JP2015100908A

JP2015100908A - 電動工具

Info

Publication number: JP2015100908A
Application number: JP2013245680A
Authority: JP
Inventors: 一後藤; Hajime Goto
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】ブレードが折れた場合に、折れ残りのブレードによる被加工部材の破損を防止する電動工具を提供する。【解決手段】ジグソーは、モータの回転を往復動に変換してブレードを往復動させる変換機構と、モータを流れるモータ電流値を検出する電流検出器と、モータの駆動を制御する制御手段とを備える。制御手段は、モータの起動から所定時間の経過後にモータ電流値の検出を開始し、モータ電流値が、ブレードが被加工部材を切断せずに往復動するときにモータに流れる無負荷電流値以下に低下するときに、モータの回転速度を低下させて、ブレードのストローク数を減らす。【選択図】図２

Description

本発明は、電動工具に関し、特にブレード等の先端工具が往復動して被加工部材を切断する電動工具に関する。

従来、例えば電動工具としてのジグソーは、本体に駆動源であるモータを内蔵し、本体の上方にはハンドルが設けられ、ハンドルにはオン・オフを切り替えるスイッチと、モータの回転速度を調節するダイヤルとを有している。ダイヤルの近傍にはモータ制御装置が設けられている。また、本体には、モータの回転力を往復動に変換するための往復動機構が内蔵され、往復動機構にはプランジャが取り付けられてブレードを保持している。

上記構成のジグソーでは、作業者がハンドルを把持してスイッチをオンにすると、モータが回転し、この回転が往復動機構によって往復動機構の長手方向の往復動に変換され、プランジャとブレードとが往復動するようになっている。このブレードの往復動により、被加工部材を切断することができる。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２４１２４１号公報

従来のジグソーでは、切断の途中でブレードが折れた際に、急に往復動機構及びモータに作用していた負荷が消失するので、プランジャの往復速度が急上昇することがある。この場合、折れ残ったブレードの長さによっては被加工部材に対して上からの高速の叩き付けが発生して、被加工部材を破損させたり、更なるブレードの破損が発生し得るという問題があった。

そこで、本発明は、例えばブレードが折れた場合に、被加工部材の破損や折れ残りのブレード等のさらなる破損を防止する電動工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、モータと、前記モータの回転を往復動に変換して、前記往復動を被加工部材を切断する先端工具に伝達する変換機構と、前記モータを流れるモータ電流値を検出する電流検出手段と、前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動工具であって、前記電流検出手段は、前記モータを起動させてから所定時間の経過後に前記モータ電流値の検出を開始し、前記制御手段は、前記モータ電流値が、前記先端工具が前記被加工部材を切断せずに往復動するときに前記モータに流れる無負荷電流値以下に低下したことを検出したとき、又は、前記モータ電流値が、所定時間内に所定値以上低下したことを検出したときに、前記モータの回転速度を低下させる電動工具を提供する。

上記構成によれば、電動工具の起動直後の不安定なモータ電流によるモータの回転速度の低下を防止することができる。また、先端工具による被加工部材の切断作業中に先端工具が破損すると、モータに対する切断負荷が瞬間的に減少するので、モータ電流が無負荷電流値以下に低下し、急峻なモータ電流値の減少が生じる。よって、この変化、モータ電流値の無負荷電流値以下の低下、モータ電流値の急峻な変化、或いは両方を検出することで、モータの回転速度を低下させるので、破損して残った先端工具が被加工部材に対して高速で衝突することを回避でき、被加工部材への予期せぬ損傷を防止することができる。

また、被加工部材を切り離した直後においても、モータ電流値は瞬間的に無負荷電流値に低下し、またその電流値の低下は急峻であるため、制御手段は、モータの回転数を低下させるので、被加工部材の切断を終えた電動工具の振動を抑制することができる。

一方、例えば、被加工部材に対し直線的な切断から曲げ切断などの加工の細かい作業へ移行するときの緩やかなモータ電流値の低下に対しては、モータ回転数が低下しないため、安定した切断作業を継続することができる。

好ましくは、前記電流検出手段が、前記モータ電流値の前記無負荷電流値からの増加を検出したときに、前記制御手段は、前記モータの回転速度を増加させる。当該構成により、先端工具を加工部材に当接させるとモータに作用する負荷が増大するので、モータ電流値が無負荷電流値から増加する。このモータ電流値の増加を検出すると、制御手段は、モータの回転速度を増加させる。従って、被加工部材を切り落とす度にモータの回転速度を低下させても、先端工具を被加工部材に当接させるだけで再びモータの回転速度を増大させることが可能となるため、例えばスイッチを再操作することなく切断作業を効率良く再開することができる。

好ましくは、前記先端工具をオービタル運動させる駆動機構をさらに有し、前記無負荷電流値又は所定値は、前記先端工具の単位時間あたりの往復動の回数及びオービタル運動の少なくとも一方に応じて変更可能である。当該構成により、被加工部材の材質及び加工の程度に応じて、往復動の回数及びオービタル運動などの加工条件を変更した作業に適応した制御が可能となる。

好ましくは、往復動する前記先端工具の位置を検出する検出手段をさらに有し、前記電流検出手段は、前記先端工具が下死点から上死点に移動する間のモータ電流値を検出する。実際に、先端工具が被加工部材を切断するのは、先端工具が下死点から上死点にまで移動する時である。従って、実際の切断作業が行われているときにモータ電流値を検出することによって、より正確にモータの回転速度を制御することができる。

好ましくは、前記先端工具はブレードである。従って、被加工部材の一部を切り落とすことができる。

本発明の電動工具によれば、先端工具の破損や被加工部材の切り落としによりモータ電流値の急峻な低下が生じた場合は、モータの回転数を低下させて、被加工部材の予期せぬ損傷を防止すると共に、電動工具の操作性を改善することができる。

本発明の実施の形態によるジグソーの内部構造を示す側面図である。本発明によるジグソーでのブレードのストローク数の制御を説明するフローチャートである。モータを流れるモータ電流値とブレードのストローク数との関係を示すタイムチャートである。ブレードの位置を検出する検出手段を示す図である。ブレードが下死点から上死点まで移動する間のブレードのストローク数の制御を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態によるジグソーを添付図面を参照して説明する。

ジグソー１は、ハウジング２、モータ３、ギアボックス４、運動変換機構５及びブレード６から主に構成されており、先端工具としてのブレード６により図示せぬ被切断材を切断する切断工具である。以下、モータ３に対して運動変換機構５が設けられている方向を前方向と定義し、逆を後方向と定義する。また、ギアボックス４からブレード６が延出している方向を下方向と定義し、逆を上方向と定義する。ブレード６の前側には、被切断材を切断する刃部６Ａが設けられており、後から前に向かう方向が切断方向となる。

ハウジング２はアルミ等のフレームから構成され、ジグソー１の上部には作業者が把持するためのハンドル２１が設けられている。ハウジング２は、側面視略Ｕ字状であり、ハンドル２１の下部にモータ３が収容されている。ハウジング２の略Ｕ字状の開口部分には、当該開口部分を塞ぐようにギアボックス４が位置している。ハウジング２の後部には、後方に向けて延出する電源ケーブル２６が設けられている。ハンドル２１の前部には、作業者が操作するトリガ２２Ａを有しモータ３への電力供給を制御するトリガスイッチ２２が設けられている。さらに、ハンドル２１の前部には、ブレード６の単位時間あたりのストローク数（以下、ストローク数と称す）を調節するダイヤル２３が設けられている。ダイヤル２３の近傍には、制御手段としてのモータ制御部２４が設けられて、モータ３の駆動を制御する。ダイヤル２３の値は、ブレード６のストローク数に対応するので、ダイヤルの値が大きくなるにつれて、モータ制御部２４は、ストローク数を増やすためにモータ３の回転速度を増加させる。

モータ３は、前後方向に延びる出力軸３１及びファン３２を主に備えている。出力軸３１の前方向の先端部分には、ピニオンギヤ３１Ａが設けられている。ファン３２は、ピニオンギヤ３１Ａの後方に設けられ、出力軸３１に同軸固定されている。ファン３２は、ハウジング２に形成された不図示のファン風導入口からファン風をハウジング２内に導入し、モータ３や運動変換機構５等の冷却を行う。

ギアボックス４は、アルミ等の鋼材を基材として構成されたベース４１を備えている。また、ギアボックス４は、運動変換機構５を収容するとともに、モータ３の回転に連動してブレード６を回動させる所謂オービタル動作を実現するためのオービタル機構部９を備えている。

ベース４１は、長手方向が切断方向と一致するように、ボルト４２を介してハウジング２の底面側に固定されている。ベース４１の反ハウジング２側には、被切断材と対向するベース面４１Ａが規定されている。

運動変換機構５は、変換機構として、ギヤ部５１、ウェイト部５２、係合ピン５３及びプランジャ５４から主に構成される。ギヤ部５１は、ピニオンギヤ３１Ａと噛合し、ギアボックス４から前方に延出する支持軸５０によって、ギアボックス４に回転可能に支承されている。ウェイト部５２は、ギヤ部５１の前方に配置され支持軸５０に支持されている。ウェイト部５２がプランジャ５４と反対方向に動くことによりカウンターウェイトとしての役割を果たし、ジグソー１の動作時の振動を低減する。

係合ピン５３は、ウェイト部５２の前方に設けられ、ギヤ部５１と共に支持軸５０を中心に回転する。係合ピン５３は、出力軸３１と異軸かつ平行な状態で前方に向けて突出している。

プランジャ５４は略円柱形状をなし、出力軸３１と直交する方向（上下方向）に延び、ハウジング２に上下方向に往復動可能かつ回動可能に支持されている。詳細には、左右方向に延びる軸（回転軸４４）を中心に回動可能である。プランジャ５４は、ピン受け部５４Ａ及びブレード保持部５４Ｂを備えている。

ピン受け部５４Ａは、プランジャ５４の上下方向略中央部に設けられ、側面視略コ字状をなし、コ字状の開口が後方を向くように配置されている。ピン受け部５４Ａは、左右方向に延出していて、係合ピン５３が挿入されている。係合ピン５３は、ピン受け部５４Ａの溝内で、左右方向の動きは許容され、上下方向の動きが規制されているため、ピン受け部５４Ａは係合ピン５３の動きに応じて上下動のみを行う。これにより、運動変換機構５は、出力軸３１から出力された回転運動を上下動に変換することができる。ピン受け部５４Ａは、プランジャ５４が回転軸４４を中心に回転した場合であっても、係合ピン５３を保持可能な程度の深さを備えている。

ブレード保持部５４Ｂは、プランジャ５４の下端部に設けられ、ブレード６を着脱可能に保持している。上面視において、プランジャ５４の中心とブレード６の中心位置とは略一致している。

プランジャ５４は、上下方向略中央部分において、プランジャガイド４３によって上下方向に摺動可能に支持されている。プランジャガイド４３は、その上部において、左右方向に延びる回転軸４４を中心にギアボックス４に回動可能に支持されている。プランジャガイド４３が回転軸４４を中心に回動すると、プランジャ５４及びブレード６も回転軸４４を中心に回動する。これにより、プランジャ５４及びブレード６が、オービタル機構部９のオービタル動作に追従することができる。

オービタル機構部９は、ローラホルダ９１、ローラ９２及び切替部９３を主に備えている。ローラホルダ９１は、図１に示されるように、側面視略Ｌ字状であって、支持部９４を中心に回転可能にギアボックス４に支承されている。ローラ９２は、ローラホルダ９１の前端部に位置していて、ローラ９２を回転可能に支承している。ローラ９２は、半径方向内方に窪んだ溝が円周方向全周に亘って形成されていて、当該溝でブレード６の背面と当接している。切替部９３を操作することにより、オービタル機構部９の動作量を調整することができる。オービタル機構部９の動作量は、図示せぬ切り換え部９３の値を大きくなると、動作量が増えるようになっている。

次に、ジグソー１の動作について説明する。電源ケーブル２６を図示せぬ商用電源に接続し、ハンドル２を把持し、トリガ２２Ａを押し込むことによりダイヤルの値に応じたモータ電流がモータ３に供給されて回転を開始する。モータ３の回転は、運動変換機構５によって往復動に変換され、プランジャ５４及びブレード６に伝達され、ブレード６が上下動、すなわち往復動する。同時に、オービタル動作を設定した場合、ローラホルダ９１が支持部９４を中心に回動する。ローラ９２がブレード６を押圧することにより、ブレード６も回転軸４４を中心に回動する。ブレード６の上下動とローラホルダ９１の回動とによって、ブレード６の先端部、すなわち刃部６Ａが、略楕円形状の軌跡を描くように動作（オービタル動作）する。作業者がトリガ２２Ａを離すと、ジグソー１は停止する。

上記のジグソー１の動作は、モータ制御部２４によって制御される。モータ制御部２４は、モータ３を流れるモータ電流値を検出する図示せぬ電流検出回路を電流検出手段として含む。モータ制御部２４は、トリガ２２Ａのオン・オフと、電流検出回路が検出するモータ電流値とによって、モータ３への通電及び回転を制御する。

詳細には、モータ制御部２４は、ダイヤル２３によって設定される、ブレード６のストローク数を一定とする定速制御を行う。すなわち、モータ制御部２４は、モータ３の回転速度を一定に維持するようにモータ３を制御する。モータ制御部２４は、選択されるダイヤル２３の値に応じたストローク数でブレード６を往復動させるとともに、必要に応じて切替部９３によって設定される動作量でブレード６を前後動させる。

定速制御では、モータ３の駆動中、ブレード６が被加工部材の切断を開始する前には、モータ３には、主にダイヤル２３の値とオービタル運動の動作量とブレード６とに依存して確定する負荷（以下、初期負荷と称す）が作用し、当該負荷によりモータ３にはモータ電流Ｉ_０が流れる。本実施の形態では、ダイヤル２３の値とオービタル運動の動作量とに応じて、定速制御中にブレード６が被加工部材を切断せずに往復動するときにモータに流れるモータ電流Ｉ_０を「無負荷電流値Ｉ_０」と称す。「無負荷電流値Ｉ_０」は、定速制御を行うときに、ダイヤル２３の値及びオービタル動作の運動量に応じて決まるモータ電流値Ｉであり、一例を表１に示す。表１において、オービタル動作の運動量は数字で表し、数字が大きくなるにつれてオービタル動作の運動量は増えるものとする。

従って、往復動するブレード６が被加工部材に当接して切断を開始すると、モータ３に作用する負荷が初期負荷より増大するためモータ３の回転速度は減少するが、モータ制御部２４は、増大した負荷に対抗するために、モータ電流値をＩ_１（但しＩ_１＞Ｉ_０）に増加させて回転速度を元の速度に戻す。このため、負荷の増大にも拘わらずストローク数は維持される。一般に、被加工部材の切断中は、被加工部材の切断に伴う負荷がモータ３の初期負荷に追加されるので、定速制御において、モータ電流値Ｉは、無負荷電流値Ｉ_０よりも高くなる。なお、本願において、モータ電流値は、実効値をさす。

次に、被加工部材の切断が終わると、すなわち被加工部材を切り落とすと、モータ３に作用する負荷は減少して初期負荷に戻るので、モータ電流値Ｉは無負荷電流値Ｉ_０に低下する。

また、トリガスイッチ２２がオン状態の間は、電流検出回路は、所定のサンプリングタイミングΔｔでモータ３を流れるモータ電流値Ｉを検出し、検出したモータ電流値Ｉをモータ制御部２４内に設けられた内部メモリ（図示せず）に記憶する。

次に、モータ制御部２４によるモータ３の制御の第１の実施例について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

トリガスイッチ２２をオンにすると、モータ３にモータ電流Ｉが流れ始める（Ｓ１０）。同時に、電流検出回路は、所定のサンプリングタイミングΔｔでのモータ電流値Ｉの検出を開始する（Ｓ１２）。なお、電流検出回路によるモータ電流値Ｉの検出は、トリガスイッチ２２がオフにされるまで行われる。

次に、トリガスイッチ２２のオンから時間ｔ_ａが経過するまで待機する（Ｓ１４）。スイッチ２２をオンにしてから時間ｔ_ａの期間は、モータ電流値Ｉの安定に要する時間である。モータ電流値Ｉの検出結果に応じたモータ制御が行われるのは、時間ｔ_ａの経過後である。

時間ｔ_ａの経過後（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１６にて、モータ電流値Ｉを検出し、検出されたモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０よりも大きいか否かを判断する。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０よりも大きければ（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ブレード６による被加工部材の切断が行われていると判断してステップＳ１８に進む。一方、モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下であれば（Ｓ１６：ＮＯ）、ブレード６による被加工部材の切断が行われていないと判断して切断作業が開始されるまで待機する。

ステップＳ１８では、モータ電流値Ｉを検出し、検出されたモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下であるかどうかを判断する。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０より大きければ（Ｓ１８：ＮＯ）、切断作業が適切に継続していると判断してステップＳ１８に戻る。一方、モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下であれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ２０に進む。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下になる場合とは、被加工部材の切断作業が終了してモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０に戻る場合（以下、「切り落とし終了」と称す）と、ブレード６の破損が発生して破損の程度に応じてモータ３に作用する負荷が低減されたためにモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０未満に低下する場合（「ブレード破損」と称す）とのいずれかである。

モータ電流値Ｉの無負荷電流値Ｉ_０以下への低下が検出された場合、ステップＳ２０では、ステップＳ１８にて検出したモータ電流値Ｉと直前のタイミングで検出したモータ電流値との差分ΔＩを算出し、差分ΔＩが最小勾配値ΔＩ_０以上であるかいなかを判別する。なお、最小勾配値ΔＩ_０は、表２に示すように、ダイヤル２３の値とオービタル運動の動作量に依存して設定される。

差分ΔＩが最小勾配値ΔＩ_０未満である場合（Ｓ２０：ＮＯ）、モータ電流値Ｉの低下は切り落とし終了またはブレード破損のいずれでもないと判断して、ステップＳ１８に戻る。一方、差分ΔＩが最小勾配値ΔＩ_０以上である場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、切り落とし終了またはブレード破損のいずれかが発生したと判断してステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、モータの最低速回転数制御を行う。最低速回転数制御では、被加工部材の切断が終了、又はブレード６の破損が生じていると判断したため、ブレード６のストローク数を下げるために、モータ電流値Ｉを、モータ３の最低速回転を可能とするモータ最小電流値Ｉ_ｆ（Ｉ_ｆ＜Ｉ_０）にまで低下させる。負荷が変化せずにモータ電流値Ｉがモータ最小電流値Ｉ_ｆとなるために、モータ最小電流値Ｉ_ｆに応じてモータ３の回転数は減少し、ストローク数も減少する。ブレード６のストローク数が小さいために、ブレード６が破損した場合では折れ残ったブレード６が不意に被加工部材に当接して被加工部材を損傷することを防止できる。また、被加工部材を切り落とした場合は、ブレード６のストロークに起因するジグソーそのものの振動を抑制することができる。

次に、ステップＳ２４に進み、モータ電流値Ｉを検出し、検出されたモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０を上回るか否かを判断する。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０を上回る場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、往復動するブレード６が被加工部材に当接して切断作業を再開したと判断して、モータの最低速回転数制御を解除することによってストローク数を元の数に戻し（ステップＳ２６）、ステップＳ１８に戻る。一方、モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０を超えない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、最低速回転数制御を継続する。

以上のモータ制御部２４による制御を、作業者がトリガスイッチ２２を離すまで行う。

図２に示すフローチャートに基づいてジグソーを動作させたときのモータ電流値Ｉの変化とストローク数とのタイムチャートの一実施例を図３に示す。本実施例では、ダイヤル２３の値は５、オービタルの数値は３で、被加工部材を木材とする。

時刻ｔ_０でトリガスイッチ２２をオンにし、時刻ｔ_１にモータ電流値Ｉは、無負荷電流値Ｉ_０になる。時刻ｔ_２に木材の切断を開始するので、モータ電流値ＩはＩ_２（Ｉ_２＞Ｉ_０）に上昇する。時刻ｔ_３から時刻ｔ_４まで、任意にハンドル２１を押して被加工部材に対する荷重を低下させるので、モータ電流値ＩはＩ_１（Ｉ_２＞Ｉ_１＞Ｉ_０）まで低下するが、ΔＩが小さいため、モータの駆動は最低速回転数制御には移行せず、ストローク数は変化しない。

次に、時刻ｔ_５から時刻ｔ_６にかけて無負荷電流値Ｉ_０までモータ電流値Ｉが低下する。直前に検出したモータ電流値Ｉとの差分ΔＩが所定の値ΔＩ_０より大きければ、最低速回転数制御に移行し、モータ電流値Ｉは、最小電流値Ｉ_ｆまで低下される。時刻ｔ_７で再び被加工部材の切断を開始するので、負荷によるモータ電流値Ｉの増加を検知して時刻ｔ_８で最低速回転数制御を解除し、ストローク数を元に戻している。

上記実施の形態では、モータ３を起動させてから時間ｔ_ａの経過を待って検出されたモータ電流Ｉに基づく制御を開始しているので、モータ３の起動に起因するモータ電流Ｉの減少によるストローク数の低減を防止することができる。

また、モータ電流値Ｉの無負荷電流値Ｉ_０以下への低下と、そのときのモータ電流値の低下の差分との２つの現象の発生を判断して、ストローク数を低減させているので、被加工部材の材質の変化や、加工形状の複雑さに起因して緩やかなモータ電流値Ｉの低下が生じた場合に、ストローク数の低減を防止することができる。従って、被加工部材の切断を安定して継続することができる。

さらに、被加工部材の切り落としによりモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０に低下した場合、被加工部材を切断しないブレード６の回転数が下がるので、ジグソー１の振動を抑制することができる。

また、最低速回転数制御においてモータ電流値Ｉの上昇を検出したときに、最低速回転数制御を解除しブレード６のストローク数を元に戻して切断作業を再開するので、被加工部材の切り落とし毎にトリガスイッチ２２をオフにしなくても、ブレードのストローク数を下げることが可能である。さらに、被加工部材に低速で往復動するブレードを当接するだけで、トリガスイッチ２２を再びオンとすることなく、切断作業を再開することができる。

次に、モータ制御部２４によるモータ３の制御の第２の実施例について、図１、４及び５を参照して以下に説明する。

一般に、ジグソー１では、ブレード６が下死点から上死点に移動する間に、刃部６Ａが被加工部材に食い込んで被加工部材を切断するようになっている。逆に、ブレード６が上死点から下死点に移動する間、刃部６Ａは加工部材を切断しない。上記の第１の実施例では、ブレード６の往復動に伴い変化する位置とは無関係にモータ電流Ｉを制御したが、本実施例では、実際に切断作業が行われ得るブレード６の下死点から上死点に移動するまでのモータ電流Ｉを検出してモータ３を制御する。

図４に示すように、ジグソー１は、ハウジング２内に、ブレード６の位置を検出するための検出機構６０を検出手段として有する。図４は、図１に示すＩＶ−ＩＶ方向からみた運動変換機構５の上面図である。支持軸５０の周囲に設けられたギア部５１に磁石６１ａ，６１ｂが支持軸５０に対し非対称に設けられている。一方、ギア部５１に設けられた磁石６１ａ，６１ｂと対向する支持軸５０を支持するベース面５５には、磁石６１ａ，６１ｂの各々と反応するセンサ６２ａ，６２ｂが設けられている。センサ６２ａ，６２ｂは、ブレード６が往復動して上死点通過時には、センサ６２ａが磁石６１ａに対向して反応することにより上死点通過を検知するようになっている。一方、下死点通過時には、センサ６２ｂが磁石６１ｂに対向して反応することにより下死点通過を検知するようになっている。

電流検出回路は、所定のサンプリングタイミングΔｔでモータ３を流れるモータ電流値Ｉを検出し、検出したモータ電流値Ｉをモータ制御部２４内に設けられた内部メモリ（図示せず）に記憶する。また、モータ制御部２４は、ブレード６が下死点から上死点まで移動する間に限り、モータ電流値Ｉの無負荷電流値以下の低下の有無と差分の計算とを行う。

以下、モータ制御部２４によるモータ３の制御について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

トリガスイッチ２２をオンにすると、モータ３にモータ電流Ｉが流れ始める（Ｓ３０）。同時に、電流検出回路は、所定のサンプリングタイミングΔｔでのモータ電流値Ｉの検出を開始する（Ｓ３２）。なお、電流検出回路によるモータ電流値Ｉの検出は、トリガスイッチ２２がオフにされるまで行われる。

次に、トリガスイッチ２２のオンから時間ｔ_ａが経過するまで待機する（Ｓ３４）。

時間ｔ_ａの経過後（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３６にて、モータ電流値Ｉを検出し、検出されたモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０よりも大きいか否かを判断する。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０よりも大きければ（Ｓ３６：ＹＥＳ）、ブレード６による被加工部材の切断が行われていると判断してステップＳ３８に進む。一方、モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下であれば（Ｓ３６：ＮＯ）、ブレード６による被加工部材の切断が行われていないと判断して切断作業が開始されるまで待機する。

ステップＳ３８では、ブレード６が下死点から上死点への移動中であるか否かを判断する。ブレード６が下死点から上死点へ移動している場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、刃部６Ａによる切断が行われているとして、ステップＳ４０に進む。ブレード６が下死点から上死点へ移動していない場合（ステップＳ３８：ＮＯ）は、ステップＳ３８に戻り、ブレード６が下死点から上死点へ移動するまで待機する。

ステップ４０では、モータ電流値Ｉを検出し、検出されたモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下であるかどうかを判断する。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０より大きければ（Ｓ４０：ＮＯ）、切断作業が適切に継続していると判断してステップＳ３８に戻る。一方、モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０以下であれば（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２に進む。

モータ電流値Ｉの無負荷電流値Ｉ_０以下への低下が検出された場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２では、ステップＳ４０にて検出したモータ電流値Ｉと直前のタイミングで検出したモータ電流値との差分ΔＩを算出し、差分ΔＩが最小勾配値ΔＩ_０以上であるかいなかを判別する。

差分ΔＩが最小勾配値ΔＩ_０未満である場合（Ｓ４２：ＮＯ）、モータ電流値Ｉの低下は切り落とし終了またはブレード破損のいずれでもないと判断して、ステップＳ３８に戻る。一方、差分ΔＩが最小勾配値ΔＩ_０以上である場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、切り落とし終了またはブレード破損のいずれかが発生したと判断してステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４では、モータの最低速回転数制御を行う。最低速回転数制御では、被加工部材の切断が終了、又はブレード６の破損が生じていると判断したため、ブレード６のストローク数を下げるために、モータ電流値Ｉを、モータ３の最低速回転を可能とするモータ最小電流値Ｉ_ｆ（Ｉ_ｆ＜Ｉ_０）にまで低下させる。負荷が変化せずにモータ電流値Ｉがモータ最小電流値Ｉ_ｆとなるために、モータ最小電流値Ｉ_ｆに応じてモータ３の回転数は減少し、ストローク数も減少する。ブレード６のストローク数が小さいために、ブレード６が破損した場合では折れ残ったブレード６が不意に被加工部材に当接して被加工部材を損傷することを防止できる。また、被加工部材を切り落とした場合は、ブレード６のストロークに起因するジグソーそのものの振動を抑制することができる。

次に、ステップＳ４６に進み、モータ電流値Ｉを検出し、検出されたモータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０を上回るか否かを判断する。モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０を上回る場合（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、往復動するブレード６が被加工部材に当接して切断作業を開始したと判断して、モータの最低速回転数制御を解除することによってストローク数を元の数に戻し（ステップＳ４８）、ステップＳ３８に戻る。一方、モータ電流値Ｉが無負荷電流値Ｉ_０を超えない場合（ステップＳ４６：ＮＯ）、最低速回転数制御を継続する。

上記の第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、ブレード６が実際の切断作業を行いうる下死点から上死点まで移動する間にモータ３に流れるモータ電流Ｉに基づいて、モータ電流値Ｉの急峻な低下を検出するようにしているので、より正確な制御を行うことができる。

なお、無負荷電流値Ｉ_０及びΔＩ_０の値は、上記の実施の形態においてしめすものに限定されず、ジグソー１の機械的な特性のみならず、被加工部材の材質や形状に応じて変更することもできる。

また、本実施の形態では、電動工具としてジグソーについて説明したがこれに限らず、先端工具を往復動させるセイバーソー（レシプロソー）等にも適用することができる。

また、先端工具は、ブレードに限定されず、往復動により被加工部材に対して加工を施す工具を備える電動工具に対しても本発明を適用できる。

上記実施の形態では、モータ電流値が、無負荷電流値以下に低下したことを検出したとき、及び、モータ電流値が、所定時間内に所定値以上低下したことを検出したときに、モータの回転速度を低下させることとしたが、いずれか一方の条件を検出したときに、モータの回転速度を低下させることとしても良い。

また、上記実施の形態では、作業者に対して制御手段による制御でモータの回転速度が変更になったことを認識させることができるように、上記条件を検出したときに、モータの回転速度を低下させることとしたが、上記条件を検出した時に、モータを停止することとしても良い。この構成の場合には、モータを停止させると共に、制御手段による制御でモータが停止したことを作業者に認識させるための、ライトなどの表示手段を設けるのが望ましい。なお、継続した作業を可能とし作業性を向上させるためには、上述のように上記条件を検出した時に、モータの回転速度を低下させながらも、切断作業の再開を検出した際にモータの回転速度を上昇させる構成とすることが望ましい。

また、モータをブラシレスモータとする場合、ブラシレスモータの制御を行うためにモータ回転子の位置検出を行う位置検出手段を用いて、制御手段がブレードの下死点及び上死点の位置を推測し、ブレードの下死点から上死点に移動するまでのモータ電流を検出して制御する構成とすることが望ましい。また、プランジャの位置やプランジャが下死点又は上死点に位置したことを検出するセンサを設けて、ブレードの下死点から上死点に移動するまでのモータ電流値を検出して制御する構成としても良い。

本発明は、被加工部材を加工する先端工具が往復動する適宜のタイプの電動工具に利用することができる。

１ジグソー
３モータ
５運動変換機構
６ブレード
２４モータ制御部

Claims

モータと、
前記モータの回転を往復動に変換し、前記往復動を被加工部材を切断する先端工具に伝達する変換機構と、
前記モータを流れるモータ電流値を検出する電流検出手段と、
前記モータの駆動を制御する制御手段と、
を備えた電動工具であって、
前記電流検出手段は、前記モータを起動させてから所定時間の経過後に前記モータ電流値の検出を開始し、
前記制御手段は、前記モータ電流値が、前記先端工具が前記被加工部材を切断せずに往復動するときに前記モータに流れる無負荷電流値以下に低下したことを検出したときに、前記モータの回転速度を低下させることを特徴とする電動工具。
前記電流検出手段が前記モータ電流値の前記無負荷電流値からの増加を検出したときに、前記制御手段は、前記モータの回転速度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記先端工具をオービタル運動させる駆動機構をさらに有し、
前記無負荷電流値は、前記先端工具の単位時間あたりの往復動の回数及びオービタル運動の少なくとも一方に応じて設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
往復動する前記先端工具の位置を検出する検出手段をさらに有し、
前記電流検出手段は、前記先端工具が下死点から上死点に移動する間のモータ電流値を検出することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一に記載の電動工具。
前記先端工具はブレードであることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一に記載の電動工具。
前記制御手段は、前記モータ電流値が、前記無負荷電流値以下に低下したことを検出し、且つ所定時間内に所定値以上低下したことを検出したときに、前記モータの回転速度を低下させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の電動工具。
モータと、
前記モータの回転を往復動に変換し、前記往復動を被加工部材を切断する先端工具に伝達する変換機構と、
前記モータを流れるモータ電流値を検出する電流検出手段と、
前記モータの駆動を制御する制御手段と、
を備えた電動工具であって、
前記電流検出手段は、前記モータを起動させてから所定時間の経過後に前記モータ電流値の検出を開始し、
前記制御手段は、前記モータ電流値が、所定時間内に所定値以上低下したことを検出したときに、前記モータの回転速度を低下させることを特徴とする電動工具。
前記電流検出手段が前記モータ電流値の所定値以上の増加を検出したときに、前記制御手段は、前記モータの回転速度を増加させることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
前記先端工具をオービタル運動させる駆動機構をさらに有し、
前記所定値は、前記先端工具の単位時間あたりの往復動の回数及びオービタル運動の少なくとも一方に応じて設定されることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
往復動する前記先端工具の位置を検出する検出手段をさらに有し、
前記電流検出手段は、前記先端工具が下死点から上死点に移動する間のモータ電流値を検出することを特徴とする請求項７から９までのいずれか一に記載の電動工具。
前記先端工具はブレードであることを特徴とする請求項７から１０までのいずれか一に記載の電動工具。