JP4192448B2

JP4192448B2 - リニアモータ付電動工具

Info

Publication number: JP4192448B2
Application number: JP2001205735A
Authority: JP
Inventors: 茂篠原
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP2003019701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータの軸端にジグソー、セーバソー等のブレードを取付け、ブレードをリニアモータによって往復動させることにより切断または切削作業を行うリニアモータ付き電動工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ジグソーやセーバソー等の往復動工具は、薄板から厚板までの切断を行うものである。厚板を切断する場合には往復移動量が大きくて切断能力が高い方が良いが、薄板を往復移動量が大きい往復動工具により切断しようとすると、「板が切削刃により暴れる」、「切断面が汚くなる」、「板が曲がる」、「切削刃が折れる」等の問題が起きるため、薄板を切断する場合には往復移動量が小さい方が良い。薄板用として往復移動量が小さい往復動工具もあるが、この往復動工具により厚板を切断しようとすると、「切り粉の捌けが悪い」、「目づまり等が発生する」、「切断面が悪くなる」、「ブレードの寿命が短くなる」等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解消するものとして機械的に往復移動量を可変とした往復動工具が特開昭５９−１７６００１号、特開２０００−２２５５１７公報に記載されている。しかし、従来の電動工具においては往復動動作によって切断、切削する場合、モータ回転子の回転運動を直線運動に変換する機構により対応していたため，機構が複雑になってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、従来の往復動工具における往復移動量可変のための複雑な機構部をなくすことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、軸端に先端工具を取り付けたリニアモータにより先端工具を往復移動させるリニアモータ付き電動工具とし、先端工具の最大往復移動量を設定する最大往復移動量設定手段を備えることにより達成される。
【０００６】
また併せて先端工具の最大往復移動速度を設定する最大往復移動速度設定手段を備えることにより、切断するワークに対応して最大移動速度を設定できるようになってより効果的な切断作業が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図である。
【０００８】
１はリニアモータ、２はリニアモータ１に印加される電圧の周波数及び印加方向を変えるスイッチング手段で、周波数を変えることによりリニアモータ１の往復移動速度を制御し、印加方向を変えることによりリニアモータ１の往移動（前進動作）と復移動（後退動作）を切換える。３ａは電動工具の握り部の根元部に配置されたトリガレバー、３ｂはトリガレバー３ａに連動して動作する電源スイッチで、トリガレバー３ａを引くと接点が閉じ、戻すと接点が開く。４ａは制御手段で、スイッチング手段２を制御する。４ｂは最大往復移動量を設定する最大往復移動量設定手段、４ｃは最大往復移動速度を設定する最大往復移動速度設定手段で、何れも回動あるいは直線動により抵抗値が変わる可変抵抗器またはデジタル出力値が変わるデジタルスイッチ等から構成される。５は直流電源、６はリニアモータ１の軸端に取付けられた前記ブレード等の先端工具である。
【０００９】
本発明の目的は、上記した従来技術によるセーバソーの切断機構の欠点を解消し、ブレードの軌道を複数備え、切断作業能率の向上を図ることができるセーバソーを提供することである。
【００１０】
図２は本発明の他の実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図で、図１の構成にトリガレバー３ａに連動して往復移動速度を設定する往復移動速度設定手段４ｄを付加したものである。トリガレバー３ａを引けば電源スイッチ３ｂがオンとなるだけでなく、トリガレバー３ａの引く操作量に応じて往復移動速度も変化するようにしたものである。この構成では、トリガレバー３ａを少し引けば電源スイッチ３ｂがオンとなるとともに、リニアモータ1が小さい往復移動速度で立ち上がり、トリガレバー３ａを引く量を大きくすれば、これに伴なってリニアモータ1の往復移動速度が増加する。なお、往復移動速度設定手段４ｄは例えば直線動により抵抗値が変わる可変抵抗器またはデジタル出力値が変わるデジタルスイッチ等から構成される。
【００１１】
図２の実施形態は、最大往復移動速度設定手段４ｃと往復移動速度設定手段４ｄとを備えるとともに、設定手段の設定値に応じてリニアモータ1すなわち先端工具６の往復移動速度を可変としたものであって、往復移動速度設定手段４ｄはトリガレバー３ａの操作量に応じて往復移動速度を変化させるものであり、最大往復移動速度設定手段４ｃはトリガレバー３ａとは別の操作手段によってその往復移動速度を変化させる。すなわち、図３に示すようにトリガレバー３ａの操作量に応じてリニアモータ1の往復移動速度が変化するようにするとともに、最大往復移動速度（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）は最大往復移動速度設定手段４ｃにより設定される。
【００１２】
図４は図2の具体的な回路構成を示す回路図である。図４において、１ａ、１ｂはリニアモータ１を２相ステッピングモータとした時の第１相、第２相モータコイルで、２は抵抗とトランジスタによりブリッジ回路を構成するスイッチング手段、４ａは演算手段４ａ１、ＲＯＭ４ａ２、ＲＡＭ４ａ３、タイマ４ａ４、出力ポート４ａ５、Ａ／Ｄコンバータ４ａ６、リセット入力端子４ａ７から構成されるシングルチップマイコン（以後マイコンという）からなる制御手段である。４ｂは可変抵抗器からなる最大往復移動量設定手段、４ｃは可変抵抗器とボルテージフォロワの演算増幅器からなる最大往復移動速度設定手段、４ｄは可変抵抗器からなる往復移動速度設定手段、５は電池により構成される直流電源、７はマイコン４ａ等の電源となる３端子レギュレータ、８はマイコン４ａにリセット信号を発生するリセットＩＣである。
【００１３】
図５、図６は図4に基くメイン動作フローとタイマ割込み動作フローである。電源スイッチ３ｂがトリガレバー３ａの操作により接点を閉じると、マイコン４ａは動作をスタートする（ステップ１０１）。まず、最大往復移動量設定手段４ｂから設定値を読み込み（ステップ１０２）、最大往復移動量Ｋを演算手段４ａ１により演算設定する（ステップ１０３）。次いで、最大往復移動速度設定手段４ｃと往復移動速度設定手段４ｄから設定値を読み込み（ステップ１０４）、実動往復移動速度を演算手段４ａ１により演算し、駆動周波数すなわちタイマ割込み時間を決定し（ステップ１０５）、タイマスタートさせる（ステップ１０６）。往復移動速度を上げるように設定すると、マイコン４ａは駆動周波数を高めるようにタイマ割込み時間を短くする。タイマ割込み動作はタイマ割込み（ステップ２０１）すると、前進動作か後退動作かのフラグチェックをする（ステップ２０２）。前進動作の時はまず、前進制御をする（ステップ２０３）。これは、マイコン４ａの出力ポート４ａ５からスイッチング手段２を制御する。次いで、実移動ステップ数ｎをカウントアップし（ステップ２０４）、最大移動量Ｋに達成したかを判別する（ステップ２０５）、最大移動量Ｋに達成しない場合はリターンをする（ステップ２１３）。最大移動量Ｋに達成した場合は、後退フラグをセットし（ステップ２０６）、実移動ステップ数ｎを０カウントにリセットし（ステップ２０７）、リターンをする(ステップ２１３)。後退動作の時はまず、後退制御をする（ステップ２０８）。次いで、実移動ステップ数ｎをカウントアップし（ステップ２０９）、最大移動量Ｋに達成したかを判別する（ステップ２１０）、最大移動量Ｋに達成しない場合はリターンをする（ステップ２１３）。最大移動量Ｋに達成した場合は、前進フラグをセットし（ステップ２１１）、実移動ステップ数ｎを０カウントにリセットし（ステップ２１２）、リターンをする。
【００１４】
図７は本発明の更に他の実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図である。
【００１５】
図７は、図１の構成にトリガレバー３ａに連動して往復移動量を設定する往復移動量設定手段４ｅを付加したものである。トリガレバー３ａを引けば電源スイッチ３ｂがオンとなるだけでなく、トリガレバー３ａの引く操作量に応じて往復移動量も変化するようにしたものである。この構成では、トリガレバー３ａを少し引けば電源スイッチ３ｂがオンとなるとともに、リニアモータ1が小さい往復移動量で立ち上がり、トリガレバー３ａを引く量を大きくすれば、これに伴なってリニアモータ1の往復移動量が増加する。なお、往復移動量設定手段４ｅは直線動により抵抗値が変わる可変抵抗器、デジタル出力値が変わるデジタルスイッチ等からなる。
【００１６】
図７の実施形態は、最大往復移動量設定手段４ｂと往復移動量設定手段４ｅとを備えるとともに、設定手段４ｂ、４ｅに応じてリニアモータ1の往復移動量を可変としたものであって、往復移動量設定手段４ｅはトリガレバー３ａの操作量に応じて往復移動量を変化させるものであり、最大往復移動量設定手段４ｂはトリガレバー３ａとは別の操作手段によってその往復移動量を変化させる。すなわち、図８に示すようにトリガレバー３ａの操作量に応じてリニアモータ1の往復移動量が変化するようにするとともに、最大往復移動量（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）は最大往復移動量設定手段４ｂ、４ｅにより設定される。
【００１７】
図９は本発明の他の実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図である。
【００１８】
図９は、図１の構成にトリガレバー３ａに連動して往復移動量と往復移動速度を設定する往復移動量・速度設定手段４ｆを付加したものである。
【００１９】
トリガレバー３ａを引けば電源スイッチ３ｂがオンとなるだけでなく、トリガレバー３ａの操作量に応じて往復移動量も変化するようにしたものである。この構成では、トリガレバー３ａを少し引けば電源スイッチ３ｂがオンとなるとともに、リニアモータ1が小さい往復移動量、低い往復移動速度で立ち上がり、トリガレバー３ａの引く量を大きくすれば、これに伴なってリニアモータ1の往復移動量、往復移動速度が増加する。
【００２０】
図９の実施形態は、最大往復移動量設定手段４ｂ、最大往復移動速度設定手段４ｃと往復移動量・速度設定手段４ｆとを備えるとともに、設定手段４ｆに応じてリニアモータ1の往復移動量、往復移動速度を可変としたものであって、往復移動量・速度設定手段４ｆはトリガレバー３ａの操作量に応じて往復移動量、往復移動速度を変化させるものであり、最大往復移動量設定手段４ｂ、最大往復移動速度設定手段４ｃはトリガレバー３ａとは別の操作手段によってその往復移動量、往復移動速度を変化させる。トリガレバー３ａの操作量に応じてリニアモータ1の往復移動量、往復移動速度が変化するようにするとともに、最大往復移動量設定手段４ｂ、最大往復移動速度設定手段４ｃの設定に応じて、トリガレバー３ａの操作量に応じたリニアモータ1の往復移動量、往復移動速度の変化範囲が変わるようにしたものである。
【００２１】
なお前上記最大往復移動量設定手段４ｂ、最大往復移動速度設定手段４ｃは電動工具の外側に配置され、ダイヤル等にて設定できるように設置される。
【００２２】
上記した実施形態によれば、最大往復移動量及び／または最大往復移動速度及び／または往復移動量・往復移動速度を設定できるようにするとともに往復移動量・往復移動速度をトリガレバーの引く操作量に対応して設定できるようにしたので、切断されるワークの厚さや材料に適した往復移動量及び移動速度で切断することが可能になるとともにトリガレバーの操作量に対応した移動量・移動速度で切断できるようになり、切断効率を向上できる。またこれら設定を電気的に行うようにしたので、操作及び構成が簡単になり、操作性を向上できるとともに電動工具を安価に提供することが可能になる。更に機械的に設定するものでないので振動・騒音を低減することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、切断されるワークの厚さや材料に適した往復移動量及び移動速度で切断することが可能になるとともにトリガレバーの操作量に対応した移動量・移動速度で切断できるようになり、切断効率を向上できる。またこれら設定を電気的に行うようにしたので、操作及び構成が簡単になり、操作性を向上できるとともに電動工具を安価に提供することが可能になる。更に機械的に設定するものでないので振動・騒音を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図。
【図２】本発明の他の実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図。
【図３】図２の電動工具の速度制御特性を示すグラフ。
【図４】図２の具体的な回路構成の一例を示す回路図。
【図５】図４に基くメイン動作を示すフローチャート。
【図６】図４に基くタイマ割込み動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の更に他の実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図
【図８】図７の電動工具の往復移動量特性を示すグラフ。
【図９】本発明の他の実施形態を示すリニアモータ付電動工具の基本構成を示す概念図。
【符号の説明】
１はリニアモータ、２はスッチング手段、３ａはトリガレバー、３ｂは電源スイッチ、４ａは制御手段(マイコン)、４ｂは最大往復移動量設定手段、４ｃは最大往復移動速度設定手段、４ｄは往復移動速度設定手段、４ｅは往復移動量設定手段、５は直流電源、６は先端工具である。

Claims

リニアモータの軸端に先端工具を取り付け、先端工具を往復動させることにより切断または切削作業を行うようにしたリニアモータ付電動工具であって、
前記リニアモータに駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、
前記先端工具の最大往復移動量を設定する最大往復移動量設定手段と、
前記最大往復移動量設定手段で設定された最大往復移動量に基づいて前記駆動信号出力手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするリニアモータ付電動工具。
前記先端工具の最大往復移動速度を設定する最大往復移動速度設定手段を備え、
前記制御手段は、前記最大往復移動速度設定手段で設定された最大往復移動速度に基づいて前記駆動信号出力手段を制御することを特徴とする請求項１記載のリニアモータ付電動工具。
前記先端工具の往復移動量を設定する往復移動量設定手段を備え、
前記制御手段は、前記往復移動量設定手段で設定された往復移動量に基づいて前記駆動信号出力手段を制御することを特徴とする請求項１記載のリニアモータ付電動工具。
前記先端工具の往復移動量を設定する往復移動量設定手段を備え、
前記制御手段は、前記往復移動量設定手段で設定された往復移動量に基づいて前記駆動信号出力手段を制御することを特徴とする請求項２記載のリニアモータ付電動工具。
前記先端工具の往復移動速度を設定する往復移動速度設定手段を備え、
前記制御手段は、前記往復移動速度設定手段で設定された往復移動速度に基づいて前記駆動信号出力手段を制御することを特徴とする請求項２記載のリニアモータ付電動工具。