JP2016101648A - バンドソー - Google Patents

Abstract

【課題】帯鋸のロック状態の発生を事前に予測して、効果的な予防措置を行うようにしたバンドソーを提供する【解決手段】ループを為す帯鋸をモータにより回転させるバンドソーにおいて、制御装置はモータ電流４２により所定の負荷を検知したら、モータの正転を停止し（時刻ｔ１）、モータを逆転させて（時刻ｔ２〜ｔ３）、帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させる。逆転時のモータの回転数は、正転時のモータの回転速度よりも低速とし、帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させたら、モータを一旦停止させ、その後にモータを正転させるように構成した（時刻ｔ３以降）。このように、モータのロックを回避するための“ロック回避逆転モード”を設けたので、帯鋸の刃欠けや帯鋸の折損を抑制することができる。【選択図】 図３

Description

本発明はモータを動力源とし、鋸車に張架された帯鋸により切断等の加工を行うバンドソーに関し、特に、モータのロック状態の発生を事前に検知して回避するように制御するバンドソーに関する。

特許文献１に示すような携帯型のバンドソー（帯鋸盤）が広く用いられている。従来の携帯型バンドソーは、給電用の電源コードにより給電される交流電力によってモータが駆動され、モータによって回転駆動される駆動鋸車と従動鋸車の間にエンドレスの帯鋸（バンドソー）を張架することによって鉄パイプ等の被切断材を切断する電動工具である。携帯型バンドソーによって切断作業を行う場合は、作業者は一方の手でハンドル部を把持し、他方の手で補助ハンドルを把持して携帯型バンドソーを被切断材の上側に移動させ、帯鋸の面方向が、切断予定面と一致するように位置づける。そして作業者はスイッチを押すことにより、帯鋸を回転方向に回転させ、この状態にて帯鋸の刃（鋸刃）を被切断材に向けて下方に移動させると、被切断材が切断される。

特開２０１２−１３９７５３号公報

特許文献１に示すバンドソーは手持ち式の工具であるため、作業者が鋸刃の押し付け荷重を過大に増やしたり、刃先に部分的な摩耗等が存在したりすると、鋸刃と被切断材が急激に食い込み、負荷が増大することにより帯鋸の回転が停止してモータがロックしてしまう恐れがあった。このようなロック状態の発生は、モータを損傷させる恐れがある上に、帯鋸がロックしてしまうと刃欠けの原因にもなる。また、ロック状態において作業者がバンドソーを被切断材から離そうとしてねじってしまうと、帯鋸を破損させてしまう恐れもあった。さらに、ロック状態が発生する前でも、モータの回転が低下した重負荷状態のまま強引に作業を続けて被切断材を切断すると、帯鋸と被切断材がかじりやすくなり、鋸刃と被切断材が結合する等の鋸刃ロックが発生して鋸刃折損に至る恐れがあった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、帯鋸のロック状態の発生を事前に予測して、効果的な予防措置を行うようにしたバンドソーを提供することにある。
本発明の他の目的は、帯鋸のロック状態が発生しそうになったら帯鋸をわずかに逆回転させることによって鋸刃の刃欠けや鋸刃折損を回避するようにしたバンドソーを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、帯鋸をわずかに逆回転させた後に、自動的に正転させることにより帯鋸のロック状態の予防措置を取って、切断作業を中断すること無く再び作業を継続できるようにしたバンドソーを提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、ループを為す帯鋸を走行移動させるホイールと、ホイールを回転駆動するモータと、モータの回転を制御する制御装置を有するバンドソーであって、制御装置は所定の負荷を検知したら、モータを逆転させて帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させるように構成した。バンドソーには、さらにモータの回転速度検出器と、モータに流れる電流を検出する電流検出器を設け、制御装置は回転速度検出器と電流検出器を用いてモータのロック状態を予測又は検知する。ここで、帯鋸を逆方向させる所定量は、帯鋸に形成される鋸刃の複数個分の距離から、バンドソーの最大切断長Ｗ以上の距離の範囲内で設定すれば良い。このように、本発明ではモータロックを予測した時にモータを停止させ、帯鋸を停止前と逆方向に所定距離だけ移動するようにモータを逆転制御する。帯鋸の移動量の制御は、帯鋸の移動を直接的又は間接的に検出する検出手段を設けて検出すると良い。また、制御装置がモータの逆転量を検出することにより帯鋸の逆方向の移動量を検出しても良い。このように本実施例では“ロック回避逆転モード”を設けたので、モータが停止した後に鋸刃を加工材から容易に取り外すことが可能となる。

本発明の他の特徴によれば、逆転時のモータの回転数は、正転時のモータの回転速度よりも低速とし、帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させたら、モータを一旦停止させ、その後にモータを正転させるように構成した。この構成によりロック状態を検知したら自動で回復動作を行うことができ、切断作業を自動的に再開できる。この再開においてロックした刃先部分と異なる刃先部分が被切断材に当たる状態にて作業を開始できる。また、モータの逆転後に正転させる時に、所定の速度勾配を用いたソフトスタートにてモータを起動させるようにしたので、正転から逆転に移行するときの反動を小さく抑えることができる。尚、再スタートは、起動電流を高くして高トルク状態で勢いよく起動しても良い。このように高トルクにて起動すればロック状態からの回復を確実に行うことができる。

本発明のさらに他の特徴によれば、ロック状態からの回復動作中において、所定の負荷の検出回数が所定回数に達した場合は、モータを停止させて切断作業を中止する。この中止によって、異常状態を検知後の余計な作業を抑制し、鋸刃寿命を向上させることができる。切断作業を中止したことを、光又は／及び音による報知手段にて知らせると、作業者は障害の発生を容易に認識することができる。

本発明のバンドソーでは、モータロックを予測或いは検知した時にモータを停止させて、帯鋸を停止前と逆方向に所定距離だけ走行移動するようにモータを逆転制御するので、鋸刃の刃欠け、鋸刃ロックによる鋸刃折損を抑制可能とすることができる。特に、帯鋸を逆回転させることにより、鋸刃の斜め部におる作用で破損や食い込んだ鋸刃が加工材から離れるためロック解除を確実に行うことができる。

本発明の実施例に係るバンドソー１の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施例に係るバンドソー１のモータの駆動制御系の構成を示すブロック図である。 モータ２０の回転速度とモータに流れる電流値の時間変化を示した図である。 帯鋸による被切断材の切断状態を説明するための図である。 本発明の実施例に係るバンドソーの切断時の動作を示すフローチャート図である（その１）。 本発明の実施例に係るバンドソーの切断時の動作を示すフローチャート図である（その２）。 従来のバンドソーを定置式スタンドに設置した状態を示す側面図である。 従来のバンドソーにおけるモータの回転速度とモータに流れる電流値の時間変化を示した図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては上下方向、帯鋸の回転方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係るバンドソー１の正面図である。バンドソー１は、図示しない給電用の電源コードにより給電される交流電力によって駆動され、帯鋸８の走行により図示しない被切断物を切断するための電動工具である。給電がなされた状態で、作業者がトリガ式のスイッチ１２を操作すると、ハウジング６内に配置された図示しないモータが回転する。バンドソー１のハウジング６の一方側には、本発明における第一のホイールとしての駆動鋸車（図示せず）を収容するための鋸車ベース４が設けられ、他方側には従動鋸車（第二のホイール、図示せず）を収容するための鋸車ベース５が設けられる。鋸車ベース４、５は広義のハウジング（筐体）の一部を構成するものであって鋸車を軸支するためのフレームの役目を兼用し、鋸車ベース４、５とハウジング６は一体式に又は別体式に製造される。駆動鋸車と従動鋸車にはループ状でエンドレスの帯鋸（バンドソー）８が張架される。モータは、図示しない回転伝達機構によって駆動鋸車を回転させる。モータにより回転駆動される駆動鋸車は、その回転力を帯鋸８に伝達し、帯鋸８を周回移動させる。従動鋸車は、周回移動する帯鋸８によって駆動歯車に対して従動的に回転する円形の滑車である。ハウジング６の右側の一端部にはハンドル部１３が設けられ、上方左側付近（他端部）には補助ハンドル１５が設けられる。スイッチ１２の上側には、スイッチ１２を引いた状態（オン状態）でロックすることができるように、オンロックボタン１４が設けられる。

バンドソー１で被切断材を切断する際は、帯鋸８が正回転方向９（切断時の回転方向）に回転するため、この回転によって被切断材が正回転方向９と同方向に押されるため、押される側（駆動鋸車が設けられる側）にガイドプレート１０が設けられる。ガイドプレート１０は、被切断材の大きさ・形状あるいは、被切断材（既設管等）等とのスペースに応じて設定された形状と大きさを有しており、正回転方向９と直交する方向、即ち切断方向に移動調整可能に構成される。鋸車ベース４、５の下側付近であって開口部１８の近傍には、帯鋸８を挟持案内するための帯鋸ガイド７、１７が設けられる。帯鋸ガイド７、１７はそれぞれ２つのガイドローラを有し、２つのガイドローラは帯鋸８の外周面と内周面に接するように配置される。また、帯鋸ガイド７、１７は駆動鋸車又は従動鋸車の外周面に対して帯鋸８を所定の角度だけ斜め（６０度未満）になるように捻るようにして、切断部位における帯鋸８の角度を変えている。捻られた帯鋸８の角度は、ハウジング６の正立方向とほぼ平行となる角度である。この結果、開口部１８において露出する帯鋸８は、図示しない被切断材の長手方向（軸方向）に対してほぼ垂直に押し当てられ得る角度になる。鋸車ベース５のほぼ中央付近には、帯鋸８の周速設定用の速度調整ダイヤル２７が設けられ、速度調整ダイヤル２７を回転させることによってモータの回転速度を設定できる。速度調整ダイヤル２７の下方には従動鋸車３の位置を正回転方向９と同方向又は逆方向に調整することにより帯鋸８の取付け又は取り外したり、張り具合を調整したりするためのテンションレバー１９が設けられる。

作業者はメインスイッチ２５をオンにした後に、一方の手でハンドル部１３を把持して、他方の手で補助ハンドル１５を把持し、バンドソー１を図示しない被切断材の上側に移動させ、帯鋸８の面方向が、切断予定面と一致するように位置づける。そして作業者はスイッチ１２を押すことにより、帯鋸８を正回転方向９に回転させ、この状態にてバンドソー１を被切断材に向けて下方に移動させる。この際、帯鋸８の面方向が鉄パイプ等の被切断材と正しい角度（鉄パイプならその長手方向と垂直方向）に位置させながらバンドソー１を鉛直方向に正しく移動させることが重要である。

バンドソー１は作業者が把持しながら作業をするだけでなく、図７に示すような定置式スタンド１０１に取り付けて切断作業を行うことも可能である。定置式スタンド１０１はベース１０２を有し、ベース１０２には切断すべき被切断材（図示せず）を固定するための固定手段（バイス装置）が装着される。バイス装置は、被切断材を支持する固定バイス１１０と可動バイス１１１が対向するように配置したものであり、可動バイス１１１を移動させるためのノブ１１３を有するネジ１１２を有する。ベース１０２に対するネジ１１２の固定は、クラッチ１１４を介して行われる。ベース１０２からは、車輪１０４付きの延長ベース１０３が延びるように設けられ、延長ベース１０３には、揺動軸１０５によってヒンジ１０７が軸支される。ヒンジ１０７の揺動軸１０５と同軸には、捻りバネ等のスプリング１０６が設けられる。ヒンジ１０７の揺動軸１０５とは離れた端部側にはバンドソー１を保持するための装着部１０８が設けられる。装着部１０８にバンドソー１を取り付けて、ネジ１０９にて固定することによりバンドソー１が定置式スタンド１０１に固定される。

作業者は、図示しない被切断材をベース１０２の上面に載せ、クラッチ１１４を動作させて可動バイス１１１を移動させて被切断材に突き当てる。次にノブ１１３を回転させて被切断材を固定する。次にバンドソー１を矢印１２０のように移動させて帯鋸８を被切断材に押し当て、スイッチ１２をオンにする。帯鋸８に衝撃が掛からないように、帯鋸８に加える荷重は、バンドソー１の自重のみとして、無理に荷重をかけないようにする。作業者は切り終わったらスイッチ１２をオフにする。こうした作業の際に、バンドソー１の自重のみで切断ができるのでオンロック機構があると大変使いやすい。そこで本実施例のバンドソー１では、スイッチのトリガを引いた状態（オン状態）を維持できるように、いわゆるオンロック機構を設けた。オンロック機構は、スイッチ１２を引いた状態で、オンロックボタン１４を操作することによってスイッチ１２のトリガ部が元の位置に戻ることを制限するもので、ここではオンロックボタン１４を操作することによりトリガ部の移動を阻止するようにした。オンロック状態を解除するには、作業者が再度スイッチ１２を引くことによってオンロックが解除される。

図２は本発明の実施例に係るバンドソー１の制御装置のブロック回路図である。本実施例では、モータ２０は３相のブラシレスＤＣモータで構成される。モータ２０は、いわゆるインナーロータ型で、一対のＮ極およびＳ極を含む永久磁石を埋め込んで構成されたロータ２０ｂと、電気角１２０°の電流の通電区間に制御されるスター結線された３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗからなるステータ２０ａを含んで構成される。モータ２０の近傍には、ロータ２０ｂの回転位置を検出するために６０°毎に配置された３つの位置検出素子２６ａ〜２６ｃが設けられる。

インバータ回路２３は、３相ブリッジ形式に接続された６個のＦＥＴ（以下、単に「トランジスタ」という。）Ｑ１〜Ｑ６と、ＦＥＴにそれぞれ接続されるフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６から主に構成される。インバータ回路２３への入力用電源として、本実施例では直流源１１から供給される直流を用いる。本実施例では、電源コードを用いて供給される商用電源（交流）を図示しない整流回路を用いて直流源１１としても良いし、ニカド電池、リチウムイオン電池等の二次電池を直流源１１としても良い。ブリッジ接続された６個のトランジスタＱ１〜Ｑ６の各ゲートはゲートドライバ２２に接続され、ソースまたはドレインはスター結線された電機子巻線Ｕ、ＶおよびＷに接続される。これらの接続によって、６個のトランジスタＱ１〜Ｑ６は、ゲートドライバ２２から出力された駆動信号によってスイッチング動作を行い、インバータ回路２３に印加される直流を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）交流Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する。

インバータ回路２３の制御や,モータ２０のオンオフ及び回転速度制御はマイコン（マイクロコンピュータ）２１によって制御される。電流検出器（モータ電流検出手段）２４は、モータ電流値を検出し、マイコン２１に内蔵のＡ／Ｄ変換器に入力する。電流検出器２４はインバータ回路２３と直流源１１との間に直列に接続されたシャント抵抗２４ａと、シャント抵抗２４ａの両端の電圧を測定して差分をとる差動増幅器２４ｂを含んで構成され、差動増幅器２４ｂの出力がマイコン２１に入力される。マイコン２１のＡ／Ｄ変換器にはさらに、スイッチ１２の出力と、速度調整ダイヤル２７に接続される可変抵抗器（図示せず）の出力が入力される。マイコン２１は、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するためのＣＰＵと、後述するフローチャートを実行するプログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、タイマ等を含んで構成される。マイコン２１は電流検出器２４によってモータ２０に流れる電流値を監視する。本実施例ではシャント抵抗２４ａを直流源１１とインバータ回路２３の間に設けてＦＥＴに流れる電流値を検出する方式であるが、シャント抵抗２４ａをインバータ回路２３とモータ２０の間に設けて、モータ２０に流れる電流を直接検出するようにしても良い。

スイッチ１２は、トリガレバーの移動ストロークに応答してオン又はオフのいずれかの状態に切り替わる切り替えスイッチであり、この出力がＨｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号（又はゼロ信号）がマイコン２１に入力される。スイッチ１２のトリガレバーには、オン状態の時に機械的にロック可能となるようにオンロックボタン１４が設けられる。速度調整ダイヤル２７は、図示しない可変抵抗器を含んで構成され、可変抵抗器の出力がマイコン２１のＡ／Ｄ変換器に入力されることにより、マイコン２１はモータの回転速度（＝帯鋸の走行速度）の設定値を識別することができる。マイコン２１はモータ２０のロータ２０ｂの回転位置を検出するホールＩＣ等の位置検出素子２６ａ〜２６ｃが出力する位置信号に基づき、モータ２０の回転速度を検出すると共に、内蔵のタイマモジュールによりトランジスタＱ１〜６のＰＷＭデューティ比の設定及び転流制御を行い、モータ２０の回転速度と回転方向を制御する。この際、速度調整ダイヤル２７の設定量に応じてモータ２０の印加電圧、すなわちＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。このように、本実施例における回転速度検出器はマイコン２１と位置検出素子２６ａ〜２６Ｃからなる。ゲートドライバ２２は、マイコン２１からの出力に基づいてトランジスタＱ１〜Ｑ６にＰＷＭ信号を供給する。ＰＷＭ信号のパルス幅の制御によって各電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する電力を調整し、設定した回転方向へのモータ２０の回転速度を制御する。マイコン２１には、帯鋸８の異常状態を報知するための手段、即ちＬＥＤ２９とそれを点灯させるためのＬＥＤドライバ２８が接続される。尚、帯鋸８の異常状態を報知する手段は、光だけで無く音も併用して報知するように構成しても良い。

ここで本実施例のモータ２０の制御を説明する前に、ここで図８を用いて従来のモータの回転速度と電流の関係を説明する。図８において（１）と（２）の横軸は時間（単位ｓｅｃ）であって共に同じ時間軸で示している。（１）の縦軸はモータ２０の回転速度であり、（２）の縦軸は電流検出器２４によって検出されたモータ電流（単位Ａ）である。時間０においてモータ２０が始動すると、帯鋸８が被切断材に食い込むようにして切断されるため、モータ２０に加わる負荷の変動に伴いモータ２０の回転速度１４１が矢印１４１ａのように増大し、モータ２０に流れる電流値１４２が矢印１４２ａ〜１４２ｂのように増加する。ここで何らかの理由で帯鋸８の走行を阻害する事態が生ずると、矢印１４１ｃ〜１４１ｄに至るようにモータ２０の回転数が低下し、最悪の場合は矢印１４１ｅに示す付近でモータ２０の回転数がゼロになる、いわゆるモータロックの状態になる。この際のモータ電流は、（２）の電流値１４２のように起動時に矢印１４１ａの増加した後に定常回転に到達するとモータ２０に流れる電流は矢印１４２ｂのように低下する。しかし、帯鋸８にかかる負荷が増大して（１）の矢印１４１ｃ〜１４１ｄのように回転速度が低下すると、モータ２０に流れる電流は逆に（２）の矢印１４２ｃ〜１４２ｄのように上昇する。ここで、電流値１４２が所定の許容値、例えばＩ_ｔｈを越えることは発熱が著しくなり、モータ２０のコイルやインバータ回路２３のスイッチング素子（トランジスタＱ１〜Ｑ６）を損傷する恐れがあるので、電流値１４２がＩ_ｔｈを越える状態が所定時間以上継続することは好ましくない。

作業者は、スイッチ１２がオンであるにも関わらずに帯鋸８が停止してしまったらスイッチ１２を戻すようにしてモータ２０の駆動状態を終了させてオンロック状態の継続状態を解消する（時刻ｔ_１）。よって、モータの電流値１４２が矢印１４２ｅのように低下してゼロになる。この後、作業者は帯鋸８のロック状態を起こした原因を取り除き、必要に応じて作業を再開させる。このように従来のバンドソーにおいては、モータの電流値１４２が矢印１４２ｄのように所定の閾値Ｉ_ｔｈを越えた後に作業者がスイッチ１２を戻すので、スイッチ１２を戻すタイミングが遅れるとモータ２０を損傷してしまう恐れがある上に、製品寿命の低下につながる。そこで、本実施例では、マイコン２１がモータ２０のロックの発生を事前に予測又は検知して、そのロック状態になってしまうことを回避するようにした。さらに、ロックを回避させてその原因を解消させた後に、自動的に切断作業を再開させるようにした。

図３はモータ２０の回転速度とモータに流れる電流値の時間変化を示した図である。図３の（１）と（２）の横軸は時間（単位ｓｅｃ）であって共に同じ時間軸で示している。（１）の縦軸はモータ２０の回転速度４１であり、（２）は電流検出器２４によって検出されたモータ２０の電流値４２（単位Ａ）である。時間０においてモータ２０が始動すると回転速度４１が矢印４１ａのように上昇し、作業者が帯鋸８を切断物が食い込ませると、速度上昇が一旦鈍るが、再び元の比率で速度が上昇し、矢印４１ｂにて目標回転速度に達する。ここで矢印４１ｃ付近で何らかの理由で帯鋸８の走行を阻害する事態が生ずると、矢印４１ｃ〜４１ｄに至るようにモータ２０の回転速度４１が急激に低下する。この矢印４１ａ〜４１ｃに至る際の電流値は、矢印４２ａ〜４２ｃのように負荷の上昇に伴って上昇し、矢印４２ｃにおいて所定の閾値Ｉ_ｔｈを越える。閾値Ｉ_ｔｈはロックを予測してモータ２０を停止させるための基準値となる値である。

マイコン２１は、電流値４２が所定の閾値Ｉ_ｔｈを越えた状態が所定の時間Ｄを越えて続いたらモータ２０の回転を停止させる。これは、いわゆるモータロックの状態が起こりそうなことを予測したものであり、マイコン２１はモータ２０の回転数が０になる前にモータ２０への給電を停止する。ここでは時刻ｔ_１の直前にてモータ２０への電流供給を停止さて、モータ２０を完全に停止させる。次にマイコン２１は、所定の時間Ｔ１だけモータ２０を停止（休止）させると同時に、所定の時間Ｔ１の間にＬＥＤ２９を点灯もしくは点滅させることで、帯鋸が逆転されることを作業者へ報知する。その後時刻ｔ_２において矢印４２ｅに示すように所定の逆転電流を時間Ｔ２だけ流す。逆転電流Ｉ_Ｒの大きさは閾値Ｉ_ｔｈよりも十分小さいように設定すると良く、逆転電流を流す時間Ｔ２をどの程度にするかは図４を用いて後述する。矢印４２ｅのようにモータ２０に逆転電流を流すことによって、矢印４１ｅのようにモータ２０は正転時の回転速度よりも低速にて逆回転することになる。本実施例において、作業者が帯鋸８の押し付け荷重を増加し、帯鋸８と被切断材が食い込みの押し付け荷重が増加した時に、マイコン２１が帯鋸８と被切断材が食い込んでモータ２０がロックすると予測し、直ちにモータ２０を停止させる。停止後には、モータ２０を所定の回転位相角だけ逆回転させることにより帯鋸８を逆方向（図１の正回転方向９とは逆方向）に走行させるので。帯鋸８と被切断物が食い込んだ位置から、帯鋸８を離脱させることができ、その後の作業、即ち、帯鋸８の被切断材から取り外しを容易にし、又は、切断作業の再開を容易に開始することができる。

本実施例ではロック状態が発生しそうになると、帯鋸８の正方向の回転を停止されると共に、その後帯鋸８を自動的に逆回転させて帯鋸８を被切断物から容易に取り外せる状態にするので、作業がし易いバンドソー１を実現できた。また、切断作業を再開する場合は、スイッチ１２を戻さずに引き続けることによってマイコン２１が再度モータ２０を正転させるので、帯鋸８の刃を欠かすことなく切断作業が継続できるようになった。このように、本実施例においては、帯鋸８と被切断材が結合した時の帯鋸８のロックを未然に回避することが可能であり、帯鋸８の折損を防止することができる。

作業者が切断作業を継続させる場合は、時刻ｔ１〜ｔ３及びそれ以降にスイッチ１２を戻さないでオン状態としたままに保てば、マイコン２１が自動的にモータ２０を再起動して矢印４１ｆのように正回転に回転させる。この際のモータ電流は、矢印４２ｆ〜４２ｇのように上昇することになる。

図４は、帯鋸８による被切断材５０の切断状態を説明するための図である。被切断材５０としては、円筒形のパイプ、円柱形の棒、角材等の木材、金属材、樹脂材など多様なものを切断できるが、図４では円筒形の被切断材５０を切断している状態を示す。帯鋸８の鋸刃は、多数形成される刃先８ａの前後に垂直部８ｂが形成され、刃先８ａの後方側には斜め部８ｃが形成される。帯鋸８の正転時（図中の矢印にて示す鋸刃走行方向）には刃の垂直部８ｂが被切断材５０に当接し、切断が行われる。ここでは点線の円で囲んだＡ部とＢ部において主に切断が行われる。尚、図４では刃先の形状を理解しやすいように刃先をきわめて大きく模式的に図示しているが、実際の隣接する刃先８ａの間隔（ピッチＰ）は０．数ｍｍ〜数ｍｍ程度であり、ここではピッチＰが０．２ｍｍ程度の物が広く使われる。ここで、刃先８ａが被切断材に食い込んでしまったり、Ａ部とＢ部における刃先が双方とも劣化していて切断できない場合であって、モータ２０が停止しそうになるとマイコン２１はモータ２０への駆動電流の供給を停止させることによりモータ２０を停止させ、帯鋸８の所定量の逆回転を開始する。逆回転時には斜め部８ｃが被切断材５０に当接することになるが、斜め部８ｃは切断面に対して小さい角度で接するので、噛み込んでしまった刃先８ａを被切断材５０から容易に離すことができ、噛み込み状態（又はロック状態）を容易に解除することができる（ロック解除）。ここでは、モータ２０がロックしそうになった原因となる刃先が、Ａ部とＢ部の二カ所とすると、帯鋸８を距離Ｌ以上（好ましくは最大切断長Ｗ程度）戻すようにすると、原因となっている２つの刃先を被切断材５０から確実に回避した状態にすることができる。ここで、最大切断長Ｗとは、バンドソー１で切断できる最大幅であって、開口部１８の大きさによって決定される。尚、帯鋸８の逆回転量は、形成される刃の複数個分の距離分戻せば噛み込みの原因部位から待避できるので、その時点から正回転方向を再開させるように構成しても良い。

次に図５のフローチャートを参照して本実施例のバンドソー１の制御手順（動作）について説明する。図５の手順はマイコン２１がコンピュータプログラムを実行することにより、ソフトウェアを用いて制御することができる。切断作業は作業者による作業の事前準備の後に、スイッチ１２を引くことによって開始される（ステップ７１）。スイッチ１２が引かれた場合は、マイコン２１はモータ２０に所定の駆動電流を流すことによりモータを起動（モータＯＮ）させる（ステップ７２）。次に、マイコン２１は、後述する逆回転制御の実行回数をカウントするためのカウンタの値を０にクリアする（ステップ７３）。次に、マイコン２１は作業者によってスイッチ１２がオフにされたか否かを検出し（ステップ７４）、オフの時はモータ２０を停止して処理を終了する（ステップ７８、７９）。

ステップ７４にてスイッチ１２がオンのままの場合は、マイコン２１はモータ２０の回転数が所定の閾値Ｎ_ｔｈ以下であるかを判定する。ここでＮ_ｔｈは、モータ２０がロック状態になりそうかどうかを判定するための第１の判断基準であって、モータ２０の回転数が所定の閾値Ｎ_ｔｈよりも大きい場合はステップ７４に戻る（ステップ７５）。ここで、モータ２０の回転数が所定の閾値Ｎ_ｔｈ以下の場合は、次に第２の判断基準として、マイコン２１は電流検出器２４によって検出されたモータ２０に流れる電流が所定の閾値Ｉ_ｔｈを所定の時間Ｄの間越えているか否かを判定する（ステップ７６）。ここで、電流が所定の閾値Ｉ_ｔｈ以下、もしくは時間ＤだけＩ_ｔｈを超えなかった場合はステップ７４に戻り、所定の閾値Ｉ_ｔｈを所定の時間Ｄの間越えている場合は、モータ２０のロックの回避動作を実行する（ステップ７７）。この回避動作（図６にて後述）は、モータ２０がロックしてしまう前に、モータ２０への駆動電流の供給を停止することによってモータ２０の回転を停止させることと、停止後にモータ２０に逆転電流を供給してモータ２０を逆回転に回転させることである。さらに切断作業を自動継続させる場合は、モータ２０を逆回転させた後に再びモータ２０を正方向に回転させることにより切断作業を中断すること無く継続させる。このように制御することによって、ロックしそうになると帯鋸８が逆回転するという動作を行うものの、その後の切断作業を自動的に再開するので、切断作業を最後まで完遂させることができる。ステップ７７のロック回避動作が完了したらステップ７３に戻る。

次に図６のフローチャートを用いてステップ７７（図５）のロック回避動作（ロック回避逆転モード）の詳細手順を説明する。これらのフローチャートの手順もマイコン２１がコンピュータプログラムを実行することによって実現できる。まず図５のステップ７７に到達したら、図６の手順を開始する（ステップ８１）。次にマイコン２１はモータ２０に供給する駆動電流の供給を停止し（ステップ８２）、モータ２０の回転が停止するのを待つ（ステップ８３）。ここで、モータ２０に機械的又は電気的な制動を掛けるように構成しても良いが、ロック状態にありそうな帯鋸８であればＰＷＭデューティを０％に低下させて駆動電流を停止することによりモータ２０はすぐに停止する。次にマイコン２１は、位置検出素子２６ａ〜２６ｃの出力を用いてモータ２０が停止するまで待機し（ステップ８３）、モータ２０が停止してから所定時間Ｔ１待機する（ステップ２８）。この際ＬＥＤ２９を点灯させるとよい。ＬＥＤ２９を点灯させる時間は、所定時間Ｔ１＋Ｔ２の間だけ、あるいは、予め決められた所定時間だけ点灯させるようにする。

次に、マイコン２１は、インバータ回路２３を制御してモータ２０を逆回転させるための駆動電流をモータ２０に供給し、モータ２０を所定量だけ逆回転させる（ステップ８５）。この逆回転の所定量は、位置検出素子２６ａ〜２６ｃを用いて検出される逆回転が所定回転分となるように決定しても良いし、所定の逆転電流を所定時間だけ供給するように構成しても良い。ここでは、マイコン２１はＰＷＭデューティを漸増してモータ電流を増加させ、増加させたＰＷＭデューティがＡ％となるまであげて、ＰＷＭデューティがＡ％を保ったままモータ２０が所定の回転位相角Ｃだけ回すことで、帯鋸８の逆方向の走行距離を制御する。逆転させるときのＰＷＭデューティ比たるＡ％は、正転時の最高回転時のデューティ比よりも十分小さい比率となるように設定すると良い。次に、モータ２０が所定の回転位相角Ｃ以上回転したら、マイコン２１はモータ２０への逆転電流の供給を停止することによりモータ２０を停止させる（ステップ８６）。

マイコン２１はモータ２０が停止するのを待ち（ステップ８７）、モータ２０が停止したら、モータ２０を転流させて駆動電流を正転に設定し、ＰＷＭデューティを所定量だけ漸増させながらモータを起動する（ステップ８８）。このＰＷＭデューティの増減は、速度勾配を用いて徐々に増加させるソフトスタート方式としても良いし、高めのＰＷＭデューティ比で一気に起動することにより高トルクで帯鋸８を回転させるように構成しても良い。次に、マイコン２１は所定時間待機してから電流検出器２４を用いてモータ電流Ｉを検出する（ステップ８９、９０）。ここで、所定時間待機するのはモータの起動時の突入電流（起動電流）の測定を避けるためである。ステップ９０にてモータ電流が、所定の閾値Ｉ_１以上の場合は、モータ２０が正常に起動しておらず、ロック状態が解消されていないことを意味している。ここで閾値Ｉ_１は、モータ２１が回転しないでロック状態のままにあるかどうかを判定するための基準値である。

モータ２０が正常に起動していない場合は、ロック状態を解消すべく再び逆転及び正転動作を繰り返すリトライ動作を行う。リトライ動作は、例えばリトライ回数の上限を設定し、そのためステップ７３（図５）でゼロクリアしたカウンタの値を＋１し（ステップ９３）、次にカウンタの値が２を越えたか否かを判定する（ステップ９４）。ここでは、リトライ回数を２回だけに制限しており、所定時間内に所定の負荷の検出回数が所定回数（ここで２回）に達した場合は、ステップ９４から９５に進んでマイコン２１はモータ２０への駆動電流の供給を停止し（ステップ９５）、モータを停止させて切断作業を中止する（ステップ９６）。

ステップ９４にてカウント値が２を越えていない場合は、ステップ８５に進み、ステップ８５〜９０のロック回避のための逆転及び正転動作を繰り返す。ステップ９０にてモータ電流が、所定の閾値Ｉ_１未満の場合は、モータ２０が正常に起動してロック状態が解消されたことを意味しているので、次にマイコン２１は所定時間だけ待機して、その間に作業者によってトリガスイッチがオフにされたかどうかを判定する（ステップ９１、９２）。トリガスイッチがオン状態のままで所定時間経過した場合は、作業者が作業の継続を希望しているものとして、ステップ９７に進み、図５のフローチャートのステップ７７に戻る。

以上説明したように本実施例では、帯鋸８がロックしそうになるとマイコン２１がその状態を自動的に予測して、ロック状態を回避すべくモータ２０の回転がロックによって停止する直前に、モータ２０への電流供給を遮断させてモータ２０の回転を自発的に停止させる。その後に、自動的に短い期間の逆転電流を供給することによりモータ２０を逆回転させることにより帯鋸８を所定の距離だけ逆方向に移動させるようにした。この帯鋸８の逆方向への自動的な移動によって帯鋸８と被切断材５０とのロック状態を効果的に解消させることができる。また、作業者が作業の継続を希望する場合はスイッチ１２を引いたままにすれば,マイコン２１の制御によって自動的に帯鋸８の正方向への回転が再開されるので、ロック状態の解消と作業の再開をスムーズに自動で行うことができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば上述の実施例では、第２の判断基準として電流検出器２４によるモータ２０の電流値を検出し、第１の判断基準としてモータ２０の回転位置を検出する位置検出素子２６ａ〜２６ｃが出力する位置信号からモータ２０の回転数を検出し、その２つの判断基準をみることでモータ２０のロック状態を予測・検知したが、どちらか１つの判断基準をみることでモータ２０のロック状態を予測・検知するようにしても良い。また、その他の任意の箇所に設けられる回転センサ等の検出手段により帯鋸の帯鋸の移動量を直接的又は間接的に検出しても良い。ここでは帯鋸８の走行速度の検出が主目的になるので、帯鋸ガイド７、１７のいずれかに速度検出器を接続してガイドローラの回転速度を検出することによって帯鋸８の走行速度や走行距離を検出するように構成しても良い。また、帯鋸８に反射率の異なる規則的な部位を設け（例えば白黒のバーコード）、そこに光を当てて光センサによって反射率を読み取ることにより帯鋸８の走行速度を検出するように構成しても良い。

１ バンドソー ２ 駆動鋸車
３ 従動鋸車 ４ 鋸車ベース
５ 鋸車ベース ６ ハウジング
７ 帯鋸ガイド ８ 帯鋸
８ａ 刃先 ８ｂ 垂直部
８ｃ 斜め部 ９ 正回転方向
１０ ガイドプレート １１ 直流源
１２ スイッチ １３ ハンドル部
１４ オンロックボタン １５ 補助ハンドル
１８ 開口部 １９ テンションレバー
２０ モータ ２０ａ ステータ
２０ｂ ロータ ２１ マイコン
２２ ゲートドライバ ２３ インバータ回路
２４ 電流検出器 ２４ａ シャント抵抗
２４ｂ 差動増幅器 ２５ メインスイッチ
２６ａ〜２６ｃ 位置検出素子 ２７ 速度調整ダイヤル
２８ ＬＥＤドライバ ２９ ＬＥＤ
４１ （モータの）回転速度 ４２ （モータの）電流値
５０ 被切断材 １０１ 定置式スタンド
１０２ ベース １０３ 延長ベース
１０４ 車輪 １０５ 揺動軸
１０６ スプリング １０７ ヒンジ
１０８ 装着部 １０９ ネジ
１１０ 固定バイス １１１ 可動バイス
１１２ ネジ １１３ ノブ
１１４ クラッチ
１４１ （モータの）回転速度
１４２ （モータの）電流値
Ｑ１〜Ｑ６ ＦＥＴ
Ｄ１〜Ｄ６ フライホイールダイオード
Ｎ_ｔｈ 閾値（モータがロック状態の判定のための第１の判断基準値）
Ｉ_ｔｈ 閾値（モータのロック状態の判定のための第２の判断基準値）

Claims (14)

1. ループを為す帯鋸を走行移動させるホイールと、該ホイールを回転駆動するモータと、
   該モータの回転を制御する制御装置を有するバンドソーであって、
   前記制御装置は所定の負荷を検知したら、前記モータを逆転させて前記帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させることを特徴とするバンドソー。
2. 前記モータの回転速度検出器と、前記モータに流れる電流を検出する電流検出器を設け、
   前記制御装置は、前記回転速度検出器と前記電流検出器を用いて前記モータのロック状態を予測又は検知することを特徴とする請求項１に記載のバンドソー。
3. 前記所定量は、前記帯鋸に形成される刃の複数個分の距離であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバンドソー。
4. 前記所定量は、前記バンドソーの最大切断長Ｗ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバンドソー。
5. 逆転時の前記モータの回転数は、正転時の前記モータの回転速度よりも低速であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバンドソー。
6. 前記帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させたら、前記モータを停止することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバンドソー。
7. 前記帯鋸を所定量だけ逆方向に移動させたら、前記モータを正転させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバンドソー。
8. 前記モータの逆転後に正転させる時に、所定の速度勾配を用いたソフトスタートにて起動することを特徴とする請求項７に記載のバンドソー。
9. 前記モータの逆転後に正転させる時に、起動電流を高くして起動することを特徴とする請求項７に記載のバンドソー。
10. 所定時間内に所定の負荷の検出回数が所定回数に達した場合は前記モータを停止させて切断作業を中止することを特徴とする請求項８又は９に記載のバンドソー。
11. 前記切断作業を中止したことを、光又は／及び音による報知手段にて知らせることを特徴とする請求項１０に記載のバンドソー。
12. ループを為す帯鋸を走行移動させるホイールと、該ホイールを回転駆動するモータと、
    該モータの回転を制御する制御装置を有するバンドソーであって、
    前記制御装置が所定の負荷を検知したら前記モータを所定量だけ逆転させた後に前記モータを停止させるロック回避逆転モードを設けたことを特徴とするバンドソー。
13. 前記帯鋸の移動量を直接的又は間接的に検出する検出手段を有し、前記ロック回避逆転モードにおいて前記制御装置は、前記モータの逆転させる量を決定することを特徴とする請求項１２に記載のバンドソー。
14. 前記制御装置は、前記モータが逆転して停止した後に、再び正転を開始させることを特徴とする請求項１３に記載のバンドソー。

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