JP2012000726A - 電動工具、ロック状態発生判定装置、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動工具1のCPU131は、設定されているデューティ比に対応するロック判定時間Trを設定したのち、トリガスイッチ10の引き量が予め設定された引き量の操作閾値未満であるか否かを判定し、引き量が操作閾値未満である場合には、モータ20が所定量回転するのに要する経過時間をカウント値としてカウントするカウンタを停止及びリセットする(S315,S320,S325,S340)。
【選択図】図9
Description
すなわち、初期処理が実行されたのち、電動工具がアブノーマル状態であるか否かが判定され、電動工具が正常状態であると判定されると、トリガスイッチがONされているか否かが判定される。トリガスイッチがONされていると判定されると、トリガスイッチの操作量に応じたロック判定時間が選択され、トリガスイッチの操作量に応じたデューティ比でモータが駆動されるとともに、モータが一定量回転するのに要する経過時間を計測するカウンタがインクリメントされる。カウンタの値が、選択されたロック判定時間に達する前にモータが一定量回転すれば、カウンタの値がゼロにリセットされ、バッテリ電圧に関する判定手順を実行したのち、上述のアブノーマル状態に関する判定手順及びそれ以降の手順が再度実行される一方、モータがロックして、カウンタの値が、選択されたロック判定時間に達すると、モータがロックしたと判定されて、上述のアブノーマル状態の判定手順が再度実行され、電動工具がアブノーマル状態であると判定される。
無効化手段は、第2の無効化操作において、カウンタによるカウント動作の継続をどのように無効化してもよく、例えば、カウンタによるカウント動作を停止させる停止操作を実行することでカウント動作の継続を無効化してもよい。
あるいは、無効化手段は、例えば、カウンタのカウント値を初期値にリセットするリセット操作を実行することで、カウンタによるカウント動作の継続を無効化してもよい。
この場合、操作入力に対して連続的に適切な基準時間を設定することができる。
この場合、操作入力に対して段階的に適切な基準時間を設定することができる。
モータの回転速度が高いほど、モータが所定量回転するのに要する経過時間は短くなるので、このように基準時間を変更すれば、ロック状態が発生したことをより適切に判定することができる。
この場合、ロック状態が発生したときにモータを停止させることで、ロック状態に起因してモータが損傷することを防止することができる。
また、操作入力受付手段は、電動工具の操作者からの操作入力を受け付けるためにどのように構成されていてもよく、例えば、モータの回転速度の増速操作、定速操作、及び減速操作のうちの1つを操作入力として受け付ける第1のスイッチと、モータの回転速度の変化の割合と、モータの回転速度の最大値とのうちの少なくとも一方を設定する設定操作を操作入力として受け付ける第2のスイッチとを備えてもよい。
次に、本発明の第2局面におけるロック状態発生判定装置は、カウンタと、リセット手段と、基準時間変更手段と、ロック状態判定手段と、無効化手段とを備える。
ここで、上述のコンピュータは、周知のコンピュータであってもよいし、電動工具に好適に構成されたコンピュータであってもよい。
[第1実施形態]
図1に示すように、本第1実施形態の電動工具1は、所謂インパクトドライバとして構成されている。
即ち、打撃機構では、モータ20の回転に伴いスピンドルが回転すると、ハンマを介してアンビルが回転し、工具ビットを回転させる。その後、工具ビットによるねじ締めが進みアンビルへの負荷が高まると、ハンマが、コイルばねの付勢力に抗して後退し、アンビルから外れる。そして、ハンマが、スピンドルと共に回転しつつコイルばねの付勢力で前進してアンビルに再係合することで、アンビルに間欠的な打撃が加えられ、増し締めが行われる。尚、このような打撃機構は、例えば、特開2006−218605号公報などに開示されているため、ここでは打撃機構の詳細な説明は省略する。
本第1実施形態のモータ20は、3相ブラシレス直流モータとして構成されており、モータ20における端子U,V,Wが、モータ駆動回路12を介して、バッテリパック6(より具体的にはバッテリ18)に接続されている。端子U,V,Wはそれぞれ、モータ20の図示しない回転子を回転させるためにモータ20に設けられた図示しない3つのコイルのうちのいずれか1つに接続されている。
速度モード切替スイッチ9は、常時開状態の周知の押しスイッチであり、当該速度モード切替スイッチ9の一端には、制御回路13における所定の入力ポートが接続されているとともに、抵抗器R1を介して、制御電圧Vccが印加されている。
駆動開始スイッチ16は、トリガスイッチ10が引かれているか否かを検出するためのスイッチであり、駆動開始スイッチ16の一端には、制御回路13における所定の入力ポートが接続されているとともに、抵抗器R2を介して、制御電圧Vccが印加されている。一方、駆動開始スイッチ16の他端には、グランドラインが接続されている。
CPU131は、電動工具1にバッテリパック6が装着されて、制御回路13に制御電圧Vccが印加されると起動し、図5に示すメインルーチンを実行する。
error_detected_flagがセットされている場合には(S210:YES)、後述のS230へ移行する一方、error_detected_flagがセットされていない場合には(S210:NO)、上述のtrigger_on_flagがセットされているか否かを判定する(S220)。
より具体的には、S250において、CPU131は、low_speed_flag、medium_speed_flag、及びhigh_speed_flagの状態に基づいて、現時点で設定されている速度モードに対応するテーブルを選択し、選択したテーブルに基づいて、引き量記憶領域に記憶されている引き量に対応するデューティ比を決定する。決定したデューティ比は、CPU131によって、メモリ132の所定の記憶領域(デューティ比記憶領域)に設定される。尚、このデューティ比記憶領域には、現時点で設定されたデューティ比だけでなく、前回設定されたデューティ比も記憶される。
図9に示すように、ロック状態判定処理では、まず、motor_driven_flagがセットされているか否かを判定し(S310)、motor_driven_flagがセットされていない場合には(S310:NO)、後述のS325に移行する。
より具体的には、S315において、CPU131は、low_speed_flag、medium_speed_flag、及びhigh_speed_flagの状態に基づいて、現時点で設定されている速度モードに対応するテーブルを選択し、選択したテーブルに基づいて、現時点でデューティ比記憶領域に設定されているデューティ比に対応するロック判定時間Trを決定する。決定したロック判定時間Trは、CPU131によって、メモリ132の所定の記憶領域(判定時間記憶領域)に設定される。
パルス信号が入力されている場合には(S335:YES)、カウンタをリセットして(S340)、本ロック状態判定処理を終了する。本第1実施形態のS340では、タイマ135のタイマ値と、カウンタ領域に設定されているカウント値との双方を初期値に書き換えることで、カウンタをリセットする。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
したがって、説明を簡単にするために、ここでは、本第2実施形態のロック状態判定処理についてのみ説明する。
ロック判定時間Trの設定が終了すると、デューティ比記憶領域に記憶されている、現時点で設定されたデューティ比と、前回設定されたデューティ比とを比較して、デューティ比が変更されているか否かを判定する(S425)。S425において、CPU131は、比較したデューティ比が不一致であれば、デューティ比が変更されたと判定してもよいし、比較したデューティ比が不一致であって、比較したデューティ比の差が所定量以上である場合に、デューティ比が変更されたと判定してもよい。
S445においてパルス信号が入力されていない場合には(S445:NO)、第1実施形態のS345と同様に、カウンタのカウント値が判定時間記憶領域に記憶されているロック判定時間Trに達しているか否かを判定する(S455)。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
したがって、説明を簡単にするために、ここでは、本第3実施形態のロック状態判定処理及びカウンタ処理についてのみ説明する。
図11に示すように、このカウンタ処理では、カウンタのカウント値のインクリメント(S510)を繰り返し実行する。より具体的には、S510では、上述のタイマ135のタイマ値が初期値(本第3実施形態ではゼロ)にリセットされ、タイマ135が停止している場合には、タイマ135を作動させる。また、タイマ135が作動中であって、タイマ135のタイマ値が予め設定されたタイマ閾値未満である場合には、タイマ135の作動を継続する。また、タイマ135のタイマ値がタイマ閾値に達している場合には、カウンタ領域に設定されているカウント値をインクリメントする。本第3実施形態では、カウンタ領域のカウント値の初期値はゼロに設定されている。また、本第3実施形態では、高速モードの最大デューティ比に対応するロック判定時間Trよりも小さく、且つ、高速モードの最大デューティ比においてロック状態が発生していないときにタイマ値が到達し得ない値がタイマ閾値に設定されている。
ロック判定時間Trの設定が終了すると、上述のカウンタ処理が起動されているか否かを判定する(S620)。
尚、本第3実施形態では、カウンタ処理のS510を実行しているCPU131が本発明におけるカウンタの一例であり、ロック状態判定処理のS635,S645を実行しているCPU131が本発明におけるリセット手段の一例である。
また、本発明は、電動工具1のようなバッテリ式の電動工具だけでなく、コードを介して電力の供給を受ける電動工具に適用されてもよい。
また、モータ20は、当該モータ20の各コイルに誘起する誘起電力に基づいてモータの回転位置を検出するように構成されていてもよい。この場合、電動工具1には、モータ20の各コイルに誘起する誘起電力を検出する検出回路を設けてもよい。そして、第1実施形態のロック状態判定処理におけるS335、第2実施形態のロック状態判定処理におけるS445、及び第3実施形態のロック状態判定処理におけるS635では、モータ20が所定量回転したときの誘起電力が発生したか否かを判定することで、モータ20が所定量回転したか否かを判定してもよい。
また、制御回路13は、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラマブル・ロジック・デバイスや、ディスクリート回路であってもよい。
また、第2実施形態のロック状態判定処理では、S430において、引き量記憶領域に記憶されている引き量が操作閾値未満である場合に、S440へ移行し、引き量記憶領域に記憶されている引き量が操作閾値以上である場合に、S435へ移行してもよい。
また、タイマ135は、クロック信号以外の周期的に変化するあらゆる電気信号に基づいて、タイマ値をインクリメントしてもよい。
Claims (13)
- 電動工具であって、
工具要素を回転駆動させるモータと、
前記電動工具の操作者から前記モータの回転速度を操作するための操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、
前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に応じて、前記モータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、
前記モータが予め定められた所定量回転するのに要する経過時間をカウント値としてカウントするカウント動作を実行するカウンタと、
前記モータが前記所定量回転すると、前記カウンタの前記カウント値を初期値にリセットするリセット手段と、
前記モータのロック状態が発生したか否かを判定するための判定基準となる基準時間を、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に応じて変更する基準時間変更手段と、
前記カウンタの前記カウント値が前記基準時間に達すると、前記ロック状態が発生したと判定するロック状態判定手段と、
前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に起因して前記ロック状態の発生の誤判定が生じる場合に、前記ロック状態判定手段を無効化する第1の無効化操作と、前記カウンタによる前記カウント動作の継続を無効化する第2の無効化操作とのうちの少なくとも一方を実行する無効化手段と
を備えることを特徴とする電動工具。 - 請求項1に記載の電動工具であって、
前記無効化手段は、前記カウンタによる前記カウント動作を停止させる停止操作、及び前記カウンタの前記カウント値を前記初期値にリセットするリセット操作のうちの少なくとも一方を実行することで、前記第2の無効化操作を実行する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1または請求項2に記載の電動工具であって、
前記無効化手段は、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力が予め指定された指定範囲内の操作入力である場合に、前記第1の無効化操作と前記第2の無効化操作とのうちの少なくとも一方を実行する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の電動工具であって、
前記無効化手段は、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力が予め指定された指定量変化した場合に、前記第1の無効化操作と前記第2の無効化操作とのうちの少なくとも一方を実行する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の電動工具であって、
前記基準時間変更手段は、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に応じて前記基準時間を連続的に変更する連続変更操作と、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に応じて前記基準時間を段階的に変更する段階変更操作のうちの一方を実行する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の電動工具であって、
前記基準時間変更手段は、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に応じた前記モータの回転速度が高いほど、前記基準時間が短くなるように前記基準時間を変更する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の電動工具であって、
前記カウンタは、
周期的に変化する電気信号に基づいて、予め設定されたタイマ値をインクリメントする第1のサブカウンタと、
前記タイマ値が予め設定された閾値に達すると、予め確保された記憶領域に設定された前記カウンタの前記カウント値を繰り返しインクリメントする第2のサブカウンタと
を備えることを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の電動工具であって、
前記ロック状態が発生したと前記ロック状態判定手段が判定すると、前記モータを停止させるモータ停止手段を備える
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の電動工具であって、
前記回転速度制御手段は、前記操作入力受付手段を介して入力される前記操作入力に応じて、前記モータを回転駆動させるために前記モータに印加する電圧をPWM制御することで、前記モータの回転速度を制御する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の電動工具であって、
前記操作入力受付手段は、
前記モータの回転速度の増速操作、定速操作、及び減速操作のうちの1つを前記操作入力として受け付ける第1のスイッチと、
前記モータの回転速度の変化の割合と、前記モータの回転速度の最大値とのうちの少なくとも一方を設定する設定操作を前記操作入力として受け付ける第2のスイッチと
を備え、
前記回転速度制御手段は、前記第1のスイッチを介して入力される前記操作入力と、前記第2のスイッチを介して入力される前記操作入力とに応じて、前記モータの回転速度を制御する
ことを特徴とする電動工具。 - 請求項10に記載の電動工具であって、
前記第1のスイッチは、前記第1のスイッチの位置を前記操作入力として受け付けるように、複数の位置の間で変位可能に構成されている
ことを特徴とする電動工具。 - 電動工具の工具要素を回転駆動させるモータが予め定められた所定量回転するのに要する経過時間をカウント値としてカウントするカウント動作を実行するカウンタと、
前記モータが前記所定量回転すると、前記カウンタの前記カウント値を初期値にリセットするリセット手段と、
前記電動工具の操作者によって入力される前記モータの回転速度を操作するための操作入力に応じて、前記モータのロック状態が発生したか否かを判定するための判定基準となる基準時間を変更する基準時間変更手段と、
前記カウンタの前記カウント値が前記基準時間に達すると、前記ロック状態が発生したと判定するロック状態判定手段と、
前記操作入力に起因して前記ロック状態の発生の誤判定が生じる場合に、前記ロック状態判定手段を無効化する第1の無効化操作と、前記カウンタによる前記カウント動作の継続を無効化する第2の無効化操作とのうちの少なくとも一方を実行する無効化手段と
を備えることを特徴とするロック状態発生判定装置。 - コンピュータを、請求項12に記載のロック状態発生判定装置における、カウンタと、リセット手段と、基準時間変更手段と、ロック状態判定手段と、無効化手段として機能させるためのプログラム。
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