JP5457375B2 - 電動鋸用通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、外部電源を備えた携帯式の壁切り鋸（wall saw）もしくは車輪付きの床切り鋸（floor saw）の如き電動鋸、より詳細にはその電気モータと、上記電動鋸から上記電源まで情報を通信する方法と、上記電源と上記電動鋸との間における通信を促進するプロトコルとに関する。

建設機械は、たとえば、建築物を改造、再構築および建て増しする際に用いられる。壁切り鋸は、ドア、窓、および、光井などに対する開口の切断および拡張、建物外面、仕切壁、および、庭壁などにおける修正作業、および、コンクリートの制御式の取り壊しのために用いられる。壁切り鋸および同様の建設機械は、モータの如き原動機と、該モータにより駆動される回転工具とを有している。

壁切り鋸は通常、ラック、すなわち歯付きの棒状体もしくはロッドであって、貫通して鋸切断されるべき壁部に対して取付けられ且つ該壁部から等距離に離間されることが意図されるというラックを含む。キャリッジは、円形の鋸刃に対する駆動モータを担持すると共に、別のモータにより、上記ラックに沿い移動可能である。上記鋸刃は、上記キャリッジに対して取付けられた枢動アームであって、駆動モータ・シャフトの回転を該鋸刃に対して伝達する変速機を収容するという枢動アームの自由端部に組み付けられる。該枢動アームすなわち変速機ハウジングは、第３のモータにより、上記壁部に対して接近離間して揺動される。

壁切り鋸において、工具は、切断用のダイヤモンド断片を備えた円形の鋸刃である。概略的に、高荷重用の壁切り鋸は油圧的に駆動され、たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４を参照されたい。しかし、油圧式の壁切り鋸は比較的に高重量であると共に設置が容易でなく、たとえば特許文献５に開示された如き比較的に軽量の電気式の壁切り鋸が市場に投入されている。

特許文献５において、鋸切断プロセスは、プログラム可能な制御手段、変位センサ、および、枢動角度センサにより実現される制御プログラムを使用することにより、少なくとも部分的に自動化される。

米国特許第６９５５１６７号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２０１４９２号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１６３４１２号明細書 米国特許第５８８７５７９号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１８９２５８号明細書

本発明の目的は、壁切り鋸もしくは床切り鋸の如き携帯式および／または車輪付きの電動鋸であって、円形の回転可能な鋸刃および駆動モータを備えると共に、容易に取り扱われ得るという電動鋸を提供するに在る。この目的は、多芯ケーブルを介して外部電源により給電される電動鋸であって、該電動鋸と上記電源との間のデータ通信のための通信ワイヤも含むという電動鋸により達成される。電源および通信の各ワイヤが一本の単一の多芯ケーブル内にあるという外部電源を使用する電動鋸によれば、該電動鋸の取り扱いが更に容易とされる、と言うのも、使用される必要のあるケーブルの本数が少ないからである。

好適には、上記電動鋸において、上記駆動モータは上記鋸刃を駆動する第１電気モータであり、当該電動鋸は好適には、鋸切断されるべき表面に沿い該壁切り鋸を移動させる第２電気モータ、および、上記鋸刃を上昇および下降させる第３電気モータを更に備えて成る。上記多芯ケーブルは、各モータを個別的に給電するワイヤ手段を含む。各モータは好適には三相電気モータであり、且つ、各モータを個別的に給電する上記ワイヤ手段は各モータに対する３本ずつのワイヤを含む。

好適には、上記電動鋸は、該鋸の可動部分が鋸切断の間に当該ラックに沿い移動し得る様に、鋸切断されるべき対象物に対して締着され、または、該対象物の直近とされることが意図されるラックを備えて成る。

好適には、上記多芯ケーブルは、データ転送のための２本のワイヤを更に備えて成る。

好適には上記多芯ケーブルは、壁切り鋸の電子機器に対する通信のための４本のワイヤ、すなわち、壁切り鋸の電子機器に対する＋１２Ｖの電圧送給のための１本のワイヤ、壁切り鋸の電子機器に対する１本のアース／接地ワイヤ（ＧＮＤ）、および、データ転送のための２本のワイヤを備えて成る。データ転送のための上記２本のワイヤは好適には、撚り合わされる。

好適には、上記通信ワイヤは、上記第２モータおよび第３モータの内の少なくとも一方の電気的位置もしくは位置的変化を上記電源に対して伝達するために使用される。上記電源は好適には、受信した、対応する第２モータおよび／または第３モータの電気的位置もしくは位置的変化に基づき、その電気的位相を整流する好適にはパルス幅変調器（ＰＷＭ）の形態の整流手段を含む。

本発明の別の目的は、位置が容易に調節され得るホール効果センサを備えた三相電気モータを提供するに在る。この目的は、内側固定子と、複数個の永久磁石を備えて成る外側回転子とを有する三相電気モータであって、上記永久磁石の漏れ磁束を監視することにより電気的位置および／または電気的位置変化を決定するために、上記外側回転子の周縁部を囲むように取り付けられた少なくとも３個のホール効果センサを備えるという三相電気モータを提供することにより達成される。上記各ホール効果センサを上記周縁部を囲むように取付けることにより、各ホール効果センサは、それらの位置を調節するために容易にアクセスされ得る。

好適には、上記各ホール効果センサは共通のリング状回路盤上に取付けられ、各ホール効果センサは所定の角度的位置に取付けられる。好適には、上記リング状回路盤は少なくとも一定程度まで回転可能に調節され得る。上記各ホール効果センサをリング状回路盤上に取付けることにより、上記固定子に関する各ホール効果センサの位置は、それらの相互位置を維持し乍ら、容易に調節され得る。

好適には、上記ホール効果センサの個数は３個であり、それらは好適には、上記リング状回路盤の回りに均等に分布され、すなわち１２０°ずつ角度的に変位される。

好適には、上記ホール効果センサからのセンサ出力は、上記回転子の電気的位置および／または電気的位置変化を決定すべく使用される。

本発明の別の目的は、電動鋸から電源へとセンサ・データを伝達する方法を提供するに在る。該目的は、鋸刃を駆動する第１モータと、鋸切断されるべき表面に沿い電動鋸を移動させる第２モータと、上記鋸刃を上昇および下降させる第３モータと、上記第２および第３モータの少なくとも一方を駆動する位相整流電圧を供与し得る外部電源とを含む電動鋸を制御する方法であって、
ａ）駆動されるべき上記第２および／または第３モータの電気的位置および／または電気的位置変化を監視する段階と、
ｂ）上記監視された電気的位置および／または電気的位置変化を上記外部電源に対して伝達する段階と、
ｃ）駆動されるべき上記第２および／または第３モータに対して三相整流電圧を供与する段階であって、該位相整流は対応するモータの上記電気的位置および／または位置変化に基づくという段階と、
を備えて成る方法を提供することにより達成される。

好適には、上記第２モータおよび上記第３モータは三相永久磁石モータであり、両方とも好適には、段階ａ）〜ｃ）に係る位相整流電圧により駆動される。

好適には、上記電気的位置および／または位置変化は、以下に記述されるプロトコルに従う高速パケットとして送信される。

上記電動鋸においては、好適には温度、好適には鋸刃モータの温度が監視され、該温度は以下に記述されるプロトコルに従う低速メッセージとして送信される。

電動鋸と、該電動鋸に給電する外部電源との間のシリアル通信のための通信プロトコルも提案され、その場合にデータは、ｎを整数として、各々がｎビットの固定長のパケットを有する２進のシリアル・ビット・ストリームにより送信される。各パケットは夫々、第１および第２部分集合に包含される所定の群の情報コードの内の１個の情報コードを含み、上記第１部分集合（図８のデータ・コード指数２〜７および１０〜１５）に包含される上記情報コードを含む上記パケットは高速パケットと称され、上記第１部分集合の上記情報コードは各々が完全メッセージを表し、且つ、上記第２部分集合（図８のデータ・コード指数１、８、９、１６）に包含される上記情報コードを含む上記パケットは低速パケットと称され、上記第２部分集合の上記情報コードは各々が低速メッセージの一部分を表す。

好適には、各パケットは、１個のスタートビットにより先行され且つ一個以上のストップビットにより追随される。

好適には、上記第２部分集合の第１情報コードは、低速メッセージにおける値０の低速２進ビットを表し、且つ、上記第２部分集合の第２情報コードは、低速メッセージにおける値１の低速２進ビットを表す。

好適には、上記低速メッセージは、ｍを整数として、所定のｍ個の低速ビットから構築される。

好適には、各低速メッセージは低速スタートビットにより先行され且つ低速ストップビットにより追随され、上記第２部分集合の第３情報コードは上記低速メッセージに対する上記低速スタートビットを表し、且つ、上記第２部分集合の第４情報コードは上記低速メッセージに対する上記低速ストップビットを表す。

好適には、各パケットは、情報喪失の虞れを低減するために上記情報コードに対応する冗長もしくはチェックサム・コードを含む。

好適には、上記第１部分集合の第１の所定個数の要素は各々、第２永久磁石モータの電気的位置もしくは位置的変化に対応する。

好適には、上記第１部分集合の第２の所定個数の要素は各々、第３永久磁石モータの電気的位置もしくは位置的変化に対応する。

好適には、低速メッセージを送信する第１条件は、第２永久磁石モータの電気的位置もしくは位置的変化を備えた高速パケットが、最近において、すなわち所定時的間隔以内に、好適には１ｍｓ以内に、送信されたことである。

好適には、低速メッセージを送信する第２条件は、第３永久磁石モータの電気的位置もしくは位置的変化を備えた別の高速メッセージが、最近において、すなわち所定時的間隔以内に、好適には１ｍｓ以内に、送信されたことである。

以下において、本発明は好適実施例および添付図面を参照して更に詳細に記述される。

外部電源および遠隔制御ユニットを備えた壁切り鋸を示す図である。 歯付きラックに沿い移動可能な壁切り鋸であって、変速機を介してモータにより駆動される円形の鋸刃を有するという壁切り鋸の斜視図である。 上記壁切り鋸において使用される電気モータの分解図である。 内側固定子と永久磁石を備えた外側回転子とを示す上記モータの断面図である。 上記電源および上記壁切り鋸の全体に亙る回路構成を示す図である。 三相モータの電気サイクルと、対応するホール効果センサ出力との全体に亙る電気整流法を示す図である。 各電気的位置に対するホール・センサ出力に対する２進コードを示す図である。 ２つのモータの電気的位置を表すべく使用される情報コード、ならびに、低速メッセージの２進ビットを示す図である。 シリアル通信ライン上の高速パケットおよび低速パケットを示す例である。 いずれのパケットが送信されるべきかを決定する判断方式を示す図である。

広範囲には、本発明は、原動機と、該原動機により駆動される回転可能工具と、上記原動機出力シャフトの不適切な高速の低トルクを、上記回転可能工具における更に有用な低速の高トルクへと変換するために、上記原動機の出力シャフトを上記回転可能工具に対して相互接続する変速機とを有する建設機械に関する。斯かる建設機械の代表的実施例は、モータと、該モータにより駆動される円形の鋸刃と、上記モータの出力シャフトを上記回転可能な鋸刃に対して相互接続する変速機とを有する壁切り鋸である。その名称に関わらず、壁切り鋸は、床部もしくは天井を貫通して鋸切断するためにも使用される。

図１は、壁切り鋸アセンブリ１００と、外部電源２００と、遠隔制御ユニット３００とを含む壁切り鋸システムの全体図である。電源２００は、ケーブル６を介して壁切り鋸アセンブリ１００へと電力を供給すると共に、ケーブル６を介して壁切り鋸アセンブリ１００からのフィードバック・データの受信も行う。電源２００を介して壁切り鋸アセンブリ１００に対しては、ホース７を通して冷却水が送給される。電源２００は好適には、送電線網により給電される。遠隔制御ユニット３００は、電源２００における電力出力を制御することにより、壁切り鋸アセンブリ１００の各モータを制御する。

図２は、床部を貫通して鋸切断すべく位置決めされた壁切り鋸アセンブリ１００の斜視図である。壁切り鋸アセンブリ１００は壁切り鋸１を含み、該壁切り鋸は歯付きラック２に沿い移動可能であり、且つ、該壁切り鋸は、保護フード４の内側であることから破線で示された円形の鋸刃３であって変速機２１を介して高荷重用の第１電気モータ５により駆動されるという円形の鋸刃３を有している。

示された実施例において壁切り鋸１は、（図２においては隠されている）２つの付加的な電気モータ１２、１３、すなわち、開口が鋸切断されることが意図された“壁部”上に取付けられることが意図された歯付きラック２に沿い壁切り鋸１を移動させる第２モータ１２（図３乃至図５を参照）、および、鋸刃３を上昇および下降させる第３モータ１３（図３乃至図５を参照）を有している。ケーブル６は壁切り鋸１に対して接続され、モータ５、１２、１３に対して電力を供給すると共に、電源２００（図５参照）とモータ５、１２、１３との間で制御データを転送する。冷却水は、第１ホース７を通して壁切り鋸１に対して送給されて第１モータ５を冷却すると共に、それは第２ホース８を介して鋸刃３の中央領域へと受け渡され、該鋸刃を冷却し、且つ、鋸切断時に形成された粉塵を捕捉する。

全ての３個のモータ５、１２、１３は、各モータに対して三相電流を供与する外部電源２００（図１、図５を参照）から個別的に給電される。ケーブル６は、各モータ５、１２、１３に対する３本ずつの電気ワイヤ２４、２５、２７、すなわち、各位相に対して１本とされた３本ずつの電気ワイヤと（図５参照）と、２本の導体、および、壁切り鋸１００または電源２００のいずれかにおけるアース／接地線とを含む３本の信号ワイヤ２６（図５参照）とを含む多芯ケーブルである。

図３乃至図５に見られる如く、第２モータ１２および第３モータ１３は各々、内側固定子３０と、該内側固定子からエアギャップ３２により離間された外側回転子３１とを備えて成る。内側固定子３０は、１２個の歯部３３上に分布されて各位相に対して１個のコイルとされた３個のコイルＵ、Ｖ、Ｗを有し、その場合に第１コイルＵは第１、第４、第７および第１０の歯部の回りに巻回され、第２コイルＶは第２、第５、第８および第１１の歯部の回りに巻回され、且つ、第３コイルＷは第３、第６、第９および第１２の歯部の回りに巻回される。

回転子３１は、此処では１４個である偶数個の永久磁石３４ａ、３４ｂを備えて成り、１個置きの磁石３４ａはそれらのＮ極を固定子３０に向け、且つ、別の１個置きの磁石３４ｂはそれらのＳ極を固定子３０に向けている。回転子３１における磁極対の数、すなわち、この場合には７対は、モータ１２のステップサイズおよびトルク変動に影響し、磁極対が多いほどステップは小さくなり且つトルク変動は少なくなる。

回転子３１を一方向に回転させるために、コイルＵ、Ｖ、Ｗは順次的に励起される。シーケンスを逆順に進行させると、回転子３１は逆方向に動作する。右方向モーメントで且つ右方向シーケンスにて、コイルＵ、Ｖ、Ｗにおける電流を、故に各磁界の極性を交互生成（整流）することで、回転子３１は旋回する。三相のＢＬＤＣ（ブラシレス直流）モータは、６通りの整流の状態を有している。整流シーケンスにおける全ての６通りの状態が実施されたとき、該シーケンスは回転を継続すべく反復され、すなわち、上記整流シーケンスは電気的な完全１サイクルに対応するが、これは多極を備えたモータに対しては、機械的な完全１回転に対応はしない。

図６には、第２および第３モータの各々に対して個別的に使用される整流方式が示される。コイルＵ、Ｖ、Ｗは、一方向もしくは他方向において導通されるか、または、導通されない。電気的な１サイクル（６ステップ）の間においては夫々のコイルＵ、Ｖ、Ｗに電流が無い２ステップが在り、且つ、各ステップの間においては３個のコイルＵ、Ｖ、Ｗの内の２個が、一方は一方向に且つ他方は他方向に、常に付勢される。更に、コイルＵ、Ｖ、Ｗを通る電流の大きさを変化させることにより、当該モータの速度およびトルクは変化され得る。

第２および第３モータ１２、１３はいずれも、ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からのフィードバックを使用して各位相の整流を実施する三相ブラシレスＤＣモータである。ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３は、１２０°ずつ変位されて回転子３１の周縁部を囲むように位置決めされる。これらのホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３は、鋸ヘッド制御ユニット１７に対し、固定子３０に関する回転子３１の電気的位置を提供する。故に、ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が変化を出力したとき、このことは鋸ヘッド制御ユニット１７に対して報告される。各ホール効果センサは２進信号を出力し、この信号の０−＞１または１−＞０の変化は、約１０メートル長とされ得るケーブル６内の各信号ケーブルを通し、電圧整流Ｕ、Ｖ、Ｗを制御する電源制御ユニット２１へと可及的に早急に伝達されるべき迅速な動作である。

各電気サイクルの間において夫々のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からは、図６および図７に見られる如く、図５にも示されたコイルＵ、Ｖ、Ｗに対する整流の６通りの状態に対応する６個の位置が、各モータ１２、１３に対して提供される。当然乍ら、各モータ１２、１３は個別的な整流が行われる。

各モータ１２、１３に対し、３個のホール効果センサは、回転子３１を環切し得るリング状回路盤３５上に取付けられる。故に本発明の見地に依ればホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３は、内側固定子３０においてではなく外側回転子３１を囲むように位置決めされ、其処でそれらは、回転子３１が回転するときの磁気的な漏出流を測定する。リング状盤３５は外側回転子３１の回りで僅かに調節され得ることから、固定子の各巻線に関するホール効果センサの位置が調整され得、すなわち、ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３を使用するときに各電気的位相の整流を制御する上で好適である該ホール効果センサの最適位置が見出され得る。

鋸ヘッド制御ユニット１７は、第２および第３モータ１２、１３の両方のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３から出力を受信する。該鋸ヘッド制御ユニット１７はまた、第１モータ５の温度センサの如き他のセンサからの出力も受信し得る。鋸ヘッド制御ユニット１７はこれらのセンサ出力を、図６乃至図８に関して記述される方法に従い、電源２００の電源制御ユニット２１に対して報告する。電源制御ユニット２１はこのフィードバック情報を用いてホール効果センサ出力に対応する整流状態を決定することで、各モータ１２、１３に対して１個ずつとされた２個のパルス幅変調器２２、２３の位相シフトを制御する。上記整流は、３個のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３を用いるブラシレスＤＣモータの習用のＰＷＭ制御に従うことから、更に詳細には記述されない。但し、図６乃至図８に関し、両方のモータ１２、１３のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からの位置データを上記電源ユニットに対して効率的に供与する方法が記述される。

鋸ヘッド制御ユニット１７は、シリアル通信に対する規格である標準ＥＩＡ−４８５（以前はＲＳ−４８５もしくはＲＳ４８５）を用いることにより、電源制御ユニット２１に対して通信を行う。各ＲＳ４８５信号はフローティングであり、且つ、各信号はＳ＋ラインおよびＳ−ラインを通して伝達される。信号ライン上の絶対的な電圧レベルとは対照的に、ＲＳ４８５受信器すなわち電源制御ユニット２１は、両方のラインＳ＋、Ｓ−間の電圧差を比較する。故に、ＲＳ４８５送信器すなわち鋸ヘッド制御ユニット１７、および、ＲＳ４８５受信器すなわち電源制御ユニット２１におけるグラウンド・レベルの数ボルトの差は何らの問題も引き起こさないことから、通信問題の一般的な原因であるグラウンド・ループの発生が阻止される。周囲環境からの磁界によりノイズが生成されたとしても、Ｓ＋およびＳ−ラインが撚り合わされれば、最適結果が達成される。Ｓ＋およびＳ−ラインの撚り合わせおよびシールドを組み合わせることも可能である。シールド体は一端においてのみアース／接地に対して接続され、誘起されたノイズに対する遮断を提供する。送信側はＲＳ４８５ドライバを明示的にＯＮ投入およびＯＦＦ切断する必要は無い、と言うのも、ＲＳ４８５ドライバは、データが送信された後で数マイクロ秒以内に高インピーダンスのトライステートに自動的に戻るからである。故に、ＲＳ４８５バス上で各データ・パケット間に遅延を設ける必要はない。上記信号ケーブルは明らかに、約１０メートル長ともされ得る。

図６においては、ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からのセンサ出力に関するコイルＵ、Ｖ、Ｗに対する電流制御法が示される。図６および図７に見られる如く、ひとつのモータ１２、１３の３個のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からのセンサ出力は、コイルＵ、Ｖ、Ｗの整流に対応する６個の回転子位置（１）〜（６）を提供する。

自身の夫々のホール効果センサのフィードバックを通して制御される２個のモータ１２、１３が在ることから、付加的に６個の回転子位置が在り、すなわち、両方のモータ１２、１３に対する回転子３１には全部で１２個の電気的位置が在る。

１ニブル（４ビット）は１６通りの一意的な情報コードを表すことができ（図８参照）、且つ、これらの内の１２個（たとえば、コード指数２〜７および１０〜１５）が２個のモータ１２、１３からのホール効果センサ・フィードバックにより占有されるとすると、利用可能な４個の情報コード（たとえば、コード指数１、８、９、１６）が残る。残存するこれらの情報コードは低速メッセージを送信する可能性を提供すべく使用され、その場合、残存する情報コードの内の１個は、たとえば図８のコード指数８などの、低速メッセージにおけるスタートビットを提供すべく使用され、別の１個は、たとえば図８のコード指数１などの、低速メッセージにおけるストップビットを、更に別の１個は、たとえば、図８のコード指数９などの、低速メッセージにおけるデータ・ビット＝０を、且つ、残存する４個の情報コードの内の最後の１個は、たとえば図８のコード指数１６などの、低速メッセージにおけるデータ・ビット＝１を表すべく使用される。

これに関連し、図１０の判断方式は、第２モータ１２もしくは第３モータ１３のいずれかの電気的位置もしくは電気的位置変化（１）〜（６）、すなわちデータ・コード指数２〜７または１０〜１５の内の１個から成る高速パケット４０が送信されるべきか、または、単一もしくは複数の低速メッセージの一部、すなわちデータ・コード指数１、８、９もしくは１６から成る低速パケット５０が送信されるべきかを決定することが指摘されねばならない。

図９は、鋸ヘッド制御ユニット１７から電源制御ユニット２１へと送信された２つのデータ・パケット４０、５０の例を示している。各パケットは、４個の部分、すなわち、パケットの開始を表すスタートビット４１、５１と、此処では夫々コード指数４およびコード指数８として示された情報コード４２、５２（図８参照）と、此処では情報コード４２、５２を反復することにより実現されたエラー・チェック・コード４３、５３と、パケットの終了を表すストップビット４４、５４とから成る。故に、各データ・パケット４０、５０は、１０ビットのビット長を有する。示された２つのデータ・パケット４０、５０の最初の方４０の情報コード４２を見ると、図８からは、情報コード４２は、回転子３１が第５の電気的位置（５）に在るときの第２モータ１２のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３からの出力に対応することが理解され得る。夫々のモータ１２、１３からのホール効果センサ出力を参照するパケット４０は、以下においては高速パケット４０と称される。示された２つのデータ・パケット４０、５０の第２の方５０の情報コード５２は、低速メッセージにおけるスタートビットに対応する。該低速メッセージは、ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３により検出されてパルス幅変調器２２、２３のリアルタイム制御に対して使用される電気的な回転子位置（１）〜（６）と比較して、それほど迅速にまたはそれほど頻繁には更新される必要がない、という情報に対して適している。これはたとえば、第１モータ５の温度読取値である。低速メッセージを参照しているパケット５０は、以下においては低速パケット５０と称される。

故に上記低速メッセージは、通信回線が空いているときは常に、該低速メッセージに関する情報コード５１を含む複数の低速パケット５０を送信することにより構築され得る。故に低速メッセージは、複数の低速パケット５０を送信するときに、複数のビットに亙り構築される。たとえば低速メッセージは、１個のスタートビット（すなわちコード指数８による１個の低速パケット５０）と、追随する２４個のデータ・ビット（すなわち、各々がコード指数９もしくは１６による２４個の低速パケット５０）と、１個のストップビット（すなわちコード指数１による１個の低速パケット５０）とから成り得る。故に、合計で２６個の低速パケット５０の後で、１個の低速メッセージが完了される。

上記低速メッセージはたとえば、ＮＴＣサーミスタ（ＮＴＣ＝負の温度係数）からの値すなわち温度読取値、（たとえば、どの鋸刃が使用されるかを特定する）工具ＩＤなどとされ得る。たとえば、上記２４個のデータ・ビットの最初の８ビットは、どの種のメッセージ（たとえば、ＮＴＣ、ＩＤなど）が関連するかを特定する識別子とされ得、すなわち、その場合には合計で２５６個の異なる種類が実現され得る。続く８ビットは、メッセージの上記最初の８ビットにおいて特定された種類に対するパラメータ値（たとえば、デジタル化されたＮＴＣ信号、工具ＩＤなど）とされ得、すなわち、２５６通りの値が利用できる。最後の８ビットは、たとえばチェックサムとされ得る。

鋸ヘッド制御ユニット１７と電源ユニット２１との間の通信は、各データ・パケット４０、５０が１個のみの情報コード４２、５２、すなわち、第２モータ１２のホール効果センサのステータス、第３モータ１３のホール効果センサのステータス、または、低速メッセージの１ビットを含むというシリアル通信（一度に１個のパケット）を用いて実施されることから；鋸ヘッド制御ユニット１７は、いずれの情報コード４２、５２が最初に送信されるべきかを優先順位付けすべきこともある。

１個のスタートビットと、１個のストップビットと、それらの間の８ビットとを備えたパケットを用いると、ＲＳ４８５を用いる通信速度は約２．５Ｍｂ／ｓとされ得、すなわち、パケット４０、５０毎に４μｓとされ得る。故に通常は、すなわちコリジョン（collision）が無ければ、ホール効果センサ出力は電源制御ユニット２１に対して、４μｓだけ遅延される。これは、全速で動作しているときにおいて１回の電気サイクルの内の数°のみの遅延に対応し、たとえば、全速における電気サイクル時間が６２５μｓであれば、通常的な遅延は３６０°の１回の電気サイクルの内の約２．３°であり（４μｓ／６２５μｓ）、且つ、当然乍ら、更なる低速で動作しているときは更に小さい。

ひとつのモータ１２、１３からのホール効果センサのステータスは通常は同一のモータ１２、１３からのホール効果センサ出力と衝突はしないが、第２および第３モータ１２、１３は同期されないことから、夫々のモータ１２、１３に対応するホール効果センサ出力は、同時に、または、各ホール効果センサ出力の一方が待機し得ねばならないほどに接近して、生ずることがある。たとえば、全速で動作しているモータは毎秒で約９６００個のホール効果センサ出力を提供し得、これは概略的に、これらの出力間が１０４μｓである。１個のパケットを送信するのに４μｓのみが占有されることから、その場合、夫々のモータからのホール効果センサ出力が衝突することは非常に稀である。コリジョンの場合、当該パケットは付加的な４μｓだけ遅延され、これはたとえば、全速時における３６０°の１回の電気サイクルの内の約４．６°に対応する（８μｓ／６２５μｓ）。斯かる遅延は容認可能である。

但し、上記低速メッセージもまた、同一のシリアル・ライン上で送信される。該低速メッセージは、ホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の位相整流フィードバックほど迅速に送信される必要がない情報から成る。低速メッセージの低速パケット５０が高速パケットの送信と衝突して高速パケット４０を遅延させることを回避するために、各低速パケットは、好適には両方のモータ１２、１３からホール効果センサが出力を供与した直後に送信される。

図１０は、いずれのパケット４０、５０が送信されるべきかを判断する判断方式を示している。鋸ヘッド制御ユニット１７は、該制御方式において使用される３個のタイマ１８、１９、２９、すなわち、第２モータ１２の電気的位置（１）〜（６）に関する情報コード４２を備えた最後の高速パケット４０が送信されてからの時間をカウントする第１タイマ１８、第３モータ１３の電気的位置（１）〜（６）に関する情報コード４２を備えた最後の高速パケット４０が送信されてからの時間をカウントする第２タイマ１９、および、最後の低速パケット５０が送信されてからの時間をカウントする第３タイマ２９を含む。

ボックス４００：該方式の開始時に、このタイマ１８、１９、２９は全てがゼロに設定される。ボックス４０１が追随する。

ボックス４０１：“モータ１２の位置的変化？”においては、第２モータ１２のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が新たな位置（１）〜（６）を供与したか否かがチェックされる。もしそうであれば、位置的情報を備えた高速パケット４０を送信するためのボックス４１０が追随する。もしそうでなければ、ボックス４０２が追随する。

ボックス４０２：“モータ１３の位置的変化？”においては、第３モータ１３のホール効果センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が新たな位置（１）〜（６）を供与したか否かがチェックされる。もしそうであれば、位置的情報を備えた高速パケット４０を送信するためのボックス４１２が追随する。もしそうでなければ、ボックス４０３が追随する。

ボックス４０３：“タイマ１８＞１ｍｓ”においては、第２モータ１２の電気的位置（１）〜（６）に関する最後の高速パケット４０が１ミリ秒よりも以前に送信されたか否かがチェックされ、当然乍ら、この時間スレッショルド値は、たとえば５ｍｓ未満などのように異なる様に設定され得る。これにより、位置的変化が喪失されたとしてもホール効果出力が確実に送信され、且つ、このことはまた、第２モータ１２が静止しているときでも各ホール効果センサからの位置的情報を提供するものでもあることから、始動時に第２モータ１２の電気的位置が知られる。もしそうであれば、位置的情報を備えた高速パケット４０を送信するためのボックス４０６が追随する。もしそうでなければ、ボックス４０４が追随する。

ボックス４０４：“タイマ１９＞１ｍｓ”においては、第３モータ１３の電気的位置（１）〜（６）に関する最後の高速パケット４０が１ミリ秒よりも以前に送信されたか否かがチェックされ、当然乍ら、この時間スレッショルド値は、たとえば５ｍｓ未満などのように異なる様に設定され得る。これにより、位置的変化が喪失されたとしてもホール効果出力が確実に送信され、且つ、このことはまた、第３モータ１３が静止しているときでも各ホール効果センサからの位置的情報を提供するものでもあることから、始動時に第３モータ１３の電気的位置が知られる。もしそうであれば、位置的情報を備えた高速パケット４０を送信するためのボックス４０８が追随する。もしそうでなければ、ボックス４０５が追随する。

ボックス４０５：“タイマ２９＞１ｍｓ”においては、最後の低速パケット５０が１ミリ秒よりも以前に送信されたか否かがチェックされる。このボックスは選択的であり、且つ、低速パケット５０の送信速度を最大１ｍｓ毎に抑制し、当然乍ら、この時間スレッショルド値は５ｍｓ未満などのように異なる様に設定され得る。もしそうであれば、ボックス４１０が追随する。もしそうでなければ、ボックス４０１が追随する。

ボックス４０６：“モータ１２の位置送信”においては、第２モータ１２の電気的位置（１）〜（６）のステータスを含む高速パケット４０が送信される。ボックス４０７が追随する。

ボックス４０７：“タイマ１８をゼロに設定”においては、ボックス４０６の高速パケット４０が送信された後でタイマ１８がリセットされる。その後、制御方式のループはボックス４０１に戻る。

ボックス４０８：“モータ１３の位置送信”においては、第３モータ１３の電気的位置（１）〜（６）のステータスを含む高速パケット４０が送信される。ボックス４０９が追随する。

ボックス４０９：“タイマ１９をゼロに設定”においては、ボックス４０８の高速パケット４０が送信された後でタイマ１９がリセットされる。その後、制御方式のループはボックス４０１に戻る。

ボックス４１０：“低速パケット５０を送信”においては、低速メッセージにおける１ビットを含む低速パケット５０が送信される。故に、低速パケット５０はモータ１２および１３の位置が送信された後に送信されることで、該低速パケット５０が高速パケット４０を遅延させる虞れが最小限とされる。故に通常は、夫々のモータ１２、１３の同時的な位置的変化の間におけるコリジョンに起因する遅延のみが生じ得る。これにより、各高速パケット４０に対する遅延は最小限とされる。低速パケットに対する唯一のコリジョンの虞れは、当該モータが非常に低速に動作するか否かであるが、その場合でも、１個の余分なパケット時間の遅延は問題にならない。ボックス４１１が追随する。

ボックス４１１：“タイマ２９をゼロに設定”においては、ボックス４１０の低速パケット４０が送信された後でタイマ２９がリセットされる。その後、制御方式のループはボックス４０１に戻る。

本発明は、その好適実施例に関して図示かつ記述されたが、以下の各請求項において意図された広範な有効範囲内である多くの改変、置換および付加が為され得ることは理解される。上記からは、本発明は上述の目的の少なくともひとつを達成することが理解され得る。

当然乍ら、上記固定子の歯部の個数、ならびに、上記回転子の永久磁石の個数は変更され得る。

当然乍ら、上記シーケンスを反復する以外のチェックサムが使用され得る。

Claims (3)

1. 円形の回転可能な鋸刃（３）と、多芯ケーブル（６）を介して外部電源（２００）により給電されて該鋸刃（３）を駆動する駆動モータ（５）と、を備える、壁切り鋸もしくは床切り鋸の如き携帯式および／または車輪付きの電動鋸（１）において、該多芯ケーブル（６）は該電動鋸（１）と該電源（２００）との間のデータ通信のための通信ワイヤ（２６）も含み、
   前記駆動モータ（５）は該鋸刃（３）を駆動する第１電気モータ（５）であり、当該電動鋸は、鋸切断されるべき表面に沿い該鋸（１）を移動させる第２電気モータ（１２）、および、該鋸刃（３）を上昇および下降させる第３電気モータ（１３）を更に含み、且つ、該多芯ケーブル（６）は各モータ（５、１２、１３）を個別的に給電するワイヤ手段（２４、２５、２７）を含み、
   各モータ（５、１２、１３）は三相電気モータであり、且つ、各モータを個別的に給電する該ワイヤ手段（２４、２５、２７）は各モータ（５、１２、１３）に対する３本ずつのワイヤ（２４、２５、２７）を含み、
   当該電動鋸は、該鋸の可動部分が鋸切断の間に当該ラック（２）に沿い移動し得る様に、鋸切断されるべき対象物に対して締着され、または、該対象物の直近とされることが意図されるラック（２）を備えて成り、
   該通信ワイヤ（２６）は、該第２モータ（１２）および第３モータ（１３）の内の少なくとも一方の電気的位置もしくは位置的変化（（１）〜（６））を該電源（２００）に対して伝達するために使用され、且つ、該電源（２００）は、受信した、対応する第２モータ（１２）および／または第３モータ（１３）の電気的位置もしくは位置的変化（（１）〜（６））に基づき、その電気的位相（（１）〜（６））を整流する整流手段（２２、２３）を含む、
   ことを特徴とする、電動鋸。
2. 該多芯ケーブル（６）は、データ転送、特にモータの整流、のための２本のワイヤ（Ｓ＋、Ｓ−）を更に備えて成る、請求項１に記載の電動鋸。
3. データ転送のための該２本のワイヤ（Ｓ＋、Ｓ−）は撚り合わされる、請求項２に記載の電動鋸。

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