JPH03190586A - Motor tool - Google Patents

Motor tool

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JPH03190586A
JPH03190586A JP1326392A JP32639289A JPH03190586A JP H03190586 A JPH03190586 A JP H03190586A JP 1326392 A JP1326392 A JP 1326392A JP 32639289 A JP32639289 A JP 32639289A JP H03190586 A JPH03190586 A JP H03190586A
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motor
brushless motor
circuit
control circuit
output
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Koji Soshin
耕児 宗進
Hiroaki Koshin
博昭 小新
Shinichi Okamoto
真一 岡本
Toshiharu Ohashi
敏治 大橋
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To lengthen the service life of a motor by switching between a mode for performing control as a conventional brushless motor and a mode for performing control as a step motor, in the drive circuit section for the brushless motor in a motor tool. CONSTITUTION:Hall elements HU-HW detect position signals of a rotor (not shown) which is then provided to a distribution circuit 2, and signals (d)-(i) for driving a motor as a brushless motor are inputted to a switching circuit 17. A control circuit 11 gates outputs, having short and long periods, from oscillators 12, 13 and provides the outputs to a six unit counter 15. An address necessary for a ROM 16 storing an excitation pattern is prepared based on the output from the counter 15, and signals D-I for driving the motor as a step motor are inputted to the circuit 17. An external switch SW1 is operated to switch the signals (d)-(i) with the signals D-I in order to energize a drive circuit section 10. Consequently, continuous rotation and stepping rotation are selected thus realizing long service life of the motor. Such a system is preferably employed in drill or driver.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ブラシレスモータを用い長寿命を実現するド
リルやドライバ等の電動工具に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to power tools such as drills and screwdrivers that use a brushless motor and have a long life.

し従来の技術] 従来、充電式の電動工具においては、ブラシ付きの直流
電動機が多く用いられており、その寿命は直流電動機の
ブラシの寿命によるところが大きく、ブラシそのものの
交換が可能な工具も多くみられる。
Conventional technology] Conventionally, DC motors with brushes have often been used in rechargeable power tools, and their lifespan largely depends on the lifespan of the DC motor's brushes, and many tools allow for the brushes themselves to be replaced. Be looked at.

近年、モータの長寿命化については、一般にブラシレス
モータを採用すれば摩耗部分が軸受けだけとなり、非常
に長寿命化が可能でメンテナンスフリーをうたったロボ
ット、工具等が多く発表されている。
In recent years, with regard to extending the life of motors, many robots, tools, etc. have been announced that generally use brushless motors, which reduce the only part that wears out to bearings, making it possible to have an extremely long life and be maintenance-free.

この種の充電工具は第9図に示すものが一般的な形状で
ある。その本体21の内部には、ブラシレスモータ22
が配設されており、ブラシレスモータ22の回転軸には
減速ギア23が取着され、減速ギア23の出力軸にはチ
ャック24が設けである。また、ハンドル25の内部に
は充電可能な電池26が納装してあり、ハンドル25の
上部には電源用のスイッチレバー27が取着されている
This type of charging tool has a general shape as shown in FIG. Inside the main body 21 is a brushless motor 22.
A reduction gear 23 is attached to the rotating shaft of the brushless motor 22, and a chuck 24 is provided to the output shaft of the reduction gear 23. Further, a rechargeable battery 26 is housed inside the handle 25, and a switch lever 27 for power supply is attached to the upper part of the handle 25.

以下、具体的に従来技術を第5図〜第8図に基づいて説
明する。充電式電動工具用のブラシレスモータにおいて
、ホール素子HU、Hv、HVは、第5図及び第6図に
示すように機械角60°で配置されており、空隙を介し
て対向した各永久磁石回転子1の磁極あるいは位置検知
用磁石の磁束密度に応じた信号を出力する。その信号は
第8図(a)〜(c)に示すように、各々の位相が2π
/3ずつずれた正弦波状の電圧波形となり、この信号か
ら3相バイポ一ラ駆動回路に必要な信号列を作成する分
配回路2を通じ、各コイルLU、Lv、Lwに接続した
6個のパワーM OS F E TTr+i〜Trz+
を駆動するための第8図(d)〜(i)に示すような6
個の信号列を出力する。第8図(cl)〜(i)に示す
6個の信号列出力のうち、第8図(e)、(g)、 (
i)に示す出力は、、PNP、NPN型のトランジスタ
からなるトランジスタブリッジ5.〜5.により1組の
ハーフブリッジの下側のパワーMOSFETTr + 
s 〜T r 21のゲートを第8図(k)(s)(o
)に示すように駆動する。
Hereinafter, the prior art will be specifically explained based on FIGS. 5 to 8. In a brushless motor for a rechargeable power tool, the Hall elements HU, Hv, and HV are arranged at a mechanical angle of 60° as shown in Figs. A signal corresponding to the magnetic pole of the child 1 or the magnetic flux density of the position detection magnet is output. As shown in Fig. 8(a) to (c), each signal has a phase of 2π.
The voltage waveform becomes a sinusoidal voltage waveform shifted by /3, and from this signal, the six power M connected to each coil LU, Lv, Lw is transmitted through the distribution circuit 2 which creates the signal train necessary for the three-phase bipolar drive circuit. OS F E TTr+i~Trz+
6 as shown in FIGS. 8(d) to (i) for driving the
Outputs signal strings. Of the six signal train outputs shown in FIGS. 8(cl) to (i), FIGS. 8(e), (g), (
The output shown in i) is a transistor bridge 5. consisting of PNP and NPN type transistors. ~5. The lower power MOSFET Tr + of a pair of half bridges is
s ~ T r 21 gates in Fig. 8(k)(s)(o
).

ここで5分配回路2の出力(第8図(e)輸)(i))
がHレベルの時、トランジスタブリッジ5.〜5゜の出
力はHレベルとなり、パワーMO8FETT「1.〜T
r2+はオンとなる。また5分配回路2の出力(第8図
(e) (g) (i))がLレベルの時、上記とは逆
となり、パワーM OS F E TTr+s〜Tr+
sはオフすることになる。もう一方の信号列の出力(第
8図(d)(f)(h))も同様にトランジスタT r
 + * 〜T r、と、フローティング電源4.〜4
1、トランジスタブリッジ51〜5.によりハーフブリ
ッジの上側のパワーMO8FETTr+s”−Tr+s
のゲートを第8図(j) (f) (n)に示すように
駆動する。しかし、上側のパワーMOSFETTr+s
〜Tr+@のソースは、下側のパワーMO3FETTr
+s〜Trz+のドレインに接続されているため、グラ
ンドからみた電位は下側のパワーMO9FETTrIl
〜Tr21のオン、オフの状態で異なったものとなる。
Here, the output of the 5-way distribution circuit 2 (Fig. 8 (e) export) (i))
When is at H level, transistor bridge 5. The output at ~5° becomes H level, and the power MO8FET “1.~T
r2+ is turned on. Moreover, when the output of the 5-way distribution circuit 2 (Fig. 8(e), (g), and (i)) is at L level, the above is reversed, and the power MOSFETTr+s~Tr+
s will be turned off. Similarly, the output of the other signal train (Fig. 8(d), (f), and h) is also connected to the transistor T r
+ * ~ T r, and floating power supply 4. ~4
1. Transistor bridges 51-5. Therefore, the power MO8FET on the upper side of the half bridge Tr+s”-Tr+s
The gates of are driven as shown in FIGS. 8(j), (f), and (n). However, the upper power MOSFET Tr+s
The source of ~Tr+@ is the lower power MO3FET Tr
Since it is connected to the drain of +s~Trz+, the potential seen from the ground is lower power MO9FET TrIl.
~It differs depending on whether the Tr21 is on or off.

しかるに、通常、パワーMO3FETは、ゲート・ドレ
イン間に所定の電圧を印加しないと動作しないため、上
側のパワーM OS F E T T r + s〜T
 r 、 @は、下側のパワーMO9FETTr+s〜
Tr21と異なった電源が必要となり、そのため、逆流
防止ダイオードD1〜D5、電荷蓄積用コンデンサC,
〜C5と、充電用抵抗R+□〜R1,で構成されたフロ
ーティング電源4.〜4.を用い、グランドと抵抗R2
2〜RI4で分離されたコンデンサC1〜C5に蓄積さ
れた電荷で、上側のパワーMO8FE T T r +
 s〜T r 1.のゲートを駆動する。ここで、第8
図(d)、 (f)、 (h)に示す出力がHレベルの
場合、第8図(j)、 (I)、 (n)に示すように
、トランジスタTr、、〜Tr、、により反転されたL
レベルの信号がゲートに入力され、パワーMO8FET
Tr + 6〜T r I Iはオフとなる。また、第
8図(d)、 (f)。
However, since a power MO3FET normally does not operate unless a predetermined voltage is applied between the gate and drain, the upper power MOSFET
r, @ is the lower power MO9FETTr+s~
A power source different from Tr21 is required, so reverse current prevention diodes D1 to D5, charge storage capacitor C,
~C5, and a floating power supply 4 consisting of a charging resistor R+□~R1. ~4. using ground and resistor R2
With the charges accumulated in the capacitors C1 to C5 separated by 2 to RI4, the upper power MO8FE T
s~Tr 1. drive the gate. Here, the eighth
When the outputs shown in Figures (d), (f), and (h) are at H level, they are inverted by transistors Tr, , ~Tr, as shown in Figure 8 (j), (I), and (n). L that was done
The level signal is input to the gate, and the power MO8FET
Tr + 6 to Tr II are turned off. Also, FIGS. 8(d) and (f).

(h)に示す出力がLレベルの場合、第8図(j)、 
(1)、(n)に示すように、トランジスタT r 、
 3〜T r 、 5により反転されたHレベルの信号
がゲートに入力され、パワーM OS F E T T
rB〜Tr+sはオンとなる。
When the output shown in (h) is at L level, Fig. 8 (j),
As shown in (1) and (n), the transistor T r ,
The H level signal inverted by 3 to Tr and 5 is input to the gate, and the power MOSFET T
rB to Tr+s are turned on.

[発明が解決しようとする課題] 上述の従来例にあっては、ブラシレスモータはただ単に
回転を行うのみであり、例えば、ネジ山の位置を任意の
位置に揃えるとか、ネジの締まり具合を確認しながら一
定量だけ少しずつ締めていくといった動作を行うことは
できなかった。なぜならば、回転を停止させるには、工
具のスイッチを開くのであるが、電動機の回転数は制御
できないからである。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional example described above, the brushless motor simply rotates, and for example, it is necessary to align the screw threads to a desired position or check the tightness of the screws. However, it was not possible to perform actions such as gradually tightening a certain amount. This is because, although the tool switch is opened to stop the rotation, the rotation speed of the electric motor cannot be controlled.

本発明は、上述の点に鑑みて提供したもので7)って、
ネジ締めの途中でステップ駆動に切り替え、徐々に回転
させてネジ山を揃えることができる電動工具を提供する
ことを目的としたものである。
The present invention has been provided in view of the above points.7)
The object of the present invention is to provide a power tool that can switch to step drive during screw tightening and gradually rotate to align the screw threads.

[課題を解決するための手段] 本発明は、ブラシレスモータを使用した電動工具におい
て、上記ブラシレスモータを駆動する駆動回路部と、こ
の駆動回路部を通常のネジ締め動作時には上記ブラシレ
スモータをブラシレスモータとして制御する第1の制御
回路と、上記駆動回路部を制御して上記ブラシレスモー
タをステップモータとしてステップ動作させる第2の制
御回路と、任意の時点て両制御回路を切り替える切替手
段とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an electric tool using a brushless motor, which includes a drive circuit section that drives the brushless motor, and a drive circuit section that connects the brushless motor to the brushless motor during normal screw tightening operation. a first control circuit for controlling the brushless motor as a step motor; a second control circuit for controlling the drive circuit unit to operate the brushless motor in steps as a step motor; and a switching means for switching between the two control circuits at any time. It is something.

また、基本となるクロックパルスを発振する第1の発振
器と、この第1の発振器のクロックパルスより周期がか
なり長いクロックパルスを発振する第2の発振器と、再
発振器からの出力の論理積をとるゲート回路と、このゲ
ート回路出力をカウントするカウンタと、このカウンタ
の出力をアドレス入力として該アドレスに対応し予め記
憶したデータを第1の制御回路の励磁信号と同じ励磁信
号として出力するメモリとで上記第2の制御回路を構成
したものである。
Also, the first oscillator that oscillates a basic clock pulse, the second oscillator that oscillates a clock pulse with a considerably longer period than the clock pulse of this first oscillator, and the output from the reoscillator are ANDed. A gate circuit, a counter that counts the output of this gate circuit, and a memory that uses the output of this counter as an address input and outputs pre-stored data corresponding to the address as an excitation signal that is the same as the excitation signal of the first control circuit. This is a configuration of the second control circuit described above.

[作 用] 而して、最初は切替手段により第1の制御回路の出力を
駆動回路部に入力して通常の状態でネジを締めるように
し、途中で切替手段を操作して第2の制御回路の出力を
駆動回路部へ入力し、ブラシレスモータをステップ動作
させるようにしている。
[Function] Initially, the output of the first control circuit is input to the drive circuit section by the switching means to tighten the screw in the normal state, and the switching means is operated midway to input the output of the first control circuit to the drive circuit section. The output of the circuit is input to the drive circuit section, and the brushless motor is operated in steps.

また、メモリにより、カウンタの出力をアドレス入力と
して該アドレスに対応し予め記憶したデータを第1の制
御回路の励磁信号と同じ励磁信号として出力し、この励
磁信号はゲート回路にて第1の発振器からのクロックパ
ルスが通過/停止を繰り返すことでステップ状に出力さ
れて、ブラシレスモータをステップ動作させるようにし
ている。
Further, the memory outputs pre-stored data corresponding to the address by using the output of the counter as an address input as an excitation signal that is the same as the excitation signal of the first control circuit, and this excitation signal is sent to the first oscillator in the gate circuit. By repeating passing/stopping, the clock pulse from the motor is outputted in a stepwise manner, causing the brushless motor to operate in steps.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。ブラ
シレスモータは基本的構造かられかるように、ステップ
モータと同等の構造を有している。従って、通常のブラ
シレスモータの駆動制御回路に加えて、ブラシレスモー
タをステップモータとしてステップ動作させる制御回路
を設け、外部スイッチにより5両者を切り替えることで
、上記課題を解決できるものである。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. As can be seen from the basic structure, a brushless motor has a structure equivalent to a step motor. Therefore, in addition to a normal brushless motor drive control circuit, the above problem can be solved by providing a control circuit for operating the brushless motor in steps as a step motor, and switching between the two using an external switch.

すなわち、通常の回転はブラシレスモータとして回転さ
せ、適当な時点でブラシレスモータをステップモータと
してステップ動作させ、所定のステップ送り量ずつ動作
、停止を繰り返すことで間欠的な動作を可能とし、ネジ
山を揃えなり、締め付は量を確認しながらネジ締めを実
施することができるものである。尚、動作を切り替える
スイッチは5持った場合に親指付近となる電動工具のボ
ディに設けることで、便利性を向上させることができる
In other words, normal rotation is performed as a brushless motor, and at an appropriate point the brushless motor is operated in steps as a step motor, and intermittent operation is possible by repeating operation and stopping by a predetermined step feed amount. The screws can be tightened while checking the alignment and tightening amount. In addition, convenience can be improved by providing a switch for changing the operation on the body of the power tool, which is near the thumb when held.

第1図に具体回路図を示す。本発明の構成は大きく分け
て、ブラシレスモータを駆動するための従来と同様の構
成の駆動回路部10、ブラシレスモータをブラシレスモ
ータとして制御するための制御回路である分配回路2と
、ブラシレスモータをステップモータとしてステップ動
作させるための制御回路11とで分けられ、分配回路2
と制御回路11とはロジックICからなる切替回路17
でブラシレスモータをブラシレスモータ動作とステップ
モータ動作とに切り替えるようにしている。
FIG. 1 shows a specific circuit diagram. The configuration of the present invention can be roughly divided into a drive circuit section 10 having the same configuration as the conventional one for driving a brushless motor, a distribution circuit 2 that is a control circuit for controlling the brushless motor as a brushless motor, and a step circuit for driving the brushless motor. It is divided into a control circuit 11 for step operation as a motor, and a distribution circuit 2.
The control circuit 11 is a switching circuit 17 consisting of a logic IC.
The brushless motor is switched between brushless motor operation and step motor operation.

駆動回路部10と分配回路2とは従来と同じ構成なので
、ステップ動作をさせる制御回路11について説明する
。ブラシレスモータの構造は第5図及び第6図に示すよ
うに、永久磁石回転子1を持ち、外側に励磁コイルL、
、Lv、L、が配置されており、ステップモータのそれ
と同一構造である。
Since the drive circuit section 10 and the distribution circuit 2 have the same configuration as the conventional one, the control circuit 11 that performs step operation will be explained. As shown in FIGS. 5 and 6, the structure of the brushless motor includes a permanent magnet rotor 1, and an excitation coil L on the outside.
, Lv, L, are arranged and have the same structure as that of a step motor.

基本的にステップモータと異なるのは、回転磁界の発生
法である。ブラシレスモータは、設置された3個のホー
ル素子が常に回転子が回転方向に力が発生するように電
流相を切り替える位置に設けられており、それは自分自
身が行っている。
The basic difference from a step motor is the method of generating the rotating magnetic field. In a brushless motor, three Hall elements are installed at positions where the current phase is always switched so that force is generated in the direction of rotation of the rotor, and the motor does this by itself.

これに対してステップモータの励磁は、外部より任意の
速度でなされ、極端な場合励磁速度に回転子がついてこ
れないことがある。この外部励磁パターンはいろいろな
励磁方法が考えられ、ステップモータ駆動で実施されて
いるが、本ブラシレスモータをそのままステップモータ
として駆動するから、本発明では、ブラシレスモータが
動作する場合と同じ励磁パターン(2相励磁)をロジッ
ク回路とPROM等で作成している。
On the other hand, the step motor is excited externally at an arbitrary speed, and in extreme cases, the rotor may not be able to keep up with the excitation speed. Various excitation methods can be considered for this external excitation pattern, and it is implemented by driving a step motor, but since this brushless motor is directly driven as a step motor, in the present invention, the same excitation pattern ( (2-phase excitation) is created using a logic circuit, PROM, etc.

本発明は、ロジックレベルの外部励磁パターンく第8図
の(d)、 (e)、 (f)、輸)、 (h)、 (
i))を作成するようにしたものであり、外部励磁パタ
ーンの信号を電力増幅する回路をブラシレスモータを駆
動する駆動回路部10を使用し、切替回路17にて切り
替えるようにしている。
The present invention provides logic-level external excitation patterns (d), (e), (f), (h), (
i)), in which a drive circuit section 10 for driving a brushless motor is used as a circuit for power amplifying the signal of the external excitation pattern, and a switching circuit 17 switches the circuit.

次に、制御回路11の具体構成について説明する。第1
図及び第2図において、発振器12により、比較的周波
数の高い(しかし、ブラシレスモータの自起動範囲内)
ステップモータとしてのステップ動作用の基本パルス信
号(クロック1)を発生し、次の発振器13で比較的長
時間のパルス(クロック2)を発生し、ゲート回路14
により、クロック1を、クロック2で通過/停止を繰り
返すことで、ブラシレスモータをステップモータとして
間欠的に駆動する。これは、ドリルの軸先が1回転を何
ステップで駆動させるかを決めている。
Next, the specific configuration of the control circuit 11 will be explained. 1st
In the figure and FIG. 2, the oscillator 12 generates a relatively high frequency (but within the self-starting range of the brushless motor).
A basic pulse signal (clock 1) for step operation as a step motor is generated, and the next oscillator 13 generates a relatively long pulse (clock 2), and the gate circuit 14 generates a relatively long pulse (clock 2).
By repeating passing/stopping of clock 1 and clock 2, the brushless motor is intermittently driven as a step motor. This determines how many steps the shaft tip of the drill takes to drive one revolution.

この基本ステップは、以下の理由で必要となる。本ブラ
シレスモータを2相励磁でステップモータ駆動すると、
1ステツプは機械角で30゛となる。しかしながら、工
具に組み込んだ場合、当然減速ギアで減速して使用する
ことになる。従って、ステップモータの1ステツプは電
動工具の1/′減速比になるため、工具軸先で決まった
角度ずつ動作させるには、ステップモータは、あるパル
ス数だけ動作/停止を間欠的に繰り返す必要がある。こ
こで設定された基本ステップが工具軸先の1ステツプに
相当する。尚、減速比が小さい場合はこの限りでないが
、通常減速比は1/10以上であるため、動作/停止を
しないと工具軸先の速度が遅くなる。
This basic step is necessary for the following reasons. When this brushless motor is driven by a step motor with two-phase excitation,
One step is 30 degrees in mechanical angle. However, when incorporated into a tool, the speed must be reduced using a reduction gear. Therefore, one step of the step motor corresponds to the 1/' reduction ratio of the electric tool, so in order to move the tool axis at a fixed angle, the step motor must intermittently repeat operation/stop for a certain number of pulses. There is. The basic step set here corresponds to one step at the tip of the tool axis. Note that this does not apply if the reduction ratio is small, but since the reduction ratio is usually 1/10 or more, the speed of the tool shaft tip will become slow unless it is operated/stopped.

上記クロック2で設定された期間、クロック1の基本ス
テップが6進カウンタ15に入力され、励磁パターンを
記憶したEPROM等のROM 16に必要なアドレス
を作る。上記6進カウンタ15は、6個の入力パルスに
対し、その3本の出力線が2進数で0から5までをカウ
ントするもので、本ブラシレスモータは、6モードの励
磁信号で動作するので該6進カウンタ15を用いている
。この6進カウンタ15の出力信号は第2図に示すK。
During the period set by the clock 2, the basic steps of the clock 1 are input to the hexadecimal counter 15, and a necessary address is created in the ROM 16, such as an EPROM, which stores the excitation pattern. The hexadecimal counter 15 has three output lines that count from 0 to 5 in binary in response to six input pulses, and since this brushless motor operates with excitation signals in six modes, it is possible to A hexadecimal counter 15 is used. The output signal of this hexadecimal counter 15 is K shown in FIG.

L、Mで、これをROM16のアドレスに入力する。Input this to the address of the ROM 16 using L and M.

ROM16には、第2図のり、E、F、G。In the ROM 16, the glue shown in Fig. 2, E, F, G.

H,Iに示すブラシレスモータ駆動時の励磁パターンが
そのまま記憶されており、アドレス信号が1ずつ上昇す
るにつれて順番に励磁パターンが読み出される。この励
磁パターンD、E、F、G。
The excitation patterns shown in H and I when driving the brushless motor are stored as they are, and as the address signal increases by 1, the excitation patterns are read out in order. This excitation pattern D, E, F, G.

H,Iは、従来のブラシレスモータにおける第8図の(
d)、 (e)、 (f)、 (g)、 (h)、 (
i)と同等の信号であり、ブラシレスモータを駆動する
場合の分配回路2からの信号を同じ信号である励磁パタ
ーンD、E、F、G、H,Iの信号が切替回路17に入
力される。ロジックICからなる切替回路17は外部の
操作スイッチSW、にて出力を切り替えるものであり、
この操作スイッチSWIの操作により、分配回路2から
の信号と制御回路11からの信号とを切り替えて駆動回
路部10に出力するようにしている。尚、切替回路17
と操作スイッチSW、とで切替手段を構成している。
H and I are (in Fig. 8) in the conventional brushless motor.
d), (e), (f), (g), (h), (
i), and the signals of excitation patterns D, E, F, G, H, and I, which are the same signals as those from the distribution circuit 2 when driving a brushless motor, are input to the switching circuit 17. . The switching circuit 17 consisting of a logic IC switches the output using an external operation switch SW.
By operating this operation switch SWI, the signal from the distribution circuit 2 and the signal from the control circuit 11 are switched and output to the drive circuit section 10. In addition, the switching circuit 17
and the operation switch SW constitute a switching means.

通常のネジを締める場合仁は、外部の操作スイッチSW
1を操作して切替回路17を制御し、分配回路2からの
信号が駆動回路部10に入力されるようにする。そして
、任意の時点で操作スイッチSW、を操作して切替回路
17からの出力がブラシレスモータをステップ動作させ
る制御回路11からの信号となるように切り替える。従
って、クロック2の信号がHレベルの時に第2図のり。
When tightening normal screws, use the external operation switch SW.
1 to control the switching circuit 17 so that the signal from the distribution circuit 2 is input to the drive circuit section 10. Then, at an arbitrary time point, the operation switch SW is operated to switch the output from the switching circuit 17 so that it becomes a signal from the control circuit 11 that causes the brushless motor to operate in steps. Therefore, when the clock 2 signal is at H level, the condition shown in FIG.

E、F、G、H,Tに示す励磁パターンの信号が駆動回
路部10に入力されて、ブラシレスモータを回転させ、
また、クロック2の信号がLレベルのときは、励磁信号
が出力されないなめ、ブラシレスモータが停止する。そ
のため、ブラシレスモ−タは間欠的に回転し、よって、
ネジを徐々に回転させネジ山を揃えることができる。ま
た、必要な締め付は力までゆっくりと締め付けが可能で
ある。
Signals with excitation patterns shown in E, F, G, H, and T are input to the drive circuit section 10 to rotate the brushless motor,
Further, when the clock 2 signal is at L level, the excitation signal is not output, so the brushless motor stops. Therefore, the brushless motor rotates intermittently, so
The screws can be rotated gradually to align the threads. In addition, the necessary tightening can be done slowly to the maximum force.

第3図はROM16のアドレスとデータを示すものであ
り、順次1ステツプずつ増加する各アドレス入力に対応
して、図示する励磁パターンとなるようにデータを格納
している。すなわち、信号り、E、F、G、H,Iを各
々ROM16のビット0,1,2,3,4.5に記録す
る。
FIG. 3 shows the addresses and data of the ROM 16, and the data is stored so as to form the excitation pattern shown in the figure in response to each address input that increases one step at a time. That is, the signals E, F, G, H, and I are recorded in bits 0, 1, 2, 3, and 4.5 of the ROM 16, respectively.

ところで、第1図に示され、ている分配回路2側に設け
である3つのスイッチSWa、SWb、SWeは以下の
機能を有している。すなわち、スイッチSWaは駆動回
路部10に電源を供給するスイッチで、スイッチswb
はパワーM OS F E T T r 、 6・・・
に電源を供給するスイッチであり、さらに、スイッチS
Wcはスタート/ストップの機能を有するスイッチであ
る。そして、各スイッチの投入順序は、S W a−*
 S W b−+ S W cとなるように構成してい
る。
By the way, the three switches SWa, SWb, and SWe shown in FIG. 1 and provided on the distribution circuit 2 side have the following functions. That is, the switch SWa is a switch that supplies power to the drive circuit section 10, and the switch swb
is the power MOSFETTr, 6...
It is a switch that supplies power to the switch S.
Wc is a switch with a start/stop function. The order of turning on each switch is S W a-*
The configuration is such that S W b-+ S W c.

このように、起動時のスイッチの投入手順を上記のよう
にしたことで、パワーMO8FETのドレイン・ソース
間に電圧がかかる場合は、それより以前に確実にパワー
MO8FETのゲートをグランドへ接続して停止状態に
することが可能で、電源投入のノイズ等で誤動作しない
ものである。
By following the above procedure for turning on the switch at startup, if voltage is applied between the drain and source of the power MO8FET, the gate of the power MO8FET can be connected to ground beforehand. It can be put into a stopped state and will not malfunction due to noise when the power is turned on.

従って、パワーMO9FETのブリッジの上下短絡もな
い、また、ブラシレスモータ22の回転はスイッチSW
aを最初に投入し、次にスイッチSwbを投入後に最終
的にスタート/ストップ信号で行うため、スイッチSW
cを投入するまでにパワーMOSFETには確実に電源
が供給されており、パワーMO5FETは完全にオン状
態で動作を行い、破壊の恐れをなくすことができる。
Therefore, there is no short circuit between the upper and lower bridges of the power MO9FET, and the rotation of the brushless motor 22 is controlled by the switch SW.
A is first turned on, then switch Swb is turned on, and finally the start/stop signal is used, so switch SW
By the time c is turned on, power is reliably supplied to the power MOSFET, and the power MOSFET operates in a completely on state, eliminating the possibility of destruction.

第4図は上記スイッチS W a 、 S W b 、
 S W eの構成を示している。すなわち、スイッチ
レバー27の背面から操作片28,29.30が上下方
向に突設されており、この操作片28,29.30に対
応して各スイッチS W a 、 S W b 、 S
 W cが上下方向で且つ、スイッチレバー27の背方
側に順に配設されている。また、速度設定用のボリュー
ム32を調整すべく操作片31もスイッチレバー27の
背面の上部に突設しである。従って、スイッチレバー2
7を押すと、まず、駆動02回路部1−0の電源供給用
のスイッチSWaがオンし、次いでパワーMO3FET
t源供給用のスイッチSWらがオンし、次いでスタート
/ストップ用のスイッチSWcがオンする。また、スイ
・yチレバー27を更に押すことで、操作片31により
摺動子33がスライドして、抵抗値を可変し、速度制御
設定が行える。このように、1個のスイッチl/バー2
7を指で引くことで、所定の順序で各スイッチSWa・
・・を操作することができる。
FIG. 4 shows the switches S W a , S W b ,
The configuration of S W e is shown. That is, operating pieces 28, 29.30 are provided to protrude in the vertical direction from the back surface of the switch lever 27, and corresponding to these operating pieces 28, 29.30, the respective switches S W a , S W b , S
W c are arranged in the vertical direction and in order on the back side of the switch lever 27 . Further, an operating piece 31 is also provided protruding from the upper part of the back surface of the switch lever 27 in order to adjust the speed setting volume 32. Therefore, switch lever 2
When 7 is pressed, the power supply switch SWa of the drive 02 circuit section 1-0 is turned on, and then the power MO3FET is turned on.
The switches SW and the like for supplying the t source are turned on, and then the start/stop switch SWc is turned on. Further, by further pushing the switch/y lever 27, the slider 33 is slid by the operation piece 31, and the resistance value can be varied and speed control settings can be performed. In this way, one switch l/bar 2
By pulling 7 with your finger, each switch SWa・
...can be operated.

[発明の効果] 本発明は上述のように、ブラシレスモータを使用した電
動工具において、上記ブラシレスモータを駆動する駆動
回路部と、この駆動回路部を通常のネジ締め動作時には
上記ブラシレスモータをブラシレスモータとしてIIl
lltM!する第1の制御回路と、上記駆動回路部を制
御して上記ブラシレスモータをステップモータとしてス
テップ動作させる第2の制御回路と、任意の時点て両制
御回路を切り替える切替手段とを備えたものであるから
、最初は切替手段により第1の制御回路の出力を駆動回
路部に入力して通常の状態でネジを締めるようにし、途
中で切替手段を操作して第2の制御回路の出力を駆動回
路部へ入力し、ブラシレスモータをステップ動作させる
ことができ、そのため、ブラシレスモータを所定の位置
でステップ動作に切り替え、徐々に回転させてネジ山を
揃えることができ、また、必要な締め付は力までゆっく
りと締め付けが可能となる効果を奏するものである。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a power tool using a brushless motor, which includes a drive circuit section that drives the brushless motor, and a drive circuit section that connects the brushless motor to the brushless motor during normal screw tightening operation. As IIl
lltM! A second control circuit that controls the drive circuit section to operate the brushless motor in steps as a step motor, and a switching means that switches between the two control circuits at any time. Therefore, at first, the output of the first control circuit is input to the drive circuit section using the switching means to tighten the screw in the normal state, and the switching means is operated in the middle to drive the output of the second control circuit. The brushless motor can be inputted to the circuit section to make the brushless motor move in steps. Therefore, the brushless motor can be switched to step action at a predetermined position and gradually rotated to align the screw threads. This has the effect of making it possible to tighten slowly to a maximum force.

また、基本となるクロックパルスを発振する第1の発振
器と、この第1の発振器のクロ・yクバルスより周期が
かなり長いクロックパルスを発振する第2の発振器と、
両発振器からの出力の論理積をとるゲート回路と、この
ゲート回路出力をカウントするカウンタと、このカウン
タの出力をアドレス入力として該アドレスに対応し予め
記憶したデータを第1の制御回路の励磁信号と同じm磁
信号として出力するメモリとで上記第2の制御回路を構
成したものであるから、メモリにより、カウンタの出力
をアドレス入力として該アドレスに対応し予め記憶した
データを第1の制御回路の励磁信号と同じ励磁信号とし
て出力し、この励磁信号はゲート回路にて第1の発振器
からのクロックパルスが通過/停止を繰り返すことでス
テップ状に出力されて、ブラシレスモータをステップ動
作させることができるものである。
Further, a first oscillator that oscillates a basic clock pulse, a second oscillator that oscillates a clock pulse whose period is considerably longer than the clock pulse of this first oscillator,
A gate circuit that takes the AND of the outputs from both oscillators, a counter that counts the output of this gate circuit, and an excitation signal for the first control circuit that uses the output of this counter as an address input and stores data corresponding to the address in advance. Since the second control circuit is configured with a memory that outputs the same m magnetic signal, the memory uses the output of the counter as an address input and stores the data stored in advance corresponding to the address in the first control circuit. The same excitation signal as the excitation signal of It is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例の具体回路図、第2図は同上の
動作波形図、第3図は同上の動作説明図、第4図は同上
のスイッチ部分の構成図、第5図はブラシレスモータの
横断面図、第6図は同上の縦断面図、第7図は従来例の
具体回路図、第8図は同上の動作波形図、第9図は電動
工具の破断側面図である。 2は分配回路、10は駆動回路部、11は制御回路、1
2は第1の発振器、13は第2の発振器、14はゲート
回路、15は6進カウンタ、16はROM、
FIG. 1 is a specific circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation waveform diagram of the same as above, FIG. 3 is an explanatory diagram of the same as above, FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the brushless motor, FIG. 7 is a specific circuit diagram of a conventional example, FIG. 8 is an operating waveform diagram of the same as above, and FIG. 9 is a cutaway side view of the power tool. . 2 is a distribution circuit, 10 is a drive circuit section, 11 is a control circuit, 1
2 is a first oscillator, 13 is a second oscillator, 14 is a gate circuit, 15 is a hexadecimal counter, 16 is a ROM,

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ブラシレスモータを使用した電動工具において、
上記ブラシレスモータを駆動する駆動回路部と、この駆
動回路部を通常のネジ締め動作時には上記ブラシレスモ
ータをブラシレスモータとして制御する第1の制御回路
と、上記駆動回路部を制御して上記ブラシレスモータを
ステップモータとしてステップ動作させる第2の制御回
路と、任意の時点て両制御回路を切り替える切替手段と
を備えたことを特徴とする電動工具。
(1) In power tools using brushless motors,
A drive circuit unit that drives the brushless motor, a first control circuit that controls the brushless motor as a brushless motor during normal screw tightening operation, and a first control circuit that controls the drive circuit unit to operate the brushless motor. A power tool comprising: a second control circuit that operates stepwise as a step motor; and switching means that switches between the two control circuits at any given time.
(2)基本となるクロックパルスを発振する第1の発振
器と、この第1の発振器のクロックパルスより周期がか
なり長いクロックパルスを発振する第2の発振器と、両
発振器からの出力の論理積をとるゲート回路と、このゲ
ート回路出力をカウントするカウンタと、このカウンタ
の出力をアドレス入力として該アドレスに対応し予め記
憶したデータを第1の制御回路の励磁信号と同じ励磁信
号として出力するメモリとで上記第2の制御回路を構成
したことを特徴とする請求項1記載の電動工具。
(2) A first oscillator that oscillates a basic clock pulse, a second oscillator that oscillates a clock pulse with a considerably longer period than the clock pulse of this first oscillator, and the AND of the outputs from both oscillators. a counter that counts the output of the gate circuit; and a memory that uses the output of the counter as an address input and outputs pre-stored data corresponding to the address as an excitation signal that is the same as the excitation signal of the first control circuit. 2. The power tool according to claim 1, wherein the second control circuit is comprised of:
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US6538403B2 (en) 2000-01-07 2003-03-25 Black & Decker Inc. Brushless DC motor sensor control system and method
US6975050B2 (en) 2000-01-07 2005-12-13 Black & Decker Inc. Brushless DC motor
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JP2014104537A (en) * 2012-11-27 2014-06-09 Makita Corp Electric power tool

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