 betätigt wird, bis, wenn die Klinge 9 in Kontakt mit dem Eisenrohr 100 kommt und das Drehmoment τ des Motors 10 den ersten Schwellwert τ1 überschreitet, ist, verringert werden.
- (2) Die Drehzahl ω des Motors 10 kann so gesteuert werden, dass sie die zweite Drehzahl ω2 ist, die zum Ausbilden eines Einschnitts auf dem Eisenrohr 100 geeignet ist, so dass ein Gleiten der Klinge 9 auf der Oberfläche des Eisenrohrs 100 während einer Zeit von, wenn die Klinge 9 in Kontakt mit dem Eisenrohr 100 kommt und ein Einschnitt auf dem Eisenrohr 100 ausgebildet wird und der Benutzer die Klinge 9 zum Schneiden des Eisenrohrs 100 gegen das Eisenrohr 100 drückt, bis, wenn das Drehmoment τ des Motors 10 den zweiten Schwellwert τ2 überschreitet, verringert oder verhindert wird.
- (3) Eine Leistungseffizienz von Schneiden des Eisenrohrs 100 kann durch Steuern der Drehzahl ω des Motors 10, so dass sie die dritte Drehzahl ω3 ist, die zum Schneiden des Eisenrohrs 100 geeignet ist, zum Verkürzen der Zeit, die zum Schneiden des Eisenrohrs 100 erforderlich ist, wenn das Drehmoment τ des Motors 10 den zweiten Schwellwert τ2 überschreitet, verbessert werden.
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In dem obigen Fall muss der Benutzer nicht manuell die Drehzahl ω des Motors 10 in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungszustand eines Metallmaterials, wie z.B. des Eisenrohrs 100, anpassen; somit kann die Leistungsfähigkeit von Schneidbearbeitung des Metallmaterials verbessert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Drückerschalter 16 nicht nur zum Eingeben des Antriebsbefehls der Säbelsäge 2 (somit des Motors 10) ausgebildet, sondern ist auch dazu ausgebildet, im Stande zu sein, die Drehzahl ω des Motors, wenn er in dem normalen Modus ist, sowie die Obergrenze der Drehzahl des Motors 10, wenn er in dem Steuerungsmodus (in dem ersten Modus oder in dem zweiten Modus) ist, in Übereinstimmung mit dem Ziehbetrag des Drückerschalters 16 festzulegen.
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Somit kann der Benutzer gemäß der Säbelsäge 2 der vorliegenden Ausführungsform die Säbelsäge 2 sicher verwenden, da der Motor 10 darin beschränkt oder daran gehindert wird, über die Drehzahl ω hinaus, die durch den Benutzer über den Drückerschalter 16 bestimmt wird, angetrieben zu werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, falls das Drehmoment τ, das den Lastzustand des Motors 10 angibt, auf den dritten Schwellwert τ3, der niedriger als der erste Schwellwert τ1 ist, verringert wird, wenn der Motor 10 bei der dritten Drehzahl ω3 angetrieben wird, der Motor dann bei der ersten Drehzahl ω1 angetrieben.
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Mit anderen Worten wird bei der vorliegenden Ausführungsform, sobald die Drehzahl ω des Motors 10 auf die dritte Drehzahl ω3 erhöht wird, der Motor 10 weiter angetrieben, ohne seine Drehzahl zu verringern, bis das Drehmoment τ gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert τ3 ist.
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Somit kann es z.B. einen Höhenunterschied oder dergleichen, der für den Benutzer unerwartet ist, der auf der Schnittoberfläche des Eisenrohrs 100 ausgebildet wird, infolge eines Abfalls der Drehzahl ω des Motors 10 von der dritten Drehzahl ω3 auf die zweite Drehzahl ω2, wenn das Drehmoment τ aufgrund eines plötzlichen Lösens der Spannung des Benutzers beim Schneiden des Eisenrohrs 100 auf den zweiten Schwellwert τ2 verringert wird, verringern.
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Das heißt, die Drehzahl ω des Motors 10 kann gemäß der Säbelsäge 2 der vorliegenden Ausführungsform beim Bearbeiten des Metallmaterials bei der dritten Drehzahl ω3 aufrecht erhalten werden; es wird somit leicht, das Metallmaterial, wie durch den Benutzer beabsichtigt, zu bearbeiten.
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Auch wird gemäß der Säbelsäge 2 der vorliegenden Ausführungsform die Drehzahl ω des Motors 10 durch die Prozesse von S260 bis S310 auf die erste Drehzahl ω1 verringert, falls das Drehmoment τ des Motors 10 unter den dritten Schwellwert fällt, ohne den zweiten Schwellwert τ2 zu erreichen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es somit möglich, die verbrauchte elektrische Leistung in einem Fall, in dem das Drehmoment τ des Motors 10 den zweiten Schwellwert τ2 nicht erreicht, nachdem der Antrieb des Motors 10 gestartet wird, zu verringern.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Klingenhalter 8 einem Beispiel der Anbringungseinheit der vorliegenden Erfindung; die Steuerung 20 entspricht einem Beispiel der Steuerung der vorliegenden Erfindung; die Überwachungsschaltung 18 entspricht einem Beispiel der Lastzustandserfassungseinheit der vorliegenden Erfindung; und der Drückerschalter 16 entspricht einem Beispiel der Drehzahlfestlegungseinheit der vorliegenden Erfindung.
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Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin zuvor erläutert worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt und kann verschiedene Arten annehmen, ohne von dem Umfang des Wesens der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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(Abwandlung 1)
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform hat zum Beispiel erläutert, dass die Betriebsfestlegungseinheit 22 mit dem Wählschalter ausgebildet war, der die Position der Betätigungseinheit 24 in drei Modi zum Festlegen des Betriebsmodus der Säbelsäge 2 auf irgendeinen von dem normalen Modus, dem ersten Modus oder dem zweiten Modus umschalten konnte.
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Jedoch kann die Betriebsfestlegungseinheit 22 auch mit einem Drehschalter, wie in 7 dargestellt, zum Auswählen des Steuerungsmodus aus dem ersten Modus N1 und dem zweiten Modus N2 (nicht gezeigt); und zum Auswählen des normalen Modus aus einer Mehrzahl von Modi (dem normalen Modus 1, dem normalen Modus 2, dem normalen Modus 3...) mit verschiedenen Zieldrehzahlen für den Motor 10 in Übereinstimmung mit der Drehposition des Drehschalters ausgebildet sein.
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In diesem Fall kann, falls der Antriebsbefehl über den Drückerschalter 16 oder dergleichen eingegeben wird, wenn einer der normalen Modi 1, 2 oder 3 ausgewählt ist, der Motor 10 bei der Zieldrehzahl, die dem ausgewählten normalen Modus entspricht, angetrieben werden.
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(Abwandlung 2)
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform hat auch erläutert, dass die Drehzahl ω des Motors 10 schrittweise zwischen der voreingestellten Zieldrehzahl ω01 und ω02 oder zwischen der ersten Drehzahl ω1, der zweiten Drehzahl ω2 und der dritten Drehzahl ω3 umgeschaltet wurde, wenn der Betriebsmodus der Säbelsäge 2 auf den ersten Modus oder den zweiten Modus des Steuerungsmodus festgelegt war.
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Jedoch kann eine Steuerungsparameterfestlegungseinheit 30, wie in 8 dargestellt, vorgesehen sein, so dass der Benutzer derartige Steuerungsparameter, wie die Drehzahlen ω01, co02, ω1, ω2 und ω3 des Motors 10; und den Schwellwert τ01, τ02, τ1, τ2 und τ3 des Drehmoments τ, der zum Bestimmen, die Drehzahl zu ändern, verwendet wird, geeignet festlegen kann.
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Die Steuerungsparameterfestlegungseinheit 30, die in 8 dargestellt ist, ist mit einer numerischen Siebensegmentanzeigeeinheit 32 und zwei Betätigungsdruckknöpfen 34, die den numerischen Wert ändern und bestimmen, ausgebildet, so dass eine Art des festzulegenden Steuerungsparameters und ein Wert des ausgewählten Steuerungsparameters aus maximal 10 Arten unter Verwendung numerischer Werte von 0 (null) bis 9 ausgewählt werden können.
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Es sei angemerkt, dass diese Ausgestaltung ein Beispiel ist; die Steuerungsparameterfestlegungseinheit 30 kann irgendetwas sein, an das der Benutzer den Steuerungsparameter eingeben kann.
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(Abwandlung 3)
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform hat als nächstes erläutert, dass, wenn der Betriebsmodus der Säbelsäge 2 in dem zweiten Modus war, die Drehzahl ω des Motors 10 einmal in dem Lastmodus 2 auf die dritte Drehzahl ω3 erhöht wurde, dann der Lastmodus 2 aufrecht erhalten wurde, bis das Drehmoment τ auf den dritten Schwellwert τ3 verringert wird; die Drehzahl ω des Motors 10 wurde auf die erste Drehzahl ω1 in dem Leerlaufmodus zurückgebracht, wenn das Drehmoment τ gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert τ3 war.
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Jedoch kann, wie in 9 dargestellt, nachdem die Drehzahl ω des Motors 10 auf die dritte Drehzahl ω3 in dem Lastmodus 2 erhöht wird, die Drehzahl ω des Motors 10 auf die zweite Drehzahl ω2 in dem Lastmodus 1 zurückgebracht werden, wenn das Drehmoment τ gleich oder kleiner als ein vierter Schwellwert τ4 ist, der ein Wert zwischen dem zweiten Schwellwert τ2 und dem ersten Schwellwert τ1 ist; dann kann die Drehzahl ω des Motors 10 ferner auf die erste Drehzahl ω1 in dem Leerlaufmodus zurückgebracht werden, wenn das Drehmoment τ gleich oder kleiner als ein fünfter Schwellwert τ5 ist, der ein Wert kleiner als der erste Schwellwert τ1 ist.
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Infolge des Obigen kann, wenn das Drehmoment τ des Motors 10 verringert wird, die Drehzahl ω des Motors 10 schrittweise in der umgekehrten Richtung der Schritte dafür, wenn das Drehmoment τ des Motors 10 erhöht wird, wenn das Metallmaterial bearbeitet wird, verringert werden.
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In einem derartigen Fall kann daher eine scharfe Abnahme der Drehzahl ω des Motors 10 beschränkt oder verhindert werden, wenn Bearbeitung des Metallmaterials beendet wird; somit kann die Leistungsfähigkeit von Bearbeitung durch z.B. Verringern der Schwingung der Klinge 9, die verursacht wird, wenn das Metallmaterial wiederholt bearbeitet wird, verbessert werden.
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(Abwandlung 4)
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Wie in 10 dargestellt, kann, wenn die Drehzahl ω des Motors 10 in dem Lastmodus 2 einmal auf die dritte Drehzahl ω3 erhöht wird, die Drehzahl ω des Motors 10 bei der dritten Drehzahl ω3 in dem Lastmodus 2 aufrechterhalten werden, bis bestimmt wird, dass der Drückerschalter 16 in dem AUS-Zustand ist und der Betriebsstoppbefehl des Motors 10 eingegeben wird; der Antrieb des Motors 10 kann dann gestoppt werden, wenn der Drückerschalter 16 in dem AUS-Zustand ist.
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Die oben erwähnte Steuerung kann auf eine Stichsäge angewendet werden. Das heißt, dass die Klinge gelegentlich für einen Moment zum Ändern eines Winkels der Klinge im Verhältnis zu der Metallplatte beim Ziehen einer Kurve auf der Metallplatte mit der Stichsäge von der Metallplatte entfernt wird; der Motor ist während eines derartigen Moments in einem Leerlaufzustand. In diesem Fall wird, falls die Drehzahl ω des Motors jedes Mal, wenn der Motor in einem Leerlaufzustand ist, auf die erste Drehzahl ω1 verringert wird, die Leistungsfähigkeit von Bearbeiten für den Benutzer merkbar vermindert.
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Jedoch wird, wie in 10 dargestellt, falls die Drehzahl ω des Motors 10 gesteuert wird, dann die Drehzahl ω des Motors 10 bei der dritten Drehzahl ω3 aufrecht erhalten, bis der Drückerschalter 16 ausgeschaltet wird; daher kann Verminderung in Leistungsfähigkeit von Bearbeiten der Metallplatte mit der Stichsäge verringert werden.
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(Abwandlung 5)
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Die oben erwähnte Ausführungsform hat als nächstes erläutert, dass die Drehzahl ω des Motors 10 schrittweise in drei Schritten von der ersten Drehzahl ω1 auf die dritte Drehzahl ω3 erhöht wurde, wenn der Betriebsmodus der Säbelsäge 2 in dem zweiten Modus war.
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Jedoch kann die Drehzahl co des Motors 10 jedes Mal, wenn das Drehmoment τ des Motors 10 die drei Schwellwerte von dem ersten Schwellwert τ1 bis zu dem dritten Schwellwert τ3 überschreitet, schrittweise von der ersten Drehzahl ω1 auf die zweite Drehzahl ω2, auf die dritte Drehzahl ω3 und auf die vierte Drehzahl ω4 erhöht werden, wie in 11 dargestellt, wenn der Betriebsmodus der Säbelsäge 2 in dem zweiten Modus ist, oder wenn der Betriebsmodus der Säbelsäge 2 in einem neuen dritten Modus ist.
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Infolge des Obigen kann das hin- und herbewegende elektrische Kraftwerkzeug, wie z.B. die Säbelsäge 2, die Drehzahl ω des Motors 10 feiner in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungszustand des Werkstücks umschalten und kann somit die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verbessern.
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In diesem Fall kann ein Verfahren von Verringern der Drehzahl ω des Motors 10 nach Erhöhen der Drehzahl co des Motors 10 auf die vierte Drehzahl ω4 in dem Lastmodus 3 dasselbe wie die zuvor erwähnte Ausführungsform oder wie die Abwandlungen 3 und 4 sein.
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In einem Fall, in dem die Drehzahl co des Motors 10 schrittweise, wie oben erwähnt, geändert wird, kann die Anzahl von Drehzahländerungsschritten drei Schritte, wie bei der zuvor erwähnten Ausführungsform, oder vier Schritte, wie in der Abwandlung 5, oder größer als 4 Schritte sein.
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(Abwandlung 6)
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform und Abwandlungen haben erläutert, dass es die Bedingungen zum Umschalten der Drehzahl ω des Motors 10 waren, die Drehzahl ω des Motors 10 durch Verwenden des Drehmoments τ des Motors 10, das über die Überwachungsschaltung 18 geschätzt wurde, schrittweise zu erhöhen, wenn das Drehmoment τ den ersten Schwellwert τ1 überschritt, was die erste Bedingung war, und wenn das Drehmoment τ den zweiten Schwellwert τ2 überschritt, was die zweite Bedingung war.
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Jedoch können derartige Bedingungen (die erste Bedingung und die zweite Bedingung) basierend auf der Antriebszeit (der Erstzeit t1, der Zweitzeit t2 und der Drittzeit t3, wie in 12 gezeigt) des Motors 10 seit dem Start des Antriebs festgelegt werden, wie in 11 dargestellt ist.
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Infolge des Obigen ist die Abschätzung des Drehmoments τ durch die Überwachungsschaltung 18 nicht erforderlich; somit können die Kosten durch Vereinfachen der Geräteausgestaltung im Vergleich zu der zuvor erwähnten Ausführungsform verringert werden.
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In einem Fall, in dem die Zustandsgröße, die den Lastzustand des Motors 10 angibt, als eine Bedingung zum Umschalten der Drehzahl ω des Motors 10 verwendet wird, ist es nicht immer erforderlich, das Drehmoment τ des Motors 10 als die Zustandsgröße zu verwenden, wie bei der zuvor erwähnten Ausführungsform. Der Strom, der in den Motor 10 fließt, die Drehzahl des Motors 10 oder die Kombination dieser kann als die Zustandsgröße verwendet werden.
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform hat erläutert, dass das Drehmoment τ und die Drehzahl co des Motors 10 basierend auf dem Strom und der Spannung des Motors 10 durch Verwenden der Überwachungsschaltung 18 geschätzt wurden und zum Steuern des Antriebs des Motors 10 verwendet wurden. Jedoch können das Drehmoment τ und die Drehzahl ω des Motors 10 direkt durch Verwenden eines Drehmomentsensors und eines Drehsensors erfasst werden.
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Auch kann ein Parameter, der von der Zustandsgröße, die den Lastzustand des Motors 10 angibt, oder von der verstrichenen Zeit, seit der Antrieb des Motors 10 gestartet ist, als die Bedingung zum Umschalten der Drehzahl ω des Motors 10 verwendet werden. Alternativ kann die Drehzahl ω des Motors 10 schrittweise in Übereinstimmung mit einem Drehzahländerungsbefehl, der durch den Benutzer durch Betätigen des Betätigungsschalters eingegeben wird, umgeschaltet werden.
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform und Abwandlungen haben erläutert, dass die vorliegende Erfindung auf eine Säbelsäge oder eine Stichsäge angewendet werden könnte. Jedoch kann, ähnlich der zuvor erwähnten Ausführungsform, die vorliegende Erfindung auch auf ein beliebiges elektrisches Kraftwerkzeug angewendet werden, solange es ein elektrisches Kraftwerkzeug ist, das ein Werkstück durch Hin- und Herbewegen eines Werkzeugeinsatzes bearbeitet.
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Die zuvor erwähnte Ausführungsform und Abwandlungen haben erläutert, dass der Schwellwert zum Verringern der Drehzahl ω (mit anderen Worten, die Bedingung zum Umschalten der Drehzahl) des Motors 2 auf einen von dem Schwellwert zum Erhöhen der Drehzahl ω des Motors 2 verschiedenen Wert festgelegt wurde. Jedoch kann der Schwellwert zum Verringern der Drehzahl ω des Motors 2 auf denselben Wert wie der Schwellwert zum Erhöhen der Drehzahl ω des Motors 2 festgelegt werden. Zum Beispiel können in dem Fall der zuvor erwähnten Ausführungsform der erste Schwellwert τ1 und der dritte Schwellwert τ3 auf denselben Wert festgelegt werden.
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(Abwandlung 7)
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Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform und Abwandlungen kann der Drückerschalter 16 mit einem Einschaltsperrmechanismus 17 (siehe 1) ausgestattet sein, der den Drückerschalter 16 bei dem maximalen Ziehbetrag hält.
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In Kürze kann gemäß der zuvor erwähnten Ausführungsform die Drehzahl des Motors 10 auf zwei oder mehr Schritte von der Drehzahl der Leerlaufzeit nach Aktivierung umgeschaltet werden; somit ist eine Feineinstellung der Drehzahl durch den Drückerschalter 16 unnötig.
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Daher kann gemäß der zuvor erwähnten Ausführungsform, obwohl der Drückerschalter 16 durch die Funktion (die Einschaltsperrfunktion) des Einschaltsperrmechanismus 17, der in dem Drückerschalter 16 enthalten ist, mit dem maximalen Ziehbetrag gehalten wird, das Werkstück immer noch wirksam bearbeitet werden, und erforderliche Arbeit beim Bearbeiten des Werkstücks kann immer noch wirksam durchgeführt werden.
