(57)【要約】【課題】  モータに印加可能な電圧の上限を高くしながら、同時に装置の小型化が可能な電動工具を提供する。【解決手段】  ロータと、ロータを回転させるコイルとを有するモータと、前記モータに供給する電力をオンオフするスイッチング手段と、操作量を変更可能な操作手段と、前記スイッチング手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって前記モータを回転させる第１の制御を実行可能であり、前記制御手段は、前記スイッチング手段と前記コイルとを用いて昇圧動作を実行し、昇圧した電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって前記モータを回転させる第２の制御を実行可能であり、前記制御手段は、前記第１の制御と、前記第２の制御とを、前記操作量に応じて選択的に実行可能であることを特徴とする電動工具。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、ロータを回転させるコイルとを有するモータと、
前記モータに供給する電力をオンオフするスイッチング手段と、
操作量を変更可能な操作手段と、
前記スイッチング手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって前記モータを回転させる第１の制御を実行可能であり、
前記制御手段は、前記スイッチング手段と前記コイルとを用いて昇圧動作を実行し、昇圧した電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって前記モータを回転させる第２の制御を実行可能であり、
前記制御手段は、前記第１の制御と、前記第２の制御とを、前記操作量に応じて選択的に実行可能であることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
コンデンサをさらに有し、
前記第２の制御において、前記制御手段は、前記昇圧した電力によって前記コンデンサに電荷を蓄積し、前記コンデンサからの電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって、前記モータを回転させることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記制御手段は、前記操作量が所定値未満の場合には前記第１の制御を実行し、前記操作量が前記所定値以上の場合には、前記第２の制御を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記第２の制御において、前記制御手段は、目標電圧値を設定し、前記コンデンサの電圧が前記目標電圧値になるように電力を昇圧することを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項５】
前記目標電圧値は、前記操作量に応じて増加することを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
【請求項６】
前記制御手段は、スイッチング信号を前記スイッチング手段に供給することによって前記スイッチング手段を制御し、
前記第２の制御において、前記制御手段は、前記スイッチング信号のデューティ比を変更することによって、前記モータの回転数を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項７】
使用者が把持可能な把持部をさらに有し、
前記コンデンサは、前記把持部に収容されていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項８】
ロータと、ロータを回転させるコイルとを有するモータと、
前記コイルの一端が接続され、電池から前記モータに供給する電力をオンオフする複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記スイッチング素子を制御する制御手段と、を有し、
前記インバータ回路の入力側に並列にコンデンサを接続し、
前記電池の正極側をスイッチ及び第１ダイオードを介して前記コイルの他端に接続すると共に、前記電池の負極側を前記インバータ回路のグランドに接続し、
前記電池の電圧を前記スイッチ、前記第１ダイオード、前記コイル及び前記インバータ回路を介して昇圧して前記コンデンサを充電するように構成したことを特徴とする電動工具。
【請求項９】
前記電池の正極と前記コンデンサの正極の間に接続された第２ダイオードを有し、
前記インバータ回路へ供給する電力を、前記電池から前記第２ダイオードを介して供給する第１経路と、前記電池から前記スイッチ、前記第１ダイオード、前記コイル、前記コンデンサを介して供給する第２経路と、で任意に切り替え可能に構成したことを特徴とする請求項８に記載の電動工具。
【請求項１０】
操作量を変更可能な操作手段を有し、
前記操作手段の操作量が所定値未満の場合には、前記第１経路を介して前記インバータ回路へ電力を供給し、前記操作量が所定値以上の場合には、前記第２経路を介して前記インバータ回路へ電力を供給するように構成したことを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、（例えば、特許文献１参照）、電池パックからの電圧を昇圧回路によって昇圧し、モータに印加する電動工具が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−６９２５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昇圧回路には、昇圧を行うための専用の昇圧コイルを設ける必要がある。一般に昇圧コイルは大型であるため、電動工具が大型化するという問題があった。一方、装置の小型化のために昇圧回路を設けない構成を仮定すると、モータに印加可能な電圧の上限が低くなり、モータの回転数の上限値や出力トルクの上限値も低くなってしまう。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、専用の昇圧コイルを設ける必要がなく、モータに印加可能な電圧の上限を高くすることが可能な電動工具を提供しようとするものである。また、装置の小型化が可能な電動工具を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ロータと、ロータを回転させるコイルとを有するモータと、前記モータに供給する電力をオンオフするスイッチング手段と、操作量を変更可能な操作手段と、前記スイッチング手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって前記モータを回転させる第１の制御を実行可能であり、前記制御手段は、前記スイッチング手段と前記コイルとを用いて昇圧動作を実行し、昇圧した電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって前記モータを回転させる第２の制御を実行可能であり、前記制御手段は、前記第１の制御と、前記第２の制御とを、前記操作量に応じて選択的に実行可能であることを特徴とする電動工具を提供している。
【０００７】
このような電動工具によれば、専用の昇圧回路を設けることなく、操作量に応じた適切な電圧をモータに印加することが可能になる。
【０００８】
コンデンサをさらに有し、前記第２の制御において、前記制御手段は、前記昇圧した電力によって前記コンデンサに電荷を蓄積し、前記コンデンサからの電力を前記スイッチング手段を介して前記モータに供給することによって、前記モータを回転させることが好ましい。このような構成によって、コンデンサに昇圧した電力を蓄えることができる。
【０００９】
前記制御手段は、前記操作量が所定値未満の場合には前記第１の制御を実行し、前記操作量が前記所定値以上の場合には、前記第２の制御を実行することが好ましい。このような構成によって、操作量に応じた適切な制御を行うことができる。
【００１０】
前記第２の制御において、前記制御手段は、目標電圧値を設定し、前記コンデンサの電圧が前記目標電圧値になるように電力を昇圧することが好ましい。このような構成によって、コンデンサの電圧を操作量に適した電圧にすることができる。
【００１１】
前記目標電圧値は、前記操作量に応じて増加することが好ましい。
【００１２】
前記制御手段は、スイッチング信号を前記スイッチング手段に供給することによって前記スイッチング手段を制御し、前記第２の制御において、前記制御手段は、前記スイッチング信号のデューティ比を変更することによって、前記モータの回転数を制御することが好ましい。このような構成によって、モータの回転数をきめ細かく制御することができる。
【００１３】
使用者が把持可能な把持部をさらに有し、前記コンデンサは、前記把持部に収容されていることが好ましい。このような構成によって、電動工具が大型化することを抑制することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明は、ロータと、ロータを回転させるコイルとを有するモータと、前記コイルの一端が接続され、電池から前記モータに供給する電力をオンオフする複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記スイッチング素子を制御する制御手段と、を有し、前記インバータ回路の入力側に並列にコンデンサを接続し、前記電池の正極側をスイッチ及び第１ダイオードを介して前記コイルの他端に接続すると共に、前記電池の負極側を前記インバータ回路のグランドに接続し、前記電池の電圧を前記スイッチ、前記第１ダイオード、前記コイル及び前記インバータ回路を介して昇圧して前記コンデンサを充電するように構成したことを特徴とする電動工具を提供している。
このような電動工具によれば、専用の昇圧回路を設ける必要がないため、電動工具の小型化が可能となる。また、前記電池の正極と前記コンデンサの正極の間に接続された第２ダイオードを有し、前記インバータ回路へ供給する電力を、前記電池から前記第２ダイオードを介して供給する第１経路と、前記電池から前記スイッチ、前記第１ダイオード、前記コイル、前記コンデンサを介して供給する第２経路と、で任意に切り替え可能に構成することが好ましい。また、操作量を変更可能な操作手段を有し、前記操作手段の操作量が所定値未満の場合には、前記第１経路を介して前記インバータ回路へ電力を供給し、前記操作量が所定値以上の場合には、前記第２経路を介して前記インバータ回路へ電力を供給するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動工具によれば、専用の昇圧コイルを用いることなく、モータに印加可能な電圧の上限を高くすることが可能になる。また、装置の小型化が可能な電動工具を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態のコードレス電動工具の概略図。
【図２】本実施の形態の電動工具の電気的な構成を示した回路図。
【図３】本実施の形態のトリガ操作量に対する電圧、デューティ比、モータの回転数を示したグラフ。図３（ａ）は、トリガ操作量に対するモータの回転数を示したグラフと、トリガ操作量に対する電圧（電池電圧およびコンデンサ電圧のうちモータに印加可能な最大電圧）のグラフとを記載している。図３（ｂ）は、トリガ操作量に対するモータの回転数を示したグラフと、トリガ操作量に対するＦＥＴのデューティ比のグラフとを記載している。図３（ｃ）は、トリガ操作量とスイッチの状態（オンかオフか）を示している。
【図４】本実施の形態の回転制御のフローチャート。
【図５】図４に記載の昇圧制御のフローチャート。
【図６】図４に記載のモータ制御のフローチャート。
【図７】変形例における、トリガ操作量に対する電圧、デューティ比、モータの回転数を示したグラフ。図７（ａ）は、トリガ操作量に対するモータの回転数を示したグラフと、トリガ操作量に対する電圧（電池電圧およびコンデンサ電圧のうちモータに印加可能な最大電圧）のグラフとを記載している。図７（ｂ）は、トリガ操作量に対するモータの回転数を示したグラフと、トリガ操作量に対するＦＥＴのデューティ比のグラフとを記載している。図７（ｃ）は、トリガ操作量とスイッチの状態（オンかオフか）を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本実施の形態のコードレス電動工具１の概略図である。電動工具１は、バッテリーパック７０から供給される電力で駆動する。例えば、電動工具１はインパクトドライバである。電動工具１はケース５０を有する。ケース５０はモータ格納部５１と、把持部５２と、バッテリー取付部５３とを有している。把持部５２はモータ格納部５１とバッテリー取付部５３との間に設けられている。
【００１８】
モータ格納部５１の内部には、スイッチング基板２０と、モータ３と、駆動力伝達機構４０とが設けられている。モータ格納部５１にはビット取付部６０が設けられている。ビット取付部６０はビット８０を着脱可能である。スイッチング基板２０は本発明のスイッチング手段に対応する。
【００１９】
モータ３は、三相ブラシレスＤＣモータである。モータ３は、ステータ３０と、ロータ３５と、センサ３７とを有している。センサ３７は、ロータ３５の回転位置（回転角）を検出する。
【００２０】
駆動力伝達機構４０は、モータ３の回転をビット取付部６０に伝達可能である。
【００２１】
把持部５２は使用者が把持可能なように構成されている。把持部５２には、トリガ５が設けられている。把持部５２の内部には、トリガスイッチ１５と、コンデンサ２７とが収容されている。トリガスイッチ１５は、トリガ５と電気的に接続されており、トリガ５の操作量（以下、トリガ操作量）を検出可能である。トリガ操作量は、トリガ５の引き代を示す量、即ち、使用者がトリガ５をどれだけ把持部５２に向けて引いたかを示す量である。トリガ５、トリガスイッチ１５は本発明の操作手段に対応する。
【００２２】
バッテリー取付部５３は、バッテリーパック７０を着脱可能である。バッテリー取付部５３の内部には制御基板７が設けられている。バッテリーパック７０がバッテリー取付部５３に装着されると、バッテリーパック７０内部の二次電池７１（図２）の電力がモータ３へと供給可能になる。使用者は把持部５２を把持し、トリガ５を引くことにより、モータ３を回転させる。モータ３の回転が駆動力伝達機構４０によってビット取付部６０に伝達される。これによりビット８０と共にビット取付部６０が回転する。
【００２３】
図２は、電動工具１の電気的な接続を示した回路図である。図２は、バッテリーパック７０が電動工具１に取付けられたときの回路を示している。図２に示すように、制御基板７と、スイッチング基板２０（インバータ回路）と、トリガスイッチ１５と、コンデンサ２７と、モータ３のステータ３０と、二次電池７１とが電気的に接続されている。以下詳細に説明する。
【００２４】
制御基板７は、マイコン１１と、ダイオード１７、１９と、スイッチ１８とを有している。スイッチング基板２０は６個のＦＥＴ２１〜２６と、ドライバ回路１３とを有している。尚、ドライバ回路１３は、スイッチング基板２０ではなく制御基板７に設けられていてもよい。
【００２５】
バッテリーパック７０は二次電池７１を備えている。本実施の形態では、バッテリーパック７０は、定格電圧が１４．４Ｖである。尚、定格電圧は、１４．４Ｖに限定されず、例えば、１４．４Ｖ〜３６Ｖの間の電圧などでもよい。二次電池７１の電圧を以下では電池電圧と呼ぶ。マイコン１１は、本発明の制御手段に対応する。
【００２６】
二次電池７１は、ダイオード１７を介してコンデンサ２７と接続されている。詳細には、ダイオード１７のアノードが二次電池７１のプラス端子に接続され、ダイオード１７のカソードがコンデンサ２７のプラス端子と接続されている。また、二次電池７１はスイッチ１８、ダイオード１９を介してモータ３と接続されている。ダイオード１９は、ダイオード１７と並列に接続されている。即ち、ダイオード１９のアノードがスイッチ１８を介して二次電池７１のプラス端子に接続され、ダイオード１９のカソードがモータ３の中性点Ｎと接続されている。二次電池７１の電力はダイオード１７を介してコンデンサ２７に供給される。また、スイッチ１８がオンのときには、二次電池７１の電力はダイオード１９を介してもコンデンサ２７に供給可能である（後述）。
【００２７】
二次電池７１のマイナス端子とコンデンサ２７のマイナス端子とはグランドに接続されている。
【００２８】
本実施の形態では、ステータ３０は三相のコイル３１、３２、３３を有している。コイル３１、３２、３３はスター結線によって中性点Ｎで接続されている。ロータ３５は、コンデンサ２７に蓄えられた電力（充電された電力）、または、二次電池７１から供給される電力によって回転可能である。
【００２９】
ＦＥＴ２１〜２６は３相ブリッジ形式で接続されている。即ち、ＦＥＴ２１のソースはＦＥＴ２４のドレインと接続点Ｐ１で接続され、ＦＥＴ２２のソースはＦＥＴ２５のドレインと接続点Ｐ２で接続され、ＦＥＴ２３のソースはＦＥＴ２６のドレインと接続点Ｐ３で接続されている。接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれコイル３１、３２、３３と接続されている。ＦＥＴ２１、２２、２３のドレインは、コンデンサ２７のプラス側に接続され、ＦＥＴ２４、２５、２６のソースはグランドに接続されている。ＦＥＴ２１〜２６のゲートはドライバ回路１３に接続される。
【００３０】
マイコン１１は、トリガスイッチ１５を介してトリガ操作量を検出する。マイコン１１は、ドライバ回路１３を介してＦＥＴ２１〜２６のスイッチング動作を制御する。即ち、マイコン１１は、ロータ３５（図１）の回転位置をセンサ３７（図１）を介して検出し、その回転位置に応じてＦＥＴ２１〜２６のスイッチング制御を行い、コイル３１〜３３のうち所定のコイルに交互に通電を行う。具体的には、マイコン１１からの制御信号に基づき、ドライバ回路１３はＦＥＴ２１〜２６のオンオフを切替えるスイッチング信号を出力する。これにより、コイル３１、３２、３３は交互に通電し、ロータ３５（図１）を回転させる。
【００３１】
マイコン１１は、トリガ操作量を検出し、その操作量に応じて、スイッチング信号のデューティ比を変更する。ここで、デューティ比は、スイッチング信号の周期に対するオン期間の比である。デューティ比を変更することにより、所望のトルク、回転数でモータ３のロータ３５を回転させることができる。
【００３２】
マイコン１１はスイッチ１８のオンオフを制御可能である。スイッチ１８は例えばＦＥＴである。
【００３３】
スイッチ１８のオンオフに関わらず、二次電池７１はダイオード１７を介してコンデンサ２７に接続されている。このため、二次電池７１の電力はコンデンサ２７に常に供給可能である。
【００３４】
モータ３を駆動する際には、スイッチング動作によってＦＥＴ２１〜２６を駆動することにより、コンデンサ２７の電力がモータ３に供給されてモータ３が駆動する。後述する零相制御（または昇圧制御）を行っていないときには、コンデンサ２７は二次電池７１と等電位であるため、モータ３は二次電池７１からの電力によって駆動しているともいえる。
【００３５】
本実施の形態では、スイッチ１８をオンすることにより、二次電池７１の電力をダイオード１９、モータ３（コイル３１〜３３）、ＦＥＴ２１〜２６を介して供給する零相制御を行っている。即ち、零相制御はコイル３１〜３３に印加される電圧を昇圧し、モータ３を高回転で駆動するための高い電圧を発生させる制御である。本実施の形態では零相制御によって発生した電力はコンデンサ２７に蓄えられる。
【００３６】
具体的には、零相制御では、スイッチ１８をオンにする。次に、上アーム側のＦＥＴ２１〜２３をオフし、下アーム側のＦＥＴ２４〜２６をオンする。これにより、電流が、コイル３１、３２、３３を介して、それぞれＦＥＴ２４、２５、２６に流れる。
【００３７】
次に、ＦＥＴ２１〜２３をオフしたまま、ＦＥＴ２４〜２６をオフにする。これにより、コイル３１〜３３に起電力が発生する。かかる起電力により、電流が、ＦＥＴ２１〜２３の内部のダイオード（ソース側にアノード、ドレイン側にカソードを有するダイオード）を通って、コンデンサ２７に流れる。尚、このタイミングではＦＥＴ２１〜２３をオフに維持せずＦＥＴ２１〜２３をオンにしてもよい。コイル３１〜３３から発生する起電力によりコンデンサ２７が電池電圧より高い電圧で印加される。これにより、コンデンサ２７に電荷が蓄積され、コンデンサ２７の電圧は二次電池７１の電圧（本実施の形態では１４．４Ｖ）よりも高くなる。
【００３８】
以上の動作が零相制御である。本実施の形態では、マイコン１１は、零相制御によって、コンデンサ２７の電圧が目標電圧に到達するような制御を行っている。目標電圧は、モータ３の最大回転数を実現可能な電圧として設定されるものである。本実施の形態では、零相制御における目標電圧は、二次電池７１の初期電圧の２倍より大きい値である。ここで初期電圧は、トリガ操作が開始されたときの電池電圧（モータ３に負荷がかかっていない状態の無負荷電圧）でもよいし、二次電池７１の定格電圧でもよい。零相制御は本発明の昇圧動作に対応する。
１回の零相制御によって、コンデンサ２７に十分な電荷を供給することができない場合、即ち、コンデンサ２７の電圧Ｖｄｃが目標電圧に到達しない場合には、短期間に複数回連続して零相制御を行い、コンデンサ２７の電圧Ｖｄｃが目標電圧に到達するようにしてもよい。
【００３９】
零相制御によってコンデンサ２７の電圧が目標電圧に到達した状態で、スイッチ１８をオフにする。この状態で、ドライバ回路１３はＦＥＴ２１〜２６のスイッチング動作を開始し、モータ３を回転させる。これにより、コンデンサ２７に蓄えられた電力によって、モータ３を高回転、高トルクで駆動することができる。尚、零相制御では、コイル３１〜３３に同時に電流を流すため、コイル３１〜３３から発生する磁力は相殺されるため、減速力はロータ３５に作用しない。
【００４０】
図３（ａ）〜３（ｃ）を参照して、本実施の形態のモータ３の回転制御についてより詳細に説明する。図３（ａ）〜３（ｃ）では横軸はトリガ操作量を示している。図３（ａ）は、トリガ操作量に対するモータ３の回転数を示したグラフと、トリガ操作量に対する電圧（電池電圧およびコンデンサ電圧のうちモータ３に印加可能な最大電圧）のグラフとを記載している。図３（ｂ）は、トリガ操作量に対するモータ３の回転数を示したグラフと、トリガ操作量に対するＦＥＴ２１〜２６のデューティ比のグラフとを記載している。尚、トリガ操作量とデューティ比との関係は予め対応関係を登録したテーブルや、トリガ操作量とデューティ比との関係を規定する関係式を記憶しておき、当該テーブルや当該関係式に基づいて、現在のトリガ操作量に基づいて決定される。図３（ｃ）は、トリガ操作量とスイッチ１８の状態（オンかオフか）を示している。
【００４１】
図３（ｃ）に示すように、回転制御では、トリガ操作量が所定量になるまでは、マイコン１１はスイッチ１８をオフにしている。即ち、この状態では零相制御が行われない。トリガ操作量が所定量になったときに、マイコン１１はスイッチ１８をオンして、零相制御を行う。
【００４２】
詳細には、図３（ａ）〜３（ｃ）において、トリガ操作量が所定量未満であるときには、マイコン１１は通常制御を行っており、トリガ操作量が所定値以上になると昇圧制御を行っている。通常制御では、マイコン１１は、零相制御を行わず、ＦＥＴ２１〜２６のスイッチング動作を行うことにより、二次電池７１の電力をモータ３に供給している。すなわち、二次電池７１からダイオード１７を経由する第１経路を介して電力をスイッチング基板２０に供給する。昇圧制御において、マイコン１１は零相制御とスイッチング動作とを選択的に実行することにより、コンデンサ２７に蓄えられた電力をモータ３に供給可能にしている。すなわち、二次電池７１からスイッチ１８、ダイオード１９、コイル３１〜３３、インバータ基板２０及びコンデンサ２７を経由する第２経路を介して昇圧された電力をスイッチング基板２０に供給する。通常制御は本発明の第１の制御に対応し、昇圧制御は本発明の第２の制御に対応する。
【００４３】
通常制御について説明する。トリガ操作量がゼロの状態から、トリガ５が操作されると、マイコン１１は、スイッチ１８をオフの状態にしてＦＥＴ２１〜２６のスイッチング動作を行う。これにより、モータ３が回転する。図３（ｂ）に示すように、トリガ操作量が所定量に至るまでは、マイコン１１は、トリガ操作量に比例してデューティ比を増加させる。尚、モータ３を回転させることにより電池電圧は若干変動する。図３（ａ）に示すように、電池電圧は、トリガ操作量が増大するに従ってわずかに減少している。これは、かかる電池電圧の変動を模式的に示したものである。尚、トリガ操作量が所定量に到達したときに、デューティ比が１００パーセントになるように、デューティ制御を行っている。言い換えれば、所定量は、通常制御においてデューティ比が１００パーセントになるときのトリガの操作量である。つまり、所定量になったときには、モータ３の回転数は通常制御において達成可能な最大の回転数になっており、通常制御を維持しても当該最大の回転数以上の回転数を実現することができない。そのため、当該最大の回転数以上の回転数を実現するために昇圧制御を行う。
【００４４】
昇圧制御について具体的に説明する。トリガの操作量が所定量に至ると、マイコン１１は、デューティ比をモータ３の回転開始時と同程度まで低下させると共に零相制御を行う。零相制御によりコンデンサ２７の電圧が目標電圧（あるいは目標電圧以上）に到達する。尚、零相制御を１回行ってもコンデンサ２７の電圧が目標電圧に到達しない場合には、零相制御を複数回連続して行い、コンデンサ２７の電圧を目標電圧に到達させる。その後、コンデンサ２７に蓄えられた電力をモータ３に供給するために、スイッチング動作、及び、デューティ制御を行う。具体的には、マイコン１１は、トリガ操作量に比例してデューティ比を増加させるデューティ制御を行いながら、スイッチング動作を行う。図３（ａ）に示すように、モータ３が回転することによりコンデンサ２７の電圧も減少する。
【００４５】
昇圧制御では、マイコン１１は、零相制御と、スイッチング動作とを交互に行っている。即ち、モータ３の回転に伴って、コンデンサ２７の電圧が電池電圧の２倍（あるいは、下限電圧値）を下回った場合には、マイコン１１は、再び、零相制御を少なくとも１回行う。ここで、下限電圧値は、目標電圧値よりも所定の許容幅だけ小さい値である。これにより、コンデンサ２７の電圧が増加し、コンデンサ２７の電圧を目標電圧に到達させることができる。その後に、マイコン１１は、通常制御と同様にＦＥＴ２１〜２６のスイッチング動作を行い、コンデンサ２７に蓄えられた電力によってモータ３を回転させる。コンデンサ２７の電圧が電池電圧の２倍（あるいは上記下限電圧値）より下回った場合には、スイッチング動作を停止し、再び零相制御を行う。以降、同様にスイッチング動作と零相制御とを繰り返す。本実施の形態では、モータ３の回転数が最大になったときの電圧は、マイコン１１は初期電圧の２倍となるように、昇圧動作を行っている。ここで初期電圧は、トリガ操作が開始されたときの電池電圧でもよいし、二次電池７１の定格電圧でもよい。また、昇圧制御において、モータ３の回転数が最大のとき、デューティ比は１００パーセントとなるようにデューティ制御を行っている。
【００４６】
図４は、上記の回転制御のフローチャートである。図４のＳ１において、マイコン１１はトリガスイッチ１５からの信号を受信しトリガ操作量を検出する。マイコン１１は、トリガ操作量に応じた目標電圧を設定する。詳細には、トリガ操作量が所定値より小さい場合には目標電圧を現在の電池電圧に設定し、トリガ操作量が所定値以上の場合に目標電圧を初期電池電圧の２倍以上に設定する。上述のように、初期電池電圧は、トリガ操作が開始されたときの電池電圧でもよいし、二次電池７１の定格電圧でもよい。Ｓ３において昇圧制御を行い、Ｓ５においてモータ制御を行う。Ｓ５の後に、Ｓ１に戻る。
【００４７】
図５はＳ３の昇圧制御の詳細を示したフローチャートである。Ｓ３１において、コンデンサ２７の電圧Ｖｄｃが目標電圧より小さいかを判定する。コンデンサ２７の電圧Ｖｄｃが目標電圧より小さい場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、零相制御を行う。上述のように、トリガ操作量が所定量以上であれば、目標電圧値は初期電圧の２倍以上であるため、Ｓ３１は肯定判定される。１回の零相制御によって、電圧Ｖｄｃが目標電圧に到達しなかった場合には、電圧Ｖｄｃが目標電圧に到達するまで、複数回連続して零相制御を行う。電圧Ｖｄｃが目標電圧以上の場合（Ｓ３１：ＮＯ）または、Ｓ３３が終了したら昇圧制御を終了する。上述のように、トリガ操作量が所定量未満のときには、現在の電圧値が目標電圧値であるため、Ｓ３１は否定判定される。
【００４８】
図６はＳ５のモータ制御の詳細を示したフローチャートである。Ｓ５１では、マイコン１１は、現在のトリガ操作量を検出する。尚、Ｓ５１を省略し、以降の制御をＳ１で検出したトリガ操作量に基づいて行ってもよい。Ｓ５３において、マイコン１１はセンサ３７を介してモータ３のロータ３５の回転位置を検出する。Ｓ５５において、検出位置に基づいて、マイコン１１はスイッチング動作を行う。スイッチング動作によって、ＦＥＴ２１〜２６のオンオフを制御して、３相のコイル３１〜３３の何れかを導通し、モータ３を回転させる。この際にスイッチング信号に対してトリガ操作量に応じたデューティ制御を行う。
【００４９】
上記の実施の形態によれば、電動工具１は、専用の昇圧回路を設けることなく、コイル３１〜３３を用いて昇圧をすることで、トリガ操作量に応じて、電池電圧より高い電圧をモータ３に印加することができる。これにより、使用者の要求に沿った高い回転数、及び、高いトルクでモータ３を回転させることができる。また、専用の昇圧回路は、一般に平滑コンデンサやチョークコイルが必要となる。特に、コイルは大型のものが設けられる。これに対し、本願では、専用の昇圧回路を設けていない。このため、昇圧回路のコンデンサや大型のチョークコイルを配置するスペースを用意する必要が無く、電動工具１を小型化できる。
【００５０】
また、コンデンサ２７の電圧を電池電圧より高い電圧にした際にも、デューティ制御を行うことにより、モータ３の回転数をきめ細かく制御することができる。
【００５１】
コンデンサ２７は把持部５２に設けられている。コンデンサ２７は、比較的大型の電子部品であるが、把持部５２にコンデンサ２７を設けることにより電動工具１が大型化することを抑制することができる。
【００５２】
本発明による電動工具１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。
【００５３】
上記の実施の形態では、図３（ａ）、３（ｂ）に示すように、トリガ操作量が所定量以上の場合には、コンデンサ電圧を目標電圧まで昇圧したのちに、トリガ操作量に応じてデューティ比を上昇させることにより、モータ３の回転数を上昇させていた。しかしながら、図７（ａ）〜７（ｃ）に示すように、トリガ操作量が所定値以上の場合には、デューティ比を１００パーセントに固定したまま、トリガ操作量に比例してコンデンサ２７の目標電圧を変更するような零相制御を行うようにしてもよい。即ち、目標電圧は、モータ３の目標回転数に対応した値が設定される。例えば、零相制御を連続して行う回数を変更することにより、トリガ操作量に応じた目標電圧まで昇圧を行うようにする。
【００５４】
本実施の形態では、電動工具１は三相のブラシレスモータ３を有していたが、電動工具１は三相以外の複数の相を有するブラシレスモータ３を有していても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１     電動工具
３     モータ
５     トリガ
７     制御基板
１１   マイコン
１３   ドライバ回路
１５   トリガスイッチ
２０   スイッチング基板
１８   スイッチ
２７   コンデンサ
３０   ステータ
３１-３３     コイル
７０   バッテリーパック
【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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