CN107303665B

CN107303665B - 电动作业机

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Publication number: CN107303665B
Application number: CN201710028983.3A
Authority: CN
Inventors: 中本明弘; 加藤慈; 河合佑树
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2037-01-13
Also published as: DE102017108075A1; JP6719952B2; CN107303665A; JP2017192993A; US10541636B2; US20170302211A1

Abstract

本发明提供一种电动作业机。该电动作业机具备对由交流电源供给的交流电压进行整流，并利用电容器进行平滑化的电源部，在来自交流电源的电力供给被切断时无法驱动马达。电动作业机具备：马达；电源部，其对由交流电源供给的交流电压进行整流，并利用电容器进行平滑化，从而生成用于驱动马达的直流电压；控制部，其控制向马达的通电；以及电压检测部，其检测交流电压。控制部在通过电压检测部未检测出交流电压时，切断朝向马达的通电使马达停止。

Description

电动作业机

技术领域

本公开涉及从交流电源接受电力供给来进行动作的电动作业机。

背景技术

在电动工具等电动作业机中，已知一种构成为如下结构的装置：利用二极管电桥等整流电路对由商用电源等交流电源供给的交流电压进行整流，并利用电容器对来自整流电路的输出进行平滑化，从而生成用于驱动马达的直流电压(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2015-9316号公报

在这种电动作业机中，通过使用者将电源插头插入交流电源的插座，来从交流电源进行电力供给，并经由整流电路对平滑化用的电容器进行充电。

因此，在将电源插头从交流电源的插座拔下而切断了来自交流电源的电力供给时，从电容器对马达供给直流电压，而能够驱动马达，直至电容器被放电。

这样的举动对于认为“电子产品只要将电源插头从插座拔下就不会进行动作”的使用者而言，是意识不到的举动，会给使用者带来不适感。

发明内容

本公开的一方面的电动作业机，其具备对由交流电源供给的交流电压进行整流，并利用电容器进行平滑化的电源部，优选在切断来自交流电源的电力供给时无法驱动马达。

本公开的一方面的电动作业机具备马达、电源部、控制部以及电压检测部。

电源部是用于对由外部的交流电源供给的交流电压进行整流，并利用电容器进行平滑化，从而生成用于驱动马达的直流电压的部件，控制部是用于控制从电源部向马达的通电的部件。另外，电压检测部是用于检测由外部的交流电源供给的交流电压的部件。

而且，控制部在通过电压检测部未检测出交流电压时，切断向马达的通电使马达停止。

因此，根据该电动作业机，在将电源插头从交流电源的插座拔下而切断来自交流电源的电力供给时，通过电压检测部检测不到交流电压，而切断向马达的通电从而马达停止。

因此，根据本公开的电动作业机，能够防止在将电源插头从交流电源的插座拔下时的举动给认为“电气设备只要将电源插头从插座拔下就不进行动作”的使用者带来不适感的情况，并提高电动作业机的使用的便利性。

另外，由于在因停电等而切断了来自交流电源的电力供给时，也能够切断向马达的通电，而使马达停止，因此也能够防止在停电时等马达利用积蓄于电容器的电荷而旋转的情况。

这里，电压检测部既可以构成为检测交流电压的电压值，也可以构成为检测交流电压的零交叉点。在该情况下，控制部只要构成为在由电压检测部检测出的电压值在一定时间以上小于阈值时、或者在通过电压检测部未检测出零交叉点时，判断为未检测出交流电压即可。

另外，本公开的电动作业机也可以具备电压生成部，该电压生成部接受从电源部经由电容器输出的直流电压，并生成用于驱动控制部的驱动电压。

这样一来，在来自交流电源的电力供给被切断时，能够通过电压生成部以及控制部的动作使积蓄于电容器的电荷放电，并能够抑制在电容器中长期积蓄电荷。

即，若在电容器中积蓄有能够驱动马达的电荷的状态下，使马达的驱动停止，则考虑到使电容器放电耗费时间，例如在为了维护和检查等使用者将手伸入电动作业机内时，触摸电容器而发生触电的情况。但是，若利用电压生成部以及控制部的动作使电容器放电，则能够抑制这样的问题的产生。

另外，电动作业机也可以构成为，具备放电部，该放电部根据来自控制部的指令使电容器的电荷放电，控制部若通过电压检测部不再检测出交流电压，则向放电部输出使电容器的电荷放电的指令。这样一来，在来自交流电源的电力供给被切断时，能够使积蓄于电容器的电荷更加迅速地放电，而抑制上述问题的产生。

附图说明

图1是表示实施方式的圆盘锯的外观的立体图。

图2是表示实施方式的驱动装置的结构的框图。

图3是表示由图2所示的MCU执行的控制处理的流程图。

附图标记说明：

1…圆盘锯；2…基体；3…主体部；4…锯片；5…锯片壳体；6…罩；7…马达壳体；8…手柄；9…操作开关；10…电源线；10A…保护线；12…交流电源；14…熔断器；20…马达；30…驱动装置；32…电源部；34…二极管电桥；36…马达控制电路；42…开关检测电路；44…零交叉检测电路；46…放电部；48…转换器；C1…电容器。

具体实施方式

以下参照附图对本公开的实施方式进行说明。

如图1所示，作为本实施方式的电动作业机的圆盘锯1具备与作为切断对象的被加工部件(省略图示)的上表面抵接的大致呈矩形的基体2、以及配置于该基体2的上表面侧的主体部3。

主体部3具备圆形的锯片4以及将该锯片4的上侧几乎半周的范围的边缘收容于内部并覆盖的锯片壳体5。锯片4的下侧几乎半周的范围的边缘被开闭式的罩6覆盖。在切断被加工部件时使该圆盘锯1向切断行进方向移动，从而该罩6以锯片4的旋转中心为中心向图中顺时针方向转动而缓缓地打开。由此，露出锯片4，其露出部分逐渐切入被加工部件。

锯片4设置于主体部3的切断行进方向右侧，在主体部3的切断行进方向左侧设置有大致呈圆筒状的马达壳体7。在马达壳体7中收纳有作为该圆盘锯1的驱动源的马达20(参照图2)，在马达壳体7与锯片4之间的主体部3中央收容有齿轮机构。

此外，齿轮机构是用于将马达20的旋转传递至锯片4的机构。另外，在本实施方式中，马达20由无刷马达构成。

接下来，在主体部3中央的上侧安装有供使用者把持的手柄8，该手柄8呈拱形。即，手柄8的一端固定于主体部3的切断行进方向后端侧，另一端固定于比该后端更靠切断行进方向前方。

而且，在手柄8的内周侧设置有触发式的操作开关9，以使使用者能够在握住手柄8的状态下进行操作。此外，操作开关9能够经由锁定按钮(省略图示)保持在操作时的打开状态。

另外，从主体部3的切断行进方向后端引出在前端设置有电源插头(省略图示)的电源线10。电源线10是通过将电源插头插入到商用电源等交流电源12(参照图2)的插座，而从交流电源12获取马达20驱动用的电力(交流电压)的部件。并且，在主体部3设置有用于保护电源线10的筒状的保护线10A。

接下来，在主体部3内收纳有驱动装置30(参照图2)，该驱动装置30经由电源线10从外部的交流电源12接受电力供给而进行动作，并在操作开关9处于操作状态(打开状态)时使马达20(进而为锯片4)旋转。

如图2所示，驱动装置30作为生成用于驱动马达20的直流电压的电源部32，具备对从交流电源12经由电源线10以及熔断器14输入的交流电压进行全波整流的二极管电桥34、以及电容器C1。

电容器C1是用于对来自二极管电桥34的输出进行平滑化的元件，通过电容器C1进行了平滑化后的直流电压经由电源供给路径输出至马达控制电路36。

操作开关9设置在从电源部32朝向马达控制电路36的电源供给路径(在图中为正极侧)上，在操作开关9处于打开状态时，向马达控制电路36供给直流电压，从而能够驱动马达20。

马达20由3相无刷马达构成，马达20的各相的端子经由马达控制电路36与来自电源部32的电源供给路径连接。

即，马达控制电路36由全桥电路(换言之为变频器电路)构成，上述全桥电路具备用于将马达20的各相的端子分别与电源供给路径的正极侧及负极侧连接的高侧开关以及低侧开关。此外，马达控制电路36内的高侧开关以及低侧开关由MOSFET等开关元件构成。

而且，各开关元件根据来自作为控制部的MCU(Micro Control Unit：微控制单元)40的控制信号来打开/关闭，在其打开时，将马达20的各相的端子与电源供给路径的正极侧或负极侧连接，而形成朝向马达20的通电路径。

MCU40是以CPU、ROM、RAM等为中心构成的公知部件，根据存储于ROM内的程序来对马达20进行驱动控制。并且，在驱动马达20时，使马达20的马达控制电路36内的开关元件打开/关闭，而对流向马达20的各相的电流进行控制。

另外，在驱动装置30设置有用于检测操作开关9的打开/关闭状态的开关检测电路42、以及对经由电源线10以及熔断器14从外部的交流电源供给的交流电压的零交叉点进行检测的零交叉检测电路44。

此外，开关检测电路42是本公开的开关检测部的一个例子，零交叉检测电路44是本公开的电压检测部的一个例子。并且，来自这些各检测电路42、44的检测信号被输入至MCU40，在MCU40对马达20进行驱动控制时被利用。

另外，在从电源部32朝向马达控制电路36的电源供给路径设置有电阻R1以及放电部46。电阻R1以及放电部46分别与电容器C1并联连接，电阻R1用于在来自交流电源12的电力供给停止时使积蓄于电容器C1的电荷缓缓地放电。

另外，放电部46具备与电阻R1同样地用于使积蓄于电容器C1的电荷放电的电阻R2、以及根据来自MCU40的放电指令成为导通状态而使电阻R2与电容器C1并联连接的晶体管Tr1。此外，晶体管Tr1在图中是NPN型的双极型晶体管，但也可以利用MOSFET等场效应晶体管。

该放电部46用于在MCU40在后述的控制处理中判断为停止了来自交流电源12的电力供给时，使积蓄于电容器C1的电荷迅速放电。因此，电阻R2的电阻值小于电阻R1的电阻值。

另外，在从电源部32朝向马达控制电路36的电源供给路径还连接有生成用于驱动MCU40、其周边电路的直流恒定电压Vcc的DC-DC转换器(以下仅称为转换器)48。该转换器48是本公开的电压生成部的一个例子，MCU40接受由转换器48生成的直流恒定电压Vcc而进行动作。

因此，在本实施方式的圆盘锯1中，若将电源插头插入交流电源12的插座，并经由电源线10从交流电源12接受电力供给，则通过转换器48生成直流恒定电压Vcc，MCU40启动。

然后，MCU40在启动后，执行图3所示的控制处理，对马达20进行驱动控制。以下，对该控制处理进行说明。

如图3所示，在该控制处理中，首先在S110中，判断通过零交叉检测电路44是否检测出交流电压的零交叉点。然后，若未检测出零交叉点，则通过再次执行S110的处理进行待机，直至检测出零交叉点。

若在S110中判断为检测出零交叉点，则移至S120，判断操作开关9是否被操作而成为打开状态。然后，若操作开关9不是打开状态，则再次执行S120的处理进行待机，直至操作开关9被操作而成为打开状态。

若在S120中判断为操作开关9处于打开状态，则移至S130，并判断从在S110中判断为检测出零交叉点到在S120中判断为操作开关9处于打开状态的经过时间是否为设定时间Tth以上。

在上述经过时间较短的情况下，认为在操作开关9处于打开状态的状态下将电源插头插入了插座，因此该判定处理是为了判断该状态而被执行的。

即，考虑到例如一旦在操作开关9通过锁定按钮保持在打开状态的状态下，将电源插头插入插座而从交流电源12供给了交流电压时，开始马达20的驱动，则会使使用者受惊。

因此，在本实施方式中，在S130中，基于上述经过时间来判断该状态，若上述经过时间小于设定时间Tth，则不驱动(重新启动)马达20，而移至S140。然后，在S140中，通过点亮由LED等构成的显示灯(未图示)来通知防止了重新启动的情况。

另外，在执行了S140的处理后，移至S150，通过判断操作开关9是否已成为关闭状态，以等待操作开关9成为关闭状态。然后，若操作开关9成为关闭状态则移至S160，并通过熄灭在S140中点亮的显示灯来解除防止重新启动的通知，并再次移至S110。

接下来，若在S130中判断为上述经过时间是设定时间Tth以上，则移至S170，开始马达20的驱动。然后，紧接着在S180中，判断操作开关9是否已成为关闭状态，若操作开关9成为关闭状态，则移至S190，在停止马达20的驱动之后，再次移至S110。

另一方面，在S180中判断为操作开关9不是关闭状态的情况下，移至S200，判断是否通过零交叉检测电路44检测出交流电压的零交叉点。然后，若检测出零交叉点，则移至S180，若未检测出零交叉点，则移至S210，停止马达20的驱动。

即，由于在S200中判断为未检测出零交叉点时，能够判断为在马达20的驱动中来自交流电源12的电力供给被切断，因此在S210中能够强制停止马达20的驱动。

然后，紧接着在S220中，通过使放电部46的晶体管Tr1导通规定时间，来使积蓄于电容器C1的电荷经由电阻R2放电，并移至S230。

在S230中，通过判断操作开关9是否已成为关闭状态，以等待操作开关9成为关闭状态，若操作开关9成为关闭状态，则再次移至S110。

如以上说明的那样，在本实施方式的圆盘锯1中，若能够从外部的交流电源12对电源部32进行电力供给，来驱动马达20，则MCU40也被启动并开始控制处理。

在该控制处理中，在通过零交叉检测电路44未检测出交流电压的零交叉点时，禁止马达20的驱动。另外，在通过零交叉检测电路44检测出交流电压的零交叉点时，若操作开关9成为打开状态，则开始马达20的驱动，若操作开关9成为关闭状态，则停止马达20的驱动。并且，若在马达20的驱动中，通过零交叉检测电路44不再检测出交流电压的零交叉点，则判断为来自交流电源12的电力供给被切断，并强制停止马达20的驱动。

因此，根据本实施方式的圆盘锯1，在将电源插头从交流电源12的插座拔下时，能够防止马达20的驱动持续。因此，能够防止给认为“电气设备若将电源插头从插座拔下则不进行动作”的使用者带来不适感，并提高针对这类使用者的使用的便利性。另外，也能够防止在交流电源12停电时、熔断器14断掉时，马达20利用积蓄于电容器C1的电荷来旋转的情况。

另外，由于MCU40从利用来自电源部32的输出生成直流恒定电压Vcc的转换器48接受电力供给来进行动作，因此在来自交流电源12的电力供给被切断时，能够使电容器C1的电荷放电。

另外，在本实施方式的驱动装置30设置有使电容器C1迅速放电的放电部46。并且，MCU40在切断来自交流电源12的电力供给而强制地停止了马达20的驱动时，对该放电部46的晶体管Tr1输出驱动信号使晶体管Tr1导通，使积蓄于电容器C1的电荷放电。

因此，根据本实施方式的圆盘锯1，能够抑制在切断来自交流电源12的电力供给时，电荷长期积蓄于电容器C1的情况，也能够抑制使用者触摸电容器C1而发生触电的情况。

以上，对本公开的一个实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，能够采取各种方式。

例如，在上述实施方式中，虽然在从电源部32到马达控制电路36、甚至马达20的电源供给路径设置有放电部46，但无需必须设置放电部46。但是，优选在电源供给路径设置电阻R1等、能够使电容器C1放电的电负载。

另外，虽然对用于使作为控制部的MCU40动作的驱动电压是由从电源部32接受电力供给来动作的转换器48生成的情况进行了说明，但也可以为MCU40从内置电池等独立的电源接受电力供给来动作。

另外，在本实施方式中，作为马达20是无刷马达，且在驱动装置30内设置有对朝向该马达20的通电电流进行控制的马达控制电路36的情况进行了说明。

但是，例如也可以构成为，马达20是带刷马达，作为控制部的MCU40根据操作开关9的打开/关闭状态使设置于从电源部32朝向马达20的电源供给路径的开关元件导通/截止。

另外接下来，在上述实施方式中，虽然对电压检测部由零交叉检查测电路构成的情况进行了说明，但对于电压检测部而言，只要能够判断是否在控制部侧输入交流电压即可，因此无需必须使用零交叉检查测电路。

另外，在上述实施方式中，作为电动作业机的一个例子列举了圆盘锯1，但是本公开的电动作业机只要具备对由交流电源供给的交流电压进行整流、平滑化从而生成马达驱动用的直流电压的电源部即可，例如，可以列举出石匠用的电动工具、金属制造用的电动工具、木工用的电动工具、园艺用的电动工具等。

更具体而言，本公开能够适用于电动锤、电动锤钻、电钻、电动螺丝刀、电动扳手、电动研磨机、电动往复锯、电动锯、电动锤、电动切割机、电链锯、电刨、电动钉枪(包括图钉器)、电动绿篱修剪机、电动剪草机、电动草坪剪、电动割草机、电动吸尘器、电动鼓风机等电动作业机。

另外，也可以通过多个构成要素来实现上述实施方式中的一个构成要素所具有的多个功能、或者通过多个构成要素来实现一个构成要素所具有的一个功能。另外，也可以通过一个构成要素来实现多个构成要素所具有的多个功能、或者通过一个构成要素来实现由多个构成要素实现的一个功能。并且，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以将上述实施方式的结构的至少一部分附加给其他的上述实施方式的结构或将上述实施方式的结构的至少一部分置换为其他的上述实施方式的结构。此外，仅通过权利要求书所记载的语句来确定的技术思想所包含的全部方式都是本发明的实施方式。

另外，本公开的技术除了电动作业机之外，还能够通过以下各种方式来实现：以电动作业机为构成要素的系统、用于使计算机作为电动作业机来发挥功能的程序、记录有该程序的半导体存储器等非过渡现实记录介质、电动作业机的控制方法等。

Claims

1.一种电动作业机，其特征在于，具备：

马达；

电源部，对由外部的交流电源供给的交流电压进行整流，并利用电容器进行平滑化，从而生成用于驱动所述马达的直流电压；

马达控制电路，从所述电源部接收电源供给来驱动所述马达；

操作开关，设置于从所述电源部向所述马达控制电路的电源供给路径；

控制部，控制从所述马达控制电路向所述马达的通电来对所述马达进行驱动；以及

电压检测部，检测所述交流电压，

所述控制部构成为：

在通过所述电压检测部未检测出所述交流电压时，切断从所述马达控制电路向马达的通电来使所述马达的驱动停止；

在通过所述电压检测部检测出所述交流电压时，判断所述操作开关是否为接通状态，若从检测出所述交流电源到被判断为所述操作开关为接通状态的经过时间小于设定时间，则继续从所述马达控制电路向所述马达的通电切断，若所述经过时间在所述设定时间以上，则控制从所述马达控制电路向所述马达的通电来对所述马达进行驱动。

2.根据权利要求1所述的电动作业机，其特征在于，

所述电压检测部构成为检测所述交流电压的零交叉点。

3.根据权利要求1所述的电动作业机，其特征在于，

具备电压生成部，该电压生成部接受从所述电源部经由所述电容器输出的直流电压，并生成用于驱动所述控制部的驱动电压。

4.根据权利要求2所述的电动作业机，其特征在于，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动作业机，其特征在于，

具备放电部，该放电部根据来自所述控制部的指令使所述电容器的电荷放电，

所述控制部构成为若通过所述电压检测部不再检测出所述交流电压，则向所述放电部输出所述指令，使所述电容器的电荷放电。