CN102596514A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

电动工具包括电机、转速调整开关、限制部件以及控制单元。转速调整开关通过使用者的操作而移位。限制部件通过使用者的操作将上述移位所达到的上限位置限制到多个级中任意一级的上限位置。控制单元基于所述转速调整开关的操作量利用占空比来控制流向电机的电流量，从而使电机的转速随着操作量的增加而增加。为每个级设定了预定数目的占空比。占空比的预定数目与所述转速调整开关的可操作量的比率在具有最小上限位置的第一级中比除第一级以外的其他级中更高。

Description

电动工具

相关申请的交叉引用

本国际申请要求于2009年11月11日向日本国特许厅提出的日本国专利申请第2009－258056号的优先权，其全部内容通过引用并入到本国际申请中。

技术领域

本发明涉及一种根据使用者的操作量来调整用于驱动工具的电机转速的电动工具。

背景技术

以往，已知一种被电机驱动的电动工具，其中电机的转速根据受使用者操作而发生移位的转速调整开关的操作量来控制（例如参照专利文献1、2、3。）。通常，在转速调整开关的操作量小时电机以低速旋转，在转速调整开关的操作量大时电机以高速旋转。

在利用这种电动工具进行作业时，有时期望在电机转速固定的情况下进行某些作业。在专利文献1中，转速调整开关的操作量被机械地限制到多个位置，从而将电机控制到针对每个限制位置设定的转速。由此，当转速调整开关被操作到各个限制位置时，能够使电机以与限制位置对应的固定转速旋转从而进行作业。

然而，在专利文献1所公开的结构中，由于电机仅能够以针对每个限制位置设定的转速来旋转，因此存在无法精细地设定电机转速的问题。

另外，在利用电动工具进行作业时，往往要根据作业内容来调整电机的转速。例如，在螺丝刀的情况下，要在低速旋转区域进行螺丝钉的面连接，而在高速旋转区域进行通常的螺丝钉的紧固。在割草机的情况下，在低速旋转区域进行草的卷绕，在中速旋转区域进行墙壁处的除草，在高速旋转区域进行通常的除草。

在此，在电机低速旋转的情况下进行作业时，会存在问题。即，如果电机转速的变化量相对于转速调整开关的操作量大，则很难进行精细作业。

因此，为了提高电机低速旋转时的操作性，可以设想：与电机高速旋转的情况相比，减小转速相对于操作量的变化量。例如，专利文献2公开了如下特性：电机转速的变化量在低速旋转期间比在高速旋转期间更小。

专利文献1:日本特公昭47－19838号公报

专利文献2:日本实开平1－63027号公报

专利文献3:日本专利第3301533号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，在专利文献2中，并没有公开任何实现使得电机转速的变化量在低速旋转期间比在高速旋转期间更小的特性的具体方法。因此，不清楚利用电动工具在低速旋转期间进行精细作业时如何实现操作性的改善。

本发明是为了解决上述问题而完成的。本发明的目的在于提供一种电动工具，在该电动工具中，电机的转速在多个级的每一个级中能够容易地保持在恒定的转速，并且在电机低速旋转期间能够高精度地控制转速以提高操作性。

解决技术问题的手段

为了实现上述目的而完成的本发明的电动工具包括：电机，所述电机对工具进行驱动；转速调整开关，所述转速调整开关通过使用者的操作而移位；限制部件，所述限制部件通过所述使用者的操作而将所述转速调整开关移位时的上限位置限制到多个级中任意一级的上限位置；以及控制单元。在所述控制单元中，基于所述转速调整开关的操作量利用占空比来控制流到所述电机的电流量；所述电机的转速根据所述转速调整开关的操作量的增加而增加；为所述多个级中的每一个级设定预定设定数目的占空比；所述占空比的设定数目与所述转速调整开关的可操作量的比例在所述上限位置最小的第一级中比在除所述第一级之外的其他级中更高。

转速调整开关的每一个级中的可操作量代表：在第一级中，从转速调整开关的操作开始位置到第一上限位置为止的范围内的操作量；在第2级和以后的级中，从前一级的上限位置，即从当前级的下限位置，到当前级的上限位置为止的范围内的操作量。

这样，通过使用者对限制部件的操作能够将转速调整开关移位时的上限位置限制到多个级的上限位置中的任意一个，由此能够容易地将转速调整开关保持在各上限位置。其结果是，能够将电机转速容易地保持在与上限位置对应的转速。因此，在保持电机转速恒定的同时能够容易地执行长时间的作业。

另外，由于电机的转速根据转速调整开关操作量的增加而增加，因此能够将电机转速设定成在各个级中得以调节。

此外，占空比的设定数目与转速调整开关的可操作量的比例构造成在第一级中比在除第一级以外的其他级中更高。换言之，针对第一级中设定的不同占空比的各个操作量之间的间隔小于针对除第一级以外的其他级中设定的不同占空比的各个操作量之间的间隔。可替代地，如果操作量的范围相同，则占空比的设定数目在第一级中比在除第一级之外的其他级中更高。

由此，当电机在第一级中以低速旋转时，由于能够相对于转速调整开关的操作量精细地改变占空比，因此能够对电机转速进行精细调整以便高分辨率地控制电机转速。其结果是，提高了低速旋转期间的作业性。

在此，转速调整开关的各个级中的操作量之间的大小可以以任意方式设定。

例如，限制部件可以限制转速调整开关的上限位置使得转速调整开关的可操作量在第一级中比在除第一级之外的其他级中更大。

在这种情况下，由于在第一级（在该第一级中，占空比的设定数目与可操作量的比例与除第一级之外的其他级相比更高）中，可供选择的电机转速的范围被加宽，因此在低速侧能够在宽的转速范围中高精度地调整电机的转速。其结果是，提高了低速旋转期间的作业性。

另外，至少在所述转速调整开关的多个级中的第一级中，当所述转速调整开关的操作量增加到所述上限位置时，所述占空比可被控制成使得所述电机的转速增加，并且当所述操作量从所述上限位置减少到预定位置时，所述占空比可以利用滞后特性来控制，在所述滞后特性中，在所述开关移位到所述预定位置之前所述电机的转速保持恒定。

在这种情况下，至少在第一级中，例如在用手指将转速调整开关保持在上限位置的情况下即使手指松懈了，在转速调整开关移位到预定位置之前电机转速也不会发生变化。由此，至少在第一级中，在将转速调整开关保持在上限位置的情况下进行长时间的作业时，也能够更容易地将电机转速保持恒定。

另外，电机不仅可以沿正向旋转方向旋转，也可以沿反向旋转方向旋转。当选择了反向旋转时，在除第一级以外的其他级中，可以以任何方式控制电机转速相对于转速调整开关操作量的增加。

例如，可以设置旋转方向改变开关，所述旋转方向改变开关根据所述使用者的操作而将所述电机的旋转改变到正向旋转或反向旋转。当所述旋转方向改变开关选择了所述电机的反向旋转时，所述控制单元可至少在所述第一级中使所述电机的转速随着所述转速调整开关的操作量的增加而增加，并且在除所述第一级之外的其他级中不管所述转速调整开关的操作量如何所述控制单元都保持所述电机的转速恒定。

由此，不仅能够选择正向旋转还可以选择反向旋转。当选择了反向旋转时，在至少包括第一级的级数中，能够根据转速调整开关的操作量来调整电机转速以进行作业。

在反向旋转期间，往往出于与正向旋转期间不同的目的来执行作业，并且有时电机的转速无需太高。因此，在除至少包括第一级的级数以外的其他级中，有时不管转速调整开关的操作量如何都以恒定的电机转速来进行作业反而提高了作业性。

附图说明

图1是示出实施方式的电动式割草机的整体构造的立体图。

图2是示出右手手柄的侧视图。

图3是示出右手手柄的立体图。

图4A是示出拉回量改变开关的前侧的立体图，图4B是示出拉回量改变开关的背侧的立体图。

图5是示出割草机的电气构造的框图。

图6A是示出触发开关的拉回量、速度指令电压以及占空比之间的关系的特性图，图6B是示出触发开关的拉回量、占空比以及电机转速之间的关系的特性图。

图7是示出每一个级的触发开关的拉回量、速度指令电压、占空比以及转速之间的特性的列表。

图8A是示出触发开关的拉回量与占空比之间的关系的滞后特性图，图8B是示出触发开关的拉回量与占空比之间的滞后特性的列表。

图9A是示出反向旋转期间的触发开关的拉回量、速度指令电压以及占空比之间的关系的特性图，图9B是示出反向旋转期间的触发开关的拉回量、速度指令电压以及占空比之间的关系的列表。

图10是示出电机转速控制的主程序的流程图。

图11是示出电机控制值获取程序的流程中的最初部分的流程图。

图12是示出电机控制值获取程序的流程中的中间部分的流程图。

图13是示出电机控制值获取程序的流程中的最后部分的流程图。

附图标记说明：

10：割草机；22：电机；36：割刀；50：触发开关；70：拉回量改变开关；90：旋转方向改变开关；102：微计算机。

具体实施方式

以下，将基于附图说明本发明的实施方式。

（割草机10的整体构造）

如图1所示，充电式割草机10包括：轴管12、电机单元20、电池24以及割刀单元30。

轴管12形成为具有预定长度的中空杆形。在轴管12的一端侧设置有电机单元20以及电池24，在轴管12的另一端侧设置有割刀单元30。轴管12内容置有驱动力传递轴（未示出）。驱动力传递轴将电机单元20的旋转驱动力传递给割刀单元30。

电机单元20容置电机22和控制器100（参照图5）等。本实施方式的电机22是有刷直流（DC）电机。电机22经由容置在轴管12中的驱动力传递轴来旋转驱动附接到割刀单元30上的割刀36。控制器100包括控制从电池24到电机22的电流的各种电子电路和微计算机102（参照图5）等。控制器100将在后面详细描述。

电池24是向电机单元20的电机22供给电力的充电式电源，并且可附接至电机单元20或从电机单元20拆下。

割刀单元30设置有齿轮盒32和盖34。齿轮盒32中包括将电机22的驱动力从容置在轴管12中的驱动力传递轴传递给割刀36的各种齿轮。

盖34覆盖割刀36的使用者侧以防止被割刀36割取的草飞向使用者侧。

割刀36形成为圆板形，并且可附接至割刀单元30或从割刀单元30拆下。代替板状的割刀36，也可以将诸如尼龙线之类的绳状割刀附接至割刀单元30。

把手40形成为U字形，并且在轴管12上在电机单元20与割刀单元30之间连接到轴管12。在把手40的两端中，从电机单元20朝向割刀单元30的左侧端设置有左手手柄42，而在右侧端设置有右手手柄44。左手手柄42以及右手手柄44设置成使得使用者能够把持各个手柄以保持割草机10。

如图2以及图3所示，在右手手柄44上设置有触发开关50、锁定开关60、拉回量改变开关70以及旋转方向改变开关90。

触发开关50例如通过根据作为操作量的拉回量来改变可变电阻的电阻值而根据拉回量向后述的控制器100输出速度指令电压。

在图2中，触发开关50从右手手柄44向割刀单元30侧最大幅度地突出。当使用者从图2的状态拉回触发开关50时，开始向电机单元20的电机22供电。向电机22供给的电流量根据触发开关50的拉回量利用占空比来进行控制。电机22的转速随着拉回量增加而增加。即，随着触发开关50的拉回量增加，割刀36的转速增加。

锁定开关60是用于防止割刀36误动作的按钮式开关。在锁定开关60未被压下时，锁定开关60与触发开关50接合，由此机械地限制触发开关50被拉回。

在锁定开关60未被压下时，从电池24至电机单元20的电流被截止。在连接电池24和电机单元20的电路中设置有未图示的半导体开关。该半导体开关在锁定开关60未被压下时截止而在锁定开关60被压下时导通。

由此，在锁定开关60未被压下时，半导体开关被截止，并且不管触发开关50的位置如何从电池24至电机单元20的电流都被禁止。因此，即使触发开关50被短路，只要锁定开关60未被压下，就能够防止割刀36意外旋转。

另一方面，在锁定开关60被压下时，半导体开关被导通，因此根据触发开关50的拉回量利用占空比来控制从电池24至电机单元20的电流量。由此，根据触发开关50的拉回量控制了割刀36的转速。

拉回量改变开关70是用于以机械的方式将触发开关50的上限位置（使用者通过拉回触发开关50而移位触发开关50）限制至3个级的开关。触发开关50被移位时的上限位置被限制成使得割刀36的转速的上限能够被切换至3个级。

拉回量改变开关70可旋转并停止在图2以及图3中如“1”、“2”、“3”所示的任意位置。随着停止位置依次变化到“1”、“2”、“3”，触发开关50的上限位置变大，从而割刀36转速的上限也变大。

如图4A和4B所示，拉回量改变开关70形成为圆板形，设置在其中心部的轴72被右手手柄44可旋转地支承。拉回量改变开关70在其径向的两侧分别设置有突起部74、76。突起部74、76向右手手柄44的外侧突出，并且利用使用者的手指操作突起部74、76能够旋转拉回量改变开关70。

在拉回量改变开关70的割刀单元30侧的前面70a上，朝向旋转轴线方向形成有深度不同的3个切口78、80、82。切口78的深度最浅，按照切口80、切口82的顺序深度变得更深。最深的切口82沿着板厚方向贯通拉回量改变开关70。

在触发开关50的面对拉回量改变开关70的一侧设置有朝向拉回量改变开关70突出的未图示的凸部。该凸部根据拉回量改变开关70的旋移位置而面对切口78、80、82中的任一个切口，从而机械地限制触发开关50被移位时的上限位置。

触发开关50的凸部面对切口78时拉回量改变开关70的旋移位置与图2以及图3的“1”所示的位置对应；触发开关50的凸部面对切口80时拉回量改变开关70的旋移位置与图2以及图3的“2”所示的位置对应；触发开关50的凸部面对切口82时拉回量改变开关70的旋移位置与图2以及图3的“3”所示的位置对应。

在拉回量改变开关70的电机单元20侧的背面70b上，沿着圆周方向形成有3个凹部84、86、88。在拉回量改变开关70的电机单元20侧设置有未图示的盘簧以及滚珠。滚珠利用盘簧的负荷被压向拉回量改变开关70的背面70b。

然后，拉回量改变开关70旋转使得滚珠与其中一个凹部84、86、88接合，由此来限制拉回量改变开关70的旋转。当使用者向拉回量改变开关70施加旋转力而克服盘簧的负荷时，滚珠能够从其中一个凹部84、86、88中脱出使得拉回量改变开关70能够旋转。

如图2以及图3所示的旋转方向改变开关90是将电机22的旋转方向、即割刀36的旋转方向切换到正向旋转或者反向旋转的开关。例如，可以采用摇臂开关作为旋转方向改变开关90。当使用者选择并推动旋转方向改变开关90的左侧时，割刀36的旋转方向被设定成正向旋转方向。当使用者选择并推动其右侧时，割刀36的旋转方向被设定成反向旋转方向。

（割草机10的电气构造）

如图5所示，在割草机10中，在从电池24向电机22供给电流的电路中设置有半导体开关Q1。控制器100是控制半导体开关Q1的导通/截止以及流过半导体开关Q1的电流量的电路。这里，半导体开关Q1不同于前述的通过锁定开关60导通/截止的半导体开关。

半导体开关Q1由N通道型金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）构成。半导体开关Q1的截止状态中断供给到电机22的电流，半导体开关Q1的导通状态允许向电机22供给电流。半导体开关Q1的栅极经由控制器100内的栅极电路104与微计算机102连接。半导体开关Q1的源极与电池24的负极连接，半导体开关Q1的漏极与旋转方向改变开关90连接。

控制器100设置有微计算机102、栅极电路104以及恒压电源电路106。

微计算机102由CPU、各种存储器以及输入输出接口等构成，并且根据触发开关50的拉回量并基于从触发开关50输出的速度指令电压来使半导体开关Q1导通/截止。

此外，当触发开关50被导通时，微计算机102向栅极电路104输出脉宽调制（PWM）信号。脉宽调制（PWM）信号使半导体开关Q1导通/截止从而基于根据触发开关50的拉回量设定的占空比向电机22供给期望的电流。PWM信号控制流过半导体开关Q1的电流，即流到电机22的电流。

栅极电路104从电池24接收电源供给以根据来自微计算机102的PWM信号来使半导体开关Q1导通/截止。恒压电源电路（Reg）106将电池24的电力降低到控制用电源Vcc的预定电压（例如5V）并将控制用电源Vcc供给到控制器100内的各部分。微计算机102从恒压电源电路106接收控制用电源的供给而进行操作。

（转速控制）

接下来，说明根据触发开关50的拉回量沿正向旋转方向对电机22转速的控制。

图6A和6B示出了触发开关50的拉回量、速度指令电压、占空比以及转速之间的特性，图7示出了其列表。图6B所示的转速是电机22的转速，而不是割刀36的转速。然而，由于增加电机22的转速则割刀36的转速也增加，因此尽管割刀36的转速值不同于图6B所示的转速值，但是割刀36的转速指示与电机22的转速相同的特性。

如前所述，触发开关50移位时的上限位置能够被拉回量改变开关70限制到3个级。第一级中的上限位置最小，按照第2级、第3级的顺序，上限位置变大。即，第一级中电机22的最大转速最小，按照第2级、第3级的顺序，最大转速变大。

另外，如图6A和6B所示，触发开关50在第一级中能够被拉回的可操作量最大，按照第2级、第3级的顺序，可操作量变小。

关于触发开关50在每一个级中的操作量，第一级中的操作量表示从触发开关50的操作开始位置到第一上限位置为止的范围内的操作量；第2级和随后级中的操作量表示从前一级的上限位置，即当前级的下限位置，到当前级的上限位置为止的范围内的操作量。

另外，在微计算机102中，针对3级中的每一个级设定预定设定数目的占空比。占空比的设定数目与每一个级中可操作量的比例在第一级中比在第2级和第3级中更高。

针对每一个级，微计算机102将从触发开关50输出的速度指令电压与占空比的对应关系按照前述设定数目中的各者以映射的形式保存在微计算机102的诸如ROM的存储器中。

（转速的滞后特性）

当使用者将拉回量改变开关70设定在第一级的状态下将触发开关50拉回到上限位置时，占空比与拉回量对应地增加，从而电机22的转速即割刀36的转速增加。在使用者将触发开关50保持在第一级的上限位置时，割刀36的转速被保持在第一级的最高转速。

在此，例如当使用者长时间作业而手指感到疲劳使得将触发开关50保持在上限位置的力减小而导致触发开关50从上限位置稍微回退从而拉回量减少时，从触发开关50输出的速度指令电压随着触发开关50的拉回量从上限位置减少而降低。

微计算机102能够基于从触发开关50输出的速度指令电压而检测出触发开关50从上限位置的稍微回退。

当触发开关50从上限位置稍微回退时，微计算机102不是根据从触发开关50输出的速度指令电压来降低占空比，而是将占空比设定成与上限位置相同的值，以实现滞后特性。

在图8A和8B中，在拉回量从上限位置的4.5mm回退到4.4mm时，设定相同的占空比。由此，在拉回量从上限位置的4.5mm回退到4.4mm时，割刀36的转速被保持在与上限位置相同的最高转速。

（反向旋转控制）

接下来，说明根据触发开关50的拉回量对割刀36的反向旋转方向的转速控制。

微计算机102根据旋转方向改变开关90的输出信号来检测旋转方向改变开关90是被设定在正向旋转方向还是被设定在反向旋转方向。

然后，在旋转方向改变开关90被设定在反向旋转方向时，同时当触发开关50的拉回量处于第一级的范围内时，微计算机102例如基于与正向旋转时相同的特性根据触发开关50的拉回量的增加而增加电机22的转速，如图9A－9B所示。在该情况下，与正向旋转类似地，在拉回量从上限位置的4.5mm回退到4.4mm时，可以设定与上限位置相同的占空比。

另一方面，当微计算机102根据作为触发开关50的输出的速度指令电压检测到触发开关50在第2级或者第3级中操作时，如图9A和9B所示，不管触发开关50的拉回量如何，微计算机102都将第2级以及第3级的转速保持在第一级的最高转速。

（转速控制程序）

接下来，具体说明为了实现上述控制而由微计算机102执行的处理。图10－13示出了微计算机102通过执行存储在诸如ROM的存储器中的控制程序而进行的电机22的转速控制程序。在图10－13中，“S”表示步骤。

（主程序）

图10示出电机22的转速控制的主程序。图10的程序总是被执行。

首先，在主程序中，判定触发开关50是否被拉回（S400）。在触发开关50被拉回时（S400：“是”），基于触发开关50的拉回量和被旋转方向改变开关90设定的旋转方向来获得控制流向电机22的电流量的PWM信号的占空比（S402）。然后，基于获得的占空比来控制流向电机22的电流以旋转地驱动电机22（S404）。

在触发开关50未被操作且未被拉回时（S400：“否”），终止电机22的旋转（S406）。

（电机控制值获取程序）

图11、12、13示出了获取PWM信号的占空比作为电机22的控制值的程序（上述的S402）。

如图11－13所示，在触发开关50的拉回量小于图7以及图9A和9B所示的行程No.3时（S410：“是”），判定旋转方向改变开关90是否设定了正向旋转（S412）。

在设定了正向旋转时（S412：“是”），设定正向旋转的占空比等级1作为PWM信号的占空比（S414），然后结束本程序。

在设定了反向旋转时（S412：“否”），设定反向旋转的占空比等级1作为PWM信号的占空比（S416），然后结束本程序。

在本实施方式中，对于正向旋转以及反向旋转二者，在触发开关50的拉回量小于行程No.3时都设定0％作为占空比（参照图7以及图9A和9B）。换言之，在触发开关50的拉回量小于行程No.3时，电机22不旋转。

在触发开关50的拉回量等于或高于行程No.3（S410：“否”）且小于No.4时（S418：“是”），判定旋转方向改变开关90是否设定了正向旋转（S420）。

在设定了正向旋转时（S420：“是”），设定正向旋转的占空比等级2作为PWM信号的占空比（S422），然后结束本程序。

在设定了反向旋转时（S420：“否”），设定反向旋转的占空比等级2作为PWM信号的占空比（S424），然后结束本程序。

在本实施方式中，在正向旋转以及反向旋转二者中，当触发开关50的拉回量等于或高于行程No.3时，设定大于0％的值作为占空比（参照图7以及图9A和9B）。换言之，当触发开关50的拉回量等于或高于行程No.3时电机22旋转。

以下，在S426～S432中，在拉回量等于或低于行程No.13时，基于触发开关50的拉回量和旋转方向改变开关90设定的旋转方向设定PWM信号的占空比。

接着，在触发开关50的拉回量等于或高于行程No.14（S426：“否”）且小于行程No.15时（S434：“是”），判定旋转方向改变开关90是否设定了正向旋转（S436）。

在设定了反向旋转时（S436：“否”），设定反向旋转的占空比等级13作为PWM信号的占空比（S438），然后结束本程序。

在设定了正向旋转时（S436：“是”），判定是否设置了滞后标志（S440）。

在触发开关50的拉回量增加时滞后标志被清空。另一方面，在触发开关50达到作为第一级的上限位置的行程No.15之后又回退到行程No.14’时设置滞后标志（参照图8A和8B）。

在未设置滞后标志时（S440：“否”），设定正向旋转的占空比等级13作为PWM信号的占空比并且清除滞后标志（S442），然后结束本程序。

在设置了滞后标志时（S440：“是”），判定触发开关50的拉回量是否小于行程No.14’（S444）。

在触发开关50的拉回量小于行程No.14’时（S444：“是”），判断触发开关50的拉回量已经从基于滞后特性设定占空比的范围溢出而变为行程No.14，于是设定正向旋转的占空比等级13作为PWM信号的占空比（S442），然后结束本程序。

在设置了滞后标志（S440：“是”）且触发开关50的拉回量小于行程No.15并且等于或高于行程No.14’时（S434：“是”，S444：“否”），判断触发开关50的拉回量保持或减小到了基于滞后特性设定占空比的范围内。在该情况下，基于滞后特性设定与作为上限位置的行程No.15相同的占空比等级14作为PWM信号的占空比（S446），然后结束本程序。

接着，判定触发开关50的拉回量是否小于行程No.16（S448）。在触发开关50的拉回量小于行程No.16时（S448：“是”），判定旋转方向改变开关90是否设定了正向旋转（S450）。在触发开关50的拉回量小于行程No.16时（S448：“是”），触发开关50已经到达作为上限位置的行程No.15。

然后，在旋转方向改变开关90设定了正向旋转时（S450：“是”），设定正向旋转的占空比等级14作为PWM信号的占空比并且设置滞后标志（S452），然后结束本程序。

在旋转方向改变开关90设定了反向旋转时（S450：“否”），设定反向旋转的占空比等级14作为PWM信号的占空比（S454），然后结束本程序。

以下，在S456～S476中，在旋转方向改变开关90设定了正向旋转时，触发开关50的拉回量增加则使正向旋转的占空比等级增加，从而使电机22的正向旋转的转速增加，然后结束本程序。但是，在触发开关50的拉回量等于或高于行程No.22时（S464：“否”），设定与行程No.22相同的占空比等级21。

另一方面，在S456～S476中，在旋转方向改变开关90设定了反向旋转时，判断触发开关50的拉回量已经大于第一级的上限值，从而不管触发开关50的拉回量如何都设定恒定的占空比等级14，然后结束本程序。由此，当设定了反向旋转时，电机22的转速被保持在第一级的最高转速。

在上述实施方式中，通过使用者对拉回量改变开关70的操作将触发开关50移位时的上限位置限制到多个级中任意一级的上限位置，由此允许将触发开关50容易地保持在各个上限位置。其结果是，能够容易地将电机转速保持在与上限位置对应的转速。因此，在将电机转速保持恒定的同时能够容易地执行长时间的作业。

此外，占空比的设定数目与触发开关50的可操作量的比例在第一级中比在除第一级以外的其他级中更高。因此当电机22在第一级中以低速旋转时，能够相对于触发开关50的操作量精细地改变占空比。由此，能够对电机转速进行精细调整从而以高分辨率控制电机转速。其结果是，提高了低速期间的作业性。

另外，第一级中的触发开关的可操作量被设定得与其他级中的触发开关50的可操作量相比较大。由此，在与其他级相比占空比的设定数目相对于操作量的比例更高的第一级中，可供选择的电机转速范围被加宽。因此能够在低速侧以宽的转速范围高精度地控制电机转速。其结果是，提高了低速旋转期间的作业性。

另外，在触发开关50的第一级中，在触发开关50增加到上限位置时，控制占空比使得电机转速增加。在触发开关50从上限位置回退到作为预定位置的行程No.14’时，利用滞后特性来控制占空比，在滞后特性中，在触发开关50回退到行程No.14’之前电机的转速与用于行程No.15的转速相同。

由此，在第一级中，即使在利用手指将触发开关50保持在上限位置的状态下手指松懈了，在行程No.14’之前，电机的转速也不会改变。其结果是，在第一级中，在将触发开关50保持在上限位置的情况下进行长时间作业时，能够容易地将电机转速保持恒定。

另外，能够利用旋转方向改变开关90来选择割刀36的反向旋转，并且在反向旋转的第一级中，使电机的转速随着触发开关50的拉回量的增加而增加。由此，增加了割草机10的作业模式的数量。

例如，在通常作业时，当草由于正向旋转而附着在割刀36周围时，可以使电机22反向旋转以在使用者保持割草机10的同时去除这些草。

在本实施方式中，割草机10相当于本发明的电动工具的一种示例；割刀36相当于本发明的工具的一种示例；触发开关50相当于本发明的转速调整开关的一种示例；拉回量改变开关70相当于本发明的限制部件的一种示例；微计算机102相当于本发明的控制单元的一种示例。

另外，触发开关50的拉回量相当于本发明的转速调整开关的操作量的一种示例。

另外，图10－13所示的从S400到S476的处理相当于作为本发明的控制单元的一种示例的微计算机102所执行的功能的一种示例。

［其它实施方式］

在上述实施方式中，利用拉回量改变开关70将触发开关50的拉回量机械地限制为3级。然而，触发开关50的拉回量不限于3级，并且可以被机械地限制为多级。

另外，在除第一级以外的其他级中，当触发开关50的拉回量从上限位置减少到预定位置时，也可以利用电机转速从上限位置到预定位置保持恒定的滞后特性来控制占空比。

另外，在设定了割刀36的反向旋转时，不仅在第一级中而且可以在其他级中使电机22的转速随着触发开关50的拉回量的增加而增加。

在该情况下，可以在第2级中使电机22的转速随着触发开关50的拉回量的增加而增加，而在第3级中，不管触发开关50的拉回量如何都使电机22的转速保持在第2级的最高转速。

换言之，当在电动工具中选择了电机的反向旋转时，至少在多个级中的第一级中，执行使电机转速随着操作量增加而增加的电机控制。在除第一级以外的其他级中，可以将电机转速设定到执行了前述电机控制的级数中最高一级的最高转速，以使电机的转速保持恒定。

另外，并非一定使第一级中的可操作量大于其他级中的可操作量，相反各个级中的可操作量的大小可以任何方式来设定。

尽管上述实施方式描述了不仅可以设定正向旋转还可以设定反向旋转的割草机10，但是本发明也可以应用于仅能够设定正向旋转而不能设定反向旋转的割草机。

另外，尽管在上述实施方式中例示了将本发明应用于割草机的示例，但该实施方式仅是出于示例的目的，本发明能够应用于以电机作为驱动源进行操作的所有类型的电动工具，例如修剪机和螺丝刀。

与上述实施方式相反，在没有将触发开关50的上限位置机械地限制为多级的割草机中，当触发开关50的拉回量从上限位置减少到预定位置时，也可以利用电机转速从上限位置到预定位置保持恒定的滞后特性来控制占空比。

可替代地，在如下割草机中：其中触发开关50的上限位置机械地限制为多级但是占空比的设定数目与触发开关50的可操作量的比例在第一级中不高于除第一级以外的其他级，当触发开关50的拉回量在第一级中从上限位置减少到预定位置时，也可以利用电机转速从上限位置到预定位置保持恒定的滞后特性来控制占空比。

电动工具的电机驱动方法可以包括：如在本实施方式中那样利用开关本身使流过电机的电流方向反向以改变旋转方向；使用H桥电路；或者使用用于驱动无刷电机的逆变电路。

在上述实施方式中，利用功能被控制程序确定的微计算机102来实现本发明的控制单元的功能。与此相反，也可以利用电路构造自身来确定功能的硬件来实现控制单元的功能的至少一部。

因此，本发明不限于上述实施方式，并且在不脱离本发明要旨的范围内能够应用于各种实施方式。

Claims (4)

1.一种电动工具，包括：

电机，所述电机对工具进行驱动；

转速调整开关，所述转速调整开关通过使用者的操作而移位；

限制部件，所述限制部件通过所述使用者的操作而将所述转速调整开关移位时的上限位置限制到多个级中任意一级的上限位置；以及

控制单元，所述控制单元基于所述转速调整开关的操作量利用占空比来控制流到所述电机的电流量，所述控制单元根据所述操作量的增加而增加所述电机的转速，为所述多个级中的每一个级设定预定设定数目的占空比，并且所述占空比的设定数目与所述转速调整开关的可操作量的比例在所述上限位置最小的第一级中比在除所述第一级之外的其他级中更高。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其中，

所述限制部件限制所述上限位置使得所述第一级中的可操作量大于除所述第一级之外的其他级中的可操作量。

3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其中，

至少在所述多个级中的所述第一级中，当所述转速调整开关的操作量增加到所述上限位置时，所述控制单元控制所述占空比使得所述转速增加，并且当所述操作量从所述上限位置减少到预定位置时，所述控制单元利用滞后特性来控制所述占空比，在所述滞后特性中，在所述操作量达到所述预定位置之前所述转速保持恒定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动工具，进一步包括旋转方向改变开关，所述旋转方向改变开关通过所述使用者的操作而将所述电机的旋转改变到正向旋转或反向旋转，

当通过所述旋转方向改变开关选择了所述电机的反向旋转时，所述控制单元至少在所述第一级中使所述转速随着所述操作量的增加而增加，并且在除所述第一级之外的其他级中不管所述操作量如何都保持所述转速恒定。

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