JP2009131935A

JP2009131935A - 電動工具

Info

Publication number: JP2009131935A
Application number: JP2007310378A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Komatsu; 英行小松
Original assignee: Satori S Tech Co Ltd
Current assignee: Satori S Tech Co Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】過電流・過放電を検出するには、バッテリー電圧は内部抵抗により電流に応じた電圧降下により過電流検出電圧（ツェナーダイオードのツェナー電圧）にバッテリー電圧が到達した場合、所定の信号をマイコンに入力することで過電流を検出する電動工具を提供する。
【解決手段】モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共にフィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力してモータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、前記マイコンは、前記過放電・過電流検出手段で検出した過放電・過電流信号がアクティブであるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は電動工具に関し、詳しくは、電動工具に搭載されているスピードコントロールトリガースイッチに適用され、過電流及び過放電時の緊急停止をマイコン制御にて駆動させる回路を搭載したものであり、マイコンを使用することで回路が簡略化すると共に、マイコン内のプログラムを変更することで夫々の仕様に合わせて、共用回路で使用を可能にする電動工具に関する。

従来の過電流検出には、ホールＩＣ、シャント抵抗による電圧換算方式や一定電流以上で回路を遮断するヒューズ等が使用されるものが周知である。
又、過放電検出回路は主にバッテリー内部に検出回路を搭載したものが周知である。

特開２００３−１０９４５１号公報（第３頁〜４頁第４図）

しかしながら、従来技術で説明した過放電検出回路は実装部品が多いため既存のスピードコントロール機能と過放電検出をトリガースイッチ内部に搭載することが困難であるという問題がある。

従って、過電流・過放電を検出するには、バッテリー電圧は内部抵抗により電流に応じた電圧降下を発生する。この電圧降下が大きい場合は過電流が流れていると判断できるため、この電圧降下により過電流検出電圧（ツェナーダイオードのツェナー電圧或いはリセットＩＣによる所定電圧の検出或いはバッテリー電圧を分電圧して得られた電圧）にバッテリー電圧が到達した場合、所定の信号をマイコンに入力することで過電流を検出する。

もう一つの手法は、モータで発生する逆起電力を利用して、デュテイ制御しているときに、逆起電力が一定の電圧を発生したときに、この電圧をマイコンに入力して現在のデュテイ制御に対して逆起電力の発生が一定値以上であるとマイコンが判断したときに過電流であると判断する手法である。

上記課題を解決するために、本願発明の電動工具は、次に示す構成にすることである。

（１）電動工具は、電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、バッテリー電圧の分電圧がリセットＩＣで設定されている電圧より低くなったことを検出する過放電・過電流検出手段と、前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、前記マイコンは、前記過放電・過電流検出手段で検出した過放電・過電流信号がアクティブであるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有することである。
（２）電動工具は、電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、前記マイコンは、前記変速特性手段からのトリガー引き込み具合の信号を得て所定のＰＷＭ制御をするための演算を施す際に、前記フィードバック検出手段からの逆起電力により発生した電圧値に基づく信号が所定の範囲を超えているときには、過電流が発生したものと擬制して前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生するステップを含む制御プログラムを有することである。
（３）電動工具は、電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、バッテリー電圧が所定のツェナー電圧に到達したことを検出する過放電・過電流検出手段と、前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、前記マイコンは、前記過放電・過電流検出手段で検出した過放電・過電流信号がアクティブであるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有することである。
（４）電動工具は、電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ２変速特性手段と、前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、バッテリー電圧の分電圧を入力する分電圧入力手段と、前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、前記マイコンは、前記分電圧入力手段により入力されたバッテリー電圧の分電圧が所定電圧以下であるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有することである。

本発明は、マイコン搭載トリガースイッチ回路のマイコンを利用して過電流及び過放電を検出するようにしたことで別途過電流・過放電検出回路を設ける必要がなくなりトリガースイッチ自体の小型化及び簡略化を図ることができると共に、マイコンのプログラムを変更するのみで各仕様に合わせた検出回路を実現することができるという効果がある。

本願発明に係る電動工具の実施形態について、図面を参照して説明する。

本願発明に係る第１実施例の電動工具は、マイコン搭載トリガースイッチを備えた電動工具であり、図１に示すように、電動工具Ａが示してあり、電動工具Ａは本体胴体部Ｂと、この本体胴体部Ｂに連結されたハンドル部Ｈとから構成され、このハンドル部Ｈの端部にバッテリーパックＶが装着された構成になっている。

本体胴体部Ｂの中には、マイコン搭載トリガースイッチ回路が配置され、回転動力を発生するモータ部Ｍ、回転動力を減速する減速機構部（図示せず）が収納され、トリガーＴの引き具合で回転駆動させ、その先端にはドリル、ドライバ等の先端工具が装着される。

マイコン搭載トリガースイッチ回路は、図２に示すように、直流電源ＤＣと並列に、直列接続したモータ、スイッチＳＷ、ＦＥＴを接続し、モータには更にダイオードＤ１が並列に接続されている。
更に、直流電源ＤＣのプラス側に接続されている抵抗Ｒ１、Ｒ２を介在させてバッテリー電圧（直流電源）の電圧降下を検出するための過放電・過電流検出部１５、トリガーストロークによるＶＲ電圧を検出するモータ変速特性部１１、スイッチＳＷとＦＥＴの間からの電圧を取り出してモータの逆起電力を検出するフィードバック検出部１２、ＦＥＴのゲートへの制御信号を生成するＦＥＴ制御部１３、モータ変速特性部１１からのＶＲ電圧（Ｖ１）及びフィードバック検出部１２の平滑化電圧（Ｖ３）を入力すると共にＦＥＴ制御部１３へＰＷＭ制御信号を出力するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと云う）１４とから構成されている。

モータ変速特性部１１は、トリガーＴの引き込み具合、トリガーストロークに比例して変化する可変抵抗ＶＲ、可変抵抗の摺動子に接続されている抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ５の他端に接続されているコンデンサＣ２からなり、抵抗Ｒ５を介した信号がマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。このトリガーストロークに比例したＶＲ電圧（Ｖ１）がマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに入力されてマイコン１４に取り入れられ、所定のデュテイ比が演算により算出され、モータの回転駆動を制御するＦＥＴのゲート側にＰＷＭ制御の制御信号として出力される。

フィードバック検出部１２は、ＦＥＴがＯＮされてモータが回転駆動しているときに、モータの逆起電力からなる電圧を得るもので、モータとＦＥＴとの間に接続した抵抗Ｒ８とコンデンサＣ３で積分することで平滑化を行い、更に抵抗Ｒ９及び抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ４で積分することで平滑化された電圧（Ｖ３）をコンデンサＣ４の出力側のマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続して入力する。このフィードバックされた平滑化電圧（Ｖ３）がＡ／Ｄコンバータを介してマイコン１４に入力され、現在のトリガーストロークに応じたデュテイに対してその平滑化電圧（Ｖ３）の状態により、現在のモータへの負荷特性を判断し、現在のデュテイの増減する補正を行って負荷に対するモータの回転駆動の最適化を図る。

ＦＥＴ制御部１３は、出力ポートからのＰＷＭ信号をＦＥＴのゲートに入力して、ＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦさせる。

マイコン１４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、Ａ／Ｄコンバータ、出力ポート、リセット入力ポートから構成され、これらは内部バスにより相互に接続されている。

過放電・過電流検出部１５は、特にモータ絶縁破壊及びＦＥＴショート破壊による一瞬の過電流（ピーク電流）を検出するための回路であり、ＦＥＴがＯＮ時に発生するバッテリーの内部抵抗分の電圧降下をツェナーダイオードのツェナー電圧をしきい値として判断する手法である。
その回路構成は正電源側にツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ３を直列に接続し、ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ３との間をスイッチング素子Ｔｒ１のゲートに接続し、スイッチング素子Ｔｒ１のコレクタ側がマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。

以上の如く構成されたマイコンを搭載したトリガースイッチ回路においては、特に過放電・過電流を検出するのに２つの手法がある。

第１の手法は過放電・過電流検出部１５でバッテリー電圧が低下したことを検出するもので、バッテリー自体の電圧が極端に低くなった場合、特にモータ絶縁破壊及びＦＥＴショート破壊による一瞬の過電流（ピーク電流）を検出する。

第２の手法の過放電・過電流の検出は、モータ変速特性部１１によるトリガーストロークに応じて発生するＶＲ電圧（Ｖ１）に基づいて生成されるデュテイに対応したＦＥＴのＰＷＭ制御に対して、フィードバック検出部１２におけるモータの逆起電力により発生する平滑化電圧（Ｖ３）をマイコン１４に入力して、設定されているデュテイに対してフィードバックされた平滑化電圧（Ｖ３）の値に基づいて、擬制的に過電流と判定する。

第１の手法の過放電・過電流検出部１５における過電流及び過放電の検出は、先ずＦＥＴがＯＮ時に発生するバッテリーＤＣの内部抵抗分の電圧降下はツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧をしきい値として判断され、モータ無負荷の場合は、バッテリーＤＣの内部抵抗による電圧降下は少なく、ベース電圧Ｖｂｅはバッテリー電圧Ｖ＋からツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧を差し引いた電圧が発生しているためにスイッチング素子Ｔｒ１はＯＮ状態となり、過放電・過電流信号ＶｃｅはＬｏｗとなる。

この過放電・過電流信号Ｖｃｅがマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに入力され、マイコン１４の内部において過放電・過電流信号ＶｃｅがＬｏｗであると、過放電・過電流状態でないと判定する。

一方、過電流（或いは過放電）に伴うバッテリー電圧Ｖ＋の電圧降下により、バッテリー電圧Ｖ＋がツェナー電圧より低くなった場合、ベース電圧ＶｂｅはＬｏｗとなり、スイッチング素子Ｔｒ１はＯＦＦ状態となるため、過放電・過電流信号ＶｃｅはＨｉｇｈとなる。この過放電・過電流信号Ｖｃｅがマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに入力され、マイコン１４の内部において過放電・過電流信号ＶｃｅがＨｉｇｈであると、過放電・過電流状態であると判定し、ＦＥＴの制御のデュテイ０％制御を行いスローストップさせる。

このようにして、マイコン１４は、過放電・過電流信号ＶｃｅのＨｉｇｈ／Ｌｏｗ状態をモニタしており、瞬間の電圧降下によるバッテリー電圧Ｖ＋を判定し、過電流検出としている。この手法はバッテリーＤＣの内部抵抗の電圧降下による過電流検出であるが、バッテリー電圧Ｖ＋の過放電（しきい値はツェナー電圧とする）時の検出にも適用できる。

次に、第２の手法の過放電・過電流の検出について説明する。
第２の手法の過放電・過電流の検出は、デュテイに応じたモータロック時の電流は平滑化電圧（Ｖ３）と逆比例の関係にあるため、この関係を利用して過電流を検出する。
図３は、デュテイと平滑化電圧（Ｖ３）及び電流の関係をグラフで示したものであり、所定のデュテイでモータが回転しているときにフィードバック検出部１２で得られる平滑化電圧（Ｖ３）が過電流領域の電圧であるときには、擬制的に過電流であると判定する。
例えば、デュテイ３０％のときに平滑化電圧（Ｖ３）が略３．４Ｖ、デュテイ４０％のときに平滑化電圧（Ｖ３）が略２．９Ｖ、デュテイ５０％のときに平滑化電圧（Ｖ３）が２．５Ｖ、デュテイ６０％のときに平滑化電圧（Ｖ３）が略２Ｖのときには過電流であると判定する。
即ち、例えば、トリガーストロークがデュテイ６０％のＰＷＭ制御を施しているときに、モータから得られる平滑化電圧（Ｖ３）が略２Ｖであるときには回路に５０Ａ以上の電流が流れたと擬制して過電流であると判断する。これは、モータに電流が印加されているのにかかわらずモータが停止した状態（モータロック状態で逆起電力がない）であるから、モータ及びバッテリーに過度の負担をかけることになるので、この場合は略５０Ａの電流が流れていると擬制して過電流であると判定する。

このように、デュテイに応じたモータからの平滑化電圧を正常状態と異常状態に分けてマイコン側で監視することで過電流状態を検出することができるのである。

そして、トリガーストロークにより決定されたデュテイに対して、平滑化電圧（Ｖ３）が異常な電圧である場合には、過電流或いは過放電であるとして、マイコン１４から出力されるＰＷＭ制御の制御信号はデュテイを強制的に０％の信号を出力してＦＥＴの制御を行うことで、直ちにモータを停止させずに、モータをスローストップさせる。

上記構成からなるトリガースイッチ回路の動作、特に第１の手法の過電流・過放電の検出であるところのバッテリー電圧が過電流或いは過放電状態になったときの検出手法について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、トリガーＴを引くことにより、スイッチＳＷがオンされ、モータへの電流印加条件が整い、更にトリガーＴを引くことで、モータ変速特性部１１における可変抵抗ＶＲからのＶＲ電圧Ｖ１が発生し、マイコン側のＡ／Ｄコンバータに入力され、その電圧に応じたデュテイ比が設定され、ＦＥＴがＯＮする。例えば、ＶＲ電圧Ｖ１が５．１００Ｖであればデュテイは２％、ＶＲ電圧Ｖ１が３．２５３Ｖであればデュテイは１０％、ＶＲ電圧Ｖ１が１．６３２Ｖであればデュテイは２０％に設定される(ステップＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ１３、ＳＴ１４)。

次に、ＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴがデュテイ制御され、モータが回転する（ステップＳＴ１５、ＳＴ１６）。

モータが回転すると、過放電・過電流検出部１５でバッテリー電圧の状態をツェナー電圧をしきい値にしてバッテリー電圧の降下を検出する（ステップＳＴ１７）。

バッテリー電圧がツェナー電圧より低くなった場合には、過放電・過電流信号ＶｃｅがＨｉｇｈになる（ステップＳＴ１８、ＳＴ１９）。この過放電・過電流信号ＶｃｅはマイコンのＡ／Ｄコンバータに入力される。
過放電・過電流信号ＶｃｅがＨｉｇｈであることを検出したマイコンは、デュテイを０％に設定してモータをスローストップさせる（ステップＳＴ２０）。

ステップＳＴ１８でバッテリー電圧がツェナー電圧より低くない場合には、再度トリガーオンの状態からのＶＲ電圧をマイコンに取り込み、ＦＥＴをデュテイ制御してモータを回転させる（ステップＳＴ１１）。

次に、上記構成からなるトリガースイッチ回路の動作、特に第２の手法の過電流・過放電の検出であるところのデュテイに対して平滑化電圧（Ｖ３）が異常のときに過電流であると擬制する検出手法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、トリガーＴを引くことにより、スイッチＳＷがオンされ、モータへの電流印加条件が整い、更にトリガーＴを引くことで、モータ変速特性部１１における可変抵抗ＶＲからのＶＲ電圧Ｖ１が発生し、マイコン側のＡ／Ｄコンバータに入力され、その電圧に応じたデュテイ比が設定され、ＦＥＴがＯＮする。例えば、ＶＲ電圧Ｖ１が５．１００Ｖであればデュテイは２％、ＶＲ電圧Ｖ１が３．２５３Ｖであればデュテイは１０％、ＶＲ電圧Ｖ１が１．６３２Ｖであればデュテイは２０％に設定される(ステップＳＴ３１、ＳＴ３２、ＳＴ３３、ＳＴ３４)。

次に、ＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴがデュテイ制御され、モータが回転する（ステップＳＴ３５、ＳＴ３６）。

モータが回転すると、モータから逆起電力が発生し、フィードバック電圧であるところの平滑化電圧（Ｖ３）が発生する。この平滑化電圧（Ｖ３）はマイコンに入力され、マイコンにおいては現在のデュテイに対して平滑化電圧（Ｖ３）が異常であるかを判別する（ステップＳＴ３７）。例えば、デュテイ６０％のときに平滑化電圧（Ｖ３）が２Ｖであると、５０Ａの異常電流が流れたものと擬制する。

デュテイに対して平滑化電圧（Ｖ３）が異常であるときには、マイコンはデュテイを０％に設定してモータをスローストップさせる（ステップＳＴ３８、ＳＴ３９、ＳＴ４０）。

ステップＳＴ３８でデュテイに対して平滑化電圧が異常でないときには、再度トリガーオンの状態からのＶＲ電圧をマイコンに取り込み、フィードバックされる平滑化電圧による過電流の検出をマイコンで行う（ステップＳＴ３１）。

次に、第２実施例の電動工具について説明する。
第２実施例の電動工具は、過放電・過電流検出手段についてリセットＩＣを使用してバッテリー電圧の瞬時低下を検出するようにしたもので、そのマイコン搭載トリガースイッチ回路は、図６に示すように、直流電源ＤＣと並列に、直列接続したモータ、スイッチＳＷ、ＦＥＴを接続し、モータには更にダイオードＤ１が並列に接続されている。
更に、直流電源ＤＣのプラス側に接続されている抵抗Ｒ１、Ｒ２を介在させてバッテリー電圧（直流電源）の電圧降下を検出するための過放電・過電流検出部１５、トリガーストロークによるＶＲ電圧を検出するモータ変速特性部１１、スイッチＳＷとＦＥＴの間からの電圧を取り出してモータの逆起電力を検出するフィードバック検出部１２、ＦＥＴのゲートへの制御信号を生成するＦＥＴ制御部１３、モータ変速特性部１１からのＶＲ電圧（Ｖ１）及びフィードバック検出部１２の平滑化電圧（Ｖ３）を入力すると共にＦＥＴ制御部１３へＰＷＭ制御信号を出力するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと云う）１４とから構成されている。

ＦＥＴ制御部１３は、出力ポートからのＰＷＭ信号をスイッチング素子Ｔｒ３、Ｔｒ２で変換してＦＥＴのゲートの信号をＯＮ／ＯＦＦさせるもので、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４と２つのスイッチング素子Ｔｒ２、Ｔｒ３を組み合わせた構成になっている。

過放電・過電流検出部１５は、特にモータ絶縁破壊及びＦＥＴショート破壊による一瞬の過電流（ピーク電流）を検出するための回路であり、ＦＥＴがＯＮ時に発生するバッテリーの内部抵抗分の電圧降下をリセットＩＣに設定されている所定の電圧とバッテリー電圧の分電圧と比較することで判断する手法である。
その回路構成は正電源側に直列接続した抵抗Ｒ３、Ｒ８を接続し、その抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ８との間にリセットＩＣの入力側を接続し、リセットＩＣの出力側がマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。

リセットＩＣは、抵抗Ｒ３とＲ８で得られた分電圧の電圧が所定値以下になったときに出力側の過放電・過電流信号ＶｃｅをＬｏｗからＨｉｇｈにするもので、この過放電・過電流信号Ｖｃｅはマイコン１４のＡ／Ｄコンバータを介してマイコン１４に取り込まれる。
マイコン１４の内部において過放電・過電流信号ＶｃｅがＬｏｗであると、過放電・過電流状態でないと判定する。

一方、過電流（或いは過放電）に伴うバッテリー電圧Ｖ＋の電圧降下により、バッテリー電圧Ｖ＋の分電圧が所定値以下になったとき、リセットＩＣは、過放電・過電流信号ＶｃｅをＨｉｇｈにする。この過放電・過電流信号Ｖｃｅがマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに入力され、マイコン１４の内部において過放電・過電流信号ＶｃｅがＨｉｇｈであると、過放電・過電流状態であると判定し、ＦＥＴの制御のデュテイ０％制御を行いスローストップさせる。

このようにして、マイコン１４は、過放電・過電流信号ＶｃｅのＨｉｇｈ／Ｌｏｗ状態をモニタしており、瞬間の電圧降下によるバッテリー電圧Ｖ＋を判定し、過電流検出としている。

上記構成からなるトリガースイッチ回路の動作、特に過電流・過放電の検出であるところのバッテリー電圧が過電流或いは過放電状態になったときの検出手法について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、トリガーＴを引くことにより、スイッチＳＷがオンされ、モータへの電流印加条件が整い、更にトリガーＴを引くことで、モータ変速特性部１１における可変抵抗ＶＲからのＶＲ電圧Ｖ１が発生し、マイコン１４側のＡ／Ｄコンバータに入力され、その電圧に応じたデュテイ比が設定され、ＦＥＴがＯＮする。例えば、ＶＲ電圧Ｖ１が５．１００Ｖであればデュテイは２％、ＶＲ電圧Ｖ１が３．２５３Ｖであればデュテイは１０％、ＶＲ電圧Ｖ１が１．６３２Ｖであればデュテイは２０％に設定される(ステップＳＴ４１、ＳＴ４２、ＳＴ４３、ＳＴ４４)。

次に、ＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴがデュテイ制御され、モータが回転する（ステップＳＴ４５、ＳＴ４６）。

モータが回転すると、過放電・過電流検出部１５でバッテリー電圧の状態をリセットＩＣ１６がバッテリー電圧の分電圧と所定電圧を比較する（ステップＳＴ４７）。

バッテリー電圧が所定電圧より低くなった場合にはリセットＩＣ１６の出力側の過放電・過電流信号ＶｃｅがＨｉｇｈになる（ステップＳＴ４８、ＳＴ４９）。この過放電・過電流信号Ｖｃｅはマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに入力される。
過放電・過電流信号ＶｃｅがＨｉｇｈであることを検出したマイコン１４は、デュテイを０％に設定してモータをスローストップさせる（ステップＳＴ５０、ＳＴ５１）。

ステップＳＴ４８でバッテリー電圧の分電圧がリセットＩＣ１６で設定されている所定電圧より低くない場合には、再度トリガーオンの状態からのＶＲ電圧をマイコン１４に取り込み、ＦＥＴをデュテイ制御してモータを回転させる（ステップＳＴ４１）。

次に、第３実施例の電動工具について説明する。
第３実施例の電動工具は、過放電・過電流検出手段についてバッテリー電圧の分電圧を用いてバッテリー電圧の瞬時低下を検出するようにしたもので、そのマイコン搭載トリガースイッチ回路は、図８に示すように、直流電源ＤＣと並列に、直列接続したモータ、スイッチＳＷ、ＦＥＴを接続し、モータには更にダイオードＤ１が並列に接続されている。
更に、直流電源ＤＣのプラス側に接続されている抵抗Ｒ１、Ｒ２を介在させてバッテリー電圧（直流電源）の電圧降下を検出するための過放電・過電流検出部１５、トリガーストロークによるＶＲ電圧を検出するモータ変速特性部１１、スイッチＳＷとＦＥＴの間からの電圧を取り出してモータの逆起電力を検出するフィードバック検出部１２、ＦＥＴのゲートへの制御信号を生成するＦＥＴ制御部１３、モータ変速特性部１１からのＶＲ電圧（Ｖ１）及びフィードバック検出部１２の平滑化電圧（Ｖ３）を入力すると共にＦＥＴ制御部１３へＰＷＭ制御信号を出力するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと云う）１４とから構成されている。

過放電・過電流検出部１５は、特にモータ絶縁破壊及びＦＥＴショート破壊による一瞬の過電流（ピーク電流）を検出するための回路であり、ＦＥＴがＯＮ時に発生するバッテリーの内部抵抗分の電圧降下をバッテリー電圧の分電圧をマイコンに取り込んで判断する手法である。
その回路構成は正電源側に直列接続した抵抗Ｒ３、Ｒ４を接続し、その抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間をマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。

抵抗Ｒ３とＲ４で得られた分電圧の電圧である過放電・過電流信号Ｖｃｅを所定電圧以上であるときにはマイコン１４の内部において過放電・過電流状態でないと判定する。

一方、過電流（或いは過放電）に伴うバッテリー電圧Ｖ＋の電圧降下により、バッテリー電圧Ｖ＋の分電圧の過放電・過電流信号Ｖｃｅを所定値以下の電圧になると、その過放電・過電流信号Ｖｃｅがマイコン１４のＡ／Ｄコンバータに入力され、マイコン１４の内部において過放電・過電流信号Ｖｃｅが所定電圧以下であると、過放電・過電流状態であると判定し、ＦＥＴの制御のデュテイ０％制御を行いスローストップさせる。

このようにして、マイコン１４は、過放電・過電流信号Ｖｃｅの電圧状態をモニタしており、瞬間の電圧降下によるバッテリー電圧Ｖ＋を判定し、過電流検出としている。

本発明に係る電動工具の全体像を示した説明図である。同、第１実施例のマイコン搭載トリガースイッチ回路の説明図である。同、フィードバック設定表をグラフに示した説明図である。同、デュテイに対してツェナー電圧で過放電・過電流を検出するときのフローチャートである。同、デュテイに対して異常電圧のときの処理を示すフローチャートである。同、第２実施例のマイコン搭載トリガースイッチ回路の説明図である。同、デュテイに対してリセットＩＣで過放電・過電流を検出するときのフローチャートである。同、第３実施例のマイコン搭載トリガースイッチ回路の説明図である。

符号の説明

１１モータ変速特性部
１２フィードバック検出部
１３ＦＥＴ制御部
１４マイコン
１５過放電・過電流検出部
１６リセットＩＣ

Claims

電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、
トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、
前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、
バッテリー電圧の分電圧がリセットＩＣで設定されている電圧より低くなったことを検出する過放電・過電流検出手段と、
前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、
前記マイコンは、前記過放電・過電流検出手段で検出した過放電・過電流信号がアクティブであるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有することを特徴とする電動工具。
電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、
トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、
前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、
前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、
前記マイコンは、前記変速特性手段からのトリガー引き込み具合の信号を得て所定のＰＷＭ制御をするための演算を施す際に、前記フィードバック検出手段からの逆起電力により発生した電圧値に基づく信号が所定の範囲を超えているときには、過電流が発生したものと擬制して前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生するステップを含む制御プログラムを有することを特徴とする電動工具。
電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、
トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、
前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、
バッテリー電圧が所定のツェナー電圧に到達したことを検出する過放電・過電流検出手段と、
前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、
前記マイコンは、前記過放電・過電流検出手段で検出した過放電・過電流信号がアクティブであるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有することを特徴とする電動工具。
電源からスイッチング素子を介して駆動電流が供給されるモータを備えた電動工具において、
トリガーの引き込み具合に応じて前記モータの回転を制御するモータ変速特性手段と、
前記モータが回転しているときの逆起電力を電圧で検出して前記モータの回転状態を検出するフィードバック検出手段と、
バッテリー電圧の分電圧を入力する分電圧入力手段と、
前記モータ変速特性手段で得られたトリガーの引き込み具合に応じた電圧を入力すると共に前記フィードバック検出手段で得られた逆起電力の電圧を入力して前記モータをＰＷＭ制御するマイコンを備え、
前記マイコンは、前記分電圧入力手段により入力されたバッテリー電圧の分電圧が所定電圧以下であるときに過放電或いは過電流が発生していると判定する第１のステップと、前記第１のステップで過放電或いは過電流が発生していると判定したときに前記スイッチング素子を序々にオフ状態にする制御信号を発生する第２のステップを含む制御プログラムを有することを特徴とする電動工具。