電動工具的制動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在具備三相無刷電機的電動工具中，使該電機的端子間短路從而產(chǎn)生制動力的電動工具的制動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在將三相無刷電機作為驅(qū)動源的電動工具中，利用在使三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)降低或者停止時，將三相無刷電機的各端子間短路從而產(chǎn)生制動力的所謂短路制動(例如，參照專利文獻I)。
[0003]在該短路制動中，例如，將設(shè)置于三相無刷電機的各端子與直流電源的負極之間的通電路徑的3個開關(guān)元件(所謂低邊開關(guān))設(shè)為接通狀態(tài)，將設(shè)置于三相無刷電機的各端子與直流電源的正極之間的通電路徑的3個開關(guān)元件(所謂高邊開關(guān))設(shè)為斷開狀態(tài)，從而使三相無刷電機產(chǎn)生制動力。
[0004]因此，根據(jù)短路制動，僅通過切換針對三相無刷電機的通電控制所使用的開關(guān)元件的接通/斷開狀態(tài)，就能夠?qū)θ酂o刷電機進行制動(減速或者停止)。
[0005]專利文獻1:日本特開平3 — 74194號公報
[0006]但是，在上述以往的短路制動中，制動電流流過三相無刷電機的所有相，產(chǎn)生制動力，因此有制動力過大、因該制動力對電氣設(shè)備施加的力增大而導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生不良的情況。
[0007]例如，在具備三相無刷電機作為驅(qū)動源的電動工具中，存在若利用以往的短路制動來使三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)停止，則制動力過強，因而反作用力大，有損使用者的使用感、導(dǎo)致安裝著工具頭的螺釘、螺母松動之類的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于這樣的問題而完成的，目的在于在通過短路制動來使三相無刷電機產(chǎn)生制動力的電動工具的制動裝置中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定通過短路制動產(chǎn)生的制動力，防止由于制動力的過量或不足而導(dǎo)致電動工具發(fā)生故障這一情況。
[0009]在為了實現(xiàn)這樣的目的而完成的技術(shù)方案I所述的電動工具的制動裝置中，在作為驅(qū)動源的三相無刷電機旋轉(zhuǎn)時，若輸入該電動工具的停止指令或者減速指令，則制動控制單元動作。
[0010]而且，制動控制單元通過控制在開關(guān)電路中針對三相無刷電機的設(shè)置于正極側(cè)通電路徑或者負極側(cè)通電路徑的3個開關(guān)元件的接通/斷開狀態(tài)，從而使制動電流流過三相無刷電機而產(chǎn)生制動力。
[0011 ] 換句話說，在本發(fā)明的制動裝置中，不是如以往那樣，進行使針對三相無刷電機的設(shè)置于正極側(cè)通電路徑或者負極側(cè)通電路徑的3個開關(guān)元件全部導(dǎo)通的三相短路控制，而是通過切換3個開關(guān)元件的接通/斷開狀態(tài)，來控制流入三相無刷電機的制動電流。
[0012]因此，根據(jù)本發(fā)明的制動裝置，與以往裝置相比，能夠抑制流入三相無刷電機的制動電流，減少在三相無刷電機產(chǎn)生的制動力。
[0013]另外，該制動力能夠通過流入三相無刷電機的制動電流來控制，所以根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)整各開關(guān)元件的接通/斷開狀態(tài)的切換時刻，能夠?qū)⑹闺妱庸ぞ咄Ｖ够蛘邷p速時的減速特性設(shè)定為所希望特性。
[0014]另外，制動控制單元在三相無刷電機旋轉(zhuǎn)時，即使開關(guān)元件被切換為斷開狀態(tài)，也在能夠經(jīng)由與該開關(guān)元件并聯(lián)設(shè)置的二極管(例如，F(xiàn)ET的寄生二極管)流動制動電流的時刻，將開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。
[0015]其結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的制動裝置，能夠防止在斷開了開關(guān)元件時，切斷經(jīng)由開關(guān)元件流入三相無刷電機的繞組(線圈)的電流，在線圈中產(chǎn)生高電壓，并因該高電壓向直流電源側(cè)流入再生電流這一情況。
[0016]換句話說，在本發(fā)明中，通過切換開關(guān)元件的接通/斷開狀態(tài)，來控制流入三相無刷電機的制動電流，但若將斷開開關(guān)元件的時刻設(shè)定為未流入與該開關(guān)元件并聯(lián)設(shè)置的二極管的時刻，則流入三相無刷電機的繞組(線圈)的電流被切斷，在與該線圈連接的端子產(chǎn)生高電壓。
[0017]于是，存在由于該高電壓而導(dǎo)致再生電流經(jīng)由與同一端子連接的其他的開關(guān)元件流入直流電源側(cè)，使其他的開關(guān)元件劣化的情況。
[0018]但是，在本發(fā)明中，如上述那樣設(shè)定在電動工具(以及三相無刷電機)的制動時斷開開關(guān)元件的時刻，因此能夠防止在斷開開關(guān)元件時產(chǎn)生高電壓而導(dǎo)致再生電流流入直流電源側(cè)這一情況、以及進而由該再生電流流動而引起的其他的開關(guān)元件劣化這一的情況。
[0019]此外，為了像這樣防止再生電流的流動，也可以將斷開開關(guān)元件的時刻，設(shè)定為向開關(guān)兀件流入的電流為零的時刻。
[0020]但是，像這樣，需要根據(jù)三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)位置(角度)，檢測向開關(guān)元件流入的電流為零的時刻，為此，需要使用高精度的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，并高精度地控制斷開開關(guān)元件的時刻，會導(dǎo)致制動裝置的成本增加。
[0021 ] 與此相對，根據(jù)本發(fā)明，檢測經(jīng)由開關(guān)元件流向三相無刷電機的電流方向，來設(shè)定斷開開關(guān)元件的時刻即可，所以無需使用高精度的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，能夠以低成本實現(xiàn)可防止再生電流流動的制動裝置。
[0022]另外，根據(jù)本發(fā)明，可認為在斷開了開關(guān)元件時，使制動電流經(jīng)由與開關(guān)元件并聯(lián)設(shè)置的二極管流動，所以二極管發(fā)熱。但是，二極管的發(fā)熱量根據(jù)電流在二極管流動的時間而變化，該時間由斷開開關(guān)元件的時刻而決定。
[0023]因此，根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)整斷開開關(guān)元件的時刻，來防止再生電流流動，并且能夠防止二極管(以及開關(guān)元件)成為高溫。
[0024]此外，在本發(fā)明中，成為對象的電動工具當(dāng)然包括電鉆、沖擊鉆、砂輪機等一般的電動工具，還包括用于切割草、小徑的樹木的割草機、不用前后拉動工具主體就能夠切割對象物的鏈鋸之類的園藝用的電動工具。換句話說，只要是具備三相無刷電機作為驅(qū)動源，并能夠通過其旋轉(zhuǎn)進行規(guī)定的作業(yè)的電動工具就能夠應(yīng)用本發(fā)明。
[0025]另外，本發(fā)明能夠應(yīng)用具備電池作為直流電源的電動工具自不必說，還能夠應(yīng)用從AC適配器等外部的直流電源接受電源供給而動作的電動工具，或者，從工業(yè)電源等交流電源接受電源供給而動作的電動工具。
[0026]接下來，在本發(fā)明的電動工具的制動裝置中，在制動控制單元控制接通/斷開狀態(tài)的開關(guān)元件是設(shè)置于負極側(cè)通電路徑的低邊開關(guān)的情況下，制動控制單元以技術(shù)方案2所述的方式構(gòu)成即可。
[0027]另外，在制動控制單元控制接通/斷開狀態(tài)的開關(guān)元件是設(shè)置于正極側(cè)通電路徑的高邊開關(guān)的情況下，制動控制單元以技術(shù)方案3所述的方式構(gòu)成即可。
[0028]換句話說，在技術(shù)方案2所述的制動裝置中，制動控制單元在制動電流從低邊開關(guān)朝向三相無刷電機流動時，將低邊開關(guān)從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。
[0029]因此，在制動控制單元斷開了低邊開關(guān)時，制動電流經(jīng)由與低邊開關(guān)并聯(lián)設(shè)置的二極管流動，能夠防止在低邊開關(guān)的斷開時產(chǎn)生高電壓，而經(jīng)由其他的開關(guān)元件(高邊開關(guān))向直流電源流入再生電流。
[0030]另外，在技術(shù)方案3所述的制動裝置中，制動控制單元在制動電流從三相無刷電機朝向高邊開關(guān)流動時，將高邊開關(guān)從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。
[0031]因此，在制動控制單元斷開了高邊開關(guān)時，制動電流經(jīng)由與高邊開關(guān)并聯(lián)設(shè)置的二極管流動，能夠防止在高邊開關(guān)斷開時產(chǎn)生高電壓，而導(dǎo)致再生電流經(jīng)由其他的開關(guān)元件(高邊開關(guān))流入直流電源這一情況。
[0032]接下來，在本發(fā)明中，制動控制單元將成為控制對象的開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)的時刻如技術(shù)方案4所示，設(shè)定在經(jīng)由開關(guān)元件流動的制動電流處于減少方向時即可。
[0033]換句話說，在開關(guān)元件處于接通狀態(tài)時流動的制動電流根據(jù)三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)而增/減。
[0034]而且，若在該制動電流上升時將開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)，則在制動電流上升成為最大電流到之后減少為零的期間內(nèi)，電流持續(xù)流入二極管，二極管的發(fā)熱量增加。
[0035]與此相對，若將使開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)的時刻設(shè)定在向開關(guān)元件流入的制動電流處于減少方向時，則縮短電流流入二極管的期間，能夠減少二極管的發(fā)熱量。
[0036]接下來，在3個開關(guān)元件是接通狀態(tài)時流過各開關(guān)元件的制動電流根據(jù)三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化。另外，三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)能夠使用通常設(shè)置于三相無刷電機的旋轉(zhuǎn)位置檢測單元(霍爾元件、編碼器等)來檢測。此外，旋轉(zhuǎn)位置檢測單元是以三相無刷電機的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度為單位來檢測旋轉(zhuǎn)位置的部件。
[0037]因此,制動控制單元如技術(shù)方案5所述,基于由旋轉(zhuǎn)位置檢測單元檢測出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定從開關(guān)元件的接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)的切換時刻即可。
[0038]換句話說，根據(jù)該方式，為了設(shè)定開關(guān)元件的切換時刻，無需另外設(shè)置用于檢測在開關(guān)元件接通時流動的電流方向的檢測元件，就能夠以低成本實現(xiàn)本發(fā)明的制動裝置。
[0039]另外，在該情況下，制動控制單元以技術(shù)方案6所述的方式構(gòu)成即可。換句話說，在技術(shù)方案6所述的制動裝置中，制動控制單元從利用旋轉(zhuǎn)位置檢測單元檢測規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置起經(jīng)過規(guī)定時間后，將開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。
[0040]因此，根據(jù)技術(shù)方案6所述的制動裝置，制