JP6709129B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本開示は、先端工具を回転させて被加工材を加工するのに用いられる電動工具に関する。

例えばグラインダのように、円板状の先端工具を回転させて被加工材を加工する電動工具においては、先端工具を回転させて被加工材に当接した際、被加工材から先端工具に反力が加わり、工具本体が被加工材から跳ね返されることがある。

こうした跳ね返り（以下、キックバックともいう）が発生すると、先端工具からモータに加わる負荷が急激に低下するため、モータの回転数が急上昇する。そこで、従来では、モータの回転数の変化率が閾値を越えたときに、電動工具が被加工材から跳ね返された（換言すればキックバックが発生した）と判断して、モータの駆動を停止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特公昭６４−６８９８号公報

しかしながら、モータに加わる負荷は、電動工具が被加工材から跳ね返されたときに限らず、例えば、被加工材が切断されて先端工具が被加工材から開放されたときや、使用者が電動工具を被加工材から離したときにも、急激に低下する。

このため、上記のようにモータの回転数の変化率からキックバックを検出するようにすると、キックバックを誤検出する確率が高くなり、キックバックが発生していないにもかかわらず、モータの駆動が停止されて、使用者に違和感を与えることが考えられる。

本開示の一局面は、電動工具が被加工材から跳ね返されるキックバックを、電動工具本体の挙動から正確に検出できるようにすることを目的とする。

本開示の一局面の電動工具は、モータと、モータを駆動する駆動回路と、駆動回路を介してモータの駆動を制御する制御部と、装置本体とを備える。装置本体は、モータ、駆動回路、及び制御部を収納し、モータにより回転駆動される先端工具を装着できるように構成されている。

また、電動工具には、装置本体の姿勢変化を検出するための検出部が備えられており、制御部は、モータの駆動時に、検出部にて検出される装置本体の姿勢変化量が予め設定された閾値を越えると、装置本体が被加工材から跳ね返されたと判定する。

つまり、制御部は、モータの回転数ではなく、装置本体の姿勢変化から、装置本体が被加工材から跳ね返されたこと（キックバック）を検出する。そして、制御部は、キックバックを検出すると、モータの駆動を停止させる。

このため、本開示の電動工具によれば、モータの回転数の変化率からキックバックを検出する従来装置に比べて、キックバックの検出精度を高めることができる。よって、キックバックを誤検出してモータの駆動を停止し、使用者に違和感を与えるのを抑制できる。

ここで、検出部は、装置本体の姿勢変化量として、装置本体の１又は複数の軸方向への移動速度及び移動量の少なくとも一方を検出するよう構成されていてもよい。
この場合、制御部は、検出部にて検出された移動速度又は移動量が閾値を越えると、装置本体が被加工材から跳ね返された（換言すればキックバックが発生した）と判定して、モータの駆動を停止させるように構成されていてもよい。

このようにすれば、制御部は、装置本体が所定の軸方向に、高速で、或いは、短時間で大きく、移動したときに、キックバックを検出して、モータの駆動を停止させることができる。

また、検出部は、装置本体の姿勢変化量として、装置本体の１又は複数の軸周りの回転速度及び回転量の少なくとも一方を検出するよう構成されていてもよい。
この場合、制御部は、検出部にて検出された回転速度又は回転量が閾値を越えると、装置本体が被加工材から跳ね返された（換言すればキックバックが発生した）と判定して、モータの駆動を停止させるように構成されていてもよい。

このようにすれば、制御部は、装置本体が所定の軸周りに、高速で、或いは、短時間で大きく、回転したときに、キックバックが発生したと判定して、モータの駆動を停止させることができる。

また次に、制御部は、モータの駆動時に、先端工具から装置本体に加わる負荷が作業中判定用の閾値よりも大きいときに、当該電動工具は被加工材の加工作業中であると判定する判定部を備えていてもよい。

この場合、制御部は、判定部が被加工材の加工作業中であることを判定しているときに、装置本体の姿勢変化量に基づき装置本体が被加工材から跳ね返されたか否か（換言すれば、キックバックが発生したか否か）を判定するよう構成されていてもよい。

このようにすれば、制御部がキックバックの発生を判定する期間を、電動工具が被加工材の加工作業中であり、キックバックが発生する可能性があるときに制限することができる。従って、この場合、キックバックが発生することのない条件下でキックバックが誤検出されるのを抑制し、キックバックの検出精度を高めることができる。

ところで、被加工材の加工作業中にキックバックが発生したときには、先端工具からモータ、延いては装置本体に加わる負荷が低下する。
このため、キックバックの判定期間を、単に、先端工具から装置本体に加わる負荷が閾値よりも大きいときに設定すると、キックバックにより負荷が急峻に低下した際、キックバックを検出する前に判定期間が経過し、キックバックを検出できないことも考えられる。

そこで、判定部は、負荷が作業開始判定用の閾値を越えてから、負荷が作業終了判定用の閾値を下回り、その後、一定の遅延時間が経過するまでの間、当該電動工具は前記被加工材の加工作業中であると判定するように構成されていてもよい。

このようにすれば、判定部の判定動作によって設定されるキックバック判定期間を、キックバックの発生に伴い負荷が低下する期間を含むように設定することができるようになり、キックバックの検出精度をより高めることができる。

なお、上記のようにキックバックの判定期間を設定するための負荷は、先端工具からモータの回転トルク、モータに流れる電流、モータの回転数、等から検出することができるし、装置本体に発生する振動等から検出することもできる。

実施形態のグラインダの構成を表す外観図である。 グラインダの駆動系全体の構成を表すブロック図である。 制御回路にて実行されるモータ駆動制御処理を表すフローチャートである。 キックバック判定期間を説明するタイムチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態では、本開示の電動工具として、グラインダを例にとり説明する。
図１に示すように、本実施形態のグラインダ２の本体部分（装置本体）は、モータハウジング４とギヤハウジング６とリヤカバー８とを主体として構成されている。

モータハウジング４は、略円筒形状のハウジングであり、モータ２０を収容している。モータ２０は、回転軸がモータハウジング４の中心軸と平行になるようにモータハウジング４内に収納されており、その回転軸の一端はギヤハウジング６側に突出されている。

そして、モータ２０の回転軸は、ギヤハウジング６内に設けられたギヤ機構を介して、ギヤハウジング６から外部に突出されたスピンドル１２に連結されている。
スピンドル１２は、中心軸がモータ２０の回転軸と直交するよう、ギヤハウジング６内に回転可能に設けられており、ギヤハウジング６内のギヤ機構は、モータ２０の回転をスピンドル１２の回転に変換するよう、ベベルギヤ等を用いて構成されている。なお、ギヤ機構は、一般的なグラインダと同様の構成であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

次に、ギヤハウジング６から突出されたスピンドル１２には、円板状の先端工具１６を位置決め固定するためのインナフランジ１４が設けられている。スピンドル１２のインナフランジ１４よりも更に先端側には、インナフランジ１４との間で先端工具１６を挟持するためのロックナット１８が螺合されている。

このため、インナフランジ１４とロックナット１８との間に、先端工具１６を設け、ロックナット１８をインナフランジ１４側に締め付けることで、先端工具１６をしっかりと固定できるようになる。

なお、本実施形態のグラインダ２においては、先端工具１６として、研削砥石、切断砥石、ワイヤブラシ、等を利用でき、グラインダ２には、この先端工具１６を着脱自在に装着可能である。

また、ギヤハウジング６において、スピンドル１２の突出部分周囲には、研削、研磨、切断等の作業時に生じる被加工材や先端工具１６の破片の飛散から使用者を保護するためのホイールカバー１９が固定されている。

また、ギヤハウジング６の側壁には、使用者が手で把持するためのグリップを外付けできるように、グリップ装着用の孔７が設けられている。
次に、リヤカバー８は、モータハウジング４のギヤハウジング６とは反対側に設けられており、ギヤハウジング６とは反対側の後端からは、交流電源１０（図２参照）である商用電源から電力供給を受けるための電源コード９が引き出されている。

なお、電源コード９は、先端に、交流電源１０のコンセントに接続可能な電源プラグを備え、その電源プラグをコンセントに差し込むことで、交流電源１０からグラインダ２に交流電力を供給できるようになっている。

また、リヤカバー８内には、交流電源１０から供給される交流電力にてモータ２０を駆動制御するためのコントローラ５０が収納されている。そして、モータハウジング４の側壁には、電源コード９からコントローラ５０（延いてはモータ２０）に電力供給を行うための通電経路を導通・遮断するための操作スイッチ３０が設けられている。

なお、コントローラ５０は、図２に示す各種回路部品を回路基板に実装することにより構成されており、図１においては、この回路基板をコントローラ５０として記載している。

次に、操作スイッチ３０は、図２に示すように、交流電源１０とコントローラ５０（延いてはモータ２０）を接続する２つの通電経路にそれぞれ設けられて、その通電経路を導通・遮断する一対の接点３２、３４を備える。

そして、使用者は、モータハウジング４の外に露出した操作スイッチ３０の操作部をスライドさせることで、これら各接点３２、３４を略同時にオン・オフさせることができる。

モータ２０は、電機子に流れる電流を回転位相に応じて切り替え、回転モーメントを一定方向に保つための機械的整流子とブラシを有する整流子電動機（所謂ブラシ付きモータ）である。

そして、本実施形態では、電機子２２と界磁巻線２４、２６とが直列に接続されて交流でも直流でも駆動可能な単相直巻整流子電動機（所謂ユニバーサルモータ）が使用されている。

コントローラ５０には、モータ２０の両端を操作スイッチ３０の各接点３２、３４に接続するための通電経路が設けられており、接点３２とモータ２０とを接続する通電経路には、双方向サイリスタ５２及び抵抗５７が設けられている。

この抵抗５７は、モータ２０に流れる電流（モータ電流）を検出するためのものであり、抵抗５７には、その両端電圧からモータ電流を検出する電流検出回路５８が接続されている。

双方向サイリスタ５２は、電流駆動型の半導体素子であり、本実施形態では、操作スイッチ３０がオン状態であるとき、制御回路８０からの指令に従いオン・オフ状態が切り替えられて、モータ２０への通電電流を制御するスイッチング素子として利用される。

コントローラ５０には、双方向サイリスタ５２を駆動するための駆動回路６０、操作スイッチ３０の操作状態を検出するためのスイッチ検出回路５４、及び、交流電源１０から供給される交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路５６が備えられている。

スイッチ検出回路５４は、操作スイッチ３０の接点３４とモータ２０との間の通電経路の電圧変化から操作スイッチ３０がオン状態になったことを検出するよう構成されている。

また、ゼロクロス検出回路５６は、操作スイッチ３０の接点３４の交流電源１０側の通電経路に接続され、その経路の電圧変化から、交流電圧のゼロクロス点を検出するよう構成されている。

スイッチ検出回路５４、ゼロクロス検出回路５６、電流検出回路５８、及び、駆動回路６０は、制御回路８０に接続されている。また、制御回路８０には、使用者により操作される速度設定部４２や、グラインダ２の状態を表示する表示部４４も接続されている。

制御回路８０は、本開示の制御部に相当するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むＭＣＵ（Micro Controller Unit）にて構成されている。
そして、制御回路８０は、操作スイッチ３０がオン状態であるとき、速度設定部４２を介して設定された駆動速度に応じて、ゼロクロス検出回路５６にて検出されるゼロクロス点から双方向サイリスタ５２をオンさせる迄の時間を調整することで、モータ電流を制御する。また、制御回路８０は、グラインダ２の動作状態を表示部４４に表示する。

なお、駆動回路６０は、制御回路８０から出力される制御信号に応じて双方向サイリスタ５２のゲートに電流を流し、双方向サイリスタ５２をオン状態にして、モータ２０に電流を流すように構成されている。このため、制御回路８０は、駆動回路６０を介して、モータ２０に流れる電流を制御することができる。

また、コントローラ５０には、制御回路８０を始めとする内部回路を駆動するための電源電圧（直流電圧）Ｖｃｃを生成するための電源回路７０が設けられている。この電源回路７０は、操作スイッチ３０がオフ状態であっても制御回路８０が動作可能となるよう、交流電源１０から直接電力供給を受けて動作する。

つまり、電源回路７０は、操作スイッチ３０の接点３２が接続される交流電源１０の一端側の通電経路に接続されたツェナーダイオード７１、コンデンサ７２及び抵抗７３を備える。また、これら各部の他端は、抵抗７４及びダイオード７６を介して、操作スイッチ３０の接点３４が接続される交流電源１０の他端側の通電経路に接続されている。

ツェナーダイオード７１は、自身の降伏電圧にて電源電圧Ｖｃｃを生成するものであり、カソードが、コントローラ５０内の電源ラインに接続されると共に、交流電源１０と接点３２との間の通電経路に接続されている。また、ツェナーダイオード７１のアノードは、コントローラ５０のグラウンドラインに接続されている。

なお、コンデンサ７２は、ツェナーダイオード７１に並列接続されて、電源電圧Ｖｃｃを安定化させるためのものである。抵抗７３は、電源コード９が交流電源１０から抜かれた後に、コンデンサ７２に蓄積された電荷を抜くためものである。

また、ダイオード７６は、アノードが抵抗７４を介して、ツェナーダイオード７１のアノード側（つまりグラウンドライン）に接続され、カソードが、交流電源１０と接点３４との間の通電経路に接続されている。

このため、ダイオード７６は、交流電源１０から電源回路７０に流れ込む電流を一方向に制限する整流回路として機能する。なお、抵抗７４は、交流電源１０の出力電圧から、ツェナーダイオード７１の降伏電圧とダイオード７６の順方向電圧とを差し引いた電圧変化を吸収するためのものである。

また、モータ２０は整流子電動機であり、モータ２０の回転に応じてブラシが接触する機械的整流子が切り変わるため、交流電源１０の周波数よりも高い高周波の雑音が発生する。このため、交流電源１０からコントローラ５０に至る２つの通電経路間には、その雑音を吸収するためのコンデンサ４０が設けられている。

このように構成された本実施形態のグラインダ２は、使用者が、装置本体であるモータハウジング４等を把持した状態で、操作スイッチ３０を操作すれば、制御回路８０の制御の下に、モータ２０が駆動されて、先端工具１６が回転する。

この状態で、先端工具１６を被加工材の加工位置に当接させれば、先端工具１６により被加工材を加工することができるが、先端工具１６の当接時には被加工材から装置本体に反力が加わることから、その反力によって装置本体が跳ね返されることがある。

装置本体が跳ね返されると（換言すれば、キックバックが発生すると）、先端工具１６が被加工材周囲の部材に当たって破損することがあるので、制御回路８０は、モータ２０の駆動時にキックバックの発生を自動で検出して、モータ２０を停止させる。

そして、本実施形態では、キックバックを装置本体の姿勢変化から検出できるように、コントローラ５０には、加速度センサ８２及び角速度センサ８４が設けられており、これら各センサ８２、８４からの検出信号も制御回路８０に入力される。

加速度センサ８２は、装置本体において互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度を検出可能な３軸加速度センサにて構成されている。また、角速度センサ８４は、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）周りの角速度（例えば、ピッチ、ロール、ヨー）を検出可能な３軸角速度センサにて構成されている。

また、これら各センサ８２、８４は、例えば、モータ２０の回転中心軸がＸ軸、スピンドル１２の回転中心軸がＹ軸、これらの軸に直交する方向がＺ軸となるよう、コントローラ５０に組み付けられている。

但し、加速度センサ８２及び角速度センサ８４は、キックバック発生時の装置本体の姿勢変化を検出できればよいので、コントローラ５０と一体的に組み付ける必要はなく、装置本体を構成するモータハウジング４やギヤハウジング６に組み付けられていてもよい。また、加速度センサ８２及び角速度センサ８４は、必ずしも３軸センサでなくてもよく、２軸或いは１軸センサであってもよい。

次に、制御回路８０において、モータ２０を駆動するために実行されるモータ駆動制御処理について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
モータ駆動制御処理は、制御回路８０においてメインルーチンの一つとして繰り返し実行される処理であり、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、操作スイッチ３０がオン状態であるか否かを判断する。

そして、操作スイッチ３０がオン状態であれば、後述する処理にてキックバック発生時にセットされるエラーフラグがセットされているか否かを判断することで、グラインダ２はエラー状態であるか否かを判断する。

Ｓ１２０にて、エラーフラグがセットされていて、グラインダ２はエラー状態であると判断されると、Ｓ１１０に移行し、グラインダ２はエラー状態ではないと判断されると、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０では、加速度センサ８２から入力される３軸方向の加速度検出信号をフィルタ処理することで、加速度検出信号から重力加速度成分を除去し、Ｓ１４０に移行する。なお、Ｓ１３０のフィルタ処理は、例えば、カットオフ周波数が１〜１０Ｈｚ程度のハイパスフィルタとして実行される。

次に、Ｓ１４０では、電流検出回路５８にて検出されるモータ電流が予め設定された「閾値１」を越えているか否かを判断し、モータ電流が「閾値１」を越えていれば、Ｓ１５０に移行して、その状態が設定時間「ｔ１」以上経過しているか否かを判断する。

Ｓ１５０にて、モータ電流が「閾値１」を越えた状態が設定時間「ｔ１」以上経過していると判断されると、現在、先端工具１６からモータ２０に加わる負荷が大きく、被加工材の加工作業中であるものと判断して、Ｓ１６０に移行する。そして、Ｓ１６０では、作業中フラグをセットし、Ｓ２１０に移行する。

また、Ｓ１５０にて、モータ電流が「閾値１」を越えた状態が設定時間「ｔ１」以上経過していないと判断された場合には、Ｓ１７０に移行して、作業中フラグを現在設定されている状態に保持し、Ｓ２１０に移行する。

一方、Ｓ１４０にて、モータ電流は「閾値１」を越えていないと判断された場合には、Ｓ１８０に移行して、モータ電流は「閾値２」未満であるか否かを判断する。
図４に示すように、「閾値２」には、「閾値１」よりも小さい電流値が設定されており、Ｓ１８０では、モータ電流から、先端工具１６からモータ２０に加わる負荷が、被加工材の加工作業中よりも低くなっているかを判定している。

そして、Ｓ１８０にて、モータ電流は「閾値２」未満であると判断されると、Ｓ１９０に移行して、その状態が設定時間「ｔ２」以上経過しているか否かを判断し、設定時間「ｔ２」以上経過していれば、Ｓ２００に移行する。また、Ｓ２００では、作業中フラグをクリアし、Ｓ２１０に移行する。

また、Ｓ１８０にて、モータ電流は「閾値２」以上であると判断された場合、或いは、Ｓ１９０にて、設定時間「ｔ２」以上経過していないと判断された場合には、Ｓ１７０に移行して、作業中フラグを現在設定されている状態に保持し、Ｓ２１０に移行する。

ここで、「閾値１」は、モータ２０の駆動開始後、被加工材の加工のために先端工具１６が被加工材に当接されて、先端工具１６からモータ２０に加わる負荷が上昇したことを、モータ電流に基づき判定するためのものであり、本開示の作業開始判定用の閾値である。

また、「閾値２」は、グラインダ２による被加工材の加工が開始されてから、先端工具１６が被加工材から離され、先端工具１６からモータ２０に加わる負荷が低下したことを、モータ電流に基づき判定するためのものであり、本開示の作業終了判定用の閾値である。

そして、Ｓ１４０〜Ｓ２００では、図４に示すように、モータ電流が「閾値１」よりも大きくなって、その状態が設定時間「ｔ１」以上経過すると、作業中フラグをセットし、現在被加工材の加工作業中であることを記憶する。

また、作業中フラグを一旦セットすると、モータ電流が「閾値２」を下回り、その後、一定の遅延時間（つまり、設定時間「ｔ２」）が経過するまでの間、作業中フラグのセット状態を保持し、設定時間「ｔ２」が経過すると、作業中フラグをクリアする。なお、本実施形態において、Ｓ１４０〜Ｓ２００の処理は、本開示の判定部に相当する。

作業中フラグは、キックバック判定期間を規定するためのものであり、Ｓ２１０では、作業中フラグがセットされているか否かを判断することにより、現在、キックバック判定期間であるか否かを判断する。

Ｓ２１０にて、作業中フラグはセットされていないと判断されると、現在キックバック判定期間ではないので、Ｓ２２０〜Ｓ２４０に移行し、後述の処理でキックバックの判定に用いられる各種積分値をリセットする。

具体的には、Ｓ２２０では、後述のＳ２６０にて算出される加速度検出値の積分値である移動速度を初期値（０）に設定し、Ｓ２３０では、後述のＳ２７０にて算出される移動速度の積分値である移動量を初期値（０）に設定する。また、Ｓ２４０では、後述のＳ２８０にて算出される角速度検出値の積分値である回転角度を初期値（０）に設定する。

そして、Ｓ２２０〜Ｓ２４０の処理実行後は、Ｓ２５０に移行して、モータ２０を駆動し、Ｓ１１０に移行する。
次に、Ｓ２１０にて作業中フラグがセットされていると判断された場合には、グラインダ２の姿勢変化からグラインダ２が被加工材から跳ね返されたか否か（換言すれば、キックバックが発生したか否か）を判定するために、Ｓ２６０に移行する。

Ｓ２６０では、加速度センサ８２にて検出された３軸方向の加速度の検出値をそれぞれ積分することで、装置本体の各軸方向の移動速度を検出し、続くＳ２７０では、その移動速度をそれぞれ積分することで、装置本体の各軸方向の移動量を検出する。

また続くＳ２８０では、角速度センサ８４にて検出された３軸周りの角速度の検出値をそれぞれ積分することで、装置本体の各軸周りの回転量（換言すれば、回転角度）を検出し、Ｓ２９０に移行する。

Ｓ２９０では、Ｓ２６０及びＳ２７０にて検出した各軸方向の移動速度又は移動量の少なくとも一つが、キックバックを判定するために予め設定されたキックバック判定値（詳しくは、判定速度又は判定移動量）よりも大きいか否かを判断する。

Ｓ２９０にて、各軸方向の移動速度又は移動量の少なくとも一つがキックバック判定値よりも大きいと判断されると、装置本体の姿勢変化が大きく、グラインダ２が被加工材から跳ね返されるキックバックが発生したと判断して、Ｓ３１０に移行する。

一方、Ｓ２９０にて、各軸方向の移動速度及び移動量が全てキックバック判定値以下であると判断された場合には、各軸方向の移動速度又は移動量ではキックバックは検出できなかったと判断して、Ｓ３００に移行する。

そして、Ｓ３００では、角速度センサ８４にて検出された各軸周りの加速度又はＳ２８０にて検出された各軸周りの回転角度の少なくとも一つが、予め設定されたキックバック判定値（詳しくは、判定角速度又は判定角度）よりも大きいか否かを判断する。

Ｓ３００にて、各軸回りの角速度又は回転角度の少なくとも一つがキックバック判定値よりも大きいと判断されると、装置本体の姿勢変化が大きく、グラインダ２が被加工材から跳ね返されるキックバックが発生したと判断して、Ｓ３１０に移行する。

Ｓ３１０では、キックバックが発生したと判断されているので、エラーフラグをセットし、続くＳ３２０にて、モータ２０の駆動を停止した後、Ｓ１１０に移行する。
また、Ｓ３００にて、各軸回りの角速度及び回転角度が全てキックバック判定値以下であると判断されると、各軸回りの角速度又は回転角度でもキックバックは検出できなかった（換言すれば、キックバックは発生していない）と判断して、Ｓ２５０に移行する。そして、Ｓ２５０では、上記のようにモータを駆動し、Ｓ１１０に移行する。

次に、Ｓ１１０にて、操作スイッチ３０はオン状態ではない（つまり、オフ状態である）と判断されると、モータ２０を駆動する必要はないので、Ｓ３３０に移行して、作業中フラグをクリアする。

また、続くＳ３４０〜Ｓ３６０では、上述したＳ２２０〜Ｓ２４０と同様、キックバックの判定に用いられる各種積分値をそれぞれリセットし、Ｓ３７０に移行する。そして、Ｓ３７０では、エラーフラグをクリアし、続くＳ３８０にて、モータ２０の駆動を停止した後、Ｓ１１０に移行する。

以上説明したように、本実施形態のグラインダ２においては、制御部としての制御回路８０が、モータ２０の回転数ではなく、グラインダ２の装置本体の姿勢変化から、グラインダ２が被加工材から跳ね返されたこと（つまりキックバック）を検出する。そして、制御回路８０は、キックバックを検出すると、モータ２０の駆動を停止させる。

このため、本実施形態のグラインダ２によれば、モータ２０の回転数の変化率からキックバックを検出する従来装置に比べて、キックバックの検出精度を高めることができる。よって、キックバックを誤検出してモータ２０の駆動を停止し、使用者に違和感を与えるのを抑制できる。

また、本実施形態では、加速度センサ８２及び角速度センサ８４を用いて、３軸方向の移動速度及び移動量、３軸周りの角速度及び回転角度を検出し、これら各パラメータの何れか一つがキックバック判定値を越えると、キックバックを検出するようにされている。

このため、本実施形態のグラインダ２によれば、キックバックが発生した際、装置本体の姿勢変化から、より確実にキックバックを検出できるようになる。
また、制御回路８０は、モータ２０の駆動時に、先端工具１６から装置本体に加わる負荷をモータ電流にて検出し、モータ電流が作業開始判定用の「閾値１」を越えて一定時間「ｔ１」が経過すると、作業中フラグをセットして、キックバックの判定を開始させる。

そして、その後、モータ電流が作業終了判定用の「閾値２」を下回り、その後、一定の遅延時間「ｔ２」が経過すると、作業中フラグをリセットして、キックバックの判定を終了させる。

このため、本実施形態では、キックバックの判定期間を、モータ２０の駆動によりキックバックが発生する可能性のある期間に制限することができ、キックバックが発生することのない条件下でキックバックが誤検出されるのを抑制することができる。

特に、本実施形態では、モータ電流が作業終了判定用の「閾値２」を下まわってから、一定の遅延時間「ｔ２」が経過するまで、キックバックの判定を実施するようになっている。

このため、キックバックの発生に伴い、モータ２０に加わる負荷が急峻に低下して、モータ電流が「閾値２」を下まわったとしても、その後検出される装置本体の姿勢変化から、キックバックを検出できるようになり、キックバックの検出精度を高めることができる。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、キックバックを検出するために、加速度センサ８２及び角速度センサ８４を用いて３軸方向の移動速度及び移動量、３軸周りの角速度及び回転角度をそれぞれ検出するものとして説明した。

しかし、装置本体が被加工材から跳ね返される方向や、その跳ね返りにより生じる装置本体の回転方向は、電動工具の種類や作業内容によって特定できることから、その移動方向や回転方向に応じて、キックバック検出用のパラメータを設定するようにしてもよい。

つまり、キックバック検出用のパラメータとして、上述した３軸方向の移動速度及び移動量、３軸周りの角速度及び回転角度の中から、電動工具のキックバックの検出に適したパラメータを適宜選択して検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、キックバック判定期間を、電流検出回路５８にて検出されるモータ電流に基づき設定するものとして説明したが、キックバック判定期間は、被加工材の加工作業中に先端工具１６から装置本体に加わる負荷に基づき設定できればよい。

そして、先端工具１６から装置本体に加わる負荷は、モータ電流に限らず、モータ２０の回転トルクや、モータ２０の回転数（回転変動）、等から検出することもできるし、装置本体に発生する振動等から検出することもできる。このため、キックバック判定期間は、これら各パラメータと作業中判定用の閾値とを比較することで設定するようにしてもよい。

一方、上記実施形態ではグラインダ２を例にとり説明したが、本開示の電動工具は、被加工材の加工時に被加工材からの反力により被加工材から跳ね返される電動工具であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。具体的には、例えば、切断用の回転刃を備えた電動のこぎりや電動チェンソー等であってもよい。

また、上記実施形態のグラインダ２は交流駆動式であるが、本開示の電動工具は、充電可能なバッテリから電力供給を受けて動作する充電式の電動工具であってもよい。
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

２…グラインダ、４…モータハウジング、６…ギヤハウジング、８…リヤカバー、９…電源コード、１０…交流電源、１２…スピンドル、１４…インナフランジ、１６…先端工具、１８…ロックナット、１９…ホイールカバー、２０…モータ、３０…操作スイッチ、４０…コンデンサ、４２…速度設定部、４４…表示部、５０…コントローラ、５２…双方向サイリスタ、５４…スイッチ検出回路、５６…ゼロクロス検出回路、５７…抵抗、５８…電流検出回路、６０…駆動回路、７０…電源回路、８０…制御回路、８２…加速度センサ、８４…角速度センサ。

Claims (3)

1. モータと、
   前記モータを駆動する駆動回路と、
   前記駆動回路を介して前記モータの駆動を制御する制御部と、
   前記モータ、前記駆動回路、及び前記制御部が収納され、前記モータにより回転駆動される先端工具を装着可能な装置本体と、
   前記装置本体の姿勢変化を検出するための検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記モータの駆動時に、前記先端工具から前記装置本体に加わる負荷が作業開始判定用の閾値を越えてから、前記負荷が作業終了判定用の閾値を下回り、その後、一定の遅延時間が経過するまでの間、当該電動工具は前記被加工材の加工作業中であると判定するように構成された判定部を備え、
   前記判定部が当該電動工具は前記被加工材の加工作業中であると判定しているときに、前記検出部にて検出される前記装置本体の姿勢変化量が予め設定された閾値を越えると、前記装置本体が被加工材から跳ね返されたと判定して、前記モータの駆動を停止させるように構成されている、電動工具。
2. 前記検出部は、前記装置本体の姿勢変化量として、前記装置本体の１又は複数の軸方向への移動速度及び移動量の少なくとも一方を検出するよう構成され、
   前記制御部は、前記検出部にて検出された前記移動速度又は移動量が閾値を越えると、前記装置本体が被加工材から跳ね返されたと判定して、前記モータの駆動を停止させるように構成されている、請求項１に記載の電動工具。
3. 前記検出部は、前記装置本体の姿勢変化量として、前記装置本体の１又は複数の軸周りの回転速度及び回転量の少なくとも一方を検出するよう構成され、
   前記制御部は、前記検出部にて検出された前記回転速度又は回転量が閾値を越えると、前記装置本体が被加工材から跳ね返されたと判定して、前記モータの駆動を停止させるように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の電動工具。