(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ、並びにオン位置にある際に電力を前記モータに対してスイッチングするオン／オフスイッチ及び前記モータの動作を制御するコントローラを具備する電動モータ用のモータ制御システムを備える装置において、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にある状態で前記装置が最初に電源に電気的に接続された際に、前記モータの起動を防止する方法であって、
前記装置が最初に前記電源に電気的に接続された時に前記コントローラに電力を印加し、前記モータを前記電源の第１の側に接続する電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧するべく前記コントローラを利用するステップと、
前記コントローラが前記モータを前記電源の第１の側に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧する間、前記オン／オフスイッチが、前記オン位置にあるかどうかを前記コントローラによって判定するステップと、
前記コントローラが前記モータを前記電源の第１の側に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧する間に前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあると判定した際に、前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップは、前記コントローラが前記オン／オフスイッチがオフ位置にあると判定するまで、前記コントローラを利用して、前記モータの正常な動作を不能にするステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コントローラを利用して前記オン／オフスイッチの前記位置を判定するステップは、前記コントローラを利用して、前記モータを通じて電流が流れているかどうかを検知するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
コントローラを利用して前記オン／オフスイッチの前記位置を判定するステップは、前記コントローラを利用して、前記モータに電圧が印加されているかどうかを検知するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記モータを電源に電気的に接続するステップは、前記モータを交流電源に接続するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記モータを前記電源の第１の側に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧するべく前記コントローラを利用する前記ステップは、前記モータに供給される電力が、前記モータがハム音を発生するには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記コントローラを利用して、前記モータを前記交流電源のニュートラルに低導通角で接続するべく前記電子スイッチを点弧するステップを含み、
前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にする前記ステップは、前記コントローラが前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあると判定した後、前記コントローラを利用して、前記モータを前記交流電源のニュートラルに前記低導通角で接続するべく前記電子スイッチを点弧し続けるステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記モータを前記電源の第１の側に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧するべく前記コントローラを利用する前記ステップは、
前記モータに供給される電力が、前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記コントローラを利用して、前記モータを前記交流電源のニュートラルに低導通角で接続するべく前記電子スイッチを点弧するステップを含み、
前記オン／オフスイッチが、前記オン位置にあるかどうかを前記コントローラによって判定するステップは、
前記コントローラを利用して、交流電力のゼロ交差を検知するステップと、
前記交流電力のゼロ交差を検知した際に、前記コントローラを利用して、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを判定するステップと、
を含んでいる請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記装置が最初に前記交流電源に電気的に接続された際に、前記コントローラを利用して、前記低導通角で前記電子スイッチを点弧するステップは、前記コントローラが前記交流電力のゼロ交差を検知した際に、前記コントローラを利用して、前記低導通角で前記電子スイッチを点弧するステップを含んでいる請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップは、前記コントローラが前記オン／オフスイッチがオフ位置にあると判定するまで、前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能するステップを備える請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記モータを電源に電気的に接続するステップは、前記モータを直流電源に電気的に接続するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記モータを前記電源の第１の側に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧するべく前記コントローラを利用する前記ステップは、前記モータに供給される電力が、前記モータがハム音を発生するには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記コントローラを利用して、前記モータを前記直流電源のコモンに接続する電子スイッチを、狭いデューティサイクルでスイッチングするステップを含んでいる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップは、前記コントローラが、前記オン／オフスイッチがオフ位置にあると判定するまで、前記コントローラを利用して、前記モータの正常な動作を不能にするステップを備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
モータがオン動作状態にある状態で前記モータを有する装置が電源に最初に電気的に接続された際に、前記モータの不注意による起動を防止するシステムであって、
前記モータと電源の第１の側との間に接続され、電力を前記モータに対してスイッチングするオン／オフスイッチと、
前記モータと前記電源の第２の側との間に接続された電子スイッチと、
前記モータが最初に前記電源に接続された際に、前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧して前記オン／オフスイッチの位置を判定するべく構成されており、前記モータが前記電源に最初に接続された際に、前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングする位置にある場合に、前記モータの正常な動作を不能にするコントローラと、
前記電子スイッチと前記電源の第２の側に直列接続されるシャント抵抗器と、を備え、
前記オン／オフスイッチの位置を判定するために、前記コントローラは前記シャント抵抗器の両端の電圧を監視することによって前記モータを通じて電流が流れているかどうかを検知するように構成されているシステム。
【請求項１４】
前記モータは、交流電源に電気的に接続されている請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記モータに供給される前記電力が、前記モータがハム音を発生するには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記装置が最初に前記交流電源に接続された際に、前記電子スイッチを低導通角で点弧するべくさらに構成されている請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記モータに供給される前記電力が、前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記装置が最初に前記交流電源に接続された際に、前記電子スイッチを低導通角で点弧するべくさらに構成されており、前記コントローラは、交流電力のゼロ交差を検知し、前記交流電力のゼロ交差を検知した際に、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを判定するべくさらに構成されている請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記コントローラが前記交流電力のゼロ交差を検知した際に前記電子スイッチを前記低導通角で点弧することにより、前記モータが前記交流電源に最初に電気的に接続された際に、前記電子スイッチを前記低導通角で点弧するべく構成されている請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラは、
前記モータが前記交流電源に最初に接続されたときに前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングする閉じた位置にあると判定された際に、前記モータの正常な動作を不能にすると共に、
前記コントローラが、前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングしていないオフ位置に当該オン／オフスイッチが配置されたと判定するまで、前記モータの正常な動作を継続的に不能にするように、
さらに構成されている請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記モータは、直流電源に電気的に接続されている請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記モータに供給される前記電力が、前記モータがハム音を発生するには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記モータが前記直流電源に最初に接続された際に、前記電子スイッチを狭いデューティサイクルでスイッチングするべくさらに構成されている請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、
前記モータが前記直流電源に最初に接続された際に、前記オン／オフスイッチが閉じた位置にあると判定された場合に、前記モータの正常な動作を不能にすると共に、
前記コントローラが、前記オン／オフスイッチが開いた位置に配置されたと判定するまで、前記モータの正常な動作を継続的に不能にするように、
さらに構成されている請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
電動工具であって、
電動工具が電源に接続された際に、前記電源のホット側とコモン側との間に直列に接続される電動モータ、オン／オフスイッチ、および電子スイッチを具備するモータ回路と、
前記モータ回路に電気的に接続されるコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記電動工具が前記電源に最初に接続されると、前記モータを前記電源に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧し、
前記モータを前記電源に接続する前記電子スイッチを前記モータが正常に動作するには不十分なレベルで点弧する間に、前記電動工具が前記電源に最初に接続された際に電力を前記モータにスイッチングしているオン位置に前記オン／オフスイッチがあるかどうかを検知し、前記電動工具が前記電源に最初に接続された際に前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあることを検知した際に、前記モータの正常な動作を不能にし、
前記モータを前記電源に接続する前記電子スイッチを前記モータが回転するには不十分なレベルで点弧する間に、前記コントローラが、前記オン／オフスイッチがオフ位置にスイッチングされたことを検知するまで、前記モータの正常な動作を継続的に不能し、前記オン／オフスイッチが、前記オフ位置にスイッチングされた後に、再度、前記オン位置にスイッチングされた場合に、前記モータを正常動作において動作させる、電動工具。
【請求項２３】
前記モータ回路は、前記モータおよび前記電源と直列に接続されたシャント抵抗器を含み、前記コントローラは、前記シャント抵抗器に電気的に接続されており、前記シャント抵抗器を通じて電流が流れているかどうかを検知し、前記コントローラは、前記シャント抵抗器を通じて電流が流れていることを検知した際に、前記オン／オフスイッチが、前記オン位置にあると検知する請求項２２に記載の電動工具。
【請求項２４】
前記電源は、交流電源であり、前記コントローラは、前記モータが正常に動作するには不十分なレベルで前記モータを前記電源に接続するべく、前記電動工具が前記交流電源に最初に接続された際に、前記電子スイッチを低導通角で点弧し、前記コントローラは、前記電動工具が最初に前記交流電源に接続された際に、交流電力のゼロ交差を検出し、前記交流電力の前記ゼロ交差を検出した際に、前記シャント抵抗器を通じて電流が流れているかどうかを検知する請求項２３に記載の電動工具。
【請求項２５】
前記コントローラは、前記モータに供給される前記電力が、前記モータにハム音を発生させるには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記電子スイッチを低導通角で点弧する請求項２４に記載の電動工具。
【請求項２６】
前記コントローラは、前記交流電力のゼロ交差を検知した際に、前記電子スイッチを前記低導通角で点弧する請求項２４に記載の電動工具。
【請求項２７】
前記電源は、直流電源であり、前記コントローラは、前記モータが正常に動作するには不十分なレベルで前記モータを前記電源に接続するべく、前記電動工具が前記直流電力に最初に接続された際に、前記電子スイッチを低デューティサイクルで点弧する請求項２３に記載の電動工具。
【請求項２８】
前記コントローラは、前記モータに供給される前記電力が、前記モータにハム音を発生させるには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記電子スイッチを低デューティサイクルで点弧する請求項２７に記載の電動工具。
【請求項２９】
前記オン／オフスイッチは、前記モータの第１の側と前記電源のホット側との間に接続されており、前記電子スイッチの第１の側は、前記モータの第２の側に接続されており、前記シャント抵抗器は、前記電子スイッチの第２の側を前記電源のコモン側に接続している請求項２４に記載の電動工具。
【請求項３０】
前記コントローラは、前記モータ回路に電気的に接続されており、前記電動工具が前記電源に最初に接続された際に、前記モータに電圧が印加されているかどうかを検知し、前記モータに電圧が印加されていることを検知した際に、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを検知する請求項２２に記載の電動工具。
【請求項３１】
前記オン／オフスイッチは、前記モータの第１の側と前記電源のホット側との間に接続されており、前記電子スイッチは、前記モータの第２の側と前記電源のコモン側との間に接続されており、前記コントローラは、前記モータの前記第１の側と前記オン／オフスイッチと間の接点および前記モータの前記第２の側と前記電子スイッチとの間の接点のうちの少なくとも１つに電気的に接続されている請求項２２に記載の電動工具。
【請求項３２】
前記コントローラは、増幅器によって前記少なくとも１つの接点に電気的に接続されている請求項３１に記載の電動工具。
【請求項３３】
前記コントローラは、少なくとも１つの抵抗器によって前記少なくとも１つの接点に電気的に接続されている請求項３１に記載の電動工具。
【請求項３４】
前記電子スイッチは、シャント抵抗器を通じて、前記電源の前記コモン側に接続されている請求項３１に記載の電動工具。
【請求項３５】
前記電源は、交流電源であり、前記コントローラは、前記モータに供給される電力が、前記モータがハム音を発生するには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記電動工具が前記交流電源に最初に接続された際に、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあることを検知した場合に、前記電子スイッチを低導通角で点弧する請求項３１に記載の電動工具。
【請求項３６】
前記電源は、直流電源であり、前記コントローラは、前記モータに供給される電力が、前記モータがハム音を発生するには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記電動工具が前記直流電源に最初に接続された際に、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあることを検出した場合に、前記電子スイッチを低デューティサイクルで点弧する請求項３１に記載の電動工具。
【請求項３７】
電動工具が電源に最初に接続された際に、前記電動工具のモータの不注意による起動を防止する方法であって、前記モータは、オン／オフスイッチおよび電子スイッチと直列にモータ回路内において接続されている方法において、
前記電動工具が前記電源に最初に接続されると、前記モータを前記電源に接続する前記電子スイッチを前記モータが正常に動作するには不十分なレベルで点弧するステップと、
前記モータを前記電源に接続する前記電子スイッチを前記モータが正常に動作するには不十分なレベルで点弧する間に、前記電動工具が前記電源に最初に接続された際に前記オン／オフスイッチがオン位置にあるかどうかを検知するステップと、
前記電動工具が前記電源に最初に接続された際に前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあることを検知した際に、前記オン／オフスイッチがオフ位置にスイッチングされるまで、前記モータの正常な動作を不能にするステップと、
前記オン／オフスイッチが、前記オフ位置にスイッチングされた後に、再度、前記オン位置にスイッチングされた際に、前記モータを正常に動作させるステップと、
を備える方法。
【請求項３８】
前記電動工具は、前記モータ回路に電気的に接続されたコントローラを含んでおり、
前記電動工具が前記電源に最初に接続された際に、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを検知するステップは、前記コントローラを利用して、前記モータ回路を通じて電流が流れているかどうか、および、前記モータに電圧が印加されているかどうかのうちの少なくとも１つを検知するステップを含んでいる請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
オン位置にある際に電力を前記モータに対してスイッチングするオン／オフスイッチと、前記モータの動作を制御するコントローラと、を具備する電動モータ用のモータ制御システムにおいて、前記オン／オフスイッチが前記オン位置にある状態で前記モータを有する装置が最初に交流電源に電気的に接続された際に、前記モータの起動を防止する方法であって、
前記モータに供給される電力が前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記モータが最初に前記交流電源に電気的に接続された時に、前記コントローラを利用して、前記モータを前記交流電源のニュートラルに接続する電子スイッチを、低導通角で点弧するステップと、
前記コントローラを利用して、前記交流電力のゼロ交差を検知し、前記交流電力のゼロ交差を検知した際に前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを判定するステップと、
前記モータが最初に前記電源に電気的に接続されたときに前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあると判定した際に、前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップを、
を含む方法。
【請求項４０】
前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップは、前記コントローラが前記オン／オフスイッチがオフ位置にあると判定するまで、前記コントローラを利用して、前記モータの正常な動作を不能にするステップを備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記モータが最初に前記交流電源に電気的に接続された時に、前記コントローラを利用して、前記電子スイッチを低導通角で点弧するステップは、前記コントローラが前記交流電力のゼロ交差を検知した際に、前記コントローラを利用して、前記低導通角で前記電子スイッチを点弧するステップを含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするステップは、前記オン／オフスイッチがオフ位置にあると前記コントローラに判定されるまで、前記コントローラを利用して、前記モータの正常な動作を不能にするステップを備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
モータがオン動作状態にある状態で前記モータを有する装置が交流電源に最初に電気的に接続された際に、前記モータの不注意による起動を防止するシステムであって、
前記モータと前記交流電源の第１の側との間に接続され、電力を前記モータに対してスイッチングするオン／オフスイッチと、
前記モータと前記交流電源の第２の側との間に接続された電子スイッチと、
前記モータに供給される電力が前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記モータを有する前記装置が最初に前記交流電源に接続された時に、前記電子スイッチを低導通角で点弧するように構成され、かつ交流電力のゼロ交差を検知し、前記交流電力のゼロ交差を検知した際に前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを判定して、前記モータが前記交流電源に最初に接続された際に前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングする位置にあると判定した際に、前記モータの正常な動作を不能にするように構成されたコントローラと、
シャント抵抗器と、を備え、
前記オン／オフスイッチの位置を判定するために、前記コントローラは前記シャント抵抗器の両端の電圧を監視することによって前記モータを通じて電流が流れているかどうかを検知するように構成されているシステム。
【請求項４４】
前記コントローラは、前記モータに供給される電力が前記モータにハム音を発生させるには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記電子スイッチを前記低導通角で点弧する請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記コントローラは、前記コントローラが前記交流電力のゼロ交差を検知した際に前記低導通角で前記電子スイッチを点弧することにより、前記低導通角で前記電子スイッチを点弧するように構成されている請求項４３に記載のシステム。
【請求項４６】
前記コントローラは、
前記モータを有する前記装置が前記交流電源に最初に接続されたときに前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングする閉じた位置にあると判定された際に、前記モータの正常な動作を不能にすると共に、
前記コントローラが、前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングしていないオフ位置に当該オン／オフスイッチが配置されたと判定するまで、前記モータの正常な動作を継続的に不能にするように、
さらに構成されている請求項４３に記載のシステム。
【請求項４７】
モータがオン動作状態にある状態で前記モータを有する装置が交流電源に最初に電気的に接続された際に、前記モータの不注意による起動を防止するシステムであって、
前記モータと前記交流電源の第１の側との間に接続され、電力を前記モータに対してスイッチングするオン／オフスイッチと、
前記モータと前記交流電源の第２の側との間に接続された電子スイッチと、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記モータに供給される電力が前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記モータを有する前記装置が最初に前記交流電源に接続された時に、前記電子スイッチを低導通角で点弧し、
かつ交流電力のゼロ交差を検知し、前記交流電力のゼロ交差を検知した際に前記オン／オフスイッチが前記オン位置にあるかどうかを判定すると共に、
前記モータが前記交流電源に最初に接続された際に前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングする位置にあると判定した際に、前記コントローラを利用して前記モータの正常な動作を不能にするように、
構成されているシステム。
【請求項４８】
前記コントローラは、前記モータに供給される電力が前記モータにハム音を発生させるには十分であるが前記モータが回転するには不十分なものになるように、前記電子スイッチを前記低導通角で点弧する請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記コントローラは、前記コントローラが前記交流電力のゼロ交差を検知した際に前記低導通角で前記電子スイッチを点弧することにより、前記モータが前記交流電源に最初に電気的に接続された際に前記低導通角で前記電子スイッチを点弧するように構成されている請求項４７に記載のシステム。
【請求項５０】
前記コントローラは、
前記コントローラが、前記オン／オフスイッチが電力を前記モータにスイッチングしていないオフ位置に当該オン／オフスイッチが配置されたと判定するまで、前記モータの正常な動作を継続的に不能にするように、
さらに構成されている請求項４７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００３年２月７日付けで出願された米国特許出願第１０／３６０，９５７号の一部継続出願である。この出願の開示内容は、本引用により、本明細書に包含される。
【０００２】
本発明は、一般に、電気モータ用の制御システムに関し、さらに詳しくは、モータを制御するオン／オフスイッチが「オン」位置に保持された状態でモータが最初に電源に接続された際に、不注意によるモータの起動を防止する制御システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
通常、電動工具や家庭用電化製品などのモータ駆動装置においては、装置のオン／オフスイッチが「オン」位置にある状態で装置を電源に接続すると、装置のモータが突然起動することになる。そして、このモータの突然の起動が、不注意によるものであり、装置のユーザが予期していない場合には、その工具の近くのその他の物品や工具自体に損傷が発生することになる。このような不注意による起動を防止するためのいくつかの既存の方法においては、オン／オフスイッチの位置を直接的に監視し、オン／オフスイッチが「オン」位置にある状態で電源が工具または電化製品に接続された場合に、モータの起動を防止するべく、モータ駆動装置のオン／オフスイッチに接続された専用の回路を使用している。あるいは、別の既存の方法においては、この種の不注意による起動を防止するべく、別個の装置を使用している。すなわち、このような別個の装置により、モータ駆動装置が第１の装置に接続されており、この第１の装置が電源に接続されている。そして、不適切な状態が発生すると、この第１の装置が、モータ駆動装置から電源を切断するのである。しかしながら、このような既存の方法および装置の使用には、追加的な支出と不便さが伴っており、かつ、追加的な相互接続が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、装置のオン／オフスイッチが「オン」位置にある状態で電源が最初に装置に供給された際に、モータ駆動装置の不注意による起動を防止し、かつ、前述の問題や追加的な費用を伴わないシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様による方法およびシステムは、モータを制御するモータ制御（すなわち、オン／オフ）スイッチが「オン」位置にある状態でモータが最初に電源に接続された際に、モータの不注意による起動を防止する。この方法は、モータが電源に最初に接続された際に、モータの電気的パラメータを検知することにより、オン／オフスイッチがオン位置にあるかどうかを判定する。本発明の一態様においては、このモータの電気的パラメータは、モータを通じて電流が流れているかどうかということである。また、本発明の別の態様においては、この電気的パラメータは、モータに電圧が存在しているかどうかということである。
【０００６】
また、本発明の一態様においては、このシステムは、モータをオンまたはオフにスイッチングする電子スイッチと、モータが最初に電源に接続された際に、このモータ制御スイッチがオンまたはオフであるかどうかを判定するコントローラと、を含んでいる。また、このコントローラは、モータが最初に電源に接続された際に、モータ制御スイッチの位置に基づいて、モータに供給する電力量を制御する。
【０００７】
本発明については、以下の詳細な説明と添付の図面を参照することにより、さらに十分に理解することができよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、電力がモータ駆動装置１４に最初に供給された際に、モータ駆動装置１４の不注意による起動を防止するべくモータ駆動装置１４内に含まれている本発明のシステム１０の概略図である。本発明のこの実施例においては、システム１０は、オン／オフスイッチまたはトリガとも呼ばれるモータ制御スイッチ２２が閉じた（すなわち、「オン」）位置にある状態でモータ１８が最初に電源に接続された場合に、モータ駆動装置１４内に含まれているモータ１８の動作を防止する。
【０００９】
モータ１８は、モータ駆動装置１４が利用する回転力や線形力などの力を供給することにより、例えば、マイタソーの歯の回転やドリルのドリルビットのスピンなどの機能を実行する。なお、このモータ駆動装置１４は、図１には、マイタソーとして示されているが、モータ駆動装置１４は、電気モータが供給する力を利用することにより、意図する機械的な機能を実行する任意の電気機械装置であってよいことを理解されたい。例えば、モータ駆動装置１４は、テーブルソー、丸鋸、ドリル、ベルトサンダー（ベルト式研磨機）などの電動工具や、ミキサ、ブレンダ（料理用ミキサー）、缶切、フードプロセッサ、または自動ナイフなどの電化製品から構成することも可能であろう。さらには、図１は、交流電力をモータ１８に供給する電源コード２６を具備するモータ駆動装置１４を示しているが、モータ駆動装置１４は、電池によってエネルギー供給するものなど、直流電力を利用してモータ１８を動作させる携帯型のモータ駆動装置であってもよい。従って、このシステム１０は、交流および直流電力が供給されるモータ駆動装置１４に適用可能であり、この観点において、モータ１８は、交流モータとして説明しているが、これは、この代わりに、直流モータであってもよい。例えば、このモータ１８は、交流もしくは直流電力が供給されるユニバーサルモータ、永久磁石モータ、またはリニアモータであってよい。
【００１０】
このシステム１０は、コントローラ３０と、モータ制御スイッチ２２と、を含んでいる。コントローラ３０（これは、例えば、制御モジュールであってよい）は、好ましくは、モータ１８の特定のアプリケーションに固有の異なる動作仕様と異なる動作パラメータを具備する複数の異なるモータを利用したモータ駆動装置１４などの複数のモータ駆動の工具や電化製品に使用するのに適している。
【００１１】
図２は、本発明の実施例による交流電源およびモータ１８に接続可能な（図１に示されている）システム１０の概略電気回路図であり、この場合には、モータ１８は、交流モータである。コントローラ３０には、モータ制御スイッチ２２の位置を判定し、このモータ制御スイッチ２２の位置に基づいて、モータ１８に供給する電力量を制御する参照符号３２によって示された制御回路が含まれている。一実施例においては、この制御回路３２は、トライアック（登録商標）、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、または電圧制御装置などの電子スイッチ４２を制御するべくプログラムされたマイクロコントローラ３８に電力を供給する電源３４を含んでいる。このマイクロコントローラ３８は、任意の適当なマイクロコントローラであってよい。なお、このシステム１０に使用するのに特に適したマイクロコントローラの１つは、カリフォルニア州サンノゼに所在するＡＴＥＭＬ，  Ｉｎｃ．（ＡＴＭＥＬ，  Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，  ＣＡ）が販売しているＡＴ２６マイクロコントローラである。
【００１２】
このシステム１０は、電源のホット側とニュートラル（コモン）側の間に、モータ制御スイッチ２２、電子スイッチ４２、およびシャント抵抗器６２と直列に接続されたモータ１８を具備するモータ回路１７を含んでいる。この図２の実施例においては、モータの一方の側は、モータ制御スイッチ２２を通じて、（図１に示されている）電源コード２６を介し、交流商用電源のホット側などの電源に接続されており、モータ１８のもう一方の側は、電子スイッチ４２、シャント抵抗器６２、および電源コード２６を通じて、交流商用電源のニュートラル側に接続されている。図示のごとく、電子スイッチ４２とシャント抵抗器６２も、コントローラ３０内に含まれている。そして、このコントローラ３０には、さらに、マイクロコントローラ３８が交流電圧のゼロ交差を検知するために利用する抵抗器５０、５２および５４ならびにクランプダイオード５６および５８を具備する分圧器回路４６が含まれている。この分圧器回路４６は、回路ライン６０を介して、マイクロコントローラ３８のポート３８ａに接続されている。抵抗器５０、５２、および５４は、マイクロコントローラ３８が使用可能な電圧レベルに交流電源電圧を分割し、クランプダイオード５６および５８は、交流電源電圧に電圧スパイクが発生した場合に、マイクロコントローラ３８の損傷を防止する。なお、この分圧器回路のすべてまたは一部をマイクロコントローラ３８内に含むことも可能であろう。例えば、ＡＴ２６マイクロコントローラの場合には、ポート３８ａに、内部クランプダイオードを具備している。
【００１３】
このコントローラ３０には、電子スイッチ４２に接続された出力ポート３８ｂがさらに含まれている。そして、この図２の実施例においては、コントローラ３０は、増幅器６６によってモータ回路１７に電気的に接続されている。この増幅器６６は、シャント抵抗器６２の一側に接続された第１の入力と、シャント抵抗器６２の他側に接続された第２入力を具備している。そして、この増幅器の出力６６は、マイクロコントローラ３８の入力ポート３８ｃに接続されている。
【００１４】
モータ１８の動作は、コントローラ３０によって制御されている。モータ１８の動作を制御するべく、コントローラ３０は、マイクロコントローラ３８が制御する電子スイッチ４２を介して、モータ１８を通じて流れる電流、またはこのモータに印加される電圧、あるいは、これらの両方を制御する。このコントローラ３０の１つの機能は、モータ制御スイッチ２２の位置を監視し、このモータ制御スイッチ２２が閉じた（すなわち、「オン」）位置にある状態で電力がモータ１８に印加された際に、モータ１８の起動を防止することである。
【００１５】
コントローラ３０は、モータ制御スイッチ２２の位置とは無関係に、電源コード２６が交流電源に接続されると、常に電源が投入される。そして、コントローラ３０の電源が投入されると、マイクロコントローラ３８が、ポート３８ａにおいて交流電圧のゼロ交差を検知し、ポート３８ｂから出力される信号を介して、電子スイッチ４２の操作を開始する。一実施例においては、この電子スイッチ４２は、トライアック（登録商標）である。なお、図２〜図６と関連する典型的な実施例においては、この電気スイッチ４２をトライアック（登録商標）４２と呼ぶこととする。
【００１６】
マイクロコントローラ３８は、交流電源からの分圧された電圧を計測し、この計測した電圧から交流電圧のゼロ交差を判定する。あるいは、この代わりに、この分圧器回路４６は、例えば、交流電圧がゼロ交差した際に遷移する「デジタル」信号をマイクロコントローラ３８のポート３８ａに供給するべく構成するか、あるいは、このようなデジタル信号を供給する回路と置き換えることも可能である。
【００１７】
一実施例においては、マイクロコントローラ３８は、交流電圧のゼロ交差を検出すると、即座に、例えば、正の半サイクルの場合には、１６０°〜１７５°の間の（ならびに、負の半サイクルの場合には、３４０°〜３５５°の間の）低導通角で、トライアック（登録商標）４２を点弧する試みを開始する。なお、この導通角は、分圧器回路４６によってポート３８ａに生成される交流電圧のアナログ表現から導出することも可能であり、あるいは、ポート３８ａにおける交流信号のゼロ交差において生じる時間遅延を介して判定することも可能である。モータ１８およびトライアック（登録商標）４２を通じて電流が流れるには、モータ制御スイッチ２２は、閉じた位置になければならない。ただし、モータ１８およびトライアック（登録商標）４２を通じて電流が流れているかどうかとは無関係に、コントローラ３０が最初に電源投入された際には（すなわち、モータが最初に交流電源に接続された際には）、マイクロコントローラ３８は、低導通角でトライアック（登録商標）４２を点弧するべく試みる。従って、モータ１８が、モータ制御スイッチ２２が閉じた位置にある状態で不注意によって（または、予期せずに）交流電源に接続された場合には、トライアック（登録商標）４２は、モータに供給される電力がモータが正常に動作するには不十分なものになるように、十分に低い導通角で点弧される。この結果、モータ制御スイッチ２２の位置とは無関係に、モータ駆動装置１４のモータ１８は、交流電源に最初に接続された際に、突然、動作することにはならない。
【００１８】
そして、低導通角におけるトライアック（登録商標）４２を点呼を開始するのと実質的に同時に、マイクロコントローラ３８は、モータ制御スイッチ２２が開いたまたは閉じた位置（すなわち、「オン」または「オフ」）にあるかどうかを判定するべくプログラムされている。そして、モータ制御スイッチ２２が閉じた（すなわち「オン」）位置にある場合には、制御ユニット３０は、後述するように、モータ１８にエネルギーを供給しないように（あるいは、モータが回転せずにハム音のみを発生する十分に低いレベルにおいてエネルギーを供給するように）トライアック（登録商標）４２を制御する。
【００１９】
一実施例においては、モータ制御スイッチ２２の位置を判定するために、マイクロコントローラ３８は、モータ１８を通じて電流が流れているかどうかを検知するべくプログラムされている。図２の実施例においては、マイクロコントローラ３８は、増幅器６６を通じてポート３８ｃに供給されるシャント抵抗器６２の両端の電圧を監視することにより、モータ１８を通じて電流が流れているかどうかを検知する。この図２に示されている実施例においては、シャント抵抗器６２の値は、十分小さなものになっており、シャント抵抗器６２の両端の電圧をマイクロコントローラ３８がポート３８ｃにおいて検知可能なレベルに増幅器６６によって増幅する必要がある。ただし、大きな抵抗値を具備するシャント抵抗器６２を使用することも可能であり、この場合には、例えば、トライアック（登録商標）スイッチ４２の一方の側とシャント抵抗器６２の一方の側との間の接点をマイクロプロセッサ３８のポート３８ｃに接続することにより、シャント抵抗器６２の両端の電圧をマイクロプロセッサ３８に直接提示可能であることを理解されたい。また、増幅器６６の代わりに使用する内部増幅器をマイクロコントローラ３８内に含むことも可能であろう。
【００２０】
この図２の実施例においては、ポート３８ｃに供給される電圧信号は、アナログ信号である。しかしながら、この代わりに、別個のサブシステムを使用してシャント抵抗器６２の両端の電圧を計測し、ポート３８ｃにデジタル信号を提示することにより、モータ１８を通じて電流が流れているかどうかを示すことも可能であろう。また、この図２には、トライアック（登録商標）４２、シャント抵抗器６２、および増幅器６６がコントローラ３０内に含まれるものとして示されているが、トライアック（登録商標）４２、シャント抵抗器６２、および増幅器６６、またはこれらの任意の組み合わせを、コントローラ３０の外付けとすることも可能であろう。
【００２１】
前述のように、モータ１８が最初に交流電源に接続された際に、モータ制御スイッチ２２が閉じた状態にあれば、マイクロコントローラ３８は、モータ１８が「急激に動作する」ことを防止するべく、低導通角におけるトライアック（登録商標）４２の点呼を開始するべく試みる。実際にモータ制御スイッチ２２が閉じている場合には、トライアック（登録商標）４２が点弧すると、モータ１８、トライアック（登録商標）４２、およびシャント抵抗器６２を通じて電流が流れることになる。そして、モータ１８を電流が流れることに伴って、前述のように、マイクロコントローラ３８は、この電流の流れを検知し、モータ制御スイッチ２２が、開いた（すなわち、オフ）位置に解放されたと判定される時点まで、モータ１８の正常な動作を妨げる。ただし、コントローラ３０は、前述のように、低導通角におけるトライアック（登録商標）４２の点弧を継続可能である。この結果、モータが、回転することなく「ハム音」を発生するのに十分なエネルギーがモータ１８に供給されることになる。そして、これにより、モータ制御スイッチ２２を入れ直してモータ１８の正常な動作を実現しなければならないことをユーザに対して警告する。あるいは、この代わりに、コントローラ３０は、モータ１８を通じて電流が流れないように、トライアック（登録商標）４２の駆動を完全に停止することも可能である。そして、モータ制御スイッチ２２が、一旦、オフ位置に解放された後に、再度、オン位置に閉じられた際に、マイクロコントローラ３８は、モータ１８を正常に動作させる。
【００２２】
一方、交流電源が最初にモータ１８に印加された際に、モータ制御スイッチ２２が開いている場合には、モータ１８を通じて電流は流れない。この結果、前述のように、ポート３８ｃにおいて監視している電圧信号を介して、マイクロコントローラ３８は、モータ１８を通じて電流が流れていないことを認識し、モータ駆動装置１４の正常な動作を可能にする。すなわち、マイクロコントローラ３８は、この後に、モータ制御スイッチ２２が閉じられた際に、モータ駆動装置１４の望ましい動作パラメータに応じてモータ１８が機能するのに十分な電力を生成するのに適した導通角でトライアック（登録商標）４２を点弧することになる。
【００２３】
従って、マイクロコントローラ３８は、コントローラ３０が最初に電源投入された際には、低導通角におけるトライアック（登録商標）４２の点弧を試み、この直後に、モータ制御スイッチ２２の閉路を検出するべく、プログラムされている。トライアック（登録商標）４２を低導通角で点弧しモータ制御スイッチ２２の位置を検知することのみにより、モータ１８を回転させるには不十分な電力がモータ１８に供給され、この結果、モータ１８の「急激な動作」が防止される。さらには、電力が最初にモータ１８に印加された際に、モータ制御スイッチ２２が閉じられていることをマイクロコントローラ１８が検知した場合には、マイクロコントローラ３８は、モータ制御スイッチ２２が開かれるまで、モータ１８の正常な動作を不能にする。そして、マイクロコントローラ３８は、モータ制御スイッチ２２が開かれたことを一旦検知すると、その後、モータ制御スイッチ２２が閉じられた際に、モータ１８を正常に動作させる。
【００２４】
一方、代替実施例においては、マイクロコントローラ３８は、コントローラ３０が最初に電源投入された際に、低導通角におけるトライアック（登録商標）４２の点弧を試みるようにはプログラムされていない。この代わりに、マイクロコントローラ３８は、モータ１８が動作を開始するのに十分な導通角におけるトライアック（登録商標）４２の点弧の試みを即座に開始する。このため、モータ１８が最初に交流電源に接続された際に、モータ制御スイッチ２２が閉じられていた場合には、モータ１８が動作を開始することになる。しかしながら、コントローラ３０の電源投入と実質的に同時に、マイクロコントローラ３８は、モータ制御スイッチ２２の位置を判定する。この結果、モータが最初に交流電源に接続された際に、モータ制御スイッチ２２が閉じられていた場合には、マイクロコントローラ３８は、モータ１８を通じて流れる電流を実質的に即座に検出し、モータ制御スイッチが開いた位置に配置されるまで、モータ１８の電源投入を妨げることになる。従って、モータ制御スイッチ２２が閉じた位置にある状態で交流電力が最初に供給された場合に、モータ１８は電源投入されないことになる。
【００２５】
図３は、別の実施例の概略電気回路図であり、この場合には、マイクロコントローラ３８は、電圧がモータ１８に印加されているかどうかを検知するべくプログラムされている。この実施例においては、トライアック（登録商標）４２の一方の側とモータ１８の一方の側との間の接点を、増幅器７０を通じて、マイクロコントローラ３８のポート３８ｄに接続することにより、コントローラ３０がモータ回路１７に電気的に接続されている。トライアック（登録商標）４２のインピーダンスは、増幅器７０による増幅の後に、ポート３８ｄにおいてマイクロコントローラ３８が検出可能な電圧を供給するのに十分なものになっている。
【００２６】
この実施例においては、マイクロコントローラ３８は、マイクロコントローラ３８が最初に電源投入された際には、トライアック（登録商標）４２の点弧を試みない。従って、トライアック（登録商標）４２は、導通状態になく、これは、モータ１８が交流電源に最初に接続された際に、電流が流れないことを意味している。しかしながら、モータ１８が交流電源に最初に接続された際に、モータ制御スイッチ２２が閉じた位置にある場合には、トライアック（登録商標）４２とモータ１８の接点に、電圧が存在しており、これがマイクロコントローラ３８によって検知される。次いで、モータ１８の正常な動作を許容するには、マイクロコントローラ３８は、モータ制御スイッチ２２が開かれることを必要とする。一方、モータ１８が交流電源に最初に接続された際に、モータ制御スイッチ２２が開いた位置にある場合には、トライアック（登録商標）４２に実質的に電圧は存在せず、マイクロコントローラ３８は、モータ制御スイッチ２２が閉じた際に、モータ１８を正常に動作させる。
【００２７】
一実施例においては、モータ１８が最初に交流電源に接続された際にモータ制御スイッチ２２が閉じていると判定した場合には、モータ１８が、回転しないがハム音を発生することにより、モータ制御スイッチ２２を入れ直してモータ１８を正常に動作させなければならないことをユーザに警告するべく、低導通角でトライアック（登録商標）４２を点弧するようにマイクロコントローラ３８をプログラム可能である。
【００２８】
一実施例においては、マイクロコントローラ３８は、ゼロ交差以外の交流電圧波形上のポイントにおいて、トライアック（登録商標）４２に電圧が存在しているかどうかを検知する。例えば、マイクロコントローラ３８は、交流電圧の負から正へのゼロ交差遷移の後の９０度においてトライアック（登録商標）４２に電圧が存在しているかどうかを検知する（これは、交流電圧が、その正のピークに位置している時点である）。なお、マイクロコントローラ３８は、ゼロ交差（およびゼロ交差の近傍）以外のかなり大きな角度にわたって、トライアック（登録商標）に電圧が存在するかどうかを検知可能であることを理解されたい。また、当然のことながら、ゼロ交差における電圧は、ゼロであり、従って、マイクロコントローラ３８が、ゼロ交差においてトライアック（登録商標）４２の電圧を検出すると、モータ制御スイッチ２２が閉じられている場合にも、マイクロコントローラは、ゼロ電圧を検知することになり、この結果、モータ制御スイッチ２２が開いているものと誤判定することになろう。
【００２９】
なお、例えば、図５に示されている抵抗器８２など、ポート３８ｄにおけるマイクロプロセッサ３８による検出のための電圧信号の調節に適した任意のその他の回路またはコンポーネントにより、増幅器７０を置換可能であることを理解されたい。また、マイクロコントローラ３８が、トライアック（登録商標）４２とモータ１８の接点における電圧を検出するのに適した増幅器などの内部回路を具備している場合には、この増幅器７０を省略可能であることについても理解されたい。なお、この図３に示されている実施例においては、シャント抵抗器６２および増幅器６６は、モータ１８を通じて流れる電流を検出するべくマイクロコントローラ３８が利用しているのではなく、モータ１８のその他の制御機能用に利用されている。
【００３０】
図４は、さらに別の実施例の概略電気回路図であり、この場合には、交流電力が最初にモータ１８に印加された際に、モータ１８に電圧が印加されているかどうかを検知するべく、マイクロコントローラ３８がプログラムされている。この実施例においては、トライアック（登録商標）４２とモータ１８間の接点の代わりに、モータ制御スイッチ２２の一方の側とモータ１８の一方の側との接点を、増幅器７４を通じて、マイクロコントローラ３８のポート３８ｄに接続することにより、モータ回路１７がコントローラ３０に電気的に接続されている。モータ１８のインピーダンスは、ポート３８ｄにおいてマイクロコントローラ３８が検出する電圧を生成するのに十分なものになっている。そして、これ以外については、図４の実施例は、図３の実施例と同様に動作する。
【００３１】
なお、例えば、図４に点線で示されている抵抗器７３など、ポート３８ｄにおけるマイクロコントローラ３８による検出のための電圧信号の調節に適したその他の回路またはコンポーネントにより、増幅器７４を置換可能であることを理解されたい。また、マイクロコントローラ３８が、トライアック（登録商標）４２の両端の電圧を検出するのに適した内部回路を具備している場合には、増幅器７４を省略可能であることについても理解されたい。なお、この図４に示されている実施例においては、シャント抵抗器６２および増幅器６６は、モータ１８を通じて流れる電流を検知するべくマイクロコントローラ３８が利用しているのではなく、モータ１８のその他の制御機能用に利用されている。
【００３２】
図５は、（図１に示されている）システム１０の別の実施例の概略電気回路図であり、この場合には、交流電力がモータ１８に最初に印加された際に、モータ１８に電圧が印加されているかどうかを検知するべく、マイクロコントローラ３８がプログラムされている。この実施例におけるシステム１０の動作は、基本的に、図３を参照して前述した動作と同一であり、トライアック（登録商標）４２とモータ１８間の接点に電圧が存在しているかどうかを検知することによって、モータ１８に電圧が印加されているかどうかを検知することにより、モータ制御スイッチ２２の位置を判定している。
【００３３】
この図５の実施例においては、トライアック（登録商標）４２とモータ１８との接点が、コントローラ３０をモータ回路１７に電気的に接続するための抵抗器８２を含む回路ライン７８を介して、マイクロコントローラ３８のポート３８ｄに接続されている。交流電源が最初にモータ１８に印加された際に、モータ制御スイッチ２２が閉じていた場合には、マイクロコントローラ３８は、ポート３８ｄにおける電圧信号の存在を検出し、モータ１８が動作する（すなわち、正常に動作する）することを妨げる。その後、マイクロコントローラ３８は、モータ１８に電圧がもはや印加されていないことを検知するまで（これは、モータ制御スイッチが開かれたことを通知するものである）、モータ１８の動作を継続的に防止する。そして、モータ制御スイッチ２２が一旦開かれると、マイクロコントローラ３８は、モータの正常な動作を可能にし、この結果、この後に、モータ制御スイッチ２２が閉じられた際に、モータ１８は正常に動作することになる。なお、この図５には、コントローラ３０の内部の電気接点においてモータ１８に接続されたライン７８が示されているが、コントローラ３０の外部の接点において回路ライン７８をモータ１８に接続することも可能であることを理解されたい。
【００３４】
また、例えば、図３に示されている増幅器７０など、ポート３８ｄにおけるマイクロコントローラ３８による検出のための電圧信号の調節に適した任意のその他の回路またはコンポーネントにより、抵抗器８２を置換可能であることについても理解されたい。この観点において、一実施例においては、抵抗器８２は、図７に示されている分圧器回路８４を含んでいる。この分圧器回路８４は、トライアック（登録商標）４２とモータ１８との接点と、ポート３８ｄとの間に接続された抵抗器８６を含んでいる。また、この分圧器回路には、ポート３８ｄとグランドとの間に並列で接続された抵抗器８８およびバイパスコンデンサ９０も含まれている。なお、抵抗器８６は、例えば、１ＭΩの抵抗器であり、抵抗器８８は、５６ＫΩの抵抗器であり、コンデンサ９０は、１ｎＦのコンデンサである。
【００３５】
図６は、本発明の別の実施例による直流電源および直流モータ１１８に接続可能な（図１に示されている）システム１００の概略電気回路図である。なお、この図６においては、わかりやすさと利便性を考慮し、図２〜図５および図７のコンポーネントと同一のシステム１００のコンポーネントは、１００を加算した参照符号を使用して識別されている。このシステム１００は、前述の交流アプリケーションにおいて図２〜図５および図７のシステム１０が動作する方法と非常に似た方式で、直流アプリケーションにおいて機能する。基本的に、マイクロコントローラ１３８は、初期の突然のモータの起動を防止し、直流電力が最初にモータ１１８に印加された際に、モータ制御スイッチ１２２が閉じた位置にあるかどうかを判定し、閉じた位置にある場合には、モータ制御スイッチ１２２が開かれるまで、モータ１１８が正常に動作することを妨げる。そして、モータ制御スイッチ１２２が開かれた後に、再度、閉じられた際に、マイクロコントローラ１３８は、モータ１１８を正常に動作させる。
【００３６】
このシステム１００の直流アプリケーションにおいては、モータ回路１１７は、直流電源の正の端子１９０と直流電源の負の端子１９２との間に、モータ制御スイッチ１２２、電子スイッチ１４２、およびシャント抵抗器１６２と直列に接続されたモータ１１８を含んでいる。コントローラ１３０は、端子１９０および１９２が直流電源に接続された際に、常に電源投入される。そして、このコントローラ３０が電源投入されると、マイクロコントローラ１３８は、直流電力を検出し、モータ１１８を通じて電流が流れている場合には、モータ１１８が正常に動作するには不十分な電力がモータ１１８に供給されるように、ポート１３８ｂを介して、電子スイッチ１４２を操作する試みを開始する。一実施例においては、電子スイッチ１４２は、ＦＥＴやＩＧＢＴなどのトランジスタである。なお、この図６と関連する典型的な実施例においては、この電子スイッチ１４２をトランジスタ１４２と呼ぶことにする。
【００３７】
一実施例においては、モータ１１８が最初に直流電源に接続された際に、マイクロコントローラ１３８は、わずかに０％を上回る例えば０．１％のデューティサイクルと、１５％のデューティサイクルと、の間の狭いデューティサイクルでトランジスタ１４２のスイッチングを開始するべく即座に試みるように、プログラムされている。モータ１１８およびトランジスタ１４２を通じて電流が流れるには、モータ制御スイッチ１２２は、閉じた位置になければならない。従って、モータ制御スイッチ１２２が閉じた位置にある状態でモータ１１８が不注意によって（または、予期せずに）直流電源に接続された場合には、モータ１１８に供給される電力が、モータが動作するには不十分なものになるように、トランジスタ１４２が、十分に狭いデューティサイクルで駆動される。この結果、モータ駆動装置１４は、モータ１１８の突然の回転開始によって「急激に動作する」ことにはならない。
【００３８】
そして、この狭いデューティサイクルでのトランジスタ１４２の点弧の試みを開始するのと実質的に同時に、マイクロコントローラ１３８は、モータ制御スイッチ１２２が開いたまたは閉じた位置（すなわち、「オン」または「オフ」）にあるかどうかを判定するべく、プログラムされている。様々な実施例においては、前述の交流実施例と同様に、モータ制御スイッチ１２２の位置を判定するべく、コントローラ３０は、図６の実施例における増幅器１６６により、モータ回路１１７に電気的に接続されており、マイクロコントローラ１３８は、モータ１１８を通じて電流が流れているかどうかを検知するべく、プログラムされている。例えば、マイクロコントローラ１３８は、シャント抵抗器１６２、トランジスタ１４２、またはモータ１１８の両端の電圧を監視することにより、モータ１１８を通じて電流が流れているかどうかを検知する。そして、モータ１１８を通じて電流が流れている場合には、モータ１１８が最初に直流電源に接続された際に、モータ制御スイッチ１２２が閉じた位置にあったことを示しており、マイクロコントローラ１３８は、狭いデューティサイクルにおけるトランジスタ１４２の点弧を開始し、これにより、モータ１１８が突然回転し始めることを防止する。そして、マイクロコントローラ１３８は、モータ制御スイッチ１２２が、開いた（すなわち、「オフ」）位置に配置されたと判定される時点まで、モータ１１８の動作を継続的に防止する。
【００３９】
一方、動作の際に、直流電力がモータ１１８に最初に印加された際に、モータ制御スイッチ１２２が開いている場合には、モータ１８を通じて電流は流れることができない。従って、マイクロコントローラ１３８は、モータ１８を通じて電流が流れていないことを認識し、モータ駆動装置１４の正常な動作を可能にする。すなわち、この後に、モータ制御スイッチ１２２が閉じられた際に、マイクロコントローラ１３８は、モータ駆動装置１４の望ましい動作パラメータに従ってモータ１１８が動作するのに十分な電力を生成するのに適したデューティサイクルで、トランジスタ１４２を点弧することになる。逆に、モータ制御スイッチ１２２が閉じており、モータ１１８が最初に直流電源に接続された際に、モータ１１８を通じて電流が流れた場合には、マイクロコントローラ１３８は、この電流の流れを検知し、モータ１１８の動作を妨げる。例えば、マイクロコントローラ１３８は、狭いデューティサイクルにおけるトランジスタ１４２の点弧を継続することにより、モータを通じて流れる電流を継続的に制限可能であり、あるいは、マイクロコントローラ１３８は、モータ１１８を通じて電流が流れなくなるように、トランジスタ１４２の点弧を完全に停止することも可能である。その後、マイクロコントローラ１３８は、モータ１１８を通じて電流がもはや流れていないことを検知するまで（これは、モータ制御スイッチ１２２が開かれたことを示している）、モータ１１８の動作を妨げる。そして、一旦、モータ制御スイッチ１２２が開かれたら、マイクロコントローラ１３８は、モータ駆動装置１４の動作パラメータに従ってモータ１１８を動作させるのに適したデューティサイクルでトランジスタ１４２を点弧することにより、モータ１１８の正常な動作を可能にする。
【００４０】
なお、この図６には、トランジスタ１４２、シャント抵抗器１６２、および増幅器１６６が、例えば、制御モジュールであるコントローラ１３０内に含まれるものとして示されているが、トランジスタ１４２、シャント抵抗器１６２、および増幅器１６６のそれぞれ、あるいは、これらの組み合わせを、コントローラ１３０の外部に容易に配置可能であることを理解されたい。
【００４１】
別の実施例においては、図２〜図５および図７を参照して前述した交流実施例と同様に、モータ制御スイッチ１２２の位置を判定するために、マイクロコントローラ１３８は、モータ１１８に電圧が印加されているかどうかを検知するべくプログラムされている。そして、モータ１１８が最初に直流電源に接続された際に、モータ１１８における電圧の存在を検知すると（これは、モータ制御スイッチ１２２が閉じた位置にあることを示している）、マイクロコントローラ１３８は、モータ制御スイッチ１２２が開いた（すなわち、「オン」）位置に配置されたと判定される時点まで、モータ１１８の起動を防止する。
【００４２】
以上、マイクロコントローラを含む図２〜図７を参照し、制御回路３２および１３２について説明したが、これらの制御回路３２および１３２には、前述の動作を実行するのに適した任意の電気的および半導体装置を含むことが可能であることを理解されたい。すなわち、制御回路３２および１３２は、モータ１８、１１８を通じて流れる電流、または、モータに印加された電圧の存在、あるいは、これらの両方に基づいて、モータ制御スイッチの位置を判定し、このモータ制御スイッチの位置に基づいて、モータ１８、１１８に供給される電力を制御するの適した任意の電気的および半導体装置を含むことが可能である。例えば、制御回路３２、１３２は、それぞれ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含むことができよう。
【００４３】
従って、本発明は、モータ駆動装置のモータ用のコントローラを利用して、モータ駆動装置のモータの制御スイッチの位置を判定し、制御スイッチが閉じた位置にある状態でこの装置が電源に接続された場合に、モータの不注意による起動を防止するシステムを提供する。一実施例においては、モータ駆動装置を電源に接続した際に、モータを通じて電流が流れている場合には、コントローラは、モータが突然起動しないように、電子スイッチを動作させる。また、電力が最初に印加された際に、モータを通じて電流が流れていることを検知した場合には（これは、モータ制御スイッチが閉じていることを示している）、コントローラは、モータが動作すること（または、少なくとも、正常に動作すること）を継続的に妨げる。そして、コントローラは、制御回路が、モータを通じた電流の流れが停止したことを検知する時点まで（これは、モータ制御スイッチが開いた（すなわち、「オフ」）位置に配置されたことを示している）、モータが動作する（すなわち、正常に動作する）ことを継続的に妨げる。一実施例においては、モータが最初に電源に接続された際に、モータ制御スイッチが閉じられていることを検知した場合には、モータが回転することなしにハム音を発生することにより、モータを正常に動作させるには、モータ制御スイッチを入れ直さなければならないことをユーザに対して警告するように、コントローラは、低いエネルギー供給レベルにおいて、モータを動作させる。
【００４４】
別の実施例においては、コントローラは、モータが最初に電源に接続された際に、モータに電圧が印加されているかどうかを検知することにより、モータ制御スイッチの位置を判定する。そして、コントローラは、前述と同様の方式で、モータ制御スイッチが開いたまたは閉じた位置にあるかどうかに基づいて、モータの正常な動作を可能に（または、不能に）する。
【００４５】
以上、特定の実施例の観点において、本発明について説明したが、当業者であれば、添付の請求項の精神と範囲を逸脱することなしに、変更を伴って本発明を実施可能であることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】工具のオン／オフスイッチが「オン」位置にある状態で電源が工具に最初に接続された際に、工具のモータの不注意による起動を防止する本発明のシステムおよび方法を内蔵した典型的な電動工具の概略図である。
【図２】図１にブロックの形態で示されている、交流電源と典型的な工具の交流モータに接続可能であるシステムの概略電気回路図である。
【図３】図２に示されているシステムの代替実施例の概略電気回路図である。
【図４】図２に示されているシステムの代替実施例の別の概略電気回路図である。
【図５】図１に示されている、交流電源と典型的な電動工具の交流モータに接続可能であるシステムの代替実施例の概略電気回路図である。
【図６】図１に示されている、直流電源と、関連する電動工具の直流モータとに接続可能であるシステムの概略電気回路図である。
【図７】図５に示されているシステムの代替実施例の別の概略電気回路図である。
【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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