特許 7696788 電動作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-13

(45)【発行日】2025-06-23

(54)【発明の名称】電動作業機

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20250616BHJP

   H02P 6/15 20160101ALI20250616BHJP

   B25F 5/00 20060101ALI20250616BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

H02P6/15

B25F5/00 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021137224

(22)【出願日】2021-08-25

(65)【公開番号】P2023031617

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2024-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】竹田 幸市

【審査官】保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０７８２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２４５１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５８１４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｆ１／００－５／０２

Ｈ０２Ｐ６／００－６／３４

２１／００－２５／０３

２５／０４

２５／１０－２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動対象物が取り付けられるように構成された出力軸と、
複数の端子を備え、前記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、
ユーザに操作されるように構成されたユーザインタフェースと、
前記ユーザインタフェースの被操作量、又は、前記ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値、が大きくなるに従い、前記ブラシレスモータの目標回転数が大きくなるよう、前記目標回転数を設定するように構成された目標回転数設定部と、
前記被操作量又は前記回転指令値が閾値未満であるとき、前記被操作量又は前記回転指令値が大きくなるに従って目標デューティ比が大きくなるよう、前記目標デューティ比を設定し、かつ、前記被操作量又は前記回転指令値が前記閾値以上であるとき前記目標デューティ比を１００％に設定するように構成された目標デューティ比設定部と、
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、
前記ブラシレスモータの回転数を検出するように構成された回転数検出部と、
前記ブラシレスモータを制御するように構成された制御部と
を備え、
前記制御部は、前記ブラシレスモータが所定の回転角度回転したことを前記回転角度検出部が検出する毎に、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するように構成され、
前記制御部は、前記一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を、前記目標デューティ比に基づき、所定周波数でオン・オフさせるＰＷＭ制御と、前記回転数検出部にて検出される前記ブラシレスモータの前記回転数が前記目標回転数となるよう、前記ＰＷＭ制御を実施させる通電角を制御する通電角制御とを、同時に実行するように構成されており、
しかも、前記ブラシレスモータは、３相ブラシレスモータであり、
前記制御部は、前記所定の回転角度として、前記３相ブラシレスモータが６０度回転したことを前記回転角度検出部が検出する毎に、前記ＰＷＭ制御を行う前記一対の被駆動スイッチを切り替え、前記通電角制御では、前記３相ブラシレスモータが６０度回転する間に前記ＰＷＭ制御を実施させる回転角度を制御するように構成されている、電動作業機。

【請求項2】

前記制御部は、
前記ＰＷＭ制御において、前記ブラシレスモータの駆動開始後、前記一対の被駆動スイッチの前記少なくとも一方を駆動する駆動デューティ比が、前記目標デューティ比に到達するまで、前記駆動デューティ比を所定の変化量にて漸増させるように構成されている、請求項１に記載の電動作業機。

【請求項3】

駆動対象物が取り付けられるように構成された出力軸と、
複数の端子を備え、前記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、
ユーザに操作されるように構成されたユーザインタフェースと、
前記ユーザインタフェースの被操作量、又は、前記ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値、が大きくなるに従い、前記ブラシレスモータの目標回転数が大きくなるよう、前記目標回転数を設定するように構成された目標回転数設定部と、
前記被操作量又は前記回転指令値が閾値未満であるとき、前記被操作量又は前記回転指令値が大きくなるに従って目標デューティ比が大きくなるよう、前記目標デューティ比を設定し、かつ、前記被操作量又は前記回転指令値が前記閾値以上であるとき前記目標デューティ比を１００％に設定するように構成された目標デューティ比設定部と、
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、
前記ブラシレスモータの回転数を検出するように構成された回転数検出部と、
前記ブラシレスモータを制御するように構成された制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記ブラシレスモータが所定の回転角度回転したことを前記回転角度検出部が検出する毎に、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するように構成されると共に、
前記一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を、前記目標デューティ比に基づき、所定周波数でオン・オフさせるＰＷＭ制御と、前記回転数検出部にて検出される前記ブラシレスモータの前記回転数が前記目標回転数となるよう、前記ＰＷＭ制御を実施させる通電角を制御する通電角制御とを、同時に実行するように構成され、
しかも、前記ＰＷＭ制御において、前記ブラシレスモータの駆動開始後、前記一対の被駆動スイッチの前記少なくとも一方を駆動する駆動デューティ比が、前記目標デューティ比に到達するまで、前記駆動デューティ比を所定の変化量にて漸増させ、
前記通電角制御において、前記ブラシレスモータの駆動開始後、前記ブラシレスモータの前記回転数が前記目標回転数に達するまでは前記通電角が予め設定された最大角度となるよう前記通電角を制御し、前記ブラシレスモータの前記回転数が前記目標回転数に達すると、前記通電角を前記最大角度から減少させて、前記ブラシレスモータの前記回転数を前記目標回転数に保持する、
ように構成されている、電動作業機。

【請求項4】

前記目標デューティ比設定部は、前記ユーザインタフェースが操作されると、前記被操作量又は前記回転指令値にかかわらず、前記目標デューティ比を１００％に設定するように構成されている、請求項３に記載の電動作業機。

【請求項5】

駆動対象物が取り付けられるように構成された出力軸と、
複数の端子を備え、前記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、
ユーザに操作されるように構成されたユーザインタフェースと、
前記ユーザインタフェースの被操作量、又は、前記ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値、が大きくなるに従い、前記ブラシレスモータの目標回転数が大きくなるよう、前記目標回転数を設定するように構成された目標回転数設定部と、
前記被操作量又は前記回転指令値が閾値未満であるとき、前記被操作量又は前記回転指令値が大きくなるに従って目標デューティ比が大きくなるよう、前記目標デューティ比を設定し、かつ、前記被操作量又は前記回転指令値が前記閾値以上であるとき前記目標デューティ比を１００％に設定するように構成された目標デューティ比設定部と、
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、
前記ブラシレスモータの回転数を検出するように構成された回転数検出部と、
前記ブラシレスモータを制御するように構成された制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記ブラシレスモータが所定の回転角度回転したことを前記回転角度検出部が検出する毎に、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するように構成され、
前記一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を、前記目標デューティ比に基づき、所定周波数でオン・オフさせるＰＷＭ制御と、前記回転数検出部にて検出される前記ブラシレスモータの前記回転数が前記目標回転数となるよう、前記ＰＷＭ制御を実施させる通電角を制御する通電角制御とを、同時に実行するように構成され、
前記ＰＷＭ制御において、前記ブラシレスモータの駆動開始後、前記一対の被駆動スイッチの前記少なくとも一方を駆動する駆動デューティ比が、前記目標デューティ比に到達するまで、前記駆動デューティ比を所定の変化量にて漸増させるように構成されており、 前記目標デューティ比設定部は、前記ユーザインタフェースが操作されると、前記被操作量又は前記回転指令値にかかわらず、前記目標デューティ比を１００％に設定するように構成されている、電動作業機。

【請求項6】

前記ブラシレスモータは、３相ブラシレスモータであり、
前記制御部は、前記所定の回転角度として、前記３相ブラシレスモータが６０度回転したことを前記回転角度検出部が検出する毎に、前記ＰＷＭ制御を行う前記一対の被駆動スイッチを切り替え、前記通電角制御では、前記３相ブラシレスモータが６０度回転する間に前記ＰＷＭ制御を実施させる回転角度を制御するように構成されている、請求項３～５の何れか１項に記載の電動作業機。

【請求項7】

前記ユーザインタフェースは、
ユーザにより引かれるように構成されたトリガと、
ユーザにより回動されるように構成された回転ダイヤルと、
を備え、
前記目標回転数設定部は、前記トリガの引き量と前記回転ダイヤルの回転位置とに基づき前記目標回転数を設定するように構成されている、請求項１～請求項６の何れか１項に記載の電動作業機。

【請求項8】

前記目標デューティ比設定部は、前記トリガの引き量と前記回転ダイヤルの回転位置とに基づき前記目標デューティ比を設定するように構成されている、
請求項１～請求項３の何れか１項を引用する請求項７に記載の電動作業機。

【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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、背負い式ブロワにおいて、動力源となるブラシレスモータの回転数が目標回転数となるように、モータへの供給電力を、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて制御すること（以下、ＰＷＭ制御と称する）が記載されている。

【0003】

ＰＷＭ制御では、直流電源の正極側及び負極側とブラシレスモータの複数の端子との間に設けられた複数のスイッチを、所定デューティ比の駆動信号にてオン・オフさせることで、ブラシレスモータへの供給電力を制御する。そして、通電角は一定角度に設定される。例えば、３相ブラシレスモータの場合、通電角は１２０度に設定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６４９１０２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電動作業機において、ブラシレスモータの回転数を、ＰＷＭ制御にて目標回転数に制御すると、モータ電流が大きくなる高負荷作業時に、スイッチング損失が大きくなり、モータ駆動系が発熱し易くなるという問題が生じる。

【0006】

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、モータ駆動系が発熱するのを抑制しつつ、ブラシレスモータの回転数を目標回転数に制御できるようにすること、を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の１つの局面における電動作業機は、出力軸、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、及び、ユーザインタフェースを備える。

【0008】

出力軸は、駆動対象物が取り付けられるように構成される。ブラシレスモータは、複数の端子を備え、出力軸に取り付けられた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し、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。

【0009】

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、ユーザインタフェースは、ユーザに操作されるように構成される。

【0010】

上述の電動作業機は、更に、目標回転数設定部、目標デューティ比設定部、回転角度検出部、回転数検出部、及び、制御部を備える。

【0011】

目標回転数設定部は、ユーザインタフェースの被操作量、又は、ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値、が大きくなるに従い、ブラシレスモータの目標回転数が大きくなるよう、目標回転数を設定するように構成される。

【0012】

目標デューティ比設定部は、ユーザインタフェースの被操作量、又は、ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値に基づき、ブラシレスモータをＰＷＭ制御する際の目標デューティ比を設定するよう構成される。

【0013】

詳しくは、目標デューティ比設定部は、ユーザインタフェースの被操作量又は回転指令値が閾値未満であるとき、被操作量又は回転指令値が大きくなるに従って目標デューティ比が大きくなるよう、目標デューティ比を設定する。また、目標デューティ比設定部は、ユーザインタフェースの被操作量又は回転指令値が閾値以上であるときには、目標デューティ比を１００％に設定する。

【0014】

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、回転数検出部は、ブラシレスモータの回転数を検出するように構成される。そして、制御部は、ブラシレスモータを制御する。

【0015】

つまり、制御部は、ブラシレスモータが所定の回転角度回転したことを回転角度検出部が検出する毎に、複数のハイサイドスイッチの１つと、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するように構成される。

【0016】

また、制御部は、一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を、目標デューティ比に基づき、所定周波数でオン・オフさせるＰＷＭ制御と、回転数検出部にて検出されるブラシレスモータの回転数が目標回転数となるよう、ＰＷＭ制御を実施させる通電角を制御する通電角制御とを、同時に実行するように構成される。

【0017】

従って、上述の電動作業機によれば、ブラシレスモータの回転数は、通電角制御によって目標回転数に制御され、ＰＷＭ制御は、通電角制御によってブラシレスモータへの通電が許可された期間だけ実施されることになる。

【0018】

よって、上述の電動作業機によれば、特許文献１に記載の装置に比べて、ＰＷＭ制御の実施期間を短くすることができ、ＰＷＭ制御により被駆動スイッチがオン・オフされることによって生じるスイッチング損失を低減することができる。

【0019】

このため、上述の電動作業機によれば、ブラシレスモータの駆動系が発熱するのを抑制しつつ、ブラシレスモータの回転数を、目標回転数に制御することができる。

【0020】

なお、ＰＷＭ制御において、被駆動スイッチを実際にオン・オフさせる際の駆動デューティ比が１００％となる場合、被駆動スイッチはオン状態に保持される。従って、目標デューティ比が１００％で、被駆動スイッチを実際にオン・オフさせる駆動デューティ比も１００％になった場合には、ＰＷＭ制御によるスイッチング損失がより低減されて、駆動系の発熱がより良好に抑制されることになる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態の背負い式ブロワ全体の構成を表す構成図である。

【図2】背負い式ブロワの回路構成を表すブロック図である。

【図3】制御回路にて実行される制御処理を表すフローチャートである。

【図4】制御回路にて実行されるＰＷＭ制御を説明する説明図である。

【図5】制御回路にて実行される通電角制御を説明する説明図である。

【図6】図３に示すモータ制御処理の詳細を表すフローチャートである。

【図7】図６に示すモータ制御処理によるＤＵＴＹ、通電角、及び、実回転数の変化を表すタイムチャートである。

【図8】特許文献１に記載のＰＷＭ制御によるＤＵＴＹ、及び、実回転数の変化を表すタイムチャートである。

【図9】第２実施形態のモータ制御処理の詳細を表すフローチャートである。

【図10】第３実施形態の制御処理を表すフローチャートである。

【図11】図１０に示すモータ制御処理の詳細を表すフローチャートである。

【図12】図１１に示すモータ制御処理によるＤＵＴＹ、通電角、及び、実回転数の変化を表すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［実施形態の総括］
ある実施形態における電動作業機は、複数の端子を備えたブラシレスモータを備えてもよい。ブラシレスモータは、駆動対象物を回転させるように構成されてもよい。駆動対象物は、出力軸に取り付けられるように構成されてもよい。

【0023】

加えて／あるいは、電動作業機は、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に構成された複数の正極側通電経路を備えてもよい。この複数の正極側通電経路上には、それぞれ、複数のハイサイドスイッチが設けられてもよい。

【0024】

加えて／あるいは、電動作業機は、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た複数の負極側通電経路を備えてもよい。この複数の負極側通電経路上には、それぞれ、複数のローサイドスイッチが設けられてもよい。

【0025】

加えて／あるいは、電動作業機は、ユーザインタフェースを備えてもよい。ユーザインタフェースは、ユーザに操作されるように構成されてもよい。

【0026】

加えて／あるいは、電動作業機は、目標回転数設定部を備えてもよい。目標回転数設定部は、ユーザインタフェースの被操作量、又は、ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値、が大きくなるに従い、ブラシレスモータの目標回転数が大きくなるよう、目標回転数を設定するように構成されてもよい。

【0027】

加えて／あるいは、電動作業機は、目標デューティ比設定部を備えてもよい。目標デューティ比設定部は、ユーザインタフェースの被操作量又は回転指令値が閾値未満であるとき、被操作量又は回転指令値が大きくなるに従って目標デューティ比が大きくなるよう、目標デューティ比を設定するように構成されてもよい。また、目標デューティ比設定部は、ユーザインタフェースの被操作量又は回転指令値が閾値以上であるとき、目標デューティ比を１００％に設定するように構成されてもよい。

【0028】

加えて／あるいは、電動作業機は、回転角度検出部を備えてもよい。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てもよい。

【0029】

加えて／あるいは、電動作業機は、回転数検出部を備えてもよい。回転数検出部は、ブラシレスモータの回転数を検出するように構成されてもよい。

【0030】

加えて／あるいは、電動作業機は、ブラシレスモータを制御するように構成された制御部を備えてもよい。

【0031】

制御部は、ブラシレスモータが所定の回転角度回転したことを回転角度検出部が検出する毎に、複数のハイサイドスイッチの１つと、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するように構成されてもよい。

【0032】

また、制御部は、一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を、目標デューティ比に基づき、所定周波数でオン・オフさせるＰＷＭ制御と、回転数検出部にて検出されるブラシレスモータの回転数が目標回転数となるよう、ＰＷＭ制御を実施させる通電角を制御する通電角制御とを、同時に実行するように構成されてもよい。

【0033】

ある実施形態における電動作業機が、上記のブラシレスモータ、出力軸、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、ユーザインタフェース、目標回転数設定部、目標デューティ比設定部、回転角度検出部、回転数検出部、及び、制御部を含んでいるのであれば、このような電動作業機は、ブラシレスモータの駆動系が発熱するのを抑制しつつ、ブラシレスモータの回転数を目標回転数に制御することができる。

【0034】

加えて／あるいは、電動作業機は、３相ブラシレスモータを備え、制御部は、所定の回転角度として、３相ブラシレスモータが６０度回転したことを回転角度検出部が検出する毎に、ＰＷＭ制御を行う一対の被駆動スイッチを切り替え、通電角制御では、３相ブラシレスモータが６０度回転する間にＰＷＭ制御を実施させる回転角度を制御するように構成されてもよい。

【0035】

加えて／あるいは、制御部は、ＰＷＭ制御において、ブラシレスモータの駆動開始後、一対の被駆動スイッチの少なくとも一方を駆動する駆動デューティ比が、目標デューティ比に到達するまで、駆動デューティ比を所定の変化量にて漸増させるように構成されてもよい。

【0036】

制御部がこのように構成された電動作業機によれば、ブラシレスモータの駆動を開始してから、ブラシレスモータへの供給電力を徐々に増加させる、所謂ソフトスタートを実現できることから、起動時の突入電流を抑制することができる。

【0037】

加えて／あるいは、制御部は、通電角制御において、ブラシレスモータの駆動開始後、ブラシレスモータの回転数が目標回転数に達するまでは通電角が予め設定された最大角度となるよう通電角を制御し、ブラシレスモータの回転数が目標回転数に達すると、通電角を最大角度から減少させて、ブラシレスモータの回転数を目標回転数に保持する、ように構成されてもよい。

【0038】

制御部がこのように構成された電動作業機によれば、上述したソフトスタート等でブラシレスモータの回転数が目標回転数に到達するまでの間、通電角制御によってブラシレスモータの回転上昇が抑えられるのを抑制できる。つまり、ブラシレスモータの回転数をより速やかに目標回転数に到達させることができる。

【0039】

加えて／あるいは、目標デューティ比設定部は、ユーザインタフェースが操作されると、被操作量又は回転指令値にかかわらず、目標デューティ比を１００％に設定するように構成されてもよい。

【0040】

目標デューティ比設定部がこのように構成された電動作業機によれば、ＰＷＭ制御による被駆動スイッチの周期的なスイッチング動作を抑制して、モータ駆動系の発熱をより良好に抑制することができる。

【0041】

加えて／あるいは、ユーザインタフェースは、ユーザにより引かれるように構成されたトリガと、ユーザにより回動されるように構成された回転ダイヤルと、を備えてもよい。

【0042】

加えて／あるいは、目標回転数設定部は、トリガの引き量と回転ダイヤルの回転位置とに基づき目標回転数を設定するように構成されてもよい。

【0043】

加えて／あるいは、目標デューティ比設定部は、トリガの引き量と回転ダイヤルの回転位置とに基づき目標デューティ比を設定するように構成されてもよい。

【0044】

ある実施形態では、上述の特徴はどのように組み合わされてもよい。ある実施形態では、上述の特徴のいずれかは、除外されてもよい。
［特定の例示的な実施形態］
以下に、本開示の例示的な実施形態を図面と共に説明する。

【0045】

［第１実施形態］
本実施形態では、電動作業機として、背負い式ブロワを例に採り説明する。

【0046】

図１に示すように、本実施形態の背負い式ブロワ２は、背負子４に搭載されたブロワ本体６と、ブロワ本体６から吐出される空気を先端の吐出口９まで導き、吐出口９から排出するパイプ８と、を備える。

【0047】

ブロワ本体６には、図２に示す送風用のファン１０と、ファン１０を回転させるブラシレスモータ（以下、単にモータともいう）３０が収納されている。なお、ファン１０は、出力軸１２に取り付けられており、モータ３０は、出力軸１２を直接或いはギヤ機構を介して間接的に回転させることで、ファン１０を回転させる。モータ３０は、図２に示すように、３相ブラシレスモータであり、Ｕ相端子，Ｖ相端子，Ｗ相端子を備える。

【0048】

ブロワ本体６には、ファン１０から供給される空気を集合させてパイプ８に吐出するためのパイプ取付部７が設けられている。ブロワ本体６は、背負子４に対し、振動吸収用のバネを介して固定されており、背負子４には、ユーザが肩にかけるための肩パッド４ａ及びベルト４ｂが取り付けられている。パイプ取付部７は、ユーザが背負子４を介してブロワ本体６を背負った際に、ユーザの右側に位置するように、ブロワ本体６に設けられている。

【0049】

パイプ８は、パイプ８の中心軸に沿って分割された第１部分パイプ８ａ～第５部分パイプ８ｅを備える。第１部分パイプ８ａは、パイプ取付部７に着脱自在に装着可能であり、ブロワ本体６からの空気の吐出方向をユーザの横方向から前方向に変更できるよう、Ｌ型に形成されている。

【0050】

また、第２部分パイプ８ｂは、パイプ８ａに連結され、吐出口９の向きを任意に変更できるように蛇腹状に形成されている。また、第３部分パイプ８ｃは、第２部分パイプ８ｂに連結されている。第３部分パイプ８ｃは、直線型のパイプであり、その外周には、ユーザが把持して吐出口９の向きを調整できるように、ハンドル部２０が設けられている。なお、ハンドル部２０は、第３部分パイプ８ｃの中心軸方向にスライド可能であり、任意の位置に固定して使用できる。

【0051】

また、第３部分パイプ８ｃは、直線型の第４部分パイプ８ｄと、先端が吐出口９として小径に形成された第５部分パイプ８ｅとの何れかに連結できるように構成されている。第３部分パイプ８ｃに第４部分パイプ８ｄが連結された際には、第４部分パイプ８ｄの先端は、第５部分パイプ８ｅに連結可能である。

【0052】

次に、ハンドル部２０には、ユーザがハンドル部２０を把持した状態で、指先で操作できるように、トリガ２２、回転ダイヤル２４、及び、ロックボタン２６が設けられている。なお、トリガ２２及び回転ダイヤル２４は、本開示のユーザインタフェースの一例に相当する。

【0053】

トリガ２２は、ユーザが引き操作することにより、吐出口９からの空気の吐出量を調整するためのものである。ハンドル部２０内には、トリガ２２が引き操作されるとオン状態となるトリガスイッチ２２Ａ、及び、トリガ２２の引き量を検出する引き量検出部２２Ｂが設けられている（図２参照）。引き量検出部２２Ｂは、例えば、トリガ２２の引き量に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器を備える。

【0054】

回転ダイヤル２４は、ユーザにより回転操作され、その回転位置に応じた検出信号を出力する。回転ダイヤル２４は、例えば、ダイヤルの回転位置に応じて抵抗値が変化する可変抵抗を備えており、トリガ２２の操作によって調整可能な最大吐出量を設定するのに用いられる。

【0055】

ロックボタン２６は、トリガ２２を、引き量が最大となる最大操作位置に保持するためのボタンである。ロックボタン２６は、トリガ２２が最大操作位置にあるときにロック側に操作することができ、ロック側に操作されると、トリガ２２に係合されて最大操作位置に保持する。また、ロックボタン２６は、非ロック側に操作されると、トリガ２２との係合が解除され、ユーザは、引き量０の非操作位置から最大操作位置の間で、トリガ２２を引き操作することができるようになる。

【0056】

ハンドル部２０には、図２に示す主電源スイッチ２８も設けられている。主電源スイッチ２８は、例えば、モメンタリ型のスイッチ（ノーマリオフ）であり、ユーザの操作によりオンされることで、図２に示すコントローラ４０のオン・オフ状態（換言すればコントローラ４０の動作・停止）を切り替える。

【0057】

トリガスイッチ２２Ａ、引き量検出部２２Ｂ、回転ダイヤル２４、及び、主電源スイッチ２８は、ケーブル２９を介して、コントローラ４０に接続されている。コントローラ４０は、ブロワ本体６及びバッテリパック６０と共に、背負子４に固定されている。バッテリパック６０は、バッテリを内蔵しており、コントローラ４０に直流電力を供給するのに用いられる。つまり、バッテリパック６０は、本開示の直流電源として機能する。

【0058】

コントローラ４０は、バッテリパック６０から電力供給を受けて、モータ３０を駆動制御するように構成されている。すなわち、コントローラ４０は、図２に示すように、ブリッジ回路４２、ゲート回路４４、レギュレータ４８、及び、制御回路５０を備える。

【0059】

ブリッジ回路４２は、バッテリパック６０から電力供給を受けて、モータ３０の各相巻線に電流を供給する。本実施形態では、ブリッジ回路４２は、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を備えた３相フルブリッジ回路の形態である。

【0060】

ブリッジ回路４２において、第１～第３スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３は、モータ３０の第１端子Ｕ，第２端子Ｖ，第３端子Ｗと、バッテリパック６０の正極側に接続された電源ラインとの間の正極側通電経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３上に、いわゆるハイサイドスイッチとして設けられている。第１端子Ｕ，第２端子Ｖ，第３端子Ｗは、モータ３０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応している。

【0061】

また、第４～第６スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６は、モータ３０の第１端子Ｕ，第２端子Ｖ，第３端子Ｗと、バッテリパック６０の負極側に接続されたグラウンドラインとの間の負極側通電経路Ｌ４，Ｌ５，Ｌ４上に、いわゆるローサイドスイッチとして設けられている。

【0062】

第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、本実施形態では、ｎチャネル型の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の形態である。このため、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれのドレイン－ソース間には、ソースからドレインに向けて順方向となる第１～第６ダイオードＤ１～Ｄ６（所謂、寄生ダイオード）がそれぞれ並列に接続されることになる。

【0063】

従って、第１～第６ダイオードＤ１～Ｄ６の各々は、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のうちの対応する１つがオフ状態であるとき、バッテリパック６０の正極側から負極側に至る正方向とは逆方向に電流を流すことができる。

【0064】

ゲート回路４４は、制御回路５０から出力された制御信号に従い、ブリッジ回路４２内の第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を個別にオン／オフさせることで、モータ３０の各相巻線に電流を流し、モータ３０を回転させるものである。

【0065】

レギュレータ４８は、バッテリパック６０から電源供給を受けて、コントローラ４０内の各部の動作用電源電圧（直流定電圧）を生成する。制御回路５０をはじめ、コントローラ４０内の各部は、レギュレータ４８からの動作用電源電圧を電源として動作する。

【0066】

制御回路５０は、ゲート回路４４を介してモータ３０を駆動制御する。本実施形態における制御回路５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むＭＣＵ（Micro Control Unit）の形態である。本実施形態の制御回路５０には、制御対象となるモータ３０やコントローラ４０の状態（異常等）を記憶するための不揮発性のメモリ５１が設けられている。他の実施形態では、制御回路５０は、ＭＣＵに代えて、またはＭＣＵに加えて、例えばディスクリート素子などのような電子部品の組み合わせを備えてもよいし、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を備えてもよいし、特定用途向け汎用品（ＡＳＳＰ）を備えてもよいし、例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのプログラマブル・ロジック・デバイスを備えてもよいし、あるいはこれらの組み合わせを備えてもよい。

【0067】

制御回路５０には、ハンドル部２０に設けられたトリガスイッチ２２Ａ、引き量検出部２２Ｂ、回転ダイヤル２４、及び、主電源スイッチ２８から、トリガスイッチ信号、引き量検出信号、ダイヤル位置信号、及び、主電源スイッチ信号が入力される。

【0068】

また、制御回路５０には、電圧検出部５２、電流検出部４６、モータ温度検出部３４、回転角度検出部３６、ＦＥＴ温度検出部５４、及び、バッテリ通信部５８が接続されている。

【0069】

電圧検出部５２は、バッテリパック６０からコントローラ４０に入力されるバッテリ電圧を検出する回路である。また、電流検出部４６は、ブリッジ回路４２からグラウンドラインに至るモータ３０への通電経路上に設けられて、モータ３０に流れる電流を検出する回路である。また、モータ温度検出部３４は、モータ３０に設けられて、モータ３０の温度を検出する温度センサであり、例えば、サーミスタの形態である。

【0070】

次に、回転角度検出部３６は、モータ３０に設けられた回転センサ３２からの検出信号に基づき、モータの回転位置を検出する回路である。つまり、回転センサ３２は、モータ３０のロータの周囲に配置された、図示しない３つのホールセンサを備える。この３つのホールセンサからは、ロータが電気角１８０度回転する度に増減方向が反転する、モータ３０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対応したホール信号が出力される。

【0071】

回転角度検出部３６は、これら各相Ｕ、Ｖ、Ｗのホール信号を波形整形することで、ロータの電気角１８０度毎に正負が反転するパルス状のホール信号（図４，図５参照）を生成する波形整形回路を備える。

【0072】

そして、回転角度検出部３６は、各ホール信号のエッジから、電気角６０度間隔でモータ３０のロータの回転位置（換言すればモータ３０の回転角度）を表す検出信号を，制御回路５０に出力する。

【0073】

このため、制御回路５０は、回転角度検出部３６から入力される検出信号に基づき、モータ３０の回転角度を検知することができる。また、制御回路５０は、回転角度検出部３６から入力される検出信号に基づき、モータ３０の単位時間あたりの回転数（換言すれば回転速度）を検出することができる。

【0074】

ＦＥＴ温度検出部５４は、ブリッジ回路４２に設けられて、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度（換言すればブリッジ回路４２の温度）を検出する温度センサであり、例えば、サーミスタの形態である。

【0075】

バッテリ通信部５８は、バッテリパック６０に設けられた通信部との間で通信することで、バッテリパック６０内のバッテリに蓄積された電力量（以下、残容量という）やバッテリの劣化状態等の情報を取得する。そして、制御回路５０は、バッテリ通信部５８を介して取得した情報に基づき、バッテリパック６０からの供給電力にてモータ３０を駆動できるかどうかを判断する。

【0076】

次に、制御回路５０にて、モータ３０を駆動制御するために実行される制御処理について説明する。なお、この制御処理は、バッテリパック６０が正常で、バッテリパック６０からの供給電力にてモータ３０を駆動できると判断されているときに、制御回路５０においてメインルーチンとして実行される。

【0077】

図３に示すように、制御回路５０は、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、引き量検出部２２Ｂからトリガ２２の引き量を取得し、続くＳ１２０にて、回転ダイヤル２４からダイヤル位置を取得する。

【0078】

Ｓ１３０では、Ｓ１１０及びＳ１２０にて取得したトリガ２２の引き量及び回転ダイヤル２４のダイヤル位置に基づき、モータ３０の目標回転数を設定する。なお、Ｓ１３０の処理は、本開示の目標回転数設定部の一例に相当する。

【0079】

Ｓ１３０においては、例えば、トリガ２２の引き量Ｐｔｇｒを最大引き量に対する操作割合で規定し、回転ダイヤル２４のダイヤル位置Ｐｄｉａｌを最大操作位置に対する操作割合で規定することで、目標回転数Ｒｔｇｔを次式に基づき算出する。

【0080】

Ｒｔｇｔ＝Ｒｍａｘ×Ｐｔｇｒ×Ｐｄｉａｌ
ただし、Ｒｍａｘは、モータ３０の許容最大回転数である。

【0081】

従って、目標回転数Ｒｔｇｔは、トリガ２２の引き量（換言すれば被操作量）が大きく、かつ、回転ダイヤル２４のダイヤル位置（換言すれば被操作量）が大きいほど、許容最大回転数Ｒｍａｘに近づくように設定される。

【0082】

次に、Ｓ１４０では、Ｓ１１０及びＳ１２０にて取得したトリガ２２の引き量及び回転ダイヤル２４のダイヤル位置に基づき、モータ３０への供給電力をＰＷＭ制御するときの目標デューティ比（以下、デューティ比をＤＵＴＹと記載する）を設定する。なお、このＳ１４０の処理は、本開示の目標デューティ比設定部の一例に相当する。

【0083】

Ｓ１４０においては、例えば、トリガ２２の引き量Ｐｔｇｒを最大引き量に対する操作割合で規定し、回転ダイヤル２４のダイヤル位置Ｐｄｉａｌを最大操作位置に対する操作割合で規定することで、目標ＤＵＴＹを、次式に基づき算出する。

【0084】

目標ＤＵＴＹ＝１００％×Ｐｔｇｒ×Ｐｄｉａｌ×Ｋ
ただし、Ｋは、トリガ２２及び回転ダイヤル２４の被操作量である「Ｐｔｇｒ×Ｐｄｉａｌ」が予め設定された閾値以上であるとき、目標ＤＵＴＹが１００％となるように、目標ＤＵＴＹを補正する係数である。

【0085】

従って、目標ＤＵＴＹは、トリガ２２及び回転ダイヤル２４の被操作量「Ｐｔｇｒ×Ｐｄｉａｌ」が閾値未満であるときに、トリガ２２の引き量が大きく、かつ、回転ダイヤル２４のダイヤル位置が大きいほど、１００％に近づくように設定される。また、トリガ２２及び回転ダイヤル２４の被操作量「Ｐｔｇｒ×Ｐｄｉａｌ」が閾値以上であるときには、目標ＤＵＴＹは、１００％に設定される。

【0086】

Ｓ１３０及びＳ１４０にて、モータ３０の目標回転数及び目標ＤＵＴＹが設定されると、制御回路５０は、Ｓ１５０に移行し、目標回転数及び目標ＤＵＴＹに基づき、モータ３０を駆動制御する。

【0087】

Ｓ１５０においては、図４に示すＰＷＭ制御と、図５に示す通電角制御とを、同時に実行することで、モータ３０の回転を制御する、モータ制御処理を実行する。なお、このモータ制御処理は、本開示の制御部の一例に相当する。

【0088】

図４に示すＰＷＭ制御では、ホール信号に基づき、モータ３０が電気角６０度回転する度に、モータ３０への通電経路を切り替え、その通電経路を流れる電流を、一定周波数で所定デューティ比に設定されたＰＷＭ信号により制御する。

【0089】

つまり、ＰＷＭ制御では、モータ３０の電気角６０度回転毎に、ブリッジ回路４２においてモータ３０への通電経路を形成する一対の被駆動スイッチとして、第６スイッチング素子Ｑ６と第１スイッチング素子Ｑ１、第１スイッチング素子Ｑ１と第５スイッチング素子Ｑ５、第５スイッチング素子Ｑ５と第３スイッチング素子Ｑ３、第３スイッチング素子Ｑ３と第４スイッチング素子Ｑ４、第４スイッチング素子Ｑ４と第２スイッチング素子Ｑ２、第２スイッチング素子Ｑ２と第６スイッチング素子Ｑ６、が順次選択される。

【0090】

そして、その選択された第１～第３スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３（ハイサイドスイッチ）と第４～第６スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６（ローサイドスイッチ）との組み合わせのうち、一方をオン状態にし、他方を所定デューティ比のＰＷＭ信号にて周期的にオン・オフさせることで、モータ３０への通電電流を制御する。

【0091】

Ｓ１４０にて設定される目標ＤＵＴＹは、ＰＷＭ信号を生成するのに利用される。そして、制御回路５０は、ゲート回路４４に対し、選択された一対のスイッチング素子のうち、一方のスイッチング素子をオン状態とし、他方のスイッチング素子をＰＷＭ信号にてオン・オフさせるための制御信号を出力する。

【0092】

上述した特許文献１では、このようなＰＷＭ制御にて、モータ３０の回転数を目標回転数に制御するようにされており、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各々が通電経路を形成するのに選択される期間は、所謂通電角として、最大の電気角１２０度に固定されている。

【0093】

このため、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、モータ３０が電気角で３６０度回転する間、順次連続的にオン・オフされることになり、スイッチング損失が大きくなって、ブリッジ回路４２が発熱する。

【0094】

そこで、本実施形態では、図５に例示する通電角制御によって、モータ３０の電気角６０度回転毎に、ＰＷＭ制御によって第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がオン・オフされる期間を短くし、ブリッジ回路４２が発熱するのを抑制する。

【0095】

すなわち、通電角制御では、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各々が通電経路を形成するのに選択される期間が、最大角度である電気角１２０度よりも短くなるように、通電角を設定する。そして、その設定した通電角が経過したＯＦＦタイミングで、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を強制的にオフさせる。

【0096】

そこで、本実施形態では、この通電角制御とＰＷＭ制御とを組み合わせ、同時に実施することにより、ＰＷＭ制御による第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の発熱を抑制しつつ、通電角制御にてモータ３０の回転数を目標回転数に制御する。

【0097】

また、ＰＷＭ制御では、モータ３０の駆動開始後、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を実際にオンさせる駆動ＤＵＴＹを、目標ＤＵＴＹまで徐々に増加させることで、モータ３０をソフトスタートさせて、突入電流を抑制する。

【0098】

つまり、Ｓ１５０のモータ制御処理においては、図６に示すように、Ｓ２００にて、通電角制御のために、モータ３０の回転数が目標回転数となるよう、通電角を更新する通電角設定処理を行う。

【0099】

また、Ｓ３００では、ＰＷＭ制御のために、上記のように選択された第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の駆動ＤＵＴＹが、目標ＤＵＴＹとなるように、駆動ＤＵＴＹを更新する、ＤＵＴＹ設定処理を行う。

【0100】

なお、Ｓ２００の通電角設定処理とＳ３００のＤＵＴＹ設定処理は、ほぼ同時に実施できればよいため、これら各処理の実施順序は変更されてもよい。つまり、図６に示すように、Ｓ３００のＤＵＴＹ設定処理は、Ｓ２００の通電角設定処理の後に実施されてもよいし、或いは、Ｓ２００の通電角設定処理の前に実施されてもよい。

【0101】

図６に示すように、Ｓ２００の通電角設定処理においては、Ｓ２１０にて、回転角度検出部３６から入力される検出信号に基づき、現在のモータ回転数Ｒｎｏｗを取得する。なお、Ｓ２１０の処理は、本開示の回転数検出部の一例に相当する。

【0102】

次に、Ｓ２２０では、Ｓ２１０にて取得した現在のモータ回転数Ｒｎｏｗと、Ｓ１３０にて設定された目標回転数Ｒｔｇｔとを比較する。そして、モータ回転数Ｒｎｏｗが目標回転数Ｒｔｇｔよりも低い場合には、Ｓ２３０に移行し、現在設定されている通電角に一定の更新値を加算することで、通電角を更新し、Ｓ３００のＤＵＴＹ設定処理に移行する。

【0103】

なお、通電角の最大角度は電気角１２０度であるため、Ｓ２３０では、電気角１２０度を上限値として、通電角を更新する。また、モータ３０の駆動を開始するときの通電角の初期値は、最大角度に設定されている。このため、図７に示すように、モータ３０の駆動開始後、モータ回転数Ｒｎｏｗが目標回転数Ｒｔｇｔに達するまでの間は、通電角は電気角１２０度に保持される。

【0104】

一方、Ｓ２２０にて、モータ回転数Ｒｎｏｗが目標回転数Ｒｔｇｔ以上であると判断された場合には、Ｓ２４０に移行し、現在設定されている通電角から一定の更新値を減算することで、通電角を更新し、Ｓ３００のＤＵＴＹ設定処理に移行する。なお、本実施形態では、通電角の最小値が、電気角７０度に設定されており、Ｓ２４０では、電気角７０度を下限値として、通電角を更新する。ただし、通電角の最小値は、適宜設定すればよく、７０度以上であってもよいし、７０度以下であってもよい。

【0105】

次に、Ｓ３００のＤＵＴＹ設定処理においては、Ｓ３１０にて、ＰＷＭ制御における現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）を取得する。Ｓ３２０では、Ｓ３１０にて取得した現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）と、Ｓ１４０にて設定された目標ＤＵＴＹ（Ｄｔｇｔ）とを比較する。

【0106】

そして、現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）が目標ＤＵＴＹ（Ｄｔｇｔ）よりも低い場合には、Ｓ３３０に移行し、現在設定されている駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）に一定の更新値を加算することで、駆動ＤＵＴＹを更新し、Ｓ１５０のモータ制御処理を終了する。

【0107】

なお、駆動ＤＵＴＹの最大値は１００％であり、Ｓ３３０では、１００％を上限値として、駆動ＤＵＴＹを更新する。また、モータ３０の駆動を開始するときの駆動ＤＵＴＹの初期値は、最小値である０％に設定されている。

【0108】

このため、図７に示すように、駆動ＤＵＴＹは、モータ３０の駆動開始後、０％から徐々に増加（漸増）され、駆動ＤＵＴＹが目標ＤＵＴＹに達すると、その目標ＤＵＴＹに保持される。

【0109】

また、Ｓ１５０のモータ制御処理終了後は、Ｓ１１０に移行し、制御回路５０は、Ｓ１１０以降の処理を再度実行する。

【0110】

以上説明したように、本実施形態の背負い式ブロワ２においては、トリガ２２及び回転ダイヤル２４の被操作量に応じて、モータ３０の目標回転数及びＰＷＭ制御の目標ＤＵＴＹを設定し、通電角制御及びＰＷＭ制御を実行することで、モータ３０を駆動する。

【0111】

そして、モータ３０の駆動開始後は、ＰＷＭ制御による第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の駆動ＤＵＴＹを、０％から目標ＤＵＴＹに向けて漸増させる。また、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオンする通電角は、モータ回転数が目標回転数に到達するまでは最大角度である電気角１２０度に設定する。

【0112】

このため、図７に示すように、モータの駆動開始後、モータ回転数は、駆動ＤＵＴＹの上昇に伴い、略一定の傾きで上昇する。そして、モータ回転数が目標回転数に到達すると、モータ回転数を目標回転数に保持するために、通電角制御により通電角が制御される。

【0113】

また、図７に示すように、目標ＤＵＴＹが１００％で、モータ回転数が目標回転数に到達しても駆動ＤＵＴＹが目標ＤＵＴＹに到達しない場合、駆動ＤＵＴＹは継続して上昇し、ＰＷＭ制御によってモータ３０の駆動電力が上昇することになる。これに対し、通電角制御では、通電角を減少させることで、モータ３０の駆動電力の上昇を抑制するようになる。

【0114】

従って、モータ回転数が目標回転数に到達した後は、通電角制御によってモータ回転数が目標回転数に制御され、ＰＷＭ制御にて第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオン・オフさせる期間は、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６毎に、電気角６０度の最大期間よりも短くなる。

【0115】

特に、トリガ２２の引き量と回転ダイヤル２４のダイヤル位置とで決まる被操作量が閾値以上で、モータ３０が高負荷運転されるときには、目標ＤＵＴＹは１００％に設定される。このため、モータ３０の高負荷運転時に、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がＰＷＭ制御によってオン・オフされるのを抑制することができる。

【0116】

よって、本実施形態の背負い式ブロワ２によれば、特許文献１に記載のものに比べて、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６で生じるスイッチング損失を抑制することができ、そのスイッチング損失によりブリッジ回路４２が発熱するのを抑制できる。

【0117】

つまり、特許文献１に記載のものでは、図８に示すように、ＰＷＭ制御にてモータ回転数を目標回転数に制御し、通電角は最大角度である１２０度に固定されることから、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各々は、順次連続的にオン・オフされる。従って、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６で生じるスイッチング損失が大きく、ブリッジ回路４２が発熱し易くなるが、本実施形態によれば、こうした問題を抑制することができる。

【0118】

［第２実施形態］
第１実施形態においては、トリガ２２の引き量と回転ダイヤル２４のダイヤル位置とで決まるユーザインタフェースの被操作量が閾値未満であるときには、被操作量に応じて目標ＤＵＴＹを１００％未満の値に設定するものとして説明した。

【0119】

これに対し、本実施形態では、目標ＤＵＴＹは、ユーザインタフェースの被操作量にかかわらず、１００％に設定する。

【0120】

そして、Ｓ１５０のモータ制御処理においては、図６に示すＳ３００のＤＵＴＹ設定処理に代えて、図９に示すＳ４００のＤＵＴＹ設定処理を実行する。

【0121】

すなわち、Ｓ４００のＤＵＴＹ設定処理においては、まずＳ４１０にて、モータ３０の目標回転数Ｒｔｇｔが０よりも大きいか否か、換言すれば、モータ３０の駆動条件が成立しているか否か、を判断する。

【0122】

そして、モータ３０の目標回転数Ｒｔｇｔが０よりも大きく、モータ３０の駆動条件が成立していれば、Ｓ４２０に移行し、モータ３０の駆動条件が成立していなければ、Ｓ４５０に移行する。

【0123】

Ｓ４２０では、ＰＷＭ制御における現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）を取得し、続くＳ４３０にて、Ｓ４２０で取得した現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）が目標ＤＵＴＹ（１００％）よりも小さいか否かを判断する。

【0124】

そして、現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）が目標ＤＵＴＹ（１００％）よりも小さい場合には、Ｓ４４０に移行して、現在設定されている駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）に一定の更新値を加算することで、駆動ＤＵＴＹを更新し、ＤＵＴＹ設定処理を終了する。

【0125】

一方、Ｓ４３０にて、現在の駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）は目標ＤＵＴＹ（１００％）に達していると判断された場合には、ＤＵＴＹ設定処理を終了する。

【0126】

また、Ｓ４５０では、モータ３０の駆動条件が成立していないので、駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）を０％に設定し、ＤＵＴＹ設定処理を終了する。

【0127】

このように、本実施形態では、目標ＤＵＴＹが、ユーザインタフェースの被操作量にかかわらず、１００％に設定されるが、ＰＷＭ制御を実行する際の駆動ＤＵＴＹは、モータ３０の駆動開始後、１００％に達する迄、一定の更新値にて漸増される。

【0128】

従って、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、モータ３０の駆動開始後は、モータ３０をソフトスタートさせて、突入電流を抑制することができる。また、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、モータ３０の駆動開始後、駆動ＤＵＴＹが１００％に達するまでは、ＰＷＭ制御によってオン・オフされるが、駆動ＤＵＴＹが１００％に達した後は、ＰＷＭ制御によってオン・オフされることはない。

【0129】

よって、本実施形態によれば、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がオン・オフされることによって生じるスイッチング損失をより良好に抑制して、ブリッジ回路４２が発熱するのを抑制できる。

【0130】

［第３実施形態］
第２実施形態では、ユーザインタフェースの被操作量にかかわらず、目標ＤＵＴＹを１００％に設定することにより、スイッチング損失をより良好に抑制できるようにした。

【0131】

これに対し、本実施形態では、ＰＷＭ制御において、モータ３０の回転数が目標回転数となるように駆動ＤＵＴＹを制御するようにし、その目標回転数を、通電角制御での目標回転数よりも大きい値に設定することで、目標ＤＵＴＹが１００％となるようにする。

【0132】

すなわち、本実施形態では、制御回路５０が、図３に示す制御処理に代えて、図１０に示す制御処理を実行する。そして、図１０に示す制御処理においては、図３に示すＳ１３０～Ｓ１５０の処理に代えて、Ｓ１３５～Ｓ１５５の処理を実行する。

【0133】

Ｓ１３５では、Ｓ１３０と同様の手順で、ユーザインタフェースの被操作量に応じて、通電角制御の目標回転数ＲｔｇｔＡを設定する。Ｓ１４５では、Ｓ１３５で設定された目標回転数ＲｔｇｔＡに所定のオフセット値（例えば、５００ｒｐｍ）を加算することで、ＰＷＭ制御の目標回転数ＲｔｇｔＢを設定する。そして、Ｓ１５５では、図１１に示す手順で、モータ制御処理を実行する。

【0134】

図１１に示すように、Ｓ１５５のモータ制御処理においては、Ｓ２００にて、通電角制御のために、モータ３０の回転数が目標回転数ＲｔｇｔＡとなるよう、通電角を更新する、通電角設定処理を実行する。なお、Ｓ２００の処理は、図６に示した第１実施形態と同様の手順で実行する。

【0135】

また、Ｓ１５５のモータ制御処理においては、図６のＳ３００或いは図９のＳ４００に記載のＤＵＴＹ設定処理に代えて、Ｓ５００のＤＵＴＹ設定処理を実行する。

【0136】

このＤＵＴＹ設定処理においては、Ｓ５１０にて、回転角度検出部３６から入力される検出信号に基づき、現在のモータ回転数Ｒｎｏｗを取得する。次に、Ｓ５２０では、Ｓ５１０にて取得した現在のモータ回転数Ｒｎｏｗと、Ｓ１４５にて設定されたＰＷＭ制御の目標回転数ＲｔｇｔＢとを比較する。

【0137】

そして、モータ回転数Ｒｎｏｗが目標回転数ＲｔｇｔＢよりも低い場合には、Ｓ５３０に移行し、現在設定されている駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）に一定の更新値を加算することで、駆動ＤＵＴＹを更新し、ＤＵＴＹ設定処理を終了する。なお、Ｓ５３０で更新される駆動ＤＵＴＹの最大値は１００％であり、Ｓ５３０では、１００％を上限として駆動ＤＵＴＹを更新する。

【0138】

一方、Ｓ５２０にて、モータ回転数Ｒｎｏｗが目標回転数ＲｔｇｔＢ以上であると判断された場合には、Ｓ５４０に移行し、現在設定されている駆動ＤＵＴＹ（Ｄｎｏｗ）から一定の更新値を減算することで、駆動ＤＵＴＹを更新し、ＤＵＴＹ設定処理を終了する。なお、Ｓ５３０で更新される駆動ＤＵＴＹの最小値は、例えば、１％であり、Ｓ５３０では、その最小値を下限として駆動ＤＵＴＹを更新する。

【0139】

このように本実施形態では、通電角制御の目標回転数ＲｔｇｔＡと、ＰＷＭ制御の目標回転数ＲｔｇｔＢとを設定する。そして、通電角制御及びＰＷＭ制御において、それぞれ、モータ回転数Ｒｎｏｗが目標回転数ＲｔｇｔＡ，ＲｔｇｔＢになるよう、通電角及び駆動ＤＵＴＹを制御する。

【0140】

そして、図１２に示すように、ＰＷＭ制御の目標回転数ＲｔｇｔＢは、通電角制御の目標回転数ＲｔｇｔＡよりもオフセット値にて規定される所定回転数だけ大きくなっている。 このため、モータ３０の駆動開始後、モータ回転数は目標回転数ＲｔｇｔＡに到達し、通電角制御によって、目標回転数ＲｔｇｔＡに制御される。

【0141】

従って、ＰＷＭ制御では、モータ回転数が目標回転数ＲｔｇｔＡに到達しても、モータ回転数が更に上昇するように、駆動ＤＵＴＹを、１００％となるまで漸増させることになる。

【0142】

よって、本実施形態によれば、第２実施形態のように、ＰＷＭ制御の目標ＤＵＴＹを１００％に設定した場合と同様に、ＰＷＭ制御が実施されることになり、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0143】

なお、本実施形態においては、ＰＷＭ制御の目標回転数ＲｔｇｔＢを設定するＳ１４５の処理、及び、Ｓ５００のＤＵＴＹ設定処理が、本開示の目標デューティ比設定部の一例に相当する。

【0144】

［変形例］
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。

【0145】

例えば、上記実施形態では、ユーザインタフェースとして、トリガ２２と回転ダイヤル２４を備え、これら各部の被操作量に基づき、モータ３０の目標回転数や目標ＤＵＴＹを設定するものとして説明した。しかし、ユーザインタフェースとしては、トリガ２２又は回転ダイヤル２４だけであってもよく、或いは、ユーザにより操作される他の被操作部であってもよい。

【0146】

また、上記実施形態では、ユーザインタフェースの被操作量に基づき、目標回転数や目標ＤＵＴＹを設定するものとして説明したが、ユーザインタフェースの操作により入力される回転指令値に基づき、目標回転数や目標ＤＵＴＹを設定するようにしてもよい。

【0147】

また、上記実施形態では、電動作業機として、背負い式ブロワについて説明したが、本開示の技術は、工具ビットなど、ファン１０とは異なる駆動対象物（所謂ツール）が出力軸に装着される電動作業機であっても、上記実施形態と同様に適用することができる。

【0148】

また、上記実施形態では、モータ３０は、回転センサ３２を備えた３相ブラシレスモータであるものとして説明したが、モータ３０は、３相以外のブラシレスモータ、例えば単相のブラシレスモータ、であってもよく、回転センサ３２を備えていなくてもよい。

【0149】

なお、ブラシレスモータが回転センサ３２を備えていない場合、例えば、回転角度検出部３６は、所謂センサレス方式として、モータコイルに発生する誘起電圧からロータ位置（回転角度）を検出するように構成されてもよい。

【0150】

また、上記実施形態において、通電角制御では、図５に示すように、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を強制的にオフさせるＯＦＦタイミングを早くすることで、通電角を、最大角度である電気角１２０度よりも短くするものとして説明した。

【0151】

しかし、通電角制御では、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各々が通電経路を形成するのに選択される期間が、最大角度である電気角１２０度よりも短くなるように、通電角を制御できればよい。

【0152】

このため、例えば、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオンさせるＯＮタイミングを遅くすることによって、通電角を制御するようにしてもよい。また、例えば、第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のＯＮタイミングとＯＦＦタイミングとの両方を調整することで、通電角を制御するようにしてもよい。また、例えば、最大角度である電気角１２０度の間に第１～第６スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオフさせる非通電期間を設けることで、通電角を制御するようにしてもよい。

【0153】

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0154】

また本開示は、電動作業機の他、電動作業機を構成要素とするシステム、電動作業機としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、制御方法など、種々の形態で実現することもできる。

【符号の説明】

【0155】

２…背負い式ブロワ、１０…ファン、１２…出力軸、２２…トリガ、２４…回転ダイヤル、３０…ブラシレスモータ、３２…回転センサ、３６…回転角度検出部、４０…コントローラ、４２…ブリッジ回路、５０…制御回路、６０…バッテリパック、Ｌ１～Ｌ３…正極側通電経路、Ｌ４～Ｌ６…負極側通電経路、Ｑ１～Ｑ６…スイッチング素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】