WO2012042996A1 - 電動工具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electric tool configured to control a power supply amount to a motor in accordance with an operation amount of a shift switch.
- Patent Document 1 A power tool related to this is described in Patent Document 1.
- the electric tool of Patent Document 1 is a rechargeable impact driver, and uses a DC motor as a drive source.
- the electric tool includes a motor drive circuit including a switching element, and controls a voltage applied to the DC motor in accordance with a pulling operation amount of the shift switch by a pulse width modulation (PWM) method. That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 11, the power supply amount to the DC motor is increased or decreased according to the pulling operation amount of the shift switch, and the rotational speed of the DC motor is controlled.
- PWM pulse width modulation
- a rotary impact tool such as an impact driver is often used while adjusting the screw tightening amount by frequently intermittently driving the power tool at the start of screw tightening.
- power tool such as an impact driver
- the present invention has been made to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to facilitate the trigger operation of the electric tool and improve the usability of the electric tool.
- the invention of claim 1 is an electric tool configured to control a power supply amount to the motor in accordance with an operation amount of the shift switch, and when the ON operation and the OFF operation of the shift switch are repeated, It is configured to perform intermittent control for intermittently changing the power supply amount to the motor and continuous control for continuously changing the power supply amount to the motor according to the operation amount of the shift switch.
- the intermittent control is a control in which the rotational speed is increased or decreased at a level that can be recognized by the user even if the operation amount of the shift switch is fixed.
- the amount of electric power supplied to the motor can be intermittently changed by performing intermittent control in the same manner as when the on / off operation of the shift switch is repeated.
- the intermittent power control allows the electric tool to be driven intermittently without repeating the ON / OFF operation of the shift switch. For this reason, for example, the trigger operation when the electric tool is intermittently driven at the start of screw tightening or the like is not complicated, and the usability of the electric tool is improved.
- continuous control the same use as before can be performed.
- the intermittent control and the continuous control are switched based on the operation amount of the shift switch. For this reason, for example, intermittent control can be used efficiently when intermittent operation is performed when the operation amount of the shift switch is equal to or less than a predetermined value, and continuous control is performed when the operation amount exceeds the predetermined value. Usability is improved.
- the intermittent control and the continuous control are switched based on a time from the start of the ON operation of the shift switch. For this reason, for example, intermittent control can be efficiently performed by setting intermittent control within a predetermined time from the start of the ON operation of the shift switch, and continuous control when the predetermined time is exceeded. Will improve.
- the power supply time and the power supply stop time are set to a constant ratio, and the power supply amount per unit time within the power supply time is determined based on the operation amount of the shift switch. It is characterized by changing.
- the ratio of the power supply time and the power supply stop time is changed based on the operation amount of the shift switch, and the power supply amount per unit time within the power supply time is set. It is characterized by being constant. For this reason, when driving an electric tool intermittently, a motor rotation speed can be changed based on the operation amount of a speed change switch.
- intermittent control and continuous control are switched based on the load current of the motor or the rotational speed of the motor.
- the continuous control single mode, the intermittent control single mode, and the switchable mode between the continuous control and the intermittent control can be selected. For this reason, the usability of the power tool is further improved.
- the trigger operation of the electric tool is not complicated, and the usability of the electric tool is improved.
- the motor drive circuit 40 is an electric circuit for driving the DC motor 20, and as shown in FIG. 2, the three-phase bridge circuit unit 45 composed of six switching elements 44 and the electric signal of the speed change switch 18. And a control circuit unit 46 for controlling the switching element 44 of the three-phase bridge circuit unit 45.
- the three-phase bridge circuit unit 45 includes three (U-phase, V-phase, W-phase) output lines 41, and these output lines 41 correspond to the drive coils 23 c (U-phase, V-phase) corresponding to the DC motor 20. , W phase).
- the three magnetic sensors 32 are positioned with respect to each drive coil 23c of the DC motor 20 with a phase shifted by 60 °.
- the switching element 44 of the three-phase bridge circuit unit 45 for example, a field effect transistor (FET) is used as the switching element 44 of the three-phase bridge circuit unit 45.
- FET field effect transistor
- the control circuit unit 46 is a part that controls the switching element 44 of the three-phase bridge circuit unit 45 based on the voltage signal of the shift switch 18 (the pulling operation amount of the trigger 18t), and is configured by electronic components such as a microcomputer and an IC. ing.
- the control circuit unit 46 intermittently controls the DC motor 20 when the pulling operation amount of the trigger 18t of the transmission switch 18 (hereinafter referred to as the pulling operation amount of the transmission switch 18) is L% (for example, 30%) or less.
- the DC motor 20 can be continuously controlled with the pulling operation amount of the shift switch 18 exceeding L%. As indicated by the solid line portion in FIG.
- the intermittent control is control for supplying electric power to the DC motor 20 in the same manner as when the ON / OFF operation of the shift switch 18 is repeated. That is, the intermittent control is control that periodically repeats power supply and power supply stop to the DC motor 20 as shown in the lower left of FIG. 5 and the like.
- the power supply time T2 and the power supply are repeated.
- the power supply amount per unit time within the power supply time T ⁇ b> 2 is set based on the pulling operation amount of the shift switch 18. That is, the power supply amount is adjusted by PWM control based on the pulling operation amount of the shift switch 18.
- the DC motor 20 repeats rotation and stop every 0.1 second. become. Furthermore, the power supply amount per unit time within the power supply time T2 is set based on the pulling operation amount of the shift switch 18. For this reason, for example, when the pulling operation amount of the shift switch 18 is about 10%, the power supply amount per unit time is set to about 10% of the maximum supply amount, and the DC motor 20 rotates at a relatively low speed. . Even when the pulling operation amount of the speed change switch 18 increases to about 20% (NO in step 101 in FIG. 4), intermittent control is continuously performed (step 104). However, since the pulling operation amount of the shift switch 18 is increasing (10% ⁇ 20%), the power supply amount per unit time increases to about 20% of the maximum supply amount, and the rotation speed of the DC motor 20 increases. To do.
- the electric tool 10 by performing intermittent control, the power supply amount to the DC motor 20 is intermittently changed in the same manner as when the shifting switch 18 is repeatedly turned on and off. Can do. That is, by intermittent control, the electric tool 10 can be driven intermittently without repeating the on / off operation of the shift switch 18. For this reason, for example, the trigger operation when the electric tool is intermittently driven at the start of screw tightening or the like is not complicated, and the usability of the electric tool is improved. By switching to continuous control, the same use as before can be performed. Moreover, since intermittent control and continuous control can be switched based on the pulling operation amount of the shift switch 18, the intermittent control can be used efficiently, and the usability of the electric tool 10 is improved.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
- an example in which intermittent control and continuous control are switched based on the pulling operation amount of the shift switch 18 has been shown.
- intermittent control is performed within a predetermined time TM from the timing T0 when the shift switch 18 is turned on. It is also possible to perform continuous control after TM has elapsed.
- TM has elapsed.
- the intermittent control as shown in FIG.
- the ratio between the power supply time T2 and the power supply stop time T3 is made constant, and the power supply amount per unit time within the power supply time T2 is set to the pulling operation of the shift switch 18. You may set based on quantity. Also, as shown in FIG. 9, the power supply amount per unit time within the power supply time T2 is constant, and the ratio between the power supply time T2 and the power supply stop time T3 is set according to the pulling operation amount of the shift switch 18. It is also possible to change. Further, a configuration in which intermittent control and continuous control are switched based on the load current, rotation speed, and the like of the DC motor 20 is possible regardless of the pulling operation amount of the shift switch 18 and the like.
- the electric power tool 10 configured to automatically switch between intermittent control and continuous control under a predetermined condition is illustrated.
- FIG. 10 as shown in FIG. It is also possible to select the intermittent control mode with the mode selection switch 49 (see FIG. 1).
- the mode selection switch 49 for example, in the electric tool 10 shown in FIG. 10, when the continuous control mode is selected by the mode selection switch 49 (YES in step 121), continuous control is always performed (step 125). That is, the amount of power supplied to the DC motor 20 increases and decreases according to the pulling operation amount of the shift switch 18, and the rotational speed of the DC motor 20 increases and decreases.
- the intermittent control mode is selected by the mode selection switch 49 (YES in step 123)
- intermittent control is always performed (step 126).
- the power supply and the power supply stop are periodically repeated with respect to the DC motor 20, and the DC motor 20 repeats the rotation and the stop every predetermined time.
- the continuous / intermittent switching mode is selected by the mode selection switch 49 (YES in step 122)
- intermittent control and continuous control are switched based on the pulling operation amount of the shift switch 18 (step 124).
- Step 126 an example in which the amount of power supplied to the DC motor 20 is changed based on the pulling operation amount of the shift switch 18 or switching between intermittent control and continuous control is shown.
- a speed change switch having a configuration in which the resistance value is changed by the pressing force is used, and the power supply amount to the DC motor 20 is changed based on the pressing force (operation amount), or switching between intermittent control and continuous control is performed. It is also possible to do this.
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Abstract
本発明は、電動工具の変速スイッチのトリガ操作を容易にして電動工具の使い勝手を向上させることを目的とする。 本発明に係る電動工具は、変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を制御する構成の電動工具であって、前記変速スイッチのオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、前記モータに対する電力供給量を間欠的に変化させる間欠制御と、前記変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を連続的に変化させる連続制御とを行なえるように構成されている。
Description
本発明は、変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を制御する構成の電動工具に関する。
これに関する電動工具が特許文献１に記載されている。
特許文献１の電動工具は、充電式のインパクトドライバであり、ＤＣモータを駆動源としている。前記電動工具は、スイッチング素子からなるモータ駆動回路を備えており、変速スイッチの引き操作量に応じてＤＣモータに印加する電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式により制御している。即ち、図１１の模式図に示すように、前記変速スイッチの引き操作量に応じてＤＣモータに対する電力供給量が増減し、前記ＤＣモータの回転数が制御されるように構成されている。
特許文献１の電動工具は、充電式のインパクトドライバであり、ＤＣモータを駆動源としている。前記電動工具は、スイッチング素子からなるモータ駆動回路を備えており、変速スイッチの引き操作量に応じてＤＣモータに印加する電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式により制御している。即ち、図１１の模式図に示すように、前記変速スイッチの引き操作量に応じてＤＣモータに対する電力供給量が増減し、前記ＤＣモータの回転数が制御されるように構成されている。
インパクトドライバ等の回転打撃工具（電動工具）では、ネジ締め開始時に電動工具を頻繁に間欠駆動させ、ネジの締付け量を調整しながら使用することが多い。
しかし、上記した電動工具において間欠駆動を行なうためには、変速スイッチのオン操作、オフ操作を頻繁に繰り返す必要がある。このため、使用者にとって変速スイッチの操作が煩わしく、負担が大きい。
しかし、上記した電動工具において間欠駆動を行なうためには、変速スイッチのオン操作、オフ操作を頻繁に繰り返す必要がある。このため、使用者にとって変速スイッチの操作が煩わしく、負担が大きい。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、電動工具のトリガ操作を容易にして電動工具の使い勝手を向上させることである。
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を制御する構成の電動工具であって、前記変速スイッチのオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、前記モータに対する電力供給量を間欠的に変化させる間欠制御と、前記変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を連続的に変化させる連続制御とを行なえるように構成されていることを特徴とする。
ここで、間欠制御は、ＰＷＭ制御とは異なり、変速スイッチの操作量を固定しても、使用者が認識できるレベルで回転数が増減する制御である。
請求項１の発明は、変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を制御する構成の電動工具であって、前記変速スイッチのオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、前記モータに対する電力供給量を間欠的に変化させる間欠制御と、前記変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を連続的に変化させる連続制御とを行なえるように構成されていることを特徴とする。
ここで、間欠制御は、ＰＷＭ制御とは異なり、変速スイッチの操作量を固定しても、使用者が認識できるレベルで回転数が増減する制御である。
本発明によると、間欠制御にすることで、変速スイッチのオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、モータに対する電力供給量を間欠的に変化させることができる。即ち、間欠制御により、変速スイッチのオン操作とオフ操作とを繰り返さなくても電動工具を間欠的に駆動させることができる。このため、例えば、ネジの締め付け開始時等に電動工具を間欠駆動させる際のトリガ操作が煩雑でなくなり、電動工具の使い勝手が向上する。
なお、連続制御にすることで、従来と同様の使用が可能になる。
なお、連続制御にすることで、従来と同様の使用が可能になる。
請求項２の発明によると、変速スイッチの操作量に基づいて間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする。
このため、例えば、変速スイッチの操作量が所定値以下のときに間欠制御にし、所定値を超えたときに連続制御とすることで、間欠制御を効率的に利用できるようになり、電動工具の使い勝手が向上する。
請求項３の発明によると、変速スイッチのオン操作開始からの時間に基づいて前記間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする。
このため、例えば、変速スイッチのオン操作開始から所定時間内を間欠制御にし、所定時間を超えたときに連続制御とすることで、間欠制御を効率的に利用できるようになり、電動工具の使い勝手が向上する。
このため、例えば、変速スイッチの操作量が所定値以下のときに間欠制御にし、所定値を超えたときに連続制御とすることで、間欠制御を効率的に利用できるようになり、電動工具の使い勝手が向上する。
請求項３の発明によると、変速スイッチのオン操作開始からの時間に基づいて前記間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする。
このため、例えば、変速スイッチのオン操作開始から所定時間内を間欠制御にし、所定時間を超えたときに連続制御とすることで、間欠制御を効率的に利用できるようになり、電動工具の使い勝手が向上する。
請求項４の発明によると、間欠制御では、電力供給時間と電力供給停止時間とを一定比率にし、前記変速スイッチの操作量に基づいて、前記電力供給時間内における単位時間当たりの電力供給量を変化させることを特徴とする。
請求項５の発明によると、間欠制御では、変速スイッチの操作量に基づいて、電力供給時間と電力供給停止時間との比率を変化させ、前記電力供給時間内における単位時間当たりの電力供給量を一定にすることを特徴とする。
このため、電動工具を間欠的に駆動させる際、変速スイッチの操作量に基づいて、モータ回転数を変化させることができる。
請求項５の発明によると、間欠制御では、変速スイッチの操作量に基づいて、電力供給時間と電力供給停止時間との比率を変化させ、前記電力供給時間内における単位時間当たりの電力供給量を一定にすることを特徴とする。
このため、電動工具を間欠的に駆動させる際、変速スイッチの操作量に基づいて、モータ回転数を変化させることができる。
請求項６の発明によると、モータの負荷電流、あるいはモータの回転数に基づいて、間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする。
請求項７の発明によると、連続制御単独モードと、間欠制御単独モードと、前記連続制御と間欠制御との切替え可能モードとを選択できるように構成されていることを特徴とする。
このため、電動工具の使い勝手がさらに向上する。
請求項７の発明によると、連続制御単独モードと、間欠制御単独モードと、前記連続制御と間欠制御との切替え可能モードとを選択できるように構成されていることを特徴とする。
このため、電動工具の使い勝手がさらに向上する。
本発明によると、電動工具のトリガ操作が煩雑でなくなり、電動工具の使い勝手が向上する。
［実施形態１］
以下、図１から図１０に基づいて、本発明の実施形態１に係る電動工具の説明を行なう。
＜電動工具１０の概要について＞
本実施形態に係る電動工具１０は、ＤＣブラシレスモータ２０（以下、ＤＣモータ２０という）を駆動源とするインパクトドライバ（回転打撃工具）である。
図１に示すように、電動工具１０は、筒状のハウジング本体部１２と、そのハウジング本体部１２の下部から突出するように形成されたハンドル部１５とから構成されている。ハンドル部１５は、使用者が電動工具１０を使用する際に把持する握り部位１５ｈと、その握り部位１５ｈよりも下側（先端側）に位置するバッテリ連結部位１５ｐとから構成されている。そして、握り部位１５ｈの基端部に使用者が指先で引き操作するための変速スイッチ１８が設けられている。また、ハンドル部１５のバッテリ連結部位１５ｐには、バッテリパック１６が連結される連結機構（図示省略）が設けられている。
以下、図１から図１０に基づいて、本発明の実施形態１に係る電動工具の説明を行なう。
＜電動工具１０の概要について＞
本実施形態に係る電動工具１０は、ＤＣブラシレスモータ２０（以下、ＤＣモータ２０という）を駆動源とするインパクトドライバ（回転打撃工具）である。
図１に示すように、電動工具１０は、筒状のハウジング本体部１２と、そのハウジング本体部１２の下部から突出するように形成されたハンドル部１５とから構成されている。ハンドル部１５は、使用者が電動工具１０を使用する際に把持する握り部位１５ｈと、その握り部位１５ｈよりも下側（先端側）に位置するバッテリ連結部位１５ｐとから構成されている。そして、握り部位１５ｈの基端部に使用者が指先で引き操作するための変速スイッチ１８が設けられている。また、ハンドル部１５のバッテリ連結部位１５ｐには、バッテリパック１６が連結される連結機構（図示省略）が設けられている。
ハウジング本体部１２の後部にはＤＣモータ２０が収納されており、そのＤＣモータ２０の前方にＤＣモータ２０の回転力を増幅する遊星歯車機構、打撃力発生機構等からなる駆動装置（図示省略）が収納されている。そして、前記駆動装置の出力軸がハウジング本体部１２の先端位置に装着された工具装着部１３に連結されている。
ＤＣモータ２０は、図２等に示すように、永久磁石を備える回転子２２と、駆動コイル２３ｃを備える固定子２３と、前記回転子２２の磁極の位置を検出するための三個の磁気センサ３２とから構成されている。磁気センサ３２は、固定子２３の後端部に設けられた電気回路基板（図示省略）に回転子２２を囲むように120°間隔で取付けられている。また、前記電気回路基板には、後記するモータ駆動回路４０の三相ブリッジ回路部４５等が取付けられている。
ＤＣモータ２０は、図２等に示すように、永久磁石を備える回転子２２と、駆動コイル２３ｃを備える固定子２３と、前記回転子２２の磁極の位置を検出するための三個の磁気センサ３２とから構成されている。磁気センサ３２は、固定子２３の後端部に設けられた電気回路基板（図示省略）に回転子２２を囲むように120°間隔で取付けられている。また、前記電気回路基板には、後記するモータ駆動回路４０の三相ブリッジ回路部４５等が取付けられている。
＜モータ駆動回路４０ついて＞
モータ駆動回路４０は、ＤＣモータ２０を駆動させるための電気回路であり、図２に示すように、６個のスイッチング素子４４から構成された三相ブリッジ回路部４５と、変速スイッチ１８の電気信号に基づいて前記三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４を制御する制御回路部４６とを備えている。
三相ブリッジ回路部４５は、三本（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力線４１を備えており、それらの出力線４１がＤＣモータ２０の対応する駆動コイル２３ｃ（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に接続されている。また、３個の磁気センサ３２は、ＤＣモータ２０の各々の駆動コイル２３ｃに対してそれぞれ60°位相をずらした状態で位置決めされている。
ここで、三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４としては、例えば、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が使用される。
モータ駆動回路４０は、ＤＣモータ２０を駆動させるための電気回路であり、図２に示すように、６個のスイッチング素子４４から構成された三相ブリッジ回路部４５と、変速スイッチ１８の電気信号に基づいて前記三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４を制御する制御回路部４６とを備えている。
三相ブリッジ回路部４５は、三本（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力線４１を備えており、それらの出力線４１がＤＣモータ２０の対応する駆動コイル２３ｃ（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に接続されている。また、３個の磁気センサ３２は、ＤＣモータ２０の各々の駆動コイル２３ｃに対してそれぞれ60°位相をずらした状態で位置決めされている。
ここで、三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４としては、例えば、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が使用される。
＜変速スイッチ１８について＞
変速スイッチ１８は、使用者が指先で引き操作するトリガ１８ｔ（図１参照）と、ハウジング１１のハンドル部１５内に収納されたスイッチ本体部１８ｍとから構成されている。
スイッチ本体部１８ｍは、図２に示すように、抵抗部１８ｒと、その抵抗部１８ｒに対して摺動できるように構成されたブラシ部１８ｂとを備えている。そして、前記抵抗部１８ｒに対する前記ブラシ部１８ｂの摺動位置が変わることで、その抵抗部の端子とブラシ部１８ｂの端子間の抵抗値が増減するように構成されている。
トリガ１８ｔは、バネ力で原位置（突出端位置）に保持される構成であり、前記バネ力に抗して引き操作されることで操作端位置まで移動できるように構成されている。このため、トリガ１８ｔから指先を離すことでトリガ１８ｔはバネ力で原位置まで戻されるようになる。
前記トリガ１８ｔは、スイッチ本体部１８ｍのブラシ部１８ｂに連結されている。このため、トリガ１８ｔが引き操作されることで、スイッチ本体部１８ｍのブラシ部１８ｂが抵抗部１８ｒに対して摺動し、抵抗値が変化するようになる。
即ち、トリガ１８ｔの引き操作量が抵抗値の関数となる。さらに、トリガ１８ｔが引き操作された状態が変速スイッチ１８のオン操作状態であり、トリガ１８ｔがバネ力で原位置まで戻された状態が変速スイッチ１８のオフ操作状態である。
変速スイッチ１８のスイッチ本体部１８ｍは、図２に示すように、制御回路部４６に接続されており、その変速スイッチ１８の抵抗値が制御回路部４６において電圧信号に変換される。
変速スイッチ１８は、使用者が指先で引き操作するトリガ１８ｔ（図１参照）と、ハウジング１１のハンドル部１５内に収納されたスイッチ本体部１８ｍとから構成されている。
スイッチ本体部１８ｍは、図２に示すように、抵抗部１８ｒと、その抵抗部１８ｒに対して摺動できるように構成されたブラシ部１８ｂとを備えている。そして、前記抵抗部１８ｒに対する前記ブラシ部１８ｂの摺動位置が変わることで、その抵抗部の端子とブラシ部１８ｂの端子間の抵抗値が増減するように構成されている。
トリガ１８ｔは、バネ力で原位置（突出端位置）に保持される構成であり、前記バネ力に抗して引き操作されることで操作端位置まで移動できるように構成されている。このため、トリガ１８ｔから指先を離すことでトリガ１８ｔはバネ力で原位置まで戻されるようになる。
前記トリガ１８ｔは、スイッチ本体部１８ｍのブラシ部１８ｂに連結されている。このため、トリガ１８ｔが引き操作されることで、スイッチ本体部１８ｍのブラシ部１８ｂが抵抗部１８ｒに対して摺動し、抵抗値が変化するようになる。
即ち、トリガ１８ｔの引き操作量が抵抗値の関数となる。さらに、トリガ１８ｔが引き操作された状態が変速スイッチ１８のオン操作状態であり、トリガ１８ｔがバネ力で原位置まで戻された状態が変速スイッチ１８のオフ操作状態である。
変速スイッチ１８のスイッチ本体部１８ｍは、図２に示すように、制御回路部４６に接続されており、その変速スイッチ１８の抵抗値が制御回路部４６において電圧信号に変換される。
＜制御回路部４６について＞
制御回路部４６は、変速スイッチ１８の電圧信号（トリガ１８ｔの引き操作量）に基づいて三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４を制御する部分であり、マイコンやＩＣ等の電子部品により構成されている。
制御回路部４６は、変速スイッチ１８のトリガ１８ｔの引き操作量（以下、変速スイッチ１８の引き操作量という）がＬ％（例えば、30％）以下の場合にはＤＣモータ２０を間欠制御し、変速スイッチ１８の引き操作量がＬ％を超えた状態でＤＣモータ２０を連続制御できるように構成されている。
連続制御とは、図３の実線部で示すように、変速スイッチ１８の引き操作量の増加に伴ってＤＣモータ２０に対する電力供給量を増加させ、また、トリガ１８ｔの引き操作量の減少に伴ってＤＣモータ２０に対する電力供給量を減少させる制御であり、ＰＷＭ制御により電力供給量を調整する。具体的には、三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４（ＦＥＴ）を所定のキャリア周波数でデューティ比調節することにより各駆動コイル２３ｃに供給する電力をＰＷＭ制御する。これにより、図３に示すように、変速スイッチ１８の引き操作量に応じてＤＣモータ２０に対する電力供給量が増減し、そのＤＣモータ２０の回転数が増減するようになる。
制御回路部４６は、変速スイッチ１８の電圧信号（トリガ１８ｔの引き操作量）に基づいて三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４を制御する部分であり、マイコンやＩＣ等の電子部品により構成されている。
制御回路部４６は、変速スイッチ１８のトリガ１８ｔの引き操作量（以下、変速スイッチ１８の引き操作量という）がＬ％（例えば、30％）以下の場合にはＤＣモータ２０を間欠制御し、変速スイッチ１８の引き操作量がＬ％を超えた状態でＤＣモータ２０を連続制御できるように構成されている。
連続制御とは、図３の実線部で示すように、変速スイッチ１８の引き操作量の増加に伴ってＤＣモータ２０に対する電力供給量を増加させ、また、トリガ１８ｔの引き操作量の減少に伴ってＤＣモータ２０に対する電力供給量を減少させる制御であり、ＰＷＭ制御により電力供給量を調整する。具体的には、三相ブリッジ回路部４５のスイッチング素子４４（ＦＥＴ）を所定のキャリア周波数でデューティ比調節することにより各駆動コイル２３ｃに供給する電力をＰＷＭ制御する。これにより、図３に示すように、変速スイッチ１８の引き操作量に応じてＤＣモータ２０に対する電力供給量が増減し、そのＤＣモータ２０の回転数が増減するようになる。
間欠制御とは、変速スイッチ１８のオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様にＤＣモータ２０に対して電力を供給する制御である。即ち、間欠制御は、図５等の左下に示すように、ＤＣモータ２０に対して周期的に電力供給と電力供給停止とを繰り返す制御であり、本実施形態では、電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３とが等しく設定されている（Ｔ２＝Ｔ３＝例えば、0.1秒）。このため、ＤＣモータ２０は、例えば、0.1秒毎に回転と停止とを繰り返すようになる。
ここで、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たり電力供給量は、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて設定される。即ち、前記電力供給量は、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいてＰＷＭ制御により調整される。例えば、図５に示すように、変速スイッチ１８の引き操作量が約10％の場合には、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の10％程度に設定される。また、変速スイッチ１８の引き操作量が約20％の場合には、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の20％程度に設定される。
ここで、図６の左下に示すように、間欠制御においてＤＣモータ２０に電力を供給しているときの単位時間あたりの電力供給量を一定にし、変速スイッチ１８の引き操作量に応じて電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３との比率を変化させることも可能である。
ここで、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たり電力供給量は、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて設定される。即ち、前記電力供給量は、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいてＰＷＭ制御により調整される。例えば、図５に示すように、変速スイッチ１８の引き操作量が約10％の場合には、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の10％程度に設定される。また、変速スイッチ１８の引き操作量が約20％の場合には、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の20％程度に設定される。
ここで、図６の左下に示すように、間欠制御においてＤＣモータ２０に電力を供給しているときの単位時間あたりの電力供給量を一定にし、変速スイッチ１８の引き操作量に応じて電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３との比率を変化させることも可能である。
＜電動工具１０の動作について＞
上記した電動工具１０の動作を図４、図５に基づいて説明する。
ここで、電動工具１０は変速スイッチ１８の引き操作量がＬ％（例えば、30％）以下の場合にはＤＣモータ２０を間欠制御し、前記引き操作量がＬ％を超えた状態でＤＣモータ２０を連続制御できるように構成されている。
例えば、電動工具１０の変速スイッチ１８が10％程度引き操作された場合には、図４ ステップ１０１の判断がＮＯとなるため、間欠制御が行なわれる（ステップ１０４）。このため、図５の左下に示すように、ＤＣモータ２０に対して周期的に電力供給と電力供給停止とが繰り返えされる。前述のように、電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３とは等しく設定されているため（Ｔ２＝Ｔ３＝例えば、0.1秒）、ＤＣモータ２０は、0.1秒毎に回転と停止とを繰り返すようになる。さらに、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たり電力供給量は、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて設定されている。このため、例えば、変速スイッチ１８の引き操作量が10％程度の場合には、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の10％程度に設定され、ＤＣモータ２０は比較的低速で回転する。
また、変速スイッチ１８の引き操作量が20％程度にまで増加した場合にも（図４ ステップ１０１ ＮＯ）、継続して間欠制御が行なわれる（ステップ１０４）。しかし、変速スイッチ１８の引き操作量が増加しているため（10％→20％）、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の20％程度まで増加し、ＤＣモータ２０の回転数は上昇する。
上記した電動工具１０の動作を図４、図５に基づいて説明する。
ここで、電動工具１０は変速スイッチ１８の引き操作量がＬ％（例えば、30％）以下の場合にはＤＣモータ２０を間欠制御し、前記引き操作量がＬ％を超えた状態でＤＣモータ２０を連続制御できるように構成されている。
例えば、電動工具１０の変速スイッチ１８が10％程度引き操作された場合には、図４ ステップ１０１の判断がＮＯとなるため、間欠制御が行なわれる（ステップ１０４）。このため、図５の左下に示すように、ＤＣモータ２０に対して周期的に電力供給と電力供給停止とが繰り返えされる。前述のように、電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３とは等しく設定されているため（Ｔ２＝Ｔ３＝例えば、0.1秒）、ＤＣモータ２０は、0.1秒毎に回転と停止とを繰り返すようになる。さらに、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たり電力供給量は、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて設定されている。このため、例えば、変速スイッチ１８の引き操作量が10％程度の場合には、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の10％程度に設定され、ＤＣモータ２０は比較的低速で回転する。
また、変速スイッチ１８の引き操作量が20％程度にまで増加した場合にも（図４ ステップ１０１ ＮＯ）、継続して間欠制御が行なわれる（ステップ１０４）。しかし、変速スイッチ１８の引き操作量が増加しているため（10％→20％）、単位時間あたりの電力供給量は最大供給量の20％程度まで増加し、ＤＣモータ２０の回転数は上昇する。
さらに、変速スイッチ１８の引き操作量がＬ％（＝30％）を超えると（図４ ステップ１０１ ＹＥＳ）、連続制御が行なわれる（ステップ１０３）。このため、図５の右下に示すように、トリガ１８ｔの引き操作量の増加に伴ってＤＣモータ２０に対する電力供給量が増加し、ＤＣモータ２０の回転数が上昇するようになる。また、トリガ１８ｔの引き操作量が減少するとＤＣモータ２０に対する電力供給量が減少し、ＤＣモータ２０の回転数が低下するようになる。
＜本実施形態に係る電動工具１０の長所について＞
本実施形態に係る電動工具１０によると、間欠制御にすることで、変速スイッチ１８のオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、ＤＣモータ２０に対する電力供給量を間欠的に変化させることができる。即ち、間欠制御により、変速スイッチ１８のオン操作とオフ操作とを繰り返さなくても電動工具１０を間欠的に駆動させることができる。このため、例えば、ネジの締め付け開始時等に電動工具を間欠駆動させる際のトリガ操作が煩雑でなくなり、電動工具の使い勝手が向上する。
なお、連続制御に切替わることで、従来と同様の使用が可能になる。
また、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて間欠制御と連続制御とを切替えることができるため、間欠制御を効率的に利用できるようになり、電動工具１０の使い勝手が向上する。
本実施形態に係る電動工具１０によると、間欠制御にすることで、変速スイッチ１８のオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、ＤＣモータ２０に対する電力供給量を間欠的に変化させることができる。即ち、間欠制御により、変速スイッチ１８のオン操作とオフ操作とを繰り返さなくても電動工具１０を間欠的に駆動させることができる。このため、例えば、ネジの締め付け開始時等に電動工具を間欠駆動させる際のトリガ操作が煩雑でなくなり、電動工具の使い勝手が向上する。
なお、連続制御に切替わることで、従来と同様の使用が可能になる。
また、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて間欠制御と連続制御とを切替えることができるため、間欠制御を効率的に利用できるようになり、電動工具１０の使い勝手が向上する。
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて間欠制御と連続制御とを切替える例を示した。しかし、図７～図９に示すように、変速スイッチ１８の引き操作量には係わりなく、変速スイッチ１８がオン操作されたタイミングＴ０から所定時間ＴＭ内であれば間欠制御が行なわれ、所定時間ＴＭ経過後は連続制御が行なわれるようにすることも可能である。ここで、間欠制御では、図８に示すように、電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３との比率を一定にし、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たり電力供給量を変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて設定しても良い。また、図９に示すように、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たりの電力供給量を一定し、変速スイッチ１８の引き操作量に応じて電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３との比率を変化させることも可能である。
また、変速スイッチ１８の引き操作量等に係わらず、ＤＣモータ２０の負荷電流や回転数等に基づいて間欠制御と連続制御とを切替える構成でも可能である。
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて間欠制御と連続制御とを切替える例を示した。しかし、図７～図９に示すように、変速スイッチ１８の引き操作量には係わりなく、変速スイッチ１８がオン操作されたタイミングＴ０から所定時間ＴＭ内であれば間欠制御が行なわれ、所定時間ＴＭ経過後は連続制御が行なわれるようにすることも可能である。ここで、間欠制御では、図８に示すように、電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３との比率を一定にし、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たり電力供給量を変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて設定しても良い。また、図９に示すように、電力供給時間Ｔ２内における単位時間当たりの電力供給量を一定し、変速スイッチ１８の引き操作量に応じて電力供給時間Ｔ２と電力供給停止時間Ｔ３との比率を変化させることも可能である。
また、変速スイッチ１８の引き操作量等に係わらず、ＤＣモータ２０の負荷電流や回転数等に基づいて間欠制御と連続制御とを切替える構成でも可能である。
また。本実施形態では、間欠制御と連続制御とが予め決められた条件下で自動的に切替わる構成の電動工具１０を例示したが、図１０に示すように、連続制御モード、連続／間欠切替えモード、及び間欠制御モードをモード選択スイッチ４９（図１参照）で選択できるようにすることも可能である。
例えば、図１０に示す電動工具１０では、モード選択スイッチ４９により連続制御モードが選択されると（ステップ１２１ ＹＥＳ）、常に連続制御が行なわれる（ステップ１２５）。即ち、変速スイッチ１８の引き操作量に応じてＤＣモータ２０に対する電力供給量が増減し、そのＤＣモータ２０の回転数が増減するようになる。
また、モード選択スイッチ４９により間欠制御モードが選択されると（ステップ１２３ ＹＥＳ）、常に間欠制御が行なわれる（ステップ１２６）。即ち、ＤＣモータ２０に対して周期的に電力供給と電力供給停止とが繰り返えされるようになり、ＤＣモータ２０は所定時間毎に回転と停止とを繰り返すようになる。
また、モード選択スイッチ４９により連続／間欠切替えモードが選択されると（ステップ１２２ ＹＥＳ）、例えば、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて間欠制御と連続制御とが切替えられるようになる（ステップ１２４～ステップ１２６）。
また、本実施形態では、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいてＤＣモータ２０に対する電力供給量を変化させたり、間欠制御と連続制御との切替えを行なう例を示した。しかし、例えば、押圧力により抵抗値が変化する構成の変速スイッチを使用し、押圧力（操作量）に基づいてＤＣモータ２０に対する電力供給量を変化させたり、間欠制御と連続制御との切替えを行なうことも可能である。
例えば、図１０に示す電動工具１０では、モード選択スイッチ４９により連続制御モードが選択されると（ステップ１２１ ＹＥＳ）、常に連続制御が行なわれる（ステップ１２５）。即ち、変速スイッチ１８の引き操作量に応じてＤＣモータ２０に対する電力供給量が増減し、そのＤＣモータ２０の回転数が増減するようになる。
また、モード選択スイッチ４９により間欠制御モードが選択されると（ステップ１２３ ＹＥＳ）、常に間欠制御が行なわれる（ステップ１２６）。即ち、ＤＣモータ２０に対して周期的に電力供給と電力供給停止とが繰り返えされるようになり、ＤＣモータ２０は所定時間毎に回転と停止とを繰り返すようになる。
また、モード選択スイッチ４９により連続／間欠切替えモードが選択されると（ステップ１２２ ＹＥＳ）、例えば、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいて間欠制御と連続制御とが切替えられるようになる（ステップ１２４～ステップ１２６）。
また、本実施形態では、変速スイッチ１８の引き操作量に基づいてＤＣモータ２０に対する電力供給量を変化させたり、間欠制御と連続制御との切替えを行なう例を示した。しかし、例えば、押圧力により抵抗値が変化する構成の変速スイッチを使用し、押圧力（操作量）に基づいてＤＣモータ２０に対する電力供給量を変化させたり、間欠制御と連続制御との切替えを行なうことも可能である。
１０・・・・電動工具
１８・・・・変速スイッチ
１８ｔ・・・トリガ
２０・・・・ＤＣモータ（モータ）
４４・・・・スイッチング素子
４６・・・・制御回路部
Ｔ２・・・・電力供給時間
Ｔ３・・・・電力供給停止時間
ＴＭ・・・・所定時間
１８・・・・変速スイッチ
１８ｔ・・・トリガ
２０・・・・ＤＣモータ（モータ）
４４・・・・スイッチング素子
４６・・・・制御回路部
Ｔ２・・・・電力供給時間
Ｔ３・・・・電力供給停止時間
ＴＭ・・・・所定時間
Claims (7)
- 変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を制御する構成の電動工具であって、
前記変速スイッチのオン操作とオフ操作とを繰り返したときと同様に、前記モータに対する電力供給量を間欠的に変化させる間欠制御と、
前記変速スイッチの操作量に応じてモータに対する電力供給量を連続的に変化させる連続制御とを行なえるように構成されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項１に記載された電動工具であって、
前記変速スイッチの操作量に基づいて前記間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする電動工具。 - 請求項１に記載された電動工具であって、
前記変速スイッチのオン操作開始からの時間に基づいて前記間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする電動工具。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載された電動工具であって、
間欠制御では、電力供給時間と電力供給停止時間とを一定比率にし、前記変速スイッチの操作量に基づいて、前記電力供給時間内における単位時間当たりの電力供給量を変化させることを特徴とする電動工具。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載された電動工具であって、
間欠制御では、変速スイッチの操作量に基づいて、電力供給時間と電力供給停止時間との比率を変化させ、前記電力供給時間内における単位時間当たりの電力供給量を一定にすることを特徴とする電動工具。 - 請求項１に記載された電動工具であって、
前記モータの負荷電流、あるいは前記モータの回転数に基づいて、前記間欠制御と連続制御とを切替えることを特徴とする電動工具。 - 請求項１に記載された電動工具であって、
前記連続制御単独モードと、前記間欠制御単独モードと、前記連続制御と間欠制御との切替え可能モードとを選択できるように構成されていることを特徴とする電動工具。
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