JP2009202310A

JP2009202310A - 電動工具

Info

Publication number: JP2009202310A
Application number: JP2008049019A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nakayama; 栄二中山; Akira Onose; 章小野瀬
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】操作レバー（トリガレバー）により直流モータに供給する電力を変調する制御回路装置を備える電動工具において、変速設定回路に使用されるスライド式可変抵抗器の摺動抵抗部の摩耗による異常な電力変調（デューティー制御）を防止し、摺動抵抗部の摩耗が生じても、操作レバーの操作量に対して常に正常な電力変調を行うことができる電動工具を提供する。
【解決手段】
操作レバー１９の操作によって制御回路２の電源スイッチ３をオンさせたとき、同時に、スライド可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂの検出電圧（分圧電圧）Ｖｂを制御回路２に取り込み、その検出電圧Ｖｂを正常値Ｖｉと比較する。その比較結果に基づいてＰＷＭ制御のデューティーを補正することによって、スライド可変抵抗器１２の摺動抵抗部に摩耗が生じても、操作レバーの操作量に対して常に正常な電力変調を行うように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータによってドライバ、ドリル等の先端工具を駆動する電動工具に関し、特に、電動モータを変速させるために電力の供給を変調する制御回路装置を備える電動工具に関する。

従来、電動工具において、ドライバ、ドリル等の先端工具の動力源となる直流モータを、直流電源との間に電気的接続したスイッチング素子でパルス駆動させ、工具本体のトリガ操作レバーの引込操作量に応じてモータヘ供給する電力を変調させ、回転速度を変速させる制御回路装置が知られている。

この制御回路装置では、スライド式可変抵抗器の摺動端子をトリガ操作レバーの操作に連動するように組合せて、トリガ操作レバーの引込操作量に応答して可変抵抗値を変化させている。可変抵抗器の抵抗値の変化は、電源スイッチを介して可変抵抗器に供給された電源電圧の分圧電圧として検出し、その検出電圧によってパルス駆動信号のデューティー比を制御するように構成している。

かかる制御回路装置の一つの組立形態では、電源スイッチの接点の寿命を確保するために、制御回路装置の実装基板と共に専用の筐体またはパッケージ内に密閉した専用スイッチ構造とする場合がある。しかし、この専用スイッチ構造は、外形形状が大きくなり、かつ形状寸法が一定形状で自由度がないため、電動工具を小形化できないという難点がある。

また、制御回路装置の他の組立形態では、電動工具の小型化を図るために、電動工具の外形形状に合わせて上記制御回路装置の実装回路基板を設置する。この場合、電動モータの実装回路基板には汎用のスライド式可変抵抗器を実装し、その摺動端子（操作片）を、トリガ操作レバーの引込操作に連動して抵抗体に摺動することによって抵抗値を可変させる組立構造とする。これによって、可変抵抗器の摺動端子に得られる分圧電圧に基づいてスイッチング素子の駆動信号のデューティー比を可変させ、電動モータを変速させるように構成する。

しかしながら、電動モータの制御回路装置の実装基板に、一般用途のスライド式可変抵抗器を使用する場合は、可変抵抗器の抵抗体の摺動部（スライド部）における密閉封止が不完全なものとなる。このため、電動工具の使用環境によっては粉塵等の塵埃の侵入により、可変抵抗器の抵抗体部分が摺動端子の摩擦により摩耗し易くなり、摺動部分の抵抗値が摩耗変化することとなる。その結果、可変抵抗器の摺動端子の変位と、モータの制御回転数との相関関係が可変抵抗の摩耗変化と共に乱れ、摺動端子の変位による一定の変速制御が不可能となる。このため、可変抵抗器の摺動抵抗部の摩耗により異常な電力変調（デューティー制御）が生じ、摺動端子の操作による滑らかな変速制御が出来なくなるという問題が生じる。

したがって、本発明の一つの目的は、上記問題点を解消し、変速設定回路の設定値の出力誤差または出力変化を検出し、電動モータの駆動信号のデューティー比を補正することができる制御回路装置を有する電動工具を提供することにある。

本発明の他の目的は、可変抵抗器の摺動部分における抵抗体の摩耗に基づく設定出力電圧の経時変化を検出し、電動モータの駆動信号のデューティー比を補正することができ制御回路装置を有する電動工具を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、可変抵抗器として汎用のスライド式可変抵抗器を使用することが可能な変速設定回路を具備する電動工具を提供することにある。

上記本発明の目的を達成するために、本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次のとおりである。

本発明の一つの特徴によれば、先端工具が保持される出力軸を回転駆動させるための電動モータと、該電動モータに電力を供給するための直流電源と、前記電動モータに直列接続された半導体スイッチング素子を含むパルス駆動回路と、前記電動モータの速度を設定する制御信号を出力するための変速設定回路と、前記半導体スイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動信号を出力し、かつ該ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を、前記変速設定回路の制御信号に基づいて可変させるための駆動制御回路と、前記変速設定回路および前記駆動制御回路への供給電源をオンまたはオフさせるための電源スイッチと、を具備する電動工具において、前記駆動制御回路は、前記電源スイッチをオンしたときに前記変速設定回路から出力される前記制御信号の検出値が正常値にあるか否かを比較し、その比較の結果に基づいて前記ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を補正するように構成する。

本発明の他の特徴によれば、前記変速設定回路は、抵抗体と該抵抗体に摺動する摺動端子とを有する可変抵抗器を含み、前記抵抗体を前記供給電源に並列接続することによって前記摺動端子の分圧電圧を前記制御信号として出力するように構成する。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記可変抵抗器の前記摺動端子は、前記抵抗体を摺動する摺動可能範囲より狭い使用範囲で摺動させることによって前記分圧電圧を可変させるように構成する。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記可変抵抗器の前記摺動端子は、前記電源スイッチがオンするときに所定の摺動位置に設定され、該設定摺動位置の前記摺動端子における分圧電圧を制御信号として出力し、前記駆動制御回路は、前記分圧電圧を正常値の電圧と比較し、その比較結果に基づいて前記ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を補正する。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記駆動制御回路は、マイコンから構成される。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記パルス駆動回路は、４つの半導体スイッチング素子がＨ型ブリッジ回路に接続された双方向駆動回路から構成される。

本発明によれば、駆動制御回路は、電源スイッチをオンしたときに変速設定回路から出力される制御信号の検出値が正常値にあるか否かを比較し、その比較の結果に基づいてＰＷＭ駆動信号のデューティー比を補正するように構成するので、変速設定回路に可変抵抗器を使用した場合、可変抵抗器の摺動抵抗部の抵抗体が摩耗し、その抵抗値が変化しても、滑らかな速度制御が可能となる。

本発明の上記および他の目的、ならびに本発明の上記および他の新規な特徴は、本明細書の以下の記述および添付図面から更に明らかにされる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。

図１は本発明をコーナーインパクトドライバに適用した場合の電動工具の全体構造図、図２は図１に示した電動工具の直流モータの駆動制御系を示す機能ブロック図、図３は変速設定回路に使用される電源スイッチ（マイクロスイッチ）とスライド式可変抵抗器の構造図、図４は図３に示した電源スイッチを構成するマイクロスイッチのＣ−Ｃ線に沿う側面図、図５は図３に示したスライド式可変抵抗器の摩耗範囲を示す概念図をそれぞれ示す。

最初に、図１を参照して本発明の実施形態に係る電動工具全体について説明する。

電動工具５０は、狭い作業場所の角や、隅にあるネジの締付け作業に好適なコーナーインパクトドライバに向けられている。特に、電動工具５０は、ボルトやナット等の締付け具の頭上部に、締付け具によって締付けられる部材または他の部材が存在して締付け具の締付け方向の作業空間が被加工部材等によって制限される場所でも、締付け作業を容易にするようにスリムな断面形状を有する。

すなわち、ハウジング５１は、電動モータ１３を収納する胴体ハウジング部と、電池パック１を収納するハンドルハウジング部（把持部）とが電動モータ１３の回転軸方向と同一方向に一体となって延在する。また、ドライバビット等の先端工具５９を駆動する回転出力軸５６および先端工具５９はモータ１３の回転軸に対して直角方向に延在し、それらの全長は比較的短い長さに制限されている。

電池パック１は、後述する制御回路２（図２参照）へ駆動電源を供給し、かつモータ１３へ起動電力を供給するために電気的接続されている。電池パック１は、例えば、リチウムイオン二次電池によって構成され、１０．８Ｖの電池電圧を有する。モータ１３は、直流モータから構成され、そのモータ巻線（図示なし）には、電池パック１から後述するスイッチング素子８〜１１（図２参照）を介して電力が供給される。モータ１３の回転出力は、遊星歯車を含む減速機構部５２を介して、ハンマおよびハンマスプリングを含むインパクト機構部５３のアンビル５４に伝達される。回転軸変換部５５は、互いに直交する回転軸を有する一対の傘歯車を含み、アンビル５４の回転出力を、アンビル５４の回転軸と直交する方向に延びる回転出力軸５６に伝達する。これによりアンビル５４に発生する回転打撃力は、回転出力軸５６の先端工具保持部５７に取付けられた先端工具５９に伝達される。

制御回路２は、工具５０のハウジング５１の形状に合わせた外形形状を持ち、スライド式可変抵抗器１２や電源スイッチ（マイクロスイッチ）３等の回路素子が実装された実装回路基板（以下、「基板組」と称する場合がある）から構成され、モータ１３の変速制御を行うための制御回路装置である。制御回路２を実装する回路基板は、平面状に配置した複数の基板から構成してもよく、また、上下に重ねた複数基板で構成してもよい。

操作レバー１９は、回動支持軸１９ｃと、トリガレバー部１９ａと、スライド式可変抵抗器１２および電源スイッチを構成するマイクロスイッチ３に係合するスライドレバー部１９ｂとから構成されている。トリガレバー部１９ａの端部は、バネ５８によって下方向に付勢されている。トリガレバー部１９ａを把持してバネ５８の付勢力に抗して上方向へ引込めば、スライドレバー１９ｂは、制御回路２を実装する回路基板の上部を移動し、電源スイッチ３を押下し、制御回路２に直流電源を供給する。また、後述するように、スライドレバー１９ｂによって、スライド式可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂをスライドさせてスライド量に比例した分圧電圧を出力し、モータ１３の回転速度を高速に制御することができる。また、トリガレバー部１９ａを解放すれば、モータ１３の運転を停止することができる。正逆切替スイッチ１８は、紙面を横切る方向に往復動可能なスイッチで、表面から裏面の方向に押下すると、制御回路２に制御信号を出力してモータ１３の回転を正転から逆転させることができる。

図２に示すように、制御回路２は、電源スイッチ３と、低圧Ｖｃ２（５Ｖ）を出力するための第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４と、高圧Ｖｃ１（２０Ｖ）を出力するための第２のＤＣ／ＤＣコンバータ５と、モータ駆動回路（双方駆動回路）２ａと、駆動制御回路２ｂと、変速設定回路７とから構成されている。

モータ駆動回路２ａは、半導体スイッチング素子として機能する４つのＮチャンネルパワー絶縁ゲート型ＦＥＴ（以下、単に「ＦＥＴ」と称する）８、９、１０および１１を具備し、モータ１３と直列接続されるように、Ｈ型ブリッジ（フルブリッジ）回路形式に電気的接続されている。ＦＥＴ８のゲート電極には、ＮＰＮバイポーラトランジスタ８ａとＰＮＰバイポーラトランジスタ８ｂから成るコンプリメンタリ駆動回路が接続され、それらのベース端子には、後述する駆動制御回路２ｂから、駆動信号Ａ＋が入力される。同様にして、他のＦＥＴ９、１０、１１の各ゲート電極には、コンプリメンタリ駆動回路を介して駆動信号Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−が入力される。ＦＥＴ８とＦＥＴ９とは互いに逆相の駆動信号（Ａ＋とＡ−）が入力され、同様に、ＦＥＴ１０とＦＥＴ１１とは互いに逆相の駆動信号（Ｂ＋とＢ−）が入力される。これによって、モータ１３を双方向駆動させることができる。例えば、ＦＥＴ８およびＦＥＴ１１をオン（ＦＥＴ１０およびＦＥＴ９をオフ）させる時は正転に、ＦＥＴ１０およびＦＥＴ１１をオン（ＦＥＴ８およびＦＥＴ１１をオフ）させる時は逆転にさせることができる。上述したように、正転、逆転の指示信号は、正逆切替スイッチ１８のオンまたはオフによって行うことができる。例えば、正逆切替スイッチ１８がオンしている時は、正転となり、逆にオフしている時は、逆転となる。

一方、Ｈ型ブリッジ回路を構成するＦＥＴ８、９、１０、１１のうち、下アーム側のＦＥＴ９、１１の駆動信号Ａ−、Ｂ−を、次に述べる駆動制御回路２ｂによってＰＷＭ制御することにより、ＰＷＭ駆動信号のデューティー比に比例した回転数で、モータ１３を変速運転できるように構成する。

駆動制御回路２ｂは、上述したＦＥＴ８、９、１０、１１の駆動信号Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−の駆動信号を形成し、かつ駆動信号Ａ−、Ｂ−をＰＷＭ制御し、かつデューティー比を可変させる機能を有する。駆動制御回路２ｂは、マイコン６と、マイコン６のＡ／Ｄ変換入力ポート６ａにＰＷＭデューティー比を設定する制御信号（設定電圧）を入力するための変速設定回路７と、上記駆動回路２ａに駆動信号を出力する出力トランジスタ（ＦＥＴ）１６、１７とを含む。マイコン６は、図示されていないが、駆動信号Ａ−、Ａ＋、Ｂ＋およびＢ−を出力するためのＣＰＵ、後述するような制御フローを実行する処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、時間をカウントするためのタイマ等によって構成されている。

変速設定回路７は、上記したスライド式可変抵抗器１２と、抵抗１４およびコンデンサ１５から成るフイルタ回路とを含み、駆動制御回路２ｂが出力するＰＷＭ駆動信号のデューティー比を設定するための設定電圧（検出電圧）Ｖｄを出力するために設けられている。なお、変速設定回路７の設定電圧Ｖｄは、マイコン６のＡ／Ｄ変換ポート６ａに入力され、デジタル値に変換される。

変速設定回路７のスライド式可変抵抗器１２は、トリガレバー部１９ａ（図１参照）を上方向（ハウジング胴体方向）へ引込むと、図３に示すように、スライドレバー部１９ｂが制御回路基板２上（図１参照）をＹ方向（下方向）に移動し、スライド式可変抵抗器８の摺動端子（可動端子）１２ｂもＹ方向にスライドする。この可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂは、図５の等価回路図に示すように、全体で摺動可能範囲Ｄｄ（例えば、８ｍｍ）を持つが、抵抗体１２ａの両端部への摺動端子１２ｂの衝撃による破損を防止するために、スライドレバー部１９ｂのスライドに対して一対のストッパ５１ａおよび５１ｂを配設し、摺動端子１２ｂの摺動使用範囲Ｄｕ（例えば、４ｍｍ）を、上記摺動可能範囲Ｄｄより狭い範囲に制限している。つまり、抵抗体１２ａの両端部に余裕を取り、抵抗体１２ａの中央部側を使用するように構成する。これによってスライド式可変抵抗器１２の衝撃による破損を防止し、スライド式可変抵抗器１２の寿命を長く保持することができる。

しかし、このようなスライド式可変抵抗器１２の使用によれば、摺動端子１２ｂの摺動部へ切屑の粉塵等が侵入しやすく、摺動使用範囲Ｄｕにおける抵抗体が摩耗して使用時間とともに抵抗値Ｒｂが初期の抵抗値Ｒａに比較して大きくなるという問題を生じる。すなわち、スライド式可変抵抗器１２の使用時間に対する抵抗値Ｒｂの摩耗変化が大きくなるという従来の問題点を生じる。

このため、従来技術では、図６の摩耗時の特性図に示すように、変速設定回路７の可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂにおける設定電圧（検出電圧）Ｖｄが、摺動部の抵抗体Ｒｂの摩耗に基づいて経時変化を起こし、スライド式可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂの有効移動量が、図６の正常時の特性図に対して狭くなり、トリガレバー部１９ａの引込操作量に対する正しい速度制御が不可能となる。すなわち、可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂから検出できる電圧Ｖｄは、摺動端子１２ｂによる抵抗体１２ｂの摩耗により抵抗値が大きくなる方向に摩耗変化する。このため、図６に示した正常時の特性図と摩耗時の特性図の間には、摺動端子１２ｂの移動量Ｄとその出力電圧（検出電圧）Ｖｄの相関関係に偏差（ズレ）が生じてくるので、補正をしないと、操作レバー１９による引込操作量を所定の位置に引いても、可変抵抗器の摩耗に従って引込操作量に対するＰＷＭ制御のデューティー比の制御が一定にならなくなり、円滑なモータの回転制御が不可能となる。

この結果、従来技術では、トリガレバー部１９ａを引いても暫くの間モータ１３が起動しなくなり、起動し始めると、急激に回転数が上がり、円滑なモータ制御が出来なくなるという問題を生じた。

本発明によれば、駆動制御回路２ｂは、変速設定回路７の出力電圧（検出電圧）Ｖｄが、可変抵抗器１２の抵抗体１２ａの摩耗変化により正常値から偏差を持った値であっても、駆動制御回路２ｂのＰＷＭ駆動信号のデューティー比を、初期に定めた所定の値に補正する補正制御手段を備えている。

図３を参照してさらに本発明の構成を説明すれば、スライドレバー部１９ｂは、スライド式可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂに係合していると同時に、電源スイッチ（３）を構成するマイクロスイッチ３のアクチュエータ（スイッチレバー）３ａに係合する。このため、図４に示すように、スライドレバー部１９ｂがＹ方向に所定の距離Ｄｂにスライドすると、マイクロスイッチ３のアクチュエータ３ａは、回動支持軸３ｂを支持軸としてＸ方向に押下され、マイクロスイッチ３のケース内に離間されて設置された固定接点と可動接点とのスイッチ部（図示なし）が閉じられてオンすることになる。すなわち、図５に略式的に示すように、スライドレバー部１９ｂがＹ方向に所定の距離Ｄｂを移動すると、電源スイッチ３はオンして可変抵抗器の抵抗体１２ａの両端に電圧Ｖｃ１（５Ｖ）が印加されることになる。このとき、摺動端子１２ｂから検出できる電圧Ｖｄは、スイッチオンしたときのスライド量に対応する分圧電圧Ｖｂ（Ｖｄ＝Ｖｂ）を出力する。さらに摺動端子１２ｂをＹ方向にスライドさせれば、摺動端子１２ｂから検出できる電圧Ｖｄは、そのスライド量に比例した分圧電圧を得ることができる。

本発明に従えば、まず、操作レバー１９（スライドレバー部１９ｂ）により可動端子１２ｂが所定の位置Ｄｂにスライドされた時に、可変抵抗器１２に電源を供給し、分圧電圧Ｖｂを検出する。この検出電圧Ｖｂは、常に所定位置Ｄｂにスライドされた時の電圧なので、可変抵抗器１２が摩耗した時の抵抗値Ｒｂに対応する分圧電圧を検出することになる。

所定位置Ｄｂにおける正常な分圧電圧Ｖｉは、予めマイコン６のメモリ部（例えば、ＲＯＭ部）へ記憶しておけば、偏差Ｖｈ＝Ｖｉ−Ｖｂを判別することができる。この偏差に基づいて、駆動制御回路２ｂがＰＷＭ駆動信号のデューティー比（デューティー）を制御する検出電圧Ｖｄを補正することによって、検出電圧Ｖｄが、可変抵抗器１２の抵抗体１２ａの摩耗変化により正常値から偏差を持った値であっても、駆動制御回路２ｂのＰＷＭ駆動信号のデューティー比を、初期に定めた所定の値に補正することができる。

以下に、本発明の一実施形態に係る駆動制御回路２ｂによって遂行されるデューティーの補正制御について、図８に示す制御フローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ３０１において、操作レバー１９のトリガレバー部１９ａを把持して引込操作を行うことによって、図５に示すように、スライドレバー１９ｂに連動するスライド式可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂをＹ方向にスライドさせる。このとき、摺動端子１２ｂが所定の距離Ｄｂ（図５参照）にスライドされると、上述したように、スライドレバー１９ｂに連動して電源スイッチ（マイクロスイッチ）３がスイッチオンされるので、摺動端子１２ｂが所定の距離Ｄｂのとき、分圧電圧Ｖｂを出力する。すなわち、変速設定回路７は、瞬間の検出電圧Ｖｂを、マイコン６のＡ／Ｄ変換ポートに出力する。マイコン６は、検出電圧Ｖｂをデジタル値に変換してメモリ部（例えば、ＲＡＭ部）に取り込む。

引続くステップ３０２において、マイコン６の演算部は、予めメモリ部（例えば、ＲＯＭ部）に記憶させておいた摺動端子１２ｂが所定の距離Ｄｂにスライドしたときの正常値（初期時の所定値）Ｖｉを読み出し、検出電圧Ｖｂと比較し、その偏差Ｖｈを算出する。算出結果の偏差Ｖｈは、一旦メモリ部に保持される。

次に、ステップ３０３では、正逆切替スイッチ１８がオンしているか、逆にオフしているかを検出し、ステップ３０４において、検出した電圧レベルに従ってモータの回転を正転制御するか、逆転制御するか判別する。もし正逆切替スイッチ１８がオンしていれば、検出電圧はロウ（Ｌ）レベルとなるので、正転させることを判別する。

ステップ３０４で正転であると判断すると、ステップ３０５において、Ｈ型ブリッジ回路のＦＥＴ８をオンさせ、さらに、ステップ３０６において、先にステップ３０２で算出した電圧偏差Ｖｈに基づいてＰＷＭ制御のデューティーを可変抵抗器１２の初期値（正常値）に対応する正常なデューティーに補正し、補正したデューティーによってＦＥＴ１１をオンさせる。

ステップ３０４において逆転であると判断された場合（Ｎｏの場合）、ステップ３０７でＦＥＴ１０をオンさせた後、ステップ３０８で、補正したＰＷＭ制御のデューティーでＦＥＴ９をオンさせてモータ１３を逆転運転させる。可変抵抗器１２の摺動端子１２ｂをさらにスライドさせて分圧電圧（設定電圧）Ｖｄを可変させた場合（ステップ３０９）、ステップ３０６またはステップ３０８で補正されたデューティーとの相関関係に従ってモータの変速制御が遂行される。

図７は、可変抵抗器８が摩耗する前の抵抗値の初期値（正常値）における摺動端子１２ａにおける検出電圧ＶｄとＰＷＭ制御のデューティーＰＤとの相関関係の一例を示す特性図である。すなわち、摩耗が実質的にない正常時において、摺動端子１２ｂの摺動使用範囲Ｄｕ（図５参照）で出力できる検出電圧Ｖｄは、Ｖｄ１〜Ｖｄ２（正常値）となり、この検出電圧Ｖｄに対してＰＷＭ制御のデューティーＰＤ（正常値）は、階段状に制御する。この特性図において、トリガレバー１９ａの引込操作により電源スイッチ３がスイッチオンする時の電圧が正常値Ｖｉとなり、ステップ３０２において、摩耗した場合の上記スイッチオン時の検出電圧Ｖｂは正常値Ｖｉと比較され、このときの偏差Ｖｈ（＝Ｖｉ−Ｖｂ）に基づいて、摩耗時のＰＷＭ制御のデューティーＰＤが、摺動端子１２ｂの摺動使用範囲Ｄｕに対して、全般的に補正されることになる。なお、検出電圧ＶｄとＰＷＭ制御のデューティーＰＤとの相関関係は直線状に制御してもよい。

以上の実施形態の説明から明らかにされるように、本発明によれば、変速設定回路に使用されるスライド式可変抵抗器の摺動部が摩耗して抵抗値が変化しても、電動工具の運転時には、制御回路によってモータに供給する電力のデューティーを補正するので、操作レバー（トリガレバー）の引込み操作量に対して常に正常な電力を供給し、円滑な変速が得られる。

また、スライド式可変抵抗器として汎用のものを適用できるので、安価な制御回路実装基板を作成することができ、また、電動工具本体の外形寸法に適合した制御回路装置を搭載することができる。このため狭い作業場所に適用可能なスリムな電動工具を安価に提供することができる。

なお、本発明は、直流モータとして３相ブラシレス直流モータを使用するインバータ駆動回路のＰＷＭ制御回路を有する電動工具についても適用することができる。また、本発明は、コーナーインパクトドライバに限らず、電動ドリル等の他の電動回転工具に適用することもできる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本発明の実施形態に係る電動工具の全体構造図。図１に示した電動工具の直流モータの駆動制御系を示す機能ブロック図。図２に示した変速設定回路に使用される電源スイッチ（マイクロスイッチ）と可変抵抗器の構造図。図３に示したマイクロスイッチのＣ−Ｃ線に沿う側面図。図３に示したスライド式可変抵抗器の摩耗範囲を示す回路図。図３に示した可変抵抗器を使用した変速設定回路における摺動端子移動量と検出電圧との関係を示す特性図。本発明に係る制御回路によって得られる変速設定回路の検出電圧とＰＷＭ制御のデューティーとの関係を示す特性図。図２に示した駆動制御回路によって遂行されるＰＷＭ制御のデューティーの補正制御における制御フローチャート。

符号の説明

１：電池パック２：制御回路実装基板２ａ：モータ駆動回路
２ｂ：駆動制御回路３：電源スイッチ（マイクロスイッチ）
３ａ：アクチュエータ（スイッチレバー）３ｂ：回動支持軸
４：第１のＤＣ／ＤＣコンバータ５：第２のＤＣ／ＤＣコンバータ
６：マイコン７：変速設定回路８：半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）
８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ：ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ
８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂ：ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ
９：半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）１０：半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）
１１：半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）１２：スライド式可変抵抗器
１２ａ：可変抵抗器の抵抗体１２ｂ：可変抵抗器の摺動端子
１３：モータ１４：抵抗１５：コンデンサ
１６：半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）１７：半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）
１８：正逆切替スイッチ１９：操作レバー１９ａ：トリガレバー部
１９ｂ：スライドレバー部１９ｃ：回動支持軸５０：電動工具
５１：ハウジング５１ａ、５１ｂ：ストッパ５２：減速機構部
５３：インパクト機構部５４：アンビル５５：回転軸変換部
５６：回転出力軸５７：先端工具保持部５８：バネ５９：先端工具
Ｖｉ：正常値Ｖｂ：検出電圧Ｖｈ：偏差

Claims

先端工具が保持される出力軸を回転駆動させるための電動モータと、該電動モータに電力を供給するための直流電源と、前記電動モータに直列接続された半導体スイッチング素子を含むパルス駆動回路と、前記電動モータの速度を設定する制御信号を出力するための変速設定回路と、前記半導体スイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動信号を出力し、かつ該ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を、前記変速設定回路の制御信号に基づいて可変させるための駆動制御回路と、前記変速設定回路および前記駆動制御回路への供給電源をオンまたはオフさせるための電源スイッチと、を具備する電動工具において、
前記駆動制御回路は、前記電源スイッチをオンしたときに前記変速設定回路から出力される前記制御信号の検出値が正常値にあるか否かを比較し、その比較結果に基づいて前記ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を補正することを特徴とする電動工具。
前記変速設定回路は、抵抗体と該抵抗体に摺動する摺動端子とを有する可変抵抗器を含み、前記抵抗体を前記供給電源に並列接続することによって前記摺動端子の分圧電圧を前記制御信号として出力することを特徴とする請求項１に記載された電動工具。
前記可変抵抗器の前記摺動端子は、前記抵抗体を摺動する摺動可能範囲より狭い使用範囲で摺動することによって前記分圧電圧を可変させることを特徴とする請求項２に記載された電動工具。
前記可変抵抗器の前記摺動端子は、前記電源スイッチがオンするときに所定の摺動位置に設定され、該設定摺動位置の前記摺動端子における分圧電圧を制御信号として出力し、前記駆動制御回路は、前記分圧電圧を正常値の電圧と比較し、その比較結果に基づいて前記ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を補正することを特徴とする請求項３に記載された電動工具。
前記駆動制御回路は、マイコンから構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載された電動工具。
前記パルス駆動回路は、４つの半導体スイッチング素子がＨ型ブリッジ形式に接続された双方向駆動回路から構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載された電動工具。