(57)【要約】【課題】不具合発生リスクを抑制しながら作業性の悪化も抑制可能な動力工具の提供。【解決手段】動力工具１は、モータ６と、モータ６の回転数を制御するためのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をＰＷＭ制御可能な演算部２１と、モータ６の回転数を操作によって変更可能なトリガスイッチ７と、を有する。演算部２１は、モータ６の回転数が前記ＰＷＭ制御のデューティ比に応じた閾値未満のとき、モータ６の回転数が前記閾値以上の場合と比較して、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート抵抗値を低くし、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング速度を速くする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの回転数を検出可能な回転数検出手段と、
前記モータの回転数を制御するためのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＰＷＭ制御可能な制御部と、
前記モータの回転数を操作によって変更可能な操作部と、を有し、
前記制御部は、前記モータの回転数が前記ＰＷＭ制御のデューティ比に応じた閾値未満のとき、前記モータの回転数が前記閾値以上の場合と比較して前記スイッチング素子のスイッチング速度を速くする高速化制御を実行可能である、動力工具。
【請求項２】
前記制御部は、前記デューティ比が所定値以下である場合に限定して前記高速化制御を実行する、請求項１に記載の動力工具。
【請求項３】
前記制御部は、前記スイッチング素子のターンオン及びターンオフの双方において前記高速化制御を実行する、請求項１又は２に記載の動力工具。
【請求項４】
前記制御部は、前記スイッチング素子のターンオフに限定して前記高速化制御を実行する、請求項１又は２に記載の動力工具。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、ＩＧＢＴである、請求項４に記載の動力工具。
【請求項６】
前記スイッチング素子の駆動信号の出力部と、前記スイッチング素子の制御端子との間に、第１抵抗と、互いに直列接続された第２抵抗及びスイッチと、が並列接続され、
前記制御部は、前記スイッチのオンオフにより、前記スイッチング素子のスイッチング速度を変化させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の動力工具。
【請求項７】
前記スイッチング素子の駆動信号の出力部と、前記スイッチング素子の制御端子との間に、第１抵抗と、互いに直列接続された第２抵抗、ダイオード及びスイッチと、が並列接続され、
前記ダイオードは、前記スイッチング素子をターンオフする際の前記出力部と前記制御端子との間の電流を通し、当該電流と逆方向の電流は通さない接続であり、
前記制御部は、前記スイッチのオンオフにより、前記スイッチング素子のスイッチング速度を変化させる、請求項４又は５に記載の動力工具。
【請求項８】
前記制御部は、前記操作部の操作に応じて前記ＰＷＭ制御を開始するとき、前記スイッチング素子の駆動信号のデューティ比を緩やかに高める、請求項１から７のいずれか一項に記載の動力工具。
【請求項９】
モータと、
前記モータの回転数を検出可能な回転数検出手段と、
前記モータの回転数を制御するためのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＰＷＭ制御可能な制御部と、
前記モータの回転数を操作によって変更可能な操作部と、を有し、
前記制御部は、前記モータへの負荷が所定以上かつ前記ＰＷＭ制御のデューティ比が所定値未満になると、前記スイッチング素子のスイッチング速度を速くする高速化制御を実行する、動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転数を制御するためのスイッチング素子をＰＷＭ制御する構成の動力工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、トリガの引き量に応じてモータへの印加電圧、すなわちＰＷＭ信号のデューティ比を設定する動力工具を開示する。下記特許文献２は、回転数設定ダイヤルによって作業者がモータの回転数を設定可能な動力工具を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６４８９６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トリガを僅かに引いた状態で高負荷の作業が行われると、モータは低速かつ高トルクの動作（低速高負荷動作）となる。このとき、モータの電流経路に設けられたスイッチング素子には大電流が流れるものの、ＰＷＭ信号のデューティ比が小さいことから通電時間が短時間となる。このため、過電流保護が働かずに、スイッチング素子に破損等の不具合が発生する恐れがある。他方、瞬間的な大電流でも過電流保護が働くようにした場合、リスクの低いノイズ等のピーク電流でも過電流保護が働き、作業性が悪化する恐れがある。
【０００５】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、不具合発生リスクを抑制しながら作業性の悪化も抑制可能な動力工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、動力工具である。この動力工具は、
モータと、
前記モータの回転数を検出可能な回転数検出手段と、
前記モータの回転数を制御するためのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＰＷＭ制御可能な制御部と、
前記モータの回転数を操作によって変更可能な操作部と、を有し、
前記制御部は、前記モータの回転数が前記ＰＷＭ制御のデューティ比に応じた閾値未満のとき、前記モータの回転数が前記閾値以上の場合と比較して前記スイッチング素子のスイッチング速度を速くする高速化制御を実行可能である。
【０００７】
前記制御部は、前記デューティ比が所定値以下である場合に限定して前記高速化制御を実行してもよい。
【０００８】
前記制御部は、前記スイッチング素子のターンオン及びターンオフの双方において前記高速化制御を実行してもよい。
【０００９】
前記制御部は、前記スイッチング素子のターンオフに限定して前記高速化制御を実行してもよい。
【００１０】
前記スイッチング素子は、ＩＧＢＴであってもよい。
【００１１】
前記スイッチング素子の駆動信号の出力部と、前記スイッチング素子の制御端子との間に、第１抵抗と、互いに直列接続された第２抵抗及びスイッチと、が並列接続され、
前記制御部は、前記スイッチのオンオフにより、前記スイッチング素子のスイッチング速度を変化させてもよい。
【００１２】
前記スイッチング素子の駆動信号の出力部と、前記スイッチング素子の制御端子との間に、第１抵抗と、互いに直列接続された第２抵抗、ダイオード及びスイッチと、が並列接続され、
前記ダイオードは、前記スイッチング素子をターンオフする際の前記出力部と前記制御端子との間の電流を通し、当該電流と逆方向の電流は通さない接続であり、
前記制御部は、前記スイッチのオンオフにより、前記スイッチング素子のスイッチング速度を変化させてもよい。
【００１３】
前記制御部は、前記操作部の操作に応じて前記ＰＷＭ制御を開始するとき、前記スイッチング素子の駆動信号のデューティ比を緩やかに高めてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様は、動力工具である。この動力工具は、
モータと、
前記モータの回転数を検出可能な回転数検出手段と、
前記モータの回転数を制御するためのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＰＷＭ制御可能な制御部と、
前記モータの回転数を操作によって変更可能な操作部と、を有し、
前記制御部は、前記モータへの負荷が所定以上かつ前記ＰＷＭ制御のデューティ比が所定値未満になると、前記スイッチング素子のスイッチング速度を速くする高速化制御を実行する。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、不具合発生リスクを抑制しながら作業性の悪化も抑制可能な動力工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る動力工具１の側断面図。
【図２】動力工具１の回路ブロック図。
【図３】図２のゲート抵抗値切替回路２４の構成例１を示す回路図。
【図４】ゲート抵抗値切替回路２４の構成例２を示す回路図。
【図５】ゲート抵抗値切替回路２４の構成例３を示す回路図。
【図６】矩形波制御におけるＦＥＴのターンオン損失及びターンオフ損失の説明図であって、ＦＥＴのドレイン−ソース間電圧とドレイン電流の時間変化を示すグラフ。
【図７】矩形波制御におけるＩＧＢＴのターンオン損失及びターンオフ損失の説明図であって、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧とコレクタ電流の時間変化を示すグラフ。
【図８】図５のスイッチング素子Ｑ１がＦＥＴである場合における、演算部２１の制御モードが通常モードからゲート抵抗値変更モードに切り替わる前後のドレイン−ソース間電圧とドレイン電流の時間変化を示すグラフ。
【図９】演算部２１がゲート抵抗値変更モードを実行するデューティ比とモータ６の回転数との組合せの範囲を示すグラフ。
【図１０】動力工具１の制御フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１９】
本実施の形態は、動力工具１に関する。動力工具１は、電池パック９の電力で動作するコードレスタイプのジグソーである。動力工具１の機械的な構成及び動作は周知なので、以下では簡単な説明に留める。図１に示すように、動力工具１は、ベース２と、ベース２の上方に設けられたハウジング３と、を有する。ハウジング３の後端部に、電池パック９が着脱可能に接続される。ハウジング３内に、モータ６、減速機構５、往復動変換機構８、及び制御基板２０が設けられる。
【００２０】
モータ６は、インナーロータ型のブラシレスモータである。モータ６の回転は、減速機構５によって減速され、往復動変換機構８によってプランジャ１０の上下の往復動に変換される。プランジャ１０の下端部に、プランジャ１０と共に上下に往復動する先端工具としてのブレード１１が取り付けられる。ブレード１１は、ベース２の下面から下方に突出する。ハウジング３のハンドル部３ａに、トリガスイッチ７が設けられる。トリガスイッチ７は、作業者がモータ６の回転数（回転速度）を操作（引き量）によって変更可能な操作部の一例である。制御基板２０は、モータ６の駆動制御に必要な回路部品を搭載する。
【００２１】
図２により、動力工具１の全体的な回路構成を説明する。電池パック９の出力電圧は、ＩＰＤ回路２２及びインバータ回路４７に供給される。ＩＰＤ回路２２は、インテリジェント・パワー・デバイス（Intelligent Power Device）であるＩＰＤ素子やコンデンサ等により構成された回路であり、電池パック９の出力電圧を所定電圧に降圧するＤＣ−ＤＣスイッチング電源回路である。ＩＰＤ回路２２は、集積回路であり、消費電力が小さく省エネルギーであるというメリットがある。ＩＰＤ回路２２の出力電圧は、レギュレータ２６によって例えば約５Ｖに更に降圧され、演算部２１等に動作電圧として供給される。
【００２２】
インバータ回路４７は、三相ブリッジ接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＦＥＴ（Field effect transistor）等のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含む。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ここでは自身の制御端子（ゲート）の電圧がハイレベルのときにオン、ローレベルのときにオフとなる素子である。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御部としての演算部（Micro Controller Unit）２１のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に従ってスイッチング動作し、モータ６のステータコイル（Ｕ、Ｖ、Ｗの各巻線）に駆動電流を供給する。
【００２３】
抵抗Ｒｓは、モータ６の電流経路に設けられる。抵抗Ｒｓの両端間の電圧により、演算部２１はモータ６に流れる電流を検出する。演算部２１は、モータ６に流れる電流が過大になるとモータ６の駆動を停止する過電流保護機能を有する。サーミスタ等の温度検出素子２７は、インバータ回路４７の近傍に設けられる。温度検出素子２７の出力信号により、演算部２１はスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度を検出する。演算部２１は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度が高温になるとモータ６の駆動を停止する高温保護機能を有する。複数のホール素子（磁気センサ）４２は、モータ６の回転によって磁界が変化する位置にそれぞれ設けられる。演算部２１は、複数のホール素子（磁気センサ）４２の出力電圧により、モータ６の回転位置（ロータ回転位置）及びモータ６の回転数を検出する。
【００２４】
スイッチ操作検出回路２５は、トリガスイッチ７の操作を検出し、トリガスイッチ７の操作量（引き量）に応じた電圧（印加電圧設定信号）を演算部２１に送信する。演算部２１は、トリガスイッチ７がオンされると（引かれると）、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のＰＷＭ制御を開始する。このとき、演算部２１は、ソフトスタート制御を行う。ソフトスタート制御は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のＰＷＭ制御のデューティ比、すなわちドライバＩＣ２３を介してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子に印加するＰＷＭ信号のデューティ比（以下、単に「デューティ比」とも表記）を緩やかに高め、モータ６の回転数を、トリガスイッチ７の操作量に応じた目標回転数に向けて緩やかに高める制御である。ゲート抵抗値切替回路２４は、ドライバＩＣ２３の出力部（出力端子）とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子との間に設けられる。演算部２１は、ゲート抵抗値切替回路２４にゲート抵抗値変更信号を入力することで、ゲート抵抗値、すなわちドライバＩＣ２３の出力部とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子との間の抵抗値を切り替える（変更する）ことができる。
【００２５】
図３は、図２のゲート抵抗値切替回路２４の構成例１を示す回路図である。図４は、ゲート抵抗値切替回路２４の構成例２を示す回路図である。図５は、ゲート抵抗値切替回路２４の構成例３を示す回路図である。なお、図３〜図５では、ゲート抵抗値切替回路２４のうちスイッチング素子Ｑ１に対応する部分のみが図示されるが、当該部分と同構成の回路がスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ６に対してもそれぞれ設けられる。以下では、ゲート抵抗値切替回路２４のうちスイッチング素子Ｑ１に対応する部分について説明し、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ６に対応する部分については説明を省略する。
【００２６】
図３の例では、ゲート抵抗値切替回路２４において、ドライバＩＣ２３の出力部（ＰＷＭ信号の出力部）とスイッチング素子Ｑ１の制御端子との間に、抵抗Ｒ１と、互いに直列接続された抵抗Ｒ２、ダイオードＤ２及びスイッチＳ２と、互いに直列接続された抵抗Ｒ３、ダイオードＤ３及びスイッチＳ３と、が並列接続される。ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｑ１をターンオフする際のドライバＩＣ２３の出力部とスイッチング素子Ｑ１の制御端子との間の電流、ここではスイッチング素子Ｑ１の制御端子からドライバＩＣ２３に向かって流れる電流を通し、当該電流と逆方向の電流は通さない接続である。ダイオードＤ３は、スイッチング素子Ｑ１をターンオンする際のドライバＩＣ２３の出力部とスイッチング素子Ｑ１の制御端子との間の電流、ここではドライバＩＣ２３からスイッチング素子Ｑ１の制御端子に向かって流れる電流を通し、当該電流と逆方向の電流は通さない接続である。
【００２７】
スイッチＳ２、Ｓ３は、電気的にオンオフを切り替えることの可能なスイッチであり、例えば、ＩＧＢＴやＦＥＴ等のスイッチング素子、あるいはリレーで構成される。演算部２１は、スイッチＳ２、Ｓ３に印加するゲート抵抗値変更信号によりスイッチＳ２、Ｓ３のオンオフを制御することで、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗値、すなわちドライバＩＣ２３の出力部とスイッチング素子Ｑ１の制御端子との間の抵抗値を切り替えて（変更して）、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング速度を変化させることができる。以下、具体的に説明する。
【００２８】
演算部２１は、通常モードでは、スイッチＳ２、Ｓ３を共にオフとする。この場合、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗値は、スイッチング素子Ｑ１のターンオン及びターンオフのいずれにおいても抵抗Ｒ１の抵抗値と一致する。演算部２１は、複数のゲート抵抗値変更モードを有する。演算部２１は、第１ゲート抵抗値変更モードでは、スイッチＳ２をオン、スイッチＳ３をオフとする。この場合、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗値は、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時は抵抗Ｒ１の抵抗値と一致し、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ時は抵抗Ｒ１、Ｒ２の並列合成抵抗値と一致する。演算部２１は、第２ゲート抵抗値変更モードでは、スイッチＳ２をオフ、スイッチＳ３をオンとする。この場合、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗値は、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時は抵抗Ｒ１、Ｒ３の並列合成抵抗値と一致し、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ時は抵抗Ｒ１の抵抗値と一致する。演算部２１は、第３ゲート抵抗値変更モードでは、スイッチＳ２、Ｓ３を共にオンとする。この場合、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗値は、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時は抵抗Ｒ１、Ｒ３の並列合成抵抗値と一致し、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ時は抵抗Ｒ１、Ｒ２の並列合成抵抗値と一致する。
【００２９】
このように、演算部２１は、スイッチＳ２をオンにすることで、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ時のゲート抵抗値を低下させ、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ速度を速くすることができる。また、演算部２１は、スイッチＳ３をオンにすることで、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時のゲート抵抗値を低下させ、スイッチング素子Ｑ１のターンオン速度を速くすることができる。また、演算部２１は、スイッチＳ２、Ｓ３を共にオンにすることで、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時及びターンオフ時のゲート抵抗値を低下させ、スイッチング素子Ｑ１のターンオン速度及びターンオフ速度の双方を速くすることができる。演算部２１は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング損失を減らしたい場合、まずはスイッチＳ２をターンオンし、更にスイッチング損失を減らしたい場合にスイッチＳ３をターンオンするといった制御が可能である。スイッチＳ３を先にターンオンしてもよいが、スイッチＳ２を先にターンオンするほうが好ましい。この理由は後述する。
【００３０】
図４に示すゲート抵抗値切替回路２４の構成例２は、図３に示す構成例１から、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ３及びスイッチＳ３を無くしたものである。図４においても、演算部２１は、ゲート抵抗値変更モードにおいてスイッチＳ２をオンにすることで、図３における第１ゲート抵抗値変更モードと同様に、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ時のゲート抵抗値を低下させ、スイッチング素子Ｑ１のターンオフ速度を速くすることができる。一方、図４においては、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時のゲート抵抗値は固定であり、演算部２１がスイッチング素子Ｑ１のターンオン速度を速めることはない。
【００３１】
図５に示すゲート抵抗値切替回路２４の構成例３は、図４に示す構成例２から、ダイオードＤ２を無くしたものである。図４においては、演算部２１は、ゲート抵抗値変更モードにおいてスイッチＳ２をオンすることで、図３の第３ゲート抵抗値変更モードと同様に、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時及びターンオフ時のゲート抵抗値を低下させ、スイッチング素子Ｑ１のターンオン速度及びターンオフ速度の双方を速くすることができる。但し、図５の抵抗値切替回路２４の構成では、スイッチング素子Ｑ１のターンオン速度及びターンオフ速度の一方のみを速くすることはできない。
【００３２】
図６及び図７は、演算部２１による矩形波制御におけるスイッチング素子Ｑ１のターンオン損失及びターンオフ損失の説明図であり、図６はＦＥＴの場合を、図７はＩＧＢＴの場合を示す。図６及び図７のように、一般的にはＦＥＴ及びＩＧＢＴのいずれにおいても、ターンオフ時のスイッチング損失（ターンオフ損失）のほうが、ターンオン時のスイッチング損失（ターンオン損失）よりも大きい。また、ＩＧＢＴでは、ＦＥＴよりも顕著に、ターンオフ損失がターンオン損失よりも大きくなる。このため、ＦＥＴ及びＩＧＢＴのいずれにおいても、ターンオフ速度を速くするほうが、ターンオン速度を速くするよりも、スイッチング損失を低減する効果が大きく、特にＩＧＢＴにおいてはその傾向が顕著である。スイッチング速度を速くすることは放射ノイズの増大に繋がるため、スイッチング損失の低減と放射ノイズの抑制のバランスを考慮すると、ターンオン速度とターンオフ速度の一方のみを速くするのであれば、ターンオフ速度を速くすることが望ましい。
【００３３】
図８は、図５のスイッチング素子Ｑ１がＦＥＴである場合における、演算部２１の制御モードが通常モードからゲート抵抗値変更モードに切り替わる前後（スイッチＳ２のターンオンの前後）のドレイン−ソース間電圧とドレイン電流の時間変化を示すグラフである。通常モードからゲート抵抗値変更モードに切り替わると、スイッチング素子Ｑ１のゲート抵抗値が低くなり、スイッチング素子Ｑ１のターンオン速度及びターンオフ速度が速くなり、スイッチング損失が低減する。
【００３４】
図９は、演算部２１がゲート抵抗値変更モードを実行するデューティ比とモータ６の回転数との組合せの範囲を示すグラフである。図９に示すように、演算部２１は、モータ６の低速かつ高トルクの動作領域（低速高負荷動作領域）に限定して、ゲート抵抗値変更モードを実行する。低速高負荷動作領域は、デューティ比が所定値（例えば５０％）以下、かつモータ６の回転数が現在のデューティ比に応じた閾値（現在のデューティ比において無負荷だった場合のモータ６の回転数の例えば半分）未満の動作領域である。
【００３５】
動力工具１において、トリガスイッチ７を僅かに引いた状態で高負荷の作業が行われたり、ソフトスタート制御の途中で高負荷が加わったりすると、モータ６は低速かつ高トルクの動作（以下「低速高負荷動作」）となる。このとき、モータ６の電流経路に設けられたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には大電流が流れるものの、ＰＷＭ信号のデューティ比が小さいことから通電時間が短時間となる。このため、過電流保護が働かずに、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に温度の急上昇による破損等の不具合が発生する恐れがある。ここで、瞬間的な大電流でも過電流保護が働くようにした場合、リスクの低いノイズ等のピーク電流でも過電流保護が働き、作業性が悪化する恐れがある。また、温度の急上昇に対応できるように高温保護の閾値を低下させた場合、高温保護が頻発して作業性が悪化する恐れがある。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、演算部２１は、モータ６の低速高負荷動作領域に限定してゲート抵抗値変更モードを実行する。すなわち、モータ６の低速高負荷動作領域では、低速高負荷動作領域以外の場合と比較してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング速度を速くする高速化制御を実行する。これにより、低速高負荷動作領域におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング損失が低減されてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の発熱が抑制され、低速高負荷動作領域におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度の急上昇による破損リスクが抑制される。ゲート抵抗値変更モードを実行してもスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度上昇が厳しい場合は、高温保護により動作を停止することになる。この場合も、スイッチング損失が低減されたことでスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度上昇が緩やかになっているため、ゲート抵抗値変更モードを実行しない場合と比較して、高温保護がかかるまでの時間が長くなって粘りが向上し、また高温保護の確実性も高い。
【００３７】
演算部２１は、モータ６の低速高負荷動作領域以外では、ゲート抵抗値変更モードを実行しない。その理由は、放射ノイズ抑制とのバランスを考慮したことによる。具体的には、低速高負荷動作領域以外では、デューティ比が小さくないために通電時間が長く、過電流保護が働きやすい。あるいは、モータ６の回転数が高いためモータ６に流れる電流が小さい。よって、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度が急上昇するリスクが低いため、スイッチング速度を速めてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度上昇を緩やかにすることよりも、スイッチング速度を速めることによる放射ノイズ増大リスクを抑制するものである。
【００３８】
図１０は、動力工具１の制御フローチャートである。演算部２１は、トリガスイッチ７がオンになると（Ｓ１のＹｅｓ）、モータ６のソフトスタート制御を開始する（Ｓ２）。演算部２１は、デューティ比が所定値以下（Ｓ３のＹｅｓ）、かつモータ６の回転数が現在のデューティ比に応じた閾値未満の場合（Ｓ４のＹｅｓ）において、その状態が一定時間（例えば２０ｍｓ）以上継続している場合（Ｓ５のＹｅｓ）、制御モードをゲート抵抗値変更モード（変更信号出力モード）に設定する（Ｓ６）。なお、既にゲート抵抗値変更モードに設定されている場合、ステップＳ６は、ゲート抵抗値変更モードを維持することを意味する。
【００３９】
演算部２１は、制御モードがゲート抵抗値変更モード（変更信号出力モード）に設定されている場合（Ｓ７のＹｅｓ）、ゲート抵抗値切替回路２４のスイッチにゲート抵抗値変更信号を出力する（Ｓ８）。演算部２１は、制御モードがゲート抵抗値変更モード（変更信号出力モード）に設定されていない場合（Ｓ７のＮｏ）、すなわち通常モードの場合、ゲート抵抗値変更信号を出力しない（Ｓ１３）。演算部２１は、トリガスイッチ７がオフされると（Ｓ９のＹｅｓ）、モータ６を停止する（Ｓ１０）。演算部２１は、デューティ比が所定値以下でない場合（Ｓ３のＮｏ）又はモータ６の回転数が閾値未満でない場合（Ｓ４のＮｏ）において、その状態が一定時間（例えば２０ｍｓ）以上継続している場合（Ｓ１１のＹｅｓ）、ゲート抵抗値変更モード（変更信号出力モード）を解除し（Ｓ１２）、制御モードを通常モードに設定する。なお、既にゲート抵抗値変更モードが解除されている場合（通常モードの場合）、ステップＳ１２は、ゲート抵抗値変更モードの解除状態を維持すること、すなわち通常モードを維持することを意味する。
【００４０】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００４１】
(1) 演算部２１は、モータ６の低速高負荷動作領域においてゲート抵抗値変更モードを実行するため、低速高負荷動作領域におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング損失を低減してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の発熱を抑制し、低速高負荷動作領域においてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に温度の急上昇による破損等の不具合が発生するリスクを抑制できる。ここで、不具合発生リスクを抑制するために過電流保護や高温保護の条件を各保護が作動しやすいように変更する必要がないため、保護の頻発による作業性の悪化も抑制できる。
【００４２】
(2) 演算部２１は、モータ６の低速高負荷動作領域以外ではゲート抵抗値変更モードを実行しないため、デューティ比が高いため大電流にもかかわらず過電流保護が働かないリスクが低い動作領域、及びモータ６の回転数が高くてモータ６に流れる電流が小さい動作領域では、放射ノイズの抑制を優先でき、不具合発生リスクの抑制と放射ノイズの抑制とのバランスが良い。
【００４３】
(3) ゲート抵抗値変更モードにおいて、演算部２１がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のターンオフ速度のみを速くする場合、ターンオン速度のみを速くする場合と比較してスイッチング損失を大きく低減することができる。また、ターンオフ速度とターンオン速度の双方を速くすると放射ノイズが許容できなくなる場合、ターンオフ速度のみを速くすることで、スイッチング損失の低減と放射ノイズの抑制をバランス良く実現できる。
【００４４】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００４５】
本発明の動力工具は、実施の形態で例示したジグソーに限定されず、モータの回転数を操作によって変更可能な操作部を有する他の種類の動力工具、例えばドライバやハンマであってもよい。操作部は、トリガスイッチに限定されず、速度設定ダイヤルであってもよい。演算部は、放射ノイズが許容される場合には、デューティ比が所定値以下か否かにかかわらず、ゲート抵抗値変更モードを実行してもよい。モータは、ブラシ付きモータであってもよい。本発明の動力工具は、電池パックの電力で動作するコードレスタイプに限定されず、外部電源からの電力で動作するコード付きタイプであってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  動力工具、２  ベース、３  ハウジング、３ａ  ハンドル部、５  減速機構、６  モータ、７  トリガスイッチ（操作部）、９  電池パック、１０  プランジャ、１１  ブレード（先端工具）、２０  制御基板、２１  演算部（制御部）、２２  ＩＰＤ回路、２３  ドライバＩＣ、２４  ゲート抵抗値切替回路、２５  スイッチ操作検出回路、２６  レギュレータ、２７  温度検出素子、４２  ホール素子（磁気センサ）、４７  インバータ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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