JP6383066B2 - 電動機械器具 - Google Patents
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Description
のようにすることで、無負荷状態のときは相対的に回転数が低く抑えられて無駄な電力消費を低減でき、負荷状態のときは相対的に回転数が高くなることで当該電動機械器具を効率的に機能させることができる。
検出回数閾値の少なくとも一方を変更できるようにしてもよい。負荷の条件が全く同じであっても、バッテリの電圧が異なるとモータの動作状態も異なる。そのため、上記各閾値が一定値に固定されていると、バッテリの電圧によっては、負荷状態の検出精度が低下するおそれがある。
(1)電動工具1の全体構成
図1に示す電動工具1は、本発明の電動機械器具の一例であり、木材や金属などの被加工材を切断するいわゆるジグソーとして構成されている。
変換してブレード6に伝達する。ブレード6の駆動速度とモータ9の回転数とは略線形関係にあり、モータ9の回転数が高いほどブレード6の駆動速度も高くなる。なお、モータ9の回転数とは、単位時間あたりの回転数、即ち回転速度(角速度)を意味する。
(2)電動工具システムの説明
次に、電動工具1及び携帯通信端末30により構成される電動工具システムについて、図2を用いて説明する。電動工具1は、基本的には、当該電動工具1単体で使用されるものであるが、電動工具1の動作にかかわるいくつかのパラメータや機能の有効・無効設定については、携帯通信端末30から無線通信にて設定することができる。図2は、電動工具1及び携帯通信端末30のそれぞれの電気的構成を概略的に示している。
電流(つまりモータ9に流れる電流)を検出してMCU21へ出力する。この電流は、モータ9の負荷に対応し、モータ9の負荷が大きいほど電流値も大きくなる。MCU21は、電流測定回路24から入力される電流の検出信号に基づいて、モータ9に流れる電流を検出する。さらに、MCU21は、その電流値に基づいて、後述するように、モータ9の負荷の有無(無負荷状態かそれとも負荷状態か)を検出する。
本実施形態の電動工具1は、モータ9の制御機能として、ソフトノーロード制御機能を備えている。ソフトノーロード制御(以下、単に「ノーロード制御」ともいう)とは、モータ9が無負荷状態か負荷状態かを判断して、無負荷時にはモータ9を低回転数で回転させ、負荷時には高回転数で回転させるという制御方法である。具体的には、後述するように、無負荷時には目標回転数がノーロード作動中回転数に設定され、負荷時には目標回転数がノーロード解除中回転数に設定される。ノーロード解除中回転数は、ノーロード作動中回転数よりも高い値である。
t5でノーロード復帰条件(詳細は後述)が成立すると、目標回転数が再びノーロード作動中回転数に切り替わり、無負荷時低速駆動に切り替わる。ただし、ノーロード復帰条件の成立により無負荷時低速駆動に切り替わるのは、無負荷時低速駆動への復帰を有効とすべき旨の選択設定がなされている場合、即ち携帯通信端末30からソフトノーロード復帰有効要求がなされている場合である。ソフトノーロード復帰有効要求がなされていない場合は、負荷状態から無負荷状態に変化しても、負荷時高速駆動が継続される。
条件A1:電流振幅が電流幅閾値以上であることを所定回数(検出回数閾値)以上検出すること。
条件A2:電流の変動がない(電流振幅が0又は0に近い)状態が所定時間継続すること。
具体的には、本実施形態では、上記各閾値がバッテリ3の電圧に応じて補正される。例えば電流幅閾値については、バッテリ3の電圧が規定範囲内にある場合は設定された値がそのまま用いられるが、バッテリ3の電圧が規定範囲を下回った場合は、設定された値よりも小さい値に補正される。検出回数閾値についても同様である。なお、バッテリ3の電圧に応じて上記各閾値を具体的にどのように補正するかについては適宜決めることができる。また、例えばバッテリ3の温度などの、バッテリ3の電圧以外の他の情報(バッテリ3の状態を示す情報)を用いて、上記各閾値を補正するようにしてもよい。
条件B1:モータ9に流れる電流が復帰閾値以下になっていること。
条件B2:電流振幅が電流幅閾値を下回ったことを所定回数(検出回数閾値)以上検出すること。
となったことから、負荷検出回数が0から1にカウントアップされる。しかし、その後は電流振幅が電流幅閾値を下回る状態が継続し、3900msを過ぎたあたりで負荷検出回数が0にクリアされる。
電動工具1のMCU21が実行するメイン処理について、図5〜図11を用いて説明する。電動工具1のMCU21において、CPU21aは、動作を開始すると、メモリ21bから図5のメイン処理のプログラムを読み込んで実行する。なお、CPU21aは、図5のメイン処理において、S120〜S160の処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。
理に代えて(又は外部機器設定反映処理に加えて)操作入力反映処理を行うようにしてもよいが、この操作入力反映処理については、第2実施形態として後で説明する。
以上説明した本実施形態の電動工具1によれば、モータ9の電流振幅に基づいてモータ9の無負荷状態及び負荷状態が検出されるため、モータ9の無負荷状態及び負荷状態を精度良く検出することが可能となる。
また、負荷状態や無負荷状態の検出感度を任意に変更することも可能となる。特に、本実施形態では、無線通信により遠隔操作で上記設定が可能であるため、使い勝手のよい電動工具1の提供が可能となる。
次に、第2実施形態の電動工具50について、図12を用いて説明する。図12に示す本実施形態の電動工具50は、図1に示した第1実施形態の電動工具1と比較して、主に、操作・表示パネル53を備えている点で異なる。即ち、図12に示すように、本実施形態の電動工具50は、把持部4における端部側(バッテリ3側)の上面に、操作・表示パネル53が設けられている。
してもよい。
状態Aから第2操作スイッチ62が押し操作されると、ノーロード制御の有効設定及び高閾値への設定が共に維持された状態で、更に、ノーロード制御時におけるノーロード解除状態からノーロード制御状態への復帰(負荷時高速駆動から無負荷時低速駆動への復帰)が有効に設定される。つまり、第1実施形態において携帯通信端末30からノーロード復帰有効要求が送信された状態と同じ状態となる。このとき、図14の右側下段の状態図(状態C)に示すように、操作・表示パネル53内の各LEDのうち、ノーロード有効/無効LED61a、高閾値LED61b、及び復帰有効/無効LED62aが点灯する。
本実施形態でも、電動工具50のMCU52は、図5のメイン処理を実行する。ただし、図5のメイン処理におけるS150は、本実施形態では、操作・表示パネル53の操作入力を受け付ける処理となる。また、図6のモータ制御処理におけるS200は、本実施形態では、操作・表示パネル53で操作入力された結果を反映する操作入力反映処理となる。この操作入力反映処理の詳細は、図15に示す通りである。
を考慮する。即ち、図7のS231と同じように、各閾値をバッテリ3の電圧に応じて補正する。
特に本実施形態では、いくつかの設定項目やパラメータについて、工具本体2に設けられた操作・表示パネル53を操作することで任意に設定することができる。つまり、第1実施形態で説明した携帯通信端末30がなくても、電動工具50単体で、上記設定項目やパラメータを所望の値に設定することが可能となる。
(1)電流振幅に基づいて負荷状態の検出を行う方法はあくまでも一例であって、電流以外の、モータ9の動作状態を直接又は間接的に示す他の状態量の増減変動幅に基づいて負荷状態の検出を行うようにしてもよい。
(2)モータ9の回転数を、トリガ7以外の他の手段、例えばダイヤル操作等によって連続的又は段階的に設定できるようにしてもよい。ダイヤルを設ける場合、ダイヤルの操作位置に応じて、ノーロード作動中回転数やノーロード解除中回転数も変化するように構成してもよい。
やFPGA、その他の各種IC、ロジック回路等により構成してもよい。
Claims (12)
- モータと、
前記モータを駆動又は停止させる操作を受け付け、その受け付けた操作に応じた信号を出力するように構成されたスイッチ部と、
前記信号に基づいて前記モータを制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記モータの制御方法として、第1の制御方法及び第2の制御方法を備え、
前記第1の制御方法は、前記モータを第1の回転数で回転させる低速駆動と、前記モータを前記第1の回転数よりも高い第2の回転数で回転させる高速駆動とを、前記モータの負荷に応じて切り替えるように構成され、
前記第2の制御方法は、前記モータの負荷とは無関係に前記モータを回転させるように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1に記載の電動機械器具であって、
前記第1の制御方法は、前記モータを前記低速駆動で駆動させている場合に、前記モータの負荷の増加に応じて、前記モータを前記高速駆動で駆動させるように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1又は請求項2に記載の電動機械器具であって、
前記低速駆動は、前記モータの実際の回転数を取得してその取得した回転数が前記第1の回転数に一致するように前記モータを制御すること、及び、前記第1の回転数に対応した特定のデューティで前記モータへ通電すること、のうちいずれか一方を用いて前記モータを回転させるように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電動機械器具であって、
前記高速駆動は、前記モータの実際の回転数を取得してその取得した回転数が前記第2の回転数に一致するように前記モータを制御すること、及び、前記第2の回転数に対応した特定のデューティで前記モータへ通電すること、のうちいずれか一方を用いて前記モータを回転させるように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電動機械器具であって、
前記制御部は、さらに、前記モータの制御方法を指定する制御情報を取得するように構成された制御情報取得部を備え、
前記制御部は、前記第1の制御方法及び前記第2の制御方法のうち、前記制御情報取得部により取得された前記制御情報に基づくいずれか一方を用いて、前記モータを制御するように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項5に記載の電動機械器具であって、
さらに、前記モータの制御方法を指定する操作を受け付け、その受け付けた操作に応じた前記制御情報を前記制御部に伝達するように構成された制御指定スイッチを備え、
前記制御情報取得部は、前記制御指定スイッチから伝達される前記制御情報を取得するように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電動機械器具であって、
前記スイッチ部は、前記スイッチ部に対する操作量を示す情報を前記制御部へ伝達するように構成されており、
前記第1の制御方法は、前記操作量とは無関係に前記モータを制御するように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の電動機械器具であって、
さらに、前記制御部が用いる前記モータの制御方法が前記第1の制御方法及び前記第2の制御方法のうちどちらに設定されているかを示す情報を表示するように構成された表示部を備える、
電動機械器具。 - 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の電動機械器具であって、
前記第1の制御方法は、前記モータを前記高速駆動で駆動させている場合に、前記モータの負荷の減少に応じて、前記モータを前記低速駆動で駆動させる、復帰処理を実行するように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項9に記載の電動機械器具であって、
前記制御部は、さらに、前記第1の制御方法において前記復帰処理を実行するか否かを指定する復帰情報を取得するように構成された復帰情報取得部を備え、
前記制御部は、前記復帰情報取得部により取得された前記復帰情報が前記復帰処理を実行するよう指定する情報である場合に、前記第1の制御方法において前記復帰処理を実行するように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項10に記載の電動機械器具であって、
さらに、前記第1の制御方法において前記復帰処理を実行するか否かを指定する操作を受け付け、その受け付けた操作に応じた前記復帰情報を前記制御部に伝達するように構成された復帰指定スイッチを備え、
前記復帰情報取得部は、前記復帰指定スイッチから伝達される前記復帰情報を取得するように構成されている、
電動機械器具。 - 請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の電動機械器具であって、
前記第1の制御方法は、前記低速駆動から前記高速駆動に切り替える際、前記モータへ通電する電流のデューティを、前記低速駆動に対応したデューティから前記高速駆動に対応したデューティへ徐々に上昇させるように構成されている、
電動機械器具。
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