JP6628687B2 - 電動作業機および電動作業機用電圧抑制回路 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリの電力によりモータが駆動されるよう構成された電動作業機に関する。

例えば電動グラインダ、電動丸のこ、電動ドライバ、電動刈払機など、バッテリの電力によってモータが駆動され、そのモータの駆動力によって作業機要素（例えば電動ドライバにおけるドライバビット）が駆動されるよう構成された各種の電動作業機が知られている。

また、モータの駆動方式として、バッテリからモータへの通電経路に半導体スイッチング素子を設け、この半導体スイッチング素子をオン、オフ制御（例えばデューティー制御）することでモータを駆動させるスイッチング駆動方式が知られている。

一般に、バッテリの内部には、インダクタンス成分が存在している。また、バッテリに限らず、バッテリからモータへの通電経路にもインダクタンス成分が存在している。そのため、スイッチング駆動方式にてモータが駆動されるよう構成された電動作業機においては、半導体スイッチング素子がオン、オフされると、バッテリ内外のインダクタンス成分に起因して、バッテリの電圧よりも高い電圧値のいわゆるスパイク電圧が発生する。

スパイク電圧が発生すると、半導体スイッチング素子やその他の回路素子が破壊されてしまうおそれがある。
これに対し、例えば特許文献１に記載のように、バッテリと並列に電解コンデンサを設ける技術が知られている。バッテリと並列に電解コンデンサを設けることで、電解コンデンサによって電圧の変動を抑制でき、スパイク電圧を抑制することが可能となる。

特開２０１４−１４４４９６号公報

しかし、電解コンデンサによって電圧変動を抑制するためには、容量の大きい大型の電解コンデンサを用いる必要があり、その分広いスペースが必要となって、電動作業機の大型化を招く。さらに、使用者の操作によってスイッチがオンされることによりバッテリからモータへの通電が開始させる構成の電動作業機においては、バッテリからの放電開始時、電解コンデンサに一時的に大電流が流れ、これによりスイッチの接点が溶着する可能性もある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電動作業機において、モータ駆動用の半導体スイッチング素子のオン、オフによって発生するスパイク電圧を、当該電動作業機の大型化を抑えつつ効果的に抑制できるようにすることを目的とする。

本発明の１つの局面における電動作業機は、バッテリの正極と負極の間に接続される主通電経路と、この主通電経路に設けられる駆動ユニットと、制御部と、電圧抑制回路とを備える。

駆動ユニットは、モータ、及び少なくとも１つの第１の半導体スイッチング素子を有する。モータは、主通電経路に設けられる。少なくとも１つの半導体スイッチング素子は、主通電経路におけるモータの上流側及び下流側の少なくとも一方に設けられる。制御部は、上記少なくとも１つの第１の半導体スイッチング素子のオン、オフを制御することによりモータの駆動を制御するように構成されている。

電圧抑制回路は、主通電経路に対して少なくとも駆動ユニットと並列になるように設けられる。電圧抑制回路は、主通電経路に対して並列に接続されるバイパス用通電経路と、バイパス用通電経路に設けられてバイパス用通電経路を導通、遮断可能に構成された第２の半導体スイッチング素子と、スイッチ駆動部とを備える。

スイッチ駆動部は、駆動ユニットに印加される電圧である駆動電圧が閾値未満の場合は第２の半導体スイッチング素子に対してバイパス用通電経路を遮断させ、駆動電圧が閾値以上の場合に第２の半導体スイッチング素子に対してバイパス用通電経路を導通させるように構成されている。

このような電動作業機では、第１の半導体スイッチング素子のオン、オフによりスパイク電圧が発生して、駆動ユニットに印加される駆動電圧が上昇しても、駆動電圧が閾値以上になればバイパス用通電経路が導通される。これにより、駆動電圧上昇のエネルギーがバイパス用通電経路によって消費され、駆動電圧が閾値を超えてさらに上昇することが抑制される。

従って、上記構成の電動作業機によれば、モータ駆動用の第１の半導体スイッチング素子のオン、オフによって発生するスパイク電圧を、電動作業機の大型化を抑えつつ効果的に抑制することが可能となる。

スイッチ駆動部は、駆動電圧が閾値以上の場合、第２の半導体スイッチング素子を能動領域で動作させることによってバイパス用通電経路を導通させるように構成されていてもよい。

仮に、第２の半導体スイッチング素子を完全にオンさせる（つまり飽和領域で動作させる）ことによりバイパス用通電経路を導通させると、バイパス用通電経路に大電流が流れ、バッテリ及びその他の回路素子等に悪影響を及ぼすおそれがある。大電流を抑制するために、例えば、第２の半導体スイッチング素子のオン抵抗に対して大きな抵抗値の抵抗を直列接続することも考えられるが、抵抗の大型化や抵抗による発熱の増大を招く。

これに対し、第２の半導体スイッチング素子を能動領域で動作させるようにすれば、上記例のように抵抗値の大きな抵抗を直列接続することなく、バイパス用通電経路に過大な電流が流れるのを抑制できる。

スイッチ駆動部は、ツェナーダイオードと抵抗とが直列接続された回路を有していてもよい。より具体的に、ツェナーダイオードは、カソードが、バイパス用通電経路の両端のうち上流側の端部に接続され、アノードが、抵抗の第１端に接続される。抵抗の第２端は、バイパス用通電経路の両端のうち下流側の端部に接続される。そして、駆動電圧が閾値以上の場合にツェナーダイオードが降伏するように構成され、抵抗の第１端の電圧が入力電圧として第２の半導体スイッチング素子に入力されるように構成されている。そして、第２の半導体スイッチング素子は、ツェナーダイオードの降伏時に入力される入力電圧によってバイパス用通電経路を導通させるように構成されている。

このような構成によれば、ツェナーダイオードと抵抗の直列接続という簡素な構成ながら、駆動電圧が閾値以上となった場合に第２の半導体スイッチング素子を能動領域で動作させてバイパス用通電経路を導通させることができる。

なお、主通電経路における、バッテリの正極と駆動ユニットとの間には、スイッチ部が設けられていてもよい。このスイッチ部は、当該電動作業機の使用者の操作に従ってオン、オフされることにより主通電経路を導通、遮断させるように構成されたものである。

また、本発明の他の局面における電動作業機用電圧抑制回路は、前述の主通電経路、駆動ユニット、及び制御部を備えた電動作業機に搭載され、主通電経路に対して少なくとも駆動ユニットと並列になるように設けられるものである。そして、この電動作業機用電圧抑制回路は、前述のバイパス用通電経路、第２の半導体スイッチング素子、及びスイッチ駆動部を備える。

従って、このように構成された電動作業機用電圧抑制回路によれば、モータ駆動用の第１の半導体スイッチング素子のオン、オフによって発生するスパイク電圧を、電動作業機の大型化を抑えつつ効果的に抑制することが可能となる。

実施形態の電動作業機の構成を示す電気回路図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
（１）電動作業機の全体構成
図１に示す本実施形態の電動作業機１は、例えば電動グラインダ、電動丸のこ、電動ジグソー、電動レシプロソー、電動ドライバ、電動インパクトドライバ、電動ドライバドリル、電動刈払機、電動ヘッジトリマなどの、各種の電動作業機のいずれかとして構成されている。

図１に示すように、本実施形態の電動作業機１は、モータ２と、バッテリ３と、モータ駆動装置４と、操作スイッチ５と、電圧抑制回路３０とを備えている。
モータ２は、作業機要素１０を駆動させるための駆動源であり、本実施形態ではブラシレスモータである。なお、作業機要素１０は、電動作業機１の種類によって異なり、例えば電動作業機１が電動丸のこである場合は作業機要素１０は回転刃（いわゆるチップソー）であり、例えば電動作業機１が電動ドライバである場合は作業機要素１０はドライバビットである。

モータ２には、モータ２の回転位置を検出するための回転センサ６が設けられている。本実施形態の回転センサ６は、例えばホールセンサである。回転センサ６は、モータ２の回転位置に応じた回転検出信号を生成して、モータ駆動装置４内の回転情報検出部１４へ出力する。

バッテリ３は、モータ２を駆動させるための直流電源である。本実施形態のバッテリ３は、複数のセルが直列接続されてなるリチウムイオン二次電池である。なお、バッテリ３は、例えば、単一のセルが直列接続された構成であってもよいし、複数のセルが並列接続されてなるセル群が複数直列接続された構成であってもよく、バッテリ３を構成する複数のセルの数や接続状態などは特に限定されるものではない。また、バッテリ３は、リチウムイオン二次電池以外の他の二次電池であってもよいし、一次電池であってもよい。また、バッテリ３は、電動作業機１に内蔵されていてもよいし、電動作業機１の本体に対して着脱可能であってもよい。

バッテリ３は、よく知られているように内部抵抗を有している他、図１に示すようにインダクタンス成分３ａも有している。そのため、例えばバッテリ３からの放電が急に遮断されると、インダクタンス成分３ａに起因して瞬間的に大きな電圧（いわゆるスパイク電圧）が発生することがある。

バッテリ３の正極と負極の間には、バッテリ３の正極から負極へ電流を流すための通電経路である主通電経路２１が接続されている。主通電経路２１は、より詳しくは、バッテリ３の正極から、操作スイッチ５、モータ駆動装置４内のスイッチング回路１１とモータ２、電流検出抵抗１６、及びグランド（接地）ラインを経てバッテリ３の負極に至る通電経路である。

操作スイッチ５は、主通電経路２１における、モータ駆動装置４よりも上流側（即ちバッテリ３の正極側）に設けられている。操作スイッチ５は、電動作業機１の使用者の操作に従ってオン、オフされ、オンされると主通電経路２１が導通され、オフされると主通電経路２１が遮断される。

操作スイッチ５は、モータ駆動装置４内の制御部１２と電気的に接続されており、操作スイッチ５から制御部１２へ、操作スイッチ５の操作状態を示す操作情報が入力されるように構成されている。操作情報には、操作スイッチ５がオン又はオフの何れにされているかを示す情報が含まれる。

なお、本実施形態の電動作業機１は、使用者が操作スイッチ５を操作することによって、モータ２の回転数を連続的又は段階的に切り替えることが可能に構成されている。そのため、操作スイッチ５から制御部１２へ入力される操作情報には、モータ２の回転数を制御部１２へ指示するための回転数指示情報も含まれる。

モータ駆動装置４は、スイッチング回路１１と、制御部１２と、ゲート駆動部１３と、回転情報検出部１４と、電流検出回路１５と、電流検出抵抗１６とを備えている。
スイッチング回路１１は、主通電経路２１における、操作スイッチ５の下流側に設けられている。また、主通電経路２１において、スイッチング回路１１の下流側に電流検出抵抗１６が設けられている。

スイッチング回路１１は、モータ２へＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の電流を通電させるための回路である。スイッチング回路１１は、主通電経路２１におけるモータ２よりも上流側に設けられた３つのスイッチング素子（いわゆるハイサイドスイッチ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３と、主通電経路２１におけるモータ２よりも下流側に設けられた３つのスイッチング素子（いわゆるローサイドスイッチ）Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６とを備える。これら６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、本実施形態ではＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。

電流検出抵抗１６の両端には、電流検出回路１５が接続されている。電流検出回路１５は、電流検出抵抗１６の両端の電圧に基づいて、モータ２に流れる電流を検出し、その検出した電流の値を示す電流検出情報を制御部１２へ出力する。

回転情報検出部１４は、回転センサ６から入力される回転検出信号に基づき、モータ２の回転位置（換言すれば回転角度）を検出する。そして、検出した回転位置を示す回転情報を制御部１２へ出力する。

制御部１２は、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ等を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。メモリには、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の各種半導体メモリの少なくとも１つが含まれる。制御部１２の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。

なお、制御部１２が有するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。また、制御部１２が有する機能は、ソフトウェアによって実現されることに限定されるものではなく、機能の一部又は全部を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

制御部１２は、操作スイッチ５から入力される操作情報に従い、モータ２の駆動制御を実行する。操作スイッチ５がオンされた場合、制御部１２は、モータ２の回転数が、操作情報に含まれている回転数指示情報が示す回転数となるように、モータ２を駆動させる。具体的に、スイッチング回路１１内の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン、オフさせるための駆動指令をゲート駆動部１３へ出力する。

ゲート駆動部１３は、制御部１２から入力される駆動指令に従って各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン、オフさせる。これにより、モータ２への通電が行われ、モータ２が回転する。モータ２が回転すると、作業機要素１０が駆動され、これにより当該電動作業機１による作業が可能となる。

なお、制御部１２は、モータ２への通電を、スイッチング回路１１を用いてＰＷＭ制御することにより、回転数を制御する。また、制御部１２は、電流検出回路１５から入力される電流検出情報を監視し、モータ２に流れる電流が過電流閾値を超えた場合は、モータ２への通電を停止させる。

電圧抑制回路３０は、主通電経路２１に対し、モータ駆動装置４と並列に接続されている。即ち、電圧抑制回路３０には、バッテリ３から操作スイッチ５を経てモータ駆動装置４に入力される電圧である駆動電圧Ｖｄが入力される。なお、本実施形態では、操作スイッチ５がオンされているときの駆動電圧Ｖｄは、バッテリ３の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔと等しいか若しくはほぼ等しい値である。

電圧抑制回路３０は、駆動電圧Ｖｄが所定の閾値以上となった場合に、バッテリ３から主通電経路２１に流れる電流の一部を当該電圧抑制回路３０にバイパスさせることで、駆動電圧Ｖｄが閾値より高い電圧になることを抑制する。

既述の通り、バッテリ３にはインダクタンス成分３ａが含まれている。また、主通電経路２１自体にもインダクタンス成分が含まれている。そのため、スイッチング回路１１の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン、オフさせることによってモータ２を駆動させる際、スパイク電圧が発生する。即ち、駆動電圧Ｖｄがバッテリ電圧Ｖｂａｔよりも高くなる状態が発生する。スパイク電圧が発生すると、その値によっては、スイッチング回路１１を構成する各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６やその他の回路素子が破壊されてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態の電動作業機１は、モータ駆動装置４と並列に電圧抑制回路３０を設けることで、スパイク電圧の発生を抑制するようにしている。
（２）電圧抑制回路の詳細構成及び機能の説明
電圧抑制回路３０は、電流をバイパスさせるための通電経路であるバイパス用通電経路３１を備える。バイパス用通電経路３１は、主通電経路２１に対して並列に接続されている。

バイパス用通電経路３１には、当該バイパス用通電経路３１を導通、遮断するためのバイパス用スイッチＱ１０が設けられている。バイパス用スイッチＱ１０は、本実施形態ではＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。

バイパス用スイッチＱ１０は、ドレインに駆動電圧Ｖｄが印加されるように設けられている。また、バイパス用スイッチＱ１０のソースは、抵抗３４を介してグランドラインに接続されている。

また、電圧抑制回路３０は、スイッチ駆動部３２を備える。スイッチ駆動部３２は、駆動電圧Ｖｄが閾値未満の場合はバイパス用スイッチＱ１０をオフさせてバイパス用通電経路３１を遮断させる。そのため、駆動電圧Ｖｄが閾値未満の場合は電圧抑制回路３０には主通電経路２１から電流が流入しない。一方、スイッチ駆動部３２は、駆動電圧Ｖｄが閾値以上の場合は、バイパス用スイッチＱ１０を導通させることによりバイパス用通電経路３１を導通させ、これにより主通電経路２１に流れる電流の一部をバイパス用通電経路３１にバイパスさせる。

本実施形態のスイッチ駆動部３２は、駆動電圧Ｖｄが閾値以上の場合に、バイパス用スイッチＱ１０を完全にオンさせる（即ち飽和領域で動作させる）のではなく、バイパス用スイッチＱ１０を能動領域で動作させることによってバイパス用通電経路３１を導通させるように構成されている。なお、ここでいう能動領域で動作させる、とは、導通させる際に常に能動領域で動作させて飽和領域で動作する期間が全くないことに限定されるものではなく、全体として飽和領域での動作時間よりも能動領域での動作時間の方が長い場合を含む概念である。

スイッチ駆動部３２は、より具体的には、図１に示すように、ツェナーダイオード３６と抵抗３７とが直列接続された回路を有している。ツェナーダイオード３６は、カソードが、バイパス用通電経路３１の両端のうち上流側の端部に接続（つまりバイパス用スイッチＱ１０のドレインに接続）され、アノードが、抵抗３７の第１端に接続されている。抵抗３７の第２端はグランドラインに接続されている。

そして、ツェナーダイオード３６のアノードは、抵抗３３を介してバイパス用スイッチＱ１０のゲートに接続されている。つまり、抵抗３７の第１端の電圧が、抵抗３３を介してバイパス用スイッチＱ１０のゲートに印加される。

スイッチ駆動部３２は、駆動電圧Ｖｄが閾値未満の場合はツェナーダイオード３６が降伏せず、駆動電圧Ｖｄが閾値以上の場合にツェナーダイオード３６が降伏するように構成されている。つまり、本実施形態では、閾値は、ツェナーダイオード３６が降伏する電圧であるツェナー電圧と、バイパス用スイッチＱ１０をオンさせるために必要なゲート・ソース間電圧（以下、ゲートオン電圧）との和とほぼ同値である。なお、ここでいうバイパス用スイッチＱ１０の「オン」とは、バイパス用スイッチＱ１０にドレイン電流が流れてバイパス用スイッチＱ１０が能動領域で動作する状態になることを含む概念である。

このような構成により、駆動電圧Ｖｄが閾値未満の場合は、ツェナーダイオード３６は降伏せず、バイパス用スイッチＱ１０はオフされる。そのため、バイパス用通電経路３１は遮断され、主通電経路２１に流れる電流はバイパス用通電経路３１にはバイパスされない。

一方、駆動電圧Ｖｄが閾値以上になると、ツェナーダイオード３６が降伏し、抵抗３７に電圧降下が生じて、抵抗３７の第１端の電圧、即ちバイパス用スイッチＱ１０のゲート電圧は、バイパス用スイッチＱ１０を能動領域で動作させことが可能な値となる。これにより、バイパス用スイッチＱ１０が導通されてバイパス用通電経路３１が導通し、主通電経路２１に流れる電流の一部がバイパス用通電経路３１にバイパスされるようになる。

バイパス用通電経路３１に電流が流れている間は、駆動電圧Ｖｄの値は、ツェナー電圧とゲートオン電圧との和とほぼ同値にクランプされる。この間、バッテリ３から主通電経路２１を介して供給される電力の一部は、バイパス用スイッチＱ１０及び抵抗３４で消費される。

（３）実施形態の効果
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３ａ）スイッチング回路１１が有する各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオン、オフ制御される際、そのオン、オフ制御に起因してスパイク電圧が発生し、駆動電圧Ｖｄが上昇するが、駆動電圧Ｖｄが閾値以上になれば、電圧抑制回路３０によって、駆動電圧Ｖｄの上昇が抑制される。

即ち、駆動電圧Ｖｄが閾値以上になると、電圧抑制回路３０においてバイパス用通電経路３１が導通され、これによりバッテリ３から通電される電流の一部がバイパス用通電経路３１にバイパスされる。これにより、駆動電圧Ｖｄが閾値を超えてさらに上昇することが抑制される。

つまり、本実施形態の電動作業機１では、従来のように大容量の電解コンデンサを設けることなく、その大容量の電解コンデンサよりも小さい電圧抑制回路３０にて、スパイク電圧を抑制できる。そのため、モータ２駆動用の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン、オフによって発生するスパイク電圧を、電動作業機１の大型化を抑えつつ効果的に抑制することができる。

（３ｂ）スイッチ駆動部３２は、駆動電圧Ｖｄが閾値以上の場合、バイパス用スイッチＱ１０を能動領域で動作させることによってバイパス用通電経路３１を導通させる。そのため、主通電経路２１に流れる電流をバイパスさせる際に、バイパス用スイッチＱ１０による能動領域での動作によって、バイパス用通電経路３１に過大な電流が流れるのを抑制することができる。

これにより、バイパス用スイッチＱ１０に直列接続される抵抗３４として、抵抗値が小さく且つ定格電力の小さい抵抗を用いることができる。
（３ｃ）スイッチ駆動部３２は、ツェナーダイオード３６と抵抗３７とが直列接続された回路を有しており、駆動電圧Ｖｄが閾値以上となった場合に、ツェナーダイオード３６が降伏して、バイパス用スイッチＱ１０が能動領域で動作するように構成されている。そのため、ツェナーダイオード３６と抵抗３７の直列接続という簡素な構成にて、駆動電圧Ｖｄが閾値以上となった場合にバイパス用スイッチＱ１０を能動領域で動作させてバイパス用通電経路３１を導通させることができる。

（４）特許請求の範囲との対応関係
ここで、本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補足説明する。本実施形態において、スイッチング回路１１が有する各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はいずれも第１の半導体スイッチング素子の一例に相当する。また、電圧抑制回路３０内のバイパス用スイッチＱ１０は第２の半導体スイッチング素子の一例に相当する。また、操作スイッチ５はスイッチ部の一例に相当する。また、スイッチング回路１１とモータ２との組合せが、駆動ユニットの一例に相当する。

［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明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。

（１）上記実施形態では、スイッチング回路１１が有する各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、及びバイパス用スイッチＱ１０として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを例示したが、他の半導体スイッチング素子であってもよい。具体的に、例えば、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、サイリスタ、ＩＧＢＴなどであってもよい。

（２）電圧抑制回路３０として、同等の機能を有する他の回路構成を採用してもよい。具体的に、スイッチ駆動部３２として、上記実施形態のようにツェナーダイオード３６を用いることは必須ではない。ツェナーダイオード３６以外の他の回路素子を用いてバイパス用スイッチＱ１０を作動させるようにしてもよい。

また、スイッチ駆動部３２がバイパス用スイッチＱ１０を能動領域で動作させることについても必須ではなく、例えば飽和領域で動作させるようにしてもよい。具体的に、ツェナーダイオード３６に代えて例えばコンパレータを用い、コンパレータが駆動電圧Ｖｄと閾値とを比較して、駆動電圧Ｖｄが閾値以上の場合にコンパレータからバイパス用スイッチＱ１０へＨレベル信号を出力してバイパス用スイッチＱ１０をオンさせる構成であってもよい。

（３）作業機要素１０の駆動源であるモータ２は、ブラシレスモータ以外の他のモータであってもよい。即ち、例えば、ブラシレスモータ以外の他の交流モータであってもよいし、ブラシ付き直流モータであってもよい。

（４）モータへの通電を制御するために用いる半導体スイッチング素子の数や位置は適宜決めてもよい。例えば、モータ２がブラシ付き直流モータである場合は、モータ２の上流側及び下流側の少なくとも一方に、半導体スイッチング素子を少なくとも１つ設けてもよい。

（５）その他、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（６）また、上述した電動作業機の他、当該電動作業機を構成要素とするシステム、当該電動作業機が備える電圧抑制回路、当該電動作業機のうち特に電圧抑制回路で用いられている電圧抑制方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…電動作業機、２…モータ、３…バッテリ、４…モータ駆動装置、５…操作スイッチ、６…回転センサ、１０…作業機要素、１１…スイッチング回路、１２…制御部、１３…ゲート駆動部、１４…回転情報検出部、１５…電流検出回路、１６…電流検出抵抗、２１…主通電経路、３０…電圧抑制回路、３１…バイパス用通電経路、３２…スイッチ駆動部、３３，３４，３７…抵抗、３６…ツェナーダイオード、Ｑ１〜Ｑ６…スイッチング素子、Ｑ１０…バイパス用スイッチ。

Claims (5)

1. バッテリの正極と負極の間に接続される主通電経路と、
   前記主通電経路に設けられる駆動ユニットであって、前記主通電経路に設けられるモータ、及び前記主通電経路における前記モータの上流側及び下流側の少なくとも一方に設けられる少なくとも１つの第１の半導体スイッチング素子、を有する駆動ユニットと、
   前記少なくとも１つの第１の半導体スイッチング素子のオン、オフを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、
   前記主通電経路に対して少なくとも前記駆動ユニットと並列になるように設けられた電圧抑制回路と、
   を備え、
   前記電圧抑制回路は、
   前記主通電経路に対して並列に接続されるバイパス用通電経路と、
   前記バイパス用通電経路に設けられ、このバイパス用通電経路を導通、遮断可能に構成された第２の半導体スイッチング素子と、
   前記駆動ユニットに印加される電圧である駆動電圧が閾値未満の場合は前記第２の半導体スイッチング素子に対して前記バイパス用通電経路を遮断させ、前記駆動電圧が前記閾値以上の場合に前記第２の半導体スイッチング素子に対して前記バイパス用通電経路を導通させるように構成されたスイッチ駆動部と、
   を備える電動作業機。
2. 請求項１に記載の電動作業機であって、
   前記スイッチ駆動部は、前記駆動電圧が前記閾値以上の場合、前記第２の半導体スイッチング素子を能動領域で動作させることにより前記バイパス用通電経路を導通させるように構成されている、電動作業機。
3. 請求項２に記載の電動作業機であって、
   前記スイッチ駆動部は、
   前記バイパス用通電経路の両端のうち上流側の端部にカソードが接続されたツェナーダイオードと、
   第１端が前記ツェナーダイオードのアノードに接続されて第２端が前記バイパス用通電経路の両端のうち下流側の端部に接続された抵抗と、
   を備え、
   前記駆動電圧が前記閾値以上の場合に前記ツェナーダイオードが降伏するように構成され、
   前記抵抗の第１端の電圧が入力電圧として前記第２の半導体スイッチング素子に入力されるように構成されており、
   前記第２の半導体スイッチング素子は、前記ツェナーダイオードの降伏時に入力される前記入力電圧によって前記バイパス用通電経路を導通させるように構成されている、
   電動作業機。
4. 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、
   前記主通電経路における、前記バッテリの正極と前記駆動ユニットとの間に設けられ、当該電動作業機の使用者の操作に従ってオン、オフされることにより前記主通電経路を導通、遮断させるように構成されたスイッチ部を備える、電動作業機。
5. バッテリの正極と負極の間に接続される主通電経路と、
   前記主通電経路に設けられる駆動ユニットであって、前記主通電経路に設けられるモータ、及び前記主通電経路における前記モータの上流側及び下流側の少なくとも一方に設けられる少なくとも１つの第１の半導体スイッチング素子、を有する駆動ユニットと、
   前記少なくとも１つの第１の半導体スイッチング素子のオン、オフを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、
   を備えた電動作業機に搭載され、前記主通電経路に対して少なくとも前記駆動ユニットと並列になるように設けられる電圧抑制回路であって、
   前記主通電経路に対して並列に接続されるバイパス用通電経路と、
   前記バイパス用通電経路に設けられ、このバイパス用通電経路を導通、遮断可能に構成された第２の半導体スイッチング素子と、
   前記駆動ユニットに印加される電圧である駆動電圧が閾値未満の場合は前記第２の半導体スイッチング素子に対して前記バイパス用通電経路を遮断させ、前記駆動電圧が前記閾値以上の場合に前記第２の半導体スイッチング素子に対して前記バイパス用通電経路を導通させるように構成されたスイッチ駆動部と、
   を備える、電動作業機用電圧抑制回路。

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