JP5534327B2

JP5534327B2 - 電動工具

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Publication number: JP5534327B2
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Inventors: 和隆岩田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
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Description

本発明は、電動工具に関し、特に、ソフトスタート制御を行う電動工具に関する。

モータを備えた装置においては、モータの起動時に、モータの回転数に対するモータへの印加電圧の大きさに応じた起動電流が発生する。多大な起動電流が発生すると温度上昇に伴うモータや回路部の焼損が生じる虞があるため、モータの起動時にモータへ印加する電圧を徐々に増加させるソフトスタート制御を行う電動工具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９４４２２号公報

上記したように、起動電流の大きさは、モータの回転数に対するモータへの印加電圧に依存しているため、一般には、負荷が小さい場合には小さな起動電流が発生し、負荷が大きい場合には大きな起動電流が発生することとなる。従って、小ネジのような小さな負荷の場合には、多大な起動電流が発生する虞は少ない。

しかしながら、特許文献１に記載の電動工具では、負荷が小さい場合でも、モータへ印加する電圧を一定の増加率で徐々に増加させているため、モータの起動に必要以上の時間がかかると同時に、トリガ操作に対するモータへの電力供給の追従性が悪くなってしまう。特に、トリガのオン・オフの繰り返しにより小ネジを締結するような場合には、ユーザにとって非常に使用感の悪いものとなってしまう。一方で、特許文献１に記載の電動工具では、負荷が想定以上の大きさであった場合には、ソフトスタート制御を行っても多大な起動電流が発生してしまい、温度上昇に伴うモータや回路部の焼損が生じる虞がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、負荷の大きさに応じた適切なソフトスタート制御を行うことの可能な電動工具を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、モータと、前記モータに電圧を印加する電圧印加部と、前記電圧印加部から前記モータへの電力供給の開始を指示するトリガと、前記トリガからの指示に応じて、前記モータに印加される電力が目標値に達するまで、所定の増加率で前記モータに前記電圧を印加するように前記電圧印加部を制御する制御部と、を備えた電動工具であって、前記モータにかかる負荷の大きさを検出する負荷検出部を更に備え、前記制御部は、前記負荷の大きさに応じて前記所定の増加率を変更することを特徴とする電動工具を提供している。

このような構成によれば、負荷の大きさに応じてモータに印加される電圧の増加率を変更するので、負荷の大きさに応じた適切なソフトスタート制御を行うことが可能となる。

また、前記制御部は、前記負荷の大きさが所定の閾値以下の場合に前記増加率を上げることが好ましい。

このような構成によれば、負荷の大きさが所定の閾値以下の場合、すなわち、軽負荷の場合には増加率を上げるので、モータに供給する電力を目標値まで増加させるための時間を短縮することが可能となる。更に、モータを停止状態から高速回転まで短時間で加速することができるので、トリガ操作に対するモータへの電力供給の追従性を大幅に改善することが可能となる。

また、前記モータの回転数又は前記モータに流れる電流を検出する回転数・電流検出部を更に備え、前記制御部は、前記モータへの電力の供給開始から所定時間経過後における前記回転数又は前記電流が所定の閾値に達した場合に前記所定の増加率を変更することが好ましい。

このような構成によれば、回転数又は電流を検出することにより、容易に負荷の大きさを判断することが可能となる。

また、前記制御部は、前記閾値を複数設定可能であり、前記回転数又は前記電流が各閾値に達する毎に前記増加率を変更することが好ましい。

このような構成によれば、負荷の大きさに応じたより適切なソフトスタート制御を行うことが可能となる。

また、前記モータへの電力供給のオン・オフを切り替えるスイッチを更に有し、前記制御部は、ＰＷＭ制御により前記スイッチを制御することが好ましい。

また、前記モータへの電力供給のオン・オフを切り替えるスイッチを更に有し、前記制御部は、サイリスタ位相制御により前記スイッチを制御することが好ましい。

本発明の電動工具によれば、負荷の大きさに応じた適切なソフトスタート制御を行うことが可能となる。

実施の形態による電動工具としてのドライバドリルの一部断面図図１のＩＩ−ＩＩ断面図実施の形態による制御回路部、インバータ回路、及び、モータの回路図実施の形態によるモータの回転時にホールＩＣから出力される回転位置検出信号の出力波形の一例を示す図従来のソフトスタート制御について説明する図軽負荷時の実施の形態によるソフトスタート制御について説明する図重負荷時の実施の形態によるソフトスタート制御について説明する図実施の形態によるソフトスタート制御時の制御回路部の動作に関するフローチャート

以下、本発明の実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。なお、図中において、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。

図１は、本実施の形態に係る電動工具としてのドライバドリル１の一部断面図である。本実施の形態では、図１に示すように、紙面上側を上側、紙面下側を下側、紙面右側を前側、紙面左側を後側、紙面奥側を左側、紙面手前側を右側として説明する。

ドライバドリル１は、電池パック２と、ハウジング３と、チャック４と、を備えている。

電池パック２は、複数の二次電池を備えており、ハウジング３と接続されることによりハウジング３側へ電力供給可能となる。本実施の形態では、定格出力電圧３．６Ｖのリチウムイオン電池が４個直列に接続されているものとする。なお、二次電池として、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池を用いることもできるが、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池と比較して約３倍のエネルギー密度を持ち、小形軽量であるという点で、リチウムイオン電池を用いることが好ましい。また、電池パック２の代わりに、商用電源からハウジング３側へ電力を供給する構成であってもよい。

ハウジング３は、合成樹脂材料によって一体的に成型されたハンドルハウジング部５及び胴体ハウジング部６から構成されている。

ハンドルハウジング部５は、その下端部に電池パック２を着脱可能であり、また、ハンドルハウジング部５内には、制御回路部５１及びトリガ部５２が設けられている。

胴体ハウジング部６は、その後端部に吸気口６１が形成されており、また、胴体ハウジング部６内には、後側から順にインバータ回路部６２と、モータ６３と、防塵カバー６４と、冷却用ファン６５と、正逆切替レバー６６と、減速機構部６７と、クラッチ機構部６８と、スピンドル６９と、が配置されている。

制御回路部５１は、インバータ回路部６２を制御するためのものであって、ハンドルハウジング部５内の下端部に前後左右方向に延在するように配置されている。

トリガ部５２は、ハンドルハウジング部５の上端付近から突出し、バネによって付勢されたトリガ操作部５２ａを備えており、トリガ部５２は、トリガ操作部５２ａが押し込まれた量に応じた電力供給の目標値を示す目標値信号を制御回路部５１に出力する。制御回路部５１は、目標値信号に基づき、インバータ回路部６２を駆動するためのＰＷＭ駆動信号を生成する。制御回路部５１によるＰＷＭ駆動信号の生成については後述する。

インバータ回路部６２は、円板状の回路基板上に絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）からなるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６（図３参照）を備えており、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートは、制御回路部５１（後述する制御信号出力回路５１８）に、コレクタ又はエミッタは、モータ６３（後述するテータ巻線６３ｂ）にそれぞれ接続されている。インバータ回路部６２は、制御回路部５１から出力されたＰＷＭ駆動信号に基づいてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン・オフすることにより、電池パック２から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータ６３に出力するが、詳細は後述する。なお、本実施の形態では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６として、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いているが、電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等を用いてもよい。

次に、図２を用いてモータ６３の構成について説明する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。本実施の形態では、モータ６３として、内部磁石配置形の３相ブラシレス直流モータを用いており、モータ６３は、ステータ６３ａと、三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のステータ巻線６３ｂと、ロータ６３ｃと、を備えている。

ステータ６３ａは、円筒状の外形を有しており、円筒部６３ｄと、及び円筒部６３ｄから半径方向内側に向かって延出する６つのティース部６３ｅと、を備えている。

三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のステータ巻線６３ｂは、互いにスター結線されており、また、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のステータ巻線６３ｂ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、樹脂材料からなる絶縁層６３ｆ（図１参照）を介して対向する２つのティース部６３ｅに巻回されている。ロータ６３ｃは、ティース部６３ｅの半径方向内側に配置されており、出力軸６３ｇと、永久磁石６３ｈと、を備えている。永久磁石６３ｈは、出力軸６３ｇの軸方向に延びるＮ極及びＳ極の磁石が回転方向に９０度毎に交互に配置された構成となっている。

ロータ６３ｃの近傍には、３つのホールＩＣ６３ｉ−６３ｋが回転方向に６０度毎に配置されており、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋは、電磁結合方式により永久磁石６３ｈからの磁力を検出し、回転位置検出信号を出力する。なお、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋを備えずに、フィルタを通してステータ巻線６３ｂの誘起電力（逆起電力）を論理信号として取出すことにより回転位置を検出するセンサレス方式を採用することも可能である。

図１に戻って全体構成の説明を続ける。図１に示すように、ステータ６３ａの後端部は、インバータ回路部６２の円板状の回路基板によって全面的に覆われており、前端部は、防塵カバー６４によって覆われている。このように、インバータ回路部６２、ステータ６３ａ、及び、防塵カバー６４は、協働してロータ６３ｃを閉塞又は密封する防塵構造（密閉構造）を形成しており、これにより、ロータ６３ｃへの粉塵の侵入を防止している。

また、ハンドルハウジング部５と胴体ハウジング部６とは、モータ６３の回転出力軸６３ｇを通る鉛直面で左右に２分割可能に構成されており、胴体ハウジング部６には、複数のステータ保持部（図示せず）が形成されている。組み立て時には、ステータ６３ａがステータ保持部に保持されるように、左右いずれか一方のハンドルハウジング部５及び胴体ハウジング部６（以下、ハウジング部材）にモータ６３等を組み込んだ後に他方のハウジング部材を重ね、ネジ締め等で双方のハウジング部材を締結させる。

モータ６３の前端部側には回転出力軸６３ｇと同軸上に冷却用ファン６５が設けられている。胴体ハウジング部６の冷却用ファン６５近傍には、図示しない排気口が形成されており、胴体ハウジング部６の後端部側には吸気口６１が形成されている。この吸気口６１から排気口に至る通路が流通路Ｐを形成しており、流通路Ｐを空気が通過することにより、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びステータ巻線６３ｂの温度上昇を抑制している。また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の発熱が大きくなった場合には、冷却用ファン５５から流通路Ｐに冷却用空気を送り出すことで、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を強制的に冷却することも可能である。

減速機構部６７は、モータ６３の回転出力軸６３ｇから出力された回転力（回転数）を減速させるためのものであって、例えば、周知の２段の遊星歯車減速機構（図示せず）から構成されている。

クラッチ機構部６８は、減速機構部６７の出力軸とスピンドル６９とを結合させる一方で結合の解除も行うものであって、モード切替及びトルク設定のためのダイヤル６８ａを備えている。本実施の形態では、ダイヤル６８ａを回転させることにより、ドライバモード及びドリルモードのいずれかを選択することができ、更に、ドライバモードの中では、被加工部材からスピンドル６９にかかる負荷の許容値（滑り出しトルク）を１０段階に設定することが可能である。

ドライバモードが選択されている場合に、設定された滑り出しトルク以上の負荷がスピンドル６９にかかると、クラッチ機構部６８は、減速機構部６７の出力軸とスピンドル６９との結合を解除する。これにより、減速機構部６７の出力軸（モータ６３）は空転することとなり、過大な負荷によるモータ６３のロックが防止される。

一方、ドリルモードが選択されている場合には、スピンドル６９にかかる負荷が過大となっても、クラッチ機構部６８は、減速機構部６７の出力軸とスピンドル６９との結合を解除しない。従って、ドリルモードでは、負荷が過大となった場合には、スピンドル６９に保持された先端工具はロックされることになり、これに伴い、モータ６３もロックされることとなる。なお、クラッチ機構部６８の代わりに、通常のインパクト機構を設けてもよい。

スピンドル６９には、ドライバ又はドリルの先端工具（図示せず）を着脱自在に保持するチャック４が装着されており、チャック４に先端工具を装着することで、先端工具に回転力を供給することが可能となる。

また、胴体ハウジング部６の中間部からは、モータ６３（ロータ６３ｃ）の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー６６が突出しており、設定された回転方向に応じた回転方向信号を出力する。

次に、図３を用いて、上述した制御回路部５１、インバータ回路部６２、及び、モータ６３の回路構成について説明する。図３は、制御回路部５１、インバータ回路部６２、及び、モータ６３の回路図である。

制御回路部５１は、電流検出回路５１１と、スイッチ操作検出回路５１２と、印加電圧設定回路５１３と、回転子位置検出回路５１４と、回転数検出回路５１５と、回転方向設定回路５１６と、演算部５１７と、制御信号出力回路５１８と、を備えている。

電流検出回路５１１は、モータ６３（ステータ巻線６３ｂ）に流れる電流を検出し、演算部５１７へ出力する。スイッチ操作検出回路５１２は、トリガ部５２の押込の有無を検出し、演算部５１７へ出力する。印加電圧設定回路５１３は、トリガ部５２から出力された目標値信号に応じて、インバータ回路部６２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を駆動するためのＰＷＭ駆動信号のＰＷＭデューティを設定し、演算部５１７へ出力する。

回転子位置検出回路５１４は、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋから出力された回転位置検出信号に基づいてロータ６３ｃの回転位置を検出し、演算部５１７へ出力する。回転数検出回路５１５は、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋから出力された回転位置検出信号の時間間隔からモータ６３の回転数を検出し、演算部５１７へ出力する。回転方向設定回路５１６は、正逆切替レバー６６から出力された回転方向信号に応じてモータ６３（ロータ６３ｃ）の回転方向を設定し、演算部５１７へ出力する。

ここで、図４を用いて、回転数検出回路５１５によるモータ６３の回転数の検出について説明する。図４は、モータ６３の回転時にホールＩＣ６３ｉ−６３ｋから出力される回転位置検出信号の出力波形の一例を示す図である。

回転数検出回路５１５は、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋから出力された回転位置検出信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの時間間隔からモータ６３の回転数を検出する。

詳細には、回転位置検出信号は、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋが、一の永久磁石６３ｈの回転方向における一端に対向した時に立ち上がり、他端に対向した時に立ち下がるが、本実施の形態においては、ホールＩＣ６３ｉ−６３ｋは回転方向に６０度毎に配置されており、永久磁石６３ｈはＮ極とＳ極とが９０度毎に交互に配置されているため、ロータ６３ｃが３０度回転する毎に、回転位置検出信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じることとなる。立ち上がりエッジと立ち下がりエッジ間の時間間隔Ｔａ（ｍｓｅｃ）は、モータ６３が３０度回転数するのに要する時間であるから、Ｎ（ｒｐｍ）＝（１０００／（Ｔａ（ｍｓｅｃ）×１２））×６０の式より、モータ６３の回転数Ｎ（ｒｐｍ）を求めることができる。

演算部５１７は、スイッチ操作検出回路５１２、印加電圧設定回路５１３、及び、回転数検出回路５１５からの出力に基づいてＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６を生成し、回転子位置検出回路５１４、及び、回転方向設定回路５１６からの出力に基づいて出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３を生成する。詳細には、演算部５１７は、スイッチ操作検出回路５１２がトリガ部５２の押込を検出すると、印加電圧設定回路５１３からの出力に基づいてＰＷＭデューティの目標値を決定し、回転数検出回路５１５からの出力に基づいて後述するＰＷＭデューティの増加率を決定する。

制御信号出力回路５１８は、演算部５１７で生成された出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３及びＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６をインバータ回路部６２に出力する。詳細には、ＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６を負電源側のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に出力し、出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３を正電源側のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に出力する。

インバータ回路部６２は、ＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６に基づき、トリガ操作部５２ａの押込量に対応する電圧（ＰＷＭデューティの目標値）を出力し、出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３に基づき、上記電圧を出力するステータ巻線６３ｂ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を決定する。これにより、三相のステータ巻線６３ｂ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に電気角１２０度の三相交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが順に印加されることとなる。なお、ＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６をスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に出力し、出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３をスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に出力する構成であってもよい。

また、演算部５１７は、モータ６３の回転を停止させる際には、負電源側のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオンさせ、かつ、正電源側のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフさせるためのブレーキ信号を生成する。単に正電源側のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフさせただけでは、モータ６３は慣性により回転を続けるが、負電源側のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオンさせることにより、ステータ巻線６３ｂが短絡し、電流経路が形成される。この電流経路において、モータ６３の慣性による回転の運動エネルギーは電気エネルギーに変換されて発散されることとなり（短絡制動）、モータ６３の慣性による回転にブレーキがかけられる。

以上で説明したように、ドライバドリル１は、通常時のモータ６３の回転数を制御するが、本実施の形態では、更に、トリガ部５２が押し込まれた際（モータ６３の起動時）に、モータ６３にかかる負荷の大きさに応じたソフトスタート制御を行う。以下で、図５〜図８を用いて、本実施の形態によるソフトスタート制御について説明する。

図５は、従来のソフトスタート制御について説明する図であり、図６は、負荷が小さい場合（軽負荷時）の本実施の形態によるソフトスタート制御について説明する図であり、図７は、負荷が大きい場合（重負荷時）の本実施の形態によるソフトスタート制御について説明する図である。各図において、（ａ）は、ＰＷＭデューティの変化を時間毎に表した図であり、（ｂ）は、モータの回転数の変化を時間毎に表した図であり、（ｃ）は、モータに流れる電流の変化を時間毎に表した図である。

ソフトスタート制御とは、モータの起動時に多大な起動電流が発生することを防止するためにＰＷＭデューティを目標値まで徐々に増加させる制御である。起動電流の大きさは、モータの回転数に対するモータへの印加電圧の大きさに依存しているので、一般には、起動電流は、ＰＷＭデューティが目標値に達した時点で最大となる。本実施の形態では、ＰＷＭデューティの目標値が１００％の場合を想定して説明するが、他の目標値の場合でも同様に考えることが可能である。また、目標値の設定方法も複数考えられ、例えば、トリガ部５２が少しでも押し込まれれば目標値を１００％に設定するように構成することも可能である。

図５に示すように、従来のソフトスタート制御では、ＰＷＭデューティを一定の増加率で増加させるため、多大な起動電流が発生する虞の少ない小さな負荷の場合には、モータの起動に必要以上の時間がかかると同時に、トリガ操作に対するモータへの電力供給の追従性が悪くなってしまう。特に、トリガのオン・オフの繰り返しにより小ネジを締結するような場合には、ユーザにとって非常に使用感の悪いものとなってしまう。一方で、負荷が想定以上の大きさであった場合には、ソフトスタート制御を行っても多大な起動電流（過電流）が発生してしまい、温度上昇に伴うモータやインバータ回路等の熱損が生じる虞がある。

そこで、本実施の形態によるソフトスタート制御では、負荷の大きさに応じてＰＷＭデューティの増加率を変更する。具体的には、図６に示すように、ＰＷＭデューティの増加率Ｄａでソフトスタート制御を開始し、ＰＷＭデューティが１００％に達する前にモータ６３の回転数が閾値Ｎｔｈを超えた場合には、軽負荷であると判断して増加率をＤａより大きいＤｂに変更する。本実施の形態では、従来の増加率Ｄｃを０．５％／ｍｓｅｃに想定した上で、増加率Ｄａを０．３％／ｍｓｅｃに、増加率Ｄｂを１．２％／ｍｓｅｃに、閾値Ｎｔｈを４０００ｒｐｍに設定している。これにより、ＰＷＭデューティを目標値まで増加させるための起動時間を短縮することができる。更に、トリガ部５２のオン・オフの繰り返しにより小ネジを締結するような場合であっても、モータ６３を停止状態から高速回転まで短時間で加速することができるので、トリガ部５２の操作に対するモータ６３への電力供給の追従性を大幅に改善することが可能となる。

一方、ＰＷＭデューティが１００％に達するまでにモータ６３の回転数が閾値Ｎｔｈを超えなかった場合には、重負荷であると判断して増加率を変更しない。これにより、低速回転中のモータ６３に大きな電圧が印加されて多大な起動電流が発生することを防止することができる。特に、本実施の形態では、増加率Ｄａは、従来のソフトスタート制御における増加率Ｄｃよりも小さな値に設定されているため、図７に示すように、過電流領域に達するような多大な起動電流を発生させることなくソフトスタート制御を終了させることができ、これにより、温度上昇に伴うモータやインバータ回路等の熱損の発生を防止し、製品の信頼性を向上させることが可能となる。

次に、図８のフローチャートを用いて、ソフトスタート制御時の制御回路部５１の動作について説明する。本フローチャートは、ドライバドリル１の電源がオンされたことを契機に開始される。

まず、トリガ部５２がオンされたか否かを判別する（Ｓ１０１）。トリガ部５２がオンされた場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ＰＷＭデューティの増加率Ｄａでモータ６３の起動を開始させた後（Ｓ１０２）、モータ６３の回転数Ｎが閾値Ｎｔｈを超えたか否かを判別する（Ｓ１０３）。閾値Ｎｔｈを超えていた場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、増加率をＤｂに変更した後（Ｓ１０４）、トリガ部５２がオフされたか否かを判別する（Ｓ１０５）。一方、閾値Ｎｔｈを超えてない場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、そのまま、Ｓ１０５に進み、トリガ部５２がオフされたか否かを判別する。トリガ部５２がオフされていなかった場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０３に戻り、再び、モータの回転数Ｎが閾値Ｎｔｈを超えたか否かを判別する。一方、トリガ部５２がオフされていた場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、モータ６３の起動を停止させた後（Ｓ１０６）、Ｓ１０１に戻り、再び、トリガ部５２がオンされたか否かを判別する。

上記したように、本実施の形態によるドライバドリル１は、モータの起動時にモータへ印加する電圧の増加率を、モータ６３の回転数（モータ６３にかかる負荷の大きさ）に応じて変更するので、負荷の大きさに応じた適切なソフトスタート制御を行うことが可能となる。

次に、閾値Ｎｔｈ並びに増加率Ｄａ及びＤｂの決定方法について説明する。本実施の形態では、閾値Ｎｔｈ及び増加率Ｄａは、想定される最大の重負荷作業を行うことによって決定され、増加率Ｄｂは、想定される最小の軽負荷作業を行うことによって決定される。具体的には、増加率Ｄａは、最大の重負荷作業時に起動電流が過電流領域を超えないような値に決定される。閾値Ｎｔｈは、増加率Ｄａが切り替わらないように、ＰＷＭデューティが１００％まで増加した瞬間の回転数よりも大きい値に決定される。増加率Ｄｂは、回転数が閾値Ｎｔｈに達して増加率が増加率Ｄａから切り替わった場合に起動電流が過電流領域を超えないような値に決定される。

なお、本発明による電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施の形態では、閾値Ｎｔｈを１つだけ設定していたが、２以上の閾値を設定し、ＰＷＭデューティの増加率を複数段階で変更してもよい。また、ソフトスタート制御中の所定時間経過後にモータ６３の回転数が所定値まで上がらなかった場合には、想定以上の重負荷であると判断し、増加率を下げてもよい。これにより、製品の信頼性をより向上させることが可能となる。

また、上記実施の形態では、回転数を用いて負荷を判断したが、電流検出回路５１１によって検出されたモータ６３に流れる電流を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、本発明の電動工具としてドライバドリル１を用いた例を示したが、インパクトドライバ、ハンマドリル等の他の電動工具を用いてもよい。
であっても良い。

また、上記実施の形態では、本発明のモータとして、ＰＷＭ制御により回転数が制御されるブラシレス直流モータ６３を用いたが、サイリスタ位相制御によりトライアックの通電角が制御されるユニバーサルモータを用いてもよい。

また、上記実施の形態では、本発明の制御部による制御として、ＰＷＭ制御を用いたが、ＰＡＭ制御等を用いてもよい。

１ドライバドリル
２電池パック
５１制御回路部
５２トリガ部
６１吸気口
６２インバータ回路部
６３モータ
６３ｉ−ｋホールＩＣ
Ｑ１-Ｑ６スイッチング素子

Claims

モータと、
前記モータに電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部から前記モータへの電圧印加の開始を指示するトリガと、
前記トリガからの指示に応じて、前記モータに印加される電圧が目標値に達するまで、所定の増加率で前記モータに前記電圧を印加するように前記電圧印加部を制御する制御部と、
を備えた電動工具であって、
前記モータにかかる負荷の大きさを検出する負荷検出部を更に備え、
前記制御部は、前記負荷の大きさに応じて前記所定の増加率を変更することを特徴とする電動工具。
前記制御部は、前記負荷の大きさが所定の閾値以下の場合に前記増加率を上げることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記モータの回転数又は前記モータに流れる電流を検出する回転数・電流検出部を更に備え、
前記制御部は、前記モータへの電力の供給開始から所定時間経過後における前記回転数又は前記電流が所定の閾値に達した場合に前記所定の増加率を変更することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記制御部は、前記閾値を複数設定可能であり、前記回転数又は前記電流が各閾値に達する毎に前記増加率を変更することを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
前記モータへの電力供給のオン・オフを切り替えるスイッチを更に有し、
前記制御部は、ＰＷＭ制御により前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記モータへの電力供給のオン・オフを切り替えるスイッチを更に有し、
前記制御部は、サイリスタ位相制御により前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。