JP5324977B2

JP5324977B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP5324977B2
Application number: JP2009077665A
Authority: JP
Inventors: 昌樹池田; 達哉三輪
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JP2010228040A

Description

本発明は、モータを駆動源とする電動工具、殊に、電動工具のモータのロック状態の検知及び制御に関するものである。

従来から、モータを駆動源とした電動工具で締め付け作業等を行っていた際に出力が足りずにモータが回転できなくなり、モータがロック状態となることがあった。

このとき、回転できないモータには過剰に大電流が流れることとなり、モータが過熱して発熱や発煙を生じ、時にはモータの焼損等の電動工具に破損を生じることがあった。

そのため、例えば、特許文献１等に示すように、モータへ電力供給する経路内に配置したＦＥＴのオン抵抗やダイオードのオン電圧等からモータに流れる電流を検出することで、上記ロック状態を検知するものがあった。

特開２００６−２８１４０４号公報

しかし、特許文献１等のＦＥＴやダイオードでモータの回転を検出するものでは、反転増幅回路と非反転増幅回路を両方備えると共に、検出信号をＡ／Ｄ変換する必要があり、内部構造の複雑化や、電動工具のサイズの大型化という問題があった。

更に、上記ＦＥＴ等の回路部品はモータの回転時に発生する輻射ノイズや伝搬ノイズの影響を受けて動作や検出信号に不具合を生じるため、電動工具毎に回路部品の調整や検出信号の補正が必要であり、使い勝手が良くないという問題もあった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて発明したものであり、簡素な構造の回転検出部でモータのロック状態を検知し、内部構造の複雑化を防止すると共に、使い勝手を向上した電動工具を提供することを課題とした。

上記課題を解決するために、本発明の電動工具１は、回転駆動する駆動源であるモータ２と、モータ２の回転を検出する回転検出部３と、モータ２への電力供給の有無を検出する電力供給検出部と、上記両検出部の検出結果からモータ２がロック状態か否かを判断する制御部５と、を有している。そして、上記回転検出部３は、上記モータ２の回転で発生する輻射ノイズあるいは伝搬ノイズからモータ２の回転を検出するループコイル３１である。このループコイル３１は、その内周側で生じる輻射ノイズあるいは伝搬ノイズによって誘起電圧を生じるものであることを特徴としている。

このような構成としたことで、モータ２の回転を回転検出部３で検出できると共に、電力供給検出部でモータ２への電力供給の有無を検出できるため、モータ２が電力供給を受けているが回転していない状態であるロック状態を制御部５が判断できる。そして、モータ２から発生する輻射ノイズあるいは伝搬ノイズに基づいて回転検出部３がモータ２の回転を検出するため、モータ２へ至る電力供給経路内に回転検出部３を配置する必要が無くなる。

また、請求項２に係る発明は、制御部５によりモータ２がロック状態であると判断された際に、制御部５がモータ２への電力供給を停止させる制御を行うものであることを特徴としている。

また、請求項３に係る発明は、ループコイル３１がモータ２の回転軸２１と一致する中心軸で巻かれ、モータ２がループコイル３１の内周側に位置していることを特徴としている。

また、請求項４に係る発明は、ループコイル３１がモータ２近傍に位置し、上記モータ２へ至る電力供給線を中心軸として巻かれたものであることを特徴としている。

また、請求項５に係る発明は、制御部５によりモータ２がロック状態であると判断された際に、上記ロック状態であることを外部へ報知する報知部８を備えたものであることを特徴としている。

上記のように、本発明の電動工具はモータの回転とモータへの電力供給の有無からモータのロック状態を容易に検知できるため、モータのロック状態が継続した際に生じる発煙やモータの焼損等の不具合を防止することができる。そして、モータから発生する輻射ノイズや伝搬ノイズからモータの回転を検出するため、モータへ至る電力供給経路の外に回転検出部を配置することができ、電力供給経路の複雑化を防止することができる。

また、モータがロック状態となった際にモータへの電力供給を停止することで、ロック状態のモータに焼損等の不具合が生じることを防止でき好ましい。

また、回転検出部をループコイルとしたことで、回転検出部の構成を簡素にでき好ましい。

また、モータのロック状態を外部に報知する報知部を備えたことで、使用者にモータのロック状態を容易に報知することができ好ましい。

本発明の電動工具のモータ制御のブロック図である。同上の回転検出部の配置図である。同上の回転検出部から制御部に出力される検出信号の説明図である。回転検出部の他例の配置図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

本発明の電動工具１は、駆動源であるモータ２と、電力供給源である着脱自在の電池パック９と、モータ２への電力供給のオンオフ操作を行うトリガスイッチ４と、を備えたものであり、例えば固定具の締め付けや穴開口等を行うものである。

そして、図１に示すように、トリガスイッチ４のオンオフ操作を検出する操作検出部４１と、モータ２の回転を検出する回転検出部３と、両検出部の検出結果からモータ制御を行う制御部５と、制御部５にオンオフ制御されるＦＥＴ６と、を有している。

そして、上記ＦＥＴ６はモータ２のロック等の異常時に制御部５がモータ２への電力供給を停止する制御を行う際にオフへ切り替えられるものであり、電動工具１が正常に駆動している間は常にオンの状態で保持されている。

つまり、上記操作検出部４１が正常時にモータ２への電力供給の有無を検出する電力供給検出部となっており、ＦＥＴ６とトリガスイッチ４の少なくとも一方がオフの状態ではモータ２へ電力供給が行われないものとなっている。

なお、電池パック９内の符号９１は二次電池であり、符号９２は二次電池９１の温度や放電電圧等から電池パック９の状態を監視し電池パック９の状態に異常が生じると制御部５に信号を出力する電池状態監視部である。

また、上記回転検出部３はモータ２の回転時にモータ２から発生する輻射ノイズ及び伝搬ノイズからモータ２の回転を検出するものであり、図２に示すように、モータ２の周囲に配置されたループコイル３１である。

詳しくは、モータ２の回転軸２１を中心軸としてモータ２に接触しないようにループ状に巻かれたコイルであり、上記ループの内周側の空間にモータ２が位置したものとなっている。

つまり、モータ２が回転して輻射ノイズや伝搬ノイズを発生するとループコイル３１内に誘起電圧を生じるため、上記回転検出部３は生じた誘起電圧を検出信号１０１として出力することで、モータ２の回転を検出するものとなっている。

そして、上記誘起電圧は、図３に示すように、波形状の検出信号１０１として検出されるものであり、信号増幅部３２により増幅された後、制御部５に出力されている。

上記検出信号１０１の出力された制御部５は検出信号１０１の電圧値が所定の閾値１０２以上であればモータ２が回転していると判断し、上記閾値１０２未満であるとモータ２が停止していると判断するものである。

また、制御部５はモータ２が停止していると判断すると、操作検出部４１の検出結果を参照し、トリガスイッチ４の操作状態を確認することで、モータ２への電力供給の有無を判断するものとなっている。

このとき、トリガスイッチ４がオンに操作されていると、制御部５はモータ２に電力供給が行われているがモータ２が回転駆動を行えないロック状態であると判断して、ＦＥＴ６をオフに切り替えてロック状態のモータ２への電力供給を停止する。

そして、モータ２のロック状態を検知した制御部５は報知部８を用いて表示や音声によりモータ２がロック状態である旨を外部に報知して、使用者にトリガスイッチ４をオフに操作するあるいは上記ロック状態の原因を解消するように促がすものである。

また、上記回転検出部３であるループコイル３１は、図４に示すように、モータ２へ電力供給を行う電力供給線であるリード線７のモータ２近傍に設置することもできる。

詳しくは、リード線７がモータ２へと至る直前の部位に上記リード線７を中心軸としてループコイル３１が巻かれており、上記回転検出部３はリード線７からの輻射ノイズ及び伝搬ノイズで誘起電圧を生じるものとなっている。

つまり、モータ２の回転時にはモータ２からリード線７に伝播される伝搬ノイズが増加して誘起電圧が増すため、制御部５に出力される検出信号１０１の電圧値が閾値１０２を越えて、モータ２が回転していると判断されるものである。

このように、回転検出部３でモータ２の回転を検出し、操作検出部４１でモータ２への電力供給の有無を検出したことで、制御部５がモータ２のロック状態を判断することができるものとなっている。

そして、制御部５がモータ２のロック状態を判断すると共に、ロック状態の際にモータ２への電力供給を遮断するため、モータ２がロック状態となった際に、モータ２へ大電流が流れることを防止したものとなっている。

つまり、ロック状態を検知した際に、大電流によりモータ２が過熱して発煙や焼損することを防止すると共に、電池パック９の二次電池９１が過放電することを防止しており、安全性及び使い勝手の向上した電動工具１となっている。

また、回転検出部３としてモータ２やリード線７にループコイル３１を配置したことで、輻射ノイズや伝搬ノイズにより生じる誘起電圧を回転検出部３の検出信号１０１として用いることができ、回転検出部３の構造を簡素なものにすることができる。

更に、回転検出部３がモータ２へ電力供給を行う電力供給経路の外に付加することでモータ２の回転を検出するため、上記電力供給経路が複雑化することなく既存のまま使用でき、電動工具１の内部構造が複雑化することを防止できる。

また、輻射ノイズや伝搬ノイズでモータ２の回転を検出するため、ＦＥＴ６のオン抵抗やダイオードのオン電圧等でモータ２の回転を検出するものと違い、輻射ノイズや伝搬ノイズによる影響を検出信号１０１から補正する必要の無いものとなっている。

つまり、作業毎に輻射ノイズや伝搬ノイズによる影響を調整する必要の無い、手間のかからない回転検出部３となっており、使い勝手を向上したものとなっている。

また、モータ２がロック状態となった際に、報知部８により外部にモータ２のロック状態を報知するため、使用者にモータ２のロック状態を容易に認識させることができ、ロック状態となることで生じる不具合を容易に解消できるものとなっている。

もちろん、上記回転検出部３のループコイル３１はモータ２及びモータ２へ電力供給するリード線７に対して絶縁して巻かれており、ループコイル３１に生じた誘起電圧が直接モータ２やリード線７に流れることが無いものとなっている。

１電動工具
２モータ
２１回転軸
３回転検出部
３１ループコイル
３２信号増幅部
４トリガスイッチ
４１操作検出部
５制御部
６ＦＥＴ
８報知部
９電池パック

Claims

回転駆動する駆動源であるモータと、上記モータの回転を検出する回転検出部と、モータへの電力供給の有無を検出する電力供給検出部と、上記両検出部の検出結果から上記モータがロック状態か否かを判断する制御部と、を有しており、
上記回転検出部は、上記モータの回転で発生する輻射ノイズあるいは伝搬ノイズから上記モータの回転を検出するループコイルであり、このループコイルは、その内周側で生じる輻射ノイズあるいは伝搬ノイズによって誘起電圧を生じるものであることを特徴とする電動工具。
前記制御部は前記モータがロック状態であると判断すると、上記モータへの電力供給を停止させる制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記ループコイルは前記モータの回転軸と一致する中心軸で巻かれ、上記モータが上記ループコイルの内周側に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動工具。
前記ループコイルは前記モータ近傍に位置し、上記モータへ至る電力供給線を中心軸として巻かれたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動工具。
前記制御部によりモータがロック状態であると判断された際に、上記ロック状態であることを外部へ報知する報知部を備えたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動工具。