(57)【要約】【課題】  インバータ回路を備えた電動工具であって、電池パックの電力の浪費を軽減させることのできるものを提供する。【解決手段】  芝刈り機１は、モータ３２と、電池パック４からの直流電力を交流電力に変換し昇圧する昇圧回路部２３と、昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流平滑回路部２４と、整流平滑回路部２４から出力された直流電力を交流電力に変換するスイッチング回路２６と、スイッチング回路２６により変換された交流電力のモータ３２への供給を指示するトリガスイッチ３１ａと、トリガスイッチ３１ａにより指示がされた後に変換動作を行うようにスイッチング回路２６を制御するマイコン２９を備え、マイコン２９は、更に、トリガスイッチ３１ａにより指示がなされるまで間欠動作を行うように昇圧回路部２３を制御することを特徴としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
電池パックからの直流電力を交流電力に変換し昇圧する昇圧回路部と、
前記昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流平滑回路部と、
前記整流平滑回路部から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路により変換された交流電力の前記モータへの供給を指示するトリガスイッチと、
前記トリガスイッチにより前記指示がされた後に前記変換動作を行うように前記インバータ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、更に、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで間欠動作を行うように前記昇圧回路部を制御することを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記制御部は、前記昇圧回路部の昇圧電圧の低下により前記トリガスイッチの指示を判別することを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記昇圧回路部は、前記電池パックからの直流電力を交流電力に変換するための第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子により変換された交流電力を昇圧する昇圧回路と、を備え、
前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで間欠動作を行うように前記第１のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記インバータ回路は、前記モータと接続される複数の第２のスイッチング素子を備え、
前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記複数の第２スイッチング素子の一対のみをオンさせると共に、前記整流平滑回路部の電圧が所定値以下に低下した場合には前記複数の第２のスイッチング素子の全てを制御することを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
【請求項５】
前記整流平滑回路部は、前記昇圧回路部からの出力を整流するダイオードと、前記整流部の出力を平滑するコンデンサを備え、
前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記コンデンサを間欠充電するように前記第１のスイッチング素子を制御すると共に、前記コンデンサの電圧が所定値以下に低下した場合には、前記コンデンサを目標電圧に充電するように前記第１のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の電動工具。
【請求項６】
前記制御部は、前記電池パックから過放電検出信号が入力された場合には、前記電池パックから前記インバータ回路への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動工具。
【請求項７】
前記インバータ回路は、異なる電圧を有する複数の前記電池パックを接続可能であり、
前記制御手段は、前記整流平滑回路部の電圧が一定となるように前記複数の電池パックの電圧に応じて前記第１のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電動工具。
【請求項８】
電池パックからの直流電力を交流電力に変換し昇圧する昇圧回路部と、
前記昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流平滑回路部と、
前記整流平滑回路部から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路により変換された交流電力のモータへの供給を指示するトリガスイッチと、
前記トリガスイッチにより前記指示がされた後に前記変換動作を行うように前記インバータ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、更に、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで間欠動作を行うように前記昇圧回路部を制御することを特徴とするインバータ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記昇圧回路部の昇圧電圧の低下により前記トリガスイッチの指示を判別することを特徴とする請求項８記載のインバータ装置。
【請求項１０】
前記昇圧回路部は、前記電池パックからの直流電力を交流電力に変換するための第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子により変換された交流電力を昇圧する昇圧回路と、を備え、
前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで、間欠動作を行うように前記第１のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項８又は９に記載のインバータ装置。
【請求項１１】
前記インバータ回路は、前記モータと接続される複数の第２のスイッチング素子を備え、
前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記複数の第２スイッチング素子の一対のみをオンさせると共に、前記整流平滑回路部の電圧が所定値以下に低下した場合には前記複数の第２のスイッチング素子の全てを制御することを特徴とする請求項１０に記載のインバータ装置。
【請求項１２】
前記整流平滑回路部は、前記昇圧回路部からの出力を整流するダイオードと、前記整流部の出力を平滑するコンデンサを備え、
前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記コンデンサを間欠充電するように前記第１のスイッチング素子を制御すると共に、前記コンデンサの電圧が所定値以下に低下した場合には、前記コンデンサを目標電圧に充電するように前記第１のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のインバータ装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記電池パックから過放電検出信号が入力された場合には、前記電池パックから前記インバータ回路への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載のインバータ装置。
【請求項１４】
前記インバータ回路は、異なる電圧を有する複数の前記電池パックを接続可能であり、
前記制御手段は、前記整流平滑回路部の電圧が一定となるように前記複数の電池パックの電圧に応じて前記第１のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項８乃至１３の何れか一項に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具及び電動工具に使用するインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＣ電源からＡＣモータに直接供給された交流電力により駆動される電動工具、例えば芝刈り機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９４２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡＣ電源により駆動される芝刈り機は、電源コードが届く範囲でしか作業できないため作業効率が悪い。
【０００５】
一方、電池パックからの直流電力により駆動される芝刈り機も知られている。このような芝刈り機の場合、電源コードによる作業範囲の制約を受けることはないが、電池パックの電力消費が多くなると作業時間が短くなってしまう。
【０００６】
本発明は、インバータを備えた電動工具、特に芝刈り機であって、電池パックの電力の浪費を軽減させることのできるものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電動工具は、モータと、電池パックからの直流電力を交流電力に変換し昇圧する昇圧回路部と、前記昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流平滑回路部と、前記整流平滑回路部から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により変換された交流電力の前記モータへの供給を指示するトリガスイッチと、前記トリガスイッチにより前記指示がされた後に前記変換動作を行うように前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、更に、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで間欠動作を行うように前記昇圧回路部を制御することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、トリガスイッチにより指示がされるまでは変換動作をないため、インバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。さらに、トリガスイッチにより指示がされるまでは、昇圧回路部を間欠駆動するため、昇圧回路部の電圧をトリガスイッチの指示を検出できる程度とすることができ、インバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。また、ブラシレスモータのような高電圧を印加しないと起動しない機器においても、トリガスイッチによる指示を確実に検知することができる。
【０００９】
また、前記制御部は、前記昇圧回路部の昇圧電圧の低下により前記トリガスイッチの指示を判別することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、トリガスイッチの操作判別を昇圧電圧に基づいて行うことができるため、構成を複雑にすることなく、簡単にトリガ判別を行うことができる。
【００１１】
また、前記昇圧回路部は、前記電池パックからの直流電力を交流電力に変換するための第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子により変換された交流電力を昇圧する昇圧回路と、を備え、前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで前記第１のスイッチング素子を制御することが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、スイッチング素子を制御するだけの簡単な構成でインバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。さらに、第一のスイッチング素子による電力の浪費を軽減させることが可能となる。
【００１３】
また、前記インバータ回路は、前記モータと接続される複数の第２のスイッチング素子を備え、前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記複数の第２スイッチング素子の一対のみをオンさせると共に、前記整流平滑回路部の電圧が所定値以下に低下した場合には前記複数の第２のスイッチング素子の全てを制御することが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、整流平滑回路部の電圧を検出することによりトリガスイッチによる指示を検出できるため、コストを増加することなく簡単な構成でインバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。
【００１５】
また、前記整流平滑回路部は、前記昇圧回路部からの出力を整流するダイオードと、前記整流部の出力を平滑するコンデンサを備え、前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記コンデンサを間欠充電するように前記第１のスイッチング素子を制御すると共に、前記コンデンサの電圧が所定値以下に低下した場合には、前記コンデンサを目標電圧に充電するように前記第１のスイッチング素子を制御することが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、コンデンサの電圧を検出するだけで簡単にトリガスイッチによる指示を検出することができる。
【００１７】
また、前記制御部は、前記電池パックから過放電検出信号が入力された場合には、前記電池パックから前記インバータへの電力の供給を停止させることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、電池パックの寿命が短くなることを防止することが可能となる。
【００１９】
また、前記インバータは、異なる電圧を有する複数の前記電池パックを接続可能であり、  前記制御手段は、前記整流平滑回路部の電圧が一定となるように前記複数の電池パックの電圧に応じて前記第１のスイッチング素子を制御することが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、種々の電池パックを利用することができ、作業性を向上することができる。また、接続された電池パックの電圧に応じて最適な制御を行うことができる。
【００２１】
また、本発明のインバータ装置は、モータと、電池パックからの直流電力を交流電力に変換し昇圧する昇圧回路部と、前記昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流平滑回路部と、前記整流平滑回路部から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により変換された交流電力の前記モータへの供給を指示するトリガスイッチと、前記トリガスイッチにより前記指示がされた後に前記変換動作を行うように前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、更に、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで間欠動作を行うように前記昇圧回路部を制御することを特徴としている。
【００２２】
このような構成によれば、トリガスイッチにより指示がされるまでは変換動作をないため、インバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。さらに、トリガスイッチにより指示がされるまでは、昇圧回路部を間欠駆動するため、昇圧回路部の電圧をトリガスイッチの指示を検出できる程度とすることができ、インバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。また、ブラシレスモータのような高電圧を印加しないと起動しない機器においても、トリガスイッチによる指示を確実に検知することができる。
【００２３】
また、前記制御部は、前記昇圧回路部の昇圧電圧の低下により前記トリガスイッチの指示を判別することが好ましい。
【００２４】
このような構成によれば、トリガスイッチの操作判別を昇圧電圧に基づいて行うことができるため、構成を複雑にすることなく、簡単にトリガ判別を行うことができる。
【００２５】
また、前記昇圧回路部は、前記電池パックからの直流電力を交流電力に変換するための第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子により変換された交流電力を昇圧する昇圧回路と、を備え、前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまで前記第１のスイッチング素子を制御することが好ましい。
【００２６】
このような構成によれば、スイッチング素子を制御するだけの簡単な構成でインバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。さらに、第一のスイッチング素子による電力の浪費を軽減させることが可能となる。
【００２７】
また、前記インバータ回路は、前記モータと接続される複数の第２のスイッチング素子を備え、前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記複数の第２スイッチング素子の一対のみをオンさせると共に、前記整流平滑回路部の電圧が所定値以下に低下した場合には前記複数の第２のスイッチング素子の全てを制御することが好ましい。
【００２８】
このような構成によれば、整流平滑回路部の電圧を検出することによりトリガスイッチによる指示を検出できるため、コストを増加することなく簡単な構成でインバータによる電池パックの電力の浪費を軽減させることが可能となる。
【００２９】
また、前記整流平滑回路部は、前記昇圧回路部からの出力を整流するダイオードと、前記整流部の出力を平滑するコンデンサを備え、前記制御部は、前記トリガスイッチにより前記指示がなされるまでは、前記コンデンサを間欠充電するように前記第１のスイッチング素子を制御すると共に、前記コンデンサの電圧が所定値以下に低下した場合には、前記コンデンサを目標電圧に充電するように前記第１のスイッチング素子を制御することが好ましい。
【００３０】
このような構成によれば、コンデンサの電圧を検出するだけで簡単にトリガスイッチによる指示を検出することができる。
【００３１】
また、前記制御部は、前記電池パックから過放電検出信号が入力された場合には、前記電池パックから前記インバータへの電力の供給を停止させることが好ましい。
【００３２】
このような構成によれば、電池パックの寿命が短くなることを防止することが可能となる。
【００３３】
また、前記インバータは、異なる電圧を有する複数の前記電池パックを接続可能であり、  前記制御手段は、前記整流平滑回路部の電圧が一定となるように前記複数の電池パックの電圧に応じて前記第１のスイッチング素子を制御することが好ましい。
【００３４】
このような構成によれば、種々の電池パックを利用することができ、作業性を向上することができる。また、接続された電池パックの電圧に応じて最適な制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の電動工具及びインバータ装置によれば、電池パックの電力の浪費を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の電動工具の第１の実施の形態による芝刈り機の側面図。
【図２】第１の実施の形態によるインバータと電動工具の回路図。
【図３】第１の実施の形態によるＡＣモータへの供給電圧の制御についてのフローチャート。
【図４】第１の実施の形態による昇圧回路部の電圧のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１乃至図４を用いて、本発明の実施の形態による電動工具、例えば芝刈り機１について説明する。
【００３８】
図１は、芝刈り機１の側面図である。芝刈り機１は、芝刈り機本体３にラッチ部２Ａによって着脱可能に設けられたインバータ２を備えている。作業者はハンドル５を把持しトリガスイッチ３１ａを操作することによって、電池パック４からの電力がインバータ２を介してモータ３２に供給される。芝刈り機本体３には、進行方向前方側に設けられた前輪６と、後方側に設けられた後輪７が設けられ、移動可能に構成されている。また、本体３の進行方向後方側には、図示しない回転刃によって刈られた草等を集めるための集草バック８が着脱可能に設けられている。
【００３９】
図２は、芝刈り機１の回路図である。本実施の形態では、芝刈り機１は、インバータ２と、芝刈り機本体３と、を備えており、芝刈り機本体３のトリガスイッチ３１ａが操作されると、インバータ２は、電池パック４から供給された直流電力をインバータ２によって交流電力に変換し、芝刈り機本体３の整流三相変換回路３１を介してブラシレスモータ３２に供給するものとする。インバータ２、芝刈り機本体３、及び、電池パック４は、それぞれ着脱可能であるが、以下では、それぞれが接続されているものとして説明する。
【００４０】
インバータ２は、電池電圧検出部２１と、電源部２２と、昇圧回路（昇圧回路部）２３と、整流・平滑回路（整流平滑回路部）２４と、昇圧電圧検出部２５と、スイッチング回路（インバータ回路）２６と、電流検出抵抗２７と、ＰＷＭ信号出力部２８と、制御部となるマイクロコンピュータ（マイコン）２９と、を備えている。
【００４１】
電池電圧検出部２１は、互いに直列接続された抵抗２１１及び２１２から構成されており、電池パック４からの電圧を検出し、抵抗２１１及び２１２との接続点から分圧電圧としてマイコン２９に出力する。なお、図２に示す電池パック４は、３．６Ｖ／セルのリチウム電池セルが４本直列接続され、定格電圧１４．４Ｖを出力する。
【００４２】
電源部２２は、電池パック４とマイコン２９との間に直列に接続された電源スイッチ２２１及び定電圧回路２２２を備えている。定電圧回路２２２は、三端子レギュレータ２２２ａと、発振防止用コンデンサ２２２ｂ及び２２２ｃと、を備えており、ユーザにより電源スイッチ２２１がオンされると、電池パック４からの電圧を所定の直流電圧（例えば５Ｖ）に変換し、マイコン２９に駆動電力として供給する。なお、電源スイッチ２２１がオフされると、マイコン２９に駆動電力が供給されなくなるので、インバータ２全体がオフされることとなる。
【００４３】
昇圧回路２３は、トランス２３１と、第１のスイッチング素子となるＦＥＴ２３２と、を備えている。トランス２３１の一次側は、電池パック４とＧＮＤとの間に直列に接続されており、また、トランス２３１の一次側とＧＮＤとの間にはＦＥＴ２３２が配置されている。ＦＥＴ２３２のゲートはマイコン２９に接続されており、ＦＥＴ２３２は、後述するマイコン２９からの第１のＰＷＭ信号によりオン・オフされ、これにより、電池パック４からトランス２３１の一次側に供給された直流電力は交流電力に変換される。
【００４４】
トランス２３１の２次側には、整流・平滑回路２４と、昇圧電圧検出部２５と、スイッチング回路２６と、電流検出抵抗２７と、が接続されている。
【００４５】
整流・平滑回路２４は、ダイオード２４１及び２４２と、コンデンサ２４３と、を備えており、これらにより、トランス２３１により昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する。
【００４６】
昇圧電圧検出部２５は、互いに直列接続された抵抗２５１及び２５２から構成されており、整流・平滑回路２４から出力された直流の昇圧電圧（コンデンサ電圧、例えば１４０Ｖ）を検出し、互いの抵抗の接続点から分圧電圧としてマイコン２９に出力する。
【００４７】
スイッチング回路２６は、第２のスイッチング素子となる４つのＦＥＴ２６１−２６４から構成されており、直列に接続されたＦＥＴ２６１及び２６２と、直列に接続されたＦＥＴ２６３及び２６４とが、整流・平滑回路２４の出力端子に並列に接続されている。詳細には、ＦＥＴ２６１のドレインは、整流・平滑回路２４の出力端子（プラス側）に接続され、ＦＥＴ２６１のソースは、ＦＥＴ２６２のドレインに接続されている。また、ＦＥＴ２６３のドレインは、整流・平滑回路２４の出力端子（プラス側）に接続され、ＦＥＴ２６３のソースは、ＦＥＴ２６４のドレインに接続されている。
【００４８】
更に、ＦＥＴ２６１のソース及びＦＥＴ２６２のドレイン、ＦＥＴ２６３のソース及びＦＥＴ２６４のドレインはそれぞれ、出力端子２６５、２６６に接続されている。そして、出力端子２６５、２６６は整流三相変換回路３１を介して芝刈り機本体３のブラシレスモータ３２に接続されている。ＦＥＴ２６１−２６４のゲートは、ＰＷＭ信号出力部２８に接続されており、ＦＥＴ２６１−２６４は、後述するＰＷＭ信号出力部２８からの第２のＰＷＭ信号によりオン・オフされ、これにより、整流・平滑回路２４から出力された直流電力は、交流電力に変換されて芝刈り機本体３（モータ３２）に供給される。
【００４９】
なお、ブラシレスモータ３２ではなく整流子モータでも良く、この場合、トリガスイッチはモータと出力端子２６５又は２６６との間に直列に接続されている。
【００５０】
電流検出抵抗２７は、ＦＥＴ２６２のソース及びＦＥＴ２６４のソースと、ＧＮＤとの間に直列に接続されており、電流検出抵抗２７の高電圧側の端子はマイコン２９と接続されている。このような構成により、電流検出抵抗２７は、ＡＣモータ３２に流れる電流を検出し、電圧としてマイコン２９に出力する。
【００５１】
マイコン２９は、昇圧電圧検出部２５によって検出された昇圧電圧に基づき、目標の実効電圧を有する交流電力がトランス２３１の２次側から出力されるための第１のＰＷＭ信号をＦＥＴ２３２のゲートに出力し、ＦＥＴ２３２をオン・オフさせる。また、マイコン２９は、設定された電力がＡＣモータ３２に供給されるための第２のＰＷＭ信号をＰＷＭ信号出力部２８に出力する。ＰＷＭ信号出力部２８は、マイコン２９から出力された第２のＰＷＭ信号をＦＥＴ２６１−２６４のゲートに出力し、ＦＥＴ２６１−２６４をオン・オフさせる。詳細には、マイコン２９は、ＦＥＴ２６１とＦＥＴ２６４のセット（以降、第１のセット）とＦＥＴ２６２とＦＥＴ２６３のセット（以降、第２のセット）をデューティ１００％で交互にオン・オフさせるための第２のＰＷＭ信号を出力する。
【００５２】
ここで、本実施の形態のマイコン２９は、トリガスイッチ３１ａが操作されていない状態では、ＦＥＴ２３２を間欠的にオン・オフさせるための第１のＰＷＭ信号をＦＥＴ３２のゲートに出力すると共に、ＦＥＴ２６１−２６４の内、一方のセットのみをオン、例えば第１のセット（ＦＥＴ２６１、２６４）をオンさせ、第２のセット（ＦＥＴ２６２、２６３）をオフさせるための第２のＰＷＭ信号を出力している。そして、後述するようにトリガスイッチ３１ａの操作をマイコン２９が検出した場合に初めて、ＦＥＴ２３２及び４つのＦＥＴ（ＦＥＴ２６１−２６４）をオン・オフさせるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する。
【００５３】
上記したような、電池パックからの直流電力をインバータ２（特にスイッチング回路２６）によって交流電力に変換した上でブラシレスモータ３２に供給する構成においては、様々な制御が必要となり、その制御の過程で電力の浪費が生じることが考えられる。しかしながら、本実施の形態では、トリガスイッチ３１ａが操作されていない状態では、ＦＥＴ２３２は間欠的に発振して、ＦＥＴ２６１及びＦＥＴ２６４（第１のセット）のみをオンさせるように制御するため、電力の浪費を軽減させると同時に、発熱によるＦＥＴ２３２及びＦＥＴ２６１−２６４の故障を防止することも可能となる。
【００５４】
更に、マイコン２９は、電池電圧検出部２１によって検出された電池電圧に基づき、電池パック４の過放電を判別する。具体的には、電池電圧検出部２１によって検出された電池電圧が所定値以下の場合には、電池パック４に過放電が生じていると判断し、ＦＥＴ２３２及び２６１−２６４をオフさせるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する。また、電池パック４は、その内部に保護ＩＣやマイコンを備え、自ら過放電を検出して過放電信号をマイコン２９に出力する機能を有しており、マイコン２９は、信号端子ＬＤから過放電信号を受信した場合にもＦＥＴ２３２及び２６１−２６４をオフさせるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する。このような構成により、電池パック４の寿命が短くなることを防止することが可能となる。
【００５５】
次に、図３のフローチャート及び図４のタイムチャートを用いて、本実施の形態におけるマイコン２９による芝刈り機３への供給電圧の制御について説明する。
【００５６】
図３のフローチャートは、電池パック４がインバータ２に装着されている状態で電源スイッチ２２１がオンされた時、又は、電源スイッチ２２１がオンされた状態で電池パック４がインバータ２に装着された時にスタートする。なお、電源スイッチ２２１をオンすることによって、電池パック４の電圧から定電圧回路２２２に電圧が供給されることでマイコン２９の駆動電圧が生成されマイコン２９が動作することになる。
【００５７】
まず、マイコン２９は、Ｓ２０２−Ｓ２０４からなるＦＥＴ２３２の間欠発振動作Ｓ２０１を行う。マイコン２９が駆動されるとＦＥＴ２３２のゲートに、発振（図４のＦＥＴ２３２発振区間）・停止（図４のＦＥＴ２３２休止区間）を行うための信号を出力する（Ｓ２０２ａ、Ｓ２０２ｂ）。そして、ＦＥＴ２６１及びＦＥＴ２６４をオンして、出力端子２６５及び２６６間に電圧を出力する（Ｓ２０３）。
【００５８】
その後、ＦＥＴ２３２の間欠発振停止から所定時間経過したか否かを判断し（Ｓ２０４）、経過した場合には、昇圧電圧検出部２５で検出された整流平滑回路部２４のコンデンサ２４３に充電された電圧（昇圧電圧）に基づき、ＦＥＴ２３２の間欠発振の休止時間帯の昇圧電圧低下率を計算する（Ｓ２０５）。
【００５９】
なお、Ｓ２０４の判断は必ずしも必要ではないが、正確な電圧低下を検知するためには、ある程度の時間を必要するため、この判断を設けた。また、後述するように、トリガスイッチ３１ａが操作されていない場合であっても、昇圧電圧検出部２５等による電力消費が僅かながら生じ、それによるコンデンサ２４３の電圧低下は温度等の条件によってばらつくため、所定時間を設けることにより通常の電圧低下（漏れ電流等による）と、工具接続による電圧低下を正確に判断することができる。
【００６０】
ここで、インバータ２に芝刈り機３が接続されてトリガスイッチ３１ａが操作されると（図４のトリガスイッチオン）、図示しない制御回路、例えばブラシレスモータのインバータ制御回路等の働きにより、コンデンサ２４３の電圧がＦＥＴ２６１及び２６４を介してブラシレスモータ３２に電圧が印加される。すると消費電力が大きくなるため、ＦＥＴ２３２の休止期間中の出力電圧（コンデンサ２４３の充電電圧）の電圧降下は大きくなる（図４の電圧低下大）。本実施の形態では、この電圧降下（昇圧電圧低下率）に基づき、トリガスイッチ３１ａが操作されたか否かを判別する（Ｓ２０６）。
【００６１】
芝刈り機３をインバータ２に接続していない場合、もしくは芝刈り機３が接続されていてもブラシレスモータ３２が動作していない場合（図４の最初のＦＥＴ２３２休止区間）には、整流平滑回路部２４のコンデンサ２４３の電圧の低下は少なく（昇圧電圧検出部２５等による漏れ電流により生じる消費）、ＦＥＴ２３２は前述のような間欠発振動作でも電圧を維持することができるため、昇圧電圧低下率は小さい。従って、昇圧電圧低下率が所定値以下の場合には（Ｓ２０６：ＮＯ）、トリガスイッチ３１ａが操作されていないものと判別し、Ｓ２０１に戻りＦＥＴ２３２の間欠発振動作を繰り返す。
【００６２】
一方、昇圧電圧低下率が所定値より大きい場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、トリガスイッチ３１ａが操作されたものと判別する。このとき、出力端子２６５、２６６に出力する電圧は、低ければ低いほど消費電力を少なくすることができるが、出力電圧が低すぎると芝刈り機３の整流三相変換回路３１に印加される電圧が低すぎるために芝刈り機３に内蔵された図示せぬ制御回路が起動せず、芝刈り機３を起動することができない。そこで、間欠動作時にコンデンサ２４３に充電する電圧は直流電圧８０から１２０Ｖ程度が望ましい。また、コンデンサ２４３に充電する電圧が上記範囲である場合には、上記所定値は、２０Ｖから５０Ｖ程度であることが望ましい。なお、芝刈り機３のモータが整流子モータであれば、間欠動作時のコンデンサ２４３の充電電圧を更に下げることができ、消費電力を抑制することができる。
【００６３】
昇圧電圧低下率が所定値より大きい場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ、図４の電圧低下検知）、昇圧回路部２３を連続的に駆動するようにＦＥＴ２３２を連続的に発振させるための信号を出力し（Ｓ２０７）、昇圧回路部２３の出力電圧すなわち整流平滑回路部２４のコンデンサ２４３の電圧を目標値になるように制御する（Ｓ２０７−Ｓ２１０、図４のＦＥＴ２３２連続発振区間）。このときコンデンサ２４３の電圧目標値は１４０Ｖが望ましい。すなわち、コンデンサ２４３の電圧（検出電圧）を目標値と比較し（Ｓ２０８）、検出電圧が目標値より低い場合にはＦＥＴ２３２のデューティ比を増加させ（Ｓ２０９）、逆に検出電圧が目標値より高い場合にはＦＥＴ２３２のデューティ比を減少させ（Ｓ２１０）、コンデンサ２４３の電圧が目標値１４０Ｖになるように第１のＰＷＭ信号を出力してＦＥＴ２３２を制御する。
【００６４】
続いて、マイコン２９は、ＰＷＭ信号出力部２８を介してスイッチング回路２６（ＦＥＴ２６１−２６４）をオン・オフさせるための第２のＰＷＭ信号を出力し、出力端子２６５、２６６に交流電圧（１００Ｖ）を供給する（Ｓ２１１）。すなわち、スイッチング回路２６の第１のセット（ＦＥＴ２６１、２６４）と第２のセット（ＦＥＴ２６２、２６３）を交互にオン・オフさせる。
【００６５】
続いて、電池電圧検出部２１によって検出された電池電圧が所定の過放電電圧より小さいか否かを判断する（Ｓ２１２）。所定の過放電電圧より小さい場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、電池パック４が過放電状態にあると判断し、ＦＥＴ２３２及びＦＥＴ２６１−２６４をオフさせるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力して昇圧回路部２３及びスイッチング回路２６の動作を停止させる（Ｓ２１４）。これにより、電池パック４からの電力の供給が停止される。
【００６６】
また、電池電圧が所定の過放電電圧以上の場合には（Ｓ２１２：ＮＯ）、電池パック４からＬＤ端子を介して過放電信号が入力されたか否かを判断する（Ｓ２１３）。過放電信号が入力されていた場合には（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、電池パック４或いは少なくとも１つの電池セルが過放電状態にあると判断し、昇圧回路２３及びスイッチング回路２６の動作を停止させる（Ｓ２１４）。
【００６７】
一方、過放電信号が入力されていない場合には（Ｓ２１３：ＮＯ）、電流検出抵抗２７からの信号によりモータに電流が流れているかどうかを判別する（Ｓ２１５）。モータ電流がない場合（Ｓ２１５：ＮＯ）、所定時間経過したかどうかを判別する（Ｓ２１６）。所定時間経過した場合には（Ｓ２１６：ＹＥＳ），芝刈り機３が動作していないと判断して昇圧回路部２３、スイッチング回路２６の動作を停止して（Ｓ２１７）、Ｓ２０１の間欠発振動作へ戻る。なお、間欠発振動作は、電源スイッチ２２１がオフするまで継続する。
【００６８】
このような動作によって、待機時の電池パック４の電力消費を抑えることができる。また、自動的に間欠発振動作へ切り替わるため、操作性を向上することができる。なお、手動で操作可能なスイッチ等を設け、芝刈り機３を使用後に手動で間欠発振動作に切り替えるようにしても良い。
【００６９】
モータ電流がある場合（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、所定時間経過していない場合（Ｓ２１６：ＮＯ）には，芝刈り機３が動作していると判断してＳ２０７の昇圧回路部２３、スイッチング回路２６の連続動作へ戻る。
【００７０】
上記したように、電池パック４からの直流電力をインバータ２（スイッチング回路２６）によって交流電力に変換した上でブラシレスモータ３２に供給する構成においては、様々な制御が必要となり、その制御の過程で電力の浪費が生じることが考えられるが、本実施の形態では、トリガスイッチ３１ａが操作されていない状態では、ＦＥＴ２３２は間欠的に発振させると共に、スイッチング回路２６のＦＥＴ２６１−ＦＥＴ２６４のうち、ＦＥＴ２６１及びＦＥＴ２６４をオンさせるように制御するため、電力の浪費を軽減させると同時に、ＦＥＴ２３２及びＦＥＴ２６１−２６４の発熱を抑制し故障を防止することも可能となる。
【００７１】
尚、本発明の電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、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。
【００７２】
例えば、上記実施の形態において、電源スイッチ２２１と直列に更なるＦＥＴを配置し、電池パック４が過放電を検出した場合には、当該ＦＥＴのゲートに過放電信号をするような構成を採用してもよい。このような構成により、電池パック４の寿命が短くなることを防止することが可能となる。
【００７３】
また、上記実施の形態では、インバータ２に接続される電池パック４を１４．４Ｖとして説明したが、種類が異なる電池パック、例えばリチウム電池や、ニカド電池、或いはニッケル水素電池からなる電池パックの何れかを接続可能にしても良いし、電池電圧が異なる複数の電池パックを接続可能にしても良い。この場合、電池パックには電池電圧や種類を識別するために識別手段（例えば抵抗）を設け、マイコン２９がこの抵抗からの情報により接続された電池パックを判別し、その電池パックに応じてＦＥＴ２３２の間欠駆動タイミングを変更するように制御すれば、種々の電池パックを使用することができ作業性を向上することができる。
【００７４】
また、図３のフローチャートでは、Ｓ２０７−Ｓ２１０で昇圧電圧の制御を行ったが、これらは、Ｓ２０１でトリガを検出された後であれば、フローチャート内のどの位置で行われてもよい。また、Ｓ２１２−Ｓ２１４で過放電の検出を行ったが、これらは、フローチャート内のどの位置で行われてもよく、また、並行して行われてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１：芝刈り機、２：インバータ、３：芝刈り機本体、４：電池パック、２３：昇圧回路部、２４：整流平滑回路部、２６：スイッチング回路、２７：電流検出抵抗、２９：マイコン、３１：整流三相変換回路、３２  ブラシレスモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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