(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてのモーターと、このモーターの駆動制御用であってモーターの回転数をフィードバック制御する制御回路とを備えた電動工具であって、
変速機能を備えた増減速手段を介して上記モーターの回転を出力部に伝達するものであるとともに、上記制御回路は、上記増減速手段の変速設定における出力部が低速となる低速モードのとき、出力部が高速となる高速モードのときよりもモーター回転数の制御サイクルを遅くするものであることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
上記モーターの回転を直接出力部に伝達する回転出力モードと、上記モーターの回転をインパクト機構を介して出力部に伝達するインパクトモードとを備えているとともに、上記制御回路は、上記回転出力モード時のモーター回転数の制御サイクルよりも、インパクトモード時のモーター回転数の制御サイクルを早くするものであることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
上記制御回路は、操作手段の操作量に応じてモーター回転数を増減させるものであるとともに、上記操作手段の操作量が大であるとき、モーター回転数の制御サイクルを早くし、操作量が小であるとき、モーター回転数の制御サイクルを遅くするものであることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動工具、殊にモーター回転数のフィードバック制御を行っている電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動工具として、ブラシレスＤＣモーターを動力源とするものでは、たとえばＰＷＭ制御によってモーター回転数を可変とするとともに、モーター回転数のフィードバック制御を行うものが多くなっている。
【０００３】
一方、電動工具を使用する作業としては、高速低トルク回転が望まれるものと、低速高トルク回転が望まれるものとがあり、両種の作業に対応することができるように、モーターの回転を変速機能付きの減速機を介して出力部に出力するものが提供されている。
【０００４】
このような変速機能付きの電動工具において、上記のモーター回転数のフィードバック制御を行う場合、変速状態にかかわらずフィードバック制御は同じサイクルで行っていた。
【０００５】
この場合、低速高トルク回転を得られる状態に減速機をセットした時も、高速低トルク回転を得られる状態に減速機をセットした時も、目標モーター回転数に対するモーター回転数の振れ幅は同じとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０９０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて、低速回転を選択する時は、フィードバック制御に伴う回転数の振れ幅ができるだけ小さいことが好ましいことが多いのであるが、高速回転を選択した時と同じフィードバック制御を行っていると、振れ幅を抑えることが難しい。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、低速回転での作業時にはモーター回転数の脈動を小さくすることができる電動工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、駆動源としてのモーターと、このモーターの駆動制御用であってモーターの回転数をフィードバック制御する制御回路とを備えた電動工具であって、変速機能を備えた増減速手段を介して上記モーターの回転を出力部に伝達するものであるとともに、上記制御回路は、上記増減速手段の変速設定における出力部が低速となる低速モードのとき、出力部が高速となる高速モードのときよりもモーター回転数の制御サイクルを遅くするものであることに特徴を有している。変速設定に応じたフィードバック制御の制御サイクルの変更によって、回転数の振れ幅を変えることができるようにしたものである。
【００１１】
また、上記モーターの回転を直接出力部に伝達する回転出力モードと、上記モーターの回転をインパクト機構を介して出力部に伝達するインパクトモードとを備えているものにおいて、上記制御回路は、上記回転出力モード時のモーター回転数の制御サイクルよりも、インパクトモード時のモーター回転数の制御サイクルを早くするものであってもよい。
【００１２】
さらに上記制御回路は、操作手段の操作量に応じてモーター回転数を増減させるものであるとともに、上記操作手段の操作量が大であるとき、モーター回転数の制御サイクルを早くし、操作量が小であるとき、モーター回転数の制御サイクルを遅くするものであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、モーター回転数の設定に応じて制御サイクルを変更するものであり、最終出力部の回転数を低速にする時には、フィードバック制御サイクルを遅くすることでモータ回転数の振れ幅を小さくして、脈動がきわめて小さい回転を得ることができるために、低速回転での作業時の精度を高めることができるものであり、しかも高速回転での作業時に支障が生じることを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の一例の動作を示すフローチャートである。
【図２】同上の概略断面図である。
【図３】同上のブロック回路図である。
【図４】同上の高速モードと低速モードの説明図である。
【図５】(a)は高速モード時のモーター回転数のタイムチャート、(b)は低速モード時のモーター回転数のタイムチャートである。
【図６】他例の動作を示すフローチャートである。
【図７】さらに他例の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図２及び図３に示す電動工具は、モーター１１を内蔵する工具本体１におけるグリップ部の下端に、二次電池を内蔵する電池パック２が着脱自在に装着されて、電池パック２から供給される電流によってモーター１１が駆動されるもので、上記工具本体１内には、モーター１１の回転出力を減速して出力部１３に出力する減速機１２と、トリガスイッチレバー１４の引き量に応じて上記モーター１１の回転数を制御する制御回路３や電源回路３０（図３参照）等を実装した回路基板３９が納められている。
【００１６】
上記トリガスイッチレバー１４を引き込めば、上記制御回路３はトリガスイッチ１７のオンによってモーター１１へのスイッチング素子３２を介した給電を開始してモーター１１を回転させるものであり、またトリガスイッチレバー１４の引き込み量を可変抵抗１８によって検知して上記引き込み量が大きくなるほどモーター回転数が大となるように例えばＰＷＭ制御を行い、トリガスイッチレバー１４を最大限に引き込んだ時には、制御回路３はモーター１１をフル回転させる。
【００１７】
また、上記制御回路３は、モーター１１が内蔵する周波数ジェネレータなどを利用した回転数のフィードバック制御（ＰＩＤ制御）も行っており、トリガスイッチレバー１４の引き量に応じて設定されるモーター回転数目標値にモーター回転数を収束させる。図３中の３０は電源回路、３１は電池電圧検出回路であり、制御回路３は電池電圧検出回路３１で検出された電池電圧に応じたモーター制御も行うものとなっている。
【００１８】
そして、この電動工具における上記減速機１２は、モード切換レバー１５の操作に伴って減速比を２段に切り替える変速機能付きのもので、変速操作により、出力部の回転数は図４に示すように、高速低トルクの高速モードと、低速高トルクの低速モードとを選択することができるものとなっている。
【００１９】
ここで、上記制御回路３は、上記モード切換レバー１５の操作によってオンオフされるスイッチ１６によって、高速モードにあるのか、低速モードにあるのかを検知できるものとなっている。そして制御回路３は、高速モードにある際は、上記のフィードバック制御を行うが、低速モードにあることが検知された時には、モーター回転数のフィードバック制御サイクルを高速モードの際のフィードバック制御サイクルよりも遅くする。
【００２０】
具体的には図１に示すように、高速モードにある時は、スイッチング素子３２を含むモーター駆動回路へのＰＷＭ出力を行いつつ、トリガスイッチレバー１４の引き込み量変動の有無や回転数フィードバックによるＰＷＭオンデューティの増減の必要の有無を判定し、増減が必要と判断された場合はＰＷＭオンデューティを増減させて次のＰＷＭ出力を行うのに対し、低速モードにある時は、「所定時間待つ」というステップを挿入することで、モーター回転数の制御サイクルを高速モード時よりも遅くしている。
【００２１】
フィードバック制御に際してのモーター回転数目標値と検出されたモーター回転数との差などに応じた制御ゲインに関しては高速モード時と低速モード時とで変更はしていないために、高速モード時には図５(a)に示すように、モーター回転数は振れ幅Ｈが大きいものの目標値に早く近づき、低速モード時には図５(b)に示すようにモーター回転数が目標値に到達するのが遅くなるものの、振れ幅Ｈは少なくなる。つまり、低速モード時にはモーター回転数の脈動がきわめて少ないものとなる。
【００２２】
電動工具として、回転方向衝撃を加えるインパクトモードにも切り換えることができるものにおいては、インパクトモード時には制御サイクルを早く、ドリルドライバーモードでは制御サイクルを遅くするようにしてもよい。図６にこの場合のフローチャートを示す。
【００２３】
インパクトモードは、ハンマーばねに力を蓄えることと、これを解放してハンマーでアンビルに回転衝撃を与えることとを繰り返すことで木ねじなどを締め付けるモードであり、この間のモーター１１の回転は、ばねに力を蓄えている間は低速、解放して衝撃を与える間は高速という瞬間的な挙動の繰り返しとなり、モーター回転数目標値に対してのフィードバックも瞬間的な反応が求められることから、フィードバックスピードは早いほうが望ましい。これに対してドリルドライバーモードではモーター回転数は減速機１２を経て直接出力部の回転数となるために、作業精度が求められる場合はインパクトモードに比べてフィードバックスピードを早くしないほうがよいからである。
【００２４】
従って、モード切換レバー１５の操作で上記高速モードと低速モード（いずれもドリルドライバーモード）に加えてインパクトモードへの切り換えもできるようにしている電動工具においては、インパクトモードでのフィードバック制御サイクルをもっとも早く、高速モードではインパクトモードと同等か少し遅い制御サイクルとし、低速モードではもっとも遅い制御サイクルとなるようにするとよい。なお、変速機能を有していない電動工具においても、インパクトモードとドリルドライバーモードとで制御サイクルを変更することは有効である。
【００２５】
また、トリガスイッチレバー１４の引き込み量に応じてモーター回転数を変更している場合、トリガスイッチレバー１４の引き込み量が大となるほど、モーター回転数を高くするために、トリガスイッチレバー１４の引き込み量が所定値を超える時は、制御サイクルを早くし、引き込み量が所定値に達しない時には制御サイクルを遅くするようにしてもよい。図７にこの場合のフローチャートを示す。
【００２６】
この場合も、変速機能を有していない電動工具において、トリガスイッチレバー１４の引き込み量に応じた制御サイクルの変更を行うことは有効である。
【００２７】
上記各実施例では、「所定時間待つ」というステップの挿入によって制御サイクルを変更してフィードバック制御についての処理速度を変更しているが、その他、制御回路３の動作クロックの変更で制御サイクル（時間的間隔）を変更するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  工具本体
２  電池パック
３  制御回路
１０  工具本体
１１  モーター
１２  減速機
１３  出力部
【図１】
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【図２】
0005834240.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005834240.tif 000007
【図７】
0005834240.tif 000008