(57)【要約】【課題】  起動時や高負荷時も安定してモータの駆動制御が可能なモータ駆動制御装置、電動工具及びモータ駆動制御方法を提供する。【解決手段】  ロータ３ａとコイル３ｃを有するステータ３ｂとを有するモータ３と、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力された位置検出信号に基づきロータ３ａの回転位置を検出するホールＩＣ信号検出回路２３と、コイル３ｃに発生する誘起電圧に基づきロータ３ａの回転位置を検出する誘起電圧検出回路２４と、を有するインパクトドライバ１に、モータ３の駆動状態を検出するモータ電流検出回路２１、モータ回転数検出回路２５及びトリガ操作量検出回路２２を設け、検出された駆動状態に応じて、マイコン２６が、ホールＩＣ信号検出回路２３及び誘起電圧検出回路２４を切り替えて回転位置を検出し、検出された回転位置に基づき、インバータ回路部７によるモータへの駆動電圧の供給を制御する。【選択図】図２
2015122823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、巻線を有する固定子と、を有するモータと、
前記回転子の回転位置を検出するための第１位置検出手段と、
前記巻線に発生する誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された前記誘起電圧に基づき、前記回転子の回転位置を検出するための第２位置検出手段と、
前記モータに駆動電圧を供給する供給手段と、
前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
検出された前記駆動状態に応じて、前記第１位置検出手段及び前記第２位置検出手段を切り替えて前記回転位置を検出し、検出された前記回転位置に基づき、前記供給手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記駆動状態検出手段は、前記巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段を有し、
前記制御手段は、前記電流値が電流閾値以下である場合、前記第１位置検出手段により前記回転位置を検出し、前記電流値が前記電流閾値より大きい場合、前記第２位置検出手段により前記回転位置を検出することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記駆動状態検出手段は、前記回転子の回転数を検出する回転数検出手段を有し、
前記制御手段は、前記回転数が回転数閾値以下である場合、前記第１位置検出手段により前記回転位置を検出し、前記回転数が前記回転数閾値より大きい場合、前記第２位置検出手段により前記回転位置を検出することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記第１位置検出手段は、前記回転子が所定の回転位置に到達すると位置検出信号を出力する位置検出素子を有し、
前記駆動状態検出手段は、前記位置検出信号の出力タイミングのずれ量を検出するずれ量検出手段を有し、
前記制御手段は、検出された前記ずれ量がずれ閾値以下である場合、前記第１位置検出手段により前記回転位置を検出し、前記ずれ量が前記ずれ閾値より大きい場合、前記第２位置検出手段により前記回転位置を検出することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記供給手段による前記駆動電圧の供給開始後、所定時間が経過するまでは、前記第１位置検出手段により前記回転位置を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
ハウジングと、前記ハウジングに設けられるトリガと、を備えるとともに、請求項１に記載のモータ駆動制御装置を備える電動工具。
【請求項７】
前記駆動状態検出手段は、前記トリガの操作量を検出するトリガ操作量検出手段を有し、
前記制御手段は、検出された前記操作量が操作閾値以下である場合、前記第１位置検出手段により前記回転位置を検出し、前記操作量が前記操作閾値より大きい場合、前記第２位置検出手段により前記回転位置を検出することを特徴とする請求項６記載の電動工具。
【請求項８】
回転子と、巻線を有する固定子と、を有するモータの駆動を制御するモータ駆動制御方法であって、
前記回転子の回転位置を検出する第１位置検出ステップと、
前記巻線に発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に基づき、前記回転子の回転位置を検出する第２位置検出ステップと、
前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出ステップと、
検出された前記駆動状態に応じて、前記第１位置検出ステップ及び前記第２位置検出ステップを切り替えて前記回転位置を検出し、検出された前記回転位置に基づき、前記モータに駆動電圧を供給する供給ステップと、
を有することを特徴とするモータ駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置、該モータ駆動制御装置を有する電動工具及びブラシレスモータの駆動を制御するモータ駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータを駆動源とするインパクトドライバ等の電動工具が知られている。ブラシレスモータは、永久磁石からなるロータと、コイルが巻きつけられたステータとを有し、コイルに電流が流れることにより、磁界が発生する。コイルに流れる電流は、インバータ回路を用いた制御により、ロータの位置に応じて方向が切り替えられ、磁界の向きに変化が生じる。この磁界の変化により推進力が発生し、ロータが回転する。
【０００３】
このような電動工具では、従来、ホールＩＣによりロータの回転位置を検出し、コイルへの通電方向を制御するホールＩＣ方式が採用されている（例えば、下記特許文献１参照）。図９は、従来の電動工具におけるブラシレスモータの制御ブロック図である。電動工具１００は、モータ１０１、ホールＩＣ１０２、ホールＩＣ信号検出回路１０３、マイコン１０４及びインバータ回路１０５を含んで構成される。
【０００４】
モータ１０１は、４極３相のブラシレスモータであり、ロータ１０１ａ及びステータ１０１ｂを有する。ロータ１０１ａは、２組のＮ極及びＳ極からなる永久磁石１０１ｃを含んで構成され、ステータ１０１ｂは、３相のコイルＵ、Ｖ、Ｗからなる。ホールＩＣ１０２は、永久磁石１０１ｃに対向配置され、永久磁石１０１ｃにより生じた磁界に基づいて、ステータ１０１ｂに対するロータ１０１ａの相対位置を検出して、位置検出信号を出力する。ホールＩＣ信号検出回路１０３は、ホールＩＣ１０２からの位置検出信号に基づき、ロータ１０１ａの回転位置を検出し、マイコン１０４に出力する。マイコン１０４は、ロータ１０１ａの回転位置に基づき、各コイルＵ、Ｖ、Ｗへの通電量及び通電方向を決定する。インバータ回路１０５は、マイコン１０４の制御に基づき、コイルＵ、Ｖ、Ｗへの電力供給を行う。
【０００５】
ところで、上記したホールＩＣ方式の電動工具では、負荷が大きくなり、コイルへの通電量が大きくなると、磁界に乱れが生じ、ホールＩＣによるロータの位置検出に乱れが発生する。その結果、インバータ回路によるコイルへの電力供給に乱れが生じ、モータへの通電量の増大による素子の破損やモータの回転が不安定になるといった不具合が発生していた。
【０００６】
上記した不具合の発生を回避すべく、ホールＩＣ専用の磁石をロータの後部に設け、この磁石を用いて位置を検出する電動工具も開発されているが、コストの増大や工具の大型化を招いてしまうという問題があった。
【０００７】
これに対し、コイルに発生する誘起電圧に基づきロータの位置を検出するセンサレス方式の電動工具が知られている。このようなセンサレス方式の電動工具では、コイルへの通電量が大きくなった場合も、安定してロータの位置検出が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−７２８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記したセンサレス方式の電動工具では、モータの起動時や低回転時には充分な誘起電圧が発生しないため、ロータの位置検出ができない。その結果、モータの回転が安定せず、使用感が悪化するといった問題が生じていた。
【００１０】
したがって、起動時や高負荷時も安定してモータの駆動制御が可能なモータ駆動制御装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るモータ駆動制御装置は、回転子と、巻線を有する固定子と、を有するモータと、回転子の回転位置を検出するための第１位置検出手段と、巻線に発生する誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、検出された誘起電圧に基づき、回転子の回転位置を検出するための第２位置検出手段と、モータに駆動電圧を供給する供給手段と、モータの駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、検出された駆動状態に応じて、第１位置検出手段及び第２位置検出手段を切り替えて回転位置を検出し、検出された回転位置に基づき、供給手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、モータの駆動状態に応じて回転子の位置を検出する手段が切り替えられるので、確実に回転子の位置を検出して、検出された回転位置に応じたモータの駆動制御が可能となる。
【００１３】
また、駆動状態検出手段は、巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段を有し、制御手段は、電流値が電流閾値以下である場合、第１位置検出手段により回転位置を検出し、電流値が電流閾値より大きい場合、第２位置検出手段により回転位置を検出することが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、高負荷時等、巻線への通電量が増大した場合に、誘起電圧に基づく回転位置の検出に切り替えられるので、磁界の乱れによる位置検出の乱れを防止可能となる。したがって、安定したモータの駆動制御が可能となる。
【００１５】
また、駆動状態検出手段は、回転子の回転数を検出する回転数検出手段を有し、制御手段は、回転数が回転数閾値以下である場合、第１位置検出手段により回転位置を検出し、回転数が回転数閾値より大きい場合、第２位置検出手段により回転位置を検出することが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、回転子の回転数が小さい場合は、誘起電圧に基づく回転位置の検出を行わないので、低回転時も確実に位置検出が可能となる。したがって、安定したモータの駆動制御が可能となる。
【００１７】
また、第１位置検出手段は、回転子が所定の回転位置に到達すると位置検出信号を出力する位置検出素子を有し、駆動状態検出手段は、位置検出信号の出力タイミングのずれ量を検出するずれ量検出手段を有し、制御手段は、検出されたずれ量がずれ閾値以下である場合、第１位置検出手段により回転位置を検出し、ずれ量がずれ閾値より大きい場合、第２位置検出手段により回転位置を検出することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、位置検出素子からの位置検出信号の出力に乱れが生じると、誘起電圧に基づく回転位置の検出に切り替えられるので、信号の乱れによる位置検出の乱れを確実に防止可能となる。したがって、安定したモータの駆動制御が可能となる。
【００１９】
更に、制御手段は、供給手段による駆動電圧の供給開始後、所定時間が経過するまでは、第１位置検出手段により回転位置を検出することが好ましい。
【００２０】
かかる構成によれば、起動直後の低回転時は、誘起電圧に基づく回転位置の検出を行わないので、確実に位置検出が可能となる。したがって、回転子の回転数を緩やかに上昇させながらモータを起動するソフトスタート制御が可能となる。したがって、起動直後の過大な突入電流の発生を防止可能となるので、素子の破損が抑止される。
【００２１】
また、本発明に係る電動工具は、ハウジングと、ハウジングに設けられるトリガと、を備えるとともに、上記したモータ駆動制御装置を備えることを特徴とする。
【００２２】
かかる構成によれば、安定したモータの駆動制御が可能となるので、操作性に優れた電動工具の提供が可能となる。電動工具のように負荷変動が大きい場合、或いはトリガの操作量が可変の場合であっても、負荷或いはトリガ操作量に応じて検出手段を切り替えることで、負荷変動にかかわらず安定したモータの駆動制御が可能となる。特に、交流電源に接続して駆動される電動工具は、電池パック等の直流電源により駆動される電動工具に比べてコイルを多く巻くため、電流が大きくなると磁束が乱れやすい。本構成によれば、交流電源により駆動される電動工具であっても、安定したモータの駆動制御が可能となる。
【００２３】
また、駆動状態検出手段は、前記トリガの操作量を検出するトリガ操作量検出手段を有し、制御手段は、検出された操作量が操作閾値以下である場合、第１位置検出手段により回転位置を検出し、操作量が操作閾値より大きい場合、第２位置検出手段により回転位置を検出することが好ましい。
【００２４】
かかる構成によれば、トリガの操作量が大きくなり、巻線への通電量が増大した場合に、誘起電圧に基づく回転位置の検出に切り替えられるので、磁界の乱れによる位置検出の乱れを防止可能となる。したがって、操作性に優れ安全な電動工具の提供が可能となる。
【００２５】
更に、本発明に係るモータ駆動制御方法は、回転子と、巻線を有する固定子と、を有するモータの駆動を制御するために、回転子の回転位置を検出する第１位置検出ステップと、巻線に発生する誘起電圧を検出し、検出された誘起電圧に基づき、回転子の回転位置を検出する第２位置検出ステップと、モータの駆動状態を検出する駆動状態検出ステップと、検出された駆動状態に応じて、第１位置検出ステップ及び第２位置検出ステップを切り替えて回転位置を検出し、検出された回転位置に基づき、モータに駆動電圧を供給する供給ステップと、を有することを特徴とする。
【００２６】
かかる構成によれば、モータの駆動状態に応じて回転子の回転位置を確実に検出可能となるので、回転位置に応じたモータの駆動制御が可能となる。したがって、安定したモータの駆動制御が実現される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るモータ駆動制御装置、電動工具及びモータ駆動制御方法によれば、起動時や高負荷時も回転子の位置を正確に検出可能となるので、負荷変動にかかわらず安定してモータの駆動制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係るインパクトドライバの断面図である。
【図２】実施の形態に係るインパクトドライバにおけるモータの制御ブロック図である。
【図３】ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式による回転位置の検出例を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施の形態に係るインパクトドライバの動作を示すフローチャートである。
【図５】ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切替制御動作の一例を示すタイムチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係るインパクトドライバの動作を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態におけるホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切替例を示すタイムチャートである。
【図８】第３の実施の形態に係るインパクトドライバの動作を示すフローチャートである。
【図９】従来の電動工具におけるブラシレスモータの制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。ここでは、本発明をインパクトドライバに適用した場合を例に、説明を行う。
【００３０】
図１は、実施の形態に係るインパクトドライバの断面図である。インパクトドライバ１は、本発明の電動工具に相当し、図１に示されるように、ハウジング２、モータ３、ギヤ機構４、ハンマ５、アンビル部６、インバータ回路部７及び電源コード８から主に構成される。
【００３１】
ハウジング２は、樹脂製であってインパクトドライバ１の外郭を成しており、略筒状の胴体部２ａと、胴体部２ａから延出されるハンドル部２ｂとから主に構成される。胴体部２ａ内には、図１に示されるように、モータ３が、その軸方向が胴体部２ａの長手方向に一致するように配置されると共に、ギヤ機構４、ハンマ５及びアンビル部６が、モータ３の軸方向一端側に向かって並んで配置されている。
【００３２】
胴体部２ａ内の前側位置には、ハンマ５及びアンビル部６が内蔵される金属製のハンマケース１８が配置されている。ハンマケース１８は、前方に向かうに従って徐々に径が細くなる略漏斗形状を成しており、前端部分には開口１８ａが形成され、開口１８ａから後述する先端工具保持部１６の先端部分が露出し、その先端に開口部１６ａが形成される。また、胴体部２ａには、後述する冷却ファン１４により胴体部２ａ内に外気を吸入及び排出するための図示せぬ吸気口及び排気口が形成されている。当該外気により、モータ３及びインバータ回路部７が冷却される。
【００３３】
ハンドル部２ｂは、胴体部２ａの前後方向略中央位置から下側に向けて延出し、胴体部２ａと一体に構成されている。ハンドル部２ｂの内部には、スイッチ機構９が内蔵されると共に、その延出方向先端位置に、交流電源に接続可能な電源コード８が延出している。ハンドル部２ｂにおいて、胴体部２ａからの根元部分であって前側位置には、作業者の操作箇所となり電子スイッチであるトリガ１０が設けられている。このトリガ１０は、スイッチ機構９と接続しており、モータ３への駆動電力の供給と遮断とを切り替えるために用いられる。また、ハンドル部２ｂと胴体部２ａとの接続部分であって、トリガ１０の直上には、モータ３の回転方向を切り替える正逆切替スイッチ１１が設けられている。更に、ハンドル部２ｂの下部には、制御回路部１２及び電源回路部１３が収容されている。
【００３４】
モータ３は、ブラシレスモータであり、図１に示されるように、出力軸３ｅ及び複数の永久磁石３ｄを備えるロータ３ａと、当該ロータ３ａと対向する位置に配置され複数のコイル３ｃを備えるステータ３ｂとから主に構成される。ロータ３ａは本発明の回転子に相当し、ステータ３ｂは本発明の固定子に相当する、また、コイル３ｃは本発明の巻線に相当する。出力軸３ｅは、軸方向が前後方向と一致するように胴体部２ａ内に配置され、ロータ３ａの前後に突出しており、その突出した箇所でベアリングにより胴体部２ａに回転可能に支承されている。出力軸３ｅにおいて、前側に突出している箇所には、出力軸３ｅと同軸一体に回転する冷却ファン１４が設けられている。
【００３５】
ギヤ機構４は、モータ３の前方に配置されている。ギヤ機構４は、複数の歯車を備える遊星歯車機構で構成される減速機構であり、出力軸３ｅの回転を減速してハンマ５に伝達する。ハンマ５は、前端に一対の衝突部１５を備えている。また、ハンマ５は、バネ５ａにより前方に付勢され、当該付勢力に抗して後方に移動することも可能に構成されている。
【００３６】
アンビル部６は、ハンマ５の前方に配置されており、先端工具保持部１６と、アンビル１７とから主に構成される。アンビル１７は、先端工具保持部１６の後方に、当該先端工具保持部１６と一体に構成され、先端工具保持部１６の回転中心に対して対極に配置された一対の被衝突部１７ａを有する。ハンマ５が回転すると、一方の衝突部１５と一方の被衝突部１７ａとが衝突すると同時に、他方の衝突部１５と他方の被衝突部１７ａとが衝突し、これによりハンマ５の回転力がアンビル１７に伝達され、アンビル１７に打撃が与えられる。また、衝突部１５と被衝突部１７ａとの衝突後、ハンマ５はバネ５ａの付勢力に抗して回転しながら後退する。そして、衝突部１５が被衝突部１７ａを乗り越えると、バネ５ａに蓄えられた弾性エネルギーが解放されてハンマ５は前方に移動し、再び、衝突部１５と被衝突部１７ａとが衝突することとなる。なお、先端工具保持部１６の先端に形成された開口部１６ａには、先端工具が着脱可能に保持される。
【００３７】
インバータ回路部７は、円板状の回路基板上に、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子７ａが設けられて構成される。電源コード８は、商用交流電源と接続することにより、各部に電源を供給する。
【００３８】
次に、モータ３の駆動制御系の構成について、図２に基づき説明する。図２は、実施の形態に係るインパクトドライバにおけるモータの制御ブロック図である。図２において、モータ３、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、制御回路部１２及びインバータ回路部７は、本発明のモータ制御装置を構成する。
【００３９】
モータ３は、本実施の形態では、３相のブラシレスモータから構成される。このブラシレスモータのロータ３ａは、永久磁石３ｄを含んで構成される。永久磁石３ｄは、出力軸３ｅ（図１）の軸方向に延びる２組のＮ極及びＳ極の磁石が、回転方向に９０度毎に交互に配置された構成となっている。ステータ３ｂは、円筒状の外形を有しており、スター結線された３相のステータ巻線（コイル３ｃ）Ｕ、Ｖ、Ｗからなる。ロータ３ａは、本発明の回転子に相当し、ステータ３ｂは、本発明の固定子に相当する。
【００４０】
ロータ３ａの近傍には、３つのホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋが配置されている。ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋは、永久磁石３ｄに対向して回転方向に６０度毎に配置される。これらのホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋは、本発明の位置検出素子に該当し、電磁結合方式により永久磁石３ｄからの磁力を検出し、位置検出信号を出力する。
【００４１】
制御回路部１２は、制御回路電圧供給回路２０、モータ電流検出回路２１、トリガ操作量検出回路２２、ホールＩＣ信号検出回路２３、誘起電圧検出回路２４、モータ回転数検出回路２５、マイコン２６及び制御信号出力回路２７を備えている。
【００４２】
制御回路電圧供給回路２０は、商用交流電源２８から整流回路２９を介して供給される電力に基づき、マイコン２６に電圧を供給する。モータ電流検出回路２１は、本発明の電流検出手段に相当し、モータ３のステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに流れる電流値を検出し、マイコン２６へ出力する。トリガ操作量検出回路２２は、本発明の操作量検出手段に相当し、トリガ１０の操作量（ストローク）を検出し、マイコン２６へ出力する。なお、整流回路２９を構成するダイオードブリッジ、コンデンサ３０は、電源回路部１３に搭載されている。
【００４３】
ホールＩＣ信号検出回路２３は、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋからの位置検出信号に基づき、ロータ３ａの回転位置を検出し、モータ回転数検出回路２５及びマイコン２６へ出力する。ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ及びホールＩＣ信号検出回路２３は、本発明の第１位置検出手段に相当する。以下、ホールＩＣ信号検出回路２３によりロータ３ａの回転位置を検出する方式を、ホールＩＣ方式と記す。
【００４４】
誘起電圧検出回路２４は、各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに発生する誘起電圧を検出する。そして、誘起電圧検出回路２４は、検出した誘起電圧に基づき、ロータ３ａの回転位置を検出し、モータ回転数検出回路２５及びマイコン２６へ出力する。誘起電圧検出回路２４は、本発明の第２位置検出手段に相当する。以下、誘起電圧検出回路２４によりロータ３ａの回転位置を検出する方式を、誘起電圧方式と記す。
【００４５】
モータ回転数検出回路２５は、ホールＩＣ信号検出回路２３からの入力に基づいて、ロータ３ａの回転数値を検出し、マイコン２６へ出力する。また、モータ回転数検出回路２５は、誘起電圧検出回路２４からの入力に基づいて、ロータ３ａの回転数値を検出し、マイコン２６へ出力する。モータ回転数検出回路２５は、本発明の回転数検出手段に相当する。
【００４６】
ここで、図３を用いて、ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式による回転位置の検出と、回転数値の検出とについて、説明する。図３は、ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式による回転位置の検出例を示すタイムチャートである。図３には、上から順に、ステータ巻線Ｕに発生する誘起電圧及び対応する誘起電圧信号、ステータ巻線Ｖに発生する誘起電圧及び対応する誘起電圧信号、ステータ巻線Ｗに発生する誘起電圧及び対応する誘起電圧信号、ホールＩＣ１９ｉから出力される位置検出信号、ホールＩＣ１９ｊから出力される位置検出信号、ホールＩＣ１９ｋから出力される位置検出信号の波形が、それぞれ示されている。
【００４７】
まず、ホールＩＣ方式による回転位置の検出について、説明する。各ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋは、回転するロータ３ａの永久磁石３ｄからの磁力を検出し、Ｈ又はＬの位置検出信号を出力する。本実施の形態では、ロータ３ａは２組４極の永久磁石３ｄを有するため、各ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号は、ロータ３ａが９０度回転する毎に信号値Ｈ、Ｌが切り替わることとなる。また、３つのホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号の信号値の切り替えは、ロータ３ａが３０度回転する毎に生じることとなる。ホールＩＣ信号検出回路２３は、位置検出信号の信号値が切り替わる切替タイミングに基づき、ロータ３ａの回転位置を回転角３０度毎に検出する。図３には、回転角３０度毎に位置検出信号の信号値の切り替えが発生する様子が示されている。
【００４８】
モータ回転数検出回路２５は、位置検出信号の切替タイミングの時間間隔を検出し、この時間間隔に基づき、ロータ３ａの１分あたりの回転数値（ｒｐｍ）を算出する。例えば、切替タイミングの時間間隔をｔａ（ｍｓｅｃ）とすると、回転数値Ｎａ（ｒｐｍ）は、Ｎａ＝（１０００／ｔａ×１２）×６０と算出される。
【００４９】
次に、誘起電圧方式によるロータ３ａの回転位置の検出について、説明する。永久磁石３ｄを有するロータ３ａが回転すると、各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗには、図３に示されるように、誘起電圧が発生する。誘起電圧検出回路２４は、各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの線間電圧をそれぞれ検出し、検出した線間電圧に基づき、誘起電圧の電圧値が０になるゼロクロス点を検出する。このゼロクロスが発生するゼロクロスタイミングは、上記した位置検出信号の切替タイミングに一致する。誘起電圧検出回路２４は、誘起電圧のゼロクロス点に基づき、ロータ３ａの回転位置を回転角３０度毎に検出する。誘起電圧に基づき検出されるロータ３ａの回転位置は、図３に示されるように、ゼロクロス点において信号値が切り替わる誘起電圧信号で表すことができる。本実施の形態では、ステータ巻線Ｕに発生する誘起電圧に対応する誘起電圧信号が、ホールＩＣ１９ｉにより出力される位置検出信号に相当する。また、ステータ巻線Ｖの誘起電圧に対応する誘起電圧信号が、ホールＩＣ１９ｊの位置検出信号に相当し、ステータ巻線Ｗの誘起電圧に対応する誘起電圧信号が、ホールＩＣ１９ｋの位置検出信号に相当する。
【００５０】
モータ回転数検出回路２５は、誘起電圧のゼロクロスタイミングの時間間隔を検出し、この時間間隔に基づき、ロータ３ａの１分あたりの回転数値（ｒｐｍ）を算出する。例えば、ゼロクロスタイミングの時間間隔をｔｂ（ｍｓｅｃ）とすると、回転数値Ｎｂ（ｒｐｍ）は、Ｎｂ＝（１０００／ｔｂ×１２）×６０である。
【００５１】
図２に戻って、マイコン２６は、本発明の制御手段に相当し、モータ電流検出回路２１、トリガ操作量検出回路２２、ホールＩＣ信号検出回路２３、誘起電圧検出回路２４及びモータ回転数検出回路２５からの入力に基づいて、制御信号出力回路２７を制御する。制御信号出力回路２７は、マイコン２６の制御に基づき、後述する信号Ｈ１〜Ｈ６をインバータ回路部７に供給する。
【００５２】
インバータ回路部７の基板上には、３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子７ａ（Ｑ１〜Ｑ６）が搭載される。これら６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御信号出力回路２７に接続され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレイン又は各ソースは、スター結線されたステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これにより、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路２７から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ１〜Ｈ６の駆動信号）に基づきスイッチング動作を行い、商用交流電源２８から整流回路２９を介して供給された電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する。インバータ回路部７は、本発明の供給手段に相当する。
【００５３】
制御信号出力回路２７は、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）の中、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６を駆動するスイッチング素子駆動信号を、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給する。そして、マイコン２６がトリガ操作量検出回路２２からの入力に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることにより、モータ３への駆動電力の供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度とを制御する。また、制御信号出力回路２７は、３個の正電源側スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を駆動するスイッチング素子駆動信号を、出力切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３として供給する。
【００５４】
ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路部７の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３及び負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又は負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることにより、商用交流電源２８から整流回路２９を介して供給される電圧から各ステータ巻線Ｕ、Ｖ，Ｗに供給する電力を制御する。本実施の形態では、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給され、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することにより、各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整して、モータ３の回転速度を制御することができる。なお、ＰＷＭ信号Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６を、正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に出力し、出力切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３をスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に出力する構成であっても良い。また、ＰＷＭ信号Ｈ１〜Ｈ６を対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６にタイミングをずらして出力する構成であっても良い。
【００５５】
マイコン２６は、トリガ操作量検出回路２２からの入力に基づき、ＰＷＭ信号Ｈ４〜Ｈ６を生成し、制御信号出力回路２７に出力する。また、マイコン２６は、ホールＩＣ信号検出回路２３及び誘起電圧検出回路２４からの入力と、正逆切替スイッチ１１（図１）からの入力とに基づき、ロータ３ａの回転位置に応じた出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３を生成する。これにより、ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定の巻線が交互に通電され、ロータ３ａが設定された回転方向に回転する。また、モータ３に供給される電圧値及び電流値は、モータ電流検出回路２１及び図示せぬ電圧検出回路により測定され、その値がマイコン２６にフィードバックされることにより、設定された駆動電力及び電圧値となるように調整される。
【００５６】
更に、マイコン２６は、所定の閾値と切替フラグとを記憶しており、これらのデータに基づいて、ロータ３ａの回転位置の検出方式の切り替えを行う。マイコン２６に記憶される切替フラグは、０または１のデータからなる。マイコン２６は、切替フラグが０のときは、ホールＩＣ方式により回転位置の検出を行う。また、マイコン２６は、切替フラグが１のときは、所定の閾値に基づいて、ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切り替えを行う。切替フラグは、初期状態で０であり、モータ３への通電開始から所定時間が経過すると、１に書き換えられる。本実施の形態では、所定時間は２００ｍｓに設定される。
【００５７】
続いて、第１の実施の形態に係るインパクトドライバ１について、詳細に説明する。インパクトドライバ１は、本実施の形態では、電流値に基づいて、ロータ３ａの回転位置の検出方式の切り替え、すなわちホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切り替えを行う。
【００５８】
本実施の形態では、マイコン２６は、電流閾値を記憶しており、モータ電流検出回路２１により検出された電流値が電流閾値以下のときは、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの回転位置の検出を行い、検出された電流値が電流閾値を超えると、ホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替える。本実施の形態では、マイコン２６に記憶される電流閾値は４Ａである。
【００５９】
次に、第１の実施の形態に係るインパクトドライバ１におけるロータ３ａの回転位置の検出方式を切り替える動作について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。図４は、第１の実施の形態に係るインパクトドライバの動作を示すフローチャートである。
【００６０】
図４に示されるフローチャートは、電源コード８の商用交流電源２８への接続を契機に開始される。作業者がトリガ１０を引くと（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、トリガ操作量検出回路２２がトリガ操作量を検出して、マイコン２６へ出力する。マイコン２６には、切替フラグとして０が記憶されているので（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、マイコン２６は、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの位置の検出を行う（ステップＳ１０３）。すなわち、ホールＩＣ信号検出回路２３がホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋからの信号に基づき検出したロータ３ａの位置に基づき、制御信号出力回路２７及びインバータ回路部７の制御を行う。これにより、モータ３への通電が開始され、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００６１】
マイコン２６は、図示せぬタイマにより通電開始からの時間を計時する。そして、２００ｍｓが経過するまでは（ステップＳ１０５：ＮＯ）、切替フラグ＝０を維持し（ステップＳ１０７）、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの回転位置を検出する。通電開始から２００ｍｓが経過すると（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、マイコン２６は、切替フラグを１に書き換える（ステップＳ１０６）。
【００６２】
切替フラグが１になると（ステップＳ１０２：ＮＯ）、マイコン２６は、モータ電流検出回路２１により検出された電流値を監視する。電流値が４Ａ以下のときは（ステップＳ１０８：ＮＯ）、マイコン２６は、ホールＩＣ方式を継続する（ステップＳ１１０）。電流値が４Ａを超えると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、マイコン２６は、誘起電圧方式に切り替えて、ロータ３ａの回転位置を検出する（ステップＳ１０９）。そして、マイコン２６は、検出された回転位置に基づき、モータ３への通電制御を行い、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００６３】
誘起電圧方式に切り替えた後、モータ電流検出回路２１により検出された電流値が再度４Ａ以下になると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、マイコン２６は、誘起電圧方式からホールＩＣ方式に切り替えて、ロータ３ａの回転位置を検出する（ステップＳ１１０）。マイコン２６は、検出された回転位置に基づき、モータ３への通電制御を行い、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００６４】
トリガ１０の操作が停止されると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、トリガ操作量検出回路２２からの入力に基づき、マイコン２６がモータ３への通電を停止する（ステップＳ１１１）。これにより、ロータ３ａの回転は停止される。また、マイコン２６は、切替フラグを０に書き換える（ステップＳ１１２）。
【００６５】
上記のように、モータ３の起動時は、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの回転位置が検出される。また、モータ３の起動後、所定時間が経過すると、モータ３への通電量に応じて、回転位置の検出方式が切り替えられる。
【００６６】
図５は、ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切替制御動作の一例を示すタイムチャートである。図５には、上から順に、モータ電流検出回路２１により検出される電流値、モータ回転数検出回路２５により検出される回転数値、誘起電圧検出回路２４により検出される誘起電圧のピーク値の時間変化が、それぞれ示されている。
【００６７】
モータ３の起動後、所定時間（２００ｍｓ）は、ロータ３ａの位置検出方式としてホールＩＣ方式が使用される。起動時は、過大な突入電流の発生を防止するため、緩やかに通電量及び回転数を上昇させながらモータを起動するソフトスタート制御が好ましい一方、ロータ３ａの停止時及び低回転時には十分な誘起電圧が発生しないため、誘起電圧方式による位置検出は困難であるからである。モータ３に流れる電流値及びロータ３ａの回転数値は、通電開始後緩やかに上昇する。
【００６８】
電流値が４Ａを超えると、位置検出方式はホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替えられる。このとき、図５に示されるように、ロータ３ａの回転数値は十分に大きく、各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗには充分な誘起電圧が発生している。そのため、誘起電圧方式による位置検出が可能である。その後も、電流値に応じて、位置検出方式の切替制御が実施される。
【００６９】
以上のように、本実施の形態では、ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに流れる電流値が電流閾値を超えると、回転位置の検出方式がホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替えられるので、通電量が増大し、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋからの位置検出信号の出力に乱れが生じた場合も、ロータ３ａの回転位置を正確に検出可能となる。したがって、高負荷時も安定してモータ３の駆動制御が可能となる。また、モータ３の起動後、所定時間が経過するまでは、低回転での位置検出が困難な誘起電圧方式は使用せず、ホールＩＣ方式により回転位置の検出が行われるので、緩やかに通電量及び回転数を上昇させながらモータを起動するソフトスタート制御が可能となる。したがって、突入電流の発生による素子の破損を防止可能となる。すなわち、電動工具のように負荷変動が大きい場合であっても、負荷（本実施の形態では電流）に応じてモータ３の制御方式を切り替えるため、安定してモータ３の駆動制御が可能となる。
【００７０】
次に、第２の実施の形態に係るインパクトドライバ１について、説明する。インパクトドライバ１は、本実施の形態では、ロータ３ａの回転数に基づいて、ロータ３ａの回転位置の検出方式の切り替えを行う。
【００７１】
本実施の形態では、マイコン２６は、回転数閾値を記憶しており、モータ回転数検出回路２５により検出された回転数値が回転数閾値以下のときは、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの回転位置の検出を行い、検出された回転数値が回転数閾値を超えると、ホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替える。本実施の形態では、マイコン２６に記憶される回転数閾値は２０００ｒｐｍである。
【００７２】
次に、第２の実施の形態に係るインパクトドライバ１におけるロータ３ａの回転位置の検出方式を切り替える動作について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。図５は、第２の実施の形態に係るインパクトドライバの動作を示すフローチャートである。
【００７３】
電源コード８が商用交流電源２８に接続された後、作業者がトリガ１０を引くと（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、マイコン２６は、切替フラグ＝０に基づき（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの位置の検出を行う（ステップＳ１０３）。これにより、モータ３への通電が開始され、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００７４】
また、マイコン２６は、通電開始からの時間を計時し、２００ｍｓが経過するまでは（ステップＳ１０５：ＮＯ）、切替フラグ＝０を維持し（ステップＳ１０７）、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの回転位置を検出する。そして、通電開始から２００ｍｓが経過すると（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、マイコン２６は、切替フラグを１に書き換える（ステップＳ１０６）。
【００７５】
マイコン２６は、切替フラグ＝１になると（ステップＳ１０２：ＮＯ）、モータ回転数検出回路２５により検出された回転数値を監視する。回転数値が２０００ｒｐｍ以下のときは（ステップＳ２０８：ＮＯ）、マイコン２６は、ホールＩＣ方式を継続する（ステップＳ２１０）。回転数値が２０００ｒｐｍを超えると（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、マイコン２６は、誘起電圧方式に切り替えて、ロータ３ａの回転位置を検出する（ステップＳ２０９）。そして、マイコン２６は、検出された回転位置に基づき、モータ３への通電制御を行い、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００７６】
誘起電圧方式に切り替えた後、モータ回転数検出回路２５により検出された回転数値が２０００ｒｐｍ以下に低下すると（ステップＳ２０８：ＮＯ）、マイコン２６は、誘起電圧方式からホールＩＣ方式に切り替えて、ロータ３ａの回転位置を検出する（ステップＳ２１０）、そして、マイコン２６は、検出された回転位置に基づき、モータ３への通電制御を行い、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００７７】
トリガ１０の操作が停止されると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、マイコン２６は、モータ３への通電を停止する（ステップＳ１１１）。これにより、ロータ３ａの回転は停止される。また、マイコン２６は、切替フラグを０に書き換える（ステップＳ１１２）。
【００７８】
上記のように、モータ３の起動後、所定時間が経過すると、モータ３の回転数値に応じて、回転位置の検出方式が切り替えられる。
【００７９】
以上のように、本実施の形態では、ロータ３ａの回転数値が回転数閾値以下の場合、ホールＩＣ方式により回転位置の検出が行われるので、誘起電圧方式では回転位置の検出が不可能或いは困難な停止時及び低回転時にも、確実にロータ３ａの回転位置の検出が可能となる。したがって、起動時も安定してモータ３の駆動制御が可能となる。また、通電量が増大する高回転時には、誘起電圧方式に切り替えられるので、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋからの位置検出信号の出力に乱れが生じた場合も、ロータ３ａの回転位置を正確に検出して、安定したモータ３の駆動制御が可能となる。
【００８０】
次に、第３の実施の形態に係るインパクトドライバ１について、説明する。インパクトドライバ１は、本実施の形態では、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号のずれ量に基づいて、ロータ３ａの回転位置の検出方式の切り替えを行う。
【００８１】
本実施の形態では、ホールＩＣ信号検出回路２３は、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号に基づいて、ロータ３ａの回転位置を検出するとともに、位置検出信号の切替タイミングのずれ量を検出し、マイコン２６に出力する。ここで、ホールＩＣ信号検出回路２３は、本発明のずれ量検出手段に相当し、切替タイミングは、各ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋがＨ信号及びＬ信号を出力する出力タイミングに相当する。
【００８２】
また、本実施の形態では、マイコン２６は、ずれ閾値を記憶しており、ホールＩＣ信号検出回路２３により検出されたずれ量がずれ閾値以下のときは、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの回転位置の検出を行い、検出されたずれ量がずれ閾値を超えると、ホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替える。本実施の形態では、マイコン２６に記憶されるずれ閾値は１０度である。
【００８３】
ここで、図７及び図８を用いて、本実施の形態におけるずれ量の算出及び回転位置の検出方式の切り替えについて説明する。図７は、第３の実施の形態におけるホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切替例を示すタイムチャートである。図７には、図３と同様に、ステータ巻線Ｕに発生する誘起電圧及び対応する誘起電圧信号対応する誘起電圧信号、ステータ巻線Ｖに発生する誘起電圧及び対応する誘起電圧信号、ステータ巻線Ｗに発生する誘起電圧及び対応する誘起電圧信号、ホールＩＣ１９ｉから出力される位置検出信号、ホールＩＣ１９ｊから出力される位置検出信号、ホールＩＣ１９ｋから出力される位置検出信号の波形が、それぞれ示されている。
【００８４】
ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号には、ロータ３ａが３０度回転する毎に信号値の切り替えが発生する。信号値が切り替わる切替タイミングは、ロータ３ａの一定の回転速度での回転中は、一定の時間間隔で発生する。また、回転速度が上昇すると、切替タイミングが発生する時間間隔は短くなり、回転速度が低下すると、時間間隔は長くなる。この時間間隔は、ロータ３ａが３０度回転するために要する時間に相当し、回転速度が緩やかに変化する状況下では、前後の時間間隔の数値には大きな変動は生じない。そこで、本実施の形態では、時間間隔の数値に大きな変動があった場合、すなわち切替タイミングに大きなずれがあった場合、位置検出信号の出力に乱れが生じたと判断し、位置検出の方式をホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替えることとする。
【００８５】
なお、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号に乱れが発生するのは、モータ３に流れる電流が大きくなった場合（すなわち負荷が大きくなった場合）である。ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋはロータ３ａの磁束を検出してホールＩＣ信号検出回路２３を介してマイコン２６に位置信号としての情報を送り、マイコン２６はその情報に基づいてインバータ回路部７を制御する。モータ３に流れる電流が大きくなると、コイル３ｃ（ステータ３ｂ）で発生する磁束が大きくなるため、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋは、コイル３ｃからの磁束を検出してしまい、本来、検出すべきロータ３ａの磁束を検出できなくなる。その結果、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋの位置信号の切替タイミングがずれてしまうこととなる。
【００８６】
具体的には、ホールＩＣ信号検出回路２３は、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号のｎ回目の切替タイミングからｎ＋１回目の切替タイミングまでの時間間隔ｔｎを検出する。そして、ｎ＋２回目の切替タイミングが発生すると、ｎ＋１回目の切替タイミングからｎ＋２回目の切替タイミングまでの時間間隔ｔｎ＋１を検出するとともに、前回検出した時間間隔ｔｎと今回検出した時間間隔ｔｎ＋１とを比較し、そのずれ量の回転角換算量を算出する。ここで、ずれ量をθ（度）とすると、θ＝｜（１−ｔｎ＋１／ｔｎ）×３０｜である。ホールＩＣ信号検出回路２３は、算出したずれ量をマイコン２６に出力する。
【００８７】
図７では、ホールＩＣ１９ｋから出力される位置検出信号の信号値が、時刻Ｔ１において、ＨからＬに切り替わっている。この切替タイミングと前回の切替タイミングとの時間間隔は、前回の切替タイミングと前々回の切替タイミングとの時間間隔に比較して短く、１／２になっている。この場合、時刻Ｔ１において発生する切替タイミングのずれ量は１５度と算出される。
【００８８】
なお、本実施の形態では、ホールＩＣ信号検出回路２３によるずれ量の算出は、２回の時間間隔検出値に基づき行われたが、本発明はこれに限定されない。より多くの回数の時間間隔検出値に基づき、ずれ量を算出しても良く、誘起電圧信号との比較によりずれ量を算出しても良い。また、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ毎に、それぞれずれ量を算出しても良い。
【００８９】
マイコン２６は、ホールＩＣ信号検出回路２３から入力されたずれ量とずれ閾値とに基づき、ロータ３ａの回転位置の検出方式の切り替えを行う。時刻Ｔ１におけるずれ量１５度は、ずれ閾値１０度を超えるので、マイコン２６は、時刻Ｔ１において、回転位置の検出方式をホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替える。
【００９０】
次に、第３の実施の形態に係るインパクトドライバ１におけるロータ３ａの回転位置の検出方式を切り替える動作について、図８に示すフローチャートに沿って説明する。図８は、第３の実施の形態に係るインパクトドライバの動作を示すフローチャートである。
【００９１】
電源コード８が商用交流電源２８に接続された後、作業者がトリガ１０を引くと（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、マイコン２６は、切替フラグ＝０に基づき（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ホールＩＣ方式によりロータ３ａの位置の検出を行い（ステップＳ１０３）、ロータ３ａが回転を開始する（ステップＳ１０４）。
【００９２】
また、マイコン２６は、通電開始から２００ｍｓが経過すると（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、切替フラグを０から１に書き換える（ステップＳ１０６）。
【００９３】
切替フラグ＝１になると（ステップＳ１０２：ＮＯ）、マイコン２６は、ホールＩＣ信号検出回路２３により検出されるずれ量を監視する。ずれ量が１０度以下のときは（ステップＳ３０８：ＮＯ）、マイコン２６は、ホールＩＣ方式を継続する（ステップＳ３１０）。ずれ量が１０度を超えると（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、マイコン２６は、誘起電圧方式に切り替えて、ロータ３ａの回転位置を検出する（ステップＳ３０９）。そして、マイコン２６は、検出された回転位置に基づき、モータ３への通電制御を行い、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００９４】
誘起電圧方式に切り替えた後、ホールＩＣ信号検出回路２３により検出されたずれ量が再度１０度以下になると（ステップＳ３０８：ＮＯ）、マイコン２６は、誘起電圧方式からホールＩＣ方式に切り替えて、ロータ３ａの回転位置を検出する（ステップＳ３１０）。マイコン２６は、検出された回転位置に基づき、モータ３への通電制御を行い、ロータ３ａが回転する（ステップＳ１０４）。
【００９５】
その後、トリガ１０の操作が停止されると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、マイコン２６は、モータ３への通電を停止し（ステップＳ１１１）、ロータ３ａの回転を停止させるとともに、切替フラグを０に書き換える（ステップＳ１１２）。
【００９６】
上記のように、モータ３の起動後、所定時間が経過すると、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号の出力タイミングのずれ量に応じて、回転位置の検出方式が切り替えられる。
【００９７】
以上のように、本実施の形態では、ホールＩＣ１９ｉ、１９ｊ、１９ｋから出力される位置検出信号の切替タイミングのずれ量が検出され、検出されたずれ量がずれ閾値を超えると、回転位置の検出方式がホールＩＣ方式から誘起電圧方式に切り替えられるので、位置検出信号の出力の乱れが生じた場合も、モータ３への電力供給に乱れが発生することを確実に回避可能となる。したがって、高負荷によりロータ３ａの回転数値が回転数閾値を超えていないにもかかわらず磁束に乱れが発生する場合や、ホールＩＣの故障等の通電量以外の要因で位置検出信号の出力に乱れが生じた場合にも、ロータ３ａの回転位置を確実に検出可能となるので、安定してモータ３の駆動制御が可能となる。
【００９８】
なお、上記した実施の形態では、本発明をインパクトドライバに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。特許請求の範囲に記載した範囲で、種々の変形や改良が可能である。
【００９９】
例えば、上記した実施の形態では、電流値や回転数値、ずれ量値に基づき、位置検出方式の切り替えを行っているが、トリガ操作量検出回路２２により検出されるトリガ１０の操作量に基づいて位置検出方式の切り替えを行うことも可能である。この場合、マイコン２６は、トリガ操作閾値を記憶する。そして、マイコン２６は、トリガ操作量検出回路２２により検出されたトリガ操作量が、トリガ操作閾値以下の場合はホールＩＣ方式で、トリガ操作閾値を超えると誘起電圧方式で、ロータ３ａの回転位置を検出し、モータ３の駆動制御を行う。
【０１００】
また、上記した実施の形態では、１つの閾値に基づき位置検出方式の切り替えを行っているが、複数の閾値を組合せて切り換えを行っても良い。例えば、回転数値が０〜１０００ｒｐｍの低回転領域ではホールＩＣ方式、回転数値が２０００ｒｐｍ以上の高回転領域では誘起電圧方式により、回転位置の検出を行い、回転数値が１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの中回転領域では、電流値或いはずれ量に基づき、ホールＩＣ方式及び誘起電圧方式の切り替えを行うことも可能である。このように、複数の閾値を組合せることにより、更に正確且つ確実に回転位置の検出が可能となり、モータの駆動制御の更なる安定化が実現される。
【符号の説明】
【０１０１】
１     インパクトドライバ
３     モータ
３ａ   ロータ
３ｂ   ステータ
３ｃ   コイル
３ｄ   永久磁石
７     インバータ回路部
１０   トリガ
１２   制御回路部
２１   モータ電流検出回路
２２   トリガ操作量検出回路
２３   ホールＩＣ信号検出回路
２４   誘起電圧検出回路
２５   モータ回転数検出回路
２６   マイコン
【図１】
2015122823.tif 000003
【図２】
2015122823.tif 000004
【図３】
2015122823.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015122823.tif 000008
【図７】
2015122823.tif 000009
【図８】
2015122823.tif 000010
【図９】
2015122823.tif 000011