JP2016055392A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】操作スイッチがオンの状態で電池パックが装着された場合にモータの回転を防止する機能を備える低消費電力の電動工具を提供する。【解決手段】電動工具１において、積分回路１０は、電池パック２の装着タイミングに対して保持回路２０の電源電圧の立ち上がり完了を遅延させる。一方、電池パック２が装着され且つ操作スイッチ３がオンされると、コンデンサＣ２は、保持回路２０に起動の契機となる信号を一時的に供給する。このため、操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１に電池パック２が装着されても、装着時に保持回路２０の電源電圧が立ち上がっていないため保持回路２０は起動せず、このためマイコン５も起動することはなく、モータ４も駆動されない。【選択図】図１

Description

本発明は、電池パックを着脱可能に装着する電動工具に関する。

着脱可能に装着した電池パックの電力で動作するコードレスタイプの電動工具が従来から知られている。コードレスタイプの電動工具では、使用者が操作スイッチ（例えばトリガスイッチ）をオンすると、電池パックからモータに電力が供給される。使用者が操作スイッチから手を離しても前記操作スイッチのオン状態を維持するオンロック機能を備える電動工具も知られている。下記特許文献１は、コードレスタイプの電動工具において、トリガスイッチがオンされた状態で電池パックが装着された場合に、モータに電力の供給がされて不意に動作を始めてしまうことを防止する技術を開示する。

特開２００８−６２３４３号公報

特許文献１の電動工具では、電池パックを装着した状態では、同文献図１の点Ａを経由して同図のＦＥＴ４１０を常にオンさせているため、低消費電力化の点で改善の余地があった。特に、電池パックの残容量が少ない状態で長期間放置された場合には、ＦＥＴ４１０での電力消費により電池パックが過放電状態になるリスクがあった。

また、電動工具の制御は複雑化しており、モータ等の制御にはマイコンを用いることも多くなっている。例えばステータ側に複数のコイルを有し、このコイルの励磁を切り替えることでロータを回転させるブラシレスモータや誘導モータを駆動源とする電動工具の場合、制御部にはマイコンを用いて細かなデューティ制御を行うのが一般的である。このため、上記のような技術を用いる場合に、マイコンでの電力消費が発生する構成にすると、低消費電力化に反し、また長期間放置された場合に制御部での電力消費により電池パックが過放電状態になるリスクがあった。

また、このモータを駆動源とする場合、トリガスイッチはモータを駆動するインバータ回路の制御信号を発生させるために設けられており、電池パックとモータとの放電経路とは別の場所に配置し、機械式接点を持たないものが一般的であった。そのため、トリガスイッチの状態にかかわらず、電池パックとモータ（それを駆動するインバータ回路）は常に接続された状態となっており、モータやインバータ回路等により電池パックの電力が消費されていた。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、電池パックの消費電力を抑える電動工具を提供することにある。また、別の目的は、操作スイッチがオンの状態で電池パックが装着された場合にモータの回転を防止する機能を備える低消費電力の電動工具を提供することにある。

本発明のある態様は、電池パックを着脱可能に装着する電動工具であって、
ロータと、複数のコイルを有するステータとを有し、前記複数のコイルの励磁を切り替えることで前記ロータを回転させるモータと、
前記複数のコイルの励磁を切り替えるスイッチング素子を有し、前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部を制御する制御部と、
作業者により操作され、前記電池パックから前記モータへの電力供給のオンオフを切り替える機械式接点を有する操作スイッチと、を備え、
前記操作スイッチは前記電池パックと前記モータとの放電経路に設けられ、前記操作スイッチがオフの場合に、前記電池パックから前記モータ駆動部及び前記制御部への電力供給を遮断するように構成したことを特徴とする。

前記操作スイッチは、前記制御部及び前記駆動部よりも前記電池パック側に設けられていてもよい。

前記操作スイッチの入力側と前記制御部との間に設けられ、前記電池パックから前記制御部への電力供給の保持する保持回路と、
前記操作スイッチの入力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックの装着から所定時間経過後に前記保持回路の電源電圧の立ち上げを完了する遅延回路と、
前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックが装着され且つ前記操作スイッチがオンされると、前記保持回路に起動の契機となる信号を一時的に供給する起動回路と、を備えてもよい。

前記遅延回路が積分回路であってもよい。

前記起動回路は、前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられたコンデンサを含んでもよい。

本発明のもう１つの態様は、電池パックを着脱可能に装着する電動工具であって、
モータと、
前記モータを制御する制御部と、
装着した電池パックから前記モータへの電力供給のオンオフを切り替える操作スイッチと、
前記操作スイッチの入力側と前記制御部との間に設けられ、前記電池パックから前記制御部への電力供給のオンオフを切り替えるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の制御端子に、前記スイッチング素子がオンするために必要な電圧を印加、保持する保持回路と、
前記操作スイッチの入力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックの装着から所定時間経過後に前記保持回路の電源電圧の立ち上げを完了する遅延回路と、
前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックが装着され且つ前記操作スイッチがオンされると、前記保持回路に起動の契機となる信号を一時的に供給する起動回路と、を備える。

前記遅延回路が積分回路であってもよい。

前記起動回路は、前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられたコンデンサを含んでもよい。

前記操作スイッチがオフされた後、前記保持回路を停止すると共に前記コンデンサを放電するシャットダウン回路を備えてもよい。

前記制御部は、前記操作スイッチがオフになったことを検出した後、前記保持回路を停止させるシャットダウン信号を送出してもよい。

前記スイッチング素子を経由して前記制御部に電力が供給されているときに前記保持回路の電源電圧を低下させる放電回路を備えてもよい。

前記操作スイッチのオン状態を維持するオンロック機能を備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電池パックの消費電力を抑えた電動工具を提供することができる。また、操作スイッチがオンの状態で電池パックが装着された場合にモータの回転を防止する機能を備える低消費電力の電動工具を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電動工具１の回路図。 図１に示す電動工具１における、電池パック２の装着後に操作スイッチ３をオンした場合の各部（点Ａ〜Ｉ）の電圧（点Ｄのみ電流）のタイムチャート。 図１に示す電動工具１における、操作スイッチ３をオンした状態で電池パック２を装着した場合の各部（点Ａ〜Ｉ）の電圧（点Ｄのみ電流）のタイムチャート。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る電動工具１の回路図である。電動工具１は、電池パック２を着脱可能に装着し、電池パック２からの電力で動作するコードレスタイプの電動工具である。電池パック２は、リチウムイオン二次電池等の電池セルを少なくとも１つ（図示の例では５つ）内蔵する。

電動工具１は、操作スイッチ３と、モータ４と、制御部としてのマイコン５と、モータ駆動部としてのインバータ回路７と、スイッチング素子Ｑ１０と、遅延回路としての積分回路１０と、保持回路２０と、起動回路を構成するコンデンサＣ２と、シャットダウン回路を構成するスイッチング素子Ｑ１３と、放電回路３０と、レギュレータ（電源回路）４０と、スイッチ状態検出回路５０と、を備える。

操作スイッチ３は例えばトリガスイッチであり、使用者が操作スイッチ３を操作することで、インバータ回路７及びモータ４への電力供給のオンオフが切り替えられる。好ましくは、電動工具１はオンロック機能を備え、操作スイッチ３は、使用者が手を離してもオン状態を維持可能である。モータ４は、ここでは三相ブラシレスモータであり、インバータ回路７によって駆動される。インバータ回路７は、三相ブリッジ接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と、ドライバＩＣ６とを含み、制御部としてのマイコン５によって例えばＰＷＭ制御される。なお、モータ４としては、ロータとステータを有し、ステータ側に設けた複数のコイルの励磁をインバータ回路７（スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６）で切り替えることでロータを回転する構成である誘導モータであってもよい。また、整流子付きの整流子モータであってもよい。操作スイッチ３は電池パック２とモータ駆動部となるインバータ回路７とを繋ぐ電流経路（放電経路）内に配置されており、操作スイッチ３がオフのときには電池パック２とインバータ回路７との電流経路は遮断される。また、後述するように操作スイッチ３がオフのときにはマイコン５への電力供給も遮断される。また、操作スイッチ３は機械式の接点を有し、操作スイッチ３がオンのときには機械式接点が閉じ、オフのときには開く構成となっている。

スイッチング素子Ｑ１０は、ここではＰＮＰバイポーラトランジスタであり、操作スイッチ３の入力側（電動工具１のプラス端子）とマイコン５との間に設けられ、電池パック２からマイコン５への電力供給のオンオフを切り替える。保持回路２０は、スイッチング素子Ｑ１０の制御端子としてのベースに、スイッチング素子Ｑ１０がオンするために必要な電圧を印加、保持する。積分回路１０は、操作スイッチ３の入力側と保持回路２０との間に設けられ、電池パック２の装着から所定時間経過後に保持回路２０の電源電圧の立ち上げを完了する。

コンデンサＣ２は、操作スイッチ３の出力側と保持回路２０との間に設けられ、操作スイッチ３がオンされると保持回路２０に起動の契機となる信号を所定時間だけ供給する。スイッチング素子Ｑ１３は、操作スイッチ３がオフされた後、マイコン５からのシャットダウン信号によりターンオンされ、保持回路２０を停止すると共にコンデンサＣ２を放電する。放電回路３０は、スイッチング素子Ｑ１０を経由してマイコン５に電力が供給されているときに電池パック２が取り外されると、保持回路２０の電源電圧を低下させる（積分回路１０のコンデンサＣ１を放電させる）。なお、放電回路３０は、スイッチング素子Ｑ１０を経由してマイコン５に電力が供給されているときは電池パック２が取り外される前においても保持回路２０の電源電圧を低下させるように動作するが、それと同時に積分回路１０のコンデンサＣ１が電池パック２により充電されるため、結果としてコンデンサＣ１は充電された状態に維持される。

レギュレータ４０は、例えばスイッチングレギュレータ（スイッチング電源回路）であり、電池パック２の電圧をマイコン５の動作用の電圧に変換してマイコン５に供給する。スイッチ状態検出回路５０は、操作スイッチ３のオンオフ状態を検出し、マイコン５にフィードバックする。マイコン５は、ドライバＩＣ６を介してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子としてのゲートに駆動信号（例えばＰＷＭ信号）を印加する。

以下、電動工具１の具体的な回路構成を説明する。積分回路１０は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１からなる。保持回路２０は、抵抗Ｒ３〜Ｒ６及びスイッチング素子Ｑ７,Ｑ８からなる。スイッチング素子Ｑ７は、ここではＰＮＰバイポーラトランジスタである。スイッチング素子Ｑ８は、ここではＮチャンネル型ＦＥＴである。放電回路３０は、抵抗Ｒ９〜Ｒ１１、スイッチング素子Ｑ９、ダイオードＤ１、及びコンデンサＣ３からなる。スイッチング素子Ｑ９は、ここではＮチャンネル型ＦＥＴである。スイッチ状態検出回路５０は、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１５及びスイッチング素子Ｑ１１,Ｑ１２からなる。スイッチング素子Ｑ１１は、ここではＮチャンネル型ＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１２は、ここではＰＮＰバイポーラトランジスタである。

抵抗Ｒ１の一端は、操作スイッチ３の入力側に接続される。抵抗Ｒ１の他端は、コンデンサＣ１の一端に接続される。コンデンサＣ１の他端はグランドに接続される。スイッチング素子Ｑ７のエミッタは、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の相互接続点に接続される。スイッチング素子Ｑ７のコレクタは、抵抗Ｒ５の一端に接続される。抵抗Ｒ５の他端は、スイッチング素子Ｑ８のゲート（制御端子）及び抵抗Ｒ６の一端に接続される。抵抗Ｒ６の他端はグランドに接続される。抵抗Ｒ３の一端は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の相互接続点に接続される。抵抗Ｒ３の他端は、スイッチング素子Ｑ７のベース（制御端子）及び抵抗Ｒ４の一端に接続される。抵抗Ｒ４の他端は、スイッチング素子Ｑ８のドレインに接続される。スイッチング素子Ｑ８のソースはグランドに接続される。

スイッチング素子Ｑ１０のエミッタは、操作スイッチ３の入力側に接続される。スイッチング素子Ｑ１０のベース、エミッタ間には抵抗Ｒ７が設けられる。スイッチング素子Ｑ１０のベースは、抵抗Ｒ８の一端に接続される。抵抗Ｒ８の他端は、抵抗Ｒ４とスイッチング素子Ｑ８の相互接続点に接続される。スイッチング素子Ｑ１０のコレクタは、レギュレータ４０の入力端子に接続される。レギュレータ４０の出力端子は、マイコン５の電源入力端子、スイッチング素子Ｑ１１のゲート（制御端子）、及びダイオードＤ１のアノードに接続される。ダイオードＤ１のカソードは、抵抗Ｒ１０の一端に接続される。抵抗Ｒ１０の他端は、スイッチング素子Ｑ９のゲート（制御端子）、抵抗Ｒ１１の一端、及びコンデンサＣ３の一端に接続される。抵抗Ｒ１１の他端はグランドに接続される。コンデンサＣ３の他端はグランドに接続される。抵抗Ｒ９の一端は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の相互接続点に接続される。抵抗Ｒ９の他端は、スイッチング素子Ｑ９のドレインに接続される。スイッチング素子Ｑ９のソースはグランドに接続される。

コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２の一端は、操作スイッチ３の出力側に接続される。抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続される。コンデンサＣ２の他端は、スイッチング素子Ｑ１３のドレイン及びスイッチング素子Ｑ８のゲートに接続される。スイッチング素子Ｑ１３のソースはグランドに接続される。スイッチング素子Ｑ１３のゲート（制御端子）は、マイコン５のシャットダウン信号出力端子に接続される。

抵抗Ｒ１２の一端は、操作スイッチ３の出力側に接続される。抵抗Ｒ１２の他端は、抵抗Ｒ１３の一端及びスイッチング素子Ｑ１２のベース（制御端子）に接続される。抵抗Ｒ１３の他端は、スイッチング素子Ｑ１１のドレインに接続される。スイッチング素子Ｑ１１のソースはグランドに接続される。スイッチング素子Ｑ１２のエミッタは、操作スイッチ３の出力側に接続される。スイッチング素子Ｑ１２のコレクタは、抵抗Ｒ１４の一端に接続される。抵抗Ｒ１４の他端は、抵抗Ｒ１５の一端及びマイコン５のスイッチ状態検出信号入力端子に接続される。抵抗Ｒ１５の他端はグランドに接続される。

図２は、図１に示す電動工具１における、電池パック２の装着後に操作スイッチ３をオンした場合の各部（点Ａ〜Ｉ）の電圧（点Ｄのみ電流）のタイムチャートである。図２の例では、時刻ｔ１において電動工具１に電池パック２が装着（接続）され、時刻ｔ２において操作スイッチ３がオンされ、時刻ｔ３において操作スイッチ３がオフされ、時刻ｔ５において電動工具１から電池パック２が取り外される。

時刻ｔ１において電動工具１に電池パック２が装着されると、操作スイッチ３の入力側の電圧（点Ａの電圧）は直ちに電池パック２の出力電圧まで上昇し、積分回路１０に電流が流れてコンデンサＣ１に電荷が貯まり、保持回路２０の電源電圧（点Ｃの電圧）が緩やかに立ち上がる。立ち上がりのスピードは、抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣ１の容量値で決まる時定数に依存する。すなわち、抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣ１の容量値の選択により、積分回路１０の出力電圧（点Ｃの電圧）の立ち上がりスピードを任意に設定できる。時刻ｔ１における電池パック２の装着後、所定時間が経過すると、保持回路２０の電源電圧の立ち上げが完了する。

保持回路２０の電源電圧が立ち上がった後の時刻ｔ２において操作スイッチ３がオンされると、操作スイッチ３の出力側の電圧（点Ｂの電圧）は直ちに電池パック２の出力電圧まで上昇し、操作スイッチ３の出力側、コンデンサＣ２、及び抵抗Ｒ６を通る経路に一時的に電流が流れ（図２の点Ｄの電流波形を参照）、コンデンサＣ２の出力側の電圧（点Ｄの電圧）が立ち上がる。すなわち、コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ６と微分回路を構成しており、操作スイッチ３がオンされると、自身を通る経路（点Ｄを通る経路）に一時的に電流を流すことで、点Ｄの電圧を立ち上げる。点Ｄの電圧は、保持回路２０のスイッチング素子Ｑ８のゲート電圧であり、点Ｄに一時的に流れる電流は、保持回路２０の起動の契機となる信号である。換言すれば、コンデンサＣ２は、操作スイッチ３がオンされると、保持回路２０に起動の契機となる信号を一時的に供給する。

時刻ｔ２において点Ｄの電圧が立ち上がると、保持回路２０の電源電圧は既に立ち上がっているので、スイッチング素子Ｑ８がターンオンする。すると、抵抗Ｒ３,Ｒ４及びスイッチング素子Ｑ８を通る経路に電流が流れ、スイッチング素子Ｑ７のベース、エミッタ間が順バイアスになり、スイッチング素子Ｑ７がターンオンする。すると、スイッチング素子Ｑ７及び抵抗Ｒ５,Ｒ６を通る経路に電流が流れ、点Ｄの電圧は、コンデンサＣ２に電流が流れなくなっても立ち上がったままとなり、スイッチング素子Ｑ８はオンに維持される。なお、時刻ｔ２において保持回路２０が起動すると、保持回路２０に流れる電流により保持回路２０の電源電圧は若干低下するが、保持回路２０の動作に必要な電源電圧レベルは確保される。図２においては、保持回路２０の起動による保持回路２０の電源電圧の低下は図示を省略している。

一方、時刻ｔ２においてスイッチング素子Ｑ８がターンオンすると、操作スイッチ３の入力側（点Ａ）、抵抗Ｒ７,Ｒ８、スイッチング素子Ｑ８を通る経路に電流が流れスイッチング素子Ｑ１０のベース、エミッタ間が順バイアスになり、スイッチング素子Ｑ１０がターンオンする。すると、レギュレータ４０の入力側の電圧（点Ｅの電圧）が立ち上がり、レギュレータ４０が起動し、レギュレータ４０の出力側の電圧（点Ｆの電圧）も立ち上がる。すると、マイコン５に電源電圧が供給され、マイコン５が起動する。また、スイッチ状態検出回路５０のスイッチング素子Ｑ１１がターンオンし、操作スイッチ３の出力側（点Ｂ）、抵抗Ｒ１２,Ｒ１３、及びスイッチング素子Ｑ１１を通る経路に電流が流れ、スイッチング素子Ｑ１２のベース、エミッタ間が順バイアスになり、スイッチング素子Ｑ１２がターンオンする。すると、操作スイッチ３の出力側（点Ｂ）、スイッチング素子Ｑ１２、及び抵抗Ｒ１４,Ｒ１５を通る経路に電流が流れ、抵抗Ｒ１４,Ｒ１５の相互接続点（点Ｇ）の電圧が立ち上がる。点Ｇの電圧は、スイッチ状態検出信号としてマイコン５に入力される。マイコン５は、スイッチ状態検出信号がハイレベルであることを検出すると、インバータ回路７を制御してモータ４を駆動する。他方、レギュレータ４０の出力側の電圧（点Ｆの電圧）が立ち上がると、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１０、並びに並列接続されたコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ１１を通る経路に電流が流れ、スイッチング素子Ｑ９のゲート電圧（点Ｉの電圧）が緩やかに立ち上がる。

時刻ｔ３において操作スイッチ３がオフされると、操作スイッチ３の出力側の電圧（点Ｂの電圧）は直ちにグランド電位まで低下し、操作スイッチ３の出力側、抵抗Ｒ１２,Ｒ１３、及びスイッチング素子Ｑ１１を通る経路の電流が止まり、スイッチング素子Ｑ１２がターンオフする。すると、点Ｇの電圧がグランド電位まで低下し、マイコン５は、操作スイッチ３がオフされたことを検出し、モータ４の駆動を停止する。

マイコン５は、時刻ｔ３において操作スイッチ３がオフされた後の時刻ｔ４において、スイッチング素子Ｑ１３のゲートにシャットダウン信号を送出する（図２の点Ｈの電圧波形を参照）。操作スイッチ３がオフされたことを検出してからシャットダウン信号を送出するまでの待ち時間は、設けなくてもよいし、１０秒程度あるいは１０分程度であってもよく、任意に設定することができる。スイッチング素子Ｑ１３は、シャットダウン信号によりターンオンし、これによりコンデンサＣ２が放電されると共にスイッチング素子Ｑ８のゲート電圧がグランド電位まで低下してスイッチング素子Ｑ８がターンオフする（保持回路２０が停止する）。すると、スイッチング素子Ｑ１０のベース、エミッタ間電流の経路が遮断され、スイッチング素子Ｑ１０がターンオフし、レギュレータ４０が停止する（点Ｅ,Ｆの電圧は低下する）。点Ｆの電圧が低下すると、マイコン５が停止すると共に、ダイオードＤ１を通る電流が止まり、スイッチング素子Ｑ９のゲート電圧（点Ｉの電圧）は、コンデンサＣ３の電荷が抵抗Ｒ１１を経由して放電されるのに伴って緩やかに低下する。このため、スイッチング素子Ｑ９は、点Ｆの電圧が低下してからも一定時間はオン状態を維持してからターンオフする。なお、図示は省略したが、シャットダウン信号により保持回路２０が停止した後、操作スイッチ３が再度オンされた場合の動作は、時刻ｔ２以降と同様である。また、シャットダウン信号により保持回路２０が停止する前に操作スイッチ３が再度オンされた場合は、マイコン５は、スイッチ状態検出信号の立ち上がりを検出してモータ４を駆動する。操作スイッチ３がオフされた後の時刻ｔ５において電池パック２が電動工具１から取り外されると、コンデンサＣ１の放電経路がなくなるため保持回路２０の電源電圧はその状態を維持する。なお、操作スイッチ３のオフ後、シャットダウン信号の送出前に電池パック２が取り外された場合、スイッチング素子Ｑ９は電池パック２を取り外してから一定時間はオン状態を維持するため、積分回路１０のコンデンサＣ１の電荷は放電回路３０によって素早く放電され、保持回路２０の電源電圧は素早く低下する。また、時刻ｔ５において電池パック２が電動工具１から取り外された後、操作スイッチ３がオンされると、抵抗Ｒ１、操作スイッチ３、及び抵抗Ｒ２を通る放電経路が形成され、放電回路３０とは独立してコンデンサＣ１の電荷が放電される。一方、時刻ｔ５において電池パック２が電動工具１から取り外された後、操作スイッチ３がオンされることなく電池パック２が電動工具１に装着された場合（通常接続時）にはコンデンサＣ１の電荷は残っているが、操作スイッチ３がオフなので誤動作の恐れはなく、操作スイッチ３をオンにする前に保持回路２０の電源電圧が立ち上がっている状態になるため、図２のｔ２以降と同様に動作し問題はない。

図３は、図１に示す電動工具１における、操作スイッチ３をオンした状態で電池パック２を装着した場合の各部（点Ａ〜Ｉ）の電圧（点Ｄのみ電流）のタイムチャートである。図３の例では、時刻ｔ１１において、操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１に電池パック２が装着（接続）され、時刻ｔ１２において電動工具１から電池パック２が取り外される。

時刻ｔ１１において操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１に電池パック２が装着されると、操作スイッチ３の入力側（点Ａ）及び出力側（点Ｂ）の電圧は、直ちに電池パック２の出力電圧まで上昇する。点Ａの電圧上昇により、図２の場合と同様に、保持回路２０の電源電圧（点Ｃの電圧）が緩やかに立ち上がる。一方、点Ｂの電圧上昇により、図２の場合と同様に、コンデンサＣ２に一時的に電流が流れる（保持回路２０に起動の契機となる信号が一時的に供給される）。すると、保持回路２０のスイッチング素子Ｑ８のゲート電圧は一時的に立ち上がるものの、この時点では保持回路２０の電源電圧（点Ｃの電圧）が立ち上がっていないため、保持回路２０は起動しない。したがって、マイコン５は起動せず、モータ４が駆動されることもない。その後、時刻ｔ１２において操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１から電池パック２が取り外されると、積分回路１０のコンデンサＣ１の電荷は、操作スイッチ３及び抵抗Ｒ２を通って放電され、保持回路２０の電源電圧が緩やかに低下する。なお、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間に操作スイッチ３を一旦オフにすると、コンデンサＣ２の電荷は抵抗Ｒ２を経由して放電され、その後に操作スイッチ３を再度オンにすれば、図２の時刻ｔ２以降と同様に電動工具１を動作させることができる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 操作スイッチ３を電池パック２とブラシレスモータ４の放電経路に設け、操作スイッチ３がオフの場合に、電池パック２からインバータ回路７及びマイコン５への電力供給を遮断するように構成したため、操作スイッチ３がオンにならない限りインバータ回路７及びマイコン５での電力消費を抑えることができる。したがって、操作スイッチ３がオフの状態での低消費電力で実現できる。

(2) 積分回路１０により電池パック２の装着タイミングに対して保持回路２０の電源電圧の立ち上がり完了を遅延させる一方、電池パック２が装着され且つ操作スイッチ３がオンされたときはコンデンサＣ２により保持回路２０に起動の契機となる信号を一時的に供給するため、操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１に電池パック２が装着されても、装着時に保持回路２０の電源電圧が立ち上がっていないため保持回路２０は起動せず、このためマイコン５も起動することはなく、モータ４も駆動されない。また、このとき、オン状態のまま維持されるスイッチング素子は存在しない。操作スイッチ３がオフの状態で電動工具１に電池パック２が装着された場合も、オン状態のまま維持されるスイッチング素子は存在しない。したがって、操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１に電池パック２が装着された場合のモータ４の回転防止を低消費電力で実現できる。また、操作スイッチ３がオフの状態で電動工具１に電池パック２が装着された場合も低消費電力を実現できる。

(3) マイコン５は、操作スイッチ３がオフになったことを検出した後、シャットダウン信号を送出して保持回路２０を停止させることで自身も動作を停止し、またオン状態のまま維持されるスイッチング素子もなくなるため、非動作時の消費電力を低減することができる。

(4) シャットダウン信号の送出前に電池パック２が取り外されると、放電回路３０が積分回路１０のコンデンサＣ１の電荷を直ちに放電するため、次に操作スイッチ３がオンの状態で電動工具１に電池パック２が装着された場合の誤動作対策を確実に実行できる。なお、シャットダウン信号の送出後、放電回路３０のスイッチング素子Ｑ９がオフになってから電池パック２が取り外された場合、次に電池パック２が装着される前に操作スイッチ３がオンされると、積分回路１０のコンデンサＣ１の電荷は、操作スイッチ３及び抵抗Ｒ２を通って放電されるが、抵抗Ｒ２の抵抗値が大きいため放電回路３０による放電と比較して時間を要する。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

遅延回路は、電池パック２の装着タイミングに対して保持回路２０の電源電圧の立ち上がり完了を遅延させる機能を有する限り、積分回路１０以外の遅延回路であってもよい。起動回路は、保持回路２０に起動の契機となる信号を一時的に供給するものであれば、コンデンサＣ２に替えて、コイルを用いて構成してもよい。

１ 電動工具、２ 電池パック、３ 操作スイッチ、４ モータ、５ 制御部、６ ドライバＩＣ、７ インバータ回路（モータ駆動部）、１０ 積分回路（遅延回路）、２０ 保持回路、３０ 放電回路、４０ レギュレータ（電源回路）、５０ スイッチ状態検出回路

Claims (12)

1. 電池パックを着脱可能に装着する電動工具であって、
   ロータと、複数のコイルを有するステータとを有し、前記複数のコイルの励磁を切り替えることで前記ロータを回転させるモータと、
   前記複数のコイルの励磁を切り替えるスイッチング素子を有し、前記モータを駆動するモータ駆動部と、
   前記モータ駆動部を制御する制御部と、
   作業者により操作され、前記電池パックから前記モータへの電力供給のオンオフを切り替える機械式接点を有する操作スイッチと、を備え、
   前記操作スイッチは前記電池パックと前記モータとの放電経路に設けられ、前記操作スイッチがオフの場合に、前記電池パックから前記モータ駆動部及び前記制御部への電力供給を遮断するように構成した、電動工具。
2. 前記操作スイッチは、前記制御部及び前記駆動部よりも前記電池パック側に設けられている、請求項１に記載の電動工具。
3. 前記操作スイッチの入力側と前記制御部との間に設けられ、前記電池パックから前記制御部への電力供給の保持する保持回路と、
   前記操作スイッチの入力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックの装着から所定時間経過後に前記保持回路の電源電圧の立ち上げを完了する遅延回路と、
   前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックが装着され且つ前記操作スイッチがオンされると、前記保持回路に起動の契機となる信号を一時的に供給する起動回路と、を備える、請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記遅延回路が積分回路である、請求項３に記載の電動工具。
5. 前記起動回路は、前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられたコンデンサを含む、請求項３又は４に記載の電動工具。
6. 電池パックを着脱可能に装着する電動工具であって、
   モータと、
   前記モータを制御する制御部と、
   装着した電池パックから前記モータへの電力供給のオンオフを切り替える操作スイッチと、
   前記操作スイッチの入力側と前記制御部との間に設けられ、前記電池パックから前記制御部への電力供給のオンオフを切り替えるスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子の制御端子に、前記スイッチング素子がオンするために必要な電圧を印加、保持する保持回路と、
   前記操作スイッチの入力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックの装着から所定時間経過後に前記保持回路の電源電圧の立ち上げを完了する遅延回路と、
   前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられ、電池パックが装着され且つ前記操作スイッチがオンされると、前記保持回路に起動の契機となる信号を一時的に供給する起動回路と、を備える、電動工具。
7. 前記遅延回路が積分回路である、請求項６に記載の電動工具。
8. 前記起動回路は、前記操作スイッチの出力側と前記保持回路との間に設けられたコンデンサを含む、請求項６又は７に記載の電動工具。
9. 前記操作スイッチがオフされた後、前記保持回路を停止すると共に前記コンデンサを放電するシャットダウン回路を備える、請求項８に記載の電動工具。
10. 前記制御部は、前記操作スイッチがオフになったことを検出した後、前記保持回路を停止させるシャットダウン信号を送出する、請求項６から９のいずれか一項に記載の電動工具。
11. 前記スイッチング素子を経由して前記制御部に電力が供給されているときに前記保持回路の電源電圧を低下させる放電回路を備える、請求項６から１０のいずれか一項に記載の電動工具。
12. 前記操作スイッチのオン状態を維持するオンロック機能を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電動工具。

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