JP6884561B2 - 電動作業機 - Google Patents
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Description
このような構成の電動作業機では、通常駆動制御中に停止条件が成立した場合、オン対象の2つのスイッチング素子について、双方がオフされるのではなく、何れか一方がオフされて他方はオン状態に維持される。
[1.第1実施形態]
(1−1)電動作業機の全体構成
図1に示すように、本実施形態の電動作業機1は、被加工部材に対する穴開けやねじ締めなどを主目的として使用されるいわゆるドライバドリルとして構成されている。電動作業機1は、本体部3と、バッテリパック5とを備える。
次に、電動作業機1の電気的構成について、図2を用いて説明する。図2は、本体部3にバッテリパック5が装着された状態を示している。図2に示すように、電動作業機1は、バッテリパック5と、モータ20と、駆動回路21と、制御部22と、回転位置検出部23とを備えている。本体部3にバッテリパック5が装着されると、バッテリパック5内のバッテリ15の電力(以下、バッテリ電力)が、駆動回路21及び制御部22に入力される。制御部22は、バッテリ電力が入力されている場合にバッテリ電力により動作する。
駆動回路21において、ハイサイドスイッチとしての3つのスイッチング素子Q1、Q2、Q3は、モータ20の各端子20a,20b,20cとバッテリ15の正極側とを接続する各通電経路である各正極側通電経路に、それぞれ設けられている。また、ローサイドスイッチとしての3つのスイッチング素子Q4、Q5、Q6は、モータ20の各端子20a,20b,20cとバッテリ15の負極側とを接続する各通電経路である各負極側通電経路に、それぞれ設けられている。各スイッチング素子Q1〜Q6は、オンされることにより対応する通電経路を導通させ、オフされることにより対応する通電経路を遮断させる。
(1−3)停止時特定制御
制御部22は、トリガスイッチ10がオンされたことにより通常駆動制御を開始した後、バッテリ15からモータ20への電力供給を停止させる停止条件が成立した場合は、停止時特定制御を行う。そしてその停止時特定制御を実行した後、最終的には、駆動回路21の全てのスイッチング素子Q1〜Q6をオフさせることでモータ20を停止状態に維持させる。
次に、通常駆動制御から停止時特定制御への移行を実現するために実行される通電停止処理について、図7を用いて説明する。制御部22は、トリガスイッチ10がオンされることにより通常駆動制御を開始すると、その通電駆動制御と並行して、図7の通電停止処理を実行する。なお、制御部22による停止時特定制御の実行は、具体的には、CPU22aにより行われる。
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
即ち、制御部22は、通常駆動制御中に停止条件が成立した場合、そのときオンされている2つのスイッチング素子のうちハイサイドスイッチをオフさせてローサイドスイッチはオン状態を保持させるという、停止時特定制御を行う。この停止時特定制御が行われることにより、バッテリ15からモータ20への通電が停止されると共に、モータ20に蓄積されている磁気エネルギーによって環流電流が流れる。
また、停止時特定制御を行う特定実行時間は、環流電流がゼロになるのに要する時間以上に設定されている。そのため、停止条件成立時にモータ20に蓄積されている磁気エネルギーを全て環流電流によって消費させることができるため、モータ20からバッテリ15への回生電流をより効果的に抑制できる。
ここで、第1実施形態の文言と特許請求の範囲の文言との対応関係について説明する。バッテリ15は直流電源の一例に相当する。各ダイオードD1〜D6は整流素子の一例に相当する。6つのスイッチング素子Q1〜Q6のうちハイサイドスイッチとしての3つのスイッチング素子Q1〜Q3は正極側スイッチング素子の一例に相当し、ローサイドスイッチとしての3つのスイッチング素子Q4〜Q6は負極側スイッチング素子の一例に相当する。トリガスイッチ10は操作部の一例に相当する。回転位置検出部23及び電流検出部24は駆動状態検知部の一例に相当する。
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第1実施形態〜第3実施形態では、モータ20がブラシレスモータであって、駆動回路21が6つのスイッチング素子Q1〜Q6を有するインバータである構成を示した。これに対し、第4実施形態では、モータ及び駆動回路として、第1実施形態〜第3実施形態とは異なる構成例を示す。
したがって、本実施形態の電動作業機40においても、通常駆動制御時に停止条件が成立した場合において、第1実施形態と同等の作用効果が得られる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(5−2)通常駆動制御から停止時特定制御に切り替えるための条件である停止条件として、トリガスイッチ10がオフされること、電源電流の値が第1過電流閾値を超えること、及び特定挙動が発生することは、あくまでも一例である。これら3つのうちいずれか1つのみを停止条件に設定しても良いし、何れか2つを停止条件に設定してもよい。また、これら3つとは異なる停止条件を少なくとも1つ以上設定してもよい。
Claims (5)
- 直流電源からの電力を入力するための複数の端子を有するモータと、
前記複数の端子の各々と前記直流電源の正極側とを接続する複数の正極側通電経路、及び前記複数の端子の各々と前記直流電源の負極側とを接続する複数の負極側通電経路に個別に設けられて各前記通電経路を導通、遮断する複数のスイッチング素子を有し、さらに前記複数のスイッチング素子の各々に個別に並列接続されて前記直流電源の負極側から正極側への通電を許容するように構成された複数の整流素子を有する、駆動回路と、
前記直流電源から前記駆動回路へ供給される電流の値を検出するように構成された電流検出部と、
前記駆動回路が有する前記複数のスイッチング素子のオン、オフを個別に制御することにより前記モータの駆動を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記複数のスイッチング素子の内、前記複数の正極側通電経路の各々に設けられた正極側スイッチング素子のうち何れか1つ、及び、前記複数のスイッチング素子の内、前記複数の負極側通電経路の各々に設けられた負極側スイッチング素子のうち何れか1つをオンさせることで前記モータを回転させる通常駆動制御と、
前記通常駆動制御による前記モータの回転中、前記直流電源から前記モータへの電力供給を停止させる停止条件が成立した場合に、オンされている2つの前記スイッチング素子に対し、所定期間、何れか一方をオフさせて他方はオン状態に保持させる、停止時特定制御、
を実行するよう構成されており、
前記制御部は、前記停止時特定制御の開始後、前記電流検出部により検出される電流の値が閾値以上の場合は、オン状態に保持させている前記スイッチング素子をオフさせるように構成されている、電動作業機。 - 請求項1に記載の電動作業機であって、
前記所定期間は、前記停止時特定制御の開始後、前記モータに蓄積されている磁気エネルギーによって流れる環流電流がゼロになるのに要する時間以上が経過した所定のタイミングまで、の期間に設定され、
前記環流電流は、前記直流電源を介さず前記モータと前記駆動回路との間を流れる電流であって、オフされた前記一方のスイッチング素子が接続されている前記モータの前記端子に接続されている他の1つの前記スイッチング素子に対して並列接続されている前記整流素子、前記モータ、及びオン状態が保持される前記他方の前記スイッチング素子を介して流れる電流である、
電動作業機。 - 請求項1又は請求項2に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、
前記通常駆動制御として、オンさせる前記正極側スイッチング素子及び負極側スイッチング素子のうち、一方のスイッチング素子をオン状態に固定させて他方のスイッチング素子をPWM駆動させるPWM制御を行うよう構成されており、
前記停止時特定制御では、前記停止条件が成立したときに前記PWM駆動させていた前記スイッチング素子をオフさせて、前記オン状態に固定させていた前記スイッチング素子をオン状態に保持させる、
電動作業機。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電動作業機であって、
前記モータの駆動状態を検知する駆動状態検知部を備え、
前記制御部は、前記駆動状態検知部による検知結果に基づいて前記モータの駆動状態が異常状態か否かを判断する異常判断処理を行うよう構成されており、
前記停止条件は、前記異常判断処理により前記モータの駆動状態が前記異常状態と判断されることである、
電動作業機。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電動作業機であって、
前記モータの回転又は停止を指示するために操作される操作部を備え、
前記停止条件は、前記操作部に対して前記モータの回転を停止させるための操作が行われることである、
電動作業機。
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