专利名称：电动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动工具。
背景技术：
传统的割灌机包括电池、电动机和刀具(例如，切割刀片、尼龙绳刀具等)，并且被配置成使得刀具经由驱动力传输机构(即，齿轮、传输轴等)连接至电动机的驱动轴。在这类割灌机中，要求在命令电动机停止之后，电动机的旋转能够快速地停止， 从而快速地停止刀具的旋转。作为用于停止刀具的旋转的方法，以下专利文献I中公开了使用再生制动。在再生制动中，当切断电动机的线圈的载流并使线圈的两端之间短路时，对于电动机的转子生成了很大的制动力。即，借助于再生制动可以快速地停止转子的旋转，从而快速地停止刀具的旋转。现有技术文献专利文献专利文献I :日本未审查专利申请公开No. 08-6607
发明内容
发明要解决的问题当在上述割灌机中快速地停止电动机的转子的旋转时，由刀具所拥有的动能产生的反作用被施加至驱动力传输机构(从而被施加至中空管)。因此，这样的反作用可能是降低割灌机的可用性的一个原因。因此，本发明的目的是提供一种能够抑制由于电动机的制动而导致的电动工具的可用性的劣化的电动工具。解决问题的手段为了实现以上目的而做出的本发明的电动工具包括电动机、旋转速度检测装置、制动装置和基于旋转速度的激活装置。在该电动工具中，电动机生成用以旋转待驱动对象的驱动力，而旋转速度检测装置检测电动机的旋转速度。当由旋转速度检测装置检测到的旋转速度变为等于或小于任意设定的指定旋转速度时，在发出用于切断对电动机的电流供应的停止命令之后，基于旋转速度的激活装置激活制动装置，并且制动装置执行制动控制以制动电动机。具体地，在该电动工具中，等待在停止命令发出之后的旋转期间的电动机的旋转速度的降低，即，待驱动对象所拥有的动能的减少，然后执行制动控制。
因此，在该电动工具中，由于在电动机的旋转速度降低至指定旋转速度之后才执行电动机的制动，因而可以减小由于电动机的制动而施加至电动工具的反作用。即，根据该电动工具，可以抑制由于电动机的制动而导致的电动工具的可用性的劣化。本发明的电动工具还可以包括基于时间的激活装置，该基于时间的激活装置在自发出停止命令起经过了为任意设定的时长的制动控制开始时间时激活制动装置。在这种情况下，在自发出停止命令起经过了任意设定的时间之后，即使电动机的旋转速度大于指定旋转速度，也可以执行制动控制。可以依据电动工具的使用状态设置指定旋转速度。在这种情况下，本发明的电动工具可以包括用于设置指定旋转速度的指定速度设置装置。 本发明的电动工具还可以包括减速比计算装置，该减速比计算装置根据旋转速度检测装置的检测结果依次计算减速比，减速比是单位时间段内电动机的旋转速度减小的比率。在这种情况下，指定速度指定装置可以被配置成基于由减速比计算装置计算出的减速比来设置指定旋转速度。随着减速比变大，指定速度设置装置可以将更大的值设置为指定旋转速度。此外，电动机可以被配置成能够沿正向旋转方向和反向旋转方向旋转。在这种情况下，指定速度设置装置优选针对正向旋转方向和反向旋转方向中的每个单独设置指定旋转速度。
利用如上配置的指定速度设置装置，可以针对正向旋转方向和反向旋转方向中的每个单独适当地设置指定旋转速度。可以依据电动工具的使用状态设置制动控制开始时间。在这种情况下，本发明的电动工具优选包括用于设置制动控制开始时间的时间设置装置。利用如上配置的电动工具，可以通过电动工具自身设置制动控制开始时间。此外，本发明的电动工具可以包括减速比计算装置，该减速比计算装置根据旋转速度检测装置的检测结果依次计算减速比，减速比是单位时间段内电动机的旋转速度减小的比率。在这种情况下，时间设置装置优选地被配置成基于由减速比计算装置计算出的减速比来设置制动控制开始时间。根据如上配置的电动工具，能够依据单位时间段内电动机的旋转速度减小的比率来设置制动控制开始时间。优选地，随着减速比变大，时间设置装置将更短的时长设置为制动控制开始时间。本发明的电动工具可以包括旋转速度命令开关和命令值获取装置，旋转速度命令开关用于设置电动机的旋转速度的命令值，命令值获取装置获取由旋转速度命令开关设置的命令值。在这种情况下，时间设置装置可以基于停机时间旋转速度设置制动控制开始时间，停机时间旋转速度为如下情形的旋转速度在该情形下，由命令值获取装置获得的命令值落入被认为命令停止电动机的停止范围内。根据本发明的如上配置的电动工具，能够依据试图停止电动机的旋转时电动工具的使用状态来设置制动控制开始时间。在这种情况下，优选地，随着停机时间旋转速度变大，时间设置装置将更长的时长设置为制动控制开始时间。利用如上配置的时间设置装置，当停机时间旋转速度较大时，可以等待直到经过更长的时长，然后执行制动控制。该电动工具可以包括用于直接检测停机时间旋转速度的传感器，或者可以包括基于命令值获取装置获得的命令值来估计停机时间旋转速度的估计装置。当包括估计装置时，优选地，随着在如下指定时间之前的命令值变大，估计装置将停机时间旋转速度估计为更大的值，在所述指定时间处，命令值落入停止范围内。此外，待驱动对象中的一个对象可以选自多种类型的待驱动对象,并且,并且电动工具可以被配置成使得选自多种类型的待驱动对象的待驱动对象能够附接至电动工具。在这种情况下，优选地，时间设置装置将与所述多种类型的待驱动对象中具有最大惯性的待驱动对象对应的制动控制开始时间设置为电动工具的制动控制开始时间。利用如上配置的时间设置装置，能够开始电动机的制动，使得不管多种类型的待驱动对象中的哪个对象附接至电动工具，都抑制因电动机的制动而导致的反作用。
此外，电动机可以被配置成能够沿正向旋转方向和反向旋转方向旋转。在这种情况下，时间设置装置优选地设置成针对正向旋转和反向旋转中的每个单独设置制动控制开始时间。利用如上配置的时间设置装置，能够针对正向旋转和反向旋转中的每个单独设置适当的制动控制开始时间。例如，当电动工具被配置成反向旋转方向上的旋转速度与正向旋转方向上的旋转速度相比而言更低时，优选的是，与正向旋转方向的制动控制开始时间相比，反向旋转方向的制动控制开始时间被设置成更短的时长。即，即使电动机以最大速度沿反向旋转方向旋转,与以最大速度沿正向旋转方向旋转电动机的情况相比，旋转期间待驱动对象所拥有的动能仍然较小。因此，通过将反向旋转方向的制动控制开始时间设置为比正向旋转方向的制动控制开始时间小的值，即使在电动机沿反向旋转方向旋转时也能在更适当的定时处执行制动控制。此外，本发明的电动工具可以包括用于将电动机的驱动力传输至待驱动对象的驱动力传输机构。根据具有这样的配置的电动工具，能够降低未预期地大的动能施加在驱动力传输机构的可能性。因而，能够抑制驱动力传输机构的疲劳累积，从而延长驱动力传输机构的寿命O
图I是示出第一实施方式中的电动工具的外观的立体图。图2是示出第一实施方式中的电动工具的电配置的框图。图3是由第一实施方式中的微型计算机执行的主例程的流程图。图4是由第一实施方式中的微型计算机执行的电动机驱动处理的流程图。图5是示出第二实施方式中的电动机驱动处理的处理步骤的流程图。图6A是示出第三实施方式中的电动机驱动处理的部分处理步骤的流程图。图6B是示出第三实施方式中的电动机驱动处理的其余处理步骤的流程图。图7是示出第四实施方式中的电动工具的电配置的框图。图8是示出修改示例中的电动工具的电配置的框图。
附图标记说明I、70···电动工具2…轴管3···电机单兀4···刀具6···齿轮单兀7···电池8…手柄9···右手柄10…左手柄11…锁定开关12…触发器开关13…正向-反向选择器开关14…控制电路14A…微型计算机17、75…位置检测单元18、76…电动机20、40...桥电路31-36...门极电路 77...电池 Q1-Q6、Q41-Q44、Q51、Q52…开关器件发明的执行模式下文中，将参考附图对本发明的实施方式进行描述。[第一实施方式]、
<电动工具的整体配置>如图I所示，被配置为用于修剪草和小树的所谓的割灌机的电动工具I包括轴管2、电机单元3和刀具4。轴管2形成为中空杆。电机单元3设置在轴管2的一端，而刀具4以可拆卸/可附接的方式设置在轴管2的另一端。下文中，轴管2的设置有电机单元3的一端被称为“上端”，而设置有刀具4的一端被称为“下端”。刀具4整体形成为具有基本上为盘状的形状。更具体地，刀具4的中心部分由硬度等于或大于预定的指定值的材料形成(例如，金属材料或超硬合成树脂)，并且被模制成盘状形状或圆柱形状。另外，刀具4的外周具有多个未示出的刀片。多个刀片可以是由与刀具4的中心部分的材料相同或不同的材料形成的薄板，或者可以是由线状合成树脂形成的树脂绳(所谓的尼龙绳)。另外,轴管2的轴向中间位置附近设置有把柄8。把柄8包括电动工具I的使用者右手握住的右手柄9和使用者左手握住的左手柄10。右手柄9包括锁定开关11、触发器开关12和正向-反向选择器开关13 (见图2)。电机单元3包括电池7和电动机18。电池7包括电池7内部的可再充电二次电池(诸如，锂离子二次电池)。电池7被配置成可附接至电机单元3并且可从电机单元3拆卸。在电动机18中，当从电池7向电动机18的线圈供应电流时，具有驱动轴的电动机18的转子旋转。轴管2内部容纳有驱动力传输轴(下文中，简称为“传输轴”)21。传输轴21在其上端处连接至电动机18的驱动轴，并且在其下端处经由包括有多个齿轮的齿轮单元6连接至刀具4。利用上述配置，电动机18的旋转驱动力经由传输轴21和齿轮单元6传输至刀具4。<电动工具的电气配置>如图2所示，电动工具I包括上述电动机18、桥电路20、六个门极电路31-36以及控制电路14。电动机18被配置为众所周知的三相无刷DC电机。当依次向U、V和W各相的线圈供应电流时，电动机18的转子旋转。第一实施方式中的电动机18包括用于检测转子的旋转角的位置检测单元17。位置检测单元17包括众所周知的霍尔元件。电动机18的U、V和W各相的线圈经由桥电路20连接至电池7。
桥电路20是众所周知的三相桥电路，包括六个开关器件Q1-Q6。在桥电路20中，在电池7的正极与负极之间相互并联连接一对串联连接的开关器件Ql、Q4、一对串联连接的开关器件Q2、Q5以及一对串联连接的开关器件Q3、Q6。另外，电动机18的U、V和W各相的线圈分别连接至开关器件Ql与Q4之间的点、开关器件Q2与Q5之间的点以及开关器件Q3与Q6之间的点。具体地，桥电路20被配置成能够通过对开关器件Q1-Q6的导通/截止的适当控制来沿着正向旋转方向和反向旋转方向中的任意旋转方向驱动电动机18的转子。这里，正向旋转方向表不修剪草和小树时旋转刀具4的方向。相反，反向旋转方向表不与正向旋转方向相反并且在去除刀具4中缠绕的草等时使用 的旋转方向。在这一点上，第一实施方式中的电动工具I被配置成使得反向旋转方向上的旋转速度低于正向旋转方向上的旋转速度。门极电路31-36被配置成分别根据从控 制电路14输入至门极电路31_36的驱动信号来适当地接通/断开桥电路20中的相应的开关器件Q1-Q6。控制电路14包括设置有CPU、存储器、I/O等的众所周知的微型计算机14A。控制电路14与恒压电源电路(Reg)15连接，并且，控制电路14被配置成以预定控制电压Vcc (例如，5VDC)来操作，该预定控制电压Vcc是通过借助于Regl5减小电池7的直流电压(例如，36VDC)来生成的。锁定开关11、触发器开关12和正向-反向选择器开关13与控制电路14连接。锁定开关11是用于防止电动工具I的使用者错误地驱动电动机18的开关。具体地，当锁定开关11断开时，从锁定开关11输入给控制电路14的信号(驱动禁止信号)的电压的逻辑电平被设置为低电平(即，禁止对电动机18的驱动)，而当锁定开关11接通时，驱动禁止信号的电压的逻辑电平被设置为高电平(允许对电动机18的驱动)。正向-反向选择器开关13是这样的开关，电动工具I的使用者使用该开关将电动机18的转子的旋转方向设置为正向旋转方向和反向旋转方向之一。当正向-反向选择器开关13断开时,从正向-反向选择器开关13输入给控制电路14的信号(正向旋转信号)的电压的逻辑电平被设置为低电平，而当正向-反向选择器开关13接通时，正向旋转信号的电压的逻辑电平被设置为高电平。包括接触开关12A和可变电阻器12B的触发器开关12被配置成向控制电路14输出表示是否已经按下触发器开关12的信号(操作信号)以及具有依赖于触发器开关12的操作量(触发器冲程)的电压的信号。另外，微型计算机14A的存储器存储要由微型计算机14A执行的各种处理的程序。在稍后描述的电动机驱动处理中，作为各种处理中的一种处理，门极电路31-36被控制成使得具有依赖于速度命令值Cv的量的电流流经电动机18的U、V和W各相的线圈，并且使得当满足预定的指定条件时向电动机18的转子施加制动力。微型计算机14A的存储器还存储用于确定是否满足指定条件所必需的各种阈值Th。S卩，当锁定开关11和触发器开关12 二者都接通时，控制电路14向各门极电路31-36输出驱动信号，使得电动机18的转子以依赖于来自触发器开关12的速度命令值Cv的旋转速度旋转。<控制电路中的处理>
下文中，将描述由控制电路14 (或者，更精确地，微型计算机14A)执行的处理。在第一实施方式中，在锁定开关11接通时激活图3所示的主例程。然而，也可以在电池7被附接至电动工具I时或按下触发器开关12时激活主例程。如图3所示，在主例程中，以重复方式依次执行触发器开关检测处理(S100)和电动机驱动处理(S102)。在触发器开关检测处理中，检测从触发器开关12输入的速度命令值Cv。更具体地，可变电阻器12B的电阻值依据使用者对触发器开关12的操作量而变化，并且将依赖于该电阻值的电压检测为速度命令值Cv。接着，如图4所示，在电动机驱动处理中，确定触发器开关检测处理(S100)中检测到的速度命令值Cv是否小于作为预先指定的阈值的指定值Thv (SllO)0指定值Thv是这样的微小速度命令值Cv :基于该微小速度命令值，可以认为触发器开关12断开。因此，当 速度命令值Cv为从0[V]到小于指定值Thv (本发明中的停止范围的一个示例)的值时，微型计算机14A确定已发出了电动机18的停止命令，并且停止向门极电路31-36输出驱动信号。如果在SllO中确定速度命令值Cv等于或大于指定值Thv (S110 :否)，则当前处理前进至S120。即，如果可以认为锁定开关11和触发器开关12 二者都接通，则当前处理前进至S120。在S120中，执行预先定义的驱动控制处理。驱动控制处理为向门极电路31-36输出驱动信号的众所周知的处理，使得依赖于速度命令值Cv的电流流经电动机18的U、V和W各相的线圈。当执行驱动控制处理时，电动机18的转子以根据触发器开关12的触发器冲程(即，操作量)的旋转速度(在第一实施方式中用每单位时间(例如，一分钟)的旋转数表示)旋转。在完成S120中的处理之后，终止当前电动机驱动处理。当在SllO中确定速度命令值Cv小于指定值Thv时，S卩，触发器开关12断开时(S110 :是)，当前处理前进至S130。在S130中，停止输出驱动信号。结果，门极电路31-36断开所有开关器件Q1-Q6，并且，切断电动机18的U、V和W各相的每个线圈的电流。因此，在切断电流之后，电动机18的转子通过惯性旋转。接着，在S140中，确定来自正向-反向选择器开关13的正向旋转信号是否为高电平。当确定正向旋转信号为高电平(S140 :是)时，确定电动机18的转子的旋转方向为正向旋转方向，并且，当前处理前进至S150。在S150中，获得为预先指定的阈值的指定旋转速度ThN。指定旋转速度ThN被设置为如下旋转速度在该旋转速度处应当开始电动机18的转子的制动。在第一实施方式中，将如下旋转速度设置为指定旋转速度ThN :该速度为在可附接至电动工具I的多种类型的刀具中具有最大惯性的刀具被附接至电动工具I的情况下，应当开始转子的制动的旋转速度。另外，在第一实施方式中，将电动机18的转子的旋转方向为正向旋转方向的情况下的值以及旋转方向为反向旋转方向的情况下的值分别设置为指定旋转速度ThN。对应于正向旋转方向的指定旋转速度1\可以与对应于反向旋转方向的指定旋转速度ThN具有相同的值，或者可以与对应于反向旋转方向的指定旋转速度ThN具有不同的值。当在S140中确定来自正向-反向选择器开关13的正向旋转信号为低电平(S140 否)时，确定电动机18的转子的旋转方向为反向旋转方向。接着，当前处理前进至S160，在S160中，获得对应于反向旋转方向的指定旋转速度ThN。接着，在S170中，基于来自位置检测单元17的输出获取此时电动机18的转子的旋转速度N[rpm]。之后，在S180中，确定在S170中获得的旋转速度N是否等于或小于在S150或S160中获得的指定旋转速度ThN。当确定旋转速度N等于或小于指定旋转速度ThN (S180 :是)时，当前处理前进至S190。在S190中，执行预先定义的制动处理。制动处理为用于向门极电路31-36输出如下驱动信号的处理这些驱动信号使得构成桥电路20的开关器件组Q1-Q3或构成桥电路20的开关器件组Q4-Q6中的所有开关器件接通。当执行制动处理时，电动机18的U、V和W各相的线圈形成短路。接着，通过所谓的再生制动向凭借惯性旋转的电动机18的转子施加制动力。当完成了 S190中的处理时，终止当前子例程。当在S180中确定旋转速度N大于指定旋转速度ThN时，终止电动机驱动处理，而不执行S190。[第一实施方式的效果]如上所述，在第一实施方式的电动机驱动处理中，在停止对电动机18的U、V和W各相的线圈的电流供应之后，当旋转速度N变为等于或小于指定旋转速度ThN时，执行制动处理。也就是说，在第一实施方式的电动机驱动处理中，等待凭借惯性旋转的刀具4所拥有的动能减小至等于或小于预定值，然后执行制动处理。具体地，在第一实施方式的电动机驱动处理中，待与旋转速度N进行比较的指定旋转速度ThN为对应于可附接至电动工具I的各种类型的刀具中的如下刀具的值该刀具关于作为旋转中心的电动机18的驱动轴具有最大惯性力矩。因此，不管附接至电动工具I的刀具是哪个刀具，都可以在旋转期间刀具中的动能变为等于或小于预定值之后执行制动 处理。结果，根据第一实施方式的电动工具1，在旋转速度N减小之后向转子施加制动力，并且，从而可以减小因制动力而施加在电动工具I上的反作用。因此，可以抑制由电动机18的制动而导致的电动工具I的可用性的恶化。另外，根据电动工具I，能够防止未预期的大动能施加在传输轴或齿轮单元6中的齿轮上。因此，能够抑制传输轴和齿轮中累积的疲劳，从而延长传输轴和齿轮的寿命。在第一实施方式中，刀具4为本发明中待驱动的对象的示例，电动机驱动处理中的S170为本发明中的旋转速度检测装置的示例，S190为本发明中的制动装置的示例，S180为本发明中的基于旋转速度的激活装置的示例。此外，在第一实施方式中，S150和S160为本发明中的指定速度设置装置的示例，触发器开关12为本发明中的旋转速度命令开关的示例，主例程中的SlOO为本发明中的命令值获取装置的示例。[第二实施方式]接下来，将描述本发明的第二实施方式。第二实施方式中描述的电动工具与第一实施方式中描述的电动工具I的不同之处仅在于控制电路14执行的电动机驱动处理。
因此，在第二实施方式中，将主要描述与第一实施方式的电动工具I不同的电动机驱动处理，而与第一实施方式的电动工具I相同的构造将会被分配相同的附图标记，并且将省略其描述。〈电动机驱动处理〉 如图5所示，在第二实施方式中的电动机驱动处理中，首先确定速度命令值Cv是否小于指定值Thv (S310)。当在S310中确定速度命令值Cv等于或大于指定值Thv(S310 :否)时，当前处理前进至S320。具体地，如果认为锁定开关11和触发器开关12接通，则当前处理前进至S320。在S320中，执行驱动控制处理。第二实施方式中的驱动控制处理与第一实施方式中描述的驱动控制处理为相同的处理。在完成S320中的处理之后，终止当前电动机驱动处理。当在S310中确定速度命令值Cv小于指定值Thv (S310 :是)时，确定触发器开关12已经断开，并且当前处理前进至S330。在S330中，停止驱动信号的输出。具体地，门极电路31-36关断所有开关器件QI-Q6，从而切断至电动机18的U、V和W各相的线圈的电流。接着，在S340中，确定来自正向-反向选择器开关13的正向旋转信号是否为高电平。当确定正向旋转信号为高电平(S340 :是)时，确定电动机18的转子的旋转方向为正向旋转方向，并且当前处理前进至S350。在S350中，获取作为预先指定的时长的制动开始时间BT (本发明中的制动控制开始时间的示例)。被指定为制动开始时间BT的时长为从触发器开关12断开时起直到刀具4所拥有的动能变为等于或小于预定的设定值为止所需的时长。在此，基于刀具4正以电动机18的最大速度旋转为前提来论述刀具4所拥有的动能。在第二实施方式中，将如下时长设置为制动开始时间BT :该时长为从触发器开关12断开时起直到可附接至电动工具I的多种类型的刀具中具有最大惯性的刀具所拥有的动能变为等于或小于预定的设定值为止的时长。在第二实施方式中，独立地设置在电动机18的转子的旋转方向为正向旋转方向的情况下的制动开始时间BT以及在旋转方向为反向旋转方向的情况下的制动开始时间BT0例如，反向旋转方向的制动开始时间BT被指定为比正向旋转方向的制动开始时间BT更短的时长。在第二实施方式的S350中，获取正向旋转方向的制动开始时间BT。另一方面，当在S340中确定来自正向-反向选择器开关13的正向旋转信号为低电平(S340 :否)时，确定电动机18的转子的旋转方向为反向旋转方向，并且当前处理前进至S360，在S360中，获取反向旋转方向的制动开始时间BT。接着，在S370中，确定从触发器开关12断开起经过的时间是否长于制动开始时间BT0当确定经过的时间长于制动开始时间BT (S370 :是)时，当前处理前进至S380。S卩，当自触发器开关12断开起经过了制动开始时间BT时，当前处理前进至S380。在S380中，执行预先定义的制动处理。第二实施方式中执行的制动处理与第一实施方式中描述的制动处理为相同的处理。在完成了 S380中的处理之后，终止当前电动机驱动处理。当在S370中确定自触发器开关12断开起没有经过制动开始时间BT (S370 :否)时，立即终止电动机驱动处理，而不执行S380中的制动处理。[第二实施方式的效果]在第二实施方式的电动机驱动处理中，如上所述，当自触发器开关12断开起经过了制动开始时间BT时，执行制动处理。具体地，第二实施方式中的制动开始时间BT被设置为直到旋转期间刀具4所拥有的动能变为等于或小于预定的设定值时为止所需的时长。因此，也是在第二实施方式的电动机驱动处理中，等待凭借惯性旋转的刀具4所拥有的动能减小至等于或小于预定值，然后，以与第一实施方式中所描述的电动机驱动处理中的方式相同的方式来执行制动处理。结果，在第二实施方式的电动工具中，也可以实现与第一实施方式的电动工具I的效果相同的效果。 第二实施方式的电动工具被配置成使得反向旋转方向上的旋转速度低于正向旋转方向上的旋转速度。结果，即使转子沿反向旋转方向以最大速度旋转，旋转刀具所拥有的动能仍然小于转子沿正向旋转方向以最大速度旋转的情况下的动能。另外，在第二实施方式中，反向旋转方向的制动开始时间BT被指定为比正向旋转方向的制动开始时间BT更短的时长。因此，根据第二实施方式的电动工具，即使在转子沿反向旋转方向旋转时，仍然可以在适当的定时处执行制动处理。此外，反向旋转方向的制动开始时间BT可以与正向旋转方向的制动开始时间BT相同或不同。在第二实施方式中，电动机驱动处理中的S370为本发明中的基于时间的激活装置的示例，S350和S360为本发明中的时间设置装置的示例。[第三实施方式]接下来，将描述本发明的第三实施方式。第三实施方式的电动工具与第一实施方式和第二实施方式中描述的电动工具I的不同之处仅在于控制电路14执行的电动机驱动处理。因此,在第三实施方式中，将主要对与第一实施方式和第二实施方式中描述的电动工具I不同的电动机驱动处理进行描述，而与第一实施方式和第二实施方式的电动工具I相同的构造将被分别分配相同的附图标记，并且不再对其进行描述。〈电动机驱动处理〉如图6A-6B所示，在第三实施方式的电动机驱动处理中，首先确定速度命令值Cv是否小于指定值Thv(S510)。当在S510中确定速度命令值Cv等于或大于指定值Thv(S510 否)时，当前处理前进至S520。具体地，如果认为锁定开关11和触发器开关12 二者都接通，则当前处理前进至S520。在S520中，获取速度命令值Cv变为小于指定值Thv之前(即触发器开关12断开之前)的速度命令值Cv，以便在稍后描述的S570中使用该值。接着，在S530中，执行驱动控制处理。第三实施方式的驱动控制处理与第一实施方式和第二实施方式中描述的驱动控制处理相同。在完成了 S530中的处理之后，终止当前电动机驱动处理。
当在S510中确定速度命令值Cv小于指定值Thv (S510 :是)时，确定触发器开关12断开，并且当前处理前进至S540。在S540中，停止驱动信号的输出。更具体地，门极电路31-36关断所有开关器件Q1-Q6，从而切断至电动机18的U、V和W各相的线圈的电流。接着，在S550中，基于来自位置检测单元17的输出获取电动机18的转子在当前时间点的旋转速度N。接着，在S560中，确定自在S510中第一次确定速度命令值Cv小于指定值Thv起是否经过了作为预先指定的时长(例如，几十[毫秒])的第一设定时间。当在S560中确定没有经过第一设定时间(S560 :否)时，当前处理前进至S570。S卩，前进至S570的条件为紧接着触发器开关12断开之后。在S570中，基于在S520中获得的、紧接在触发器开关12断开之前的速度命令值Cv (下文中被称为“停机时间命令值Cvf ”)来设置制动开始时间BTl。制动开始时间BTl为自触发器开关12断开时起直到刀具4旋转期间所拥有的动 能变为等于或小于预定的设定值为止所需的时长。在S570中，停机时间命令值Cvf越大，则要设置越长的时长。停机时间命令值Cvf为如下时间点之前的预先指定的时间(例如，若干[毫秒])处的速度命令值Cv，该时间点为在S510中第一次确定速度命令值Cv小于指定值Thv的时间点。更具体地，在S570中，紧接在触发器开关12断开之后的转子的旋转速度越快，则刀具4旋转期间所拥有的动能变得越大，因而将越长的时长设置为制动开始时间BTl。接着，在S580中，将电动机12的旋转速度N设置为第一旋转速度N_new，并且当前处理前进至S590。如果在S560中确定自在S510中确定速度命令值Cv小于指定值Thv起经过了第一设定时间，则当前处理也前进至S590。接下来，在S590中，确定自上次当前处理前进至S600起是否经过了为预先指定的时长(例如，几十[毫秒])的第二设定时间。当确定经过了第二设定时间(S590:是)时，当前处理前进至S600。在S600中，将旋转速度N视为第二旋转速度N_old，其中，自上次执行S600时起直到本次当前处理前进至S600时为止，该旋转速度N已被设置为第一旋转速度N_new。另外，在S600中，将在S550中获得的旋转速度N设置为第一旋转速度N_new。S卩，一旦当前处理前进至S600，则将较早获得的旋转速度N视为第二旋转速度N_old，而随着时间流逝，将较晚获得的旋转速度N视为第一旋转速度N_new。当第一次执行S600时，在S580中设置的第一旋转速度N_new的值为第一旋转速度N_new的初始值。接着,在S610中，计算减速比,旋转速度在预定的单位时间段内以该减速比从第二旋转速度N_old降低至第一旋转速度N_new。在S620中，将对应于在S610中计算出的减速比的制动开始时间和指定旋转速度分别设置为制动开始时间BT2和指定旋转速度ThN。对应于减速比的指定旋转速度为与减速比相关联的转子的旋转速度。应当注意，对应于减速比的旋转速度随着减速比变大而变大，其中，该对应于减速比的旋转速度为刀具4旋转期间所拥有的动能等于或小于预定的设定值时的旋转速度。
这是因为刀具4旋转期间的动能减小的趋势较小，并且,直到动能变为等于或小于预定的设定值所需的时间会随着减速比变小而变长。对应于减速比的制动开始时间为与减速比相关联的时长。应当注意，与减速比相关联的时长会随着减速比变大而变短，其中，该与减速比相关联的时长为自触发器开关12断开时起直到刀具4旋转期间所拥有的动能变为等于或小于预定的设定值为止所需的时长。在如上所述在S620中设置指定旋转速度ThN和制动开始时间BT2之后，当前处理前进至S630。在S630中，确定在S620中设置的制动开始时间BT2是否小于在S570中设置的制 动开始时间BT1。当在S630中确定制动开始时间BT2小于制动开始时间BTl (S630 :是)时，当前处理前进至S640。当在S630中确定制动开始时间BT2等于或大于制动开始时间BTl (S630 :否)时，当前处理前进至S650。如果当前处理进行至S630而不曾执行S620中的处理，则没有设置适当的值作为制动开始时间BT2。因此，在S630中确定制动开始时间BT2等于或大于制动开始时间BTl。在S640中，将制动开始时间BT2设置为将用于稍后描述的S670中的确定的制动开始时间BT。然后，当前处理前进至S660。另一方面，在S650中，将制动开始时间BTl设置为将用于S670中的确定的制动开始时间BT。然后，当前处理前进至S660。当在S590中确定自当前处理上次前进至S600起还未经过第二设定时间时，当前处理前进至S630，而不执行S600至S620中的处理。在S660中，确定在S550中获得的旋转速度N是否等于或小于在S620中设置的指定旋转速度ThN。当确定旋转速度N大于指定旋转速度ThN (S660 :否)时，当前处理前进至S670。如果当前处理前进至S660而不曾执行S620中的处理，则在S660中确定旋转速度N大于指定旋转速度ThN。接下来，在S670中，确定自触发器开关12断开起经过的时间是否长于在S640或S650中设置的制动开始时间BT。当确定所经过的时间长于制动开始时间BT(S670 :是)时，当前处理前进至S680。S卩，当自触发器开关12断开起经过了制动开始时间BT时，当前处理前进至S680。另外，当在S660中确定旋转速度N等于或小于指定旋转速度ThN (S660 :是)时，当前处理前进至S680。在S680中，执行制动处理。在第三实施方式中执行的制动处理与第一实施方式和第二实施方式中描述的制动处理相同。在完成了 S680中的处理之后，终止当前电动机驱动处理。当在S670中确定自触发器开关12断开起还未经过制动开始时间BT (S670 :否)时，当前电动机驱动处理终止，而不执行S680中的制动处理。[第三实施方式的效果]如上所述，在第三实施方式的电动机驱动处理中，当自触发器开关12断开起经过了制动开始时间BT时，或者当旋转速度N变为等于或小于指定旋转速度ThN时，执行制动处理。也就是说，在第三实施方式的电动机驱动处理中，在等待凭借惯性旋转的刀具4所拥有的动能降低至等于或小于设定值之后执行制动处理。
因此,根据第三实施方式的电动工具，也能够以与第一实施方式或第二实施方式的电动工具中的方式相同的方式，防止未预期的大动能(应力)施加在传输轴或齿轮单元6中的齿轮上。此外，根据第三实施方式的电动工具，每当自从触发器开关12断开起经过了第二设定时间时，计算将用于设置制动开始时间BT和指定旋转速度ThN的减速比。因此，根据第三实施方式的电动工具，可以依据负载在适当的定时处执行制动处理。具体地，在第三实施方式的电动机驱动处理中，在触发器开关12断开之后立即执行制动开始时间BT的设置。因此，根据第三实施方式的电动工具，能够在试图停止电动机18的转子的旋转时，依据电动工具的使用状态来指定制动开始时间BT。在第三实施方式中，电动机驱动处理中的S610为本发明中的减速比计算装置的示例，S620为本发明中的时间设置装置和指定速度设置装置的示例，S570为本发明中的估计装置的示例。[第四实施方式]接下来，将描述本发明的第四实施方式。与第一实施方式至第三实施方式中描述的电动工具I相比，第四实施方式的电动工具具有不同的电动机和用于驱动该电动机的不同的电气配置。因此,在第四实施方式中，将主要描述与第一实施方式至第三实施方式的电动工具I中的电动机和用于驱动该电动机的电气配置不同的电动机和电气配置，而与第一实施方式至第三实施方式的电动工具I相同的构造和处理会被分配相同的附图标记，并且将省略其进一步描述。<电动工具的电气配置>图7为示出第四实施方式中的电动工具的电气配置的框图。如图7示例性地示出的，第四实施方式中的电动工具70包括被配置为有刷DC电机的电动机76。电动机76的驱动轴设置有用于检测驱动轴的旋转角的位置检测单元75。位置检测单元75包括众所周知的编码器(所谓的旋转编码器)，并且将来自编码器的检测信号输出至控制电路14。电动机76通过桥电路40连接至电池7。桥电路40为由四个开关器件Q41-Q44构成的众所周知的H桥电路。当开关器件Q41和开关器件Q43导通时，电动机76的转子沿正向旋转方向旋转，而当开关器件Q42和开关器件Q44导通时，电动机76的转子沿反向旋转方向旋转。
〈制动处理〉在第四实施方式的制动处理中，向门极电路31-34输出驱动信号，使得用作高压侧开关的Q41、Q42开关器件组中的仅一个开关器件和用作低压侧开关的Q43、Q44开关器件组中的仅一个开关器件导通。由于这样的制动处理，电动机76的线圈的两端之间形成短路。结果，发生所谓的再生制动，并且在凭借惯性旋转期间，向电动机76的转子施加制动力。[第四实施方式的效果]
如上所述，在第四实施方式的电动工具70中，使用有刷DC电机作为用于使刀具4旋转的电源，并且使用H桥电路作为用于驱动有刷DC电机的驱动电路。另外，在如上配置电动工具70的情况下，能够以与第一实施方式至第三实施方式中描述的电动工具I中的方式相同的方式，在旋转的刀具4所拥有的动能降低至等于或小于设定值之后，向电动机76的转子施加制动力。[其它实施方式]尽管以上描述了本发明的一些实施方式，但本发明不应限于第一实施方式至第四实施方式，而是可以在不脱离本发明的精神的范围内以各种形式来实现。例如，尽管在第三实施方式的电动机驱动处理中不依据电动机18的转子的旋转方向来执行指定旋转速度1\和制动开始时间BT的设置，但是，在第三实施方式的电动机驱动处理中，也可以依据电动机18的转子的旋转方向来执行指定旋转速度ThN和制动开始时间BT的设置。即，可以执行对应于第一实施方式中的S140-S160的处理步骤或者对应于 第二实施方式中的S340-S360的处理步骤。替选地，尽管在第一实施方式和第二实施方式的电动机驱动处理中依据电动机18的转子的旋转方向来设置指定旋转速度ThN和制动开始时间BT，但是，在第一实施方式和第二实施方式的电动机驱动处理中无需依据转子的旋转方向来改变指定旋转速度ThN和制动开始时间BT。即，可以省略第一实施方式中的S140-S160和第二实施方式中的S340-S360。在这种情况下，电动机76可以用作用于使刀具4旋转的电源，并且，图8所示的驱动电路可以用作用于驱动电动工具I中的电动机76的驱动电路。图8所示的驱动电路包括两个开关器件Q51和Q52。开关器件Q52以串联方式设置在从电池7到电动机76的电流路径上，而开关器件Q51与电动机76并联设置。在开关器件Q51中，开关器件Q51的漏极连接至电池7的正极，而开关器件Q51的源极连接至开关器件Q52的漏极与电动机76的端子之间。S卩，当开关器件Q51关断而仅开关器件Q52导通时，电动机76的线圈被供应有电流，并且电动机76的转子旋转。然而，当开关器件Q52关断而仅开关器件Q51导通时，从电池7到电动机76的供电被切断，并且线圈的两端之间形成短路。结果，发生所谓的再生制动，并且在凭借惯性旋转期间，向电动机76的转子施加制动力。在第一实施方式至第四实施方式中，电动机驱动处理的激活定时例如可以是当控制电路14被激活时的定时，即当电动工具I的各种部件被提供以电功率的定时。此外，尽管本发明应用于被配置为第一实施方式至第四实施方式中的割灌机的电动工具，然而本发明还可以应用于不同形式的电动工具，诸如研磨机。
权利要求
1.一种电动工具，包括 电动机，其生成用于旋转待驱动对象的驱动力； 旋转速度检测装置，其检测所述电动机的旋转速度； 制动装置，其执行制动控制以制动所述电动机；以及 基于旋转速度的激活装置，在发出用以切断对所述电动机的电流供应的停止命令之后，当所述旋转速度检测装置检测到的旋转速度变为等于或小于任意设定的指定旋转速度时，所述基于旋转速度的激活装置激活所述制动装置。
2.根据权利要求I所述的电动工具，还包括基于时间的激活装置，当自发出所述停止命令起经过了为任意设定的时长的制动控制开始时间时，所述基于时间的激活装置激活所述制动装置。
3.根据权利要求I或2所述的电动工具，还包括用于设置所述指定旋转速度的指定速度设置装置。
4.根据权利要求3所述的电动工具，还包括减速比计算装置，所述减速比计算装置根据所述旋转速度检测装置的检测结果依次计算减速比，所述减速比为单位时间段内所述电动机的旋转速度减小的比率， 其中，所述指定速度设置装置基于由所述减速比计算装置计算出的减速比来设置所述指定旋转速度。
5.根据权利要求4所述的电动工具，其中，随着所述减速比变大，所述指定速度设置装置将更大的值设置为所述指定旋转速度。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的电动工具， 其中，所述电动机被配置成能够沿正向旋转方向和反向旋转方向旋转，并且其中，所述指定速度设置装置针对所述正向旋转方向和所述反向旋转方向中的每个单独设置所述指定旋转速度。
7.根据权利要求2所述的电动工具，还包括用于设置所述制动控制开始时间的时间设 直装直。
8.根据权利要求7所述的电动工具，还包括减速比计算装置，所述减速比计算装置根据所述旋转速度检测装置的检测结果依次计算减速比，所述减速比为单位时间段内所述电动机的旋转速度减小的比率， 其中，所述时间设置装置基于由所述减速比计算装置计算出的减速比来设置所述制动控制开始时间。
9.根据权利要求8所述的电动工具，其中，随着所述减速比变大，所述时间设置装置将更短的时长设置为所述制动控制开始时间。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电动工具，还包括 旋转速度命令开关，其用于设置所述电动机的旋转速度的命令值；以及 命令值获取装置，其获取由所述旋转速度命令开关设置的所述命令值， 其中，所述时间设置装置基于停机时间旋转速度来设置所述制动控制开始时间，所述停机时间旋转速度为如下情形的旋转速度在该情形下，由所述命令值获取装置获得的命令值落入被认为命令停止电动机的停止范围内。
11.根据权利要求10所述的电动工具，其中，随着所述停机时间旋转速度变大，所述时间设置装置将更长的时长设置为所述制动控制开始时间。
12.根据权利要求10或11所述的电动工具，其中，所述时间设置装置包括估计装置，所述估计装置基于由所述命令值获取装置获得的命令值来估计所述停机时间旋转速度。
13.根据权利要求12所述的电动工具，其中，随着在如下指定时间之前的命令值变大，所述估计装置将所述停机时间旋转速度估计为更大的值，在所述指定时间处，所述命令值落入所述停止范围内。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的电动工具， 其中，所述待驱动对象选自多种类型的待驱动对象， 其中，所述电动工具被配置成使得选自所述多种类型的待驱动对象的待驱动对象之一能够附接至所述电动工具，并且 其中，所述时间设置装置将与所述多种类型的待驱动对象中具有最大惯性的待驱动对象对应的制动控制开始时间设置为所述电动工具的所述制动控制开始时间。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的电动工具， 其中，所述电动机被配置成能够沿正向旋转方向和反向旋转方向旋转，并且 其中，所述时间设置装置针对所述正向旋转和所述反向旋转中的每个单独设置制动控制开始时间。
16.根据权利要求I至15中任一项所述的电动工具，还包括驱动力传输机构，所述驱动力传输机构将所述电动机的驱动力传输至所述待驱动对象。
全文摘要
公开了一种电动工具，其包括电动机、旋转速度检测装置、制动装置和旋转速度基准操作装置。所述电动机生成用于旋转待驱动对象的驱动力。所述旋转速度检测装置检测所述电动机的旋转速度。所述制动装置执行制动控制以制动所述电动机。在发出用以切断对所述电动机的电流供应的停止命令之后，当所述旋转速度检测装置检测到的旋转速度降低至不大于任意设定的指定旋转速度时，所述旋转速度基准操作装置使所述制动装置操作。
文档编号B25F5/00GK102712083SQ20108005986
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月20日 优先权日2009年12月28日
发明者伊藤亮介, 草川卓也, 须田秀和 申请人:株式会社牧田