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公開番号2025163936
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067589
出願日2024-04-18
発明の名称電動作業機
出願人株式会社マキタ
代理人名古屋国際弁理士法人
主分類H02P 6/12 20060101AFI20251023BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電動作業機において、重負荷作業時にブラシレスモータの回転数が低下した際に、ブラシレスモータに流れる電流のピーク値が増加するのを抑制する
【解決手段】制御部は、回転角度検出部にてモータが基準回転角度回転したことが検出される度に、モータの回転位置に応じて一対の被駆動スイッチを選択し、一対の被駆動スイッチを所定の通電パターンでオンさせることで、モータに通電して、モータを駆動する。制御部は、回転角度検出部にて基準回転角度回転したことが検出されるまでの間の時間を通電制御時間として計測する時間カウンタを備え、時間カウンタによる計測中に通電制御時間が制限時間に達すると、通電制御によるブラシレスモータへの通電を遮断する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数の端子を備え、駆動対象物を回転させるように構成されたブラシレスモータと、
前記複数の端子と直流電源の正極とを接続するように構成された複数の正極側通電経路と、
前記複数の端子と前記直流電源の負極とを接続するように構成された複数の負極側通電経路と、
前記複数の正極側通電経路上にそれぞれ設けられた複数のハイサイドスイッチと、
前記複数の負極側通電経路上にそれぞれ設けられた複数のローサイドスイッチと、
前記ブラシレスモータの回転角度を検出するように構成された回転角度検出部と、
前記回転角度検出部にて前記ブラシレスモータが所定の基準回転角度回転したことが検出される度に、前記ブラシレスモータの回転角度に応じて予め設定された前記複数のハイサイドスイッチの１つと前記複数のローサイドスイッチの１つとを一対の被駆動スイッチとして選択して、前記一対の被駆動スイッチを所定の通電パターンでオンさせることで、前記ブラシレスモータに通電して、前記ブラシレスモータを駆動する、通電制御を実施するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記回転角度検出部にて前記ブラシレスモータが前記基準回転角度回転したことが検出される度に、その後前記ブラシレスモータが前記基準回転角度回転するまでの時間を通電制御時間として計測するように構成された時間カウンタを備え、前記時間カウンタによる計測中に前記通電制御時間が予め設定された制限時間に達すると、前記通電制御による前記ブラシレスモータへの通電を遮断するように構成されている、電動作業機。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御時間が前記制限時間に達して前記ブラシレスモータへの通電を遮断した後、前記回転角度検出部にて前記ブラシレスモータが前記基準回転角度回転したことが検出されると、前記通電制御を再開するように構成されている、電動作業機。
【請求項３】
請求項１に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御時間が前記制限時間に達して前記ブラシレスモータへの通電を遮断した後、予め設定された待機時間が経過すると、前記通電制御を再開するように構成されている、電動作業機。
【請求項４】
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御時間が前記制限時間に達して前記ブラシレスモータへの通電を遮断した後、前記通電制御を再開するまで、前記複数のハイサイドスイッチ及び前記複数のローサイドスイッチをオフ状態に保持する、通電遮断制御を行うように構成されている、電動作業機。
【請求項５】
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御時間が前記制限時間に達して前記ブラシレスモータへの通電を遮断した後、前記通電制御を再開するまで、前記一対の被駆動スイッチを前記通電制御とは異なる第２通電パターンにて周期的にオン・オフさせて、前記ブラシレスモータに前記通電制御時よりも少ない電流を流す、低出力制御を行うように構成されている、電動作業機。
【請求項６】
請求項５に記載の電動作業機であって、
前記低出力制御の前記第２通電パターンは、前記複数のハイサイドスイッチ及び前記複数のローサイドスイッチを含む前記ブラシレスモータの駆動系での発熱量が、前記通電制御時の発熱量に比べて少なくなるように設定されている、電動作業機。
【請求項７】
請求項１～請求項６の何れか１項に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御時間が前記制限時間に達して前記ブラシレスモータへの通電を遮断した後、前記通電制御を再開するまで、前記ブラシレスモータへの通電異常を報知するように構成されている、電動作業機。
【請求項８】
請求項７に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御時に、前記通電制御時間が前記制限時間に達する第１の通電異常とは異なる第２の通電異常が発生すると、前記ブラシレスモータへの通電を遮断して、前記第１の通電異常が発生したときとは異なる報知形態で、前記ブラシレスモータへの通電異常を報知するように構成されている、電動作業機。
【請求項９】
請求項１～請求項８の何れか１項に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御として、前記ブラシレスモータの回転数が所定の目標回転数となるように、前記基準回転角度内で前記一対の被駆動スイッチを同時にオンさせる通電角を制御する、通電角制御を実施するように構成されている、電動作業機。
【請求項１０】
請求項１～請求項８の何れか１項に記載の電動作業機であって、
前記制御部は、前記通電制御として、前記ブラシレスモータの回転数が所定の目標回転数となるように設定される駆動デューティ比に応じて、前記一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を周期的にオン・オフさせる、ＰＷＭ制御を実施するように構成されている、電動作業機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ブラシレスモータを備えた電動作業機に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ブラシレスモータを備えた電動作業機において、ブラシレスモータの制御に、ＰＷＭ制御と通電角制御との両方を利用することが記載されている。
このうち、ＰＷＭ制御では、ブラシレスモータが目標回転数となるように、ブラシレスモータの所定回転角度毎に選択されるスイッチング素子の駆動デューティ比を設定し、その駆動デューティ比に応じて、選択されたスイッチング素子をオン・オフさせる。
【０００３】
また、通電角制御では、ブラシレスモータが目標回転数となるよう、上記のように選択されるスイッチング素子のオン期間を、ブラシレスモータの回転角度（つまり、通電角）にて設定し、その通電角に応じてスイッチング素子をオンさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－３１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通電角制御は、ＰＷＭ制御のようにスイッチング素子を所定周期でオン・オフさせる必要がないので、ＰＷＭ制御に比べて、スイッチング素子のスイッチング回数を減らすことできる。このため、ブラシレスモータへの通電経路で生じるスイッチングロスを低減し、モータ駆動系での発熱を抑制できる。
【０００６】
しかしながら、電動作業機による重負荷作業時に、ブラシレスモータの回転数が低下すると、ブラシレスモータが所定回転角度回転するのに要する時間が長くなるため、通電角制御によるスイッチング素子のオン時間も長くなる。そして、スイッチング素子のオン時間が長くなると、ブラシレスモータに流れる電流のピーク値が増加し、スイッチング素子が故障するとか、ブラシレスモータの磁石が減磁される、といった問題が発生する。
【０００７】
本開示の１つの局面は、ブラシレスモータを備えた電動作業機において、重負荷作業時にブラシレスモータの回転数が低下した際に、ブラシレスモータに流れる電流のピーク値が増加するのを抑制すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の１つの局面における電動作業機は、ブラシレスモータ、複数の正極側通電経路、複数の負極側通電経路、複数のハイサイドスイッチ、複数のローサイドスイッチ、回転角度検出部、及び、制御部を備える。
【０００９】
ブラシレスモータは、複数の端子を備え、駆動対象物を回転させるように構成される。複数の正極側通電経路は、ブラシレスモータの複数の端子と直流電源の正極とを接続するよう構成され、複数の負極側通電経路は、ブラシレスモータの複数の端子と直流電源の負極とを接続するように構成される。
【００１０】
複数のハイサイドスイッチは、複数の正極側通電経路上にそれぞれ設けられ、複数のローサイドスイッチは、複数の負極側通電経路上にそれぞれ設けられる。そして、回転角度検出部は、ブラシレスモータの回転角度を検出するように構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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