(57)【要約】  本発明は、装置を駆動する出力電力を生成するために入力電力源から電力を引き出す電気装置を提供する。上記装置は、入力電力源の少なくとも１つの特性を決定し、上記特性あるいは入力電力源の特性に基づき装置を駆動するために使用される出力電力を調節する回路あるいはその他の手段を具備する。それゆえ、本発明は、例えば電圧及び／あるいは周波数のような電力源の特性が保障される場合、減少されるかあるいは低い出力電力で動作することを可能とする。
2008503998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置を駆動する出力電力を生成するために入力電力源から電力を引き出す電気駆動装置であって、
入力電力源の少なくとも１つの特性を決定する回路と、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性に基づき、装置を駆動する出力電力を調整する回路とを備えることを特徴とする電気駆動装置。
【請求項２】
上記入力電力源は、ＡＣ電力を提供し、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性は、入力ＡＣ電力の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする上記請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記装置を駆動する出力電力を調整する回路は、上記入力電力源が低電圧電力源であると決定される場合に、低出力電力を使用する装置を駆動することを特徴とする上記請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記装置を駆動する出力電力を調整する回路は、上記入力電力源が高電圧電力源であると決定される場合に、高出力電力を使用する装置を駆動することを特徴とする上記請求項２に記載の装置。
【請求項５】
上記装置を駆動する出力電力を調整する回路は、上記入力電力源が低周波数電力源であると決定される場合に、高出力電力を使用する装置を駆動することを特徴とする上記請求項２に記載の装置。
【請求項６】
上記装置が少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを備え、
上記装置の出力電力を調整する回路は、ＤＣ出力電力で少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動することを特徴とする上記請求項２に記載の装置。
【請求項７】
上記装置は、電動工具であることを特徴とする上記請求項６に記載の装置。
【請求項８】
上記入力電力源の少なくとも１つの特性を決定する回路は、入力電力源の少なくとも１つの特性を検出することと、上記少なくとも１つの特性と１以上の以前に設定された参照値とを比較することとにより入力電力源の少なくとも１つの特性を決定し、
入力電力の少なくとも１つの特性に基づき、装置を駆動する出力電力を調整する制御信号を提供する少なくとも１台のコントローラを備えることを特徴とする上記請求項１に記載の装置。
【請求項９】
上記装置を駆動する出力電力を調整する回路は、通常低出力電力を使用する装置を駆動し、
上記少なくとも１台のコントローラは、入力電力の少なくとも１つの特性に基づき、装置を駆動する出力電力を増加させる制御信号を提供することを特徴とする上記請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
上記電力源は、ＡＣ電力を提供し、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性は、入力ＡＣ電力の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを備え、
上記コントローラは、入力電力の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを決定し、入力電力の電圧と周波数のうちの少なくとも１つに基づき、装置を駆動する出力電力を調整する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
上記装置は、装置を駆動するＤＣ出力電力を生成するために入力ＡＣ電源から電力を引き出し、
少なくとも１台のブラシレスＤＣモータと、
少なくとも１台のコントローラとを備え、
上記コントローラは、
入力ＡＣ電力源の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを決定し、
入力ＡＣ電力源の電圧と周波数のうちの少なくとも１つに基づき、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動するＤＣ出力電力を調整するように適用されることを特徴とする上記請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項１２】
上記装置は、装置を駆動するＤＣ出力電力を生成するために入力ＡＣ電源から電力を引き出し、
少なくとも１台のブラシレスＤＣモータと、
少なくとも１台のコントローラとを備え、
上記コントローラは、
上記入力ＡＣ電源の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを決定し、
上記入力電力源が高電圧電力源であることと、上記入力電力源が低周波数電力源であることとのうちのいずれか１つであることを決定した場合に、通常低電力で動作する少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動するためにＤＣ出力電力を増加させるように適用されることを特徴とする上記請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項１３】
入力電力源の少なくとも１つの特性を決定する回路と、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性に基づき、電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する回路とを備えることを特徴とする電力駆動装置を駆動する装置。
【請求項１４】
上記入力電力源は、ＡＣ電源を提供し、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性は、入力ＡＣ電源の電圧と振動数のうちの少なくとも１つを具備することを特徴とする上記請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する回路は、上記入力電力源が低電圧電力源であると決定される場合に、低出力電力を使用する電気駆動装置を駆動することを特徴とする上記請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
上記電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する回路は、上記入力電力源が高電圧電力源であることと、上記入力電力源が低周波数電力源であることとのうちのいずれか１つであることを決定した場合に、高出力電力を使用する電気駆動装置を駆動することを特徴とする上記請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
上記電気駆動装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを備え、
上記装置の出力電力を調整する回路は、ＤＣ出力電力で少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動することを特徴とする上記請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
上記入力電力源の少なくとも１つの特性を決定する回路は、少なくとも１台のコントローラを備え、
上記コントローラは、上記入力電力源の少なくとも１つの特性を検出することと、上記少なくとも１つの特性と１以上の以前に設定された参照値とを比較することとにより入力電力源の少なくとも１つの特性を決定し、
上記入力電力の少なくとも１つの特性に基づき、電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する制御信号を提供するように適用されることを特徴とする上記請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
上記電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する回路は、低出力電力を使用する電気駆動装置を通常駆動し、
少なくとも１台のコントローラは、入力電力の少なくとも１つの特性に基づき、電気駆動装置を駆動する出力電力を増加させる制御信号を提供することを特徴とする上記請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
上記電力源はＡＣ電力を提供し、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性は、入力ＡＣ電源の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを備え、
上記コントローラは、入力電力の電圧と周波数のうちの少なくとも１つを決定し、
上記入力電力の電圧と周波数のうちの少なくとも１つに基づき、電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
入力電力源の少なくとも１つの特性を決定し、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性に基づき、電気駆動装置を駆動する出力電力を調整することを特徴とする電気駆動装置を駆動する方法。
【請求項２２】
上記入力電力源は、ＡＣ電力を提供し、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性は、入力ＡＣ電力の電圧と周波数とのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする上記請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
上記入力電力源が低電圧電力源であると決定される場合、電気駆動装置を駆動するために低出力が使用されることを特徴とする上記請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
上記入力電力源が高電圧電力源であること、上記入力電力源が低周波数電力源であることのうちの少なくとも１つであると決定される場合、高出力電力が電気駆動装置を駆動するために使用されることを特徴とする上記請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
上記電気駆動装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを備え、
上記出力電力は、ＤＣ出力電力で少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動するために調整されることを特徴とする上記請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
上記入力電力源の少なくとも１つの特性を決定する段階は、
上記入力電力源の少なくとも１つの特性を検出することと、
上記少なくとも１つの特性と１以上の以前に設定された参照値とを比較することとを備え、
上記電気駆動装置を駆動する出力電力を調整する段階は、
上記入力電力の少なくとも１つの特性に基づき、電気駆動装置を駆動する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
上記電気駆動装置は、低出力電力を使用して通常駆動され、
上記電気駆動装置を駆動する出力電力は、上記入力電力の少なくとも１つの特性に基づき、増加されることを特徴とする上記請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に電気駆動装置に関する。特に、本発明は装置の出力電力を制限する回路を有する電気駆動装置に関する。
【０００２】
電動手工具のような電気駆動装置は、従来のＡＣモータに代わり、ますますブラシレスＤＣ（以下ＢＬＤＣとする）モータを使用しつつある。ＢＬＤＣモータは、モータのブラシの無い形態により、一般に高速でも信頼性が高く、非常に効率的で、低い電磁気妨害（以下ＥＭＩとする）を生じる。ＢＬＤＣモータは、ＡＣベースの相対物と異なり、入力されるＡＣ入力電力をＤＣ出力電力に変換するために、高効率ＡＣ−ＤＣコンバータを必要とする。更に、厳しい国内と海外の規制基準は、電力コンバータが調和的問題に対処するために力率補正回路を使用することを要求する。
【０００３】
ＢＬＤＣ装置は、他の電気駆動装置と同様に、ＢＬＤＣ装置が幅広い市場浸透を達成するために、ＡＣ電圧の幅広い範囲に亘り、例えば米国市場のために１１０−２２０ＶＡＣ６０Ｈｚから、ヨーロッパ市場のために名目上２２０−２４０ＶＡＣ５０Ｈｚまで、動作しなければならない。この問題を解決するために、装置の電源供給は、一般に、ＡＣ入力にかかわりなく同じＤＣ出力電力を提供するように選定される。しかしながら、所望のＤＣ出力電力の装置により引き出されるＡＣ電流は、入力ＡＣ電圧に基づき変化する。例えば、１１０ＶＡＣで動作する２ＫＷ出力電力の装置は、９０％の変換効率と仮定すれば、２０アンペアを超える入力電流を引き出す。また２２０ＶＡＣで動作する２ＫＷの同じ出力電力の類似な装置は、同じく９０％の変換効率と仮定すると、１０アンペアしか入力電流を引き出さない。このように、米国およびヨーロッパ市場の両方で動作する電気駆動装置は、同じ出力電力のためにかなり異なる電流を引き出す。
【背景技術】
【０００４】
しかしながら、１１０ＶＡＣで動作する米国の回路は、一般的に１５アンペアあるいは２０アンペアのいずれかの容量で制限されるので、問題が生じる。結果として、より低いＡＣ電圧で電気駆動装置を動作するために必要とされるより大きな電流は、回路ブレーカあるいは他の回路保護装置を切断する可能性があり、それは結果として装置の電力損失になる。電力の予想外の損失は、特定の例で危険な状況を生じる可能性があると認められる。従って、電動工具のような電気駆動装置には、装置が限られた電流容量の回路から安全に動作するために、装置の電力出力が制限される必要性が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の好ましい一実施形態において、装置を駆動する出力電力を生成するために入力電力源から電力を引き出す電気駆動装置が提供される。上記装置は、入力電力源の少なくとも１つの特性を決定する回路と、入力電力源の少なくとも１つの特性に基づき、装置を駆動する出力電力を調整する回路とを具備する。本発明の別の好ましい実施形態において、上記回路は、電気駆動装置内に具備されず、代わりにＡＣ電力源を受信し、ＤＣ出力電力を装置に提供する別個の電力コンバータに設けられる。好ましい実施形態は、これにより有益に、装置が入力電力源の特性にかかわりなく安全に動作されるように、対応して入力電力源から引き出される電流を減らす、減少されるかあるいは低い出力電力で動作する電気駆動装置を提供する。入力電力源はＡＣ電力を提供し、入力電力源の特性は、入力ＡＣ電力の電圧、周波数、あるいはそれらの組み合わせである。
【０００６】
好ましい実施形態は、様々な形の電気駆動装置、例えばＤＣ出力電力で駆動される１以上のブラシレスＤＣモータを具備する電気駆動装置、に適用できる。電気駆動装置は、例えば、グラインダ、ドリル、のこぎり等のような、手で操作されるあるいは、その他の電動工具であってもよい。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態の別の態様において、装置を駆動するＤＣ出力電力を生成するために、入力ＡＣ電力源から電力を引き出す電気駆動装置が提供される。上記装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータと、入力ＡＣ電力源の電圧、周波数、あるいはその組み合わせを決定し、入力ＡＣ電力源の電圧、周波数、あるいはその組み合わせに基づき、ブラシレスＤＣモータを駆動するＤＣ出力電力を調整するように適用される少なくとも１台のコントローラとを具備する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態の別の態様において、装置を駆動するＤＣ出力電力を生成するために、入力ＡＣ電力源から電力を引き出す電気駆動装置が提供される。上記装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータと、入力ＡＣ電力源の電圧、周波数、あるいはその組み合わせを決定し、入力電力源が高電圧電力源であるか、あるいは入力電力源が低周波数電力源であるか、あるいはその組み合わせであると決定される場合には、通常低電力で動作するブラシレスＤＣモータを駆動するＤＣ出力電力を増加するように適用される少なくとも１台のコントローラとを具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
好ましい実施形態は、入力ＡＣ電力源の電圧及び／あるいは周波数のような入力電力の少なくとも１つの特性を決定し、自動的にあるいはそれ以外の方法で、入力電力特性に基づき、装置の出力電力を制限するかあるいは調整する電気駆動装置を一般的に提供する。好ましい実施形態のこの態様は、電力源／電力コンバータのような電気駆動装置あるいはその部分が、それにより低い入力電圧で回路ブレーカの切断を防止する装置により引き出される電流を制限するかあるいは調整することを許容する。好ましい実施形態は、電動工具、特にＢＬＤＣモータを有する装置を駆動する電力源／電力コンバータのような、特定の形式の電気駆動装置に関して例示として記載されるが、好ましい実施形態は一般に異なる様々な形式の装置に適用できるものと理解され、従ってそれに限定されない。
【００１０】
図１を参照して、好ましい実施形態が実施される電気駆動装置１００を制限する自動出力電力は、いくつかの主要構成要素を備えている。好ましい実施形態において、電気駆動装置１００は、装置１００の電気駆動構成要素１０２を駆動する電力制御回路１０１を具備し、その回路は入力ＡＣ電力の電圧及び／あるいは周波数のような入力電力２の少なくとも１つの特性を決定し、入力電力特性に基づき装置１００の電気被駆動構成要素１０２を駆動する出力電力を制限するかあるいは調整する。図４に示すように、動力制御回路１０１は、電気被駆動構成要素１０２と一体化され単一ユニットとされてもよく、あるいは電気駆動装置とは異なる別個の構成要素であってもよい。動力制御回路１０１が、電気駆動装置１０１と別個である例において、電気被駆動構成要素１０２を収容する電気駆動装置の部分のサイズは、最小化される可能性があり、それは電動工具に関してユーザ疲労を最小化する。
【００１１】
図２を参照して、電力制御回路１０１は、一般に、ＡＣ電力源２のような電力源からの入力電力の少なくとも１つの特性を検出し、上記特性と１以上の以前に設定された参照値とを比較し、入力電力源の上記特性に基づき装置１００を駆動することを可能とする電力出力を減少させるかあるいはその他で調整する、例えば力率コントローラ２０あるいはマイクロコントローラ３６あるいは他の回路のような少なくとも１台のコントローラを具備する。例えば装置１００の駆動に使用される出力電圧及び／あるいは電流を減少させるか、制限することにより、あるいは対応するコントローラ２０に装置１００を駆動する出力電力を減少させる要因となる、コントローラ２０への過負荷電流信号を増加すること等のような様々な方法により、電力出力は調整されあるいは減少される。
【００１２】
電動工具のような電気駆動装置１００は、以下に示すがこれに限定されない、１以上のコントローラにより駆動されるＢＬＤＣモータ６１を具備する。上記コントローラは、例えば半導体上のP/N NCP1650のような力率コントローラ２０、例えばモトローラ半導体PIN 68HC908MR32のようなマイクロコントローラ３６、例えばPowerex会社P/N PS 11035のようなインバータブリッジモジュール５０等である。
【００１３】
上記力率コントローラ２０は、通常、負荷で装置１００により引き出される総電流を検出でき、装置１００を駆動可能な電流を制限できる。上記インバータブリッジモジュール５０は、一般にＢＬＤＣモータ６１を駆動するために必要なＤＣ電力信号を提供する。上記マイクロコントローラ３６は、インバータブリッジモジュール５０を制御するために使用されてもよい。
【００１４】
ＡＣ電力源２は、装置電力端子１０と１１への接続で、装置１００に電力を供給する。１以上の保護ヒューズ３は、過電流保護のために入力電力回路に具備される。入力ＡＣ電力は、示されるように、ＢＬＤＣモータ６１の駆動のために、＋と−の属性を有するライン１３ａと１３ｂとの間のヘイバーサイン電圧信号Ｖ１を生成するために整流されるブリッジ整流器１２に流れる。ライン１３ａは、抵抗２２の一端に接続する。抵抗２２の他端は、抵抗２４の一端に接続し、さらに力率コントローラ２０のＶｉｎとアンプ２８の入力に接続する。抵抗２２と２４との組合せが電圧Ｖ１を抵抗２２と２４とを介して電圧Ｖ２に減少させる従来の分圧器を形成していることが理解される。図３ａ〜図３ｄは、５０Ｈｚ（低い）と６０Ｈｚ（高い）との異なる周波数のそれぞれでＡＣ電力の低電圧と高電圧の両方で時間を超えてヘイバーサイン電圧Ｖ２の様々なプロットを示している。ヘイバーサイン電圧の大きさは、ＡＣ電力源２から入力電力の周波数と大きさに依存する。入力特性電圧及び／あるいは周波数を検出するコントローラ３６により使用される可能性のある全４電圧、すなわちＶ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ、及びＶ２ｄの間には違いが見られる。
【００１５】
ライン１３ａは、更に電力インダクタ１４の１端に接続する。電力インダクタ１４の他端は、ダイオード１６のアノードに接続し、更にスイッチングＭＯＳＦＥＴトランジスタ１５のドレインに接続する。トランジスタ１５のソースは、回路ＧＮＤに接続し、トランジスタ１５のゲートは、ライン１５ａを介して力率コントローラ２０の出力から駆動される。出力は、トランジスタ１５を変調波形に従い導電性であるオン状態か非導電性であるオフ状態のいずれかであるようにするパルス幅変調波形であるのが好ましい。
【００１６】
ダイオード１６のカソード端は、電解フィルタコンデンサ１８の正端に接続し、３相ＩＧＢＴインバータブリッジあるいはその組み合わせのような、インバータブリッジモジュール５０の電力入力に接続する。この場合、コントローラ２０は、インダクタ１４、ダイオード１６、およびコンデンサ１８と組み合わせて、約４００ボルトのＤＣ電圧Ｖ３を生成することができる。インバータブリッジ５０は、それぞれモータ巻き線６２,６４，６６に接続されているライン５２，５４，５６を介して、ＢＬＤＣモータ６１にＤＣ電力を供給する。インバータブリッジ５０は、ライン４０，４２，及び４４を介してパルス幅変調信号を供給するマイクロコントローラ３６により制御される。ブラシレス検出あるいはホール効果検出のいずれか一方のための通信回路は、これらの回路が当業者によく知られているため、詳細を示さない。正確に言えば、これらの回路は、ブロック２００として一般に示される。ブラシレス検出あるいはホール効果検出回路は、一般的にライン２０１を介して、コントローラ３６がＢＬＤＣモータ６１を制御するために必要な位置フィードバック信号を提供する。
【００１７】
コンデンサ１８の正端は、更に抵抗３０の一端に接続する。抵抗３０の他端は、抵抗３２ａと、電圧帰還のためのコントローラ２０の入力ＦＢと、抵抗３２ｂの一端に接続する。抵抗３２ｂの他端は、トランジスタ３４のドレインに接続する。トランジスタ３４のソースは、接地される。トランジスタ３４のゲートは、プルダウン抵抗３２ｃの一端と、トランジスタ３４の動作を制御する信号を提供するコントローラ３６からの制御ライン３５に接続する。プルダウン３２ｃ抵抗の他端は、接地される。
【００１８】
アンプ２８の出力は、ライン２８を介してコントローラ３６のＡ／Ｄ入力に接続する。アンプ２８は、コントローラ３６のＡ／Ｄ入力から、電圧Ｖ２の緩衝装置の役割を果たす。最後に、抵抗２１の一端は接地され、抵抗２１の他端はライン１３ｂに接続し、それはまた、コントローラ２０のＩｓｅｎｓｅ入力に接続する。抵抗２１は、装置１００により引き出される総負荷電流を検出し、コントローラ２０のＩｓｅｎｓｅ入力に提供される比例電圧を生成する。コントローラ２０は、それにより電圧を検出し、Ｉｓｅｎｓｅ入力へ提供される電圧の大きさに依存し、ＡＣ電源２から引き出される電流を制限する。電力及び電圧のループ安定度のための補償ネットワークは、これらが当業者に良く知られているため、コントローラ２０に示されない。
【００１９】
コントローラ２０は、ライン３３上の帰還電圧を検出し、この帰還電圧と内部で生成された参照電圧とを比較する。NCP1650コントローラにおいて、参照電圧は、４．０ボルトである。エラー信号は、ライン３３上の帰還電圧と内部４．０ボルト参照との差異から生成され、エラー信号は、その後コントローラ２０によりライン１５ａに提供されるパルス幅変調出力信号の幅を制御するために使用されてもよい。このように、ライン３３の電圧が、例えば４．０ボルトの閾値以下に低下した場合、コントローラ２０は「オン」パルスの幅を増加させる。同様に、ライン３３上の電圧が４．０ボルト以上に増加する場合、コントローラ２０はライン１５ａに提供される「オン」パルス幅を減少させる。モータ６１を駆動するためにインバータブリッジモジュール５０に提供されるライン３３上の電圧は、それから分割され、力率コントローラ２０により基準電圧で比較され、コントローラ２０は、この比較に基づき、様々な状態にあるモータ６１に提供される電力を調整する。
【００２０】
電圧Ｖ３＝（（Ｒ３２ａ＋Ｒ３０）／Ｒ３２ａ）＊は、基準電圧である。このため、４ボルトの基準電圧で、低電圧ＡＣ電力源の２００ボルトであるＶ３を得るために、抵抗３０と３２ａは、それぞれ４５３Ｋオームと９．０９Ｋオームの値とすることができる。出力電圧Ｖ３は、ライン３３からＧＮＤまでに見られる抵抗値に、直接関連する。従って、ライン３３とＧＮＤ間の抵抗は、所望のＶ３電圧あるいは出力電力を提供するために調整される。上記抵抗は、制御トランジスタ３４へコントローラ３６により生成される制御信号により調整される。
【００２１】
電力がＡＣ電力源２により最初に印加されるとき、Ｖ２が生成され、アンプ２８は緩衝装置の役割を果たす。この場合、トランジスタ３４は、最初ライン３４の高抵抗により且つプルダウン抵抗３２ｃによりオフである。電圧Ｖ３が最初あるいは通常、例えば２００ボルトの低電力出力である場合、コントローラ３６は、Ａ／Ｄを介して入力電圧をサンプリングし、以前にコントローラメモリ３８にあるいは別の方法で記憶された１以上の値との比較に基づき、ＡＣ電源２からの電力の、大きさ、周波数、あるいはその組合せを決定する。ＡＣ電源２の特性が、例えば６０Ｈｚ（高周波数）の１１０ＶＡＣのように低電圧であると決定される場合、図３ａに示すように、コントローラ３６は、制御ライン３５におよそ０ボルトの論理０である制御信号を提供し、トランジスタ３４をオフに維持する。この場合、装置１００は、電圧Ｖ３を約２００ボルトの低出力に維持する。比較に基づきＡＣ電源２からの電力が、例えば６０Ｈｚの２２０ＶＡＣのように高電圧であると決定される場合、図３ｂに示すように、コントローラ３６は、制御ライン３５におよそ５ボルトの論理１である制御信号出力を提供し、トランジスタ３４のドレイン端をＧＮＤにし、これにより抵抗３２ｂと抵抗３２ａを並行にする。この場合、ＧＮＤへのライン３３に見られる抵抗は、Ｖ３を例えば４００ボルトの高電圧に増加させ、インバータ５０及びその後のモータ６１にフルパワーを提供する。同様に、ＡＣ電源が図３ｃに示すように５０Ｈｚ（低周波数）の低電圧である場合、コントローラ２０は、トランジスタ３４をオフに維持し、電圧Ｖ３を４００ボルトに維持しているライン３５上へ論理０を出力する。この状況は、１１０ＶＡＣが米国でより高いアンペア数でヒューズを溶解させるイングランドで生ずる可能性がある。同様に、コントローラ２０は、図３ｄの交流電源ヘイバーサイン波形（高電圧、低周波数）を４００ボルトのＶ３に維持するためにトランジスタ３４の状態を維持する。
【００２２】
図４を参照して、装置１００の電気被駆動部分１０２を駆動する別個の装置に具備される電力源回路１０１に、別の実施形態が示される。この形態において、一般的な供給回路１０１は、グラインダ、ドリル、鋸等のような様々な別形式の装置の用途に製造される可能性がある。
【００２３】
上記したように、電力源回路１０１は、一般に入力電力源の特性を決定し、装置の電気被駆動部分１０２を駆動する電力出力を提供し、あるいは調節する。回路１０１は、入力電力源の特性を検出することと、この特性と１以上の以前に設定された参照値とを比較することとにより、入力電力源２の特性を決定するように適用される少なくとも１台のコントローラを具備する可能性がある。この場合、このコントローラは入力電力の特性に基づき装置を駆動する電力出力を調節する制御信号を提供する。
【００２４】
出力電力は、さまざまな方法で調節される可能性がある。例えば、装置を駆動する出力電力を調整する回路は、もし入力電力源が低電圧電力源であると決定される場合、低出力電力を使用する装置を駆動してもよく、またはもし入力電力源が高電圧電力源であると決定される場合、高出力電力で装置を駆動してもよい。同様に、入力電力源が低周波数電力源であると決定される場合、装置を駆動する出力電力を調節する回路は高出力電力で装置を駆動してもよい。従って、上記回路は、入力電力源の特性に基づき、通常低出力電力で駆動される装置を駆動する出力電力を増加する制御信号を提供する可能性がある。
【００２５】
本発明の上記の好ましい実施形態は、明確さと理解のために若干詳細に記載されるが、添付のクレームのみにより定義される本発明の範囲から逸脱することなく、発明の詳細な説明の解釈から、形式あるいは細部の様々な変更が可能であることは、当業者により認められる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好ましい実施形態が実施される自動出力電力制限電気駆動装置の主要構成部品を示すブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態により具備される部分回路図である。
【図３ａ】入力電力の複数の異なる形式のさまざまなヘイバーサイン電圧を示すグラフ表示である。
【図３ｂ】入力電力の複数の異なる形式のさまざまなヘイバーサイン電圧を示すグラフ表示である。
【図３ｃ】入力電力の複数の異なる形式のさまざまなヘイバーサイン電圧を示すグラフ表示である。
【図３ｄ】入力電力の複数の異なる形式のさまざまなヘイバーサイン電圧を示すグラフ表示である。
【図４】電気駆動回路が本発明の好ましい実施形態による回路を具備する別個の電力コンバータからＤＣ電力を受け取る本発明の好ましい実施形態の図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  電力源
１００  電気駆動装置
１０１  電力制御回路
１０２  電気被駆動装置
【図１】
2008503998.tif 000003
【図２】
2008503998.tif 000004
【図３ａ】
2008503998.tif 000005
【図３ｂ】
2008503998.tif 000006
【図３ｃ】
2008503998.tif 000007
【図３ｄ】
2008503998.tif 000008
【図４】
2008503998.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月22日(2007.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ＡＣ電力源が第１形式の電力源か、第２形式の電力源かどうかに係わりなく、装置を駆動する出力電力を生成するために入力ＡＣ電力源から電力を引き出し、上記第１形式の電力源が、第１形式の電力源より低い電圧と高い周波数を有する第２形式の電力源より高い電圧と低い周波数を有する電気駆動装置において、
上記入力電力源と接続され、逆の極性を有する第１入力電力ラインと第２入力電力ラインと、
上記第２電力ラインと接続され、入力電力源から引き出される電流を決定する第１回路と、
上記入力電力源から引き出される電流を示す上記第１回路からの信号を受信し、少なくとも上記入力電力源から引き出される電流を示す上記第１回路からの信号に基づき、もし上記入力電力源が高電圧かつ低周波数の電力源であると決定される場合には、高出力電力を使用し、もし上記入力電力源が低電圧かつ高周波数の電力源であると決定される場合には、低出力電力を使用し、装置を駆動する第１入力電力ライン上の電圧を調整する、第２回路とを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
上記装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを備え、上記装置を駆動する第２回路は、上記少なくとも１台のブラシレスＤＣモータをＤＣ出力電力で駆動することを特徴とする上記請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記装置は、電力工具であることを特徴とする上記請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記入力電力源から引き出される電流を決定する第１回路は、少なくとも１台のコントローラを備え、
上記コントローラは、上記入力電力源から引き出される電流を検出し、上記電流と１以上の以前に設定された参照値とを比較し、上記入力電力源の形式に基づき装置を駆動する電力出力を調節する制御信号を提供するように適用されることを特徴とする上記請求項１に記載の装置。
【請求項５】
上記少なくとも１台のコントローラは、上記少なくとも入力電力源から引き出される電流を示す上記第１回路からの信号に基づき、上記装置を駆動する出力電力を増加する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項４に記載の装置。
【請求項６】
上記コントローラは、上記入力電力から引き出される電流を決定し、上記入力電力源から引き出される電流に基づき、上記装置を駆動する電力出力を調節する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項４に記載の装置。
【請求項７】
上記装置は、装置を駆動するＤＣ出力電力を生成するために入力ＡＣ電力源から電力を引き出し、
上記装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータと、
少なくとも１台のコントローラとを備え、
上記コントローラが、入力ＡＣ電力源から引き出される電流を決定し、少なくとも入力ＡＣ電力源から引き出される電流に基づき少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動するＤＣ出力電力を調整するように適用されることを特徴とする上記請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項８】
上記装置は、装置を駆動するＤＣ出力電力を生成するために入力ＡＣ電力源から電力を引き出し、
上記装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータと、
少なくとも１台のコントローラとを備え、
上記コントローラが、入力ＡＣ電力源の電圧と周波数との少なくとも１つを決定し、もし上記入力電力源が、高電圧かつ低周波数電力源であると決定される場合、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを駆動するＤＣ出力電力を増加することを特徴とする上記請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項９】
入力ＡＣ電力源が第１形式の電力源か、第２形式の電力源かどうかに係わりなく、装置を駆動する出力電力を生成するために入力ＡＣ電力源から電力を引き出し、上記第１形式の電力源が、第１形式の電力源より低い電圧と高い周波数を有する第２形式の電力源より高い電圧と低い周波数を有する電気駆動装置を駆動する装置において、
プラス極性の電力ラインを入力し、上記入力電力源に接続されている第１入力と、
マイナス極性の電力ラインを入力し、上記入力電力源に接続されている第２入力と、
上記第２入力ラインに接続され、上記入力電力源から引き出される電流を決定する第１回路と、
入力電力源から引き出される電流を示す上記第１回路からの信号を受信し、少なくとも上記入力電力源から引き出される電流を示す上記第１回路からの信号に基づき出力信号を提供し、もし上記入力電力源が高電圧かつ低周波数電力であると決定される場合には、高出力電力レベルを使用し、もし上記入力電力源が低電圧かつ高周波数電力源であると決定される場合には、低出力電力レベルを使用し、装置を駆動する第１入力電力ラインの電圧を調整し、第２回路とを備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
上記電気駆動装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを備え、上記装置を駆動する第２回路は、上記少なくとも１台のブラシレスＤＣモータをＤＣ出力電力で駆動することを特徴とする上記請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
上記入力電力源から引き出される電流を決定する第１回路は、少なくとも１台のコントローラを備え、
上記コントローラは、上記入力電力源から引き出される電流を検出し、上記電流と１以上の以前に設定された参照値とを比較し、上記入力電力源の形式に基づき電気駆動装置を駆動する電力出力を調節する制御信号を提供するように適用されることを特徴とする上記請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
上記少なくとも１台のコントローラは、上記少なくとも入力電力源から引き出される電流を示す上記第１回路からの信号に基づき、上記電気駆動装置を駆動する出力電力を増加する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
上記コントローラは、上記入力電力源から引き出される電流を決定し、上記少なくとも入力電力源から引き出される電流に基づき、上記電気駆動装置を駆動する電力出力を調節する制御信号を提供することを特徴とする上記請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
入力ＡＣ電力源が第１形式の電力源か、第２形式の電力源かどうかに係わりなく、電気駆動装置を駆動し、上記第１形式の電力源が、第１形式の電力源より低い電圧と高い周波数を有する第２形式の電力源より高い電圧と低い周波数を有する方法において、
少なくともそれぞれ逆の極性を有する第１電力入力ラインあるいは第２電力入力ライン上の入力電力源から引き出される電流を決定し、
少なくとも上記入力電力源から引き出される電流に基づき、もし上記入力電力源がより高い電圧とより低い周波数の電力源であると決定される場合、高出力電力レベルを使用し、もし上記入力電力源がより低い電圧とより高い周波数の電力源であると決定される場合、低出力電力レベルを使用し、上記電気駆動装置を駆動する第１入力電力ライン上の電力を調整することを特徴とする方法。
【請求項１５】
上記電気駆動装置は、少なくとも１台のブラシレスＤＣモータを備え、上記出力電力は、上記少なくとも１台のブラシレスＤＣモータをＤＣ出力電力で駆動するために調節されることを特徴とする上記請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記入力電力源から引き出される電流を決定する段階は、上記入力電力源から引き出される電流を検出し、上記入力電力源から引き出される電流と１以上の以前に設定された参照値とを比較することを備え、
上記電気駆動装置を駆動する電力出力を調整する段階は、上記入力電力源から引き出される電流に基づき、上記電気駆動装置を駆動する制御信号を提供することを備えることを特徴とする上記請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
上記電気駆動装置を駆動する出力電力は、上記入力電力源から引き出される電流に基づき増加されることを特徴とする上記請求項１４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
電力がＡＣ電力源２により最初に印加されるとき、Ｖ２が生成され、アンプ２８は緩衝装置の役割を果たす。この場合、トランジスタ３４は、最初ライン３４の高抵抗により且つプルダウン抵抗３２ｃによりオフである。電圧Ｖ３が最初あるいは通常、例えば２００ボルトの低電力出力である場合、コントローラ３６は、Ａ／Ｄを介して入力電圧をサンプリングし、以前にコントローラメモリ３８にあるいは別の方法で記憶された１以上の値との比較に基づき、ＡＣ電源２からの電力の、大きさ、周波数、あるいはその組合せを決定する。ＡＣ電源２の特徴が、例えば６０Ｈｚ（高周波数）の１１０ＶＡＣのように低電圧であると決定される場合、図３ａに示すように、コントローラ３６は、制御ライン３５におよそ０ボルトの論理０である制御信号を提供し、トランジスタ３４をオフに維持する。この場合、装置１００は、電圧Ｖ３を約２００ボルトの低出力に維持する。比較に基づきＡＣ電源２からの電力が、例えば６０Ｈｚの２２０ＶＡＣのように高電圧であると決定される場合、図３ｂに示すように、コントローラ３６は、制御ライン３５におよそ５ボルトの論理１である制御信号出力を提供し、トランジスタ３４のドレイン端をＧＮＤにし、これにより抵抗３２ｂと抵抗３２ａを並行にする。この場合、ＧＮＤへのライン３３に見られる抵抗は、Ｖ３を例えば４００ボルトの高電圧に増加させ、インバータ５０及びその後のモータ６１にフルパワーを提供する。同様に、ＡＣ電源が図３ｃに示すように５０Ｈｚ（低周波数）の低電圧である場合、コントローラ３６は、トランジスタ３４をオフに維持し、電圧Ｖ３を４００ボルトに維持しているライン３５上へ論理０を出力する。この状況は、１１０ＶＡＣが米国でより高いアンペア数でヒューズを溶解させるイングランドで生ずる可能性がある。同様に、コントローラ３６は、図３ｄの交流電源ヘイバーサイン波形（高電圧、低周波数）を４００ボルトのＶ３に維持するためにトランジスタ３４の状態を維持する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008503998.tif 000010
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３ａ】
2008503998.tif 000011
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３ｂ】
2008503998.tif 000012
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３ｄ】
2008503998.tif 000013
【国際調査報告】
2008503998.tif 000014