特許 6308356 コードレス電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6308356

(24)【登録日】2018年3月23日

(45)【発行日】2018年4月11日

(54)【発明の名称】コードレス電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20180402BHJP

   B27B 9/00 20060101ALI20180402BHJP

   H02P 6/00 20160101ALI20180402BHJP

   H02P 29/024 20160101ALI20180402BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 C

   B25F5/00 H

   B27B9/00 A

   H02P6/00

   H02P29/024

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-260565(P2013-260565)

(22)【出願日】2013年12月17日

(65)【公開番号】特開2015-116626(P2015-116626A)

(43)【公開日】2015年6月25日

【審査請求日】2016年8月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】日立工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(72)【発明者】

【氏名】倉賀野 慎治

(72)【発明者】

【氏名】吉田 憲一郎

【審査官】 宮部 菜苗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０８６３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４１２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０４５５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３７１３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ ５／００−５／０２

Ｂ２７Ｂ ９／００

Ｂ２５Ｂ ２３／１４

Ｂ２５Ｂ ２１／００

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４−２９／０３２

Ｈ０２Ｐ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池電源によって作動するモータと、前記モータによって駆動される先端工具と、前記モータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記モータ又は先端工具の回転数を検出する機能と、前記回転数の単位時間当たりの変化量が設定された閾値を超えた時に前記モータを停止又は低速運転する機能と、前記電池電源の供給電圧又は前記電池電源の各電池セルの電圧に応じて前記閾値を変化させる機能とを有することを特徴とするコードレス電動工具。

【請求項2】

前記電池電源の供給電圧又は前記電池電源の各電池セルの電圧に応じて前記閾値を複数段階で変化させることを特徴とする請求項１に記載のコードレス電動工具。

【請求項3】

前記モータがＰＷＭ制御され、前記モータに供給する電圧の最大デューティを変更した場合に、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のコードレス電動工具。

【請求項4】

電池電源によって作動するモータと、前記モータによって駆動される先端工具と、前記モータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記モータ又は先端工具の回転数を検出する機能と、前記回転数の単位時間当たりの変化量が設定された閾値を超えた時に前記モータを低速運転する機能とを有するとともに、
前記モータがＰＷＭ制御され、前記モータに供給する電圧の最大デューティを変更した場合に、前記閾値を変化させることを特徴とするコードレス電動工具。

【請求項5】

前記制御部が検出した回転数が所定の下限値より低い場合に前記モータを停止する機能を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコードレス電動工具。

【請求項6】

トリガスイッチはその操作量にかかわらずモータのオン、オフ制御を行う請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコードレス電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池電源によってモータを駆動し、モータの回転を先端工具に伝達することで切断、研削等の作業を行うコードレス電動工具の制御機能に関する。

【背景技術】

【0002】

コードレス電動工具として、木材等の被削材を丸鋸で切断する電動丸鋸が知られている。この電動丸鋸は、一般に、モータを内蔵した本体をベースの上部に連結した構造であり、前記モータによって回転駆動される鋸刃を所定量だけ前記ベースの底面から突出させ、前記ベースの底面側にセットした被削材を前記鋸刃で切断する（下記特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２１３８２９号公報

【0004】

電動丸鋸等で被削材を切断する場合に、木材等の被削材中の硬い部分に鋸刃の刃先が当たったりすると急激に鋸刃の回転数が低下し、さらに切断中に鋸刃が被削材に食い込み、モータがロックして回転できなくなることがある。そうすると、鋸刃を被削材から抜き取るのが困難になり、無理やり抜き取ろうとすると、被削材の切断面に傷がついたり、鋸刃が変形又は破損等したりする可能性があった。また、食い込みが大きい場合は鋸刃を被削材から抜き取るのに時間がかかり、作業効率が悪くなるという課題があった。

【0005】

このため、鋸刃回転数（又はモータ回転数）の変化量が既定の閾値を超えた場合にモータを自動停止する機能を付加することが従来から行われている。図１３はこの場合のフローチャートであり、前回サンプリング時の回転数検出(1)による鋸刃回転数がＮ_１、時間Ｔ秒経過（実際にはＴ：１０ｍＳ程度である）後の今回サンプリング時の回転数検出(2)による鋸刃回転数がＮ_２であるとき、
（Ｎ_１−Ｎ_２）／Ｎ_１≧α （但し、αは閾値を表す定数）
になるとモータを停止する制御を行う。

【0006】

また、図１４のフローチャートは、サンプリング時の鋸刃回転数に応じて閾値を変化させ、鋸刃回転数の変化量が既定の閾値を超えた場合にモータが停止する機能を示している。すなわち、前回サンプリング時の回転数検出(1)による鋸刃回転数がＮ_１、時間Ｔ秒経過（実際にはＴ：１０ｍＳ程度である）後の今回サンプリング時の回転数検出(2)による鋸刃回転数がＮ_２であるとき、鋸刃回転数Ｎ_１が定数ｘ以下、定数ｘとｙの間、及び定数ｙ以上の３通りについて、閾値をＡ，Ｂ，Ｃと変化させている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のような先端工具もしくはモータの回転数変化量が閾値を超えたときのモータ自動停止機能を備えた電動丸鋸において、例えばコードレスの場合、継続して使用すると電池から供給される電圧が低下してくるため、モータ回転数の他モータトルクも低下してしまう。このため一定の閾値、又は回転数のみに応じた閾値設定では、電池からの供給電圧が変動した場合に軽い負荷でモータが停止してしまい、作業性を損ねる可能性がある。

【0008】

また、上記のように、モータが自動停止すると、作業者は電動丸鋸が故障したと誤認識してしまうという課題があった。

【0009】

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、電池供給電圧に対応した保護機能を有し且つ作業性を確保できるコードレス電動工具を提供することにある。

【0010】

また、他の目的は、保護機能が働いたことを作業者が容易に認識することができるコードレス電動工具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の態様はコードレス電動工具である。このコードレス電動工具は、電池電源によって作動するモータと、前記モータによって駆動される先端工具と、前記モータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記モータ又は先端工具の回転数を検出する機能と、前記回転数の単位時間当たりの変化量が設定された閾値を超えた時に前記モータを停止又は低速運転する機能と、前記電池電源の供給電圧又は前記電池電源の各電池セルの電圧に応じて前記閾値を変化させる機能とを有することを特徴とする。

【0012】

前記第１の態様において、前記電池電源の供給電圧又は前記電池電源の各電池セルの電圧に応じて前記閾値を複数段階で変化させるとよい。

【0013】

本発明の第２の態様もコードレス電動工具である。このコードレス電動工具は、電池電源によって作動するモータと、前記モータによって駆動される先端工具と、前記モータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記モータ又は先端工具の回転数を検出する機能と、前記回転数の単位時間当たりの変化量が設定された閾値を超えた時に前記モータを低速運転する機能とを有するとともに、
前記モータがＰＷＭ制御され、前記モータに供給する電圧の最大デューティを変更した場合に、前記閾値を変化させることを特徴とする。

【0014】

前記第１又は第２の態様において、前記制御部が検出した回転数が所定の下限値より低い場合に前記モータを停止する機能を有するとよい。

【0015】

前記第１の態様において、前記モータがＰＷＭ制御され、前記モータに供給する電圧の最大デューティを変更した場合に、前記閾値を変化させる構成でもよい。

【0016】

前記第１又は第２の態様において、トリガスイッチはその操作量にかかわらずモータのオン、オフ制御を行うものであってもよい。

【0017】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、駆動源となるモータへの電池供給電圧に対応した保護機能を有し且つ作業性を確保できるコードレス電動工具を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係るコードレス電動工具の実施の形態であって、コードレス電動工具としてのコードレス電動丸鋸の平面図。

【図2】同側面図。

【図3】同背面図。

【図4】同正面図。

【図5】前記電動丸鋸の、一部を断面とした第１の平面図。

【図6】同第２の平面図。

【図7】図１のＡ−Ａ断面図。

【図8】図１に示す電動丸鋸の機能ブロック図。

【図9】図８に示す制御部２７による制御の第１のフローチャート。

【図10】制御部２７による制御の第２のフローチャート。

【図11】制御部２７による制御の第３のフローチャート。

【図12】第３のフローチャートにおいて、モータへの電池供給電圧と、停止の基準となる鋸刃回転数変化量［ｒｐｍ／１０ｍｓｅｃ］との関係であって、（Ａ）は電池パックの定格電圧が１４.４Ｖ品の場合、（Ｂ）は電池パックの定格電圧が１８Ｖ品の場合の説明図。

【図13】鋸刃回転数（又はモータ回転数）の変化量が既定の閾値を超えた場合にモータを自動停止する従来のフローチャート。

【図14】サンプリング時の鋸刃回転数に応じてモータ停止の閾値を変化させる従来のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0021】

図１は、本発明の実施の形態に係る電動丸鋸の平面図、図２は同側面図、図３は同背面図、図４は同正面図である。図５は、図１の電動丸鋸の、一部を断面とした第１の平面図である。図６は、同第２の平面図である。図７は、図１のＡ−Ａ断面図である。

【0022】

本実施の形態のコードレス電動丸鋸は、ベース１と、本体２とを備える。ベース１は、例えばアルミ等の金属製の略長方形の板材である。ベース１の長手方向は切断方向と一致する。ベース１の底面は、被削材との摺動面である。本体２は、後述のようにベース１に前後２箇所で連結され、ベース１に対して回動可能かつ左右に傾動可能である。本体２は、モータハウジング３と、ハンドル部４と、ギヤカバー５と、ソーカバー６と、保護カバー７と、鋸刃８（回転具）とを含む。鋸刃８はブラシレスモータ９（図５及び図６）の出力軸９ａの先端側に回転伝達機構を介し取り付けられる先端工具である。モータハウジング３は、例えば樹脂製であり、ブラシレスモータ９を内蔵する。ブラシレスモータ９は、鋸刃８を回転駆動する。ハンドル部４は、モータハウジング３と同材質であり、モータハウジング３の上方において前後方向に延びる。ハンドル部４には、使用者がブラシレスモータ９の駆動、停止を切り替える操作部としてのメイントリガスイッチ１８（メインスイッチ）が設けられる。このメイントリガスイッチ１８は単なるオン、オフ操作を行うものであってもよい。ハンドル部４は、図３及び図４に示すようにモータハウジング３と一体的に設けられた左側部品と、モータハウジング３とギヤカバー５との間に挟持される右側部品とによって構成され、この左側部品と右側部品との組合せで後述する電池パック取付部４ａが構成されると共に、鋸刃８側に位置するハンドル部４の右側部品に後述する制御回路基板収納部４ｂが設けられている。なお、ハンドル部４の左側部品と右側部品との境界は、図１、図３、図４などでハンドル部４の中央に表れているラインである。

【0023】

ハンドル部４の後端下部には、電池パック取付部４ａ（電池取付部）と、制御回路基板収納部４ｂが一体に設けられる。電池パック取付部４ａには、電池パック２０（電池電源となる蓄電池）が、後方からスライドさせることで着脱自在に装着される。ハンドル部４の下側であって電池パック取付部４ａの上面には正逆切替スイッチ１６（例えばタクトスイッチ）及び正逆表示ＬＥＤ２９が設けられる。使用者は、正逆切替スイッチ１６により、ブラシレスモータ９のロック検出時にブラシレスモータ９を逆転に切り替えることができる。ブラシレスモータ９が逆転に切り替えられると、正逆表示ＬＥＤ２９は例えば点灯して外部に報知する。電池パック２０は、ブラシレスモータ９に駆動電力を供給する。図１に示すように、電池パック取付部４ａに装着された電池パック２０の左側面と、モータハウジング３の左側面は、略同一平面上に存在する。すなわち、鋸刃８からモータハウジング３の左側面の距離と、鋸刃８から電池パック２０の左側面の距離が略同じであり、電池パック２０の左側面とモータハウジング３の左側面を下にして電動丸鋸を載置することができ、鋸刃８の交換作業を容易に行うことができる。制御回路基板収納部４ｂは、電池パック２０の右側に設けられる。制御回路基板収納部４ｂには、制御回路基板２１が収納保持される。制御回路基板２１は、ブラシレスモータ９の動作を制御する制御部（コントローラ）を搭載している。制御回路基板２１は、ブラシレスモータ９の回転軸（鋸刃８の回転軸）と略垂直である。制御回路基板２１の左側、すなわち制御回路基板２１と電池パック２０との間は、例えば樹脂製のコントローラカバー２２によって仕切られる。

【0024】

ギヤカバー５は、ハンドル部４の右側に設けられる。ギヤカバー５は、例えば金属製であり、ブラシレスモータ９と鋸刃８との間の回転伝達機構を内蔵する。回転伝達機構は周知の減速機構等からなる。ソーカバー６は、ギヤカバー５に取り付けられ、ギヤカバー５と共に鋸刃８の上半分を覆う。ソーカバー６はギヤカバー５と同材質かつ一体に形成されても良い。ギヤカバー５及びソーカバー６の前端部は、回動支持部１４によって回転自在に連結される。保護カバー７は、例えば樹脂製であり、ギヤカバー５の後方側に、ギヤカバー５及びソーカバー６の外縁に沿って回動可能に設けられる。ギヤカバー５と保護カバー７との間には図示しないバネが介在する。このバネは、ギヤカバー５に対して保護カバー７を、ギヤカバー５及びソーカバー６の円周方向であって鋸刃８の下半分を覆う方向（図２中、反時計回り）に付勢する。よって、切断作業を行っていない状態では、保護カバー７は、鋸刃８の下半分（ベース１の底面から下方に突出した部分）を、前方の一部を除いて覆う。

【0025】

ベース１の前方には、ベベルプレート１２が立設される。ベベルプレート１２は、切断方向と略直交する短手方向に直立する。ベベルプレート１２には長孔１３が設けられる。長孔１３は、切断方向に延びる第１傾動軸部１５ａを中心とし、かつ第１傾動軸部１５ａと直交する円弧状である。回動支持部１４は、第１傾動軸部１５ａを中心としてベース１に対して左右に傾動可能に支持される。回動支持部１４の傾動位置は、傾斜角度調整レバー１１を緩めた状態で調整し、傾斜角度調整レバー１１を締め付けることで固定する。回動支持部１４は、ブラシレスモータ９の回転軸（鋸刃８の回転軸）と平行な軸でソーカバー６の前端部を回動可能に支持する。ソーカバー６の回動位置の調整及び固定については後述する。

【0026】

ベース１の後方には、リンク１０が、第１傾動軸部１５ａと同軸の傾動軸部１５ｂを中心に回動可能に設けられ、ギヤカバー５の左側面に沿う。リンク１０は、例えばアルミ等の金属製である。切込み深さ調整レバー１９を緩めた状態では、リンク１０とギヤカバー５とは相互にスライド可能であり、ベース１に対するソーカバー６の回動位置、すなわち切込み深さを調整することができる。そして、切込み深さ調整レバー１９を締め付けることで、ギヤカバー５の回動位置を固定できる。

【0027】

図６に示すように、ブラシレスモータ９は、出力軸９ａの周囲にロータコア９ｂを有する。出力軸９ａは鋸刃８の回転軸と平行である。ロータコア９ｂは出力軸９ａと一体に回転する。ロータコア９ｂにはロータマグネット９ｃが挿入支持される。ステータコア９ｄは、ロータコア９ｂの外周面を囲むように設けられる。ステータコア９ｄには、インシュレータ９ｅを挟んでステータコイル９ｆが設けられる。ステータコア９ｄの左端側には、スイッチング基板２３が固定される。スイッチング基板２３は出力軸９ａと略垂直である。図７に示すように、スイッチング基板２３には、６つのスイッチング素子２３ａ（ＦＥＴ等）が、本体部を倒した状態で搭載される。スイッチング素子２３ａは、電池パック２０からの供給電圧をスイッチングする。図５に示すように、電池パック２０の端子部２０ａとスイッチング基板２３は、配線２４によって相互に電気的に接続されている。配線２５は、電池パック２０の端子部２０ａと制御回路基板２１とを相互に電気的に接続する。配線２６は、制御回路基板２１とスイッチング基板２３とを相互に電気的に接続する。制御回路基板２１のコントローラからの制御信号が配線２６によりスイッチング基板２３上のスイッチング素子２３ａの制御端子（ゲート）に印加され、スイッチング素子２３ａのオンオフが制御される。ブラシレスモータ９の出力軸９ａには冷却ファン３３が取り付けられて出力軸９ａと共に回転する。冷却ファン３３の発生する気流によって、ブラシレスモータ９及びスイッチング素子２３ａが冷却される。

【0028】

図８は、本発明の実施の形態に係る電動丸鋸の機能ブロック図である。制御部２７は、図６に示す制御回路基板２１に搭載される。制御部２７は、ブラシレスモータ９を回転（正転又は逆転）させるためにインバータ部２８の駆動制御を行うとともに、正逆表示ＬＥＤ２９の点灯制御等の各種制御を行う。インバータ部２８は、図６及び図７に示すスイッチング素子２３ａ（ここでは６つ）をブリッジ接続した回路である。正逆表示ＬＥＤ２９は、制御部２７の回転モード（正転モード又は逆転モード）、すなわちメイントリガスイッチ１８がオンされたときにブラシレスモータ９が回転する方向（正転又は逆転）を使用者に報知する報知手段の例示であり、例えば点灯は逆転モード、消灯は正転モードを示す。また、正逆表示ＬＥＤ２９は、後述の正逆切替可能状態で点滅（正転及び逆転とは異なる態様で発光）してもよい。

【0029】

電池パック２０の電池供給電圧はインバータ部２８に供給され、検出抵抗３２は、ブラシレスモータ９の駆動電流の経路（電池パック２０とインバータ部２８との接続線路）に設けられる。電池電圧検出回路５０は、電池パック２０の電池供給電圧（電池パックを構成する各電池セルの出力電圧の総和）と各電池セルの出力電圧を検出して、それらの検出値を演算部３４に出力する。制御回路電圧供給回路４１は、電池パック２０の電圧を制御部２７の動作に適した電圧に変換して制御部２７に供給する。磁気センサ４２は、例えばホール素子であり、ブラシレスモータ９の回転位置に応じた信号を出力する。

【0030】

制御部２７において、モータ電流検出回路３７は、検出抵抗３２の端子電圧によりブラシレスモータ９の駆動電流を検出する。スイッチ操作検出回路３８は、使用者によるメイントリガスイッチ１８の操作を検出する。印加電圧設定回路３９は、メイントリガスイッチ１８の操作によって、インバータ部２８の各スイッチング素子２３ａに印加するＰＷＭ信号のデューティ（以下、単に「デューティ」とも表記）を設定して演算部３４に出力する。回転子位置検出回路３５は、磁気センサ４２からの信号に基づいて、ブラシレスモータ９の回転位置を検出する。モータ回転数検出回路３６は、回転子位置検出回路３５からの信号に基づいて、ブラシレスモータ９の回転数を検出する。演算部３４は、印加電圧設定回路３９で設定されたデューティ、及び回転子位置検出回路３５で検出したブラシレスモータ９の回転位置に応じて、制御信号出力回路４０を駆動し、インバータ部２８の各スイッチング素子２３ａをスイッチング制御し、モータ９のＰＷＭ制御を行う。また、前記演算部３４は、回転子位置検出回路３５の検出結果に基づいてブラシレスモータ９の回転数を演算する。更に、設定されたブラシレスモータ９と鋸刃８の減速比に基づいて回転子位置検出回路３５の検出結果から鋸刃８の回転数を検出することができる。また、演算部３４は後述する図９乃至図１１の第１乃至第３のフローチャートの制御動作を行うための演算機能を有する。

【0031】

制御部２７は、ブラシレスモータ９の正転と逆転を切替可能な正逆切替可能状態と、ブラシレスモータ９の逆転を許容しない逆転禁止状態とを有する。すなわち、正逆切替可能状態では、制御部２７は、使用者による正逆切替スイッチ１６の操作を有効に受け付け、例えば使用者が正逆切替スイッチ１６を操作する度に正転モードと逆転モードとの間で切り替わる。一方、逆転禁止状態では、制御部２７は、使用者が正逆切替スイッチ１６を操作しても、ブラシレスモータ９の回転方向を正転に維持する（逆転には切り替えない）。制御部２７は、初期状態及び通常時は逆転禁止状態であり、ブラシレスモータ９のロックを検出すると正逆切替可能状態となる。

【0032】

図９は、鋸刃回転数の変化量が既定の閾値を超えた場合にモータを自動停止する場合の第１のフローチャートであり、ブラシレスモータへの印加電圧に対応させて閾値を変化させる例である。電池パックの定格電圧は１４.４Ｖとしている。電池パックを装着し、メイントリガスイッチを入れてブラシレスモータを起動した後、ステップＳ１で図８のインバータ部２８への印加電圧検出を行う。インバータ部２８への印加電圧は電池電圧検出回路５０によって検出された電池パック２０の電池供給電圧から検出抵抗３２の電圧降下を差し引くことによって得られる。

【0033】

次にステップＳ２で印加電圧Ｖの電圧確認動作を行い、印加電圧Ｖが低位基準値である１３ボルト以下（すなわちＶ≦１３）、低位基準値と高位基準値（１６.４ボルト）の間（すなわち１３＜Ｖ＜１６.４）、高位基準値以上（すなわち１６.４≦Ｖ）のいずれの範囲にあるかを判別する。印加電圧Ｖが低位基準値である１３ボルト以下の場合、ステップＳ３で後述のステップＳ９の閾値αをＡ（Ａ：定数）に設定する。印加電圧Ｖが低位基準値と高位基準値の間（１３＜Ｖ＜１６.４）の場合、ステップＳ４で後述のステップＳ９の閾値αをＢ（Ｂ：定数）に設定する。印加電圧Ｖが高位基準値である１６.４ボルト以上の場合、ステップＳ５で後述のステップＳ９の閾値αをＣ（Ｃ：定数）に設定する。但し、Ａ＞Ｂ＞Ｃである。

【0034】

ステップＳ６で鋸刃の回転数検出(1)を行い、回転数検出値Ｎ_１を計測する。ステップＳ７でＴ秒（実際にはＴ：１０ｍＳ程度である）経過後、ステップＳ８で次回の回転数検出(2)を行い、回転数検出値Ｎ₂を計測する。そして、ステップＳ９で
（Ｎ_１−Ｎ_２）／Ｎ_１≧α （但し、αは閾値を表す定数）
であるか否か判定し、上記不等式を満足する場合（Ｙｅｓの場合）にステップＳ１０でモータ停止する。上記不等式を満足しない場合（Ｎｏの場合）にはステップＳ１〜Ｓ９を繰り返す。

【0035】

図１乃至図８に示した電動丸鋸において、図９のフローチャートで示すモータ制御を行うことで、電池パックの供給電圧が低下した場合でも適切な閾値を選定して作業性の良好な動作を行わせることができる。具体的に言えば、使用によって電池供給電圧が低下した際にモータの出力が低下し、同負荷に対し鋸刃の回転数変動が大きくなってしまうため、電池供給電圧にかかわらず一定閾値の保護機能では、重負荷切断作業や目地や節目を切断する際の鋸刃の回転数変動でもモータが停止し易くなってしまう現象が発生するが、このような現象を防止して、作業性を維持することができる。

【0036】

図１０は、先端工具としての鋸刃の回転数の変化量が既定の閾値を超えた場合にモータを自動停止する場合の第２のフローチャートであり、ブラシレスモータへの印加電圧に対応させて閾値を変化させる機能の他に鋸刃回転数が一定値未満の場合にはモータ停止とする機能を付加した例である。図１０のフローチャートは図９のフローチャートのステップＳ６とステップＳ７間に、計測した鋸刃の回転数検出値Ｎ_１が作業可能な回転数の下限値Ｎ以上か否か判定するステップＳ１１が挿入されている。回転数検出値Ｎ_１が下限値Ｎ以上の場合のみステップＳ７以降を実行し、回転数検出値Ｎ_１が下限値Ｎ未満ではステップＳ１０のモータ停止となる。

【0037】

図１乃至図８に示した電動丸鋸において、図１０のフローチャートで示すモータ制御を行うことで、電池パック連続使用時等にモータに供給される電圧が徐々に低下し、電池パックの保護が必要となる場合や適切な作業が困難になる場合にモータを停止することができる。さらに、瞬間的な負荷に伴う回転数変動だけでなく、徐々に負荷が増大していく場合等に鋸刃回転数の下限値Ｎを設定することでモータへの負担を軽減することができる。

【0038】

図１１は、鋸刃回転数の変化量が既定の閾値を超えた場合にモータを自動停止する場合の第３のフローチャートであり、図１０のフローチャートの機能に加えて、ＰＭＷ制御によって図８のインバータ部２８からモータ９に供給する電圧の最大デューティＤ＝１００％の場合と、省電力モードとして最大デューティＤ＝７０％に設定した場合とで、異なる閾値を用いる機能を付加したものである。

【0039】

また、図１２はモータへの電池供給電圧と停止の基準となる鋸刃回転数変化量［ｒｐｍ／１０ｍｓｅｃ］との関係であって、（Ａ）は電池パックの定格電圧が１４.４Ｖ品の場合、（Ｂ）は電池パックの定格電圧が１８Ｖ品の場合を示している。最大デューティＤ＝１００％の場合に比較して、省電力モードの最大デューティＤ＝７０％に設定した場合は停止の基準となる鋸刃回転数変化量を低めに設定する。

【0040】

図１１のフローチャートは、電池パックの定格電圧が１４.４Ｖ品の場合を示しており、メイントリガスイッチを入れてブラシレスモータを起動した後、ステップＳ２０で最大デューティＤを判定する。つまり最大デューティＤ＝１００％であるか、省電力モードの最大デューティＤ＝７０％であるかを判定する。最大デューティＤ＝１００％であると判定されたら、以後図１０のフローチャートと同様のステップＳ２以降を実行する。また、省電力モードの最大デューティＤ＝７０％であると判定されたら、以後図１０のフローチャートと同様のステップＳ２’以降を実行する。但し、図１２からわかるように、Ｄ＝１００％の場合とは異なる閾値Ａ’，Ｂ’，Ｃ’を用いる。

【0041】

また、図１２（Ｂ）の電池パックの定格電圧が１８Ｖ品の場合も、ステップＳ２及びステップＳ２’の電圧Ｖ確認の電圧範囲をＶ≦１６.５、１６.５＜Ｖ＜１８、１８≦Ｖで判別し、また閾値Ａ，Ｂ，Ｃ及び閾値Ａ’，Ｂ’，Ｃ’を図１２（Ｂ）を参照して変更すればよい。

【0042】

図１乃至図８に示した電動丸鋸において、図１１のフローチャートで示すモータ制御を行うことで、省電力モードを備える電動丸鋸の場合にも最適なモータ停止制御が可能となり、作業性を良好に維持できる。

【0043】

本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。

【0044】

(1) 電池電源となる電池パック２０によって作動するブラシレスモータ９と、モータ９によって駆動される先端工具としての鋸刃８と、モータ９を制御する制御部２７とを備える構成において、制御部２７が、鋸刃８の回転数を検出する機能と、前記回転数の単位時間当たりの変化量が設定された閾値αを超えた時にモータ９を停止する機能と、電池パック２０の電圧に応じて閾値αを変化させる機能とを有しているので、電池供給電圧に対応した保護機能を発揮でき、作業性を確保できる。つまり、継続使用で電池パック２０から供給される電圧が低下すると、モータトルクが低下し、このため一定の閾値、又は回転数のみに応じた従来の閾値設定では、電池パック２０からの供給電圧が変動した場合に軽い負荷でモータが停止し、作業性を損ねる可能性があったが、このような問題を解消できる。

【0045】

(2) 制御部２７が検出した鋸刃８の回転数が所定の下限値Ｎより低い場合に、モータ９を停止させる機能を有することで、適切な作業が可能となる回転数よりも回転数が低下した場合には、モータ９の回転を停止して、不適切な状態で作業することを未然に防止できる。

【0046】

(3) 電池パック２０の供給電圧に応じて閾値αを複数段階で変化させることによって、電池供給電圧の各範囲に対応したより適切な閾値αを選択でき、その結果いっそう適切なモータ制御が可能となる。

【0047】

(4) モータ９がインバータ部２８によりＰＷＭ制御されている場合、モータ９に供給する電圧の最大デューティを省電力モードの選択等で変更した場合でも、閾値αを変化させることで、適切な閾値αを選定できる。

【0048】

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

【0049】

上記実施の形態における各フローチャートでは、先端工具としての鋸刃の回転数を検出するように説明したが、モータの回転数と先端工具の回転数が正比例するから、各フローチャートにおいて、モータ回転数を検出するようにしてもよく、その場合、モータ回転数に対応する閾値となる。

【0050】

上記実施の形態では、電池電圧検出回路５０は、電池パック２０の電池供給電圧（電池パックを構成する各電池セルの出力電圧の総和）と各電池セルの出力電圧を検出して、それらの検出値を演算部３４に出力しているので、最も低電圧の電池セル又は各電池セルに着目し、電池セルの電圧変化に着目して図９乃至図１１のフローチャートの動作に準ずるモータ制御を行ってもよい。この場合、図１０及び図１１のステップＳ１１は電池セルの過放電防止のために最も低電圧の電池セルが２ボルト未満になったときにモータ停止とする。

【0051】

上記実施の形態では、図９乃至図１１のステップＳ１０ではモータ停止したが、その代わりにステップＳ１０においてメイントリガスイッチ１８の操作が解除されるまで１０％〜２０％程度のデューティーにより低速でモータの回転を継続して、異常になったことを作業者に知らせる構成であってもよい。

【0052】

このように、モータ９又は鋸刃８の回転数の単位時間当たりの変化量が設定された閾値を超えた時にモータ９を停止させるのではなく、低速で運転することで、作業者が保護機能が働いたことを容易に認識することができるようになる。なお、保護機能が働いた時に点灯するＬＥＤなどを併せて設けた構成としても良いが、作業者は回転数の低下を体感により認識することができるため、ＬＥＤの点灯を確認するよりも容易に認識することができるものである。また、ＬＥＤを設けずに低速運転のみの構成とした場合には、安価な構成で保護回路が働いたことを作業者に知らせることができる構成とできる。

【0053】

本発明は、実施形態で記載したコードレス電動丸鋸に限定されず、電池を用いて駆動する卓上丸鋸や、グラインダ、電気かんな等のトリガスイッチの操作量（引き量）にかかわらずモータの回転制御を行う電動工具に効果的に適用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ ベース、２ 本体、３ モータハウジング、４ ハンドル部、４ａ 電池パック取付部、４ｂ 制御回路基板収納部、５ ギヤカバー、６ ソーカバー、７ 保護カバー、８ 鋸刃、９ ブラシレスモータ、９ａ 出力軸、９ｂ ロータコア、９ｃ ロータマグネット、９ｄ ステータコア、９ｅ インシュレータ、９ｆ ステータコイル、１０ リンク、１１ 傾斜角度調整レバー、１２ ベベルプレート、１３ 長孔、１４ 回動支持部、１５ａ 傾動軸部、１５ｂ 傾動軸部、１６ 正逆切替スイッチ、１８ メイントリガスイッチ、１９ 切込み深さ調整レバー、２０ 電池パック、２０ａ 端子部、２１ 制御回路基板、２２ コントローラカバー、２３ スイッチング基板、２３ａ スイッチング素子、２４〜２６ 配線、２７ 制御部、２８ インバータ部、２９ 正逆表示ＬＥＤ、３２ 検出抵抗、３３ 冷却ファン、３４ 演算部、３５ 回転子位置検出回路、３６ モータ回転数検出回路、３７ モータ電流検出回路、３８ スイッチ操作検出回路、３９ 印加電圧設定回路、４０ 制御信号出力回路、４１ 制御回路電圧供給回路、４２ 磁気センサ、５０ 電池電圧検出回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】