JP5381390B2 - Electric tool - Google Patents

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Description

本発明は電動工具のブレーキの制御方法に関し、特にトリガスイッチを解除した際にモータの回転を短時間で効率よく制動させるようにした電動工具に関する。   The present invention relates to a method for controlling a brake of an electric tool, and more particularly, to an electric tool that efficiently brakes the rotation of a motor in a short time when a trigger switch is released.

インパクトドライバ等のネジ締め電動工具においては、ネジを相手材に対して垂直に締め付けるためにネジ締め作業の開始時に短時間の間にモータの低速回転・停止を繰り返して行い、徐々に相手材にネジを挿入していく。この作業の際に重要なのは、作業者のトリガ操作に対してモータの追従性を良くすることである。トリガ操作によりモータを回転させ、トリガ操作の解除によりブレーキ動作でモータを停止させる。モータのブレーキ動作中には、モータの起動は受けつけないために、短時間でトリガの操作および解除を繰り返すと、作業者のトリガ操作にモータの回転が追従できない場合が生じる。   In a screw tightening electric tool such as an impact driver, in order to tighten the screw perpendicular to the mating material, the motor is rotated and stopped at a low speed for a short time at the start of the screw tightening operation, and gradually Insert the screws. In this work, it is important to improve the followability of the motor with respect to the trigger operation of the worker. The motor is rotated by a trigger operation, and the motor is stopped by a brake operation by releasing the trigger operation. Since the activation of the motor is not accepted during the brake operation of the motor, if the trigger operation and release are repeated in a short time, the rotation of the motor may not be able to follow the operator's trigger operation.

ドリル、ドライバ等の回転先端工具を駆動する電動工具において、モータの回転追従性向上のために、モータのブレーキ動作制御に関する技術が、例えば特許文献1に開示されている。この技術においては、モータの電源スイッチの切断時に、モータに回生電流を流してモータに制動力を加える。また、ブレーキ動作時の制動期間を運転中のモータ回転数に基づいて算出し、モータ回転数が低速であるほど制動期間が短くなるように制御し、確実なブレーキ動作を行う。このように、モータ停止後に必要以上に制動を行わないことにより、トリガ操作に対するモータの起動・停止の追従性を向上させることができる。   In an electric tool that drives a rotating tip tool such as a drill or a driver, a technique related to motor brake operation control is disclosed in Patent Document 1, for example, in order to improve rotation followability of the motor. In this technique, when the power switch of the motor is turned off, a regenerative current is supplied to the motor to apply a braking force to the motor. In addition, the braking period during the braking operation is calculated based on the motor rotation speed during operation, and the braking period is controlled to be shorter as the motor rotation speed is lower, thereby performing a reliable braking operation. Thus, by not braking more than necessary after the motor stops, it is possible to improve the followability of the start / stop of the motor with respect to the trigger operation.

特開2005−176454号公報JP 2005-176454 A

特許文献1に記載された技術においては、制動開始時のモータ回転数の値を基に制動期間を算出している。そのためには予めモータ回転数と制動期間の関係を求めておく必要が生じる。しかしながら、電動工具に適用されるモータは、使用による劣化、周囲環境等により減速特性に大きな個体差が生ずるため、制動開始時のモータ回転数から適切に制動期間を求めることは難しい。よって、電動工具によっては予め設定された制動期間内に停止できない場合や、制動時間前に停止している場合が生ずる。また、制動期間を必要以上に長く設けてしまい、結果として短時間で制動するという目的を達成ができない可能性が生じる。さらに、電動工具の場合は作業内容によっても必要な制動期間に差が生じることがあり、同じ回転数であっても電動工具の負荷の状態によって必要な制動期間に差が生じてしまう。   In the technique described in Patent Document 1, the braking period is calculated based on the value of the motor rotation number at the start of braking. For this purpose, it is necessary to obtain the relationship between the motor speed and the braking period in advance. However, since a motor applied to an electric tool has a large individual difference in deceleration characteristics due to deterioration due to use, ambient environment, and the like, it is difficult to appropriately obtain a braking period from the motor rotation speed at the start of braking. Therefore, depending on the power tool, there may be a case where the power tool cannot be stopped within a preset braking period or a case where the power tool is stopped before the braking time. In addition, the braking period is set longer than necessary, and as a result, the purpose of braking in a short time may not be achieved. Furthermore, in the case of an electric tool, a difference may occur in the required braking period depending on the work content, and even if the rotational speed is the same, a difference occurs in the required braking period depending on the load state of the electric tool.

一方、ブレーキ動作時にモータの回転数を検出し、完全にモータが停止したことを検出するまでブレーキ動作を行うというモータの制御方法が知られている。しかしながら、このような制御方法であっても、電動工具に適用すると様々な問題が生ずることを発明者らは見いだした。   On the other hand, a motor control method is known in which the number of rotations of a motor is detected during a braking operation and the braking operation is performed until it is detected that the motor has completely stopped. However, the inventors have found that even with such a control method, various problems occur when applied to an electric power tool.

モータ回転数は、モータの一定の回転角度毎に出力される位置検出素子出力パルスの立ち上がり、下がりエッジの変化の時間間隔から検出するのが一般的である。モータがロック状態にある場合には、パルスの立ち上がり、下がりエッジに変化は生じない。そのため、低速回転であればエッジの変化の時間間隔が長くなり、モータが停止状態にあるか低速回転状態にあるか判断するのは難しくなる。停止状態にあるかどうか判断するためには、エッジの時間間隔を長く検出する必要があり、結果として制動期間が長くなり、モータの起動・停止の追従性を悪化させる。従って、位置検出素子の出力パルスを利用するだけでモータの制動期間の終了時点を決定するのは難しい。   In general, the motor rotation speed is detected from the time interval between the rising and falling edges of the position detection element output pulse output at every constant rotation angle of the motor. When the motor is in a locked state, there is no change in the rising and falling edges of the pulse. For this reason, if the rotation speed is low, the edge change time interval becomes long, and it is difficult to determine whether the motor is in a stopped state or in a low-speed rotation state. In order to determine whether or not the vehicle is in the stop state, it is necessary to detect the time interval of the edge long, and as a result, the braking period becomes long, and the follow-up performance of the start / stop of the motor is deteriorated. Therefore, it is difficult to determine the end point of the motor braking period only by using the output pulse of the position detection element.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの追従性を改良し、確実にモータの停止を行うことができる電動工具を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric tool that improves the followability of the motor and can reliably stop the motor.

本発明の別の目的は、制動期間を適切に設定することにより、精度良くブレーキ動作を行うことができる電動工具を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an electric tool that can accurately perform a braking operation by appropriately setting a braking period.

本発明のさらに別の目的は、使用による劣化、周囲環境等による影響を受けにくい、安定したブレーキ動作を行うことができる電動工具を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide an electric tool that can perform a stable braking operation that is not easily affected by deterioration due to use, the surrounding environment, or the like.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。   Of the inventions disclosed in the present application, typical features will be described as follows.

本発明の一つの特徴によれば、モータと、作業者のトリガ操作によりモータのON及びOFFを指示するトリガスイッチと、モータの回転数を検出する回転数検出部と、トリガスイッチと回転数検出部の出力に基づいてモータの回転制御を行う制御部を有する電動工具において、制御部は、トリガスイッチ操作の解除がなされた場合にモータに制動力を加えるブレーキ動作を行い、回転数検出部においてブレーキ動作中のモータの回転数を検出し、ブレーキ動作中の回転数が所定の回転数以上である場合はブレーキ動作を継続して行い、ブレーキ動作により回転数が低下して所定の回転数以下となった場合は、ブレーキ動作を終了させる時間を算出し、時間経過後にブレーキ動作を解除するように構成した。また、制御部は、ブレーキ制動を開始してから所定の回転数に達するまでの回転数低下状況を監視し、回転数低下状況に応じてブレーキ動作を終了させる時間を求めるように構成した。モータは、回転子および固定子巻線を有するブラシレス直流モータであり、回転子を回転駆動させるために固定子巻線に駆動電流を供給するための複数の半導体スイッチング素子を含むインバータ回路を有する。   According to one aspect of the present invention, a motor, a trigger switch for instructing ON / OFF of the motor by an operator's trigger operation, a rotational speed detection unit for detecting the rotational speed of the motor, the trigger switch, and the rotational speed detection In the electric tool having a control unit that controls the rotation of the motor based on the output of the unit, the control unit performs a braking operation to apply a braking force to the motor when the trigger switch operation is released, and the rotation number detection unit The number of rotations of the motor during the brake operation is detected. If the number of rotations during the brake operation is equal to or higher than the predetermined number of times, the brake operation is continued. In such a case, the time for ending the brake operation is calculated, and the brake operation is released after the lapse of time. Further, the control unit is configured to monitor a decrease in the number of revolutions from when the brake braking is started until the predetermined number of revolutions is reached, and to obtain a time for ending the brake operation according to the number of revolutions. The motor is a brushless DC motor having a rotor and a stator winding, and has an inverter circuit including a plurality of semiconductor switching elements for supplying a drive current to the stator winding for driving the rotor to rotate.

本発明の他の特徴によれば、制御部は、ブレーキ動作中のモータの回転数変化を時間経過毎に検出し、ブレーキ動作により回転数が低下してある第nの回転数以下となった場合は、第nの回転数以下になった直後からブレーキ動作を終了させる時間(TC(n))を算出し、時間(TC(n))が経過前に回転数が低下して第n+1の回転数以下となった場合は、再びブレーキ動作を終了させる時間(TC(n+1))を算出し、時間(TC(n+1))経過後にブレーキ動作を解除する。 According to another feature of the present invention, the control unit detects a change in the rotation speed of the motor during the brake operation every time, and the rotation speed is reduced to the nth rotation speed or less which is decreased by the brake operation. If n-th revolution speed time to end the braking operation immediately after is the following (T C (n)) is calculated, reduced rotational speed before the elapsed time (T C (n)) first When the rotation speed is equal to or less than n + 1 , the time (TC (n + 1) ) for ending the brake operation is calculated again, and the brake operation is released after the time (TC (n + 1) ) has elapsed.

本発明のさらに他の特徴によれば、インバータ回路のスイッチング素子は電源の正側に接続される複数の上アーム側スイッチング素子と電源の負側に接続される複数の下アーム側スイッチング素子から構成され、制御部は、上アーム側スイッチング素子もしくは下アーム側スイッチング素子のどちらか一方の素子を全てオンする短絡制動によってブレーキ制御を行う。また、制御部は、上アーム側スイッチング素子もしくは下アーム側スイッチング素子のどちらか一方の素子を全てオンする短絡制動と、固定子巻線に駆動電流を供給して逆方向のトルクを発生させる逆トルク制動を任意に切り替えてブレーキ動作を行うようにしても良い。   According to still another feature of the present invention, the switching element of the inverter circuit includes a plurality of upper arm side switching elements connected to the positive side of the power source and a plurality of lower arm side switching elements connected to the negative side of the power source. Then, the control unit performs brake control by short-circuit braking that turns on either one of the upper arm side switching element and the lower arm side switching element. The control unit also performs short-circuit braking to turn on either the upper arm side switching element or the lower arm side switching element, or reverse driving to generate a torque in the reverse direction by supplying a drive current to the stator winding. The braking operation may be performed by arbitrarily switching the torque braking.

請求項1の発明によれば、ブレーキ動作により回転数が低下して所定の回転数以下となった場合は、ブレーキ動作を終了させる時間を算出し、時間経過後にブレーキ動作を解除するので、制動期間を可変に設定でき、ブレーキ動作により確実にモータを停止させることができる。また、必要時間以上のブレーキ動作を行うことを防止できるので、モータ起動・停止の追従性を向上させることができ、短時間でトリガの操作・解除を繰り返した場合の電動工具の操作性向上を大きく図ることができる。また、制御部は、ブレーキ制動を開始してから所定の回転数に達するまでの回転数低下状況を監視し、回転数低下状況に応じてブレーキ動作を終了させる時間を求めるので、負荷の状況やモータの状況に即した適切なブレーキ動作が可能となる。さらに、転数低下状況の監視は、回転数の低下(ΔN)/回転数低下に要した時間(Td)を算出し、予め制御手段に記憶させた対応表を元にブレーキ動作を終了させる時間を求めるので、ΔN/Tdの値からテーブルを参照して即座にブレーキ動作を終了させる時間を求めることができ、モータ停止の追従性を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the rotational speed is reduced to a predetermined rotational speed or less due to the brake operation, the time for ending the brake operation is calculated, and the brake operation is released after the lapse of time. The period can be set variably, and the motor can be reliably stopped by the brake operation. In addition, since it is possible to prevent braking operation beyond the required time, it is possible to improve the followability of motor start / stop, and improve the operability of the electric tool when the trigger is operated / released in a short time. It can be greatly planned. Further, the control unit monitors the state of reduction in the rotational speed from the start of brake braking until the predetermined rotational speed is reached, and obtains the time for ending the brake operation according to the rotational speed reduction state. Appropriate braking can be performed in accordance with the motor conditions. Furthermore, the monitoring of the reduction in the number of rotations is to calculate the reduction in the rotation speed (ΔN) / the time required for the reduction in the rotation speed (Td) and to finish the brake operation based on the correspondence table stored in the control means in advance. Therefore, it is possible to obtain the time for ending the braking operation immediately by referring to the table from the value of ΔN / Td, and to improve the followability of the motor stop.

請求項の発明によれば、ブレーキ動作を終了させる時間(TC(n))を複数回にわたって算出しながらブレーキ動作を行うので、精度良くブレーキ動作を実行することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the brake operation is performed while calculating the time (TC (n) ) for ending the brake operation a plurality of times. Therefore, the brake operation can be executed with high accuracy.

請求項の発明によれば、モータは、インバータ回路で駆動されるブラシレス直流モータであるので、インバータ回路の制御によりブレーキ動作を実行することができる。 According to the invention of claim 3 , since the motor is a brushless DC motor driven by an inverter circuit, the brake operation can be executed by the control of the inverter circuit.

請求項の発明によれば、制御部は、上アーム側スイッチング素子もしくは下アーム側スイッチング素子のどちらか一方の素子を全てオンする短絡制動によってブレーキ制御を行うので、簡単な操作で強力なブレーキ動作を実行することができる。 According to the invention of claim 4 , the control unit performs brake control by short-circuit braking that turns on either one of the upper arm side switching element or the lower arm side switching element. The action can be performed.

請求項の発明によれば、制御部は、短絡制動と逆トルク制動を任意に切り替えてブレーキ動作を行うので、状況に即して適切なブレーキ操作を選択することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the control unit performs the brake operation by arbitrarily switching between the short-circuit braking and the reverse torque braking, so that an appropriate brake operation can be selected in accordance with the situation.

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.

本発明の実施例に係る電動工具の全体を示す図であり、一部にその断面を示す。It is a figure which shows the whole electric tool which concerns on the Example of this invention, and shows the cross section in part. 図1のモータ2の断面構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross-section of the motor 2 of FIG. 本発明の実施例に係る電動工具の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the electric tool which concerns on the Example of this invention. モータ2の回転時におけるホールIC10〜12の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of Hall IC10-12 at the time of rotation of the motor 2. FIG. 従来例の電動工具におけるブレーキ動作の制御を説明するための図であり、ブレーキ動作時のモータ2の回転数変化と制動期間の関係を示した図である(その1)。It is a figure for demonstrating control of the brake operation in the electric tool of a prior art example, and is the figure which showed the relationship between the rotation speed change of the motor 2 at the time of brake operation, and a braking period (the 1). 従来例の電動工具におけるブレーキ動作の制御を説明するための図であり、ブレーキ動作時のモータ2の回転数変化と制動期間の関係を示した図である(その2)。It is a figure for demonstrating control of the brake operation in the electric tool of a prior art example, and is the figure which showed the relationship between the rotation speed change of the motor 2 at the time of brake operation, and a braking period (the 2). 従来例の電動工具におけるブレーキ動作の制御を説明するための図であり、ブレーキ動作時のモータ2の回転数変化と制動期間の関係を示した図である(その3)。It is a figure for demonstrating control of the brake operation in the electric tool of a prior art example, and is the figure which showed the relationship between the rotation speed change of the motor 2 at the time of brake operation, and a braking period (the 3). ブレーキ時のホールIC10〜12の信号変化を示す図である。It is a figure which shows the signal change of Hall IC10-12 at the time of a brake. 本発明の実施例に係る電動工具におけるブレーキ制御の原理を説明するための図であり、ブレーキ動作時のモータ2の回転数変化と制動期間の関係を示した図である。It is a figure for demonstrating the principle of the brake control in the electric tool which concerns on the Example of this invention, and is the figure which showed the relationship between the rotation speed change of the motor 2 at the time of brake operation | movement, and a braking period. 本発明の実施例に係る電動工具におけるブレーキ制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the brake control in the electric tool which concerns on the Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る電動工具におけるブレーキ制御の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the brake control in the electric tool which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る電動工具におけるブレーキ制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the brake control in the electric tool which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る電動工具におけるブレーキ制御の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the brake control in the electric tool which concerns on the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る電動工具におけるブレーキ制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the brake control in the electric tool which concerns on 3rd Example of this invention.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本明細書の説明において上下及び前後の方向は、図1中に示した方向として説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted. In the description of the present specification, the up and down and front and rear directions are described as the directions shown in FIG.

図1は本発明の実施例に係る電動工具の全体を示す図であり、一部にその断面を示す。本実施例においては、電動工具の一実施例としてドライバドリル1を用いて説明するが、本発明はこれに限られずにインパクトドライバ、ハンマドリルなどの他の電動工具でも良い。   FIG. 1 is a diagram showing an entire electric power tool according to an embodiment of the present invention, and a part thereof is shown in cross section. In this embodiment, a driver drill 1 will be described as an embodiment of the power tool. However, the present invention is not limited to this, and other power tools such as an impact driver and a hammer drill may be used.

図1において、ドライバドリル1は、胴体ハウジング部6a内にモータ2を収納し、モータ2の駆動力を伝達する動力伝達部25により、スピンドル(出力軸)8に装着されたチャック28に着脱自在に保持されるドライバまたはドリルの先端工具(図示せず)に回転力を与える。胴体ハウジング部6aの後方側には、モータ2を駆動するためのインバータ回路部(回路基板)3が収容され、胴体ハウジング部6aの中間部および前方側には、モータ2の回転出力軸2e方向に回転力を伝達し、モータ2の回転数を減速するための減速機構部26と、減速機構部26の出力軸に得られる回転トルクをスピンドル8に伝達するクラッチ機構部27が収容される。クラッチ機構部27は、減速機構部26の回転力をスピンドル(出力軸)に伝達するように結合される。また、このクラッチ機構部27の代わりに、通常のインパクト機構を設けてもよい。 In FIG. 1, a driver drill 1 houses a motor 2 in a body housing portion 6a, and is detachably attached to a chuck 28 attached to a spindle (output shaft) 8 by a power transmission portion 25 that transmits a driving force of the motor 2. A rotational force is applied to a screwdriver or drill tip tool (not shown) held by the tool. An inverter circuit portion (circuit board) 3 for driving the motor 2 is accommodated on the rear side of the body housing portion 6a, and the rotation output shaft 2e direction of the motor 2 is disposed on the middle portion and the front side of the body housing portion 6a. A speed reduction mechanism portion 26 for transmitting the rotational force to the motor 2 to reduce the rotational speed of the motor 2 and a clutch mechanism portion 27 for transmitting the rotational torque obtained at the output shaft of the speed reduction mechanism portion 26 to the spindle 8 are housed. The clutch mechanism 27 is coupled so as to transmit the rotational force of the speed reduction mechanism 26 to the spindle (output shaft) 8 . Further, a normal impact mechanism may be provided instead of the clutch mechanism portion 27.

クラッチ機構部27は、モード切替およびトルク調整のためのダイヤル(クラッチダイヤル)5を有し、ダイヤル5によって作業者がドライバモードまたはドリルモードを設定できるように構成される。ダイヤル5がドライバモードを選択している場合、トルク調整ダイヤル5を複数段階の所定の回転角度に回転させることによって、クラッチ機構部27は、ダイヤル5の回転角度に従って減速機構部26の出力軸からスピンドル8に伝達される回転トルクを負荷に対応する所望の締付けトルクに調整することができる。このダイヤル5は、例えば10段階のトルク設定が可能である。設定した締付けトルク(滑り出しトルク)以上の負荷トルクがスピンドル8に加わると、クラッチ機構により減速機構部26の出力軸はスピンドル8との結合から遮断されて空転することになり、これによってモータ2のロックが防止される。 The clutch mechanism 27 has a dial (clutch dial) 5 for mode switching and torque adjustment, and the dial 5 is configured so that an operator can set a driver mode or a drill mode. When the dial 5 is in the driver mode, the clutch mechanism 27 is rotated from the output shaft of the speed reduction mechanism 26 according to the rotation angle of the dial 5 by rotating the torque adjustment dial 5 to a predetermined rotation angle in a plurality of stages. The rotational torque transmitted to the spindle 8 can be adjusted to a desired tightening torque corresponding to the load. The dial 5 can be set, for example, in 10 stages of torque. If the set tightening torque (Suberidashi torque) above the load torque is applied to the spindle 8, the output shaft of the reduction mechanism portion 26 by clutches mechanism will be idling blocked from binding to the spindle 8, whereby the motor 2 Is prevented from locking.

ダイヤル5をドリルモードに設定する場合は、ダイヤル5を最大限の回転角度に回転させて減速機構部26で得られる回転力を、クラッチを動作させずにスピンドル8に伝達させるように切替える。このドリルモードにおいて負荷がスピンドルの締付けトルクより大きい場合、クラッチ機能が働かないので、スピンドルに保持された先端工具はロックされ、モータ2はロック状態となる。減速機構部26は、周知の技術によって構成され、モータ2の回転出力軸2eの前端に形成されたピニオンギアに噛合う、例えば、2段の遊星歯車減速機構(変速ギアケース)(図示せず)から構成される。   When the dial 5 is set to the drill mode, the dial 5 is rotated to the maximum rotation angle so that the rotational force obtained by the reduction mechanism 26 is transmitted to the spindle 8 without operating the clutch. When the load is larger than the tightening torque of the spindle in this drill mode, the clutch function does not work, so the tip tool held on the spindle is locked and the motor 2 is locked. The reduction mechanism unit 26 is configured by a well-known technique, and meshes with a pinion gear formed at the front end of the rotation output shaft 2e of the motor 2, for example, a two-stage planetary gear reduction mechanism (transmission gear case) (not shown). ).

モータ2は、本実施例では3相ブラシレス直流モータを用いる。図2は、図1のモータ2の断面構造を模式的に示す図である。この断面は、モータ2の出力回転軸と垂直に切断した面である。図2に示すように、モータ2は回転子(マグネットロータ)2aと固定子巻線(電機子巻線)2dを含んで構成される。回転子2aは、回転出力軸2e方向に延びるN極およびS極の永久磁石(マグネット)2bを有し、固定子2cは円筒状の外形であってティース部2hに巻かれる固定子巻線2dを有する、いわば内部磁石配置形のモータである。   In this embodiment, the motor 2 uses a three-phase brushless DC motor. FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the motor 2 of FIG. This cross section is a plane cut perpendicular to the output rotation axis of the motor 2. As shown in FIG. 2, the motor 2 includes a rotor (magnet rotor) 2a and a stator winding (armature winding) 2d. The rotor 2a has N-pole and S-pole permanent magnets (magnets) 2b extending in the direction of the rotation output shaft 2e, and the stator 2c has a cylindrical outer shape and is a stator winding 2d wound around the tooth portion 2h. In other words, the motor has an internal magnet arrangement type.

固定子巻線2dは、樹脂材料からなる絶縁層2f(図1参照)を介して固定子2cに巻回される。回転子2aの近傍には、回転子2aの回転位置を検出するために、回転方向に60°毎に配置され、回転子2aの位置を電磁結合的に検出する3つのホールIC(回転位置検出素子)10〜12が配置される。スター結線された固定子巻線2d(U、V、W)には、インバータ回路部3よりホールIC10〜12の位置検出信号に基づいて電気角120°の通電区間に制御された電流が供給される。尚、回転位置を検出するための別の方法として、固定子巻線2dの誘起起電圧(逆起電力)を、フィルタを通して論理信号として取出すことによって回転子位置を検出するセンサレス方式を採用することもできる。   The stator winding 2d is wound around the stator 2c via an insulating layer 2f (see FIG. 1) made of a resin material. In order to detect the rotational position of the rotor 2a in the vicinity of the rotor 2a, there are three Hall ICs (rotational position detection) that are arranged every 60 ° in the rotational direction and detect the position of the rotor 2a electromagnetically. Elements) 10 to 12 are arranged. The star-connected stator winding 2d (U, V, W) is supplied with current controlled by the inverter circuit section 3 in the energization section with an electrical angle of 120 ° based on the position detection signals of the Hall ICs 10-12. The As another method for detecting the rotational position, a sensorless method is adopted in which the rotor position is detected by extracting the induced electromotive force (back electromotive force) of the stator winding 2d as a logic signal through a filter. You can also.

再び図1を参照して、胴体ハウジング部6aとハンドルハウジング部6bは、一体に成型された合成樹脂材料からなる。胴体ハウジング部6aとハンドルハウジング部6bは、モータ2の回転出力軸2eを通る鉛直面で左右に2分割可能に構成される。組み立て時には、ハウジング部材(胴体ハウジング部6aとハンドルハウジング部6bの左又は右側部分)の一対を準備し、予め、図1の部分断面図で示すような一方のハウジング部材に、モータ2の固定子2c及び回転子2a等の組込みを行い、しかる後、他方のハウジング部材を重ねて、ネジ締め等で双方のハウジング部材を締結させる。固定子2cの外周面に対向するハウジング部分の内壁には、胴体ハウジング部6aと一体成型により形成された複数の固定子保持部(リブ部)(図示せず)が形成され、固定子保持部によってモータ2が把持または挟持される。   Referring to FIG. 1 again, the body housing portion 6a and the handle housing portion 6b are made of a synthetic resin material molded integrally. The body housing portion 6a and the handle housing portion 6b are configured to be divided into two parts on the vertical plane passing through the rotation output shaft 2e of the motor 2. At the time of assembly, a pair of housing members (the left or right side portion of the body housing portion 6a and the handle housing portion 6b) is prepared, and the stator of the motor 2 is previously placed on one housing member as shown in the partial cross-sectional view of FIG. 2c, the rotor 2a, etc. are assembled, and then the other housing member is overlapped and both housing members are fastened by screwing or the like. A plurality of stator holding portions (rib portions) (not shown) formed by integral molding with the body housing portion 6a are formed on the inner wall of the housing portion facing the outer peripheral surface of the stator 2c. Thus, the motor 2 is gripped or clamped.

モータ2の先端側には冷却用ファン24が同軸上に設けられ、冷却用ファン24近傍の胴体ハウジング部6aには、図示されていないが、排気口(通風口)が形成される。胴体ハウジング部6aの後端部には吸気口(通風口)21が形成され、この吸気口21から冷却用ファン24の近傍に形成される排気口に至る通路23は、冷却用空気の流通路を形成し、インバータ回路部3の半導体スイッチング素子3aの温度上昇、およびモータ2の固定子巻線2dの温度上昇を抑制する。ドライバモードまたはドリルモードにおいて、モータ2の負荷状況によってはスイッチング素子Q1〜Q6に大電流が流れてスイッチング素子Q1〜Q6の発熱が大きくなるので、冷却用ファン24によってインバータ回路部3を強制的に空冷することが需要である。   A cooling fan 24 is coaxially provided at the front end side of the motor 2, and an exhaust port (ventilation port) is formed in the body housing portion 6a in the vicinity of the cooling fan 24, although not shown. An intake port (ventilation port) 21 is formed at the rear end of the body housing portion 6a. A passage 23 extending from the intake port 21 to an exhaust port formed in the vicinity of the cooling fan 24 is a cooling air flow passage. To suppress the temperature rise of the semiconductor switching element 3a of the inverter circuit unit 3 and the temperature rise of the stator winding 2d of the motor 2. In the driver mode or the drill mode, depending on the load condition of the motor 2, a large current flows through the switching elements Q1 to Q6 and heat generation of the switching elements Q1 to Q6 increases. Air cooling is a demand.

インバータ回路部3は、円板状の回路基板を有し、モータ2の固定子2cの一端部側(後方側)を全面的に覆う。一方、固定子2cの他端部側(前方側)には、防塵カバー22が設けられ、インバータ回路部3と同様に、固定子2cの他端部側面を覆う。これらインバータ回路部3および防塵カバー22の両者は、固定子2cと共に、回転子2aを閉塞または密封する防塵構造(密閉構造)を形成する。これにより、モータ2への粉塵の侵入を防止できる。   The inverter circuit unit 3 has a disk-like circuit board and covers one end side (rear side) of the stator 2 c of the motor 2 entirely. On the other hand, a dust-proof cover 22 is provided on the other end side (front side) of the stator 2 c and covers the other end side surface of the stator 2 c, similarly to the inverter circuit unit 3. Both the inverter circuit unit 3 and the dustproof cover 22 together with the stator 2c form a dustproof structure (sealed structure) that closes or seals the rotor 2a. Thereby, the penetration | invasion of the dust to the motor 2 can be prevented.

ハンドルハウジング部6bの下端部には、モータ2の駆動電源となる電池パック30が着脱可能に装着される。電池パック30の上部には、モータ2のインバータ回路部3を制御するための制御回路部4が、前後左右方向に延在するように設けられる。   A battery pack 30 serving as a driving power source for the motor 2 is detachably attached to the lower end portion of the handle housing portion 6b. A control circuit unit 4 for controlling the inverter circuit unit 3 of the motor 2 is provided above the battery pack 30 so as to extend in the front-rear and left-right directions.

ハンドルハウジング部6bの上端付近にはスイッチトリガ7が配設され、スイッチトリガ7のトリガ操作部7aがバネ力によって付勢された状態でハンドルハウジング部6bから突出する。作業者がトリガ操作部7aを後方に押し込むことにより、トリガ押込量(操作量)を調整し、モータ2の回転数を制御することができる。本実施例によれば、スイッチトリガ7によるトリガ押込量は、インバータ回路部3の半導体スイッチング素子3aを駆動するPWM駆動信号のPWMデューティーに反映される。   A switch trigger 7 is disposed near the upper end of the handle housing portion 6b, and the trigger operation portion 7a of the switch trigger 7 protrudes from the handle housing portion 6b in a state of being biased by a spring force. When the operator pushes the trigger operation portion 7a backward, the trigger push-in amount (operation amount) can be adjusted and the rotation speed of the motor 2 can be controlled. According to the present embodiment, the trigger pushing amount by the switch trigger 7 is reflected in the PWM duty of the PWM drive signal that drives the semiconductor switching element 3a of the inverter circuit unit 3.

電池パック30は、スイッチトリガ7および制御回路部4へ駆動電源を供給し、さらにインバータ回路部3へ駆動電力を供給するように電気的に接続される。電池パック30を構成する二次電池は、リチウムイオン電池が使用されるが、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池を用いても良い。リチウムイオン電池は、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池に比較して約3倍のエネルギー密度を持ち、小形軽量であるという利点をもっている。この電池パック30の出力電圧は、例えば、14.4Vである。   The battery pack 30 is electrically connected so as to supply drive power to the switch trigger 7 and the control circuit unit 4 and further to supply drive power to the inverter circuit unit 3. As the secondary battery constituting the battery pack 30, a lithium ion battery is used, but a nickel cadmium battery or a nickel hydrogen battery may be used. Lithium-ion batteries have the advantage of being small and light, having an energy density about three times that of nickel cadmium batteries and nickel metal hydride batteries. The output voltage of the battery pack 30 is, for example, 14.4V.

次に図3を用いて、本発明の実施例に係る電動工具の機能ブロック図を説明する。インバータ回路33はインバータ回路部3に搭載され、3相ブリッジ形式に接続された6個のスイッチング素子Q1〜Q6により主に構成される。スイッチング素子Q1〜Q6として、本実施例では絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ(IGBT)を用いるが、電界効果トランジスタ(MOSFET)、バイポーラトランジスタでも良い。ブリッジ接続された6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲートは、制御回路部4の制御信号出力回路13に接続される。スイッチング素子Q1〜Q6のコレクタまたはエミッタは、スター結線された固定子巻線2d(巻線:U、V、W)に接続される。これによって、6個のスイッチング素子Q1〜Q6は、制御信号出力回路13から入力されたスイッチング素子のPWM駆動信号H1〜H6によってスイッチング動作を行い、インバータ回路33に印加される電池パック30の直流電圧を、3相(U相、V相、W相)の駆動電圧Vu、Vv、Vwに変換して、固定子巻線2d(3相巻線U、V、W)へ3相交流電力を供給する。
Next, a functional block diagram of the electric power tool according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Inverter circuits 3 3 are mounted on the inverter circuit part 3, mainly composed of six switching elements Q1~Q6 connected to 3-phase bridge form. As the switching elements Q1 to Q6, insulated gate bipolar transistors (IGBTs) are used in this embodiment, but field effect transistors (MOSFETs) and bipolar transistors may be used. Each gate of the six switching elements Q <b> 1 to Q <b> 6 that are bridge-connected is connected to the control signal output circuit 13 of the control circuit unit 4. The collectors or emitters of the switching elements Q1 to Q6 are connected to a star-connected stator winding 2d (windings: U, V, W). As a result, the six switching elements Q1 to Q6 perform switching operations according to the PWM drive signals H1 to H6 of the switching elements input from the control signal output circuit 13, and the DC voltage of the battery pack 30 applied to the inverter circuit 33. Is converted into three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) drive voltages Vu, Vv, Vw, and three-phase AC power is supplied to the stator winding 2d (three-phase windings U, V, W) To do.

図3において、制御部44は、制御回路部4に搭載される各種回路により構成される。演算部19は、モータ2の回転制御を含むドライバドリル1の全体の制御を行う。演算部19は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するためのCPU、後述するような制御フローを実行する処理プログラムや制御データを記憶するためのROM、データを一時記憶するためのRAM、時間をカウントするためのタイマ等を含むマイコンによって構成され、処理プログラムとデータに基づいて各種処理を実行する。回転子位置検出回路16は、ホールIC10〜12の出力信号に基づいて回転子2aの回転位置を検出し、演算部19へ通常の回転子2aの位置情報を出力する。回転数検出回路17は、ホールIC10〜12から一定間隔で出力される信号の時間間隔からモータ2の回転数を検出する。   In FIG. 3, the control unit 44 includes various circuits mounted on the control circuit unit 4. The arithmetic unit 19 performs overall control of the driver drill 1 including rotation control of the motor 2. Although not shown in the figure, the calculation unit 19 stores a CPU for outputting a drive signal based on a processing program and data, a ROM for storing a processing program and control data for executing a control flow as will be described later, and data. The microcomputer includes a RAM for temporarily storing, a timer for counting time, and the like, and executes various processes based on the processing program and data. The rotor position detection circuit 16 detects the rotation position of the rotor 2 a based on the output signals of the Hall ICs 10 to 12, and outputs the normal position information of the rotor 2 a to the calculation unit 19. The rotation speed detection circuit 17 detects the rotation speed of the motor 2 from the time interval of signals output from the Hall ICs 10 to 12 at regular intervals.

電流検出回路18は、モータ2の駆動電流を常に検出して、その情報を演算部19に出力する。スイッチ操作検出回路20は、スイッチトリガ7のトリガ操作部7aによるトリガ操作の有無を判別して起動停止を判断する。印加電圧設定回路14は、スイッチトリガ7のトリガ操作部7aによるトリガ押込量に応答してスイッチトリガ7において発生する出力制御信号に対応するPWM信号のPWMデューティーを設定する。回転方向設定回路15は、モータ2の正逆切替レバー9(図1参照)による正方向回転または逆方向回転の操作を検出してモータ2(回転子2a)の回転方向を設定する。   The current detection circuit 18 always detects the drive current of the motor 2 and outputs the information to the calculation unit 19. The switch operation detection circuit 20 determines whether or not the trigger operation is performed by the trigger operation unit 7a of the switch trigger 7 and determines the start / stop. The applied voltage setting circuit 14 sets the PWM duty of the PWM signal corresponding to the output control signal generated in the switch trigger 7 in response to the trigger pressing amount by the trigger operation unit 7 a of the switch trigger 7. The rotation direction setting circuit 15 detects the forward rotation or reverse rotation operation by the forward / reverse switching lever 9 (see FIG. 1) of the motor 2 and sets the rotational direction of the motor 2 (rotor 2a).

演算部19は、電流検出回路18、スイッチ操作検出回路20、および印加電圧設定回路14の各出力情報に基づいて、制御信号出力回路13への出力駆動信号を作成し、スイッチング素子Q1〜Q6のPWM駆動信号のPWMデューティー比を制御することによって、モータ部2への印加電圧Vu、Vv、Vwを制御する。また、回転方向設定回路15と回転子位置検出回路16の情報を基に、所定のスイッチング素子Q1〜Q6を所定の順序にスイッチングすることによって固定子巻線U、V、Wに印加電圧Vu、Vv、Vwを所定の順序に供給するように制御し、これによって、設定した回転方向にモータ2を回転させるように制御する。   The calculation unit 19 creates an output drive signal to the control signal output circuit 13 based on the output information of the current detection circuit 18, the switch operation detection circuit 20, and the applied voltage setting circuit 14, and the switching elements Q1 to Q6. By controlling the PWM duty ratio of the PWM drive signal, the applied voltages Vu, Vv, Vw to the motor unit 2 are controlled. Further, based on the information of the rotation direction setting circuit 15 and the rotor position detection circuit 16, the switching voltages Q1 to Q6 are switched in a predetermined order to apply the applied voltages Vu to the stator windings U, V, and W. Control is performed so that Vv and Vw are supplied in a predetermined order, thereby controlling the motor 2 to rotate in the set rotation direction.

制御部44は、6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲートを駆動するスイッチング駆動信号(3相信号)のうち、3個の負電源側のスイッチング素子Q4、Q5、Q6をPWM駆動信号H4、H5、H6として供給し、スイッチトリガ7(図1参照)のトリガ操作部7aのトリガ押込量に応答する印加電圧設定回路14の出力信号に基づいて、PWM駆動信号のパルス幅のデューティー比(以下、「PWMデューティー」と称する)を変化させることによりモータ2への電力を調整し、モータ2の起動および回転速度を制御する。なお、PWM駆動信号は、3個の負電源側のスイッチング素子Q4、Q5、Q6に供給する代わりに、正電源側のスイッチング素子Q1、Q2、Q3の駆動信号H1〜H3をPWM駆動信号として形成しても、結果的に、電池パック30の直流電圧から各固定子巻線U、V、Wへ供給する印加電圧を制御することができる。   Of the switching drive signals (three-phase signals) that drive the gates of the six switching elements Q1 to Q6, the control unit 44 converts the three negative power supply side switching elements Q4, Q5, and Q6 into PWM drive signals H4, Based on the output signal of the applied voltage setting circuit 14 that is supplied as H5 and H6 and responds to the trigger push-in amount of the trigger operation section 7a of the switch trigger 7 (see FIG. 1), the duty ratio of the pulse width of the PWM drive signal (hereinafter referred to as the pulse drive duty ratio) , Referred to as “PWM duty”), the power to the motor 2 is adjusted to control the start-up and rotation speed of the motor 2. Instead of supplying the PWM drive signals to the three switching elements Q4, Q5, Q6 on the negative power supply side, the drive signals H1-H3 of the switching elements Q1, Q2, Q3 on the positive power supply side are formed as PWM drive signals. However, as a result, the applied voltage supplied from the DC voltage of the battery pack 30 to the stator windings U, V, W can be controlled.

また、制御部44は、スイッチング素子Q1〜Q6のうち、3個の負電源側のスイッチング素子Q4、Q5、Q6をオンし、3個の正電源側のスイッチング素子Q1、Q2、Q3をオフし、固定子巻線を短絡することによりブレーキ時の電流が流れる経路を形成し、モータ回転時の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、短絡制動によるブレーキ動作を行う。   In addition, the control unit 44 turns on the three switching elements Q4, Q5, and Q6 on the negative power supply side and turns off the three switching elements Q1, Q2, and Q3 on the positive power supply side among the switching elements Q1 to Q6. By short-circuiting the stator winding, a path through which current during braking flows is formed, and kinetic energy during motor rotation is converted into electrical energy, and braking operation by short-circuit braking is performed.

回転数検出回路17は3個のホールIC10〜12の立ち上がり、下がりエッジの時間間隔すなわち変化の時間間隔を検出する。ここで図4を用いて、ホールIC10〜12の立ち上がり、下がりエッジの時間間隔からモータ2の回転数を求める原理を説明する。図4は、モータ2の回転時におけるホールIC10の出力波形を示す図である。本実施例においては、ホールIC10〜12は60°毎に配置されており、回転子2aの永久磁石は90°毎にN極、S極交互に配置される。よって、ホールIC10〜12の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジは、時間間隔にして30°回転毎に出現する。これら立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジをすべて検出し、検出されたエッジ間の時間間隔をTa(msec)とする。時間Ta(msec)は、モータ2が30°回転数するのに要する時間に等しいため、時間Taからモータ回転数が逆算できる。即ち、下記の式で回転数N(rpm)を求めることができる。
N(rpm)=(1000/(Ta(msec)×12))×60
The rotation speed detection circuit 17 detects a time interval between rising and falling edges of the three Hall ICs 10 to 12, that is, a time interval of change. Here, with reference to FIG. 4, the principle of obtaining the rotational speed of the motor 2 from the time interval between the rising and falling edges of the Hall ICs 10 to 12 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an output waveform of the Hall IC 10 when the motor 2 is rotating. In the present embodiment, the Hall ICs 10 to 12 are arranged every 60 °, and the permanent magnets of the rotor 2a are alternately arranged every N and S poles every 90 °. Therefore, the rising edge or the falling edge of the Hall ICs 10 to 12 appears every 30 ° rotation as a time interval. All these rising edges or falling edges are detected, and the time interval between the detected edges is Ta (msec). Since the time Ta (msec) is equal to the time required for the motor 2 to rotate at 30 °, the motor rotation speed can be calculated backward from the time Ta. That is, the rotational speed N (rpm) can be obtained by the following equation.
N (rpm) = (1000 / (Ta (msec) × 12)) × 60

以上の構成により、制御部44は、回転方向設定回路15によって設定された正回転方向または逆回転方向の回転設定信号、回転子位置検出回路16の位置検出信号、回転数検出回路17の回転数検出信号、電流検出回路18のモータ電流検出信号、スイッチ操作検出回路20の起動停止信号、および印加電圧設定回路14のPWMデューティー設定信号に基づいて、制御信号出力回路13からインバータ回路33へPWM駆動信号H1〜H6を出力し、スイッチング素子Q1〜Q6のスイッチングを交互に制御することにより、3相交流電圧がモータ2の固定子巻線U、V、Wへ出力されるように制御する。また、PWM駆動信号H1〜H6のPWMデューティーを調整することによりモータ2のモータ電流およびモータ回転数(回転速度)を制御する。さらに、制御回路部4により、モータの起動またはブレーキ動作による停止を行う。   With the above configuration, the control unit 44 has a rotation setting signal in the forward rotation direction or reverse rotation direction set by the rotation direction setting circuit 15, a position detection signal from the rotor position detection circuit 16, and a rotation speed of the rotation speed detection circuit 17. PWM drive from the control signal output circuit 13 to the inverter circuit 33 based on the detection signal, the motor current detection signal of the current detection circuit 18, the start / stop signal of the switch operation detection circuit 20, and the PWM duty setting signal of the applied voltage setting circuit 14 Signals H1 to H6 are output, and switching of the switching elements Q1 to Q6 is alternately controlled so that a three-phase AC voltage is output to the stator windings U, V, and W of the motor 2. Further, the motor current of the motor 2 and the motor rotation speed (rotation speed) are controlled by adjusting the PWM duty of the PWM drive signals H1 to H6. Furthermore, the control circuit unit 4 starts the motor or stops it by a brake operation.

次に、モータ2のブレーキ動作について説明する。本実施例の方法を説明する前に、従来例によるブレーキ動作の制御方法について図5および図8を用いて説明する。図5は従来例によるブレーキ動作時のモータ2の回転数変化と制動期間の関係を示した図であり、縦軸はモータ2の回転数で、横軸は時間である。従来例のブレーキ制御方法においてはブレーキ動作直前のモータ2の回転数Nから制動期間Tbを決定し、制動期間Tbの間だけブレーキ動作を行う。図5は理想的な状態を示しており、制動期間Tbとモータが停止するタイミングが完全に一致している。しかし、電動工具の状態によっては適切な制動期間が設定できない場合が生じる。例えば、図6においては、51の時点でモータ2の回転子2aは完全に停止しているが、停止後もブレーキ動作を継続して行っている。つまり、この状態は制動期間を必要以上に設けており、結果として区間52ではモータは停止させたままとなるため、モータの起動・停止の追従性が悪くなっている。   Next, the brake operation of the motor 2 will be described. Prior to describing the method of this embodiment, a brake operation control method according to a conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the change in the rotational speed of the motor 2 and the braking period during the braking operation according to the conventional example, where the vertical axis is the rotational speed of the motor 2 and the horizontal axis is the time. In the conventional brake control method, the braking period Tb is determined from the rotational speed N of the motor 2 immediately before the braking operation, and the braking operation is performed only during the braking period Tb. FIG. 5 shows an ideal state, in which the braking period Tb and the timing at which the motor stops completely coincide. However, depending on the state of the power tool, an appropriate braking period may not be set. For example, in FIG. 6, the rotor 2a of the motor 2 is completely stopped at the time 51, but the braking operation is continued after the stop. That is, in this state, the braking period is set longer than necessary, and as a result, the motor remains stopped in the section 52, and the follow-up performance of the start / stop of the motor is deteriorated.

また、例えば図7においては、制動期間Tbの間だけブレーキ制御を行うが、モータ2が完全に停止する前にブレーキ動作を中止してしまい、その後は工具本体の自然減速によりモータ2が停止する場合である。この例では、制動期間Tbを短く設定してしまったために、ブレーキ動作が不十分となる問題が生じる。   In FIG. 7, for example, the brake control is performed only during the braking period Tb. However, the brake operation is stopped before the motor 2 is completely stopped, and then the motor 2 is stopped due to the natural deceleration of the tool body. Is the case. In this example, since the braking period Tb has been set short, there arises a problem that the braking operation becomes insufficient.

図8に、ブレーキ動作時のホールIC10〜12の信号変化を示す。ブレーキ動作によりモータ2の回転数が低下していくと、ホールIC10〜12に現れる信号出力の立ち上がり、立ち下がりのエッジの時間間隔が増えて、TaからTa1まで増えることが確認できる。完全に停止するとホールIC10〜12の信号に変化はなく、信号に変化がなくなることから、Taは無限に長くなることになる。これらの情報を基に、演算部19はモータ2が完全に停止したことを判別できる。ここで問題となるのはどの程度の時間だけホールIC10〜12の信号に時間変化が無いときにモータが完全に停止したと判断するかである。停止と判断するのに要する時間は、少なくとも停止直前のTa1以上の時間だけ設定する必要がある。しかしながら、判断するための時間を大きく設定すると、確実にモータ2を停止させることができるが、その判断前にモータの制御ができないため、モータの起動・停止の追従性が悪くなる。反対に時間設定を小さく設定すると、モータの起動・停止の追従性が向上するが、確実にモータを停止できない可能性が生じる。   FIG. 8 shows signal changes of the Hall ICs 10 to 12 during the braking operation. As the rotational speed of the motor 2 decreases due to the brake operation, it can be confirmed that the time interval between the rising and falling edges of the signal output appearing in the Hall ICs 10 to 12 increases and increases from Ta to Ta1. When completely stopped, there is no change in the signals of the Hall ICs 10 to 12, and no change occurs in the signal, so Ta becomes infinitely long. Based on these pieces of information, the calculation unit 19 can determine that the motor 2 has completely stopped. The problem here is how long it is determined that the motor has completely stopped when there is no time change in the signals of the Hall ICs 10-12. It is necessary to set the time required to determine the stop as long as at least Ta1 immediately before the stop. However, if the time for the determination is set to be large, the motor 2 can be stopped reliably, but the motor cannot be controlled before the determination, and the follow-up performance of the start / stop of the motor is deteriorated. On the other hand, if the time setting is set to be small, the followability of starting and stopping of the motor is improved, but there is a possibility that the motor cannot be reliably stopped.

次に、上記従来の問題を解決するための、本発明の実施例に係るブレーキ動作について、図9および図10を用いて説明する。図9は、本実施例に係るブレーキ制御の原理を説明するための図であり、ブレーキ動作時のモータ2の回転数変化と制動期間の関係を示した図である。図9において、回転数Nsで動作中のモータ2を停止させる場合、時間tにてブレーキ動作を開始する。ブレーキ動作は、例えば上アーム側のスイッチング素子もしくは下アーム側のスイッチング素子のどちらか一方の素子群を全てオンする短絡制動により行う。ブレーキ動作によりモータ2の回転数が徐々に低下するが、時間tにおいてモータ2の回転数が閾値として設定された回転数Nthに達したら、演算部19は、t以降にブレーキ動作を実行する時間Tcを決定し、決定された時間Tcだけブレーキ動作を行い、時間tから時間Tcが経過したら(=t)ブレーキ動作を解除する。 Next, a brake operation according to an embodiment of the present invention for solving the above conventional problem will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of the brake control according to this embodiment, and is a diagram showing the relationship between the change in the rotational speed of the motor 2 and the braking period during the braking operation. 9, when stopping the motor 2 in operation at a rotational speed Ns, starts the brake operation at time t 0. The braking operation is performed, for example, by short-circuit braking that turns on either one of the upper arm side switching element or the lower arm side switching element. The rotation speed of the motor 2 by the brake operation is lowered gradually, reaches the rotation speed N th the rotation speed of the motor 2 is set as a threshold value at time t 1, calculating unit 19, a braking operation to t 1 after determining the time to perform Tc, it determined time Tc only performs a braking operation, to release from the time t 1 after a period of time Tc (= t 2) braking.

閾値として設定する回転数Nthは、例えば、モータ2の最高回転数が10,000〜30,000回転の場合は、回転数Nthは1,000回転程度と設定できる。この回転数Nthの設定は任意であるが、モータ2の最高回転数の3〜10%程度に設定すると好ましい。 Rotational speed N th to set as the threshold, for example, when the maximum rotational speed of the motor 2 is rotated 10,000 to 30,000, rpm N th can be set to about 1,000 rpm. This setting of the rotational speed N th is arbitrary, it is preferable to set to about 3-10% of the maximum rotational speed of the motor 2.

図10は、図9の制御手順を示すフローチャートである。図10において、ドライバドリル1に電源投入、即ち電池パック30の接続により、制御部44に電源が投入されて、演算部19において処理が開始する(ステップ80)。次に、演算部19はスイッチトリガ7の操作の有無を検出し、スイッチトリガ7の操作が検出された場合にはステップ82に進み、スイッチトリガ7の操作が検出されない場合は、検出されるまで待機する(ステップ81)。   FIG. 10 is a flowchart showing the control procedure of FIG. In FIG. 10, when the driver drill 1 is turned on, that is, when the battery pack 30 is connected, the control unit 44 is turned on, and the calculation unit 19 starts processing (step 80). Next, the calculation unit 19 detects whether or not the switch trigger 7 has been operated. When the operation of the switch trigger 7 is detected, the process proceeds to step 82, and when the operation of the switch trigger 7 is not detected, until the detection is detected. Wait (step 81).

次に、モータ2を起動させてドライバドリル1を起動させる(ステップ82)。ドライバドリル1による穿孔等の作業が終了した場合、或いは、何らかの理由でドライバドリル1の運転を中止したい場合には、作業者はスイッチトリガ7の操作を解除(押し込んでいたトリガ操作部7aを開放)する。演算部19は、スイッチトリガ7の操作状況を監視しており、スイッチトリガ7の操作が継続されている場合には、継続してモータ2の駆動制御を行うためステップ82に戻り、スイッチトリガ7の操作が解除されたと判別された場合にはステップ84に進む(ステップ83)。   Next, the motor 2 is activated to activate the driver drill 1 (step 82). When work such as drilling with the driver drill 1 is completed or when it is desired to stop the operation of the driver drill 1 for some reason, the operator releases the operation of the switch trigger 7 (opens the trigger operation section 7a that has been pushed in). ) The calculation unit 19 monitors the operation state of the switch trigger 7, and when the operation of the switch trigger 7 is continued, the operation unit 19 returns to step 82 in order to continue the drive control of the motor 2, and the switch trigger 7 If it is determined that the operation is canceled, the process proceeds to step 84 (step 83).

ステップ84ではブレーキ動作を開始するが、このときのブレーキ動作は先に述べたとおり、スイッチング素子Q1〜Q3をオフにし、スイッチング素子Q4〜Q6をオンにする短絡制動を行う。この間、演算部19はブレーキ動作中のモータ2の回転数Nを検出する(ステップ85)。演算部19は、ステップ86において求められたモータ回転数Nと予め定められた回転数の閾値Nthの比較を行う(ステップ86)。ここで、モータ回転数Nが閾値Nthより大きい場合は、ステップ85に戻り、演算部19は再び回転数の検出を行う。ステップ85においてモータ回転数Nが閾値Nthより小さいと判断された場合は、ブレーキ動作によりモータ速度が確実に低下して低速回転になったと判断できる。 In step 84, the brake operation is started. As described above, the brake operation at this time is short-circuit braking in which the switching elements Q1 to Q3 are turned off and the switching elements Q4 to Q6 are turned on. During this time, the calculation unit 19 detects the rotational speed N of the motor 2 during the braking operation (step 85). Calculation unit 19 performs the comparison of the rotational speed threshold value N th predetermined motor rotational speed N obtained in Step 86 (Step 86). Here, if the motor rotation speed N is larger than the threshold value N th, the process returns to step 85, calculation unit 19 performs the rotational speed of the detected again. If the motor rotation speed N is determined to the threshold value N th is smaller than in step 85, it is determined that becomes slow rotation motor speed is reliably reduced by the brake operation.

次に演算部19は、制動期間Tcを設定する(ステップ87)。制動期間Tcは、電動工具たるドライバドリルの特性に合わせてあらかじめ設定し、演算部19に含まれるマイクロコンピュータや記憶手段に格納しておくと良い。次に、演算部19は制動期間Tcが経過したか否かを判定する(ステップ88)。経過していない場合は経過するまで待機する。この待機の期間中はブレーキ動作が継続して行われる。本実施例ではブレーキ動作の終了判定は、時間で制御されるので、低速状態のモータ2の回転数検出を省略することが可能となり、確実にモータ2を停止することができる。また、モータ2の制動時間を短縮することが可能となる。   Next, the calculating part 19 sets the braking period Tc (step 87). The braking period Tc is preferably set in advance according to the characteristics of the driver drill as an electric tool and stored in a microcomputer or storage means included in the calculation unit 19. Next, the calculation unit 19 determines whether or not the braking period Tc has elapsed (step 88). If not, wait until it has passed. During this standby period, the brake operation is continued. In this embodiment, the brake operation end determination is controlled by time, so that it is possible to omit detection of the number of revolutions of the motor 2 in the low speed state, and the motor 2 can be stopped reliably. In addition, the braking time of the motor 2 can be shortened.

制動期間Tcが経過したら、ステップ89に進みブレーキ動作を終了、つまり、すべてのスイッチング素子Q1〜Q6をオフにする。ステップ89の後は再びステップ81に戻り、再びトリガスイッチ7がオンになるまで待機状態となる。   When the braking period Tc has elapsed, the routine proceeds to step 89 where the braking operation is terminated, that is, all the switching elements Q1 to Q6 are turned off. After step 89, the process returns to step 81 again and is in a standby state until the trigger switch 7 is turned on again.

以上説明したように、本実施例においては、ブレーキ動作により回転数が低下して所定の回転数Nth以下となった場合は、ブレーキ動作を終了させる時間Tcを算出し、時間Tcの経過後にブレーキ動作を解除するので、ブレーキ動作を開始した時間tから終了までの時間tが、電動工具毎に実質的に可変になり、確実にモータを停止させることができる。 As described above, in this embodiment, if it becomes to decrease the rotational speed by a brake operation than a predetermined rotational speed N th, and calculates the time Tc to terminate the braking operation, after a time Tc since releasing the brake operation, the time t 2 to the end from the time t 0 which starts the brake operation is substantially become variable for each power tool, it is possible to reliably stop the motor.

次に、本発明の第2の実施例について図11及び図12を用いて説明する。第1の実施例においては、制動期間Tcは予め演算部19に格納しておいて、一律に設定していた。しかしながら、実施例2においては通常回転数Nから閾値Nthに至るまでの回転数低下の状態を検出し、この状態に応じて制動期間Tcを設定するようにしたものである。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the braking period Tc is stored in advance in the calculation unit 19 and is set uniformly. However, in the embodiment 2 it is intended to detect the state of the rotational speed reduction from the normal rotational speed N s up to the threshold N th, and to set the braking period Tc in accordance with the state.

図11はこの動作原理を説明するための図である。モータ2が回転数Nで回転している際に、時間tにおいて作業者がスイッチトリガ7の操作を解除して、トリガ操作部7aを開放する。演算部19は、ブレーキ動作を開始すると共に、モータ2の回転数の低下を監視する。時間tにおいてモータ2の回転数が閾値Nthに到達したら、回転数の変化分(ΔN)に要した時間Td(sec)を算出し、この際の回転数の低下状況ΔN/Tdに応じて制動期間Tcを設定する。この制動期間Tcは、ΔN/Tdの値に応じた制動期間Tcの値を予め複数個設定しておき、演算部19にテーブル形式で格納しておくと良い。決定された時間Tcだけブレーキ動作を行い、時間tから時間Tcが経過したら(=t)ブレーキ動作を解除する。 FIG. 11 is a diagram for explaining the operation principle. When the motor 2 is rotating at the rotation speed N s , the operator releases the operation of the switch trigger 7 at time t 0 and opens the trigger operation unit 7a. The calculation unit 19 starts a braking operation and monitors a decrease in the rotation speed of the motor 2. Upon reaching the time t 1 to the rotational speed threshold value N th of the motor 2, and calculates the time Td required for the change of the rotational speed component (ΔN) (sec), with a decrease situation .DELTA.N / Td speed during this To set the braking period Tc. As the braking period Tc, a plurality of braking period Tc values corresponding to the value of ΔN / Td are set in advance and stored in the calculation unit 19 in a table format. Determined time Tc only performs a brake operation, to release the after a period of time Tc from the time t 1 (= t 2) braking.

図12は、図11の制御手順を示すフローチャートである。図12において、ドライバドリル1に電源投入、即ち電池パック30の接続により、制御部44に電源が投入されて、演算部19において処理が開始する(ステップ100)。次に、演算部19はスイッチトリガ7の操作の有無を検出し、スイッチトリガ7の操作が検出された場合にはステップ102に進み、スイッチトリガ7の操作が検出されない場合は、検出されるまで待機する(ステップ101)。   FIG. 12 is a flowchart showing the control procedure of FIG. In FIG. 12, when the driver drill 1 is turned on, that is, when the battery pack 30 is connected, the control unit 44 is turned on, and the calculation unit 19 starts processing (step 100). Next, the calculation unit 19 detects whether or not the switch trigger 7 has been operated. If the switch trigger 7 has been detected, the operation unit 19 proceeds to step 102. If the switch trigger 7 has not been detected, the calculation unit 19 continues until it is detected. Wait (step 101).

次に、モータ2を起動させてドライバドリル1を起動させる(ステップ102)。ドライバドリル1による穿孔等の作業が終了した場合、或いは、何らかの理由でドライバドリル1の運転を中止したい場合には、作業者はスイッチトリガ7の操作を解除(押し込んでいたトリガ操作部7aを開放)する。演算部19は、スイッチトリガ7の操作状況を監視しており、スイッチトリガ7の操作が継続されている場合には、継続してモータ2の駆動制御を行うためステップ102に戻り、スイッチトリガ7の操作が解除されたと判別された場合にはステップ104に進む(ステップ103)。   Next, the motor 2 is activated to activate the driver drill 1 (step 102). When work such as drilling with the driver drill 1 is completed or when it is desired to stop the operation of the driver drill 1 for some reason, the operator releases the operation of the switch trigger 7 (opens the trigger operation section 7a that has been pushed in). ) The arithmetic unit 19 monitors the operation state of the switch trigger 7. When the operation of the switch trigger 7 is continued, the calculation unit 19 returns to step 102 to continue the drive control of the motor 2, and the switch trigger 7 If it is determined that the operation is canceled, the process proceeds to step 104 (step 103).

ステップ104ではブレーキ動作を開始するが、この際のブレーキ動作の制御方法は先に述べた実施例1と同じであるので説明を省略する。次に、演算部19はブレーキ開始直後の回転数(Ns)を記憶するとともに、ブレーキ動作の経過時間Tdのカウントを開始する(ステップ105)。次に、演算部19はモータ2の回転数Nを検出し(ステップ106)、モータ2の回転数Nが所定の回転数たる閾値Nthに到達したか否かを判定する(ステップ107)。モータ2の回転数Nが閾値Nthより大きい場合は、ステップ106に戻り、閾値Nthより小さい場合は次のステップに移る。 In step 104, the brake operation is started. Since the control method of the brake operation at this time is the same as that of the first embodiment described above, the description is omitted. Next, the calculation unit 19 stores the number of revolutions (Ns) immediately after the start of the brake and starts counting the elapsed time Td of the brake operation (step 105). Next, the arithmetic unit 19 detects the rotational speed N of the motor 2 (step 106), determines whether or not the rotational speed N of the motor 2 reaches the threshold value N th serving predetermined rotational speed (step 107). If the rotational speed N is larger than the threshold N th of the motor 2 returns to step 106, if the threshold value N th smaller proceeds to the next step.

次に、演算部19は、NsからNthをひくことにより回転数の変化ΔNを算出し(ステップ108)、回転数低下の傾きΔN/Tdを算出する(ステップ109)。制動期間Tcは、ΔN/Tdの値に対応する制動期間Tcを演算部19の図示しない記憶手段から読み出して、次の区間のブレーキ制動時間として設定する(ステップ110)。 Next, the arithmetic unit 19 calculates the rotation speed of the change .DELTA.N by subtracting the N th from Ns (step 108), calculates an inclination .DELTA.N / Td speed reduction (step 109). For the braking period Tc, the braking period Tc corresponding to the value of ΔN / Td is read from the storage means (not shown) of the calculation unit 19 and set as the braking period for the next section (step 110).

この期間のブレーキ動作は、時間で制御されるので、制動期間Tcが経過したら、ステップ112に進みブレーキ動作を終了させる(ステップ111、112)。このときのブレーキ動作は実施例1の場合と同じである。ステップ112の後は再びステップ101に戻り、再びトリガスイッチ7がオンになるまで待機状態となる。   Since the braking operation in this period is controlled by time, when the braking period Tc elapses, the process proceeds to step 112 and the braking operation is terminated (steps 111 and 112). The brake operation at this time is the same as that in the first embodiment. After step 112, the process returns to step 101 again and is in a standby state until the trigger switch 7 is turned on again.

第2の実施例によれば、ブレーキを掛ける時間を回転数低下の傾きによって可変にするので、ドライバドリル1等の電動工具の個体差や経年変化に起因するばらつきの影響を良好に除外でき、より適切なブレーキ動作を可能にできる。   According to the second embodiment, since the brake application time is made variable according to the inclination of the rotational speed reduction, it is possible to satisfactorily exclude the influence of variations due to individual differences and aging of the power tool such as the driver drill 1, More appropriate brake operation can be made possible.

次に、本発明の第3の実施例について図13及び図14を用いて説明する。第1、2の実施例においては、閾値Nthを1つだけ設定し、設定された制動期間Tcの間は、モータ2の回転数をブレーキ動作に考慮していなかった。しかしながら、第3の実施例においては、設定された制動期間Tcの間においてもモータの回転数変化を時間経過毎に検出し、回転数の時間変化を基に制動期間Tcを複数回設定し直す方式である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first and second embodiment, by setting a threshold N th only one during the set braking period Tc it did not consider the rotational speed of the motor 2 to the brake operation. However, in the third embodiment, even during the set braking period Tc, a change in the rotational speed of the motor is detected every time, and the braking period Tc is reset a plurality of times based on the temporal change in the rotational speed. It is a method.

図13は、第3の実施例のブレーキ動作原理を説明する図である。モータ2が回転数Nsで回転している際に、作業者がスイッチトリガ7の操作を解除して、トリガ操作部7aを開放する(時間t)。演算部19は、ブレーキ動作を開始すると共に、モータ2の回転数の低下を監視する。モータ2の回転数が時間tにおいて第1の閾値Nth1に到達したら、その閾値の回転数(Nth1)を基に制動期間Tc1を設定してブレーキ動作を継続する。第1の実施例においては、この制動時間Tc1が経過したらブレーキ動作を終了させるが、第3の実施例においては、第2、第3の閾値Nth2とNth3を設定する。つまり、モータ2の回転数が第1の閾値Nth1から第2の閾値Nth2に低下したら(時間t)、再び制動時間を設定し直し(Tc2)、さらに回転数が第2の閾値Nth2から第3の閾値Nth3に低下したら(時間t)、再び制動時間を設定し直す(Tc3)ように構成した。尚、本明細書において、“Tc2”との記載は、“TC(n)”のn=2の場合と同義として使用している。即ち、TC(2)の括弧を省略して、単にTc2と表記したものである。nの値が他の数字の際の表記も同様であり、さらにNth(n)の表記も同様に扱う。 FIG. 13 is a diagram for explaining the brake operation principle of the third embodiment. When the motor 2 is rotating at the rotation speed Ns, the operator releases the operation of the switch trigger 7 and opens the trigger operation unit 7a (time t 0 ). The calculation unit 19 starts a braking operation and monitors a decrease in the rotation speed of the motor 2. When the rotational speed of the motor 2 reaches the first threshold N th1 at time t 1, to continue the braking operation by setting a braking period Tc1 rotational speed of the threshold (N th1) based. In the first embodiment, the braking operation is terminated when the braking time Tc1 elapses. In the third embodiment, the second and third threshold values Nth2 and Nth3 are set. That is, when the rotational speed of the motor 2 decreases from the first threshold value N th1 to the second threshold value N th2 (time t 2 ), the braking time is set again (Tc2), and the rotational speed is further increased to the second threshold value N. from th2 Once reduced to a third threshold value N th3 (time t 3), configured as reset again braking time (Tc3). In the present specification, the description “Tc2” is used as the same meaning as the case of n = 2 of “ TC (n) ”. That is, the parentheses of TC (2) are omitted, and are simply expressed as Tc2. The notation when the value of n is another number is the same, and the notation of Nth (n) is also handled in the same way.

図13は、設定し直した制動時間Tc2の経過した時刻が、制動時間Tc1の経過した時刻よりも前になった状態を示している。モータ2の回転数が第2の閾値Nth2から第3の閾値Nth3に低下したら(時間t)、再び制動時間Tc3を設定し直す。図では設定し直した制動時間Tc3の経過した時刻が、制動時間Tc2の経過した時刻よりも前になった状態を示している。このように、モータ2の回転数の低下に応じて、制動時間Tcを複数回設定し直しながらブレーキ動作を行うため、ドライバドリル1等の電動工具の個体差や経年変化に起因するばらつきの影響を良好に除外でき、より適切なブレーキ動作を可能にできる。 FIG. 13 shows a state in which the time when the reset braking time Tc2 has elapsed is before the time when the braking time Tc1 has elapsed. When the rotation speed of the motor 2 decreases from the second threshold value N th2 to the third threshold value N th3 (time t 3 ), the braking time Tc 3 is set again. The figure shows a state in which the time when the reset braking time Tc3 has elapsed is before the time when the braking time Tc2 has elapsed. As described above, since the braking operation is performed while resetting the braking time Tc a plurality of times in accordance with the decrease in the rotation speed of the motor 2, the influence of individual differences of the power tools such as the driver drill 1 and variations due to aging changes. Can be eliminated satisfactorily, and more appropriate braking operation can be achieved.

図14は、図13の制御手順を示すフローチャートである。図14において、処理をスタートし(ステップ120)、時間tにおいてブレーキ動作を開始するが、ステップ121からステップ125までの処理は図9のステップ81〜85と同じであるので、繰り返しの説明は省略する。次に、ステップ126で第1の閾値Nth1に到達したか否かを判定し、第1の閾値Nth1に到達したら、演算部19は制動時間Tc1を設定する(ステップ127)。この制動時間Tc1の設定方法は、第1の実施例と同様であり、電動工具たるドライバドリルの特性に合わせて、あらかじめ設定して演算部19に格納しておく。 FIG. 14 is a flowchart showing the control procedure of FIG. 14, to start the process (step 120), but starting the braking operation at time t 0, since the processing from step 121 to step 125 are the same as steps 81 to 85 in FIG. 9, and repeated explanation of Omitted. Next, it is determined whether the host vehicle has reached the first threshold N th1 in step 126, upon reaching the first threshold N th1, calculation unit 19 sets the braking time Tc1 (Step 127). The method for setting the braking time Tc1 is the same as that in the first embodiment. The braking time Tc1 is set in advance according to the characteristics of the driver drill as an electric tool and stored in the calculation unit 19.

次に、演算部19は制動期間Tc1が経過したか否かを判定する(ステップ128)。経過していない場合はステップ130に移る。経過した場合は、ブレーキ動作を終了させ(ステップ129)、再びステップ121に戻り、再びトリガスイッチ7がオンになるまで待機状態となる。   Next, the calculation unit 19 determines whether or not the braking period Tc1 has elapsed (step 128). If not, the process proceeds to step 130. If it has elapsed, the brake operation is terminated (step 129), the process returns to step 121 again, and a standby state is entered until the trigger switch 7 is turned on again.

ステップ130では、演算部19はブレーキ動作中のモータ2の回転数Nを検出する。次に、演算部19は、第2の閾値Nth2に到達したか否かを検出し、到達していなかったらステップ128に戻り、到達していたら(時間t)ステップ132に進む。 In step 130, the calculation unit 19 detects the rotational speed N of the motor 2 during the braking operation. Next, the calculation unit 19 detects whether or not the second threshold value N th2 has been reached. If it has not reached, the operation unit 19 returns to step 128, and if it has reached (time t 2 ), the operation proceeds to step 132.

ステップ132において、演算部19は制動時間Tc2を設定する。この制動時間Tc2の設定方法は、制動時間Tc2の設定方法と同様である。次に、演算部19は、制動時間Tc2を設定した後に、制動期間Tc2が経過したか否かを判定する(ステップ133)。経過していない場合はステップ135に移る。経過した場合は、ブレーキ動作を終了させ(ステップ134)、ステップ121に戻る。   In step 132, the calculating part 19 sets braking time Tc2. The method for setting the braking time Tc2 is the same as the method for setting the braking time Tc2. Next, the calculation unit 19 determines whether or not the braking period Tc2 has elapsed after setting the braking time Tc2 (step 133). If not, the process proceeds to step 135. If it has elapsed, the brake operation is terminated (step 134), and the process returns to step 121.

ステップ135では、演算部19はブレーキ動作中のモータ2の回転数Nを検出する。次に、演算部19は、第3の閾値Nth3に到達したか否かを検出し、到達していなかったらステップ133に戻り、到達していたらステップ137に進む(ステップ136)。 In step 135, the calculation unit 19 detects the rotational speed N of the motor 2 during the braking operation. Next, the calculation unit 19 detects whether or not the third threshold value N th3 has been reached. If not, the operation unit 19 returns to step 133, and if it has reached, proceeds to step 137 (step 136).

ステップ137において、演算部19は制動時間Tc3を設定する。この制動時間Tc3の設定方法は、制動時間Tc1、Tc2の設定方法と同様である。次に、演算部19は、制動時間Tc3を設定した後に、制動期間Tc3が経過したか否かを判定する(ステップ138)。経過した場合は、ブレーキ動作を終了させ(ステップ139)、ステップ121に戻る。ステップ138で経過していない場合は、経過するまで待機する。この待機の期間中は、ブレーキ動作が継続して行われる。この期間のブレーキ動作の終了判定は、時間で制御されるので、低速状態のモータ2の回転数検出を省略することが可能となり、確実にモータ2を停止させることができる。   In step 137, the calculating part 19 sets braking time Tc3. The setting method of the braking time Tc3 is the same as the setting method of the braking times Tc1 and Tc2. Next, the calculation unit 19 determines whether or not the braking period Tc3 has elapsed after setting the braking time Tc3 (step 138). If it has elapsed, the brake operation is terminated (step 139), and the process returns to step 121. If it has not elapsed in step 138, it waits until it elapses. During this standby period, the brake operation is continued. Since the brake operation end determination during this period is controlled by time, it is possible to omit the detection of the number of revolutions of the motor 2 in the low speed state, and the motor 2 can be stopped reliably.

以上のように、第3の実施例によれば、閾値として設定された回転数Nth(n)(但しn=1,2,3)を複数設定し、ブレーキ動作を終了させる時間TC(n)(但しn=1,2,3)を複数回にわたって算出しながらブレーキ動作を行うので、精度良くブレーキ動作を実行することが可能となる。尚、第3の実施例ではブレーキ動作を終了させる時間TC(n)のnを1,2,3に設定したが、それ以上の値、即ちn=1〜m(mは正の自然数)としても良い。また、最初の時間TC(1)を設定させる回転数は、例えばモータ2の最高回転数の3〜10%程度で良い。 As described above, according to the third embodiment, a plurality of rotation speeds Nth (n) (where n = 1, 2, 3) set as threshold values are set, and time T C ( n) Since the brake operation is performed while calculating (where n = 1, 2, 3) a plurality of times, the brake operation can be executed with high accuracy. In the third embodiment, n of the time TC (n) for ending the brake operation is set to 1, 2, and 3, but more than that, that is, n = 1 to m (m is a positive natural number). It is also good. Further, the rotation speed for setting the first time TC (1) may be about 3 to 10% of the maximum rotation speed of the motor 2, for example.

以上、本発明を示す実施例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施例では電動工具の例としてドライバドリルを用いて説明したが、本発明の電動工具はこれに限られず、他の電動工具にも同様に適用できる。例えば、電動のインパクトドライバ、丸鋸、ハンマドリル、ジグソー、スクリュードライバ、グラインダ、釘打機などに適用することができる。   As mentioned above, although demonstrated based on the Example which shows this invention, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, although the present embodiment has been described using a driver drill as an example of the power tool, the power tool of the present invention is not limited to this and can be similarly applied to other power tools. For example, the present invention can be applied to electric impact drivers, circular saws, hammer drills, jigsaws, screw drivers, grinders, nailing machines, and the like.

1 ドライバドリル 2 ブラシレス直流モータ
2a 回転子(マグネットロータ) 2b 永久磁石
2c 固定子(ステータヨーク) 2d 固定子巻線
2e 出力回転軸 2f 絶縁層
2h ティース部 3 インバータ回路部
3a 半導体スイッチング素子 4 制御回路部
5 トルク設定ダイヤル 6 ハウジング
6a 胴体ハウジング部 6b ハンドルハウジング部
7 スイッチトリガ 7a トリガ操作部
8 スピンドル 9 正逆切替レバー
10、11、12 回転位置検出素子(ホールIC)
13 制御信号出力回路 14 印加電圧設定回路
15 回転方向設定回路 16 回転子位置検出回路
17 回転数検出回路 18 電流検出回路 19 演算部
20 スイッチ操作検出回路 21 吸気口 22 防塵カバー
23 空気流通路 24 冷却用ファン 25 動力伝達部
26 減速機構部 27 クラッチ機構部
28 チャック(先端工具取付部) 30 電池パック(リチウムイオン二次電池)
33 インバータ回路 44 制御部
H1〜H6 PWM駆動信号
Q1〜Q6 スイッチング素子
U、V、W 3相固定子巻線
1 Driver drill 2 Brushless DC motor
2a Rotor (Magnet rotor) 2b Permanent magnet
2c Stator (stator yoke) 2d Stator winding 2e Output rotating shaft 2f Insulating layer 2h Teeth section 3 Inverter circuit section 3a Semiconductor switching element 4 Control circuit section 5 Torque setting dial 6 Housing
6a Body housing part 6b Handle housing part 7 Switch trigger 7a Trigger operation part 8 Spindle 9 Forward / reverse switching lever 10, 11, 12 Rotation position detecting element (Hall IC)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Control signal output circuit 14 Applied voltage setting circuit 15 Rotation direction setting circuit 16 Rotor position detection circuit 17 Rotation number detection circuit 18 Current detection circuit 19 Calculation part 20 Switch operation detection circuit 21 Inlet 22 Dustproof cover 23 Air flow path 24 Cooling Fan 25 Power transmission unit 26 Deceleration mechanism unit 27 Clutch mechanism unit
28 Chuck (tip tool mounting part) 30 Battery pack (lithium ion secondary battery)
33 Inverter circuit 44 Controllers H1 to H6 PWM drive signals Q1 to Q6 Switching elements U, V, W Three-phase stator winding

Claims (5)

モータと、作業者のトリガ操作により前記モータのON及びOFFを指示するトリガスイッチと、前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、前記トリガスイッチと前記回転数検出部の出力に基づいて前記モータの回転制御を行う制御部を有する電動工具において、
前記制御部は、
前記トリガスイッチ操作の解除がなされた場合に前記モータに制動力を加えるブレーキ動作を行い、
前記回転数検出部においてブレーキ動作中の前記モータの回転数を検出し、ブレーキ制動を開始してから所定の回転数に達するまでの回転数低下状況を監視し、
ブレーキ動作中の回転数が前記所定の回転数以上である場合はブレーキ動作を継続して行い、
ブレーキ動作により回転数が低下して前記所定の回転数以下となった場合は、回転数の低下(ΔN)/回転数低下に要した時間(Td)を算出し、予め前記制御部に記憶させた対応表を元にブレーキ動作を終了させる時間を求め、該時間経過後に前記ブレーキ動作を解除することを特徴とする電動工具。
Based on a motor, a trigger switch for instructing ON / OFF of the motor by an operator's trigger operation, a rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the motor, and outputs of the trigger switch and the rotation speed detection unit In the electric tool having a control unit for controlling the rotation of the motor,
The controller is
When the trigger switch operation is released, a braking operation for applying a braking force to the motor is performed,
The rotational speed detection unit detects the rotational speed of the motor during braking operation, and monitors the reduction in the rotational speed from the start of braking to the predetermined rotational speed,
If the number of revolutions during braking is greater than or equal to the predetermined number of revolutions, continue the braking action,
If the rotation speed by the brake operation becomes equal to or lower than the predetermined rotational speed decreases, from the reduction of the rotational speed (.DELTA.N) / rotational speed decrease amount of time spent (Td), it is stored in advance in the control unit A power tool characterized in that a time for ending the brake operation is obtained based on the correspondence table, and the brake operation is released after the elapse of the time.
モータと、作業者のトリガ操作により前記モータのON及びOFFを指示するトリガスイッチと、前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、前記トリガスイッチと前記回転数検出部の出力に基づいて前記モータの回転制御を行う制御部を有する電動工具において、
前記制御部は、
前記トリガスイッチ操作の解除がなされた場合に前記モータに制動力を加えるブレーキ動作を行い、
前記回転数検出部においてブレーキ動作中の前記モータの回転数変化を時間経過毎に検出し、ブレーキ動作中の回転数が所定の回転数以上である場合はブレーキ動作を継続して行い、
ブレーキ動作により回転数が低下して第nの回転数以下となった場合は、第nの回転数以下になった直後からブレーキ動作を終了させる時間(TC(n))を算出し、
該時間(TC(n))が経過前に回転数が低下して第n+1の回転数以下となった場合は、再びブレーキ動作を終了させる時間(TC(n+1))を算出し、
前記時間(TC(n+1))経過後に前記ブレーキ動作を解除することを特徴とする電動工具。
Based on a motor, a trigger switch for instructing ON / OFF of the motor by an operator's trigger operation, a rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the motor, and outputs of the trigger switch and the rotation speed detection unit In the electric tool having a control unit for controlling the rotation of the motor,
The controller is
When the trigger switch operation is released, a braking operation for applying a braking force to the motor is performed,
The rotational speed detection unit detects a change in the rotational speed of the motor during braking operation every time, and if the rotational speed during braking operation is equal to or higher than a predetermined rotational speed, the brake operation is continued.
When the rotational speed is reduced by the brake operation to become the nth rotational speed or less, the time (TC (n) ) for ending the braking operation immediately after the rotational speed is reduced to the nth rotational speed or less is calculated.
If the rotational speed decreases before the elapsed time (TC (n) ) falls below the (n + 1) th rotational speed, the time (TC (n + 1) ) for ending the braking operation is calculated again.
The power tool, wherein the brake operation is released after the time (TC (n + 1) ) has elapsed.
前記モータは、回転子および固定子巻線を有するブラシレス直流モータであり、
前記回転子を回転駆動させるために前記固定子巻線に駆動電流を供給するための複数の半導体スイッチング素子を含むインバータ回路を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動工具。
The motor is a brushless DC motor having a rotor and a stator winding;
Electric tool according to claim 1 or 2, characterized in that an inverter circuit including a plurality of semiconductor switching elements for supplying a driving current to the stator windings for driving and rotating the rotor.
前記インバータ回路のスイッチング素子は電源の正側に接続される複数の上アーム側スイッチング素子と電源の負側に接続される複数の下アーム側スイッチング素子から構成され、
前記制御部は、前記上アーム側スイッチング素子もしくは前記下アーム側スイッチング素子のどちらか一方の素子を全てオンする短絡制動によってブレーキ制御を行うことを特徴とする請求項に記載の電動工具。
The switching element of the inverter circuit is composed of a plurality of upper arm side switching elements connected to the positive side of the power source and a plurality of lower arm side switching elements connected to the negative side of the power source,
4. The electric tool according to claim 3 , wherein the control unit performs brake control by short-circuit braking that turns on either one of the upper arm side switching element or the lower arm side switching element. 5.
前記制御部は、前記上アーム側スイッチング素子もしくは前記下アーム側スイッチング素子のどちらか一方の素子を全てオンする短絡制動と、前記固定子巻線に駆動電流を供給して逆方向のトルクを発生させる逆トルク制動を任意に切り替えてブレーキ動作を行うことを特徴とする請求項に記載の電動工具。 The control unit generates a torque in the reverse direction by supplying a drive current to the stator winding and short-circuit braking that turns on either one of the upper arm side switching element or the lower arm side switching element. 4. The electric tool according to claim 3 , wherein the braking operation is performed by arbitrarily switching the reverse torque braking to be performed.
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