电动工具的制动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供电动工具的制动装置。在通过短路制动使三相无刷电机产生制动力的电动工具的制动装置中，防止由于制动力的过量或不足而在电动工具中发生故障。在三相无刷电机旋转时，若输入停止或者减速指令，则控制针对电机的设置于正极侧通电路径或者负极侧通电路径的3个开关元件的接通/断开状态，从而向三相无刷电机的各相间歇地流入制动电流，而产生制动力。另外，将开关元件从接通状态切换到断开状态时刻设定为，即使将开关元件切换到断开状态，也能够经由与开关元件并列设置的二极管(寄生二极管等)流入制动电流的时刻。

【技术实现步骤摘要】
电动工具的制动装置
本专利技术涉及在具备三相无刷电机的电动工具中，使该电机的端子间短路从而产生制动力的电动工具的制动装置。
技术介绍
以往，在将三相无刷电机作为驱动源的电动工具中，利用在使三相无刷电机的旋转降低或者停止时，将三相无刷电机的各端子间短路从而产生制动力的所谓短路制动(例如，参照专利文献1)。在该短路制动中，例如，将设置于三相无刷电机的各端子与直流电源的负极之间的通电路径的3个开关元件(所谓低边开关)设为接通状态，将设置于三相无刷电机的各端子与直流电源的正极之间的通电路径的3个开关元件(所谓高边开关)设为断开状态，从而使三相无刷电机产生制动力。因此，根据短路制动，仅通过切换针对三相无刷电机的通电控制所使用的开关元件的接通/断开状态，就能够对三相无刷电机进行制动(减速或者停止)。专利文献1：日本特开平3－74194号公报但是，在上述以往的短路制动中，制动电流流过三相无刷电机的所有相，产生制动力，因此有制动力过大、因该制动力对电气设备施加的力增大而导致电气设备产生不良的情况。例如，在具备三相无刷电机作为驱动源的电动工具中，存在若利用以往的短路制动来使三相无刷电机的旋转停止，则制动力过强，因而反作用力大，有损使用者的使用感、导致安装着工具头的螺钉、螺母松动之类的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，目的在于在通过短路制动来使三相无刷电机产生制动力的电动工具的制动装置中，适当地设定通过短路制动产生的制动力，防止由于制动力的过量或不足而导致电动工具发生故障这一情况。在为了实现这样的目的而完成的技术方案1所述的电动工具的制动装置中，在作为驱动源的三相无刷电机旋转时，若输入该电动工具的停止指令或者减速指令，则制动控制单元动作。而且，制动控制单元通过控制在开关电路中针对三相无刷电机的设置于正极侧通电路径或者负极侧通电路径的3个开关元件的接通/断开状态，从而使制动电流流过三相无刷电机而产生制动力。换句话说，在本专利技术的制动装置中，不是如以往那样，进行使针对三相无刷电机的设置于正极侧通电路径或者负极侧通电路径的3个开关元件全部导通的三相短路控制，而是通过切换3个开关元件的接通/断开状态，来控制流入三相无刷电机的制动电流。因此，根据本专利技术的制动装置，与以往装置相比，能够抑制流入三相无刷电机的制动电流，减少在三相无刷电机产生的制动力。另外，该制动力能够通过流入三相无刷电机的制动电流来控制，所以根据本专利技术，通过调整各开关元件的接通/断开状态的切换时刻，能够将使电动工具停止或者减速时的减速特性设定为所希望特性。另外，制动控制单元在三相无刷电机旋转时，即使开关元件被切换为断开状态，也在能够经由与该开关元件并联设置的二极管(例如，FET的寄生二极管)流动制动电流的时刻，将开关元件从接通状态切换到断开状态。其结果，根据本专利技术的制动装置，能够防止在断开了开关元件时，切断经由开关元件流入三相无刷电机的绕组(线圈)的电流，在线圈中产生高电压，并因该高电压向直流电源侧流入再生电流这一情况。换句话说，在本专利技术中，通过切换开关元件的接通/断开状态，来控制流入三相无刷电机的制动电流，但若将断开开关元件的时刻设定为未流入与该开关元件并联设置的二极管的时刻，则流入三相无刷电机的绕组(线圈)的电流被切断，在与该线圈连接的端子产生高电压。于是，存在由于该高电压而导致再生电流经由与同一端子连接的其他的开关元件流入直流电源侧，使其他的开关元件劣化的情况。但是，在本专利技术中，如上述那样设定在电动工具(以及三相无刷电机)的制动时断开开关元件的时刻，因此能够防止在断开开关元件时产生高电压而导致再生电流流入直流电源侧这一情况、以及进而由该再生电流流动而引起的其他的开关元件劣化这一的情况。此外，为了像这样防止再生电流的流动，也可以将断开开关元件的时刻，设定为向开关元件流入的电流为零的时刻。但是，像这样，需要根据三相无刷电机的旋转位置(角度)，检测向开关元件流入的电流为零的时刻，为此，需要使用高精度的旋转位置传感器，并高精度地控制断开开关元件的时刻，会导致制动装置的成本增加。与此相对，根据本专利技术，检测经由开关元件流向三相无刷电机的电流方向，来设定断开开关元件的时刻即可，所以无需使用高精度的旋转位置传感器，能够以低成本实现可防止再生电流流动的制动装置。另外，根据本专利技术，可认为在断开了开关元件时，使制动电流经由与开关元件并联设置的二极管流动，所以二极管发热。但是，二极管的发热量根据电流在二极管流动的时间而变化，该时间由断开开关元件的时刻而决定。因此，根据本专利技术，通过调整断开开关元件的时刻，来防止再生电流流动，并且能够防止二极管(以及开关元件)成为高温。此外，在本专利技术中，成为对象的电动工具当然包括电钻、冲击钻、砂轮机等一般的电动工具，还包括用于切割草、小径的树木的割草机、不用前后拉动工具主体就能够切割对象物的链锯之类的园艺用的电动工具。换句话说，只要是具备三相无刷电机作为驱动源，并能够通过其旋转进行规定的作业的电动工具就能够应用本专利技术。另外，本专利技术能够应用具备电池作为直流电源的电动工具自不必说，还能够应用从AC适配器等外部的直流电源接受电源供给而动作的电动工具，或者，从工业电源等交流电源接受电源供给而动作的电动工具。接下来，在本专利技术的电动工具的制动装置中，在制动控制单元控制接通/断开状态的开关元件是设置于负极侧通电路径的低边开关的情况下，制动控制单元以技术方案2所述的方式构成即可。另外，在制动控制单元控制接通/断开状态的开关元件是设置于正极侧通电路径的高边开关的情况下，制动控制单元以技术方案3所述的方式构成即可。换句话说，在技术方案2所述的制动装置中，制动控制单元在制动电流从低边开关朝向三相无刷电机流动时，将低边开关从接通状态切换到断开状态。因此，在制动控制单元断开了低边开关时，制动电流经由与低边开关并联设置的二极管流动，能够防止在低边开关的断开时产生高电压，而经由其他的开关元件(高边开关)向直流电源流入再生电流。另外，在技术方案3所述的制动装置中，制动控制单元在制动电流从三相无刷电机朝向高边开关流动时，将高边开关从接通状态切换到断开状态。因此，在制动控制单元断开了高边开关时，制动电流经由与高边开关并联设置的二极管流动，能够防止在高边开关断开时产生高电压，而导致再生电流经由其他的开关元件(高边开关)流入直流电源这一情况。接下来，在本专利技术中，制动控制单元将成为控制对象的开关元件从接通状态切换到断开状态的时刻如技术方案4所示，设定在经由开关元件流动的制动电流处于减少方向时即可。换句话说，在开关元件处于接通状态时流动的制动电流根据三相无刷电机的旋转而增/减。而且，若在该制动电流上升时将开关元件从接通状态切换到断开状态，则在制动电流上升成为最大电流到之后减少为零的期间内，电流持续流入二极管，二极管的发热量增加。与此相对，若将使开关元件从接通状态切换到断开状态的时刻设定在向开关元件流入的制动电流处于减少方向时，则缩短电流流入二极管的期间，能够减少二极管的发热量。接下来，在3个开关元件是接通状态时流过各开关元件的制动电流根据三相无刷电机的旋转状态而变化。另外，三相无刷电机的旋转状态能够使用通常设置于三相无刷电机的旋转位置检测单元(霍尔元件、编码器等)来检测。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动工具的制动装置，是在具备三相无刷电机作为驱动源的电动工具中，当该电动工具的停止时或者减速时使所述三相无刷电机产生制动力的制动装置，其特征在于，具备：开关电路，由6个开关元件构成，所述6个开关元件设置于将所述三相无刷电机的3个端子与直流电源的正极侧以及负极侧分别连接的正极侧通电路径以及负极侧通电路径，来导通/切断各通电路径；以及制动控制单元，在所述三相无刷电机旋转时，当该电动工具的停止指令或者减速指令被输入，所述制动控制单元则通过控制在所述开关电路中设置于所述正极侧通电路径或者所述负极侧通电路径的3个开关元件的接通/断开状态，从而向所述三相无刷电机流入制动电流来产生制动力，所述制动控制单元即使在该开关元件被切换到断开状态，也会在能够经由与该开关元件并联设置的二极管流入所述制动电流的时刻，将所述开关元件从接通状态切换到断开状态。

【技术特征摘要】
2013.11.18 JP 2013-2378521.一种电动工具的制动装置，是在具备三相无刷电机作为驱动源的电动工具中，当该电动工具的停止时或者减速时使所述三相无刷电机产生制动力的制动装置，其特征在于，具备：开关电路，由6个开关元件构成，所述6个开关元件设置于将所述三相无刷电机的3个端子与直流电源的正极侧以及负极侧分别连接的正极侧通电路径以及负极侧通电路径，来导通/切断各通电路径；以及制动控制单元，在所述三相无刷电机旋转时，当该电动工具的停止指令或者减速指令被输入，所述制动控制单元则通过以调整在所述开关电路中设置于所述正极侧通电路径或者所述负极侧通电路径的3个开关元件各自的接通/断开状态的切换时刻来切换所述3个开关元件的接通/断开状态方式进行控制，从而向所述三相无刷电机流入制动电流来产生制动力，所述制动控制单元即使在开关元件被切换到断开状态，也会在能够经由与开关元件并联设置的二极管流入所述制动电流的时刻，将该开关元件从接通状态切换到断开状态。2.根据权利要求1所述的电动工具的制动装置，其特征在于，在由所述制动控制单元控制接通/断开状态的所述开关元件是设置于所述负极侧通电路径的低边开关时，所述制动控制单元在制动电流从所述低边开关朝向所述三相无刷电机流动时，将所述低边开关从接通状态切换到断开状态。3.根据权利要求1所述的电动工具的制动装置，其特征在于，在由所述制动控制单元控制接通/断开状态的开关元件是设置于所述正极侧通电路径的高边开关时，所述制动控制单元在制动电流从所述三相无刷电机朝向所述高边开关流动时，将所述高边开关从接通状态切换到断开状态。4.根据权利要求1所述的电动工具的制动装置，其特征在于，所述制动控制单元在流入至所述开关元件的制动电流处于减少方向时，将所述开关元件从接通状态切换到断开状态。5.根据权利要求1所述的电动工具的制动装置，其特征在于，具备旋转位置检测单元，该旋转位置检测单元按每一所述三相无刷电机的规定的旋转角度来检测旋转位置，所述制动控制单元基于由所述旋转位置检测单元检测出的旋转位置，来设定从所述开关元件的接通状态向断开状态的切换时刻。6.根据权利要求5所述的电动工具的制动装置，其特征在于，所述制动控制单元从由所述旋转位置检测单元检测规定的旋转位置起经过规定时间后，将所述开关元件从接通状态切换到断开状态。7.根据权利要求5所述的电动工具的制动装置，其特征在于，所述制动控制单元基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川刚史，加藤慈，
申请(专利权)人：株式会社牧田，
类型：发明
国别省市：日本;JP