(57)【要約】【課題】電動工具のモータ駆動装置におけるブレーキ接点の損耗を防止するとともに、ブレーキの制動力を任意にかつ簡単に調整できることを課題とする。【解決手段】交流電源（１４）からの交流を整流して直流モータ（８）に給電する電源回路（１５）と、電源回路（１５）のメイン接点（１６）の開操作により直流モータ（８）に対しブレーキ電流を流すブレーキ回路（１８）とを備えた電動工具のモータ駆動装置において、ブレーキ回路（１８）が、電界効果トランジスタ（２５）と、メイン接点（１６）の開操作時に、ホトカプラ（３５）を介して交流電源（１４）の半周期に同期して、電界効果トランジスタ（２５）をＯＮにするようなゲート電圧を供給する電子スイッチ制御回路（３９等）とを有し、この電界効果トランジスタ（２５）のドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）が直流モータ（８）の二つの端子（８ａ，８ｂ）に夫々接続される。【選択図】図３
2007110849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流を整流して直流モータに給電する電源回路と、電源回路のメイン接点の開操作により直流モータに対しブレーキ電流を流すブレーキ回路とを備えた電動工具のモータ駆動装置において、
前記ブレーキ回路は、電界効果トランジスタと、メイン接点の開操作時にホトカプラを介して交流電源の半周期に同期して、電界効果トランジスタをＯＮにするようなゲート電圧を供給する電子スイッチ制御回路とを有し、
この前記電界効果トランジスタのドレインとソースが直流モータの二つの端子に夫々接続されたことを特徴とする電動工具のモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動工具のモータ駆動装置において、
前記電子スイッチ制御回路は、メイン接点の開操作時にホトカプラを介して交流電源の周期に同期して、電界効果トランジスタをＯＮにするようなゲート電圧を供給することを特徴とする電動工具のモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動工具のモータ駆動装置において、
前記電子スイッチ制御回路は、メイン接点の開操作時にホトカプラを介して任意のタイミングで電界効果トランジスタをＯＮにするようなゲート電圧を供給する発信器を有することを特徴とする電動工具のモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動工具のモータ駆動装置において、
前記電界効果トランジスタは、直流モータのヨーク又は直流モータの減速機のケースに取り付けられたことを特徴とする電動工具のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具のモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、特許文献１を開示する。
【特許文献１】特開２００３−５２１９５号公報
【０００３】
図１０に示すように、このモータ駆動装置は、交流電源１４からの交流を整流して直流モータ８に給電する電源回路１５と、電源回路１５のメイン接点１６の開操作によりブレーキ接点１７を閉じて直流モータ８に対しブレーキ電流を流すブレーキ回路１８とを備える。
【０００４】
このモータ駆動装置におけるブレーキ回路１８は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２５と、メイン接点１６の開操作時に電界効果トランジスタ２５をブレーキ接点１７を介してＯＮにするようなゲート電圧を供給する電界効果トランジスタ駆動手段とを有する。
【０００５】
電界効果トランジスタ駆動手段は、次のような回路構成とされる。すなわち、ブリッジダイオード１９の出力側の＋端子１９ａと−端子１９ｂとに、抵抗２６とダイオード２７とツェナーダイオード２８とが直列状に連結され、ダイオード２７とツェナーダイオード２８との間と電界効果トランジスタ２５のゲートＧとに、抵抗２９とブレーキ接点１７とが直列状に連結され、抵抗２９とブレーキ接点１７との間とブリッジダイオード１９の出力側の−端子１９ｂとに、抵抗３０とコンデンサ３１とが直列状に連結され、ブレーキ接点１７と電界効果トランジスタ２５のゲートＧとの間とブリッジダイオード１９の出力側の−端子１９ｂとに、抵抗３２が連結される。メイン接点１６が閉じられ、直流モータ８が回転している時、このツェナーダイオード２８におけるＥＦ間には、ツェナー電圧Ｖが発生し、コンデンサ３１に電圧Ｖの電荷が蓄積され、メイン接点１６が開かれブレーキ接点１７が閉じると、電界効果トランジスタ２５のゲートＧに電圧Ｖが印加され、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間が導通し、電界効果トランジスタ２５を通し、ブレーキ電流が流れる。
【０００６】
また、このブレーキ電流は、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間が導通した瞬間から流れつづける直流電流となるため、初期値は非常に大きな値となり、時間の経過とともに次第に減少していく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開２００３−５２１９５号公報における電動工具のモータ駆動装置におけるモータのブレーキ回路によれば、商用電源を整流して駆動される直流モータの両方の端子を短絡させると、モータに制動をかけることができる。しかし、この瞬間には、駆動時と逆方向に非常に大きなブレーキ電流が流れることになる。従って、制動がかかった瞬間、大きな反動が発生するために、取り扱いにくい工具となる。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決することを目的とし、ブレーキ電流の流れる回路を無接点化することにより、半永久的な長寿命ブレーキを実現するとともに、ブレーキの制動力を任意に、かつ簡単に調整できるようにし、モータの寿命と作業性を大きく改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、交流電源（１４）からの交流を整流して直流モータ（８）に給電する電源回路（１５）と、電源回路（１５）のメイン接点（１６）の開操作により直流モータ（８）に対しブレーキ電流を流すブレーキ回路（１８）とを備えた電動工具のモータ駆動装置において、ブレーキ回路（１８）は、電界効果トランジスタ（２５）と、メイン接点（１６）の開操作時に、ホトカプラ（３５）を介して交流電源（１４）の半周期に同期して、電界効果トランジスタ（２５）をＯＮにするようなゲート電圧を供給する電子スイッチ制御回路（３９）とを有し、この電界効果トランジスタ（２５）のドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）が直流モータ（８）の二つの端子（８ａ，８ｂ）に夫々接続された電動工具のモータ駆動装置を採用する。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動工具のモータ駆動装置において、電子スイッチ制御回路（４５）は、メイン接点（１６）の開操作時にホトカプラ（３５）を介して交流電源（１４）の周期に同期して、電界効果トランジスタ（２５）をＯＮにするようなゲート電圧を供給する電動工具のモータ駆動装置を採用する。
【００１１】
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の電動工具のモータ駆動装置において、前記電子スイッチ制御回路（４５）は、メイン接点（１６）の開操作時にホトカプラ（３５）を介して任意のタイミングで電界効果トランジスタ（２５）をＯＮにするようなゲート電圧を供給する発信器（４７）を有する電動工具のモータ駆動装置を採用する。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動工具のモータ駆動装置において、電界効果トランジスタ（２５）が直流モータ（８）のヨーク（３４）又は直流モータ（８）の減速機のケース（１１）に取り付けられた電動工具のモータ駆動装置を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、交流電源からの交流を整流して直流モータに給電する電源回路と、電源回路のメイン接点の開操作により直流モータに対しブレーキ電流Ｉｍｂを流すブレーキ回路とを備えた電動工具のモータ駆動装置において、ブレーキ回路は、電界効果トランジスタと、メイン接点の開操作時に、ホトカプラを介して交流電源の半周期に同期して、電界効果トランジスタをＯＮにするようなゲート電圧を供給する電子スイッチ制御回路とを有し、この電界効果トランジスタのドレインとソースが直流モータの二つの端子に夫々接続された電動工具のモータ駆動装置であるから、ブレーキ接点に微少電流を流すだけで電界効果トランジスタを駆動し、電界効果トランジスタのドレイン−ソース間にブレーキ電流Ｉｍｂを流すことができる。従って、ブレーキ時におけるブレーキ接点でのアークの発生を防止してブレーキ接点の寿命を延ばし、ブレーキ性能を長期に亘り高度に維持することができる。
【００１４】
また、このブレーキ電流Ｉｍｂは、パルス状に間欠して発生するので、直流モータ８に対するブレーキが小刻みにかかり、直流モータ８に対する制動性がよくなり、電動工具の反動が小さくなる。従って、電動工具は、モータによる大きな反動を発生することなく速やかに停止するので、作業性が向上する。特に、電動工具が軽量、小型な場合には、作業性が格段に向上する。
【００１５】
また、請求項２に係る発明によれば、交流電源からの交流を整流して直流モータに給電する電源回路と、電源回路のメイン接点の開操作により直流モータに対しブレーキ電流Ｉｍｂを流すブレーキ回路とを備えた電動工具のモータ駆動装置において、ブレーキ回路が、電界効果トランジスタと、メイン接点の開操作時に、ホトカプラを介して交流電源の周期に同期して、電界効果トランジスタをＯＮにするようなゲート電圧を供給する電子スイッチ制御回路とを有し、この電界効果トランジスタのドレインとソースが直流モータの二つの端子に夫々接続された電動工具のモータ駆動装置であるから、ブレーキ接点に微少電流を流すだけで電界効果トランジスタを駆動し、電界効果トランジスタのドレイン−ソース間にブレーキ電流Ｉｍｂを流すことができる。従って、ブレーキ時におけるブレーキ接点でのアークの発生を防止してブレーキ接点の寿命を延ばし、ブレーキ性能を長期に亘り高度に維持することができる。
【００１６】
また、このブレーキ電流Ｉｍｂは、請求項１に記載のブレーキ電流Ｉｍｂの２倍の頻度でパルス状に間欠して発生するので、直流モータ８に対するブレーキがより小刻みにかかり、直流モータ８に対する制動性がさらによくなり、電動工具の反動が小さくなる。従って、電動工具は、モータによる大きな反動を発生することなくさらに速やかに停止するので、作業性が向上する。特に、電動工具が軽量、小型な場合には、作業性が格段に向上する。
【００１７】
さらに、請求項３に係る発明によれば、交流電源からの交流を整流して直流モータに給電する電源回路と、電源回路のメイン接点の開操作により直流モータに対しブレーキ電流Ｉｍｂを流すブレーキ回路とを備えた電動工具のモータ駆動装置において、ブレーキ回路が、電界効果トランジスタと、メイン接点の開操作時に、ホトカプラを介して任意のタイミングで電界効果トランジスタをＯＮにするようなゲート電圧を供給する発信器を有する電子スイッチ制御回路とを有し、この電界効果トランジスタのドレインとソースが直流モータの二つの端子に夫々接続された電動工具のモータ駆動装置であるから、ブレーキ接点に微少電流を流すだけで電界効果トランジスタを駆動し、電界効果トランジスタのドレイン−ソース間にブレーキ電流Ｉｍｂを流すことができる。従って、ブレーキ時におけるブレーキ接点でのアークの発生を防止してブレーキ接点の寿命を延ばし、ブレーキ性能を長期に亘り高度に維持することができる。
【００１８】
また、このブレーキ電流Ｉｍｂは、発信器により任意の頻度で発生するので、直流モータ８に対するブレーキを、電動工具の形状や重さに対して最適になるように調整することができる。したがって、直流モータ８に対するブレーキがより最適にかかり、直流モータ８に対する制動性がさらによくなり、電動工具の反動が小さくなる。従って、電動工具は、モータによる大きな反動を発生することなくさらに速やかに停止するので、作業性が格段に向上する。
【００１９】
さらに、請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動工具のモータ駆動装置において、電界効果トランジスタが直流モータのヨーク又は直流モータの減速機のケースに取り付けられた電動工具のモータ駆動装置であるから、ブレーキ電流Ｉｍｂを流すことにより発熱する電界効果トランジスタを電動工具のハウジング内の狭いスペース内において適正に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（Ｉ）本願の第1実施形態
次に、本発明の第1実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。
【００２１】
このモータ駆動装置は、図１及び図２に示すような電動工具に装着される。この電動工具は具体的にはインパクトドライバであり、そのハウジング７内には直流モータ８が設けられている。直流モータ８の出力軸９からの出力は図示しない減速機を介してスピンドル１０に伝達される。減速機は例えば遊星歯車装置であり、その全体はハウジング７により覆われており、ハウジング７の先端側には金属製ケース１１が取り付けられている。また、ハウジング７と一体のハンドル１２には直流モータ８をＯＮ・ＯＦＦするためのトリガースイッチ１３が取り付けられている。
【００２２】
図１及び図２の電動工具はインパクトドライバであるが、本発明に係るモータ駆動装置はインパクトドライバに限らず、携帯用電気ドリル、ジグソー、刈込み機等、直流モータを使用した他の電動工具にも利用可能である。
【００２３】
また、図３に示すように、このモータ駆動装置は、交流電源１４からの交流をブリッジダイオード１９において整流して直流モータ８に給電する電源回路１５と、電源回路１５のメイン接点１６の開操作により電子スイッチであるホトカプラ３５を動作させて直流モータ８に対しブレーキ電流Ｉｍｂを流すブレーキ回路１８とを備える。
【００２４】
電源回路１５は、交流（ＡＣ）電源１４と、メイン接点１６と、整流回路であるブリッジダイオード１９とを具備する。交流（ＡＣ）電源１４は、この実施の形態ではＡＣ１００Ｖ電源である。メイン接点１６は、トリガースイッチ１３を操作しない場合に開状態（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）にある接点２０を有する。接点２０は図１に例示される電動工具のトリガースイッチ１３に連動し、トリガースイッチ１３を引くと接点２０が閉じる（端子ａと端子ｂとがＯＮ状態）ようになっている。ブリッジダイオード１９は、交流電源１４を整流して全波の直流に変え、直流モータ８に供給するようになっている。
【００２５】
直流モータ８はマグネットモータであり、その二つの端子８ａ，８ｂがブリッジダイオード１９の出力側の＋端子１９ａと−端子１９ｂに夫々連結される。ブリッジダイオード１９と直流モータ８との間には、直流モータ８の回転方向を切り換える正逆切替え用接点２４ａ，２４ｂを有する正逆切替え部２４が必要に応じて設けられる。これにより、直流モータ８はブリッジダイオード１９から直流電源を供給され正転し又は逆転する。図１に示すように、直流モータ８の出力軸９の回転は減速機により減速され、スピンドル１０に伝達される。スピンドル１０には刃物、ビット等が取り付けられ、その回転によりこの電動工具は穿孔、ネジ回し等の作業を行う。
【００２６】
ブレーキ回路１８は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２５と、メイン接点１６の開操作時（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）に電界効果トランジスタ２５をＯＮにするようなゲート電圧を供給する、電子スイッチ制御回路３９とを有する。
【００２７】
電界効果トランジスタ２５は、そのドレインＤとソースＳが直流モータ８の二つの端子８ａ，８ｂに夫々接続されることにより、ブレーキ回路１８内に配置される。
【００２８】
電子スイッチ制御回路３９は、ダイオード３７、３８と、抵抗３６と、ホトカプラ３５内に設けられている発光ダイオード３５ａおよび複数のホトダイオードから構成されるホトダイオード３５ｂとを有する。
【００２９】
メイン接点１６の端子ｃとダイオード３７のアノードとが連結され、ダイオード３７のカソードと抵抗３６とが連結され、抵抗３６とダイオード３８のカソードおよび発光ダイオード３５ａのアノードとが連結され、ダイオード３８のアノードと発光ダイオード３５ａのカソードとが連結される。
【００３０】
ホトカプラ３５内に配置されるホトダイオード３５ｂは、電界効果トランジスタ２５のゲートＧとソースＳ間に連結される。
【００３１】
発光ダイオード３５ａのアノードとカソード間に発光開始に必要な電圧値ｖ１以上の電圧が加えられると、発光ダイオード３５ａは発光を開始する。発光ダイオード３５ａから発光された光は、ホトカプラ内を伝達してホトダイオード３５ｂに照射される。
【００３２】
発光ダイオード３５ａから発光された光を受光したホトダイオード３５ｂはＯＮ状態となり、ホトダイオード３５ｂの両端には電圧Ｖが発生する。すると、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間が導通し、ＯＮ状態となる。
【００３３】
すなわち、メイン接点１６が開かれる（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）と、電界効果トランジスタ２５のゲートＧとソースＳ間には、ホトダイオード３５ｂの電圧Ｖが発生し、電界効果トランジスタ２５のゲートＧに電圧Ｖが印加され、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間が導通し、電界効果トランジスタ２５を通し、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れる。
【００３４】
すなわち、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＮ状態となる結果、直流モータ８で発電される電流が、ブレーキ電流Ｉｍｂとして電界効果トランジスタ２５を経由して直流モータ８を回転させる方向とは逆方向にＩa，Ｉb，Ｉcの順路で流れる。
【００３５】
この電界効果トランジスタ２５はブレーキ電流Ｉｍｂが流れることにより発熱するので冷却する必要がある。そこで、この実施の形態では、図１及び図２に示すように、電界効果トランジスタ２５を直流モータ８のヨーク３４に取り付け、ブレーキ時に発生する熱をヨーク３４で放熱させるようにしている。これにより、電動工具のハウジング７の内部のような狭いスペースにおいて専用の放熱板を設けることなく電界効果トランジスタ２５を効率的に冷却することが可能になる。
【００３６】
なお、電界効果トランジスタ２５を取り付ける箇所はヨーク３４に限らず、減速機のケース１１等であってもよい。また、電界効果トランジスタ２５は固定ネジ３３によりヨーク３４に固定されているが、固定ネジ３３のほか接着剤等他の手段により取り付けることが可能である。
【００３７】
次に、上記構成のモータ駆動装置の全体の作用を図３乃至図５を用いて説明する。
【００３８】
作業者が電動工具のトリガースイッチ１３を引くと、図４に示すように、メイン接点１６の接点２０が閉じ（端子ａと端子ｂとがＯＮ状態）、モータ駆動装置の回路には交流電源１４から供給される電流がｉ1，ｉ2，ｉ3，ｉ4，ｉ5，ｉ6の順路で流れる。すなわち、電流がブリッジダイオード１９、直流モータ８、ブリッジダイオード１９、接点２０と経由して流れ直流モータ８が正転又は逆転する。すなわち、電動工具のスピンドル１０が回転する。また、同時に交流電源１４から供給される逆相電流がＩ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4，Ｉ5，Ｉ6，Ｉ7の順路で流れる。
【００３９】
この場合には、接点２０の端子ａと端子ｃとはオープン状態となっているため、発光ダイオード３５ａに電圧ｖ１はかからず発光ダイオード３５ａは発光しない。従って、ホトダイオード３５ｂには電圧Ｖが発生しないので、電界効果トランジスタ２５のゲートＧ−ソースＳ間の電圧は、０Ｖとなり、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間はＯＦＦ状態となる。従って、電界効果トランジスタ２５のドレインＤからソースＳにブレーキ電流Ｉｍｂは流れない。
【００４０】
作業者がトリガースイッチ１３から指を離すと、図３に示すように、メイン接点１６の接点２０の端子ａと端子ｂとの間が開き、同時に端子ａと端子ｃとの間が閉じる。この瞬間、直流モータ８には電流が流れていないが、直流モータ８は惰性で回転を継続している。この直流モータ８はマグネットモータであるため、その回転により発電し、ＡＣ１００Ｖ用の電動工具においては、直流モータ８の両端子８ａ，８ｂ間にＤＣ１３０Ｖ程度の電圧が発生する。
【００４１】
この場合、メイン接点１６の接点２０の端子ａと端子ｃとの間が閉じた状態なので、ダイオード３７と、抵抗３６と、発光ダイオード３５ａには、交流電源１４から電源が供給される。抵抗３６は、発光ダイオード３５ａに過電流が流れることを防ぐ働きをする。
【００４２】
発光ダイオード３５ａには、図５（ｂ）の点線で示す交流電圧Ｖａｃが供給される。発光ダイオード３５ａは、タイミングｔ１において発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃが発光開始に必要な電圧値であるｖ１になるので、発光を開始する。発光ダイオード３５ａから発光された光は、ホトカプラ３５内で伝達され、ホトダイオード３５ｂによって受光される。発光ダイオード３５ａから発光された光を受光したホトダイオード３５ｂは、ＯＮ状態となり、電圧Ｖが発生する。この電圧Ｖが電界効果トランジスタ２５のゲートＧに加えられ、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＮ状態となり、電界効果トランジスタ２５を通して、図５（ａ）に示す波形のブレーキ電流Ｉｍｂが流れる。
【００４３】
その後、タイミングｔ２において発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃが電圧値ｖ１以下になるので、発光ダイオード３５ａは発光を停止する。この場合には、ホトダイオード３５ｂは、発光ダイオード３５ａから発光された光を受光することができなくなるので、ＯＦＦ状態となり、電圧Ｖが発生しなくなる。従って、電界効果トランジスタ２５のゲートＧとソースＳ間が同じ電位となり、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＦＦ状態になり、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れなくなる。
【００４４】
タイミングｔ２からｔ３の間は、発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃが電圧値ｖ１以下になっているので、発光ダイオード３５ａは発光を停止した状態を維持する。したがって、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間がＯＦＦ状態を維持し、ブレーキ電流Ｉｍｂは流れない。
【００４５】
タイミングｔ３からｔ４の間と、タイミングｔ５からｔ６の間とは、発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃは、電圧値ｖ１以上になっているので、発光ダイオード３５ａは発光した状態を維持する。したがって、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間がＯＮ状態となり、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れる。
【００４６】
また、タイミングｔ４からｔ５の間は、発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃは、電圧値ｖ１以下になっているので、発光ダイオード３５ａは発光しない。したがって、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＦＦ状態となり、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れない。
【００４７】
このように電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＮ状態となる結果、直流モータ８で発電される電流がブレーキ電流Ｉｍｂとして電界効果トランジスタ２５を経由して直流モータ８を回転させる方向とは逆方向にＩa，Ｉb，Ｉcの順路で流れる。
【００４８】
このブレーキ電流Ｉｍｂは、図５（ａ）にあらわされるように、交流電源の半周期に同期してパルス状に間欠して発生するので、直流モータ８に対するブレーキが小刻みにかかり、反動が小さくなる。
【００４９】
すなわち、直流モータ８にパルス状のブレーキ電流Ｉｍｂによるブレーキ（回生制動）がかけられ、大きな反動が発生することなく直流モータ８、すなわち電動工具が速やかに停止する。
【００５０】
（II）本願の第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について図６および図７を参照して説明する。
【００５１】
図６および図７において、第１の実施形態における部材と同一の部材には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００５２】
なお、第２実施形態に係わるモータ駆動装置も、図１及び図２に示すような電動工具に装着される。
【００５３】
図６は、第２実施形態に係わるモータ駆動装置をあらわしたものであり、このモータ駆動装置は、交流電源１４からの交流を整流して直流モータ８に給電する電源回路１５と、電源回路１５のメイン接点１６の開操作により電子スイッチであるホトカプラ３５を動作させて直流モータ８に対しブレーキ電流Ｉｍｂを流すブレーキ回路１８とを備える。
【００５４】
ブレーキ回路１８は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２５と、メイン接点１６の開操作時（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）に電界効果トランジスタ２５をＯＮにするようなゲート電圧を供給する、電子スイッチ制御回路４５とを有する。
【００５５】
電界効果トランジスタ２５は、そのドレインＤとソースＳが直流モータ８の二つの端子８ａ，８ｂに夫々接続されることにより、ブレーキ回路１８内に配置される。
【００５６】
電子スイッチ制御回路４５は、ダイオード４０、４１、４２、４３と、抵抗４４と、ホトカプラ３５内に設けられている発光ダイオード３５ａおよび複数のホトダイオードから構成されるホトダイオード３５ｂとを有する。
【００５７】
メイン接点１６の接点２０の端子ｃとダイオード４０のアノードとダイオード４１のカソードが連結され、ダイオード４０のカソードとダイオード４３のカソ−ドと抵抗４４とが連結され、ダイオード４３のアノードとダイオード４２のカソードが連結され、ダイオード４２のアノードとダイオード４１のアノードと発光ダイオード３５ａのカソードとが連結され、抵抗４４と発光ダイオード３５ａのアノードとが連結される。
【００５８】
ダイオード４０、４１、４２および４３は、全波整流回路を構成しており、メイン接点１６の開操作時（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）に、交流電源１４を全波整流し、発光ダイオード３５ａのアノードとカソード間に図７（ｂ）にあらわされるＶａｃを供給する。抵抗４４は、発光ダイオード３５ａに過電流が流れることを防ぐ働きをする。
【００５９】
発光ダイオード３５ａは、図７（ｂ）におけるタイミングｔ７において、発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃが発光開始に必要な電圧値であるｖ１になるので、発光を開始する。発光ダイオード３５ａから発光された光は、ホトカプラ３５内で伝達され、ホトダイオード３５ｂによって受光される。発光ダイオード３５ａから発光された光を受光したホトダイオード３５ｂは、ＯＮ状態となり、電圧Ｖが発生する。この電圧Ｖが電界効果トランジスタ２５のゲートＧに加えられると、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＮ状態となり、電界効果トランジスタ２５を通して、図７（ａ）に示す波形のブレーキ電流Ｉｍｂが流れる。
【００６０】
その後、タイミングｔ８において発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃが電圧値ｖ１以下になるので、発光ダイオード３５ａは発光を停止する。この場合には、ホトダイオード３５ｂは、発光ダイオード３５ａから発光された光を受光することができなくなるので、ＯＦＦ状態となり、電圧Ｖが発生しなくなる。従って、電界効果トランジスタ２５のゲートＧとソースＳ間が同じ電位となり、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＦＦ状態になり、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れなくなる。
【００６１】
タイミングｔ７からｔ８の間に発生するパルスブレーキ電流ＢＰ２１の波形を図７（ａ）に示す。
【００６２】
図７（ｂ）のタイミングｔａからｔｂの間においては、交流電源１４の交流波形は、マイナスの電圧値を示す。しかし、発光ダイオード３５ａに加えられる電圧は、ダイオード４０、４１、４２および４３によって構成される全波整流回路によって、整流されるため、プラスの電圧になる。
【００６３】
しかし、タイミングｔ８からｔ９の間と、タイミングｔ１０からｔ１１の間とは、発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃが電圧値ｖ１以下になっているので、発光ダイオード３５ａは発光を停止した状態を維持する。したがって、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間がＯＦＦ状態を維持し、ブレーキ電流Ｉｍｂは流れない。
【００６４】
そして、タイミングｔ９からｔ１０の間と、タイミングｔ１１からｔ１２の間とは、発光ダイオード３５ａに供給される交流電圧Ｖａｃは、電圧値ｖ１以上になっているので、発光ダイオード３５ａは発光した状態を維持する。したがって、電界効果トランジスタ２５のドレインＤ、ソースＳ間がＯＮ状態となり、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れる。
【００６５】
タイミングｔ９からｔ１０の間に発生するパルスブレーキ電流ＢＰ２２、タイミングｔ１１からｔ１２の間に発生するパルスブレーキ電流ＢＰ２３の波形を図７（ａ）に示す。タイミングｔ９からｔ１０の間に発生するパルスブレーキ電流ＢＰ２２の電流値はｈ２２である。また、パルスブレーキ電流ＢＰ２２の電流値は、電源１４の交流周期における半周期前に発生したパルスブレーキ電流ＢＰ２１の電流値ｈ２１よりも小さい、ｈ２２となる。
【００６６】
タイミングｔ１１からｔ１２の間に発生するパルスブレーキ電流ＢＰ２３の電流値はｈ２３である。また、パルスブレーキ電流ＢＰ２２の電流値は、電源１４の交流周期における半周期前に発生したパルスブレーキ電流ＢＰ２２の電流値ｈ２２よりも小さい、ｈ２３となる。
【００６７】
このように、メイン接点１６の開操作時（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）から時間が経つにつれて、電源１４の交流周期における半周期毎に発生するパルス状のブレーキ電流Ｉｍｂの電流値は小さくなる。
【００６８】
このように電界効果トランジスタ２５のドレインＤ−ソースＳ間がＯＮ状態となる結果、直流モータ８で発電される電流が電界効果トランジスタ２５を経由して直流モータ８を回転させる方向とは逆方向のＩa，Ｉb，Ｉcの順路で流れる。
【００６９】
これにより、直流モータ８にパルス状のブレーキ電流Ｉｍｂによるブレーキ（回生制動）がかけられるので、大きな反動が発生することなく直流モータ８、すなわち電動工具が速やかに停止する。
【００７０】
また、第1実施形態に比べて、パルス状のブレーキ電流Ｉｍｂが２倍の頻度で発生するので、より安定して、しかも、より速やかに直流モータ８、すなわち電動工具が停止する。
【００７１】
また、このブレーキ電流Ｉｍｂは、第１実施形態のブレーキ電流Ｉｍｂの２倍の頻度でパルス状に間欠して発生するので、直流モータ８に対するブレーキがより小刻みにかかり、直流モータ８に対する制動性がさらによくなり、電動工具の反動が小さくなる。従って、電動工具は、モータによる大きな反動を発生することなくさらに速やかに停止するので、作業性が向上する。特に、電動工具が軽量、小型な場合には、作業性が格段に向上する。
【００７２】
（III）本願の第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について図８および図９を参照して説明する。
【００７３】
図８および図９において、第１実施形態における部材と同一の部材には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００７４】
なお、第３実施形態に係わるモータ駆動装置も、図１及び図２に示すような電動工具に装着される。
【００７５】
図８は、第３実施形態に係わるモータ駆動装置をあらわしたものであり、このモータ駆動装置は、交流電源１４からの交流を整流して直流モータ８に給電する電源回路１５と、電源回路１５のメイン接点１６の開操作により電子スイッチであるホトカプラ３５を動作させて直流モータ８に対しブレーキ電流Ｉｍｂを流すブレーキ回路１８とを備える。
【００７６】
ブレーキ回路１８は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２５と、メイン接点１６の開操作時（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）に電界効果トランジスタ２５をＯＮにするようなゲート電圧を供給する、電子スイッチ制御回路４５とを有する。
【００７７】
電界効果トランジスタ２５は、そのドレインＤとソースＳが直流モータ８の二つの端子８ａ，８ｂに夫々接続されることにより、ブレーキ回路１８内に配置される。
【００７８】
電子スイッチ制御回路４５は、ダイオード４０、４１、４２、４３と、抵抗４４と、トランジスタ４６と、発信器（ＯＳＣ）４７と、ホトカプラ３５内に設けられている発光ダイオード３５ａおよび複数のホトダイオードから構成されるホトダイオード３５ｂとを有する。
【００７９】
メイン接点１６の接点２０の端子ｃとダイオード４０のアノードとダイオード４１のカソードが連結され、ダイオード４０のカソードとダイオード４３のカソ−ドと抵抗４４とが連結され、ダイオード４３のアノードとダイオード４２のカソードと発信器４７とが連結され、ダイオード４２のアノードとダイオード４１のアノードとトランジスタ４６のエミッタ（Ｅ）とが連結され、抵抗４４と発光ダイオード３５ａのアノードとが連結され、発光ダイオード３５ａのカソードとトランジスタ４０のコレクタ（Ｃ）が連結され、トランジスタ４０のベース（Ｂ）と発信器４７とが連結される。
【００８０】
ダイオード４１、４２、４３および４４は、全波整流回路を構成しており、メイン接点１６の開操作時（端子ａと端子ｃとがＯＮ状態）に、交流電源１４を全波整流し、発光ダイオード３５ａのアノードとカソード間に図７（ｂ）にあらわされるＶａｃを供給する。抵抗４４は、発光ダイオード３５ａに過電流が流れることを防ぐ働きをする。
【００８１】
図９に、ブレーキ電流Ｉｍｂと、ＦＥＴゲート信号Ｖｇｓと、ＯＳＣ（発信器）出力信号Ｖｏｓとの波形をあらわす。
【００８２】
図９（ｃ）であらわされるＯＳＣ出力信号Ｖｏｓが、発信器（ＯＳＣ）４７からトランジスタ４６のベース（Ｂ）に出力される。
【００８３】
ＯＳＣ出力信号Ｖｏｓは、電源１４の交流周期に同期しているが、信号幅が時間の経過とともに、段々狭くなっていく波形である。
【００８４】
すなわち、タイミングｔ１５とｔ１６との間隔は、タイミングｔ１３とｔ１４との間隔よりも狭くなっている。また、タイミングｔ１７とｔ１８との間隔は、タイミングｔ１５とｔ１６との間隔よりも狭くなっている。さらに、タイミングｔ１９とｔ２０との間隔は、タイミングｔ１７とｔ１８との間隔よりも狭くなっている。
【００８５】
トランジスタ４６のベース（Ｂ）に加えられるＯＳＣ出力信号ＶｏｓがＨｉｇｈ状態にある場合には、トランジスタ４６のコレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間が導通するために、トランジスタのコレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）との間には、電源１４の全波整流された交流信号が流れる。従って、発光ダイオード３５ａは、ＯＳＣ出力信号Ｖｏｓがトランジスタ４６のベース（Ｂ）に加えられた瞬間に発光することになる。すなわち、発光ダイオード３５ａは、ＯＳＣ出力信号Ｖｏｓに同期して発光を繰り返す。その結果、ＦＥＴゲート信号Ｖｇｓ（図７（ｂ））もＯＳＣ出力信号Ｖｏｓと同期した波形となる。
【００８６】
従って、ブレーキ電流Ｉｍｂは、ＦＥＴゲート信号Ｖｇｓに同期して流れることになる。すなわち、タイミングｔ１３、ｔ１５、ｔ１７、ｔ１９において、電界効果トランジスタ２５は、そのドレインＤとソースＳ間が導通し、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れはじめる。そして、タイミングｔ１４、ｔ１６、ｔ１８、ｔ２０において、電界効果トランジスタ２５は、そのドレインＤとソースＳ間が非導通となり、ブレーキ電流Ｉｍｂが流れなくなる。
【００８７】
これにより、直流モータ８にパルス状のブレーキ電流Ｉｍｂによるブレーキ（回生制動）がかけられるので、大きな反動が発生することなく直流モータ８、すなわち電動工具が速やかに停止する。
【００８８】
また、本実施形態の場合には第２実施形態に比べて、パルス状のブレーキ電流Ｉｍｂのパルス幅が始めは広く、その後に段々狭くなるので、ブレーキのかかり始めにおいて、ブレーキがしっかりかかるので、より安定して、しかも、より速やかに直流モータ８、すなわち電動工具が停止する。
【００８９】
本実施形態においては、ＯＳＣ出力信号Ｖｇｓは、電源１４の交流周期に同期しつつ時間の経過とともにパルス幅が狭くなっていく形態において説明したが、本実施形態に限定されず、発信器４７は任意の波形を出力することができる。例えば、ＯＳＣ出力信号Ｖｇｓの周期および信号幅を任意に設定することも可能である。
【００９０】
従って、ブレーキのかかり具合は、電動工具の形状、モータの回転数および慣性力等および重さ等によって異なるため、電動工具の種類に合わせて、発信器４７から出力されるＯＳＣ出力信号の形状および周期を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係わるモータ駆動装置を備えた電動工具の部分切欠立面図である。
【図２】図１中、II−II線矢視断面図である。
【図３】第１実施形態におけるトリガースイッチから指を離した状態における電動工具のモータ駆動装置を示す回路図である。
【図４】第１実施形態におけるトリガースイッチを引いた状態における電動工具のモータ駆動装置を示す回路図である。
【図５】第１実施形態における各部の信号波形である。
【図６】第２実施形態における電動工具のモータ駆動装置を示す回路図である。
【図７】第２実施形態における各部の信号波形である。
【図８】第３実施形態における電動工具のモータ駆動装置を示す回路図である。
【図９】第３実施形態における各部の信号波形である。
【図１０】従来の電動工具のモータ駆動装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００９２】
８…直流モータ
８ａ，８ｂ…直流モータの二つの端子
１１…金属製ケース
１４…交流電源
１５…電源回路
１６…メイン接点
１７…ブレーキ接点
１８…ブレーキ回路
２５…電界効果トランジスタ
３４…ヨーク
３５…ホトカプラ
３６、４４…抵抗
４７…発信器（ＯＳＣ）
Ｇ…ゲート
Ｄ…ドレイン
Ｓ…ソース
Ｂ…ベース
Ｃ…コレクタ
Ｅ…エミッタ
【図１】
2007110849.tif 000003
【図２】
2007110849.tif 000004
【図３】
2007110849.tif 000005
【図４】
2007110849.tif 000006
【図５】
2007110849.tif 000007
【図６】
2007110849.tif 000008
【図７】
2007110849.tif 000009
【図８】
2007110849.tif 000010
【図９】
2007110849.tif 000011
【図１０】
2007110849.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月21日(2005.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、このブレーキ電流Ｉｍｂは、発信器により任意の頻度で発生するので、直流モータ８に対するブレーキを、電動工具の形状、モータの回転数および慣性力等に対して最適になるように調整することができる。したがって、直流モータ８に対するブレーキがより最適にかかり、直流モータ８に対する制動性がさらによくなり、電動工具の反動が小さくなる。従って、電動工具は、モータによる大きな反動を発生することなくさらに速やかに停止するので、作業性が格段に向上する。