JP2014133277A

JP2014133277A - 電動工具

Info

Publication number: JP2014133277A
Application number: JP2013001841A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kawamata; 伸治川又; Tetsuo Ehata; 哲夫江幡
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2014-07-24

Abstract

【課題】作業形態に応じた制御を自動的に実行することの可能な電動工具を提供する。
【解決手段】モータハウジング３は、ホイルガード７との対向面にホール素子等の磁気センサ８を有する。また、ホイルガード７は、モータハウジング３との対向面にマグネット９を有する。磁気センサ８は、マグネット９の発生する磁界を検出する。研削作業時と切断作業時とでは磁気センサ８とマグネット９の相対位置が変わるため、制御回路は、磁気センサ８の出力信号によりホイルガード７の相対位置、すなわち研削作業か切断作業かを検出し、作業形態に応じた制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクグラインダ等の電動工具に関する。

一般に、ディスクグラインダには、切削作業時に発生する切削粉や火花等の飛散を防止するホイルガードが設けられる。ホイルガードは、例えば、円形砥石の作業者側の約半分を覆うように砥石の回転軸と同軸に取り付けられる。ホイルガードの軸回り方向位置は任意に変更可能である。研削作業から切断作業まで対応したディスクグラインダも知られており、こうしたディスクグラインダでは、研削作業時と切断作業時とでホイルガードの軸回り方向位置を変更する。

特開２０１１−１２５９８３号公報（本出願人提案）

グラインダでの研削作業と切断作業とでは適切な回転数やトルクが異なるため、単一の制御では双方の作業で良好な仕上がりにすることが難しい。ここで、制御の切替えを使用者が手動で行うことも考えられるが、切替え作業が煩雑であり、また切替え忘れ等のミスが生じる問題がある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、作業形態に応じた制御を自動的に実行することの可能な電動工具を提供することにある。

本発明のある態様は、電動工具である。この電動工具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられたモータと、作業形態に応じて前記ハウジングに対する相対位置が変更される部材と、前記部材の前記相対位置を検出する位置検出手段と、前記相対位置に応じて前記モータを制御する制御部とを備える。

前記電動工具がグラインダであり、前記部材がホイルガードであってもよい。

前記制御部は、前記相対位置に応じて前記モータの最大許容電流を変化させてもよい。

前記制御部は、前記相対位置に応じて前記モータの目標回転数を変化させてもよい。

前記位置検出手段は、前記ハウジングに設けられた磁気センサと、前記部材に設けられたマグネットとを含んでもよい。

前記位置検出手段は、前記ハウジングに設けられたスイッチと、前記部材に設けられて所定の相対位置で前記スイッチを押す凸部とを含んでもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、作業形態に応じた制御を自動的に実行することの可能な電動工具を提供できる。

本発明の実施の形態１に係る電動工具としてのディスクグラインダ１の、研削作業時の外観図。図１の要部拡大図。図１に示すディスクグラインダ１の、切断作業時の外観図。図３の要部拡大図。図１に示すディスクグラインダ１の機能ブロック図。図１に示すディスクグラインダ１の制御の流れを示すフローチャート。本発明の実施の形態２に係る電動工具としてのディスクグラインダの、研削作業時の要部拡大平面図。同要部拡大正面図。図７に示すディスクグラインダの、切断作業時の要部拡大平面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動工具としてのディスクグラインダ１の、研削作業時の外観図である。図２は、図１の要部拡大図である。図３は、図１に示すディスクグラインダ１の、切断作業時の外観図である。図４は、図３の要部拡大図である。図５は、図１に示すディスクグラインダ１の機能ブロック図である。ディスクグラインダ１は、モータハウジング３（例えば樹脂製）と、テールカバー４（例えば樹脂製）と、ギヤカバー５（例えばアルミ合金等の金属製）と、砥石６と、ホイルガード７と、磁気センサ８と、マグネット９とを備える。

モータハウジング３は、駆動源となるモータ１３（図５）を内蔵する。テールカバー４は、モータハウジング３の後方に取り付けられ、ディスクグラインダ１の制御基板（図５のマイコン１６等を搭載）を内蔵する。テールカバー４の後端部には外部の交流電源１１（図５）に接続される電源コード１０が設けられる。また、テールカバー４には電源をオンオフする電源スイッチ１４（図５）が設けられる。電源スイッチ１４は例えばスナップスイッチやパドルスイッチである。ギヤカバー５は、モータハウジング３の前方にネジ止め等で取り付け固定される。ギヤカバー５の内部には、不図示の駆動伝達手段（減速機構部）が収容される。駆動伝達手段は、例えば２つの傘歯車によってモータ１３の回転を約９０度変換して不図示のスピンドルに伝達する。砥石６は、前記スピンドルに不図示の固定部材により同軸かつ着脱自在に取り付けられ、前記スピンドルと一体に回転する。ホイルガード７は、不図示のスピンドルケースに取り付けられて円形の砥石６の約半分を覆い、切削作業時に発生する切削粉や火花等の飛散を防止する。ホイルガード７の取付け構造は従来と同様でよく、ホイルガード７の軸回り方向位置は任意に変更可能である。また、特許文献１と同様にホイルガード７の回転ストップ機構を設けてホイルガード７の回転可能範囲を制限してもよい。

図１及び図２に示す研削作業時（グラインダモード）と、図３及び図４に示す切断作業時（カッタモード）とでは、ホイルガード７の軸回り方向位置が異なる。すなわち、ホイルガード７は、作業形態（例えば作業姿勢や作業種類）に応じてハウジングに対する相対位置が変更される部材である。なお、ハウジングは、モータハウジング３、テールカバー４、及びギヤカバー５を総括した概念であってもよいし、モータハウジング３のみを示すものであってもよい。

本実施の形態では、図１及び図２に示す研削作業時と、図３及び図４に示す切断作業時とで異なる制御を実施する。例えば、研削作業は切断作業と比較して負荷が小さくてよく且つ高速回転させすぎると仕上げ面が良くならない場合があるため、研削作業の場合の最大負荷（最大許容電流）と目標回転数を切断作業の場合より低く設定する。こうした制御の切替を自動的に行うために、本実施の形態ではホイルガード７の相対位置を検出する。具体的には、モータハウジング３のホイルガード７との対向面にホール素子等の磁気センサ８を固定し、また、ホイルガード７のモータハウジング３との対向面にマグネット９を固定する。磁気センサ８は、マグネット９の発生する磁界を検出する。磁気センサ８及びマグネット９はホイルガード７の相対位置を検出する位置検出手段を成す。図２及び図４の対比から明らかなように、研削作業時と切断作業時とでは磁気センサ８とマグネット９の相対位置が変わるため、制御回路１２は、磁気センサ８の出力信号によりホイルガード７の相対位置、すなわち研削作業か切断作業かを検出できる。

図５に示す制御回路１２において、電源回路１５は、交流電源１１からの供給電圧を所定レベルの直流電圧に変換してマイコン１６に供給する。マイコン１６は、回転数センサ１７の出力信号によりモータ１３の回転数を検出し、モータ１３に直列接続された抵抗１９の端子電圧によりモータ１３の電流（負荷）を検出し、磁気センサ８の出力信号によりホイルガード７の相対位置を検出し、それらの情報に基づいてモータ１３に直列接続されたスイッチング素子１８（例えばＦＥＴ）のオンオフを制御する（例えばＰＷＭ制御する）。

図６は、図１に示すディスクグラインダ１の制御の流れを示すフローチャートである。使用者が電源スイッチ１４をオンすると（Ｓ１のＹｅｓ）、マイコン１６は、磁気センサ８の出力信号によりホイルガード７の相対位置を検出する（Ｓ２）。マイコン１６は、ホイルガード７の相対位置が図１及び図２に示す研削位置であれば（Ｓ３のＹｅｓ）、モータ１３を起動し（Ｓ４）、研削モードでモータ１３を制御する（Ｓ５）。研削モードにおいては、例えば、モータ１３の目標回転数を8,000min^-1、最大許容電流（最大許容負荷）を５Ａとする。マイコン１６は、ホイルガード７の相対位置が図３及び図４に示す切断位置であれば（Ｓ３のＮｏ、Ｓ４のＹｅｓ）、モータ１３を起動し（Ｓ７）、切断モードでモータ１３を制御する（Ｓ８）。切断モードにおいては、例えば、モータ１３の目標回転数を11,000min^-1、最大許容電流（最大許容負荷）を１０Ａとする。これらの制御は使用者が電源スイッチ１４をオフするまで継続する（Ｓ１１のＮｏ）。マイコン１６は、ホイルガード７の相対位置が研削位置でも切断位置でもない場合は（Ｓ６のＮｏ）、モータ１３を起動しない又はモータ１３を停止する（Ｓ９）。これは、例えばホイルガード７が取り付けられていない場合の制御である。この場合、マイコン１６は、電源スイッチ１４が一度オフにならない限り、後からホイルガード７を取り付けてもモータ１３を起動しない（Ｓ１０のＮｏ）。これによりホイルガード７を取り付けた際に不意にモータ１３が起動することを防止できる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 制御回路１２は、ホイルガード７の相対位置により作業形態（ここでは研削作業か切断作業か）を検出するので、作業形態に応じた制御を自動的に実行することができる。このため、使用者は、制御の切替にあたりホイルガード７の相対位置を作業形態に応じて変更するだけでよく、切替え作業の煩雑さが無く、また切替え忘れ等のミスも生じない。

(2) 制御回路１２は、ホイルガード７が取り付けられていない場合はモータ１３を起動しないため、信頼性が高い。

実施の形態２
図７は、本発明の実施の形態２に係る電動工具としてのディスクグラインダの、研削作業時の要部拡大平面図である。図８は、同要部拡大正面図である。図９は、図７に示すディスクグラインダの、切断作業時の要部拡大平面図である。このディスクグラインダは、実施の形態１に示したものと比較して、ホイルガード７の相対位置の検出をマイクロスイッチ２０,２１（スイッチの例示）及び凸部２２で行っている点で相違し、その他の点で一致する。マイクロスイッチ２０,２１は、モータハウジング３のホイルガード７との対向面に設けられる。凸部２２は、ホイルガード７のモータハウジング３との対向面に設けられる。図７及び図８に示すように研削作業の場合は凸部２２がマイクロスイッチ２０を押し、図９に示すように切削作業の場合は凸部２２がマイクロスイッチ２１を押す位置関係となっている。制御回路１２はマイクロスイッチ２０,２１のいずれが押されているかにより研削作業か切断作業かを検出する。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

電動工具はコードレスタイプであってもよい。電動工具は、作業形態に応じてハウジングに対する相対位置が変更される部材を有するものであれば、ディスクグラインダ以外のものであってもよい。

１ディスクグラインダ、３モータハウジング、４テールカバー、５ギヤカバー、６砥石、７ホイルガード、８磁気センサ、９マグネット、１０電源コード、１１交流電源、１２制御回路、１３モータ、１４電源スイッチ、１５電源回路、１６マイコン、１７回転数センサ、１８スイッチング素子、１９抵抗、２０，２１マイクロスイッチ、２２凸部

Claims

ハウジングと、前記ハウジング内に設けられたモータと、作業形態に応じて前記ハウジングに対する相対位置が変更される部材と、前記部材の前記相対位置を検出する位置検出手段と、前記相対位置に応じて前記モータを制御する制御部とを備える、電動工具。
グラインダであり、前記部材がホイルガードである、請求項１に記載の電動工具。
前記制御部は、前記相対位置に応じて前記モータの最大許容電流を変化させる、請求項１又は２に記載の電動工具。
前記制御部は、前記相対位置に応じて前記モータの目標回転数を変化させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
前記位置検出手段は、前記ハウジングに設けられた磁気センサと、前記部材に設けられたマグネットとを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動工具。
前記位置検出手段は、前記ハウジングに設けられたスイッチと、前記部材に設けられて所定の相対位置で前記スイッチを押す凸部とを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動工具。