CN110958931A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

提供一种电动工具，能进行抑制元件的劣化或破损的制动。运算部21在制动控制中，一边依序切换上臂侧开关元件Q1～Q3中的任一个与下臂侧开关元件Q4～Q6中的任一个的组合，一边进行开关控制，使电流在依序通过上臂侧开关元件Q1～Q3中的任一个、定子线圈6e、下臂侧开关元件Q4～Q6中的任一个、及第一二极管电桥15的闭环(与驱动时为相同方向的闭环)中流动。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种将无刷马达作为驱动源的磨光机等电动工具。

背景技术

下述专利文献1公开了一种磨光机。对于磨光机，要求在作业结束后对马达实施制动，使砂轮片尽快停止，以提高作业性。此时，若制动过强，则砂轮片有可能脱落，因此必须对马达给予适当的制动力。下述专利文献2公开了：在将无刷马达作为驱动源的电钻中，通过将对无刷马达通电的逆变器电路的下臂侧开关元件予以短路来实施制动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-269426号公报

专利文献2：日本专利第5381390号公报

发明内容

发明所要解决的问题

当将如专利文献2那样将下臂侧开关元件短路的制动适用于磨光机时，制动力过强而砂轮片容易脱落。此处，通过PWM控制来对下臂侧开关元件进行通断，由此能够减弱制动力，但此时，会产生大的再生能量而存在元件破损的风险。

本发明是认识到此种状况而完成，其目的在于提供一种电动工具，能够进行抑制元件的劣化或破损的制动。

解决问题的技术手段

本发明的一技术方案是一种电动工具。所述电动工具包括：无刷马达；逆变器电路，用于对所述无刷马达通电；控制部，控制所述逆变器电路；以及开关，切换往所述逆变器电路的输入电压的施加、阻断。所述逆变器电路具有上臂侧开关元件及下臂侧开关元件，当所述开关变为断开时，所述控制部进行对所述无刷马达给予制动力的制动控制，所述制动控制是如下所述的控制，即，通过所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件的开关控制，使电流流经通过所述上臂侧开关元件、所述无刷马达及所述下臂侧开关元件的闭环。

也可包括：整流电路，将交流电转换成直流电并供给至所述逆变器电路，所述开关是设在所述整流电路的输入侧的双极开关，对交流电源与所述整流电路的其中一个输入端子之间、以及所述交流电源与所述整流电路的另一个输入端子之间这两者的导通、阻断进行切换。

当所述无刷马达的转速下降至阈值以下时，所述控制部也可使所述制动控制中的所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件的至少任一者的占空下降。

所述控制部也可使所述制动控制中的进角大于所述无刷马达的驱动控制中的进角。

所述制动控制也可使与驱动所述无刷马达时的电流方向为同方向的电流流向所述逆变器电路。

也可具有：整流电路，对交流电源进行整流；以及平滑电容器，对来自所述整流电路的电流进行平滑，所述制动控制时的电流通过所述整流电路。

另外，将以上的构成元件的任意组合、本发明的表达在方法或系统等之间转换所得者也作为本发明的技术方案而有效。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种电动工具，能进行抑制元件的劣化或破损的制动。

附图说明

[图1]是本发明的实施方式的电动工具1的侧剖面图。

[图2]是扳机7为断开状态的电动工具1的主要部分放大剖面图。

[图3]是扳机7为导通状态的电动工具1的主要部分放大剖面图。

[图4]是电动工具1的电路图。

[图5]是表示电动工具1的启动直至停止为止的动作流程的流程图。

[图6]是电动工具1的控制流程图。

[图7]是电动工具1的马达6的剖面图。

[图8]是马达6的驱动控制中的U相、V相、W相的各定子线圈6e的通电状态、以及对逆变器电路47的开关元件Q1～Q6的栅极施加的驱动信号H1～H6的时间图。

[图9]是马达6的制动控制中的流经U相、V相、W相的各定子线圈6e的电流及通电状态、以及对逆变器电路47的开关元件Q1～Q6的栅极施加的驱动信号H1～H6的时间图。

[图10]是马达6的剖面图，是表示驱动控制中的转子旋转位置的变化与流经定子线圈6e的电流的关系的说明图。

[图11]是马达6的剖面图，是表示制动控制中的转子旋转位置的变化与流经定子线圈6e的电流的关系的说明图。

[图12]是比较例1的电动工具的电路图。

[图13]是比较例2的电动工具的电路图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边详述本发明的较佳实施方式。另外，对于各附图中所示的相同或等同的构成元件、构件、处理等标注相同的符号，并适当省略重复说明。而且，实施方式为例示而非限定发明人，实施方式所记述的所有特征或其组合未必是发明的本质。

参照图1～图3来说明本实施方式的电动工具1的机械结构。根据图1，对上下及前后方向进行定义。电动工具1在此处为磨光机。电动工具1由马达壳体2、把手壳体(尾盖)3及齿轮箱4形成外壳。在马达壳体2的后端部安装有把手壳体3，在马达壳体2的前端部安装有齿轮箱4。马达壳体2及把手壳体3例如为树脂成形体。齿轮箱4例如为铝等金属制。

从把手壳体3的后端部，延伸有用于与外部的交流电源50(图4)连接的电源线9。在把手壳体3内的后部，设有滤波器基板10。在把手壳体3内的前部，设有辅助电源控制基板20。把手壳体3构成电动工具1的把手。在把手壳体3的下部，可摆动(转动)地支撑有扳机7。相对于把手壳体3的扳机7的摆动支点7a在此处位于扳机7的后端部。

扳机7是供使用者切换马达6的电流路径上所设的第一开关11的通断的操作部。第一开关11优选的是机械式的触点开关，被收容在把手壳体3内，且位于扳机7的上方。如图2所示，第一开关11具有面向扳机7侧的按钮11a。而且，在第一开关11与扳机7之间，设有弹簧11b。通过利用扳机7来按压按钮11a，从而第一开关11变为导通。弹簧11b朝第一开关11变为断开的方向(图2的逆时针方向)对扳机7施力。当使用者握住扳机7时，扳机7朝上方摆动，按钮11a受到按压而第一开关11变为导通。当使用者松开对扳机7的持握时，借助弹簧11b的施力，扳机7朝下方摆动，按钮11a的按压状态被解除而第一开关11变为断开。

在把手壳体3内，在处于扳机7的反摆动支点7a侧(扳机7的前侧)的位置，设有第二开关12。第二开关12例如是与图4的运算部(控制部)21电连接的电子开关(微动开关等)，联动于扳机7的操作来切换通断。第二开关12是为了将扳机7的操作迅速传递至运算部21而设，通过自身的通断，将不同电平的信号送出至运算部21。如图2及图3所示，第二开关12具有板簧12a，所述板簧12a面向扳机7侧且朝后方斜上延伸。伴随扳机7的摆动，板簧12a与扳机7的反摆动支点7a侧的端部(前端部)卡合，来切换第二开关12的通断。具体而言，如图3所示，板簧12a被扳机7的反摆动支点7a侧的端部按入前侧(朝前侧摆动)，由此，第二开关12变为导通。当使用者握住扳机7时，扳机7朝上方摆动，板簧12a被按入而第二开关12变为导通。当使用者松开对扳机7的持握时，借助弹簧11b的施力，扳机7朝下方摆动，板簧12a因自身的弹性而恢复为原本的状态(朝后侧摆动)，而第二开关12变为断开。

马达壳体2收容马达6，并且在马达6的后部收容桥式逆变器基板(驱动基板)30。马达6为内转子型的无刷马达。在齿轮箱4内，收容有作为旋转传递机构的减速机构5。减速机构5是将一对伞齿轮组合而成者，对马达6的旋转进行减速，并且进行90度转换而传递至主轴8。在主轴8的下端部，设有作为旋转件(前端工具)而能够一体地旋转的砂轮片8a。从马达6的旋转直至砂轮片8a的旋转为止的机械结构及动作是众所周知的，因而省略更多的详细说明。

通过图4来说明电动工具1的电路结构。图4中，交流电源50为商用电源等外部交流电源。在交流电源50，连接有设于滤波器基板10的滤波器电路。滤波器电路包含搭载于滤波器基板10的保险丝Fin、变阻器Z1、图案保险丝F1、电容器C1、电阻R1及扼流线圈L1。保险丝Fin是用来在开关元件Q1～Q6发生短路时进行保护。变阻器Z1是用来吸收浪涌电压。图案保险丝F1具备，在变阻器Z1工作时，防止线间发生短路的作用。电容器C1及扼流线圈L1是用来去除线间的噪声。电阻R1是电容器C1的放电电阻。

在前述的滤波器电路的输出侧与第一二极管电桥15的输入侧之间，设有第一开关11。第一开关11为双极开关，根据导通状态与断开状态，对滤波器电路的其中一个输出端子与第一二极管电桥15的其中一个输入端子之间、及滤波器电路的另一个输出端子与第一二极管电桥15的另一个输入端子之间这两者的导通及阻断进行切换。即，第一开关11在变为断开状态时，将从交流电源50向第一二极管电桥15的电流路径全部阻断。当第一开关11变为断开状态时，形成包含第一二极管电桥15、电解电容器C2及逆变器电路47的闭合回路(闭环)。作为第一整流电路的第一二极管电桥15对经由第一开关11而输入的前述的滤波器电路的输出电压进行全波整流而转换成直流，并供给至逆变器电路47。电解电容器C2是用来吸收浪涌，设在第一二极管电桥15的输出端子间。电解电容器C2是对来自第一二极管电桥15的电流进行平滑的平滑电容器。另外，对于电动工具1，要以本体的小型化为优先，因此难以搭载具有完全使电流平滑的容量的电解电容器，电解电容器C2无法使来自第一二极管电桥15的电流完全平滑。换言之，由于要以电动工具1的小型化为优先，因此电解电容器C2的容量为在作业时产生无通电状态(对马达6的施加电压低于感应电压的状态)的程度的容量。电阻Rs是用于对流经马达6的电流进行检测的检测电阻，设在马达6的电流路径上。电动工具1具有第一接地线GND1及第二接地线GND2，第一接地线GND1及第二接地线GND2经由电阻Rs而彼此连接。第一二极管电桥15、电解电容器C2、逆变器电路47及电阻Rs是设在图1的桥式逆变器基板30上。

逆变器电路47包含经三相桥接的IGBT或FET等开关元件Q1～Q6，依照作为控制部的运算部21的控制来进行开关动作，对马达6的定子线圈6e(U、V、W的各绕组)供给驱动电流。开关元件Q1～Q3为上臂侧开关元件，开关元件Q4～Q6为下臂侧开关元件。开关元件Q1～Q3的马达6侧为源极，电源侧(第一二极管电桥15的正端子侧)为漏极。开关元件Q4～Q6的马达6侧为漏极，接地线侧(第一二极管电桥15的负端子侧)为源极。在开关元件Q1～Q6的各漏极源极间，设有源极侧为阳极的未图示的二极管(寄生二极管及另装的二极管中的任一者或两者)。

运算部21根据电阻Rs的两端间的电压来检测马达6的电流。而且，运算部21根据多个霍尔元件(磁传感器)42的输出电压，来检测马达6的旋转位置(转子旋转位置)。运算部21根据与扳机7的操作联动的第二开关12的状态(通断)，来控制马达6的驱动及制动。具体而言，当通过扳机7的操作而第二开关12导通时，运算部21对开关元件Q1～Q6进行开关控制(例如PWM控制)，以控制马达6的驱动。运算部21在通过扳机7的操作而第二开关12断开时，进行对马达6给予制动力的控制(制动控制)。制动控制的详细将后述。

作为第二整流电路的第二二极管电桥16对未经由第一开关11而输入的前述的滤波器电路的输出电压进行全波整流而转换成直流。电解电容器C3是用来吸收浪涌，设在第二二极管电桥16的输出端子间。在第二二极管电桥16的输出侧，设有IPD电路22。IPD电路22是包含作为智能功率元件(Intelligent Power Device)的IPD元件或电容器等的电路，是将经第二二极管电桥16及浪涌吸收用的电解电容器C3整流、平滑的电压降压至例如约18V的DC-DC开关电源电路。IPD电路22为集成电路，具有功耗小而节能的优点。IPD电路22的输出电压由调节器26进一步降压至例如约5V，作为动作电压(电源电压Vcc)而供给至运算部21。第二二极管电桥16、电解电容器C3、运算部21、IPD电路22及调节器26等被设在辅助电源控制基板20上。

通过图5来简单说明电动工具1的从启动直至停止为止的动作流程。当使用者拉动扳机7时(S1)，第二开关12导通(S2)，继而第一开关11导通(S3)。通过扳机7向上方摆动引起的第一开关11及第二开关12的开启是在大致同时引起。运算部21通过第二开关12的开启(来自第二开关12的信号变为高电平)，开始开关元件Q1～Q6的开关控制，驱动马达6旋转(S4)。随后，当使用者将手离开扳机7(松开扳机7的持握)时(S5)，第一开关11断开(S6)，继而第二开关12断开(S7)。通过扳机7向下方摆动引起的第一开关11及第二开关12的关闭是在大致同时引起。运算部21通过第二开关12的关闭(来自第二开关12的信号变为低电平)，开始前述的制动控制而使马达6的旋转减速(S8)。由此，马达6停止(S9)。

图6是电动工具1的控制流程图。此流程图是通过第一开关11及第二开关12开启而开始(S11)。运算部21将逆变器电路47的开关元件Q1～Q6开关控制为机械进角17.5度，由此来驱动马达6旋转(S12)。若第一开关11及第二开关12导通，则运算部21继续马达6的驱动(S13的否，S12)。当第一开关11及第二开关12变为断开时(S13的是)，运算部21进行对马达6给予制动力的制动控制。具体而言，运算部21将机械进角设定为23度(S14)，若马达6的转速为18000rpm以上，则以占空95％来对开关元件Q1～Q6进行开关控制(S15的是，S16)，若马达6的转速为12000-18000rpm，则以占空93％来对开关元件Q1～Q6进行开关控制(S15的否、S17的是，S18)，若马达6的转速小于12000rpm，则以占空92％来对开关元件Q1～Q6进行开关控制(S15的否、S17的否，S19)，对马达6给予制动力，使马达6停止(S20)。

图7是电动工具1的马达6的剖面图。马达6包含：转子磁芯6b，设在输出轴6a的周围，与输出轴6a一体地旋转；转子磁体6c，被插入保持于转子磁芯6b；定子磁芯6d，以包围转子磁芯6b的外周的方式而设；以及定子线圈6e，设于定子磁芯6d。转子磁体6c是在轴周围方向上等间隔(90度间隔)地设有四个。定子磁芯6d是在轴周围方向上等间隔(60度间隔)地具有六个成为定子线圈6e的卷轴的牙部。图7中，将各牙部设为U1、U2、V1、V2、W1、W2。在牙部U1、U2上卷有U相的定子线圈6e(以下也称作“U相定子线圈”)，在牙部V1、V2上卷有V相的定子线圈6e(以下也称作“V相定子线圈”)，在牙部W1、W2上卷有W相的定子线圈6e(以下也称作“W相定子线圈”)。

在牙部V1与W1间、在牙部W1与U2间、在牙部U2与V2间，分别配置有霍尔元件42。霍尔元件42是靠近转子磁芯6b的外周面的配置，在马达6的轴周围方向上以60度间隔而设有三个。图7中的转子旋转位置是与正中的霍尔元件42的轴周围方向位置、及相邻的转子磁体6c间的中央的轴周围方向位置彼此一致的旋转位置，是机械进角的基准位置，并且，相当于图8～图13中的转子旋转角0度。当将图7中的逆时针方向设为转子旋转方向(正转方向)时，机械进角是图7所示的基准位置与开始对U相定子线圈通电的转子旋转位置之间的转子旋转角之差。当在图7所示的基准位置对U相定子线圈开始通电时，机械进角为0度。

图8是马达6的驱动控制中的U相、V相、W相的各定子线圈6e的通电状态、以及对逆变器电路47的开关元件Q1～Q6的栅极施加的驱动信号H1～H6的时间图。运算部21在马达6的驱动控制中，将机械进角设定为17.5度。因此，从转子旋转角成为0度的17.5度跟前开始，对U相定子线圈开始通电。

具体而言，运算部21在转子旋转角-17.5度时，将驱动信号H1由低电平设为高电平(将开关元件Q1开启)。此时，运算部21将驱动信号H5维持为高电平(将开关元件Q5导通)，因此，电流以开关元件Q1、U相定子线圈、V相定子线圈、开关元件Q5这一路径开始流动。另外，驱动信号H2～H4、H6为低电平(开关元件Q2～Q4、Q6断开)。以下，对于在各区间维持为低电平的驱动信号、及维持为断开的开关元件省略说明。

在转子旋转角-17.5度至12.5度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H1、H5设为高电平(将开关元件Q1、Q5导通)。此处，驱动信号H1为PWM信号，开关元件Q1以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q1、U相定子线圈、V相定子线圈、开关元件Q5的路径中流动。

在转子旋转角12.5度至42.5度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H1、H6设为高电平(将开关元件Q1、Q6导通)。此处，在此区间的前半部分，驱动信号H6为PWM信号，开关元件Q6以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。而且，在此区间的后半部分，驱动信号H1为PWM信号，开关元件Q1以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q1、U相定子线圈、W相定子线圈、开关元件Q6的路径中流动。

在转子旋转角42.5度至72.5度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H2、H6设为高电平(将开关元件Q2、Q6导通)。此处，驱动信号H2为PWM信号，开关元件Q2以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q2、V相定子线圈、W相定子线圈、开关元件Q6的路径中流动。

在转子旋转角72.5度至102.5度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H2、H4设为高电平(将开关元件Q2、Q4导通)。此处，在此区间的前半部分，驱动信号H4为PWM信号，开关元件Q4以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。而且，在此区间的后半部分，驱动信号H2为PWM信号，开关元件Q2以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q2、V相定子线圈、U相定子线圈、开关元件Q4的路径中流动。

在转子旋转角102.5度至132.5度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H3、H4设为高电平(将开关元件Q3、Q4导通)。此处，驱动信号H3为PWM信号，开关元件Q3以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q3、W相定子线圈、U相定子线圈、开关元件Q4的路径中流动。

在转子旋转角132.5度至162.5度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H3、H5设为高电平(将开关元件Q3、Q5导通)。此处，在此区间的前半部分，驱动信号H5为PWM信号，开关元件Q5以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。而且，在此区间的后半部分，驱动信号H3为PWM信号，开关元件Q3以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q3、W相定子线圈、V相定子线圈、开关元件Q5的路径中流动。

转子旋转角162.5度至342.5度(-17.5度)为止的180度的区间内的控制是与所述转子旋转角-17.5度至162.5度为止的180度的区间内的控制同样。

图9是马达6的制动控制中的U相、V相、W相的各定子线圈6e的通电状态、以及对逆变器电路47的开关元件Q1～Q6的栅极施加的驱动信号H1～H6的时间图。运算部21在马达6的制动控制中，将机械进角设定为23度。因此，从转子旋转角成为0度的23度跟前开始，对U相定子线圈开始通电。另外，本实施方式中，所谓制动控制时的转子旋转角为0度的状态，是指马达6在驱动时从转子旋转角0度的状态旋转了90度的状态。即，制动控制时的转子旋转角0度的状态是从图7中的转子6a的旋转位置旋转了90度的位置。因而，所谓制动控制中的机械进角23度的状态，是指转子6a从图7的基准位置旋转了67度的状态。

具体说明制动控制中的从机械进角23度开始的制动控制。运算部21在转子旋转角67度时，将驱动信号H1由低电平设为高电平(将开关元件Q1开启)。此时，运算部21将驱动信号H5维持为高电平(将开关元件Q5导通)，因此，电流以开关元件Q1、V相定子线圈、U相定子线圈、开关元件Q5这一路径开始流动。

在转子旋转角67度至97度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H1、H5设为高电平(将开关元件Q1、Q5导通)。此处，驱动信号H1为PWM信号，开关元件Q1以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q1、V相定子线圈、U相定子线圈、开关元件Q5的路径中流动。

在转子旋转角97度至127度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H2、H6设为高电平(将开关元件Q1、Q6导通)。此处，在此区间的前半部分，驱动信号H6为PWM信号，开关元件Q6以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。而且，在此区间的后半部分，驱动信号H1为PWM信号，开关元件Q1以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q1、W相定子线圈、U相定子线圈、开关元件Q6的路径中流动。

在转子旋转角127度至157度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H2、H6设为高电平(将开关元件Q2、Q6导通)。此处，驱动信号H2为PWM信号，开关元件Q2以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q2、W相定子线圈、V相定子线圈、开关元件Q6的路径中流动。

在转子旋转角157度至187度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H2、H4设为高电平(将开关元件Q2、Q4导通)。此处，在此区间的前半部分，驱动信号H4为PWM信号，开关元件Q4以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。而且，在此区间的后半部分，驱动信号H2为PWM信号，开关元件Q2以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q2、U相定子线圈、V相定子线圈、开关元件Q4的路径中流动。

在转子旋转角187度至217度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H3、H4设为高电平(将开关元件Q3、Q4导通)。此处，驱动信号H3为PWM信号，开关元件Q3以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q3、U相定子线圈、W相定子线圈、开关元件Q4的路径中流动。

在转子旋转角217度至247度为止的30度的区间内，运算部21将驱动信号H3、H5设为高电平(将开关元件Q3、Q5导通)。此处，在此区间的前半部分，驱动信号H5为PWM信号，开关元件Q5以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。而且，在此区间的后半部分，驱动信号H3为PWM信号，开关元件Q3以规定占空比来切换通断(受到PWM控制)。由此，电流在包含开关元件Q3、V相定子线圈、W相定子线圈、开关元件Q5的路径中流动。

转子旋转角247度至67度(制动控制时的机械进角-23度)为止的180度的区间内的控制是与所述的转子旋转角67度至247度为止的180度的区间内的控制同样。

图10是马达6的剖面图，是表示驱动控制中的转子旋转位置的变化与流经定子线圈6e的电流的关系的说明图。转子旋转角-17.5度是通电由W相定子线圈切换到U相定子线圈的时机，图中表示了刚刚切换之后。在转子旋转角-17.5度至42.5度为止的60度的区间内，通过流经U相定子线圈的电流，牙部U1、U2的转子侧端面成为N极。在此区间的前半部分(至12.5度为止)，通过流经V相定子线圈的电流，牙部V1、V2的转子侧端面成为S极。在此区间的后半部分(12.5度以后)，通过流经W相定子线圈的电流，牙部W1、W2的转子侧端面成为S极。

图10中，转子侧成为N极的U相定子线圈对定子侧为N极的相向的转子磁体6c给予斥力，使转子(转子磁芯6b及转子磁体6c)旋转。另外，在转子旋转角-17.5度时，由U相定子线圈形成的斥力会以妨碍转子旋转的方式发挥作用，但由于U相定子线圈的电感，U相定子线圈的上升电流小，因此实际上对于转子的旋转并无影响。直至图10的12.5度之前为止，转子侧成为S极的V相定子线圈对定子侧为S极的相向的转子磁体6c给予斥力，使转子旋转。在图10的12.5度直至42.5度之前为止，转子侧成为S极的W相定子线圈对定子侧为S极的相向的转子磁体6c给予斥力，使转子旋转。另外，与前述的转子旋转角-17.5度时的U相定子线圈的斥力同样，在转子旋转角12.5度时，由W相定子线圈形成的斥力以妨碍转子旋转的方式发挥作用，但由于W相定子线圈的电感，W相定子线圈的上升电流小，因此实际上对于转子的旋转并无影响。

以上，对转子旋转角-17.5度直至42.5度为止的60度的区间进行了说明，但以后每隔60度，一边使相移位一个相位，一边引起同样的作用。

图11是马达6的剖面图，是表示制动控制中的转子旋转位置的变化与流经定子线圈6e的电流的关系的说明图。转子旋转角67度是通电由W相定子线圈切换为U相定子线圈的时机，图中表示了刚刚切换之后。在转子旋转角67度至127度为止的60度的区间内，通过因转子旋转引起的磁通变化而流经U相定子线圈的电流，牙部U1、U2的转子侧端面成为N极。在此区间的前半部分(直至97度为止)，通过因转子旋转引起的磁通变化而流经V相定子线圈的电流，牙部V1、V2的转子侧端面成为S极。在此区间的后半部分(97度以后)，通过因转子旋转引起的磁通变化而流经W相定子线圈的电流，牙部W1、W2的转子侧端面成为S极。

在图11的转子旋转角67度至97度，转子侧成为N极的U相定子线圈对定子侧为S极的相向的转子磁体6c给予引力，产生使转子的旋转减速的制动力。另外，在转子旋转角67度时，流经U相定子线圈的电流是流动与马达驱动时为同方向的电流。这样，在从转子旋转角67度至127度的区间内，转子侧成为N极的U相定子线圈对定子侧为S极的相向的转子磁体6c所给予的引力以使转子反转的方式发挥作用，因此对转子6a产生制动力。127度以后，定子侧成为S极的磁铁远离U相定子线圈，因此中止制动控制中的U相定子线圈的使用。

在直至图11的97度之前为止，转子侧成为S极的V相定子线圈对定子侧为N极的相向的转子磁体6c给予引力，产生使转子的旋转减速的制动力。在从图11的97度直至127度之前为止，转子侧成为S极的W相定子线圈对定子侧为N极的相向的转子磁体6c给予引力，产生使转子的旋转减速的制动力。

以上，通过图11，对转子旋转角67度直至127度为止的60度的区间进行了说明，但以后每隔60度，一边使相移位一个相位，一边引起同样的作用。

根据本实施方式，能够起到下述效果。

(1)运算部21在制动控制中，使电流流向第一二极管电桥15。具体而言，一边依序切换上臂侧开关元件Q1～Q3中的任一个与下臂侧开关元件Q4～Q6中的任一个的组合，一边进行开关控制，使电流在依序通过上臂侧开关元件Q1～Q3中的任一个、定子线圈6e、下臂侧开关元件Q4～Q6中的任一个、及第一二极管电桥15的闭环(与驱动时为相同方向的闭环)中流动。由此，即使通过PWM控制来反复开闭所述闭环，也能够抑制因再生能量引起的大电压施加至电解电容器C2。即，能够一边将制动控制时流动的电流设为与马达驱动时为同方向，一边实施制动，因此制动控制时的电流也会流向第一二极管电桥15，而能够抑制其集中于电容器C2。因此，既能抑制因再生能量引起的电路上的元件的劣化或破损等风险，又能实施适当强度的制动。关于此点，在上臂侧开关元件Q1～Q3设为断开而对下臂侧开关元件Q4～Q6进行PWM控制的制动控制的情况，在下臂侧开关元件Q4～Q6的断开期间，会产生欲使下臂侧开关元件Q4～Q6中的任一个、定子线圈、上臂侧开关元件Q1～Q3中的任一个这一顺序的电流(与驱动时为反方向的电流)流动的再生能量，此再生能量无法利用开关元件Q1～Q6来阻断(经由开关元件Q1～Q6的寄生二极管而施加至电解电容器C2或第一二极管电桥15)，因此有可能造成电解电容器C2等的劣化或破损。尤其，电解电容器C2是以小型化为优先而将容量抑制为尽可能小，因此劣化或破损的可能性高。本实施方式中，既能较佳地避免此种元件的劣化或破损等的风险，又能实施适当强度的制动。甚而，根据本实施方式中的制动控制，能够减小平滑电容器等电路元件，因此能够使电动工具成为小型。所述效果在使圆形的前端工具高速旋转来进行作业那样的电动工具，因前端工具的惯性而制动时的再生能量容易变大的电动工具中尤其显著。

(2)与马达6的驱动控制中的机械进角相比较，运算部21能够对制动控制中的机械进角进行变更调整。因此，通过配合发明适用对象的规格(马达规格或输出的大小等)来调整机械进角，能够获得适当的制动力。

(3)运算部21根据制动控制开始时的马达6的转速来设定制动控制中的PWM控制的占空比，因此能够产生与马达6的转速相应的适当的制动力。此处，制动控制开始时的马达6的转速越低，则使占空比越小，由此，能够减弱对扳机7进行瞬间后拉的复位操作时的制动力，可用性良好。而且，在依靠进角调整无法完全减弱制动力时，仍能够减弱制动力，因此能够加宽制动力的可调整范围。

(4)第一开关11为双极开关，因此即使其中一方通过熔接等而固定为导通，也能够通过另一方来阻断电流。因此，即使第二开关12或运算部21发生误动作，也能够抑制马达6意外旋转。

(5)由于第一开关11设在第一二极管电桥15的输入侧，因此在第一开关11变为断开后的制动控制中，能够较佳地构成包含第一二极管电桥15的制动电流的路径。本实施方式中，在制动时是与马达驱动时同样地控制逆变器电路47，因此在制动控制时变为从交流电源对逆变器电路47供给电力的状况的情况下，有可能执行使马达驱动的控制。但是，在如上述那样将作为双极开关的第一开关11设在第一二极管电桥15的输入侧的本实施方式中，能够更佳地阻断对逆变器电路47的电力供给。尤其，在进行控制以使第一二极管电桥15包含在制动时所生成的闭合回路中的本实施方式中，尽管由于将第一开关11设在第一二极管电桥15的输入侧，因此经第一二极管电桥15整流之前的交流电被输入至第一开关11，但由于将第一开关11设为阻断正侧与负侧的电流路径的双极开关，因此能够更佳地阻断包含正成分与负成分的交流电。因而，能更佳地实现抑制元件的劣化或破损等风险的制动控制。另外，在因某些异常而在制动控制时(第二开关为断开状态)对第一二极管电桥15输入来自电源的交流电的情况下，马达6的转速有可能不下降或增加，但在检测到此状态时，可通过与所述制动控制不同的控制来使马达6停止。所谓不同的控制，例如包含：不进行逆变器电路47的开关而使转速自然下降的控制；或者自然下降到砂轮片8a的惯性能量变得足够小的规定转速为止后，使下臂侧开关元件Q4～Q6中的任一者以占空比100％来导通的控制。根据这些不同的控制，与本实施方式的制动控制相比，至马达6停止为止的时间变长，但既能抑制砂轮片8a的固定力下降，又能抑制因再生能量引起的电路元件的劣化、破损。

(6)由于第一开关11设在第一二极管电桥15的输入侧，因此与如图12及图13所示的比较例1及2那样将第一开关11设在第一二极管电桥15的输出侧的情况不同，能够抑制当第一开关11变为断开时，第二接地线GND2相对于第一接地线GND1而浮起，或者第一接地线GND1及第二接地线GND2均浮起的现象，从而能够抑制制动控制中的无法控制或控制不良。即，图12所示的比较例1中，作为运算部21的接地线的第二接地线GND2从第一接地线GND1浮起，图13所示的比较例2中，第一接地线GND1及第二接地线GND2均浮起，但在本实施方式中能够较佳地解决此种问题。

(7)图12及图13所示的比较例1及2中，当第一开关11中的上侧(正侧)的其中一者先变为导通时，电路整体将承受高电压，在下侧(接地线侧)的另一者随后变为导通的瞬间，会产生电位差，因此有大电流流动而存在元件破损的可能，但在本实施方式中，由于将第一开关11设在第一二极管电桥15的输入侧，因此能够较佳地解决此种问题。

(8)由于将第一开关11设在第一二极管电桥15的输入侧，因此即使第一二极管电桥15因故障发生短路，只要第一开关11为断开，便能够阻断电流。另外，第二二极管电桥16为控制系统电源用而电流小，因此因故障造成的短路的发生率远比第一二极管电桥15小。

以上，以实施方式为例说明了本发明，但本领域技术人员当理解，在实施方式的各构成元件或各处理过程中可包含权利要求所记载的范围内的各种变形。以下涉及变形例。

本发明也能够适用于磨光机以外的其他种类的电动工具、例如圆盘锯等。实施方式中例示的机械进角或占空比的具体数值不过是一例，只要根据所要求的规格来适当设定即可。第二开关12也可一体地设在第一开关11的内部。

符号的说明

1：电动工具

2：马达壳体

3：把手壳体(尾盖)

4：齿轮箱

5：减速机构(旋转传递机构)

6：马达

6a：输出轴

6b：转子磁芯

6c：转子磁体

6d：定子磁芯

6e：定子线圈

7：扳机

7a：摆动支点(转动支点)

8：主轴

8a：砂轮片

9：电源线

10：滤波器基板

11：第一开关(触点开关)

11a：按钮

11b：弹簧

12：第二开关(电子开关)

12a：板簧

15：第一二极管电桥

16：第二二极管电桥

20：辅助电源控制基板

21：运算部(控制部)

22：IPD电路

26：调节器

30：桥式逆变器基板(驱动基板)

42：霍尔元件(磁传感器)

50：交流电源

Claims (10)

1.一种电动工具，其特征在于，包括：

无刷马达；

逆变器电路，用于对所述无刷马达通电；

控制部，控制所述逆变器电路；以及

开关，切换往所述逆变器电路的输入电压的施加、阻断，

所述逆变器电路具有上臂侧开关元件及下臂侧开关元件，

当所述开关变为断开时，所述控制部进行对所述无刷马达给予制动力的制动控制，

所述制动控制是如下所述的控制，即，通过所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件的开关控制，使电流流经通过所述上臂侧开关元件、所述无刷马达及所述下臂侧开关元件的闭环。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，包括：

整流电路，将交流电转换成直流电并供给至所述逆变器电路，

所述开关是设在所述整流电路的输入侧的双极开关，对交流电源与所述整流电路的其中一个输入端子之间、以及所述交流电源与所述整流电路的另一个输入端子之间这两者的导通、阻断进行切换。

3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，

当所述无刷马达的转速下降至阈值以下时，所述控制部使所述制动控制中的所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件的至少任一者的占空下降。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述控制部使所述制动控制中的进角大于所述无刷马达的驱动控制中的进角。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述制动控制使与驱动所述无刷马达时的电流方向为同方向的电流流向所述逆变器电路。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动工具，其特征在于，具有：

整流电路，对交流电源进行整流；以及平滑电容器，对来自所述整流电路的电流进行平滑，

所述制动控制时的电流通过所述整流电路。

7.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述开关为双极开关，对连接至所述逆变器电路的两条路径的两者的导通、阻断进行切换。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，包括：

第一整流电路，将交流电转换成直流电并供给至所述逆变器电路，

所述开关是设在所述第一整流电路的输入侧，对交流电源与所述第一整流电路的其中一个输入端子之间、以及所述交流电源与所述第一整流电路的另一个输入端子之间这两者的导通、阻断进行切换。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于，包括：

控制部，控制所述逆变器电路；以及

第二整流电路，用于对所述控制部供给电源，

所述第二整流电路不经由所述开关而连接于所述交流电源。

10.一种电动工具，其特征在于，包括：

无刷马达；

逆变器电路，用于对所述无刷马达通电；

控制部，控制所述逆变器电路；

开关，切换往所述逆变器电路的输入电压的施加、阻断；以及

整流电路，将交流电转换成直流电并供给至所述逆变器电路，

当所述开关变为断开时，所述控制部进行对所述无刷马达给予制动力的制动控制，

所述制动控制是使电流流向所述整流电路的控制。

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