JP2015027710A - Electric power tool - Google Patents

Electric power tool Download PDF

Info

Publication number
JP2015027710A
JP2015027710A JP2013157954A JP2013157954A JP2015027710A JP 2015027710 A JP2015027710 A JP 2015027710A JP 2013157954 A JP2013157954 A JP 2013157954A JP 2013157954 A JP2013157954 A JP 2013157954A JP 2015027710 A JP2015027710 A JP 2015027710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
speed
operation mode
load
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013157954A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
谷本 英之
Hideyuki Tanimoto
英之 谷本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP2013157954A priority Critical patent/JP2015027710A/en
Publication of JP2015027710A publication Critical patent/JP2015027710A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Portable Power Tools In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a workability of an electric power tool.SOLUTION: This electric power tool has an electric power tool body on which a motor, which is equipped with a rotor connected to a work tool and a stator around which a coil is wound, is mounted. An operation mode of the motor is inputted by an input operation part. The operation mode involves a constant speed operation mode in which the motor is constantly held at any one of rotation numbers of a low speed, a high speed and a middle speed therebetween. The rotation number of the motor is controlled by controlling an electrically advanced ignition θ. When a heavy load is applied onto the motor, the operation mode is changed into a heavy load operation mode, and the motor is driven at a high torque and a low rotation.

Description

本発明は、モータによりドライバビット等の作業具を駆動するようにした電動工具に関する。   The present invention relates to an electric power tool configured to drive a work tool such as a driver bit by a motor.

モータを駆動源として作業具を駆動するようにした電動工具には、ドライバドリル、インパクトドライバ、カッター、ディスクグラインダ等がある。ドライバドリルは、先端工具とも言われる作業具をドライバビットとし、これを回転駆動して被駆動部材のねじ締め作業や穴あけ作業を行うために使用する電動工具である。インパクトドライバやインパクトレンチは、先端工具に打撃力つまりインパクトを与えるようにした電動工具であり、インパクトレンチにはねじ等の被駆動部材の種類に応じたソケットが装着される。カッターは円板形状の切断砥石や鋸刃を作業具として、木材やコンクリートにすじ付けしたり切断したりするために使用される。ディスクグラインダは研削砥石を先端工具としてこれを回転駆動して研削作業を行うための電動工具である。   Examples of the electric tools configured to drive a work tool using a motor as a drive source include a driver drill, an impact driver, a cutter, and a disc grinder. The driver drill is a power tool that is used to perform a screw tightening operation or a drilling operation of a driven member by using a working tool, also referred to as a tip tool, as a driver bit and rotating it. The impact driver and the impact wrench are electric tools designed to give impact force, that is, impact to the tip tool, and the impact wrench is attached with a socket corresponding to the type of driven member such as a screw. The cutter is used to streak or cut wood or concrete using a disc-shaped cutting wheel or saw blade as a work tool. The disc grinder is a power tool for performing a grinding operation by rotationally driving a grinding wheel as a tip tool.

このような電動工具においては、作業対象物の種類に応じて、モータによる作業具の回転数が作業者により設定される。モータの回転数を設定する方式としては、従来、デューティ比を変化させるPWM制御があり、デューティ比を変化させることによりモータのコイルに供給される電圧が制御される。デューティ比制御により回転数を制御するようにした電動工具においては、高回転を得るためには低トルクのモータを使用しなければならならない。低トルクのモータが搭載された電動工具においては、重負荷時には過負荷保護回路によってモータを停止させるようにしている。   In such an electric tool, the number of rotations of the work tool by the motor is set by the operator in accordance with the type of work object. As a method for setting the rotation speed of the motor, conventionally, there is PWM control for changing the duty ratio, and the voltage supplied to the motor coil is controlled by changing the duty ratio. In an electric tool whose rotational speed is controlled by duty ratio control, a low-torque motor must be used in order to obtain high rotation. In a power tool equipped with a low-torque motor, the motor is stopped by an overload protection circuit when the load is heavy.

特許文献1には、複数のコイルの接続を切り換えることによって、モータに加わる負荷に応じて低速・高トルクモードと、高速・低トルクモードとに自動的に切り換えるようにした電動工具が記載されている。   Patent Document 1 describes an electric tool that automatically switches between a low-speed / high-torque mode and a high-speed / low-torque mode according to a load applied to the motor by switching the connection of a plurality of coils. Yes.

特開2013−111734号公報JP 2013-111734 A

上述のように、デューティ比制御により電圧を制御してモータの回転数を設定するようにした電動工具においては、低トルクのモータを使用する必要がある。このため、重負荷の作業中にモータが停止してしまうことがあり、作業性が悪いという問題点がある。一方、モータに加わる負荷に応じて、回転数を低トルク高回転と、高トルク低回転との何れかに自動的に切り換えるようにした電動工具においては、作業者は作業対象物の種類に応じて、回転数を選択することができない。例えば、軽負荷時に中回転・中トルクでの作業を選択することができない。このため、作業対象物に応じた最適な回転数による作業を行うことができず、作業性が悪くなる。   As described above, in an electric tool in which the voltage is controlled by duty ratio control to set the rotation speed of the motor, it is necessary to use a low torque motor. For this reason, the motor may stop during heavy load work, and there is a problem that workability is poor. On the other hand, according to the load applied to the motor, in the electric tool that automatically switches the rotation speed between the low torque high rotation and the high torque low rotation, the operator depends on the type of work object. The rotation speed cannot be selected. For example, it is not possible to select an operation with medium rotation and medium torque at a light load. For this reason, it is not possible to perform work at an optimum rotational speed according to the work object, and workability deteriorates.

本発明の目的は、電動工具の作業性を向上することにある。   An object of the present invention is to improve the workability of an electric power tool.

本発明の電動工具は、作業具を駆動する電動工具であって、前記作業具に連結されるロータと、コイルが巻き付けられるステータとを備えたモータが搭載される電動工具本体と、前記モータの運転モードを入力する入力操作部と、前記入力操作部の操作により入力された回転数に対応させて、前記コイルに対する電気進角と通電角の少なくともいずれか一方の通電タイミングを設定する通電タイミング設定部と、を有する。   An electric tool of the present invention is an electric tool for driving a work tool, and an electric tool main body on which a motor including a rotor coupled to the work tool and a stator around which a coil is wound is mounted; An input operation unit that inputs an operation mode, and an energization timing setting that sets an energization timing of at least one of an electrical advance angle and an energization angle with respect to the coil in accordance with the rotation speed input by the operation of the input operation unit Part.

この電動工具においては、作業者が入力操作部を操作することにより、モータ回転数が設定される。コイルに対する電気進角と通電角の少なくともいずれか一方の通電タイミングが制御されて、モータの回転数を低回転、高回転およびこれらの中間の中速回転に設定することができる。これにより、作業対象物の種類に応じて、低トルク高回転での作業と、高トルク低回転での作業と、中トルク中回転での作業を行うことができ、電動工具による作業性が向上する。   In this electric power tool, the motor speed is set by the operator operating the input operation unit. The energization timing of at least one of the electrical advance angle and energization angle with respect to the coil is controlled, and the rotation speed of the motor can be set to a low rotation, a high rotation, and an intermediate speed between these. This makes it possible to perform work at low torque and high speed, work at high torque and low speed, and work at medium torque and medium speed according to the type of work object, improving workability with electric tools. To do.

作業具に負荷が変化してモータに加わる負荷が変化すると、通電タイミングを変化させることにより、モータ回転数は入力された一定の回転数で駆動される。モータの回転数は、電圧制御によらず、通電タイミングの制御により行われるので、モータに対して最大電圧を供給することができ、電動工具を大型化することなく、出力を大きくすることができ、電動工具による作業性が向上する。   When the load on the work tool changes and the load applied to the motor changes, the motor rotation speed is driven at the input fixed rotation speed by changing the energization timing. The motor rotation speed is controlled not by voltage control but by energization timing control, so the maximum voltage can be supplied to the motor and the output can be increased without increasing the size of the electric tool. The workability by the electric tool is improved.

電動工具の一例であるドライバドリルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the driver drill which is an example of an electric tool. (A)は図1に示された操作パネルを示す平面図であり、(B)は操作パネルの変形例を示す正面図である。(A) is a top view which shows the operation panel shown by FIG. 1, (B) is a front view which shows the modification of an operation panel. (A)は図1に示されたモータのロータとステータとを示す断面図であり、(B)はスイッチング素子を有するインバータ回路を示す回路図である。(A) is sectional drawing which shows the rotor and stator of the motor shown by FIG. 1, (B) is a circuit diagram which shows the inverter circuit which has a switching element. (A)はステータのコイルに対する通電タイミングを電気進角が0度、通電角が120度としたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示すタイムチャートであり、(B)は(A)の状態から電気進角を30度に増加させたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示すタイムチャートである。(A) is a time chart showing the on / off timing of the switching element when the electrical advance angle to the stator coil is 0 degree and the conduction angle is 120 degrees, and (B) is an electrical diagram from the state of (A). It is a time chart which shows the on-off timing of a switching element when an advance angle is increased to 30 degree | times. (A)は、図4(A)と同様に、ステータのコイルに対する通電タイミングを電気進角が0度、通電角が120度としたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示すタイムチャートであり、(B)は(A)の状態から電気進角を変えることなく、通電角を150度に増加させたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示すタイムチャートである。(A) is a time chart showing the on / off timing of the switching element when the electrical advance angle is 0 degree and the conduction angle is 120 degrees, as in FIG. B) is a time chart showing the on / off timing of the switching element when the energization angle is increased to 150 degrees without changing the electrical advance angle from the state of (A). モータの制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit of a motor. モータに加わる負荷に応じて電気進角を変化させた場合におけるモータの運転モード特性線図である。It is an operation mode characteristic diagram of the motor when the electrical advance angle is changed according to the load applied to the motor. モータに加わる負荷に応じて電気進角を変化させた場合における運転モードの制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the control of an operation mode when changing an electrical advance angle according to the load added to a motor. モータに加わる負荷に応じて電気進角を変化させた場合における運転モードの制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the control of an operation mode when changing an electrical advance angle according to the load added to a motor. モータに加わる負荷に応じて通電角を変化させた場合におけるモータの運転モード特性線図である。It is an operation mode characteristic diagram of the motor when the energization angle is changed according to the load applied to the motor. モータに加わる負荷に応じて通電角を変化させた場合における運転モードの制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of control of the operation mode in the case of changing an energization angle according to the load added to a motor. モータに加わる負荷に応じて通電角を変化させた場合における運転モードの制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of control of the operation mode in the case of changing an energization angle according to the load added to a motor.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は電動工具の一例としてのドライバドリル10を示す斜視図である。このドライバドリル10は、樹脂材料により成形されたケーシング11を有し、ケーシング11は電動工具本体を構成している。ケーシング11は、作業者により把持されるグリップ12と、グリップ12の一端部に設けられたモータケーシング13と、他端部に設けられたバッテリ装着部14とを備えている。モータケーシング13内にはモータ15が搭載されており、このモータ15のロータに連結されてロータにより回転駆動されるチャック16には、先端工具つまり作業具17が着脱自在に装着される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a driver drill 10 as an example of an electric tool. The driver drill 10 has a casing 11 formed of a resin material, and the casing 11 constitutes a power tool body. The casing 11 includes a grip 12 held by an operator, a motor casing 13 provided at one end of the grip 12, and a battery mounting portion 14 provided at the other end. A motor 15 is mounted in the motor casing 13, and a tip tool, that is, a work tool 17 is detachably mounted on a chuck 16 that is connected to the rotor of the motor 15 and is driven to rotate by the rotor.

図1に示す電動工具は、ドライバドリル10であり、作業具17としてのドライバビットがチャック16に装着された状態が図1に示されている。バッテリ装着部14には、電池パック18が着脱自在に装着されるようになっており、この電池パック18内のバッテリからモータ15に電力が供給される。ケーシング11にはグリップ12に隣接させてトリガスイッチ19が設けられており、作業者がトリガスイッチ19を操作すると、モータ15により作業具17が回転駆動される。   The electric tool shown in FIG. 1 is a driver drill 10, and a state where a driver bit as a work tool 17 is attached to the chuck 16 is shown in FIG. 1. A battery pack 18 is detachably mounted on the battery mounting portion 14, and power is supplied to the motor 15 from the battery in the battery pack 18. The casing 11 is provided with a trigger switch 19 adjacent to the grip 12. When the operator operates the trigger switch 19, the work tool 17 is rotationally driven by the motor 15.

電動工具本体としてのケーシング11には、図1に示されるように、操作パネル21が設けられている。操作パネル21は、図2(A)に示されるように、運転モードを入力する入力操作部22と、入力操作部22が作業者により操作されて入力された運転モードを表示する表示部23とを有している。入力操作部22は押ボタン式となっており、この入力操作部22が押されると、運転モードとして、作業具17の回転速度つまり回転数が、低速モード、中速モード、および高速モードのいずれかに設定される。中速モードとしては、1種類の回転が設定される。表示部23は、ドライバドリル10が低速モードとなっているときには、LED(1)が点灯し、中速モードとなっているときには、2つのLED(1)(2)が点灯し、高速モードとなっているときには3つのLED(1)〜(3)が点灯する。これにより、作業者はドライバドリル10を用いて作業対象物に対して作業を行うときには、入力した運転モードを表示部23により確認することができる。ただし、各モードに応じて、いずれか1つのLEDを点灯させるようにしても良い。   As shown in FIG. 1, an operation panel 21 is provided in the casing 11 as the electric tool main body. As shown in FIG. 2A, the operation panel 21 includes an input operation unit 22 for inputting the operation mode, and a display unit 23 for displaying the operation mode input by the input operation unit 22 being operated by the operator. have. The input operation unit 22 is a push button type, and when the input operation unit 22 is pressed, the rotation speed of the work tool 17, that is, the rotation speed, can be any of the low speed mode, the medium speed mode, and the high speed mode. Is set. As the medium speed mode, one type of rotation is set. When the driver drill 10 is in the low speed mode, the display unit 23 lights the LED (1), and when the driver drill 10 is in the medium speed mode, the two LEDs (1) and (2) are lit, When it is, the three LEDs (1) to (3) are lit. Thereby, when the operator performs an operation on the work object using the driver drill 10, the input operation mode can be confirmed by the display unit 23. However, any one LED may be turned on according to each mode.

図2(B)は、操作パネル21の変形例であり、この操作パネル21にはダイアル式の入力操作部22が設けられている。図2(B)において入力操作部22を回転操作することにより、作業具17の回転数を低速モードと高速モードとこれらの間の任意の中間回転数の中速モードが設定される。入力操作部22を図2(B)において時計方向に回転させると、運転モードとしての作業具17の回転数が高められ、逆方向に回転させると、回転数が低められる。この操作パネル21には、電池パック18内のバッテリの残量を表示するための残量表示部24と、ケーシング11に設けられた図示しない照明用の電灯をオンオフするための点灯スイッチ25とが設けられている。残量表示部24は、複数のLED(a),LED(b)を有し、バッテリの残量が減少すると、点灯するLEDの数が少なくなる。   FIG. 2B is a modification of the operation panel 21, and the operation panel 21 is provided with a dial type input operation unit 22. By rotating the input operation unit 22 in FIG. 2B, the rotation speed of the work tool 17 is set to the low speed mode, the high speed mode, and the intermediate speed mode of any intermediate rotation speed between them. When the input operation unit 22 is rotated clockwise in FIG. 2B, the rotation speed of the work tool 17 as the operation mode is increased, and when the input operation section 22 is rotated in the reverse direction, the rotation speed is decreased. The operation panel 21 includes a remaining amount display unit 24 for displaying the remaining amount of the battery in the battery pack 18 and a lighting switch 25 for turning on and off an illumination lamp (not shown) provided in the casing 11. Is provided. The remaining amount display unit 24 includes a plurality of LEDs (a) and LEDs (b). When the remaining amount of the battery decreases, the number of LEDs to be lit decreases.

モータ15は、図3(A)に示すように、モータ主軸30に設けられたロータ31と、ロータ31の外側に配置されるステータ32とを有し、チャック16はモータ主軸30を介してロータ31に連結される。モータ15は、三相ブラシレスモータであり、ロータ31は4つの永久磁石33を有し、ステータ32には三相のコイルが設けられている。ステータ32は、6つのステータコア34を有し、それぞれに巻き付けられた巻線により、U1相,U2相,V1相,V2相,W1相,W2相の各コイルが形成されている。U1相とU2相のコイルは相互に接続されており、V相、W相のコイルについても同様となっている。モータ15には、ステータ32に対するロータ31の円周方向の位置を検出するために、ホール素子からなる位置センサH1〜H3が設けられている。   As shown in FIG. 3A, the motor 15 includes a rotor 31 provided on the motor main shaft 30 and a stator 32 disposed on the outer side of the rotor 31, and the chuck 16 rotates through the motor main shaft 30. 31. The motor 15 is a three-phase brushless motor, the rotor 31 has four permanent magnets 33, and the stator 32 is provided with a three-phase coil. The stator 32 has six stator cores 34, and coils of U1, U2, V1, V2, W1, and W2 phases are formed by windings wound around the stator cores 34, respectively. The U1 phase and U2 phase coils are connected to each other, and the same applies to the V phase and W phase coils. In order to detect the circumferential position of the rotor 31 with respect to the stator 32, the motor 15 is provided with position sensors H1 to H3 made up of Hall elements.

図3(B)は、各コイルに接続されたインバータ回路35を示す。このインバータ回路35は、それぞれ直列に接続された2つのスイッチング素子Tr1、Tr2と、2つのスイッチング素子Tr3、Tr4と、2つのスイッチング素子Tr5、Tr6とを有し、それぞれは、電池パック18内に装着されたバッテリ36の正極と負極とに接続される。2つのスイッチング素子Tr1、Tr2の間には、U相コイルの一方の接続端子が接続されている。2つのスイッチング素子Tr3、Tr4の間には、V相のコイルの一方の接続端子が接続されている。2つのスイッチング素子Tr5、Tr6の間には、W相のコイルの一方の接続端子が接続されている。U相、V相およびW相のそれぞれのコイルの他方の接続端子は、相互に接続されている。例えば、スイッチング素子Tr1とスイッチング素子Tr4のベースに制御信号が供給されると、U相とV相のコイルに電流が供給される。それぞれのスイッチング素子に供給される制御信号のタイミングを調整することにより、ロータ31のステータ32に対する回転角度に応じて、それぞれのコイルの電気進角や通電角、つまり通電タイミングが調整される。図3(B)に示すスイッチング素子Tr1〜Tr6は、バイポーラ型であるが、スイッチング素子としては、MOS型等の種々の半導体素子を使用することができる。   FIG. 3B shows an inverter circuit 35 connected to each coil. The inverter circuit 35 has two switching elements Tr1, Tr2 connected in series, two switching elements Tr3, Tr4, and two switching elements Tr5, Tr6, respectively. The battery 36 is connected to the positive and negative electrodes of the battery 36. One connection terminal of the U-phase coil is connected between the two switching elements Tr1 and Tr2. One connection terminal of a V-phase coil is connected between the two switching elements Tr3 and Tr4. One connection terminal of a W-phase coil is connected between the two switching elements Tr5 and Tr6. The other connection terminals of the U-phase, V-phase, and W-phase coils are connected to each other. For example, when a control signal is supplied to the bases of the switching element Tr1 and the switching element Tr4, current is supplied to the U-phase and V-phase coils. By adjusting the timing of the control signal supplied to each switching element, the electrical advance angle and energization angle of each coil, that is, the energization timing, is adjusted according to the rotation angle of the rotor 31 with respect to the stator 32. Although the switching elements Tr1 to Tr6 shown in FIG. 3B are bipolar types, various semiconductor elements such as MOS type can be used as the switching elements.

図4および図5は、ロータ31のステータ32に対する回転角度に応じた位置センサH1〜H3のオンオフと、各スイッチング素子Tr1〜Tr6のオンオフのタイミングを示すタイムチャートである。それぞれのスイッチング素子Tr1〜Tr6がオンとなっているときには、オンとなっているスイッチング素子を介してコイルに電流が供給される。図4および図5においては、ロータ31のステータ32に対する相対回転位置が、図3(A)に示される位置関係となっているときを、ロータ回転角度を0度としている。   4 and 5 are time charts showing the on / off timings of the position sensors H1 to H3 and the on / off timings of the switching elements Tr1 to Tr6 according to the rotation angle of the rotor 31 with respect to the stator 32. FIG. When each of the switching elements Tr1 to Tr6 is on, a current is supplied to the coil through the switching elements that are on. 4 and 5, the rotor rotation angle is set to 0 degree when the relative rotation position of the rotor 31 with respect to the stator 32 is in the positional relationship shown in FIG.

位置センサH1〜H3は、ロータ31の永久磁石33の円周方向の境界が位置センサH1〜H3を横切るときに、オンオフが切り換えられる。ロータ31には4つの永久磁石33が設けられているので、それぞれの位置センサH1〜H3は、ロータ31が90度回転する毎にオンオフが切り換えられる。3つの位置センサH1〜H3は、円周方向に60度ずつずれてモータ15に配置されているので、相互に60度の位相でオンオフの切換タイミングがずれている。   The position sensors H1 to H3 are switched on and off when the circumferential boundary of the permanent magnet 33 of the rotor 31 crosses the position sensors H1 to H3. Since the rotor 31 is provided with four permanent magnets 33, the position sensors H1 to H3 are switched on and off each time the rotor 31 rotates 90 degrees. Since the three position sensors H1 to H3 are arranged in the motor 15 so as to be shifted by 60 degrees in the circumferential direction, the ON / OFF switching timing is shifted by 60 degrees from each other.

図4(A)は、コイルに対する通電タイミングを電気進角θが0度、通電角αが120度としたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示す。図4(B)は、図4(A)の状態から電気進角θを30度に増加させたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示す。例えば、ロータ31が図3(A)で示す0度の位置から180度回転したときには、スイッチング素子Tr1がオフからオンに切り換えられ、U相のコイルに電流が供給される。それぞれのコイルには、ロータ31が60度回転する範囲において電流が供給され、ロータ31が360度回転する間では、合計120度の範囲において電流が供給されるので、コイルの通電角αは120度となっている。図4(B)に示すように、電気進角θを0度から30度に変化させると、ステータ32に対してロータ31が30度進めた回転角度に電気進角が進められる。このように電気進角θを増加させると、電圧を変化させることなく、モータ15の回転数を高めることができる。電気進角θを30度よりも60度に増加させると、モータ回転数はより高速となり、電気進角を60度よりも90度に増加させると、モータ回転数はより高速となる。   FIG. 4A shows the ON / OFF timing of the switching element when the electrical advance angle θ is 0 degree and the electrical conduction angle α is 120 degrees. FIG. 4B shows the on / off timing of the switching element when the electrical advance angle θ is increased to 30 degrees from the state of FIG. For example, when the rotor 31 rotates 180 degrees from the 0 degree position shown in FIG. 3A, the switching element Tr1 is switched from off to on, and current is supplied to the U-phase coil. A current is supplied to each coil in a range in which the rotor 31 rotates 60 degrees, and a current is supplied in a total range of 120 degrees while the rotor 31 rotates in 360 degrees. It is a degree. As shown in FIG. 4B, when the electrical advance angle θ is changed from 0 degrees to 30 degrees, the electrical advance angle is advanced to a rotation angle that the rotor 31 is advanced by 30 degrees relative to the stator 32. When the electrical advance angle θ is thus increased, the number of revolutions of the motor 15 can be increased without changing the voltage. When the electrical advance angle θ is increased from 30 degrees to 60 degrees, the motor rotational speed becomes higher, and when the electrical advance angle is increased from 60 degrees to 90 degrees, the motor rotational speed becomes higher.

したがって、例えば、コイルに供給される電圧を一定として、モータ15を最低速度つまり低速モードで回転させるための電気進角θを30度とし、最高速度つまり高速モードで回転させるための電気進角θを90度とし、さらに、電気進角θを30度と90度の中間値に設定するようにすると、モータ回転数は、最低回転数と最高回転数の中間回転数となる。この中間値として、複数の中間値を設定すると、複数段の中間回転数を設定することができる。また、この中間値を無段階に設定すると、無段階の中間回転数を設定することができる。   Therefore, for example, the voltage supplied to the coil is constant, the electrical advance angle θ for rotating the motor 15 in the lowest speed, that is, the low speed mode, is 30 degrees, and the electrical advance angle θ for rotating in the highest speed, that is, the high speed mode Is set to 90 degrees and the electrical advance angle θ is set to an intermediate value between 30 degrees and 90 degrees, the motor rotational speed becomes an intermediate rotational speed between the minimum rotational speed and the maximum rotational speed. If a plurality of intermediate values are set as the intermediate values, a plurality of intermediate rotation speeds can be set. If this intermediate value is set in a stepless manner, a stepless intermediate rotational speed can be set.

図5(A)は、図4(A)と同様に、コイルに対する通電タイミングを電気進角θが0度、通電角αが120度としたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示す。図5(B)は、図5(A)の状態から電気進角θを変えることなく、通電角αを150度に増加させたときのスイッチング素子のオンオフタイミングを示すタイムチャートである。   FIG. 5A shows the ON / OFF timing of the switching element when the electrical advance angle θ is 0 degrees and the electrical conduction angle α is 120 degrees, as in FIG. 4A. FIG. 5B is a time chart showing the ON / OFF timing of the switching element when the energization angle α is increased to 150 degrees without changing the electrical advance angle θ from the state of FIG.

図5(B)に示すように、通電角αを120度から150度に変化させると、各コイルに電流が供給されるロータ31の回転角度が増加する。このように通電角αを増加させると、電圧を変化させることなく、モータ15の回転数を高めることができる。通電角αを120度よりも140度に増加させると、モータ回転数はより高速となり、通電角αを140度よりも160度に増加させると、モータ回転数はそれよりもさらに高速となる。   As shown in FIG. 5B, when the energization angle α is changed from 120 degrees to 150 degrees, the rotation angle of the rotor 31 to which current is supplied to each coil increases. When the energization angle α is thus increased, the rotation speed of the motor 15 can be increased without changing the voltage. Increasing the energization angle α to 140 degrees rather than 120 degrees increases the motor rotation speed, and increasing the energization angle α to 160 degrees rather than 140 degrees increases the motor rotation speed further.

したがって、例えば、コイルに供給される電圧を一定として、モータ15を低速モードで回転させるための通電角αを120度とし、高速モードで回転させるための通電角αを160度とし、さらに通電角αを120度と160度の中間値に設定するようにすると、モータ回転数は、低速回転と高速回転の中間回転数となる。この中間値として、複数の中間値を設定すると、複数段の中間回転数を設定することができる。また、この中間値を無段階に設定すると、無段階の中間回転数を設定することができる。   Therefore, for example, the voltage supplied to the coil is constant, the conduction angle α for rotating the motor 15 in the low speed mode is 120 degrees, the conduction angle α for rotating in the high speed mode is 160 degrees, and the conduction angle When α is set to an intermediate value between 120 degrees and 160 degrees, the motor rotation speed becomes an intermediate rotation speed between the low-speed rotation and the high-speed rotation. If a plurality of intermediate values are set as the intermediate values, a plurality of intermediate rotation speeds can be set. If this intermediate value is set in a stepless manner, a stepless intermediate rotational speed can be set.

このように、通電タイミングとしての電気進角θと通電角αとの一方を変化させると、コイルに供給される電圧を変化させることなく、モータ回転数を変化させることができる。また、電気進角θと通電角αの双方を変化させることによっても、モータ回転数を変化させることができる。つまり、電気進角θと通電角αの少なくともいずれか一方の通電タイミングを変化させることにより、モータ回転数を任意の回転数に設定することができる。   As described above, when one of the electrical advance angle θ and the energization angle α as the energization timing is changed, the motor rotation speed can be changed without changing the voltage supplied to the coil. Also, the motor rotational speed can be changed by changing both the electrical advance angle θ and the energization angle α. In other words, the motor rotational speed can be set to an arbitrary rotational speed by changing the energization timing of at least one of the electrical advance angle θ and the energization angle α.

モータ回転数は、作業者が入力操作部22を操作して運転モードを入力することにより設定される。作業具17に負荷が加わっていないとき、つまり無負荷時におけるモータ回転数は入力された回転数に設定される。さらに、作業具17に過度の負荷が加わらない通常運転モードでドライバドリル10が使用されているときには、定速運転モードに設定され、無負荷時と同一のモータ回転数に調整される。定速運転モード時におけるモータ回転数は、モータ15に加わる負荷に応じて、上述した通電タイミングを変化させることにより自動的に制御される。一方、作業具17に過度の負荷が加わったときには、モータ15は重負荷運転モードに自動的に切り換えられて、モータ15は高トルクかつ低速度で駆動される。ただし、過度の負荷が加わったときには、モータ15を停止させるようにしても良い。   The motor rotation speed is set by the operator operating the input operation unit 22 and inputting the operation mode. When no load is applied to the work tool 17, that is, when there is no load, the motor rotation speed is set to the input rotation speed. Further, when the driver drill 10 is used in a normal operation mode in which an excessive load is not applied to the work tool 17, the constant speed operation mode is set and the motor rotation speed is adjusted to the same value as when there is no load. The motor rotation speed in the constant speed operation mode is automatically controlled by changing the energization timing described above according to the load applied to the motor 15. On the other hand, when an excessive load is applied to the work tool 17, the motor 15 is automatically switched to the heavy load operation mode, and the motor 15 is driven at a high torque and a low speed. However, the motor 15 may be stopped when an excessive load is applied.

図6はモータの制御回路を示すブロック図である。モータ制御ユニット41は、入力操作部22からの信号が送られるコントローラ42を有しており、作業者が入力操作部22を操作することにより設定されたモータ回転数の信号がコントローラ42に入力される。コントローラ42からは、制御信号出力回路43を介してインバータ回路35に制御信号が送られる。図6に示すインバータ回路35においては、それぞれのスイッチング素子Tr1〜Tr6として、MOS型半導体が使用されており、制御信号出力回路43からはそれぞれのスイッチング素子Tr1〜Tr6のゲートに通電タイミング信号が出力される。ゲートに送られる通電タイミング信号により、上述した電気進角θと通電角αが調整される。   FIG. 6 is a block diagram showing a motor control circuit. The motor control unit 41 has a controller 42 to which a signal from the input operation unit 22 is sent, and a motor rotation number signal set by the operator operating the input operation unit 22 is input to the controller 42. The A control signal is sent from the controller 42 to the inverter circuit 35 via the control signal output circuit 43. In the inverter circuit 35 shown in FIG. 6, MOS type semiconductors are used as the respective switching elements Tr1 to Tr6, and an energization timing signal is output from the control signal output circuit 43 to the gates of the respective switching elements Tr1 to Tr6. Is done. The electric advance angle θ and the energization angle α described above are adjusted by the energization timing signal sent to the gate.

位置センサH1〜H3の検出信号は、回転子位置検出回路44に送られる。回転子位置検出回路44からは、ロータ31のステータ32に対する回転角度に応じた信号がコントローラ42に出力される。また、回転子位置検出回路44からはモータ回転数検出回路45に信号が送られ、モータ回転数検出回路45からはコントローラ42にモータ回転数に応じた信号が出力される。コントローラ42は、制御信号を演算するマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびデータなどが格納されるメモリとを有しており、コントローラ42に設けられたマイクロプロセッサは、電気進角θと通電角αなどの通電タイミングを設定する通電タイミング設定部を構成している。   Detection signals from the position sensors H <b> 1 to H <b> 3 are sent to the rotor position detection circuit 44. From the rotor position detection circuit 44, a signal corresponding to the rotation angle of the rotor 31 with respect to the stator 32 is output to the controller 42. The rotor position detection circuit 44 sends a signal to the motor rotation speed detection circuit 45, and the motor rotation speed detection circuit 45 outputs a signal corresponding to the motor rotation speed to the controller 42. The controller 42 includes a microprocessor that calculates a control signal and a memory that stores a control program, an arithmetic expression, data, and the like. The microprocessor provided in the controller 42 includes an electrical advance angle θ and an energization angle. An energization timing setting unit for setting energization timing such as α is configured.

図1に示したトリガスイッチ19が操作されると、スイッチ操作検出回路46、および印加電圧設定回路47を介してそれぞれの信号がコントローラ42に送られる。バッテリ36の電力は、制御回路電圧供給回路48からモータ制御ユニット41、および制御回路電圧検出回路49に供給される。バッテリ36の電圧は、電流電圧検出回路51により検出され、コントローラ42に検出信号が送られる。   When the trigger switch 19 shown in FIG. 1 is operated, respective signals are sent to the controller 42 via the switch operation detection circuit 46 and the applied voltage setting circuit 47. The electric power of the battery 36 is supplied from the control circuit voltage supply circuit 48 to the motor control unit 41 and the control circuit voltage detection circuit 49. The voltage of the battery 36 is detected by the current / voltage detection circuit 51, and a detection signal is sent to the controller 42.

作業具17によりドライバドリル10を用いて作業が行われたときに、モータ15に加わる負荷を検出するために、モータ電流検出回路52がモータ制御ユニット41に設けられている。このモータ電流検出回路52によりモータ15に流れる電流を検出することによって、モータ15に加わる負荷が検出される。これにより、無負荷時および定速運転モードでドライバドリル10が使用されているときには、入力操作部22の操作により設定された一定のモータ回転数でモータ15が駆動される。一方、作業具17に過度の負荷が加わったときには、モータ15は過負荷運転モードに自動的に切り換えられて、モータ15は高トルクかつ低速度で駆動される。モータ15に加わる負荷を検出する指標としては、モータ電流を検出することに代えて、モータ回転数、バッテリ電圧、バッテリ電流を指標としても良い。   A motor current detection circuit 52 is provided in the motor control unit 41 in order to detect a load applied to the motor 15 when work is performed using the driver drill 10 by the work tool 17. By detecting the current flowing through the motor 15 by the motor current detection circuit 52, the load applied to the motor 15 is detected. Thereby, when the driver drill 10 is being used in the no-load state and in the constant speed operation mode, the motor 15 is driven at a constant motor rotation speed set by the operation of the input operation unit 22. On the other hand, when an excessive load is applied to the work tool 17, the motor 15 is automatically switched to the overload operation mode, and the motor 15 is driven at a high torque and a low speed. As an index for detecting the load applied to the motor 15, the motor rotation speed, the battery voltage, and the battery current may be used as an index instead of detecting the motor current.

図7は、作業具からモータに加わる負荷に応じて電気進角を変化させた場合における運転モードの制御を示す運転モード特性線図である。先端工具に加わる負荷は、モータ電流Iを検出することにより求められる。図7(A)〜(D)は、モータ電流Iに応じた運転電圧V、電気進角θ、モータ回転速度つまりモータ回転数N、およびモータトルクTの変化を示す。   FIG. 7 is an operation mode characteristic diagram showing control of the operation mode when the electrical advance angle is changed according to the load applied to the motor from the work tool. The load applied to the tip tool is obtained by detecting the motor current I. 7A to 7D show changes in the operating voltage V, the electric advance angle θ, the motor rotation speed, that is, the motor rotation speed N, and the motor torque T according to the motor current I.

図2(A)に示した入力操作部22の操作により、無負荷時および定速運転モード時におけるモータ回転数としては、15000rpmの低速と、25000rpmの高速と、20000rpmの中速との三段階に入力設定することができる。モータトルクTは、モータ回転数が低速の方が高速よりも大きくなる。無負荷時および定速運転モード時においては、低速モードに対応した電気進角θは30度に設定され、高速モードに対応した電気進角θは90度に設定され、中速モードに対応した電気進角θは60度に設定される。したがって、トリガスイッチ19が操作される前に、作業者による入力操作によりモータ回転数が入力されると、入力された回転数に応じた電気進角θが予め設定される。   By operating the input operation unit 22 shown in FIG. 2 (A), the motor speed in the no-load and constant speed operation modes is three stages: a low speed of 15000 rpm, a high speed of 25000 rpm, and a medium speed of 20000 rpm. Can be set to input. The motor torque T is larger at a low motor speed than at a high speed. In no-load and constant speed operation modes, the electrical advance angle θ corresponding to the low speed mode is set to 30 degrees, the electrical advance angle θ corresponding to the high speed mode is set to 90 degrees, and the medium speed mode is supported. The electrical advance angle θ is set to 60 degrees. Therefore, when the motor rotation speed is input by an input operation by the operator before the trigger switch 19 is operated, the electrical advance angle θ corresponding to the input rotation speed is set in advance.

トリガスイッチ19が操作されると、モータ15が駆動される。この状態のもとで、ドライバドリル10により作業対象物に対する作業が行われると、作業具17に加わる負荷によりモータ15に負荷が加えられる。モータ15に加えられる負荷に応じて、図7(B)に示されるように、電気進角θが制御される。負荷の増加に伴って電気進角θを大きくすると、モータ回転数Nを一定として、図7(D)に示されるように、モータトルクTを増加させることができる。この定速運転モードのもとで、負荷が減少してモータ回転数が高くなると、減少した負荷に応じて電気進角θが調整され、モータ回転数Nは入力設定された一定の回転数に維持される。   When the trigger switch 19 is operated, the motor 15 is driven. In this state, when the driver drill 10 performs an operation on the work object, a load is applied to the motor 15 by a load applied to the work tool 17. As shown in FIG. 7B, the electrical advance angle θ is controlled according to the load applied to the motor 15. When the electrical advance angle θ is increased as the load increases, the motor torque T can be increased as shown in FIG. Under this constant speed operation mode, when the load decreases and the motor rotation speed increases, the electric advance angle θ is adjusted according to the decreased load, and the motor rotation speed N is set to the input fixed rotation speed. Maintained.

モータ15に加わる負荷が重負荷判定用の閾値Ibを超えたときは、運転モードは、定速運転モードから重負荷運転モードに切り換えられて、電気進角θは低速高トルクの30度に自動的に切り換えられる。この重負荷運転モードにおいては、負荷が増加すると、モータ回転数は低下し、モータトルクTは増加する。これにより、重負荷がモータ15に加わっても、作業具17により重負荷作業を円滑に行うことができる。重負荷運転モードで作業が行われていたときに、モータ15に加わる負荷が減少すると、負荷に応じて自動的に通常運転モードに切り換えられる。   When the load applied to the motor 15 exceeds the heavy load determination threshold Ib, the operation mode is switched from the constant speed operation mode to the heavy load operation mode, and the electric advance angle θ is automatically set to 30 degrees of low speed and high torque. Can be switched automatically. In this heavy load operation mode, when the load increases, the motor rotation speed decreases and the motor torque T increases. Thereby, even if a heavy load is applied to the motor 15, the heavy load work can be smoothly performed by the work tool 17. When the work is being performed in the heavy load operation mode, when the load applied to the motor 15 decreases, the operation mode is automatically switched to the normal operation mode according to the load.

図8および図9は、図7に示されるように、作業具に加わる負荷に応じて電気進角を変化させた場合における運転モードの制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。   8 and 9 are flowcharts showing an algorithm for controlling the operation mode when the electrical advance angle is changed in accordance with the load applied to the work tool as shown in FIG.

ドライバドリル10の電源がオンされると、ステップS1〜S3が実行され、運転モードは低速モードに設定される。つまり、電気進角θが30度、モータ回転数Nが15000rpmに初期設定されるとともに、図2(A)に示した操作パネル21の表示部23におけるLED(1)が点灯される。この状態のもとで、入力操作部22が操作されることなく、トリガスイッチ19が操作されると、初期設定された回転数でモータ15が回転駆動される(ステップS4〜S6)。一方、ステップS4において、入力操作部22が操作されたと判定されたときには、ステップS7,S8が実行されて、入力操作部22が操作される毎に、中速モード、高速モードに切り換えられる。つまり、入力操作部22が操作される毎に、電気進角が30度増加され、モータ回転数Nが5000rpm増加される。したがって、初期設定のもとで、入力操作部22が1回押し込み操作されると、電気進角θは60度に増加され、モータ回転数Nは20000rpmに増加される。電気進角θが90度に設定され、モータ回転数Nが25000rpmとなった状態のもとで、更に入力操作部22が操作されると、ステップS9において、最大の電気進角θである90度を超える値が入力されたことになり、ステップS10が実行されて、低速モードつまり電気進角θは30度に、そしてモータ回転数Nは15000rpmに戻される。   When the power of the driver drill 10 is turned on, steps S1 to S3 are executed, and the operation mode is set to the low speed mode. In other words, the electrical advance angle θ is initially set to 30 degrees and the motor rotation speed N is set to 15000 rpm, and the LED (1) on the display unit 23 of the operation panel 21 shown in FIG. Under this state, when the trigger switch 19 is operated without operating the input operation unit 22, the motor 15 is rotationally driven at the initially set rotation speed (steps S4 to S6). On the other hand, when it is determined in step S4 that the input operation unit 22 has been operated, steps S7 and S8 are executed, and each time the input operation unit 22 is operated, the medium speed mode and the high speed mode are switched. That is, every time the input operation unit 22 is operated, the electrical advance angle is increased by 30 degrees, and the motor rotation speed N is increased by 5000 rpm. Therefore, when the input operation unit 22 is pushed once under the initial setting, the electrical advance angle θ is increased to 60 degrees, and the motor rotational speed N is increased to 20000 rpm. When the electric advance angle θ is set to 90 degrees and the motor operation speed N is 25000 rpm and the input operation unit 22 is further operated, the maximum electric advance angle θ is 90 in step S9. Since a value exceeding the degree is input, step S10 is executed, and the low speed mode, that is, the electric advance angle θ is returned to 30 degrees, and the motor rotational speed N is returned to 15000 rpm.

入力された電気進角θに応じ、ステップS11において、表示部23のLEDが点灯する。低速モードが入力されて電気進角θが30度に設定されたときには、LED(1)が点灯し、中速モードが入力されて電気進角θが60度に設定されたときには、LED(1)(2)が点灯する。さらに、高速モードが入力されて電気進角θが90度に設定されたときには、3つのLED(1)〜(3)が点灯する。入力操作部22の操作が終了した状態のもとで、ステップS5においてトリガスイッチ19のオンが判定されると、ステップS6においてモータ15が設定された回転数Nで駆動される。   In step S11, the LED of the display unit 23 is turned on according to the input electrical advance angle θ. When the low speed mode is input and the electrical advance angle θ is set to 30 degrees, the LED (1) is lit. When the medium speed mode is input and the electrical advance angle θ is set to 60 degrees, the LED (1 ) (2) lights up. Further, when the high speed mode is input and the electrical advance angle θ is set to 90 degrees, the three LEDs (1) to (3) are lit. If it is determined in step S5 that the trigger switch 19 is turned on under the state where the operation of the input operation unit 22 has been completed, the motor 15 is driven at the set rotation speed N in step S6.

ドライバドリル10を用いて作業対象物に対する作業が行われると、作業具17に負荷が加えられる。ステップS13,S14において、モータ回転数Nと運転電流Iとを検出する。ステップS15において運転電流Iが上述した閾値Ibを超えていないと判定されたときには、検出されたモータ回転数Nが回転差判定の閾値Naを超えているか否かがステップS16で判定される。このステップS16で閾値Naよりもモータ回転数Nが高くなっていると判定されたときには、ステップS17において電気進角θが1度増加される。一方、ステップS16で閾値Naよりもモータ回転数Nが低下していると判定されたときには、ステップS18において電気進角θが1度低下される。これにより、作業具17に負荷が加わった状態のもとで、モータ15は定速運転モードとなって、入力された一定の回転数でモータ15は回転駆動される。なお、電気進角θが1度増減されると、モータ回転数Nは数百回転変化する。   When work is performed on the work object using the driver drill 10, a load is applied to the work tool 17. In steps S13 and S14, the motor speed N and the operating current I are detected. When it is determined in step S15 that the operating current I does not exceed the above-described threshold value Ib, it is determined in step S16 whether or not the detected motor rotation speed N exceeds the rotation difference determination threshold value Na. When it is determined in step S16 that the motor rotational speed N is higher than the threshold value Na, the electrical advance angle θ is increased by 1 degree in step S17. On the other hand, when it is determined in step S16 that the motor rotation speed N is lower than the threshold value Na, the electrical advance angle θ is decreased by 1 degree in step S18. As a result, the motor 15 enters the constant speed operation mode under a state in which a load is applied to the work tool 17, and the motor 15 is rotationally driven at the input constant rotation speed. When the electrical advance angle θ is increased or decreased by 1 degree, the motor rotation speed N changes by several hundred rotations.

これに対し、ステップS15において、運転電流Iが上述した閾値Ibを超えていると判定されたときは、先端工具17に重負荷が加わっており、ステップS19が実行されて、運転モードは、重負荷運転モードに切り換えられる。ドライバドリル10を用いた作業が終了し、トリガスイッチ19がオフされると、モータ15は停止される(ステップS20,S21)。   On the other hand, when it is determined in step S15 that the operating current I exceeds the threshold value Ib described above, a heavy load is applied to the tip tool 17, step S19 is executed, and the operation mode is Switch to load operation mode. When the operation using the driver drill 10 is completed and the trigger switch 19 is turned off, the motor 15 is stopped (steps S20 and S21).

図10は、先端工具に加わる負荷に応じて通電角を変化させた場合における運転モードの制御を示す運転モード特性線図である。図10に示す場合には、モータ15の回転数を制御するために、図5に示すように、通電角αを変化させることにより、モータ15を定速運転モードで運転するようにしている。先端工具に加わる負荷は、上述した場合と同様に、モータ電流Iを検出することにより求められる。図10(A)〜(D)は、モータ電流Iに応じた運転電圧V、通電角α、モータ回転数N、およびモータトルクTの変化を示す。   FIG. 10 is an operation mode characteristic diagram showing operation mode control when the energization angle is changed according to the load applied to the tip tool. In the case shown in FIG. 10, in order to control the rotation speed of the motor 15, as shown in FIG. 5, the motor 15 is operated in the constant speed operation mode by changing the conduction angle α. The load applied to the tip tool is obtained by detecting the motor current I as in the case described above. 10A to 10D show changes in the operating voltage V, the energization angle α, the motor rotation speed N, and the motor torque T according to the motor current I.

図10に示す場合も、定速運転モード時におけるモータ回転数としては、15000rpmの低速と、25000rpmの高速と、20000rpmの中速との三段階に入力設定することができる。無負荷時および定速運転モード時においては、低速モードに対応した通電角α120度であり、高速モードに対応した通電角αは140度であり、中速モードに対応した通電角αは160度である。   Also in the case shown in FIG. 10, the motor speed in the constant speed operation mode can be input and set in three stages: a low speed of 15000 rpm, a high speed of 25000 rpm, and a medium speed of 20000 rpm. In the no-load and constant speed operation modes, the conduction angle α corresponding to the low speed mode is 120 degrees, the conduction angle α corresponding to the high speed mode is 140 degrees, and the conduction angle α corresponding to the medium speed mode is 160 degrees. It is.

ドライバドリル10により作業対象物に対する作業が行われて、作業具17に加わる負荷によりモータ15に負荷が加えられる。モータ15に加えられる負荷に応じて、図10(B)に示されるように、通電角αが制御される。負荷の増加に伴って通電角αを大きくすると、モータ回転数を一定として、図10(D)に示されるように、モータトルクTを増加させることができる。この定速運転モードのもとで、負荷が減少してモータ回転数が高くなると、減少した負荷に応じて通電角αが調整され、モータ回転数Nは設定された一定の回転数に維持される。   A work is performed on the work object by the driver drill 10, and a load is applied to the motor 15 by a load applied to the work tool 17. The energization angle α is controlled according to the load applied to the motor 15 as shown in FIG. When the energization angle α is increased as the load increases, the motor torque T can be increased as shown in FIG. Under this constant speed operation mode, when the load decreases and the motor rotation speed increases, the conduction angle α is adjusted according to the decreased load, and the motor rotation speed N is maintained at a set constant rotation speed. The

モータ15に加わる負荷が重負荷判定値としての電流閾値Ibを超えたときは、運転モードは、定速運転モードから重負荷運転モードに切り換えられて、通電角αは低速高トルクの120度に自動的に切り換えられる。この重負荷運転モードにおいては、負荷が増加すると、モータ回転数は低下し、モータトルクTは増加する。これにより、重負荷がモータ15に加わっても、作業具17により重負荷作業を円滑に行うことができる。重負荷運転モードで作業が行われていたときに、モータ15に加わる負荷が減少すると、負荷に応じて自動的に通常運転モードに切り換えられる。   When the load applied to the motor 15 exceeds the current threshold value Ib as the heavy load determination value, the operation mode is switched from the constant speed operation mode to the heavy load operation mode, and the conduction angle α is set to 120 degrees of low speed and high torque. It is switched automatically. In this heavy load operation mode, when the load increases, the motor rotation speed decreases and the motor torque T increases. Thereby, even if a heavy load is applied to the motor 15, the heavy load work can be smoothly performed by the work tool 17. When the work is being performed in the heavy load operation mode, when the load applied to the motor 15 decreases, the operation mode is automatically switched to the normal operation mode according to the load.

図11および図12は、作業具に加わる負荷に応じて通電角を変化させた場合における運転モードの制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。   FIG. 11 and FIG. 12 are flowcharts showing an algorithm for controlling the operation mode when the energization angle is changed according to the load applied to the work tool.

ドライバドリル10の電源がオンされると、ステップS31〜S33が実行され、運転モードは低速モードに設定される。つまり、通電角αが120度、モータ回転数Nが15000rpmに初期設定されるとともに、図2(A)に示した操作パネル21の表示部23におけるLED(1)が点灯される。この状態のもとで、入力操作部22が操作されることなく、トリガスイッチ19が操作されると、初期設定された回転数Nでモータ15が回転駆動される(ステップS34〜S36)。一方、ステップS34において、入力操作部22が操作されたと判定されたときには、ステップS37,S38が実行されて、入力操作部22が操作される毎に、中速モード、高速モードに切り換えられる。つまり、入力操作部22が操作される毎に、通電角αが20度増加され、モータ回転数Nが5000rpm増加される。したがって、初期設定のもとで、入力操作部22が1回押し込み操作されると、通電角αは20度に増加され、モータ回転数Nは20000rpmに増加される。通電角αが120度に設定され、モータ回転数Nが25000rpmとなった状態のもとで、更に入力操作部22が操作されると、ステップS39において、最大の通電角αである160度を超える値が入力されたことになり、ステップS40が実行されて、低速モードつまり通電角αは120度に、そしてモータ回転数Nは15000rpmに戻される。   When the power of the driver drill 10 is turned on, steps S31 to S33 are executed, and the operation mode is set to the low speed mode. That is, the conduction angle α is initially set to 120 degrees and the motor rotation speed N is set to 15000 rpm, and the LED (1) on the display unit 23 of the operation panel 21 shown in FIG. Under this state, when the trigger switch 19 is operated without operating the input operation unit 22, the motor 15 is driven to rotate at the initially set rotation speed N (steps S34 to S36). On the other hand, when it is determined in step S34 that the input operation unit 22 has been operated, steps S37 and S38 are executed, and each time the input operation unit 22 is operated, the medium speed mode and the high speed mode are switched. That is, every time the input operation unit 22 is operated, the energization angle α is increased by 20 degrees, and the motor rotation speed N is increased by 5000 rpm. Therefore, when the input operation unit 22 is pushed once under the initial setting, the energization angle α is increased to 20 degrees and the motor rotation speed N is increased to 20000 rpm. When the conduction angle α is set to 120 degrees and the motor operation speed N is 25000 rpm, and the input operation unit 22 is further operated, in step S39, the maximum conduction angle α is set to 160 degrees. As a result, an excess value is input, and step S40 is executed to return the low speed mode, that is, the energization angle α to 120 degrees, and the motor rotational speed N to 15000 rpm.

入力された通電角αに応じ、ステップS41において、表示部23のLEDが点灯する。低速モードが入力されて通電角αが120度に設定されたときには、LED(1)が点灯し、中速モードが入力されて通電角αが140度に設定されたときには、LED(1)(2)が点灯する。さらに、高速モードが入力されて通電角αが160度に設定されたときには、3つのLED(1)〜(3)が点灯する。入力操作部22の操作が終了した状態のもとで、ステップS35においてトリガスイッチ19のオンが判定されると、ステップS36においてモータ15が設定された回転数Nで駆動される。   In step S41, the LED of the display unit 23 is turned on according to the input conduction angle α. When the low speed mode is input and the energization angle α is set to 120 degrees, the LED (1) is turned on. When the medium speed mode is input and the energization angle α is set to 140 degrees, the LED (1) ( 2) lights up. Further, when the high-speed mode is input and the conduction angle α is set to 160 degrees, the three LEDs (1) to (3) are lit. If it is determined in step S35 that the trigger switch 19 is turned on under the state where the operation of the input operation unit 22 has been completed, the motor 15 is driven at the set rotational speed N in step S36.

ドライバドリル10を用いて作業対象物に対する作業が行われると、作業具17に負荷が加えられる。ステップS43,S44において、モータ回転数Nと運転電流Iとを検出する。ステップS45において運転電流Iが上述した閾値Ibを超えていないと判定されたときには、検出されたモータ回転数Nが回転差判定の閾値Naを超えているか否かがステップS46で判定される。このステップS46で閾値Naよりもモータ回転数Nが高くなっていると判定されたときには、ステップS47において通電角αが1度増加される。一方、ステップS46で閾値Naよりもモータ回転数Nが低下していると判定されたときには、ステップS48において通電角αが1度低下される。これにより、作業具17に負荷が加わった状態のもとで、モータ15は定速運転モードとなって一定の回転数で回転駆動される。なお、通電角αが1度増減されると、モータ回転数Nは数百回転変化する。   When work is performed on the work object using the driver drill 10, a load is applied to the work tool 17. In steps S43 and S44, the motor rotation speed N and the operating current I are detected. When it is determined in step S45 that the operating current I does not exceed the above-described threshold value Ib, it is determined in step S46 whether or not the detected motor rotation speed N exceeds the rotation difference determination threshold value Na. When it is determined in step S46 that the motor rotational speed N is higher than the threshold value Na, the energization angle α is increased by 1 degree in step S47. On the other hand, when it is determined in step S46 that the motor rotational speed N is lower than the threshold value Na, the energization angle α is decreased by 1 degree in step S48. As a result, the motor 15 enters the constant speed operation mode and is driven to rotate at a constant rotational speed under a state where a load is applied to the work tool 17. When the conduction angle α is increased or decreased by 1 degree, the motor rotation speed N changes by several hundred rotations.

これに対し、ステップS45において、運転電流Iが上述した閾値Ibを超えていると判定されたときは、作業具17に重負荷が加わっており、ステップS49が実行されて、運転モードは、重負荷運転モードに切り換えられる。ドライバドリル10を用いた作業が終了し、トリガスイッチ19がオフされると、モータ15は停止される(ステップS50,S51)。   On the other hand, when it is determined in step S45 that the operating current I exceeds the threshold value Ib described above, a heavy load is applied to the work tool 17, and step S49 is executed, so that the operating mode is Switch to load operation mode. When the operation using the driver drill 10 is completed and the trigger switch 19 is turned off, the motor 15 is stopped (steps S50 and S51).

モータ回転数Nの制御は、図7〜図9に示す場合においては、電気進角θを変化させるようにしている。一方、図10〜図12に示す場合においては、通電角αを変化させるようにしている。ただし、電気進角θと通電角αの双方を変化させることにより、モータ回転数Nを制御するようにしても良い。   In the case shown in FIGS. 7 to 9, the motor rotation speed N is controlled by changing the electrical advance angle θ. On the other hand, in the case shown in FIGS. 10 to 12, the conduction angle α is changed. However, the motor rotational speed N may be controlled by changing both the electrical advance angle θ and the energization angle α.

上述のように、このドライバドリル10においては、作業具17の回転数を低速回転と、高速回転と、これらの中間の中速回転に設定することができる。これにより、低負荷高速回転、および高負荷低速回転のみならず、軽負荷での中回転、中トルクでの作業を行うことができ、電動工具の作業性を向上させることができる。   As described above, in the driver drill 10, the rotation speed of the work tool 17 can be set to a low speed rotation, a high speed rotation, and a medium speed rotation between these. Thereby, not only low-load high-speed rotation and high-load low-speed rotation, but also medium-light and medium-torque work with a light load can be performed, and workability of the electric tool can be improved.

このドライバドリル10により作業を行っているときに、作業具17に負荷が加わっても、モータ15は定速運転モードで一定の回転数で駆動される。定速運転モードでは、モータ15に供給される電圧を変化させることなく、コイルに供給される電流の電気進角θや通電角α等の通電タイミングを変化させることにより、モータ回転数を制御するようにしたので、バッテリ36の最大電圧をモータ15に供給することができ、電動工具の作業性を向上させることができる。これにより、バッテリ36を大型化することなく、作業具17の出力を大きくすることができる。ただし、デューティ比を変化させた電圧制御と通電タイミングの制御とを組み合わせて、モータ回転数を制御するようにしても良い。   Even when a load is applied to the work tool 17 when the driver drill 10 is working, the motor 15 is driven at a constant rotational speed in the constant speed operation mode. In the constant speed operation mode, the motor rotation speed is controlled by changing the energization timing such as the electrical advance angle θ and the energization angle α of the current supplied to the coil without changing the voltage supplied to the motor 15. Since it did in this way, the maximum voltage of the battery 36 can be supplied to the motor 15, and the workability | operativity of an electric tool can be improved. Thereby, the output of the working tool 17 can be increased without increasing the size of the battery 36. However, the motor speed may be controlled by combining voltage control with varying duty ratio and control of energization timing.

作業具17に過度の負荷が加わったときには、運転モードが重負荷運転モードに切り換えられて、高トルクかつ低速回転のモードとなるので、重負荷作業を円滑に行うことができ、電動工具の作業性を向上させることができる。ただし、上述したそれぞれの場合において、モータ15に重負荷が加わったときには、重負荷運転モードに設定することなく、モータ15を停止させるようにしても良い。   When an excessive load is applied to the work tool 17, the operation mode is switched to the heavy load operation mode and becomes a high torque and low speed rotation mode. Can be improved. However, in each case described above, when a heavy load is applied to the motor 15, the motor 15 may be stopped without setting the heavy load operation mode.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、モータ15は、三相ブラシレスモータに限られることなく、ロータに永久磁石が設けられていないリラクタンスモータとしても良く、種々のタイプを使用することができる。図1は電動工具としてのドライバドリルを示すが、電動工具としては、カッターやインパクトレンチ等のように、モータを駆動源として作業具を駆動する形態であれば、どのようなものにも本発明を適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the motor 15 is not limited to a three-phase brushless motor, and may be a reluctance motor in which a permanent magnet is not provided in the rotor, and various types can be used. FIG. 1 shows a driver drill as an electric tool, but the electric tool can be applied to any tool as long as the working tool is driven using a motor as a driving source, such as a cutter or an impact wrench. Can be applied.

10 ドライバドリル
11 ケーシング
12 グリップ
13 モータケーシング
14 バッテリ装着部
15 モータ
16 チャック
17 作業具
18 電池パック
19 トリガスイッチ
21 操作パネル
22 入力操作部
23 表示部
24 残量表示部
25 点灯スイッチ
30 モータ主軸
31 ロータ
32 ステータ
33 永久磁石
34 ステータコア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Driver drill 11 Casing 12 Grip 13 Motor casing 14 Battery mounting part 15 Motor 16 Chuck 17 Work tool 18 Battery pack 19 Trigger switch 21 Operation panel 22 Input operation part 23 Display part 24 Remaining quantity display part 25 Lighting switch 30 Motor spindle 31 Rotor 32 Stator 33 Permanent magnet 34 Stator core

Claims (6)

作業具を駆動する電動工具であって、
前記作業具に連結されるロータと、コイルが巻き付けられるステータとを備えたモータが搭載される電動工具本体と、
前記モータの運転モードを入力する入力操作部と、
前記入力操作部の操作により入力された回転数に対応させて、前記コイルに対する電気進角と通電角の少なくともいずれか一方の通電タイミングを設定する通電タイミング設定部と、
を有する電動工具。
An electric tool for driving a work tool,
A power tool main body on which a motor including a rotor coupled to the working tool and a stator around which a coil is wound is mounted;
An input operation unit for inputting an operation mode of the motor;
An energization timing setting unit that sets an energization timing of at least one of an electrical advance angle and an energization angle with respect to the coil in correspondence with the rotation speed input by the operation of the input operation unit;
A power tool having
前記モータに加わる負荷が変化したときに、負荷に応じて電気進角と通電角の少なくともいずれか一方を変化させることにより、モータ回転数を入力操作された運転モードの回転数に設定する、請求項1記載の電動工具。   When the load applied to the motor changes, the motor rotation speed is set to the rotation speed of the input operation mode by changing at least one of the electrical advance angle and the energization angle according to the load. Item 1. The electric tool according to Item 1. 前記モータに重負荷判定用の閾値を超える負荷が加わったときに、前記モータの運転モードを低回転かつ高トルクの重負荷運転モードに設定する、請求項1または2記載の電動工具。   The electric tool according to claim 1 or 2, wherein when a load exceeding a heavy load determination threshold is applied to the motor, the operation mode of the motor is set to a low load and high torque heavy load operation mode. 前記モータの運転モードは、前記入力操作部により高回転と低回転と少なくとも1種類の中間回転とを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動工具。   The electric tool according to claim 1, wherein the operation mode of the motor includes high rotation, low rotation, and at least one kind of intermediate rotation by the input operation unit. 前記モータの運転モードは、前記入力操作部により高回転と低回転とこれらの間の回転数の任意の中間回転数とを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動工具。   The electric tool according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation mode of the motor includes a high rotation, a low rotation, and an arbitrary intermediate rotation number between the rotations by the input operation unit. 前記モータ回転数を表示する表示部を前記電動工具本体に設けた、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動工具。   The power tool according to claim 1, wherein a display unit that displays the motor rotation speed is provided in the power tool main body.
JP2013157954A 2013-07-30 2013-07-30 Electric power tool Pending JP2015027710A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013157954A JP2015027710A (en) 2013-07-30 2013-07-30 Electric power tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013157954A JP2015027710A (en) 2013-07-30 2013-07-30 Electric power tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015027710A true JP2015027710A (en) 2015-02-12

Family

ID=52491806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013157954A Pending JP2015027710A (en) 2013-07-30 2013-07-30 Electric power tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015027710A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018198673A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 工機ホールディングス株式会社 Electric tool
CN113195138A (en) * 2018-12-20 2021-07-30 株式会社牧田 Drilling tool

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018198673A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 工機ホールディングス株式会社 Electric tool
JPWO2018198673A1 (en) * 2017-04-28 2020-03-12 工機ホールディングス株式会社 Electric tool
US11211894B2 (en) 2017-04-28 2021-12-28 Koki Holdings Co., Ltd. Electric tool
JP7095688B2 (en) 2017-04-28 2022-07-05 工機ホールディングス株式会社 Electric tool
CN113195138A (en) * 2018-12-20 2021-07-30 株式会社牧田 Drilling tool
CN113195138B (en) * 2018-12-20 2023-11-14 株式会社牧田 Drilling tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7697826B2 (en) Hand-guided or stationary power tool having a drive unit
JP5648469B2 (en) Electric tool
JP5182562B2 (en) Electric tool
JP5472683B2 (en) Electric tool
US10171011B2 (en) Electric tool
JP5942500B2 (en) Electric tool
US8931576B2 (en) Power tool for performing soft-start control appropriated for motor load
WO2015129358A1 (en) Work tool
JP2003200363A (en) Battery type power tool
JP2011016210A (en) Power tool
JP6283161B2 (en) Work machine with operation rod
JP2013111734A (en) Electric tool
US20230108641A1 (en) Power tool receiving different capacity battery packs
JP6764255B2 (en) Electric work machine
JP2008296323A (en) Power tool
JP2015027710A (en) Electric power tool
WO2018082496A1 (en) Electric tool and control method therefor
US20210234481A1 (en) Motor braking coil for a power tool
JPWO2018198673A1 (en) Electric tool
JP2019033649A (en) Electric tool
US10256701B2 (en) Electric power tool and method for driving brushless motor thereof
JP2004023823A (en) Controller of brushless dc motor
JP2004048829A (en) Brushless dc motor
JP6953113B2 (en) tool
JP2015009289A (en) Electric tool