充电式电动工具制造技术

提供一种不论设定速度怎样，均可切实地测出工具的非常规状态的充电式电动工具。根据由使用者设定的速度模式和触发开关的勾动量设定直流电机的ＤＵＴＹ（Ｓ１４０），根据该ＤＵＴＹ设定用于检测工具的非常规状态的电压检测阈值（Ｖｔ）和锁定判定时间（Ｔｒ）（Ｓ１５０）。即，以ＤＵＴＹ越大，电压检测阈值（Ｖｔ）越低，锁定判定时间（Ｔｒ）为越短的时间的方式进行设定。与ＤＵＴＹ对应的直流电机的通电开始后（Ｓ１６０），霍尔信号未被更新的状态是否经过锁定判定时间（Ｔｒ）（Ｓ１９０：是），如果电池电压（Ｖｂ）低于电压检测阈值（Ｖｔ）（Ｓ２２０：是），则判断为非常规状态并停止向直流电机的通电（Ｓ２３０、Ｓ２５０）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备利用来自电池(二次电池)的电力旋转的直流电机 作为动力源，构成为根据触发开关等的速度设定用开关的操作状态控制 该直流电机的旋转速度的充电式电动工具。
技术介绍
以往，作为这种充电式电动工具，已知例如作为直流电机的驱动电 路设置有由在直流电机的各端子与直流电源(电池)的正极和负极之间 分别设置的开关元件(高端开关和低端开关)构成的电桥电路(换言之 为倒相电路)的电动工具。在这种结构的充电式电动工具中，当使用者操作作为速度设定用开关的触发开关时，控制器基于该操作量，求得用于PWM控制直流电机 的驱动占空比，根据该驱动占空比通、断电桥电路内的开关元件，由此 控制直流电机的旋转。此外，作为速度设定用的开关，除了上述的触发开关以外，还知道 具备可将旋转速度切换成例如高速模式和低速模式的两个梯段的速度 切换开关的开关。在这种结构的充电式电动工具中，当使用者将速度切 换开关设定为高速模式或低速模式的任何一个(切换操作)而勾动触发 开关时，控制器会控制直流电机而达到与该设定的某一速度模式对应的 旋转速度。然后，直流电机的旋转驱动力直接或通过减速机构等传达到 工具输出轴。但是，在充电式电动工具中，在作为动力源的直流电机的驱动时， 如果发生直流电机机械地锁定、控制器产生异常、或作为负载的直流电 机短路等的非常规状态(异常'状态)，则在直流电机或其驱动电路中流 动过电流，上述各部发热，有根据情况不同而烧损的时候。因此，在充电式电动工具中设置有保护电路，该保护电路通常在直 流电机的驱动时，判断该充电式电动工具是否处于上述的非常规状态，在判断为非常规状态的情况下进行停止直流电机的驱动等保护动作。考虑到多种保护电路的结构，例如采用设置检测直流电机的通电电 流值的电流检测机构，在超过了通电电流值的某一 阈值的情况下判断为 非常规状态(发生过电流)的结构当然是可行的。但是，为了电路的小型化和成本降低，近年来，提出了多种不设置 电流检测机构而检测过电流的方法。作为其中的一个例子，有监视电池 电压，如果由于负载短路而发生过电流并且电池电压降低则停止向负载 通电(关闭设置在通电路径上的开关元件)的结构(例如参照专利文献专利文献1日本特开平5-174874号公报但是，对于上述充电式电动工具那样的具备速度设定用开关且构成 为根据其设定内容PWM控制直流电机的工具，当应用上述专利文献l 所记载的基于电池电压降低的过电流检测的技术时，存在根据旋转速度 的设定内容无法正确地检测非常规状态(过电流)的可能性。即，在PWM控制直流电机的情况下，当接通开关元件时，直流电 机的通电电流值上升，伴随与此电池电压渐渐降低。如果在这种状态下 继续开关元件接通的状态，则最终通电电流值的上升和电池电压的降低 停止，进入到恒定状态。然后，如果关闭开关元件，通电电流值朝向零 渐渐降低并且电池电压朝向开路电压渐渐上升。另外，在开关元件的接 通期间中是否进入到恒定状态取决于通电路径的时间常数和驱动占空 比(即接通期间的长度)。在此，在向直流电机的通电时，如果该充电式电动工具出现非常规 状态而发生过电流，则相对于正常时电池电压会进一步降低。因此，能够以如下方式构成保护电路，例如设定规定电压值、即低判定用的电压柽测阈值，在电池电压比该电压检测阈裣低的情况下，判 断产生过电流，进而进行保护动作。但是，速度设定用开关所设定的速度越低，会使驱动占空比越小，6开关元件的接通期间越短。因此，在基于开关元件的接通的通电开始后 的过渡状态下，设定速度越低，电池电压的降低量也越小。即，通电电流的上升或电池电压的降低量取决于PWM控制中的驱动占空比，驱动量越小。因此，如果电压检测阈值对应例如驱动占空比较大时(即设定速度 高时)而被设定为较低值，则即使在设定速度低时出现非常规状态而在 开关元件的接通时发生过电流的情况下，也会由于在电池电压低于电压 检测阈值之前开关元件被断开而使电池电压再次转变为上升的缘故，而 存在无法检测到过电流的可能性。为了避免该情况，如果对应驱动占空比较小时(即设定速度低时) 将电压检测阈值设定为较高值，则相反会在驱动占空比大时，担心会出 现尽管是正常状态电池电压也低于该电压检测阈值，即出现误检测出发 生过电流的情况。另一方面，作为非常规状态的一种有直流电机的锁定状态，也已知 有多种检测该锁定状态的方法。具体而言，存在如下的方法设置每当 直流电机旋转一定量就输出脉冲信号的旋转传感器，在发自该传感器的态。在这种情况下，如果也将锁定判定时间对应于例如驱动占空比小时 (即设定速度低时)设定为较长的时间，则基于速度设定用开关的设定 速度越高，会使处于锁定状态时过电流持续流动的时间越长。为了防止这种情况，如果对应例如驱动占空比大时(即设定速度高 时)将锁定判定时间设定为短的时间，则相反会在驱动占空比小时，担 心出现尽管为正常状态在该锁定判定时间内也未从传感器输出脉冲信 号，即出现误检测出锁定状态。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的是在构成为根据设定速度 对直流电机的旋转进行PWM控制的充电式电动工具中，不论设定速度工具的非常规状态。为了解决上述i果题而完成的第一方面的充电式电动工具，包括驱 动工具输出轴的直流电机；内置有作为该直流电机的电源的二次电池的电池组；由在从二次电池通向直流电机的通电路径上设置的至少一个开 关元件构成的开关电路；可供使用者操作而用来设定直流电机的旋转速 度的至少一个速度设定机构；控制机构，其基于由速度设定机构的操作 设定的旋转速度设定用于通过开关电路PWM控制直流电机的驱动占空 比；驱动机构，其按照由该控制机构设定的驱动占空比，使开关电路内 的开关元件通断，来使直流电机旋转；动作量检测机构，在由该驱动机 构使直流电机旋转时，该动作量检测机构检测除该直流电机的通电电流 值之外的直接或间接表示该充电式电动工具的动作状态的至少一个种 类的动作量；异常判断机构，其通过比较由该动作量检测机构检测出的 动作量和针对该动作量设定的判定阈值，判断该充电式电动工具的动作 状态是否为异常；和判定阈值设定机构，其设定判定阈值。而且特别是在本专利技术中，判定阈值设定机构根据由所述速度设定机 构设定的旋转速度连续或梯段性地设定判定阔值。在这样构成的充电式电动工具中，在直流电机旋转时，基于动作量 检测机构检测出的动作量和判定阈值设定机构设定的判定阈值，判断该 充电式电动工具的动作状态。此时，如果将判定阈值固定为一定值，根 据速度设定机构所设定的旋转速度(进而由控制机构设定的驱动占空 比)，异常判断机构可能无法做出正确的判断。因此在本专利技术中，不将判定阈值固定成一定值，而是根据速度设定 机构设定的旋转速度(进而根据驱动占空比)来使(连续或梯段性地设 定)判定阈值变化。适宜考虑使判定阈值根据被设定的旋转速度(驱动占空比)具体怎 样改变，例如针对每一设定的旋转速度下，电动机在以该旋转速度旋转 时发生了异常状态的情况下假想的动作量的变化的程度，以能够切实地 测出该动作量的变化的方式设定判定阈值即可。因而，根据第一方面的充电式电动工具，由于设定为判定阈值与设定的旋转速度对应也连续或梯段性地变化，所以对该渐变的旋转速度就 可依次设定适当的判定阈值。因此，不论设定旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电式电动工具，其特征在于，包括：　驱动工具输出轴的直流电机；　内置有作为该直流电机的电源的二次电池的电池组；　由在从所述二次电池通向所述直流电机的通电路径上设置的至少一个开关元件构成的开关电路；　可供使用者操作 而用来设定所述直流电机的旋转速度的至少一个速度设定机构；　控制机构，其基于所述速度设定机构的操作所设定的旋转速度，来设定用于通过所述开关电路ＰＷＭ控制所述直流电机的驱动占空比；　驱动机构，其按照由该控制机构设定的驱动占空比，使所 述开关电路内的开关元件通断，来使所述直流电机旋转；　动作量检测机构，在由该驱动机构使所述直流电机旋转时，该动作量检测机构检测除该直流电机的通电电流值之外的直接或间接表示该充电式电动工具的动作状态的至少一个种类的动作量；　异常判断 机构，其通过比较由该动作量检测机构检测出的动作量和针对该动作量设定的判定阈值，来判断该充电式电动工具的动作状态是否为异常；和　设定所述判定阈值的判定阈值设定机构，　所述判定阈值设定机构，根据由所述速度设定机构设定的旋转速度连续地 或梯段性地设定所述判定阈值。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木次郎，董风迎，草川卓也，
申请(专利权)人：株式会社牧田，
类型：发明
国别省市：JP[日本]