JP4925672B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電池を電源に用いる電動工具に関する。特に、電池を電源に用いる電動工具において、モータに過大な電流が通電されることを防止するための技術に関する。

電動工具では、作業者が過剰な作業負荷を工具に加えた場合等に、モータに過大な電流が通電されることによって、モータ巻線が劣化したり損傷を受けたりすることがある。
上記の問題に対して、特許文献１には、モータ電流を通電する回路上にシャント抵抗を設け、シャント抵抗によって測定したモータ電流が所定値を越えたときに、モータへの通電を制限する電動工具が開示されている。
特開２００５−２０４３６５号公報

特許文献１の技術では、モータ電流を通電する回路上にシャント抵抗を設ける必要があることから、シャント抵抗によって電力が無用に消費されてしまう。特に、電池を電源とする電動工具では、大きなモータ電流が通電されることから、シャント抵抗によって多くの電力が消費されてしまう。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明では、モータ電流を通電する回路上にシャント抵抗等を設けることなく、モータに過大な電流が通電されることを防止することができる技術を提供する。

本発明によって具現化される電動工具は、工具と、工具を運動させるモータと、モータに電力を供給する電池と、電池電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定された電池電圧に基づいて電池からモータへの通電を制限する制限手段とを備えている。制限手段は、測定された電池電圧が第１所定値以下である状態が第１所定時間に亘って継続したとき、及び、測定された電池電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値以下である状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間に亘って継続したときに、電池からモータへの通電を制限することを特徴とする。

電池を電源に用いる電動工具では、モータに通電されるモータ電流と、電池を流れる電流とが略対応する。電池は内部抵抗を有しており、電池を流れる電流に応じて、電池電圧は変化する。詳しくは、電池を流れる電流が小さければ電池電圧の低下は小さく、電池を流れる電流が大きくなると電池電圧は大きく低下する。従って、電動工具に加えられている作業負荷が小さく、モータ電流が小さい状態では、電池を流れる電流も小さいことから、電池電圧は比較的に高い値に維持される。一方、電動工具に加えられている作業負荷が大きくなり、モータ電流が大きくなると、電池を流れる電流も大きくなることから、電池電圧は低下する。電池を電源に用いる電動工具では、モータ電流の変化に追従して、電池電圧が有意に変化する。
本発明によって具現化される電動工具では、電池電圧を測定し、測定した電池電圧に基づいて、電池からモータへの通電を制限する。それにより、シャント抵抗等を用いてモータ電流を測定することなく、モータ電流に応じて電池からモータへの通電を適切に制限することができる。
この電動工具によると、モータ電流を通電する回路上にシャント抵抗等を設けることなく、モータに過大な電流が通電されることを防止することができる。

上述のように、制限手段は、測定された電池電圧が第１所定値以下であるときに、電池からモータへの通電を制限することができる。
それにより、モータ巻線を過熱してしまうような過大な電流がモータに通電されることを禁止することができ、モータ巻線の劣化や損傷を確実に防止することができる。

特に、本発明に係る制限手段は、測定された電池電圧が第１所定値以下である状態が第１所定時間に亘って継続したとき、及び、測定された電池電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値以下である状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間に亘って継続したときに、電池からモータへの通電を制限することができる。
モータ巻線の温度上昇は、モータ電流の大きさと、そのモータ電流が維持される時間によって変化する。例えば、継続的に通電すればモータ巻線が過熱してしまうが、短時間に限って通電されるのであればモータ巻線が過熱しない程度の過大電流も存在する。このような過大電流に対して、直ちにモータへの通電を制限してしまうと、作業者による作業を頻繁に中断してしまい、作業能率を著しく低下させてしまうことがある。
この電動工具では、測定された電池電圧が第１所定値以下となっても、その状態が第１所定時間に亘って継続されない限りは、モータへの通電を制限しない。また、測定された電池電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値以下であるときは、その状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間に亘って継続した時点で、モータへの通電を制限する。それにより、短時間の通電であればモータ巻線を過熱しない程度の過大電流が、短時間に限って通電することを許容するとともに、長時間に亘って通電することは禁止することができる。モータ巻線の過熱を防止しつつ、モータへの通電を過剰に制限することが防止される。

制限手段はさらに、測定された電池電圧が第２所定値よりも小さい第３所定値以下であるときは、直ちに電池からモータへの通電を制限することが好ましい。
それにより、短時間の通電であればモータ巻線を過熱しない程度の過大電流については、短時間に限って通電を許容する一方、短時間の通電であってもモータ巻線が過熱してしまう過大電流については、モータに通電することを禁止することができる。

上記の電動工具では、電圧測定手段で測定された電池電圧が第１所定値以下であるときに、作業者が知得可能な報知動作を行う報知手段が付加されていることが好ましい。この場合、報知手段は、測定された電池電圧が前記第１所定値以下である状態が前記第１所定時間よりも短い第３所定時間に亘って継続したときに、報知動作を開始することが好ましい。また、測定された電池電圧が前記第２所定値以下であるときは、直ちに報知動作を開始することも好ましい。
この電動工具では、測定された電池電圧が第１所定値以下である状態が継続したときに、モータへの通電を制限するに先立って、報知動作が行われる。それにより、作業者は、モータへの通電が制限されるに先立って、モータに過大な電流が通電されていることを知ることできる。作業者は、例えば電動工具に加えている作業負荷を減少させ、モータ電流を許容レベルまで減少させることによって、モータ巻線が過熱することを防止しつつ、作業が中断されることを未然に防ぐことができる。

本発明はまた、新規で有用な別の電動工具を提供する。この電動工具は、工具と、工具を運動させるモータと、モータに電力を供給する電池と、電池電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定された電池電圧に基づいて、作業者が知得可能な報知動作を行う報知手段とを備えている。報知手段は、測定された電池電圧が第１所定値以下である状態が第３所定時間に亘って継続したとき、及び、測定された電池電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値以下であるときは直ちに、前記報知動作を開始することを特徴とする。
この電動工具では、電池電圧を測定し、測定した電池電圧に基づいて、作業者が知得可能な報知動作が行われる。それにより、シャント抵抗等を用いてモータ電流を測定することなく、モータ電流に応じて作業者に注意を促すことができる。作業者は、電動工具に加えている作業負荷を調整することによって、モータ電流を適切に調整することができる。
この電動工具によると、モータ電流を通電する回路上にシャント抵抗等を設けることなく、モータに過大な電流が通電されることを防止することができる。

本発明によると、シャント抵抗等によって電力が無用に消費されることなく、モータに過大な電流が通電されることを防止して、モータ巻線の劣化や損傷を防ぐことができる。

最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１） 電動工具は、電池とモータとを接続する回路上に介挿されている半導体スイッチと、その半導体スイッチをオン／オフさせる駆動手段を備えている。
（形態２） 電動工具は、測定された電池電圧が所定値以下であるのか否かを判定する手段を備えている。
（形態３） 電動工具は、測定された電池電圧が所定値以下である状態が継続している時間を計時する手段を備えている。
（形態４） 電動工具は、測定された電池電圧が所定値以下である状態が所定時間以上に亘って継続しているのか否かを判定する手段を備えている。
（形態５） 電動工具では、モータへの通電が制限される電流の制限値が、電池の放電率に応じて変化する。

（実施例１）
図１は、実施例１の電動グラインダ１０の構成を示している。本実施例の電動グラインダ１０は、電池を電源に用いる手持ち式の電動グラインダである。図１に示すように、電動グラインダ１０は、本体１２と、本体１２に対して回転可能に設けられている工具軸３６と、工具軸３６に相対回転不能に固定されている略円板状の砥石３８と、本体１２に脱着可能に取付けられている電池パック３２を備えている。砥石３８は、固定部材４０によって工具軸３６に着脱可能に固定されている。電池パック３２は、その内部に二次電池３２ａ（図２に図示されている）を有しており、外部の充電装置を用いて繰り返し充電される。二次電池３２ａには、例えばリチウムイオン二次電池を採用することができる。本実施例の電池パック３２は、複数のリチウムイオン二次電池を備えており、その定格電圧は１４．４ボルトとなっている。本体１２には、作業者が操作するための運転スイッチ１８と、作業者が視認可能な位置に設けられている警告ランプ１４が設けられている。作業者は、運転スイッチ１８を操作することによって、電動グラインダ１０の運転／停止を切り換えることができる。警告ランプ１４は、詳しくは後述するが、通常の動作状態では消灯しており、モータ電流が過大であるときには点灯するようになっている。作業者は、警告ランプ１４が点灯することによって、電動グラインダ１０に加えている作業負荷が過大であることを知ることができる。
本体１２の内部には、工具軸３６を回転させるモータ２０と、モータ２０によって回転させられる冷却ファン１６と、モータ２０の動作を制御するコントローラ３０が内蔵されている。冷却ファン１６は、回転することによってモータ２０に送風し、モータ２０のモータ巻線等を冷却する。冷却ファン１６の回転数はモータ２０の回転数に一致し、モータ２０の回転数が大きいほど、冷却ファン１６による冷却能力は高くなる。

図２は、電動グラインダ１０の電気構成を模式的に示している。図２に示すように、コントローラ３０には、モータ２０や、電池パック３２の二次電池３２ａや、警告ランプ１４等が接続されている。コントローラ３０は、主に、半導体スイッチ３４と、半導体スイッチ３４や警告ランプ１４の動作を制御するマイクロコンピュータ５０を備えている。
モータ２０は、運転スイッチ１８を介してコントローラ３０に接続されている。コントローラ３０の内部では、モータ２０と二次電池３２ａとを接続する回路上に、半導体スイッチ３４が介挿されている。モータ２０と二次電池３２ａは、運転スイッチ１８と半導体スイッチ３４が共にオン状態となることで、電気的に接続される。運転スイッチ１８と半導体スイッチ３４の少なくとも一方がオフ状態となると、モータ２０と二次電池３２ａは電気的に遮断される。

マイクロコンピュータ５０には、電池電圧入力端子５１と、運転スイッチ検知端子５２と、モータ駆動端子５３と、接地端子５４と、表示駆動端子５５が設けられている。電池電圧入力端子５１と運転スイッチ検知端子５２は入力端子であり、モータ駆動端子５３と表示駆動端子５５は出力端子である。接地端子５４は、接地されている。
電池電圧入力端子５１には、二次電池３２ａの正極が接続されており、二次電池３２ａの正極電位が入力される。運転スイッチ検知端子５２には、運転スイッチ１８が接続されており、運転スイッチ１８のオン／オフ状態に対応する信号（電圧）が入力される。
モータ駆動端子５３は、半導体スイッチ３４のゲートに接続されている。マイクロコンピュータ５０は、モータ駆動端子５３から半導体スイッチ３４の駆動信号を出力し、半導体スイッチ３４のオン／オフ動作を制御する。表示駆動端子５５は、警告ランプ１４に接続されている。マイクロコンピュータ５０は、表示駆動端子５５から警告ランプ１４の駆動信号を出力し、警告ランプ１４の点灯／消灯を制御する。

マイクロコンピュータ５０は、ＣＰＵやメモリ等を備えている。マイクロコンピュータ５０の内部では、機能的に、電圧測定部６２と、電圧判定部６４と、モータ駆動部６６と、表示駆動部６８が構成されている。これらの機能的な構成は、マイクロコンピュータ５０が備えるＣＰＵやメモリ等のハード構成や、メモリに記憶されているプログラムによって構成されている。
電圧測定部６２は、電池電圧入力端子５１に接続されており、二次電池３２ａの電圧を測定する。電圧測定部６２は、少なくとも運転スイッチ１８がオン状態である間、二次電池３２ａの電圧を測定し続ける。
電圧判定部６４は、電圧測定部６２で測定された電池電圧が、第１基準電圧Ｖ１以下であるのか否かを判定する。なお、本実施例では、第１基準電圧Ｖ１が１１ボルトに設定されている。電圧判定部６４は、電圧測定部６２で測定された電池電圧が第１基準電圧Ｖ１以下であるときに、モータ駆動部６６と表示駆動部６８に過電流検出信号を与えるようになっている。
モータ駆動部６６は、運転スイッチ１８がオン状態であるときに、半導体スイッチ３４をオンさせる駆動信号を出力する。モータ駆動部６６が出力する駆動信号は、モータ駆動端子５３から出力され、半導体スイッチ３４に入力される。それにより、作業者が運転スイッチ１８に加えた操作に追従してモータ２０が駆動され、砥石３８が回転する。また、モータ駆動部６６は、運転スイッチ１８がオン状態であっても、電圧判定部６４から過電流検出信号が入力された場合には、駆動信号の出力を停止して半導体スイッチ３４をオフさせる。即ち、電圧測定部６２で測定された電池電圧が第１基準電圧Ｖ１以下であるときには、半導体スイッチ３４がオフされてモータ２０の駆動が中止される。
表示駆動部６８は、電圧判定部６４から過電流検出信号が入力されたときに、警告ランプ１４を点灯させる駆動信号を出力する。表示駆動部６８が出力する駆動信号は、表示駆動端子５５から出力され、警告ランプ１４に入力される。それにより、警告ランプ１４は点灯する。即ち、電圧測定部６２で測定された電池電圧が第１基準電圧Ｖ１以下であるときには、警告ランプ１４が点灯する。
このように、マイクロコンピュータ５０は、運転スイッチ１８に加えられた操作に追従してモータ２０を駆動する。このとき、マイクロコンピュータ５０は、少なくとも運転スイッチ１８がオン操作されている間、二次電池３２ａの電圧を監視し続ける。そして、マイクロコンピュータ５０は、二次電池３２ａの電圧が第１基準電圧以下であるときに、半導体スイッチ３４をオフさせて、モータ２０への通電を遮断する。このとき同時に、警告ランプ１４を点灯させる。

電動グラインダ１０では、加えられている作業負荷に応じて、モータ２０に通電される電流Ｃｍが変化する。作業負荷が小さい状態では、モータ２０に通電される電流は小さく、作業負荷が大きい状態では、モータ２０に通電される電流は大きくなる。ここでいう作業負荷とは、例えば電動グラインダ１０によって被加工材を加工したときに、電動グラインダ１０の砥石３８が被加工材から受ける反力に対応する。従って、作業者が砥石３８を被加工材に対して強く当接させるほど、電動グラインダ１０に加えられる作業負荷は大きくなり、モータ２０に通電される電流は大きくなる。あるいは、被加工材が硬いほど、電動グラインダ１０に加えられる作業負荷は大きくなり、モータ２０に通電される電流は大きくなる。
図３に、電動グラインダ１０に加える作業負荷を変化させて、モータ２０に通電されるモータ電流Ｃｍと二次電池３２ａの出力電圧Ｖｂとの関係を計測した結果を示す。図３に示すように、モータ電流Ｃｍが小さいほど電池電圧Ｖｂは高くなり、モータ電流Ｃｍが大きいほど電池電圧Ｖｂは低くなる。この現象は、二次電池３２ａに内在する内部抵抗Ｒに起因する。二次電池３２ａを含め、電池は内部抵抗を有しており、電池を流れる電流に応じて、電池電圧は変化する。即ち、よく知られているように、電池の起電力Ｅと、電池を流れる電流Ｃｂと、電池の内部抵抗Ｒと、電池電圧Ｖｂの間には、Ｖｂ＝Ｅ−Ｒ・Ｃｂの関係が成立する。電動グラインダ１０では、モータ２０に通電される電流Ｃｍが、コントローラ３０等に通電される電流に比して十分に大きいことから、二次電池３２ａを流れる電流とモータ２０に通電される電流Ｃｍが略等しくなる。従って、モータ２０に通電されるモータ電流Ｃｍと二次電池３２ａの出力電圧Ｖｂとの間に、図３に示す関係が成立することとなる。従って、モータ２０に通電されているモータ電流Ｃｍは、例えばシャント抵抗等を用いることなく、電池電圧Ｖｂを測定することによって把握することができる。そして、例えばモータ２０にとって継続的に通電可能なモータ電流Ｃｍの限界値がＣ１（以下、継続通電限界値Ｃ１という）であるとすれば、電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下となることを禁止することによって、モータ２０に過大なモータ電流が通電されてしまうことを防止することができる。

先に説明したように、電動グラインダ１０では、電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下となると、モータ２０と二次電池３２ａとが電気的に遮断される。それにより、モータ２０への通電が制限され、モータ２０に通電されるモータ電流Ｃｍが、継続通電限界値Ｃ１以上となることが禁止される。また、それと同時に、警告ランプ１４が点灯し、作業者にモータ電流Ｃｍが過大であること（即ち、作業負荷が過大であること）が報知される。作業者は作業負荷を低減させることによって、モータ電流Ｃｍを低下させることができる。
この電動グラインダ１０によると、モータ２０に過大な電流が通電されることが防止され、モータ巻線の絶縁低下や焼損等を防ぐことができる。

図４は、二次電池３４ａを満充電の状態から一定の放電電流で放電させ、放電率と電池電圧Ｖｂの関係を測定したものである。ここで、放電率とは、満充電の状態から放電した電気量を、満充電したときに充電可能な充電容量で割った割合である。即ち、満充電の状態の二次電池３４ａは放電率が０パーセントとなり、充電されていた電気量をすべて放電した状態の二次電池３４ａは放電率が１００パーセントとなる。図４に示すように、二次電池３４ａでは、放電電流が一定であっても、放電率の上昇に伴って電池電圧Ｖｂが低下していく。放電率が低い状態では、電池電圧Ｖｂは比較的に高く、放電率が高い状態では、電池電圧Ｖｂは比較的に低くなる。
そのことから、図５に示すように、図３に示したモータ電流Ｃｍと電池電圧Ｖｂとの関係は、二次電池３４ａの放電率に応じて変化する。例えば二次電池３４ａの放電率が０パーセントであれば（図中Ａ）、電池電圧ＶｂがＶ１のときに、モータ電流Ｃｍは継続通電限界値Ｃ１となる。一方、二次電池３４ａの放電率が８０パーセントであれば（図中Ｂ）、電池電圧ＶｂがＶ１のときに、モータ電流Ｃｍは継続通電限界値Ｃ１よりも小さい値Ｃ０となる。そのことから、放電率が進行した状態の２次電池３４ａを用いる場合でも、モータ電流Ｃｍは継続通電限界値Ｃ１よりも小さい値に制限され、モータ２０に過大な電流が通電されることが防止される。

一方、例えば従来の電動工具のように、シャント抵抗等を用いてモータ電流Ｃｍを測定し、モータ電流Ｃｍが継続通電限界値Ｃ１を超えるときにモータ２０への通電を制限する手法を採用すると、二次電池３４ａの放電率に関わらず、モータ電流Ｃｍは継続通電限界値Ｃ１まで増大することが許容される。この場合、図５に示すように、二次電池３４ａの放電が進行した状態（図中のＢ）では、モータ電流Ｃｍが継続通電限界値Ｃ１となるときに、電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ０まで低下する。一般に、モータ巻線の発熱量は、モータ電流に大きく依存し、モータに印加される電圧にはあまり影響を受けない。一方、モータの回転数はモータに印加される電圧に大きく依存し、例えばモータに印加される電圧が低くなると、モータ電流が同じであってもモータの回転数は低下する。このとき、例えば電動グラインダ１０のように、モータ２０に冷却ファン１６が設けられていると、モータ２０の回転数が低下することによって、冷却ファン１６によるモータ２０の冷却能力は低下することとなる。従って、二次電池３４ａの放電が進行した状態で、モータ電流Ｃｍが継続通電限界値Ｃ１まで増大することを許容すると、電池電圧Ｖｂの低下に伴う冷却能力の低下によって、モータ巻線の絶縁低下や焼損が生じることがある。従来の技術では、これ防止するために、継続通電限界値Ｃ１をより低く設定することが必要となり、モータ２０の能力を過剰に制限してしまうことになる。それに対して、本実施例の電動グラインダ１０では、二次電池３４ａの放電が進行した状態では、二次電池３４ａが満充電の状態に比して、モータ電流Ｃｍがより小さい値に制限される。その結果、モータ２０の能力を過剰に制限することなく、二次電池３４ａの放電率に応じて、モータ電流Ｃｍを適切に制限することができる。

（実施例２）
本実施例は、実施例１の電動グラインダ１０において、マイクロコンピュータ５０の構成を変更したものである。以下では、実施例１と相違する部分について詳細に説明するとともに、実施例１と同一の構成、機能については説明を省略し、重複説明を避けるように努める。
図６は、本実施例の電動グラインダ１１０の電気構成を模式的に示している。図６に示すように、本実施例のマイクロコンピュータ５０は、実施例１と比較して、第１計時部７２と第２計時部７４をさらに備えている。また、電圧判定部６４の動作が変更されている。これらの変更は、主に、マイクロコンピュータ５０に記憶されているプログラムの変更によって行われている。

本実施例の電圧判定部６４は、電圧測定部６２で測定された電池電圧が、第１基準電圧Ｖ１以下であるのか否かを判定し、さらに第２基準電圧Ｖ２以下であるのか否かを判定し、加えて第３基準電圧Ｖ３以下であるのか否かを判定する。ここで、第１基準電圧Ｖ１よりも、第２基準電圧Ｖ２は低く設定されている。また、第２基準電圧Ｖ２よりも、第３基準電圧Ｖ３は低く設定されている。なお、本実施例では、第１基準電圧Ｖ１は１１ボルトに設定されており、第２基準電圧Ｖ２は９．５ボルトに設定されており、第３基準電圧Ｖ３は８．５ボルトに設定されている。これらの基準電圧の設定値は一例であり、適宜変更することができる。
図７は、図３と同じく、モータ２０に通電されているモータ電流Ｃｍと電池電圧Ｖｂとの関係を示している。図７に示すように、第１基準電圧Ｖ１は、継続通電制限値Ｃ１に対応する電池電圧Ｖｂと等しくなるように設定されている。測定される電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以上であれば、モータ電流Ｃｍは継続通電制限値Ｃ１以下となる。電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以上であれば、モータ電流Ｃｍは継続通電制限値Ｃ１以下であり、モータ２０のモータ巻線は過熱することがない。
第２基準電圧Ｖ２は、短期通電制限値Ｃ２に対応する電池電圧Ｖｂと等しくなるように設定されている。短期通電制限値Ｃ２とは、継続的に通電したときにはモータ２０のモータ巻線を過熱させてしまうが、短時間の通電であればモータ２０のモータ巻線を過熱しない程度のモータ電流Ｃｍの上限を意味する。測定される電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下であっても、第２基準電圧Ｖ２以下であれば、モータ電流Ｃｍは短期通電制限値Ｃ２以下であり、その状態が短時間である限りモータ巻線は過熱することがない。
第３基準電圧Ｖ３は、通電制限値Ｃ３に対応する電池電圧Ｖｂと等しくなるように設定されている。通電制限値Ｃ３とは、短時間の通電であっても、モータ２０のモータ巻線を過熱してしまうモータ電流Ｃｍの下限を意味する。測定される電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下であっても、第３基準電圧Ｖ３以上であれば、モータ電流Ｃｍは通電制限値Ｃ３以下であり、その状態がより短時間である限りモータ巻線は過熱することがない。その一方において、モータ巻線の過熱を防止するためには、測定される電池電圧Ｖｂが第３基準電圧Ｖ３以下となることを禁止する必要がある。

電圧判定部６４は、測定された電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下であるときに、第１計時部７２に計時指令を与える。第１計時部７２は、計時指令を受けて、測定された電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下である状態が継続している時間を計時する。電圧判定部６４は、第１計時部７２による計時時間が第１規定時間に到達した時点で、表示駆動部６８に過電流検出信号を与える。また、電圧判定部６４は、第１計時部７２による計時時間が第２規定時間に到達した時点で、モータ駆動部６６に過電流検出信号を与える。なお、本実施例では、第１規定時間は０．５秒に設定されており、第２規定時間は２秒に設定されている。従って、図８に示すように、測定された電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下である状態が０．５秒間に亘って継続したときには、警告ランプ１４が点灯する。そして、測定された電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下である状態が２秒間に亘って継続したときには、モータ２０への通電が遮断される。

電圧判定部６４は、測定された電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下であるときに、表示駆動部６８に過電流検出信号を与えるとともに、第２計時部７４に計時指令を与える。第２計時部７４は、計時指令を受けて、測定された電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下である状態が継続している時間を計時する。電圧判定部６４は、第２計時部７４による計時時間が第３規定時間に到達した時点で、モータ駆動部６６に過電流検出信号を与える。なお、本実施例では、第３規定時間は１秒に設定されている。従って、図８に示すように、測定された電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下であると、警告ランプ１４が即時に点灯する。そして、測定された電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下である状態が１秒間に亘って継続したときには、モータ２０への通電が遮断される。
電圧判定部６４は、測定された電池電圧Ｖｂが第３基準電圧Ｖ３以下であるときに、モータ駆動部６６と表示駆動部６８の両者に過電流検出信号を直ちに与える。従って、図８に示すように、測定された電池電圧Ｖｂが第３基準電圧Ｖ３以下であると、モータ２０への通電が即時に遮断されるとともに、警告ランプ１４が即時に点灯する。

電動グラインダ１１０では、測定された電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下となっても、その状態が第２規定時間（２秒間）に亘って継続されない限りは、モータ２０への通電を制限しない。また、測定された電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下となっても、その状態が第３規定時間（１秒間）に亘って継続されない限りは、モータ２０への通電を制限しない。それにより、短時間の通電であればモータ巻線を過熱しない程度の過大電流については、短時間に限って通電することは許容されるとともに、継続的に通電することは禁止される。その一方において、測定された電池電圧Ｖｂが第３基準電圧Ｖ３以下であれば、モータ２０への通電が直ちに制限される。それにより、短時間の通電であってもモータ巻線が過熱してしまうような過大電流について、モータ２０に通電されることが禁止される。
電動グラインダ１１０では、測定された電池電圧Ｖｂが第１基準電圧Ｖ１以下となる状態が第２規定時間（２秒間）よりも短い第１規定時間（０．５秒間）に亘って継続した場合は、警告ランプ１４を点灯させる。また、測定された電池電圧Ｖｂが第２基準電圧Ｖ２以下であれば、警告ランプ１４を直ちに点灯させる。それにより、モータ２０への通電を制限するに先立って、モータ電流Ｃｍが過大であること、即ち、電動グラインダ１１０に加えている作業負荷が過大であることを、作業者に報知することができる。警告ランプ１４の点灯を受けて、作業者は作業負荷を自ら低減させることができ、意図せず作業が中断されることを避けることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
電動グラインダ１０は、電池電圧Ｖｂに基づいてモータ２０への通電を制限する機能と、電池電圧Ｖｂに基づいて警告ランプ１４を点灯する機能とを兼ね備える必要は必ずしもない。電池電圧Ｖｂに基づいてモータ２０への通電を制限する機能のみを備えるものであってもよいし、電池電圧Ｖｂに基づいて警告ランプ１４を点灯する機能のみを備えるものであってもよい。
例えば上記では、測定された電池電圧を各基準値と比較し、モータ電流が過大であると判定した場合に、モータへの通電を遮断する例について説明したが、モータ電流を低下させることができれば、モータへの通電を遮断する必要は必ずしもない。例えば半導体スイッチを断続的にオン／オフさせて、モータへの通電を所定の割合によって制限するようにしてもよい。
モータ電流Ｃｍが過大であることを作業者に報知するためには、警告ランプ１４を点灯させる手法に限られず、例えば警告音を発するなど、作業者が知得可能な報知動作行う報知器を採用することができる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

電動グラインダの構成を示す図。 電動グラインダの電気構成を模式的に示す図。 モータ電流Ｃｍと電池電圧Ｖｂの関係を示す図。 電池の放電率と電池電圧の関係を示す図。 放電率の違いによるモータ電流Ｃｍと電池電圧Ｖｂの関係と変化を示す図。 実施例２の電動グラインダの電気構成を模式的に示す図。 各基準電圧とモータ電流Ｃｍとの対応を示す図。 電池電圧Ｖｂとその継続時間の組合せによる動作例を示す図。

符号の説明

１０、１１０・・電動グラインダ
１４・・警告ランプ
１６・・ファン
１８・・運転スイッチ
２０・・モータ
３０・・コントローラ
３２・・電池パック
３２ａ・・二次電池
３４・・半導体スイッチ
３８・・砥石（工具）
５０・・マイクロコンピュータ
６２・・電圧測定部
６４・・電圧判定部
６６・・モータ駆動部
６８・・表示駆動部

Claims (6)

1. 工具と、
   工具を運動させるモータと、
   モータに電力を供給する電池と、
   電池電圧を測定する電圧測定手段と、
   電圧測定手段で測定された電池電圧に基づいて、電池からモータへの通電を制限する制限手段と、
   を備え、
   前記制限手段は、測定された電池電圧が第１所定値以下である状態が第１所定時間に亘って継続したとき、及び、測定された電池電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値以下である状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間に亘って継続したときに、電池からモータへの通電を制限することを特徴とする電動工具。
2. 前記制限手段は、測定された電池電圧が前記第２所定値よりも小さい第３所定値以下であるときは直ちに、電池からモータへの通電を制限することを特徴とする請求項１の電動工具。
3. 前記電圧測定手段で測定された電池電圧が前記第１所定値以下であるときに、作業者が知得可能な報知動作を行う報知手段が付加されていることを特徴とする請求項１又は２の電動工具。
4. 前記報知手段は、測定された電池電圧が前記第１所定値以下である状態が前記第１所定時間よりも短い第３所定時間に亘って継続したときに、前記報知動作を開始することを特徴とする請求項３の電動工具。
5. 前記報知手段は、測定された電池電圧が前記第２所定値以下であるときは直ちに、前記報知動作を開始することを特徴とする請求項４の電動工具。
6. 工具と、
   工具を運動させる電動モータと、
   電動モータに電力を供給する電池と、
   電池電圧を測定する電圧測定手段と、
   電圧測定手段で測定された電池電圧に基づいて、作業者が知得可能な報知動作を行う報知手段と、
   を備え、
   前記報知手段は、測定された電池電圧が第１所定値以下である状態が第３所定時間に亘って継続したとき、及び、測定された電池電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値以下であるときは直ちに、前記報知動作を開始することを特徴とする電動工具。

Images