JP2708916B2 - Electric tool - Google Patents

Electric tool

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JP2708916B2
JP2708916B2 JP1326392A JP32639289A JP2708916B2 JP 2708916 B2 JP2708916 B2 JP 2708916B2 JP 1326392 A JP1326392 A JP 1326392A JP 32639289 A JP32639289 A JP 32639289A JP 2708916 B2 JP2708916 B2 JP 2708916B2
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brushless motor
circuit
control circuit
output
motor
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耕児 宗進
博昭 小新
真一 岡本
敏治 大橋
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ブラシレスモータを用い長寿命を実現する
ドリルやドライバ等の電動工具に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power tool such as a drill and a driver that uses a brushless motor to achieve a long life.

[従来の技術] 従来、充電式の電動工具においては、ブラシ付きの直
流電動機が多く用いられており、その寿命は直流電動機
のブラシの寿命によるところが大きく、ブラシそのもの
の交換が可能な工具も多くみられる。
[Prior art] Conventionally, in a rechargeable power tool, a DC motor with a brush is often used, and the life thereof largely depends on the life of the brush of the DC motor, and there are many tools that can replace the brush itself. Seen.

近年、モータの長寿命化については、一般にブラシレ
スモータを採用すれば摩耗部分が軸受けだけとなり、非
常に長寿命化が可能でメンテナンスフリーをうたったロ
ボット、工具等が多く発表されている。
In recent years, in order to extend the life of a motor, a lot of robots, tools, and the like, which generally have a very long life and are maintenance-free when a brushless motor is used, have only wear parts, have been announced.

この種の充電工具は第9図に示すものが一般的な形状
である。その本体21の内部には、ブラシレスモータ22が
配設されており、ブラシレスモータ22の回転軸には減速
ギア23が取着され、減速ギア23の出力軸にはチャック24
が設けてある。また、ハンドル25の内部に充電可能な電
池26が納装してあり、ハンドル25の上部には電源用のス
イッチレバー27が取着されている。
This type of charging tool has a general shape shown in FIG. A brushless motor 22 is provided inside the main body 21, a reduction gear 23 is attached to a rotation shaft of the brushless motor 22, and a chuck 24 is attached to an output shaft of the reduction gear 23.
Is provided. A rechargeable battery 26 is provided inside the handle 25, and a power switch lever 27 is attached to the upper portion of the handle 25.

以下、具体的に従来技術を第5図〜第8図に基づいて
説明する。充電式電動工具用のブラシレスモータにおい
て、ホール素子HU,HV,HWは、第5図及び第6図に示すよ
うに機械角60゜で配置されており、空隙を介して対向し
た各永久磁石回転子1の磁極あるいは位置検知用磁石の
磁束密度に応じた信号を出力する。その信号は第8図
(a)〜(c)に示すように、各々の位相が2π/3ずつ
ずれた正弦波状の電圧波形となり、この信号から3相バ
イポーラ駆動回路に必要な信号列を作成する分配回路2
を通じ、各コイルLU,LV,LWに接続した6個のパワーMOSF
ETTr16〜Tr21を駆動するための第8図(d)〜(i)に
示すような6個の信号例を出力する。第8図(d)〜
(i)に示す6個の信号列出力のうち、第8図(e),
(g),(i)に示す出力は、PNP,NPN型のトランジス
タからなるトランジスタブリッジ54〜56より1組のハー
フブリッジの下側のパワーMOSFETTr19〜Tr21のゲートを
第8図(k)(m)(o)に示すように駆動する。
Hereinafter, the prior art will be specifically described with reference to FIGS. In the brushless motor for a rechargeable power tool, the Hall elements H U , H V , and H W are arranged at a mechanical angle of 60 ° as shown in FIGS. 5 and 6, and are opposed to each other via a gap. A signal corresponding to the magnetic pole of the permanent magnet rotor 1 or the magnetic flux density of the position detecting magnet is output. As shown in FIGS. 8 (a) to 8 (c), the signals are sinusoidal voltage waveforms whose phases are shifted by 2π / 3, and a signal train required for a three-phase bipolar drive circuit is created from these signals. Distribution circuit 2
Power MOSF connected to each coil L U , L V , L W
It outputs six signal examples as shown in FIGS. 8 (d) to (i) for driving the ETTr 16 to Tr 21 . Fig. 8 (d)-
8 (e) out of the six signal train outputs shown in FIG.
(G), the output shown in (i) is, PNP, Figure 8 a gate of the lower power MOSFETTr 19 ~Tr 21 of a pair of half-bridge from transistor bridge 5 4-5 6 consisting of NPN type transistors ( k) Drive as shown in (m) and (o).

ここで、分配回路2の出力(第8図(e)(g)
(i))がHレベルの時、トランジスタブリッジ54〜56
の出力はHレベルとなり、パワーMOSFETTr19〜Tr21はオ
ンとなる。また、分配回路2の出力(第8図(e)
(g)(i)がLレベルの時、上記とは逆となり、パワ
ーMOSFETTr16〜Tr18はオフすることになる。もう一方の
信号列の出力(第8図(d)(f)(h))も同様にト
ランジスタTr13〜Tr15と、フローティング電源41〜43
トランジスタブリッジ51〜53によりハーフブリッジの上
側のパワーMOSFETTr16〜Tr18のゲートを第8図(j)
(l)(n)に示すように駆動する。しかし、上側のパ
ワーMOSFETTr16〜Tr18のソースは、下側のパワーMOSFET
Tr19〜Tr21のドレインに接続されているため、グランド
からみた電位は下側のパワーMOSFETTr19〜Tr21のオン,
オフの状態で異なったものとなる。
Here, the output of the distribution circuit 2 (FIGS. 8 (e) and (g))
(I)) when the H level, transistor bridge 5 4-5 6
The output of the H level, the power MOSFETTr 19 ~Tr 21 is turned on. The output of the distribution circuit 2 (FIG. 8 (e)
When (g) (i) is at the L level, it is contrary to the above, power MOSFETTr 16 ~Tr 18 will be turned off. And similarly the output of the other signal sequence (Figure 8 (d) (f) (h )) transistor Tr 13 to Tr 15, the floating power supply 4 1-4 3,
Gate eighth view of the transistor by a bridge 5 1 to 5 3 of the half-bridge upper power MOSFETTr 16 ~Tr 18 (j)
(L) Drive as shown in (n). However, the source of the upper power MOSFETTr 16 ~Tr 18 is lower power MOSFET
Since it is connected to the drains of Tr 19 to Tr 21 , the potential as viewed from the ground turns on the lower power MOSFETs Tr 19 to Tr 21 .
It is different when turned off.

しかるに、通常、パワーMOSFETは、ゲート・ドレイン
間に所定の電圧を印加しないと動作しないため、上側の
パワーMOSFETTr16〜Tr18は、下側のパワーMOSFETTr19
Tr21と異なった電源が必要となり、そのため、逆流防止
ダイオードD1〜D3、電荷蓄積用コンデンサC1〜C3と、充
電用抵抗R12〜R14で構成されたフローティング電源41
43を用い、グランドと抵抗R12〜R14で分離されたコンデ
ンサC1〜C3に蓄積された電荷で、上側のパワーMOSFETTr
16〜Tr18のゲートを駆動する。ここで、第8図(d),
(f),(h)に示す出力がHレベルの場合、第8図
(j),(l),(n)に示うように、トランジスタTr
13〜Tr15により反転されたLレベルの信号がゲートに入
力され、パワーMOSFETTr16〜Tr19はオフとなる。また、
第8図(d),(f),(h)に示す出力がLレベルの
場合、第8図(j),(l),(n)に示すように、ト
ランジスタTr13〜Tr15により反転されたHレベルの信号
がゲートに入力され、パワーMOSFETTr16〜Tr19はオンと
なる。
However, usually, the power MOSFET, because it does not work unless a predetermined voltage is applied between the gate and the drain, the upper side of the power MOSFETTr 16 ~Tr 18 is below the power MOSFETTr 19 ~
A power supply different from Tr 21 is required, and therefore, a floating power supply 41 to 1 composed of backflow prevention diodes D 1 to D 3 , charge storage capacitors C 1 to C 3 , and charging resistors R 12 to R 14.
4 3 was used, with the ground and a resistor R 12 to R 14 in the charge accumulated in the capacitor C 1 -C 3 separated, the top power MOSFETTr
The gates of 16 to Tr 18 are driven. Here, FIG. 8 (d),
When the outputs shown in (f) and (h) are at the H level, as shown in FIGS. 8 (j), (l) and (n), the transistor Tr
The L-level signal inverted by 13 to Tr 15 is input to the gate, and the power MOSFETs Tr 16 to Tr 19 are turned off. Also,
Figure 8 (d), (f), when the output is L-level as shown in (h), Figure 8 (j), (l), as shown in (n), inverted by the transistor Tr 13 to Tr 15 is input to the H level signal gates, power MOSFETTr 16 ~Tr 19 is turned on.

[発明が解決しようとする課題] 上述の従来例にあっては、ブラシレスモータはただ単
に回転を行うのみであり、例えば、ネジ山の位置を任意
の位置に揃えるとか、ネジの締まり具合を確認しながら
一定量だけ少しずつ締めていくといった動作を行うこと
はできなかった。なぜならば、回転を停止させるには、
工具のスイッチを開くのであるが、電動機の回転数は制
御できないからである。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional example, the brushless motor merely rotates, and for example, the position of the screw thread is adjusted to an arbitrary position, or the tightening state of the screw is confirmed. However, it was not possible to perform the operation of gradually tightening by a fixed amount. Because to stop the rotation,
The switch of the tool is opened because the rotation speed of the electric motor cannot be controlled.

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、
ネジ締めの途中でステップ駆動に切り替え、徐々に回転
させてネジ山を揃えることができる電動工具を提供する
ことを目的としたものである。
The present invention has been provided in view of the above points,
An object of the present invention is to provide a power tool that can switch to step drive during screw tightening and gradually rotate to align the screw threads.

[課題を解決するための手段] 本発明は、ブラシレスモータを使用した電動工具にお
いて、上記ブラシレスモータを駆動する駆動回路部と、
この駆動回路部を通常のネジ締め動作時には上記ブラシ
レスモータをブラシレスモータとして制御する第1の制
御回路と、上記駆動回路部を制御して上記ブラシレスモ
ータをステップモータとしてステップ動作させる第2の
制御回路と、任意の時点て両制御回路を切り替える切替
手段とを備え、第2の制御回路を、基本となるクロック
パルスを発振する第1の発振器と、この第1の発振器の
クロックパルスより周期がかなり長いクロックパルスを
発振する第2の発振器と、両発振器からの出力の論理積
をとるゲート回路と、このゲート回路出力をカウントす
るカウンタと、このカウンタの出力をアドレス入力とし
て該アドレスに対応し予め記憶したデータを第1の制御
回路の励磁信号と同じ励磁信号として出力するメモリと
で構成したものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a power tool using a brushless motor, wherein a drive circuit unit for driving the brushless motor;
A first control circuit for controlling the brushless motor as a brushless motor during a normal screw tightening operation of the drive circuit unit, and a second control circuit for controlling the drive circuit unit to perform step operation of the brushless motor as a step motor And a switching means for switching between the two control circuits at an arbitrary time. The second control circuit includes a first oscillator that oscillates a basic clock pulse, and a period considerably longer than the clock pulse of the first oscillator. A second oscillator that oscillates a long clock pulse, a gate circuit that takes the logical product of the outputs from both oscillators, a counter that counts the output of the gate circuit, and the output of this counter as an address input that corresponds to the address in advance. A memory for outputting the stored data as the same excitation signal as the excitation signal of the first control circuit. That.

[作 用] 而して、最初は切替手段により第1の制御回路の出力
を駆動回路部に入力して通常の状態でネジを締めるよう
にし、途中で切替手段を操作して第2の制御回路の出力
を駆動回路部へ入力し、ブラシレスモータをステップ動
作させるようにしている。
[Operation] First, the output of the first control circuit is input to the drive circuit section by the switching means so that the screw is tightened in a normal state, and the switching means is operated on the way to perform the second control. The output of the circuit is input to the drive circuit, and the brushless motor is operated in a step operation.

また、メモリにより、カウンタの出力をアドレス入力
として該アドレスに対応し予め記憶したデータを第1の
制御回路の励磁信号と同じ励磁信号として出力し、この
励磁信号はゲート回路にて第1の発振器からのクロック
パルスが通過/停止を繰り返すことでステップ状に出力
されて、ブラシレスモータをステップ動作させるように
している。
The output of the counter is used as an address input by the memory, and data stored in advance corresponding to the address is output as the same excitation signal as the excitation signal of the first control circuit, and the excitation signal is supplied to the first oscillator by the gate circuit. The clock pulse is output stepwise by repeating passing / stopping, so that the brushless motor is operated stepwise.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。ブ
ラシレスモータは基本的構造からわかるように、ステッ
プモータと同等の構造を有している。従って、通常のブ
ラシレスモータの駆動制御回路に加えて、ブラシレスモ
ータをステップモータとしてステップ動作させる制御回
路を設け、外部スイッチにより、両者を切り替えること
で、上記課題を解決できるものである。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. As can be seen from the basic structure, the brushless motor has the same structure as the step motor. Therefore, in addition to a drive control circuit for a normal brushless motor, a control circuit for performing a step operation using the brushless motor as a step motor is provided, and the two can be switched by an external switch to solve the above problem.

すなわち、通常の回転はブラシレスモータとして回転
させ、適当な時点でブラシレスモータをステップモータ
としてステップ動作させ、所定のステップ送り量ずつ動
作、停止を繰り返すことで間欠的な動作を可能とし、ネ
ジ山を揃えたり、締め付け量を確認しながらネジ締めを
実施することができるものである。尚、動作を切り替え
るスイッチは、持った場合に親指付近となる電動工具の
ボデイに設けることで、便利性を向上させることができ
る。
That is, normal rotation is performed as a brushless motor, and the brushless motor is stepped as a step motor at an appropriate point in time. The screw can be tightened while aligning and checking the tightening amount. Note that the convenience of the switch can be improved by providing the switch for switching the operation on the body of the power tool that is near the thumb when held.

第1図に具体回路図を示す。本発明の構成は大きく分
けて、ブラシレスモータを駆動するための従来と同様の
構成の駆動回路部10、ブラシレスモータをブラシレスモ
ータとして制御するための制御回路である分配回路2
と、ブラシレスモータをステップモータとしてステップ
動作させるための制御回路11とで分けられ、分配回路2
と制御回路11とはロジックICからなる切替回路17でブラ
シレスモータをブラシレスモータ動作とステップモータ
動作とに切り替えるようにしている。
FIG. 1 shows a specific circuit diagram. The configuration of the present invention can be roughly divided into a drive circuit unit 10 for driving a brushless motor and a distribution circuit 2 which is a control circuit for controlling the brushless motor as a brushless motor.
And a control circuit 11 for operating the brushless motor as a step motor in a step operation.
The control circuit 11 switches a brushless motor between a brushless motor operation and a step motor operation by a switching circuit 17 composed of a logic IC.

駆動回路10と分配回路2とは従来と同じ構成なので、
ステップ動作をさせる制御回路11について説明する。ブ
ラシレスモータの構造は第5図及び第6図に示すよう
に、永久磁石回転子1を持ち、外側に励磁コイルLU,LV,
LWが配置されており、ステップモータのそれと同一構造
である。
Since the drive circuit 10 and the distribution circuit 2 have the same configuration as the conventional one,
The control circuit 11 for performing the step operation will be described. The structure of the brushless motor has a permanent magnet rotor 1 as shown in FIGS. 5 and 6, and the excitation coils L U , L V ,
LW is arranged, and has the same structure as that of the step motor.

基本的にステップモータと異なるのは、回転磁界の発
生法である。ブラシレスモータは、設置された3個のホ
ール素子が常に回転子が回転方向に力が発生するように
電流相を切り替える位置に設けられており、それは自分
自身が行っている。
The difference from the step motor is basically the method of generating the rotating magnetic field. The brushless motor is provided at a position where three installed Hall elements switch the current phase so that the rotor always generates a force in the rotation direction, and this is performed by itself.

これに対してステップモータの励磁は、外部より任意
の速度でなされ、極端な場合励磁速度に回転子がついて
これないことがある。この外部励磁パターンはいろいろ
な励磁方法が考えられ、ステップモータ駆動で実施され
ているが、本ブラシレスモータをそのままステップモー
タとして駆動するから、本発明では、ブラシレスモータ
が動作する場合と同じ励磁パターン(2相励磁)をロジ
ック回路とPROM等で作成している。
On the other hand, the excitation of the step motor is performed at an arbitrary speed from the outside, and in an extreme case, the rotor may not come to the excitation speed in some cases. Various excitation methods can be considered for this external excitation pattern, and the excitation is performed by stepping motor driving. However, since the present brushless motor is driven as a stepping motor as it is, in the present invention, the same excitation pattern as when the brushless motor operates is used. (Two-phase excitation) is created using a logic circuit and PROM.

本発明は、ロジックレベルの外部励磁パターン(第8
図の(d),(e),(f),(g),(h),
(i))を作成するようにしたものであり、外部励磁パ
ターンの信号を電力増幅する回路をブラシレスモータを
駆動する駆動回路部10を使用し、切替回路17にて切り替
えるようにしている。
The present invention provides a logic level external excitation pattern (eighth
(D), (e), (f), (g), (h),
The circuit for amplifying the signal of the external excitation pattern is switched by the switching circuit 17 using the driving circuit unit 10 for driving the brushless motor.

次に、制御回路11の具体構成について説明する。第1
図及び第2図において、発振器12により、比較的周波数
の高い(しかし、ブラシレスモータの自起動範囲内)ス
テップモータとしてのステップ動作用の基本パルス信号
(クロック1)を発生し、次の発振器13で比較的長時間
のパルス(クロック2)を発生し、ゲート回路14によ
り、クロック1を、クロック2で通過/停止を繰り返す
ことで、ブラシレスモータをステップモータとして間欠
的に駆動する。これは、ドリルの軸先が1回転を何ステ
ップで駆動させるかを決めている。
Next, a specific configuration of the control circuit 11 will be described. First
In FIG. 2 and FIG. 2, an oscillator 12 generates a basic pulse signal (clock 1) for a step operation as a step motor having a relatively high frequency (but within the self-starting range of the brushless motor). Generates a relatively long pulse (clock 2), and the gate circuit 14 intermittently drives the brushless motor as a step motor by repeatedly passing / stopping clock 1 with clock 2. This determines how many steps the drill tip drives per revolution.

この基本ステップは、以下の理由で必要となる。本ブ
ラシレスモータを2層励磁でステップモータ駆動する
と、1ステップは機械角30゜となる。しかしながら、工
具に組み込んだ場合、当然減速ギアで減速して使用する
ことになる。従って、ステップモータの1ステップは電
動工具の1/減速比になるため、工具軸先で決まった角度
ずつ動作させるには、ステップモータは、あるパルス数
だけ動作/停止を間欠的に繰り返す必要がある。ここで
設定された基本ステップが工具軸先の1ステップに相当
する。尚、減速比が小さい場合はこの限りでないが、通
常減速比は1/10以上であるため、動作/停止しないと工
具軸先の速度が遅くなる。
This basic step is required for the following reasons. When the brushless motor is driven by a stepping motor with two-layer excitation, one step has a mechanical angle of 30 °. However, when it is incorporated in a tool, it is naturally used after being reduced by a reduction gear. Therefore, since one step of the step motor is 1 / reduction ratio of the power tool, the step motor needs to intermittently repeat the operation / stop for a certain number of pulses in order to operate at a fixed angle at the tool axis. is there. The basic step set here corresponds to one step ahead of the tool axis. Note that this is not always the case when the reduction ratio is small, but since the reduction ratio is usually 1/10 or more, the speed of the tool tip becomes slow unless the operation / stop is performed.

上記クロック2で設定された期間、クロック1の基本
ステップが6進カウンタ15に入力され、励磁パターンを
記憶したEPROM等のROM16に必要なアドレスを作る。上記
6進カウンタ15は、6個の入力パルスに対し、その3本
の出力線が2進数で0から5までをカウントするもの
で、本ブラシレスモータは、6モードの励磁信号で動作
するので該6進カウンタ15を用いている。この6進カウ
ンタ15の出力信号は第2図に示すK,L,Mで、これをROM16
のアドレスに入力する。
During the period set by the clock 2, the basic steps of the clock 1 are input to the hexadecimal counter 15, and necessary addresses are created in the ROM 16 such as an EPROM in which the excitation pattern is stored. The hexadecimal counter 15 has three output lines counting from 0 to 5 in binary with respect to six input pulses, and the brushless motor operates with a 6-mode excitation signal. Hexadecimal counter 15 is used. The output signals of the hexadecimal counter 15 are K, L, and M shown in FIG.
Enter the address.

ROM16には、第2図のD,E,F,G,H,Iに示すブラシレスモ
ータ駆動時の励磁パターンがそのまま記憶されており、
アドレス信号が1ずつ上昇するにつれて順番に励磁パタ
ーンが読み出される。この励磁パターンD,E,F,G,H,I
は、従来のブラシレスモータにおける第8図の(d),
(e),(f),(g),(h),(i)と同等の信号
であり、ブラシレスモータを駆動する場合の分配回路2
からの信号を同じ信号である励磁パターンD,E,F,G,H,I
の信号が切替回路17に入力される。ロジックICからなる
切替回路17は外部の操作スイッチSW1にて出力を切り替
えるものであり、この操作スイッチSW1の操作により、
分配回路2からの信号と制御回路11からの信号とを切り
替えて駆動回路部10に出力するようにしている。尚、切
替回路17と操作スイッチSW1とで切替回路手段を構成し
ている。
The excitation pattern at the time of driving the brushless motor shown in D, E, F, G, H, and I in FIG.
The excitation pattern is read out in order as the address signal increases by one. This excitation pattern D, E, F, G, H, I
Fig. 8 (d) and Fig. 8 show a conventional brushless motor.
(E), (f), (g), (h), and (i) are equivalent signals, and are used to drive the brushless motor.
From the excitation signals D, E, F, G, H, I
Is input to the switching circuit 17. Switching circuit 17 consisting of logic IC is intended for switching the output by an external operation switch SW 1, the operation of the operation switch SW 1,
The signal from the distribution circuit 2 and the signal from the control circuit 11 are switched and output to the drive circuit unit 10. Incidentally, constitute a switching circuit means and the switching circuit 17 and the operation switch SW 1.

通常のネジを締める場合には、外部の操作スイッチSW
1を操作して切替回路17を制御し、分配回路2からの信
号が駆動回路部10に入力されるようにする。そして、任
意の時点で操作スイッチSW1を操作して切替回路17から
の出力がブラシレスモータをステップ動作させる制御回
路11からの信号となるように切り替える。従って、クロ
ック2の信号がHレベルの時に第2図のD,E,F,G,H,Iに
示す励磁パターンの信号が駆動回路部10に入力されて、
ブラシレスモータを回転させ、また、クロック2の信号
がLレベルのときは、励磁信号が出力されないため、ブ
ラシレスモータが停止する。そのため、ブラシレスモー
タは間欠的に回転し、よって、ネジを徐々に回転させネ
ジ山を揃えることができる。また、必要な締め付け力ま
でゆっくりと締め付けが可能である。
To tighten a normal screw, use the external operation switch SW.
By operating 1 , the switching circuit 17 is controlled so that a signal from the distribution circuit 2 is input to the drive circuit unit 10. Then, it switches to a signal from the control circuit 11 outputs to the step operating the brushless motor from the switching circuit 17 by operating the operation switch SW 1 at any time. Therefore, when the signal of the clock 2 is at the H level, the signals of the excitation patterns shown as D, E, F, G, H, and I in FIG.
When the brushless motor is rotated and the signal of the clock 2 is at the L level, no excitation signal is output, and the brushless motor stops. Therefore, the brushless motor rotates intermittently, so that the screw can be gradually rotated to make the screw thread uniform. Further, it is possible to slowly tighten up to the required tightening force.

第3図はROM16のアドレスとデータを示すものであ
り、順次1ステップずつ増加する各アドレス入力に対応
して、図示する励磁パターンとなるようにデータを格納
している。すなわち、信号D,E,F,G,H,Iを各々ROM16のビ
ット0,1,2,3,4,5に記録する。
FIG. 3 shows the address and data of the ROM 16, and the data is stored so as to form the illustrated excitation pattern corresponding to each address input which is sequentially increased by one step. That is, the signals D, E, F, G, H, and I are recorded in bits 0, 1, 2, 3, 4, and 5 of the ROM 16, respectively.

ところで、第1図に示されている分配回路2側に設け
てある3つのスイッチSWa,SWb,SWcは以下の機能を有し
ている。すなわち、スイッチSWaは駆動回路部10に電源
を供給するスイッチで、スイッチSWbはパワーMOSFETTr
16…に電源を供給するスイッチであり、さらに、スイッ
チSWcはスタート/ストップの機能を有するスイッチで
ある。そして、各スイッチの投入順序は、SWa→SWb→SW
cとなるように構成している。
By the way, the three switches SWa, SWb, SWc provided on the distribution circuit 2 side shown in FIG. 1 have the following functions. That is, the switch SWa is a switch for supplying power to the drive circuit unit 10, and the switch SWb is a power MOSFET Tr.
The switch SWc is a switch having a start / stop function. The order of turning on each switch is SWa → SWb → SW
It is configured to be c.

このように、起動時のスイッチの投入手順を上記のよ
うにしたことで、パワーMOSFETのドレイン・ソース間に
電圧がかかる場合は、それより以前に確実にパワーMOSF
ETのゲートをグランドで接続して停止状態にすることが
可能で、電源投入のノイズ等で誤動作しないものであ
る。従って、パワーMOSFETのブリッジの上下短絡もな
い。また、ブラシレスモータ22の回転はスイッチSWaを
最初に投入し、次にスイッチSWbを投入後に最終的にス
タート/ストップ信号で行うため、スイッチSWcを投入
するまでにパワーMOSFETには確実に電源が供給されてお
り、パワーMOSFETは完全にオン状態で動作を行い、破壊
の恐れをなくすことができる。
As described above, when a voltage is applied between the drain and the source of the power MOSFET by performing the above-described procedure for turning on the switch at the time of startup, the power MOSFET is surely provided earlier than that.
The gate of the ET can be stopped by connecting it to the ground, and does not malfunction due to power-on noise or the like. Accordingly, there is no upper and lower short circuit of the bridge of the power MOSFET. In addition, since the rotation of the brushless motor 22 is performed by turning on the switch SWa first and then finally turning on the start / stop signal after turning on the switch SWb, power is reliably supplied to the power MOSFET until the switch SWc is turned on. As a result, the power MOSFET operates in a completely on state, eliminating the risk of destruction.

第4図は上記スイッチSWa,SWb,SWcの構成を示してい
る。すなわち、スイッチレバー27の背面から操作片28,2
9,30が上下方向に突設されており、この操作片28,29,30
に対応して各スイッチSWa,SWb,SWcが上下方向で且つ、
スイッチレバー27の背方側に順に配設されている。ま
た、速度設定用のボリューム32を調整すべく操作片31も
スイッチレバー27の背面の上部に突設してある。従っ
て、スイッチレバー27を押すと、まず、駆動回路部10の
電源供給用のスイッチSWaがオンし、次いでパワーMOSFE
T電源供給用のスイッチSWbがオンし、次いでスタート/
ストップ用のスイッチSWcがオンする。また、スイッチ
レバー27を更に押すことで、操作片31により摺動子33が
スライドして、抵抗値を可変し、速度制御設定が行え
る。このように、1個のスイッチレバー27を指で引くこ
とで、所定の順序で各スイッチSWa…を操作することが
できる。
FIG. 4 shows the configuration of the switches SWa, SWb, and SWc. That is, the operation pieces 28 and 2 are
9, 30 are protruded in the vertical direction.
Each switch SWa, SWb, SWc is in the vertical direction and
The switch lever 27 is arranged in the back side in order. Further, an operation piece 31 is also protrudingly provided at an upper portion on the back surface of the switch lever 27 in order to adjust the speed setting volume 32. Therefore, when the switch lever 27 is pressed, first, the power supply switch SWa of the drive circuit unit 10 is turned on, and then the power MOSFE
T Power supply switch SWb is turned on, then start /
The stop switch SWc is turned on. Further, when the switch lever 27 is further pressed, the slider 33 is slid by the operation piece 31, so that the resistance value can be varied and the speed control can be set. In this way, by pulling one switch lever 27 with a finger, each switch SWa can be operated in a predetermined order.

[発明の効果] 本発明は上述のように、ブラシレスモータを使用した
電動工具において、上記ブラシレスモータを駆動する駆
動回路部と、この駆動回路部を通常のネジ締め動作時に
は上記ブラシレスモータをブラシレスモータとして制御
する第1の制御回路と、上記駆動回路部を制御して上記
ブラシレスモータをステップモータとしてステップ動作
させる第2の制御回路と、任意の時点て両制御回路を切
り替える切替手段とを備えたものであるから、最初は切
替手段により第1の制御回路の出力を駆動回路部に入力
して通常の状態でネジを締めるようにし、途中で切替手
段を操作して第2の制御回路の出力を駆動回路部へ入力
し、ブラシレスモータをステップ動作させることがで
き、そのため、ブラシレスモータを所定の位置でステッ
プ動作に切り替え、徐々に回転させてネジ山を揃えるこ
とができ、また、必要な締め付け力までゆっくりと締め
付けが可能となる効果を奏するものである。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention relates to a power tool using a brushless motor, a drive circuit unit for driving the brushless motor, and a brushless motor for driving the brushless motor during a normal screw tightening operation. A first control circuit that controls the drive circuit unit, a second control circuit that controls the drive circuit unit to perform a step operation using the brushless motor as a step motor, and a switching unit that switches between the two control circuits at an arbitrary time. First, the output of the first control circuit is input to the drive circuit unit by the switching means so that the screw is tightened in a normal state, and the output of the second control circuit is operated by operating the switching means on the way. Is input to the drive circuit, and the brushless motor can be operated in a step operation. , And gradually rotate to align the screw threads, and achieve an effect that the tightening can be slowly performed to a required tightening force.

そのうえ、第2の制御回路を、基本となるクロックパ
ルスを発振する第1の発振器と、この第1の発振器のク
ロックパルスより周期がかなり長いクロックパルスを発
振する第2の発振器と、両発振器からの出力の論理積を
とるゲート回路と、このゲート回路出力をカウントする
カウンタと、このカウンタの出力をアドレス入力として
該アドレスに対応し予め記憶したデータを第1の制御回
路の励磁信号と同じ励磁信号として出力するメモリとで
構成したものであるから、メモリにより、カウンタの出
力をアドレス入力として該アドレスに対応し予め記憶し
たデータを第1の制御回路の励磁信号と同じ励磁信号と
して出力し、この励磁信号はゲート回路にて第1の発振
器からのクロックパルスが通過/停止を繰り返すことで
ステップ状に出力されて、ブラシレスモータをステップ
動作させることができるものである。
In addition, the second control circuit includes a first oscillator that oscillates a basic clock pulse, a second oscillator that oscillates a clock pulse whose cycle is considerably longer than the clock pulse of the first oscillator, and both oscillators. A gate circuit for calculating the logical product of the outputs of the gate circuit, a counter for counting the output of the gate circuit, and using the output of this counter as an address input to store the data stored in advance corresponding to the address in the same manner as the excitation signal of the first control circuit. Since the memory is configured to output as a signal, the memory outputs the data stored in advance corresponding to the address as an excitation signal of the first control circuit as an excitation signal, This excitation signal is output in a step-like manner by the clock circuit from the first oscillator repeatedly passing / stopping at the gate circuit. Te, in which can be stepping a brushless motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例の具体回路図、第2図は同上の
動作波形図、第3図は同上の動作説明図、第4図は同上
のスイッチ部分の構成図、第5図はブラシレスモータの
横断面図、第6図は同上の縦断面図、第7図は従来例の
具体回路図、第8図は同上の動作波形図、第9図は電動
工具の破断側面図である。 2は分配回路、10は駆動回路部、11は制御回路、12は第
1の発振器、13は第2の発振器、14はゲート回路、15は
6進カウンタ、16はROM、22はブラシレスモータであ
る。
1 is a specific circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation waveform diagram of the above embodiment, FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the above embodiment, FIG. 4 is a configuration diagram of a switch portion of the embodiment, and FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the same, FIG. 7 is a specific circuit diagram of a conventional example, FIG. 8 is an operation waveform diagram of the same, and FIG. 9 is a cutaway side view of the power tool. . 2 is a distribution circuit, 10 is a drive circuit unit, 11 is a control circuit, 12 is a first oscillator, 13 is a second oscillator, 14 is a gate circuit, 15 is a hexadecimal counter, 16 is a ROM, and 22 is a brushless motor. is there.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 敏治 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−177198(JP,A) 特開 昭59−59097(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshiharu Ohashi 1048 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. (56) References JP-A-61-177198 (JP, A) JP-A-59-59097 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ブラシレスモータを使用した電動工具にお
いて、上記ブラシレスモータを駆動する駆動回路部と、
この駆動回路部を通常のネジ締め動作時には上記ブラシ
レスモータをブラシレスモータとして制御する第1の制
御回路と、上記駆動回路部を制御して上記ブラシレスモ
ータをステップモータとしてステップ動作させる第2の
制御回路と、任意の時点で両制御回路を切り替える切替
手段とを備え、第2の制御回路を、基本となるクロック
パルスを発振する第1の発振器と、この第1の発振器の
クロックパルスより周期がかなり長いクロックパルスを
発振する第2の発振器と、両発振器からの出力の論理積
をとるゲート回路と、このゲート回路出力をカウントす
るカウンタと、このカウンタの出力をアドレス入力とし
て該アドレスに対応し予め記憶したデータを第1の制御
回路の励磁信号を同じ励磁信号として出力するメモリと
で構成したことを特徴とする電動工具。
An electric tool using a brushless motor, a driving circuit for driving the brushless motor,
A first control circuit for controlling the brushless motor as a brushless motor during a normal screw tightening operation of the drive circuit unit, and a second control circuit for controlling the drive circuit unit to perform step operation of the brushless motor as a step motor And a switching means for switching between the two control circuits at an arbitrary time. The second control circuit includes a first oscillator that oscillates a basic clock pulse, and a period considerably longer than the clock pulse of the first oscillator. A second oscillator that oscillates a long clock pulse, a gate circuit that takes the logical product of the outputs from both oscillators, a counter that counts the output of the gate circuit, and the output of this counter as an address input that corresponds to the address in advance. A memory that outputs the stored data as the same excitation signal as the excitation signal of the first control circuit. Power tool and butterflies.
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