JP2771872B2 - 充電工具 - Google Patents
充電工具Info
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- JP2771872B2 JP2771872B2 JP1326391A JP32639189A JP2771872B2 JP 2771872 B2 JP2771872 B2 JP 2771872B2 JP 1326391 A JP1326391 A JP 1326391A JP 32639189 A JP32639189 A JP 32639189A JP 2771872 B2 JP2771872 B2 JP 2771872B2
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- Japan
- Prior art keywords
- switch
- power
- control circuit
- brushless motor
- turned
- Prior art date
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- Drilling And Boring (AREA)
- Portable Power Tools In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ブラシレスモータと、このブラシレスモー
タを駆動するパワーMOSFETと、このパワーMOSFETのゲー
トを制御する制御回路とを備えた充電式のドリルやドラ
イバ等の充電工具に関するものである。
タを駆動するパワーMOSFETと、このパワーMOSFETのゲー
トを制御する制御回路とを備えた充電式のドリルやドラ
イバ等の充電工具に関するものである。
［従来の技術］ この種の充電工具は第３図に示すものが一般的な形状
である。その本体１の内部には、ブラシ式あるいは無刷
子式のモータ２が配設されており、モータ２の回転軸に
は減速用のギヤボックス３が取着され、ギアボックス３
の出力軸にはチャック４が設けてある。また、ハンドル
５の内部には充電可能な電池６が納装してあり、ハンド
ル５の上部には電源用のスイッチレバー７が取着されて
いる。
である。その本体１の内部には、ブラシ式あるいは無刷
子式のモータ２が配設されており、モータ２の回転軸に
は減速用のギヤボックス３が取着され、ギアボックス３
の出力軸にはチャック４が設けてある。また、ハンドル
５の内部には充電可能な電池６が納装してあり、ハンド
ル５の上部には電源用のスイッチレバー７が取着されて
いる。
モータの内、特に無刷子式モータの場合、その駆動素
子にパワーMOSFETが使用されたバイポーラ駆動型（コイ
ルに流れる電流が電子スイッチ等により＋／−両方向に
流されトルクを強める駆動方式）の制御回路について、
第４図〜第６図により詳しく説明する。
子にパワーMOSFETが使用されたバイポーラ駆動型（コイ
ルに流れる電流が電子スイッチ等により＋／−両方向に
流されトルクを強める駆動方式）の制御回路について、
第４図〜第６図により詳しく説明する。
まず、第４図は、ブラシレスモータの構造の一例を示
し、回転子11は多極着磁された磁石でできており、これ
が固定子鉄心12に巻かれたコイル13で発生する磁界で回
転力を得て回転する。コイル13に流す電流の切替タイミ
ングは、位置検出素子14及び位置検出磁石（あるいは回
転子11自身の磁界）15より得られる回転子11の位置信号
を第６図に示す信号分配回路16により、第５図に示す所
定のタイミングでオンオフするゲート信号となる。
し、回転子11は多極着磁された磁石でできており、これ
が固定子鉄心12に巻かれたコイル13で発生する磁界で回
転力を得て回転する。コイル13に流す電流の切替タイミ
ングは、位置検出素子14及び位置検出磁石（あるいは回
転子11自身の磁界）15より得られる回転子11の位置信号
を第６図に示す信号分配回路16により、第５図に示す所
定のタイミングでオンオフするゲート信号となる。
次に、ブラシレスモータを回転制御する制御回路10に
ついて説明する。ホール素子からなる位置検知素子14か
ら位置検知磁石15の着磁分布と同じ形状の位置信号から
第５図（ａ）に示すように得られる。位置検知素子14は
３個（ホール素子A,B,C）設置されており、各々の位相
は電気角で120゜ずつずらされて配置されており、当然
出力の位置信号も第５図（ｂ）に示すように120゜の位
相差を持っている。この信号を信号分配回路16に入力
し、各々の位置信号のタイミングで第５図（ｃ）に示す
ようなパワーMOSFETQ1〜Q6のゲートに必要な信号ｄを作
る。
ついて説明する。ホール素子からなる位置検知素子14か
ら位置検知磁石15の着磁分布と同じ形状の位置信号から
第５図（ａ）に示すように得られる。位置検知素子14は
３個（ホール素子A,B,C）設置されており、各々の位相
は電気角で120゜ずつずらされて配置されており、当然
出力の位置信号も第５図（ｂ）に示すように120゜の位
相差を持っている。この信号を信号分配回路16に入力
し、各々の位置信号のタイミングで第５図（ｃ）に示す
ようなパワーMOSFETQ1〜Q6のゲートに必要な信号ｄを作
る。
第６図に示す従来例における信号ｄは、上下に設置さ
れた３組のパワーMOSFETQ1〜Q6のゲートを駆動するため
のトランジスタブリッジB1〜B6により電力増幅され、各
パワーMOSFETQ1〜Q6のゲートを駆動する。ここで、本方
式のような上下２段に組まれたパワーMOSFETのブリッジ
（Q1,Q2）、（Q3,Q4）、（Q5,Q6）において、上側のパ
ワーMOSFETQ1,Q3,Q5の駆動には一般にグランドを回路の
グランドから切り離したフローテイング方式を用いる。
すなわち、パワーMOSFETは出力をオンオフするために
は、そのソースとゲート間に所定の電圧を印加すること
でオン、オフをソースと同電位にすることでオフでき
る。
れた３組のパワーMOSFETQ1〜Q6のゲートを駆動するため
のトランジスタブリッジB1〜B6により電力増幅され、各
パワーMOSFETQ1〜Q6のゲートを駆動する。ここで、本方
式のような上下２段に組まれたパワーMOSFETのブリッジ
（Q1,Q2）、（Q3,Q4）、（Q5,Q6）において、上側のパ
ワーMOSFETQ1,Q3,Q5の駆動には一般にグランドを回路の
グランドから切り離したフローテイング方式を用いる。
すなわち、パワーMOSFETは出力をオンオフするために
は、そのソースとゲート間に所定の電圧を印加すること
でオン、オフをソースと同電位にすることでオフでき
る。
しかしながら、この従来例のような回路構成において
は、上側のパワーMOSFETQ1,Q3,Q5のソースは、下側のパ
ワーMOSFETQ2,Q4,Q6のドレインに接続されているため、
下側のパワーMOSFETTQ2,Q4,Q6のオンオフ状態により、
上側のパワーMOSFETQ1,Q3,Q5のグランドからのソース電
位は変動する。従って、本従来例のような回路構成にお
いて、上側にくるパワーMOSFETのゲートを駆動する回路
は全体の回路グランドから分離している必要がある。第
６図に示すパワーMOSFETのゲート駆動用のトランジスタ
ブリッジB1,B3,B5は、グランド分離抵抗R1,R2,R3により
分離されており、ゲート駆動に必要な電荷は同じくグラ
ンド分離抵抗R1,R2,R3により分離されたコンデンサC1,C
2,C3に蓄えられた電荷により供給される。こうして上側
のパワーMOSFETQ1,Q3,Q5が駆動される。
は、上側のパワーMOSFETQ1,Q3,Q5のソースは、下側のパ
ワーMOSFETQ2,Q4,Q6のドレインに接続されているため、
下側のパワーMOSFETTQ2,Q4,Q6のオンオフ状態により、
上側のパワーMOSFETQ1,Q3,Q5のグランドからのソース電
位は変動する。従って、本従来例のような回路構成にお
いて、上側にくるパワーMOSFETのゲートを駆動する回路
は全体の回路グランドから分離している必要がある。第
６図に示すパワーMOSFETのゲート駆動用のトランジスタ
ブリッジB1,B3,B5は、グランド分離抵抗R1,R2,R3により
分離されており、ゲート駆動に必要な電荷は同じくグラ
ンド分離抵抗R1,R2,R3により分離されたコンデンサC1,C
2,C3に蓄えられた電荷により供給される。こうして上側
のパワーMOSFETQ1,Q3,Q5が駆動される。
この種のブラシレスモータの起動／停止は、一般に信
号分配回路16内にその機能が内蔵されており、外部に設
られらスタート／ストップ用のスイッチSW3で行われ
る。例えば、ICのロジックレベルの信号でＬにすること
で、パワーMOSFETQ1〜Q6へのゲート信号を全部Ｌレベル
状態にしてブラシレスモータをストップ状態にでき、ま
た、Ｈレベルの信号で第５図に示すタイムチャートのよ
うなゲート信号列を発生し回転する。また、同じような
機能で、スイッチSWbを介して所定の端子をＨレベルま
たはＬレベルにすることで、上側のパワーMOSFETQ1,Q3,
Q5を全部オンし、下側のパワーMOSFETQ2,Q4,Q6を全部オ
フすることで、ブラシレスモータの全コイル13a,13b,13
cを短絡状態とし、ブレーキ停止する機能を有してい
る。尚、スイッチSWaは、回転方向切換用である。
号分配回路16内にその機能が内蔵されており、外部に設
られらスタート／ストップ用のスイッチSW3で行われ
る。例えば、ICのロジックレベルの信号でＬにすること
で、パワーMOSFETQ1〜Q6へのゲート信号を全部Ｌレベル
状態にしてブラシレスモータをストップ状態にでき、ま
た、Ｈレベルの信号で第５図に示すタイムチャートのよ
うなゲート信号列を発生し回転する。また、同じような
機能で、スイッチSWbを介して所定の端子をＨレベルま
たはＬレベルにすることで、上側のパワーMOSFETQ1,Q3,
Q5を全部オンし、下側のパワーMOSFETQ2,Q4,Q6を全部オ
フすることで、ブラシレスモータの全コイル13a,13b,13
cを短絡状態とし、ブレーキ停止する機能を有してい
る。尚、スイッチSWaは、回転方向切換用である。
また、この種のブラシレスモータで速度制御を行う場
合には、位置検知信号の位相を速度信号としてサンプリ
ングして、外部のボリューム等で設定された電圧値と比
較後、その差をパワーMOSFETのゲート信号にPWM信号で
フィードバックする場合が多い。
合には、位置検知信号の位相を速度信号としてサンプリ
ングして、外部のボリューム等で設定された電圧値と比
較後、その差をパワーMOSFETのゲート信号にPWM信号で
フィードバックする場合が多い。
以上の制御回路10に加え、この従来例の無刷子電動機
あるいはパワーMOSFETで速度制御を行うブラシ付き電動
機においては、通常、昇圧回路17が付属している。これ
は、通常用いられる再充電可能な電池電圧が一般にパワ
ーMOSFETを駆動するのに必要な所定電圧以上出ない場合
や、あるいは電池の消耗により所定電圧以下になっても
充分パワーMOSFETを駆動できる電圧を確保するためから
である。パワーMOSFETは、ゲート電圧が所定の電圧より
低下した場合は完全にスイッチング状態で使用できず、
リニア領域となり、モータに充分な電流を流せず発熱が
増し、ついには破壊することがある。
あるいはパワーMOSFETで速度制御を行うブラシ付き電動
機においては、通常、昇圧回路17が付属している。これ
は、通常用いられる再充電可能な電池電圧が一般にパワ
ーMOSFETを駆動するのに必要な所定電圧以上出ない場合
や、あるいは電池の消耗により所定電圧以下になっても
充分パワーMOSFETを駆動できる電圧を確保するためから
である。パワーMOSFETは、ゲート電圧が所定の電圧より
低下した場合は完全にスイッチング状態で使用できず、
リニア領域となり、モータに充分な電流を流せず発熱が
増し、ついには破壊することがある。
上記のようなパワーMOSFET及び該パワーMOSFETを制御
する制御回路10を持つ無刷子電動機を工具に応用するの
は、長寿命化や低ノイズ化が実現可能であるためだが、
その設置はブラシ付きモータと何ら変わるとことはな
く、第３図に示すように、チャック４、ギアボックス
３、モータ２、再充電可能な電池６等で構成されてい
る。
する制御回路10を持つ無刷子電動機を工具に応用するの
は、長寿命化や低ノイズ化が実現可能であるためだが、
その設置はブラシ付きモータと何ら変わるとことはな
く、第３図に示すように、チャック４、ギアボックス
３、モータ２、再充電可能な電池６等で構成されてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のようなパワーMOSFETとその制御回路10を持つ充
電工具において、ブラシレスモータの起動方法にはいく
つかの方法があるが、工具として安全に起動する方式で
はなくてはならず、例えば、パワーMOSFETをオープン状
態でドレイン・ソース間に電圧を印加してはならない。
何故なら、第７図に示すように、パワーMOSFETがオープ
ン状態（制御電源が加わっておらず、ゲートがＨレベル
でもなく、Ｌレベルでもない状態）で、ドレイン・ソー
ス間に電圧を印加すると、ノイズ等でパワーMOSFETがオ
ンする。第６図で上下のパワーMOSFETのペア（Q1,
Q2）、（Q3,Q4）、（Q5,Q6）のいずれかが上下共オンし
た場合、電蓄を短絡した状態になり、電池及びパワーMO
SFETの破壊につながる。
電工具において、ブラシレスモータの起動方法にはいく
つかの方法があるが、工具として安全に起動する方式で
はなくてはならず、例えば、パワーMOSFETをオープン状
態でドレイン・ソース間に電圧を印加してはならない。
何故なら、第７図に示すように、パワーMOSFETがオープ
ン状態（制御電源が加わっておらず、ゲートがＨレベル
でもなく、Ｌレベルでもない状態）で、ドレイン・ソー
ス間に電圧を印加すると、ノイズ等でパワーMOSFETがオ
ンする。第６図で上下のパワーMOSFETのペア（Q1,
Q2）、（Q3,Q4）、（Q5,Q6）のいずれかが上下共オンし
た場合、電蓄を短絡した状態になり、電池及びパワーMO
SFETの破壊につながる。
例えば、第８図に示すように、制御回路10の電源をス
イッチSW2で開閉することで、先に述べたスタート／ス
トップ機能を用いずに（当初からスタート状態に設定し
ておく）起動させる方法で、メインスイッチSW1が無か
ったり、メインスイッチSW1が先に投入される場合等に
上記の状態になる。尚、18は電池である。
イッチSW2で開閉することで、先に述べたスタート／ス
トップ機能を用いずに（当初からスタート状態に設定し
ておく）起動させる方法で、メインスイッチSW1が無か
ったり、メインスイッチSW1が先に投入される場合等に
上記の状態になる。尚、18は電池である。
また、第９図に示すようにメインスイッチと制御電源
スイッチとを１個のスイッチSW2として同時に起動する
場合には、制御回路10に含まれている昇圧回路17の出力
電圧は必ず制御回路電源スイッチSW2の投入後に遅れて
電圧が上昇するため、パワーMOSFETを完全にオンさせる
のに充分なゲート電圧が得られないうちに、ブラシレス
モータ２が回転を始めると、パワーMOSFETのオン抵抗が
充分低くなく、さらにブラシレスモータ２の起動時の初
期の起動電流が大きいため、パワーMOSFETが発熱、場合
によっては破損することも考えられる。
スイッチとを１個のスイッチSW2として同時に起動する
場合には、制御回路10に含まれている昇圧回路17の出力
電圧は必ず制御回路電源スイッチSW2の投入後に遅れて
電圧が上昇するため、パワーMOSFETを完全にオンさせる
のに充分なゲート電圧が得られないうちに、ブラシレス
モータ２が回転を始めると、パワーMOSFETのオン抵抗が
充分低くなく、さらにブラシレスモータ２の起動時の初
期の起動電流が大きいため、パワーMOSFETが発熱、場合
によっては破損することも考えられる。
あるいは、ブラシレスモータを用いて長寿命化するた
めには、モータの寿命だけだなく、電源投入スイッチの
寿命も延ばす必要があるが、従来、ブラシ付きモータに
比べ、10倍以上の寿命となるため、モータの起動時及び
高出力時の電流を従来のように開閉しなが寿命を10倍以
上延ばすのは難しい。
めには、モータの寿命だけだなく、電源投入スイッチの
寿命も延ばす必要があるが、従来、ブラシ付きモータに
比べ、10倍以上の寿命となるため、モータの起動時及び
高出力時の電流を従来のように開閉しなが寿命を10倍以
上延ばすのは難しい。
本発明は、上述した点に鑑みて提供したものであっ
て、MOSFETの破損や各スイッチの寿命を延ばすことを目
的とした充電工具を提供するものである。
て、MOSFETの破損や各スイッチの寿命を延ばすことを目
的とした充電工具を提供するものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、最初に操作された制御回路に電源を供給す
る制御回路電源スイッチと、この制御回路電源スイッチ
の次に操作されMOSFETに電源を供給するメインスイッチ
と、このメインスイッチの次に操作され制御回路内に設
けられたスタート／ストップスイッチとを備えたもので
ある。
る制御回路電源スイッチと、この制御回路電源スイッチ
の次に操作されMOSFETに電源を供給するメインスイッチ
と、このメインスイッチの次に操作され制御回路内に設
けられたスタート／ストップスイッチとを備えたもので
ある。
また、スイッチレバーのオフ時からオン時への操作方
向の順にオンとなるように、上記制御回路電源スイッ
チ、メインスイッチ及びスタート／ストップスイッチを
順に配設したものである。
向の順にオンとなるように、上記制御回路電源スイッ
チ、メインスイッチ及びスタート／ストップスイッチを
順に配設したものである。
［作 用］ 而して、まず、制御回路電源スイッチを投入し、次い
でメインスイッチを投入し、次いでスタート／ストップ
スイッチを投入するようにしているものであり、最初に
制御回路電源スイッチを投入した場合には、スタート／
ストップスイッチはブラシレスモータを停止する状態に
なっているため、MOSFETのゲートを確実にＬレベルの状
態にしてゲートをオープンにせず、次に、メインスイッ
チが投入された場合には、スタート／ストップスイッチ
はまだブラシレスモータを停止の状態にしているため、
メインスイッチには電流は流れず、更に、スタート／ス
トップスイッチを投入した場合には、ブラシレスモータ
の回転を開始するようにしている。
でメインスイッチを投入し、次いでスタート／ストップ
スイッチを投入するようにしているものであり、最初に
制御回路電源スイッチを投入した場合には、スタート／
ストップスイッチはブラシレスモータを停止する状態に
なっているため、MOSFETのゲートを確実にＬレベルの状
態にしてゲートをオープンにせず、次に、メインスイッ
チが投入された場合には、スタート／ストップスイッチ
はまだブラシレスモータを停止の状態にしているため、
メインスイッチには電流は流れず、更に、スタート／ス
トップスイッチを投入した場合には、ブラシレスモータ
の回転を開始するようにしている。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図はブロツク回路図を示し、第６図に示す６個のパワ
ーMOSFETQ1〜Q6でMOSFETブリッジを構成し、パワーMOSF
ETQ1…側に電池18からの電源を供給するメインスイッチ
SW1、制御回路10に電源を供給するスイッチSW2、スター
ト／ストップスイッチSW3等の構成は従来と同様であ
る。しかし、本発明は各スイッチSW1…の操作順に特徴
を有している。メインスイッチSW1は、ブラシレスモー
タ２にパワーMOSFETQ1…を介して電流を流すものであ
り、制御回路電源スイッチSW2は、制御回路10の電源を
開閉し、また、スタート／ストップスイッチSW3は、信
号分配回路16に備わっているスタート／ストップ端子に
設けられているものである。また、速度制御設定用のボ
リューム19が設けてある。
１図はブロツク回路図を示し、第６図に示す６個のパワ
ーMOSFETQ1〜Q6でMOSFETブリッジを構成し、パワーMOSF
ETQ1…側に電池18からの電源を供給するメインスイッチ
SW1、制御回路10に電源を供給するスイッチSW2、スター
ト／ストップスイッチSW3等の構成は従来と同様であ
る。しかし、本発明は各スイッチSW1…の操作順に特徴
を有している。メインスイッチSW1は、ブラシレスモー
タ２にパワーMOSFETQ1…を介して電流を流すものであ
り、制御回路電源スイッチSW2は、制御回路10の電源を
開閉し、また、スタート／ストップスイッチSW3は、信
号分配回路16に備わっているスタート／ストップ端子に
設けられているものである。また、速度制御設定用のボ
リューム19が設けてある。
起動前はスタート／ストップスイッチSW3以外はすべ
て開いている。スタート／ストップスイッチSW3はブラ
シレスモータ２が停止の状態になる所定の位置になって
おり、第１図の例では開いた状態がブラシレスモータ２
の停止状態である。
て開いている。スタート／ストップスイッチSW3はブラ
シレスモータ２が停止の状態になる所定の位置になって
おり、第１図の例では開いた状態がブラシレスモータ２
の停止状態である。
第２図に３個のスイッチSW1〜SW3と速度制御設定用の
ボリューム19との構造を示す。すなわち、スイッチレバ
ー７の背面から操作片23,21,22が上下方向に突設されて
おり、この操作合片23,21,22に対応して各スイッチSW3,
SW1,SW2が上下方向で且つ、スイッチレバー７の背面側
に順に配設されている。また、ボリューム19を調整すべ
く操作片24もスイッチレバー７の背面の上部に突設して
ある。従って、スイッチレバー７を押すと、まず、制御
回路電源スイッチSW2がオンし、次いでメインスイッチS
W1がオンし、次いでスタート／ストップスイッチSW3が
オンする。また、スイッチレバー７を更に押すことで、
操作片24により摺動子19a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
ッチレバー７を指で引くことで、所定の順序で各スイッ
チSW1…を操作できる。
ボリューム19との構造を示す。すなわち、スイッチレバ
ー７の背面から操作片23,21,22が上下方向に突設されて
おり、この操作合片23,21,22に対応して各スイッチSW3,
SW1,SW2が上下方向で且つ、スイッチレバー７の背面側
に順に配設されている。また、ボリューム19を調整すべ
く操作片24もスイッチレバー７の背面の上部に突設して
ある。従って、スイッチレバー７を押すと、まず、制御
回路電源スイッチSW2がオンし、次いでメインスイッチS
W1がオンし、次いでスタート／ストップスイッチSW3が
オンする。また、スイッチレバー７を更に押すことで、
操作片24により摺動子19a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
ッチレバー７を指で引くことで、所定の順序で各スイッ
チSW1…を操作できる。
各スイッチSW1…を上記の投入手順とすることで、最
初に制御回路電源スイッチSW2を投入した場合には、ス
タート／ストップスイッチはブラシレスモータ２を停止
する状態になっているため、パワーMOSFETのゲートを確
実にＬレベルの状態にしてゲートをオープンにせず、次
に、メインスイッチSW1が投入された場合には、スター
ト／ストップスイッチSW3はまたブラシレスモータ２を
停止の状態にしているため、メインスイッチSW1には電
流は流れず、更に、スタート／ストップスイッチSW3を
投入した場合には、ブラシレスモータ２の回転を開始す
る。
初に制御回路電源スイッチSW2を投入した場合には、ス
タート／ストップスイッチはブラシレスモータ２を停止
する状態になっているため、パワーMOSFETのゲートを確
実にＬレベルの状態にしてゲートをオープンにせず、次
に、メインスイッチSW1が投入された場合には、スター
ト／ストップスイッチSW3はまたブラシレスモータ２を
停止の状態にしているため、メインスイッチSW1には電
流は流れず、更に、スタート／ストップスイッチSW3を
投入した場合には、ブラシレスモータ２の回転を開始す
る。
このように、起動時のスイッチの投入手順を制御回路
電源スイッチSW2、メインスイッチSW1、スタート／スト
ップスイッチSW3の順にしたことで、パワーMOSFET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MOSFET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。従って、パワーMOSFETのブリッジ
の上下短絡もない。また、ブラシレスモータ２の回転は
制御回路電源スイッチSW2を最初に投入し、次にメイン
スイッチSW1を投入後に最終的にスタート／ストップ信
号で行うため、スタート／ストップスイッチSW3を投入
するまでにパワーMOSFETのゲートを駆動するのに必要な
電圧を作る昇圧回路17は確実に動作を完了する。従っ
て、本発明のような構成とすることで、パワーMOSFETは
完全にオン状態で動作を行い、破壊の恐れはないもので
ある。
電源スイッチSW2、メインスイッチSW1、スタート／スト
ップスイッチSW3の順にしたことで、パワーMOSFET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MOSFET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。従って、パワーMOSFETのブリッジ
の上下短絡もない。また、ブラシレスモータ２の回転は
制御回路電源スイッチSW2を最初に投入し、次にメイン
スイッチSW1を投入後に最終的にスタート／ストップ信
号で行うため、スタート／ストップスイッチSW3を投入
するまでにパワーMOSFETのゲートを駆動するのに必要な
電圧を作る昇圧回路17は確実に動作を完了する。従っ
て、本発明のような構成とすることで、パワーMOSFETは
完全にオン状態で動作を行い、破壊の恐れはないもので
ある。
更に、メインスイッチSW1は、上記の如く制御回路電
源スイッチSW2の投入後に接続されるため、この時点で
まだブラシレスモータ２は回転しておらず、コイルには
電流は流れない。従って、メインスイッチSW1も電流の
投入切断はせず、ただ単に電流を通電するのみであるか
ら、アークによる接点の消耗はない。メインスイッチSW
1の切断時は、それより前にスタート／ストップスイッ
チSW3が切れており、パワーMOSFETによりブラシレスモ
ータ２の電流は切断されているので、この場合もアーク
による接点消耗は無い。また、そのほかのスイッチにお
いても、制御回路電源スイッチSW2は、制御回路10用の
電源であるため、切断／投入する電力は小さく、また、
スタート／ストップスイッチSW3は、ロジックICのレベ
ルのため、寿命の問題はないので、各スイッチSW1…は
長寿命化となり、本発明の構成によりドリルとしての寿
命はブラシレスモータ２と同等になる。
源スイッチSW2の投入後に接続されるため、この時点で
まだブラシレスモータ２は回転しておらず、コイルには
電流は流れない。従って、メインスイッチSW1も電流の
投入切断はせず、ただ単に電流を通電するのみであるか
ら、アークによる接点の消耗はない。メインスイッチSW
1の切断時は、それより前にスタート／ストップスイッ
チSW3が切れており、パワーMOSFETによりブラシレスモ
ータ２の電流は切断されているので、この場合もアーク
による接点消耗は無い。また、そのほかのスイッチにお
いても、制御回路電源スイッチSW2は、制御回路10用の
電源であるため、切断／投入する電力は小さく、また、
スタート／ストップスイッチSW3は、ロジックICのレベ
ルのため、寿命の問題はないので、各スイッチSW1…は
長寿命化となり、本発明の構成によりドリルとしての寿
命はブラシレスモータ２と同等になる。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、最初に操作され制御回路に電
源を供給する制御回路電源スイッチと、この制御回路電
源スイッチの次に操作されMOSFETに電源を供給するメイ
ンスイッチと、このメインスイッチの次に操作され制御
回路内に設けられたスタート／ストップスイッチとを備
えたものであるから、まず、制御回路電源スイッチを投
入し、次いでメインスイッチを投入し、次いでスタート
／ストップスイッチを投入するようにしているものであ
り、最初に制御回路電源スイッチを投入した場合には、
スタート／ストップスイッチはブラシレスモータを停止
する状態になっているため、MOSFETのゲートを確実にＬ
レベルの状態にしてゲートをオープンにせず、そのた
め、電源投入のノイズ等で誤動作はしないものであり、
次に、メインスイッチが投入された場合には、スタート
／ストップスイッチはまだブラシレスモータを停止の状
態にしているため、メインスイッチには電流は流れず、
更に、スタート／ストップスイッチを投入した場合に
は、ブラシレスモータの回転を開始するようにしている
ことで、MOSFETを完全にオン状態で動作を行い、従っ
て、破壊の恐れはないという効果を奏するものである。
更に、スタート／ストップスイッチの投入の前にメイン
スイッチが投入されるため、この時点ではブラシレスモ
ータは回転しておらず、コイルには電流は流れず、従っ
て、メインスイッチは電流の投入切断はせず、ただ単に
電流を通電するのみであるからアークによる接点の消耗
はなく、また、制御回路電源スイッチは制御回路の電源
供給用であることから、切断／投入する電力は小さく、
また、スタート／ストップスイッチは制御回路内におけ
る低いレベルの信号を開閉するから、寿命の問題はな
く、そのため、各スイッチが長寿命化することで、ドリ
ル等の充電工具としての寿命はブラシレスモータと同等
になるという効果を奏するものである。
源を供給する制御回路電源スイッチと、この制御回路電
源スイッチの次に操作されMOSFETに電源を供給するメイ
ンスイッチと、このメインスイッチの次に操作され制御
回路内に設けられたスタート／ストップスイッチとを備
えたものであるから、まず、制御回路電源スイッチを投
入し、次いでメインスイッチを投入し、次いでスタート
／ストップスイッチを投入するようにしているものであ
り、最初に制御回路電源スイッチを投入した場合には、
スタート／ストップスイッチはブラシレスモータを停止
する状態になっているため、MOSFETのゲートを確実にＬ
レベルの状態にしてゲートをオープンにせず、そのた
め、電源投入のノイズ等で誤動作はしないものであり、
次に、メインスイッチが投入された場合には、スタート
／ストップスイッチはまだブラシレスモータを停止の状
態にしているため、メインスイッチには電流は流れず、
更に、スタート／ストップスイッチを投入した場合に
は、ブラシレスモータの回転を開始するようにしている
ことで、MOSFETを完全にオン状態で動作を行い、従っ
て、破壊の恐れはないという効果を奏するものである。
更に、スタート／ストップスイッチの投入の前にメイン
スイッチが投入されるため、この時点ではブラシレスモ
ータは回転しておらず、コイルには電流は流れず、従っ
て、メインスイッチは電流の投入切断はせず、ただ単に
電流を通電するのみであるからアークによる接点の消耗
はなく、また、制御回路電源スイッチは制御回路の電源
供給用であることから、切断／投入する電力は小さく、
また、スタート／ストップスイッチは制御回路内におけ
る低いレベルの信号を開閉するから、寿命の問題はな
く、そのため、各スイッチが長寿命化することで、ドリ
ル等の充電工具としての寿命はブラシレスモータと同等
になるという効果を奏するものである。
また、スイッチレバーのオフ時からオン時への操作方
向の順にオンとなるように、上記制御回路電源スイッ
チ、メインスイッチ及びスタート／ストップスイッチを
順に配設したものであるから、スイッチレバーは特別の
操作をすることなく、単にスイッチレバーをオフ時から
オン時へ一方向に操作することで、上述の効果を得るこ
とができるできるものである。
向の順にオンとなるように、上記制御回路電源スイッ
チ、メインスイッチ及びスタート／ストップスイッチを
順に配設したものであるから、スイッチレバーは特別の
操作をすることなく、単にスイッチレバーをオフ時から
オン時へ一方向に操作することで、上述の効果を得るこ
とができるできるものである。
第１図は本発明の実施例のブロック回路図、第２図は同
上のスイッチの構成を示す図、第３図は充電式工具の破
断側面図、第４図（ａ）（ｂ）はブラシレスモータの横
断面図及び縦断面図、第５図はブラシレスモータの駆動
に必要なパルス列を示すタイムチャート、第６図はブラ
シレスモータの制御回路の具体回路図、第７図はMOSFET
の説明図、第８図は従来例のブロック回路図、第９図は
他の従来例のブロック回路図である。 ２はブラシレスモータ、７はスイッチレバー、10は制御
回路、Q1〜Q6はパワーMOSFET、SW1はメインスイッチ、S
W2は制御回路電源スイッチ、SW3はスタート／ストップ
スイッチである。
上のスイッチの構成を示す図、第３図は充電式工具の破
断側面図、第４図（ａ）（ｂ）はブラシレスモータの横
断面図及び縦断面図、第５図はブラシレスモータの駆動
に必要なパルス列を示すタイムチャート、第６図はブラ
シレスモータの制御回路の具体回路図、第７図はMOSFET
の説明図、第８図は従来例のブロック回路図、第９図は
他の従来例のブロック回路図である。 ２はブラシレスモータ、７はスイッチレバー、10は制御
回路、Q1〜Q6はパワーMOSFET、SW1はメインスイッチ、S
W2は制御回路電源スイッチ、SW3はスタート／ストップ
スイッチである。
フロントページの続き (72)発明者 大橋 敏治 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−101303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−15915（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−246083（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B25F 5/00 H02P 7/28 B25B 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】ブラシレスモータと、このブラシレスモー
タを駆動するMOSFETとMOSFETをオンオフ制御してブラシ
レスモータを駆動制御する制御回路と、各部に電源を供
給する電池とを備えた充電工具において、最初に操作さ
れ上記制御回路に電源を供給する制御回路電源スイッチ
と、この制御回路電源スイッチの次に操作され上記MOSF
ETに電源を供給するメインスイッチと、このメインスイ
ッチの次に操作され制御回路内に設けられたスタート／
ストップスイッチとを備えたことを特徴とする充電工
具。 - 【請求項２】スイッチレバーのオフ時からオン時への操
作方向の順にオンとなるように、上記制御回路電源スイ
ッチ、メインスイッチ及びスタート／ストップスイッチ
を順に配設したことを特徴とする請求項１記載の充電工
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326391A JP2771872B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 充電工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326391A JP2771872B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 充電工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190684A JPH03190684A (ja) | 1991-08-20 |
| JP2771872B2 true JP2771872B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=18187276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1326391A Expired - Lifetime JP2771872B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 充電工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2771872B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH069884U (ja) * | 1992-04-10 | 1994-02-08 | ミニター株式会社 | 手持ち式電動工具等用装置 |
| JP4721535B2 (ja) | 2001-02-28 | 2011-07-13 | 勝行 戸津 | 電動回転工具 |
| JP2003039423A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Shibuya:Kk | コアドリル |
| US7270591B2 (en) | 2004-04-13 | 2007-09-18 | Black & Decker Inc. | Electric sander and motor control therefor |
| JP5415689B2 (ja) * | 2007-10-19 | 2014-02-12 | 株式会社東日製作所 | トルクレンチ |
| JP5356161B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2013-12-04 | 株式会社マキタ | 変速用スイッチ |
| JP5574271B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2014-08-20 | 日立工機株式会社 | 電動工具及び電池パック |
| JP5314652B2 (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-16 | パナソニック株式会社 | ブラシレスモータ駆動回路 |
| US9457491B2 (en) | 2011-05-30 | 2016-10-04 | Kabushiki Kaisha Miyanaga | Coolant supply device and electric drill unit provided with coolant supply device |
| JP2012101860A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-05-31 | Max Co Ltd | 鉄筋結束機 |
| JP6095336B2 (ja) * | 2012-11-27 | 2017-03-15 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| JP5319028B2 (ja) * | 2013-02-21 | 2013-10-16 | 株式会社マキタ | Ｄｃブラシレスモータを備えた電動工具 |
| JP6282546B2 (ja) * | 2014-07-11 | 2018-02-21 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| JP6354080B2 (ja) * | 2014-09-11 | 2018-07-11 | 工機ホールディングス株式会社 | 電動工具 |
| JP2017135950A (ja) | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社マキタ | 電動作業機 |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1326391A patent/JP2771872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03190684A (ja) | 1991-08-20 |
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