JPH0435970B2 - - Google Patents
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- JPH0435970B2 JPH0435970B2 JP59267734A JP26773484A JPH0435970B2 JP H0435970 B2 JPH0435970 B2 JP H0435970B2 JP 59267734 A JP59267734 A JP 59267734A JP 26773484 A JP26773484 A JP 26773484A JP H0435970 B2 JPH0435970 B2 JP H0435970B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- lock
- output
- voltage
- switching element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電池に接続された工具駆動用モータ
をスイツチング素子を介してデユーテイー比制御
するとともに、モータロツク時性能を改良した電
動工具に関するものである。
をスイツチング素子を介してデユーテイー比制御
するとともに、モータロツク時性能を改良した電
動工具に関するものである。
（従来の技術）
従来、モータの焼損を保護し或いはモータのト
ルクを規制するためには、負荷電流が過負荷電流
値或いは予め設定したトルクに対応した電流値、
例えば第１図に示す１１，１２，１３の設定電流
値に達したときにスイツチング素子をオフにして
電源を遮断している。
ルクを規制するためには、負荷電流が過負荷電流
値或いは予め設定したトルクに対応した電流値、
例えば第１図に示す１１，１２，１３の設定電流
値に達したときにスイツチング素子をオフにして
電源を遮断している。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、この場合、設定電流値によつては、モ
ータ起動時の大電流が前記設定電流値をオーバし
てスイツチング素子がオフする等の誤動作を発生
させるおそれがあり、又、電源電圧が定格より低
いと、モータロツク時においてもモータに規定の
ロツク電流、即ち、前記設定電流値の電流が流れ
ず、モータには前記設定電流値以下のロツク電流
が流れつずけて、モータが焼損するおそれがある
と言う欠点があつた。
ータ起動時の大電流が前記設定電流値をオーバし
てスイツチング素子がオフする等の誤動作を発生
させるおそれがあり、又、電源電圧が定格より低
いと、モータロツク時においてもモータに規定の
ロツク電流、即ち、前記設定電流値の電流が流れ
ず、モータには前記設定電流値以下のロツク電流
が流れつずけて、モータが焼損するおそれがある
と言う欠点があつた。
又、ネジ締め付け力等に対応して、ロツクトル
クを調整可能とした場合、スイツチング素子オフ
時の電流値も別個に調整しなければならないこと
から、調整箇所が２箇所になつて作業が煩雑にな
り、結局は、ロツクトルクのみを調整することに
なる。
クを調整可能とした場合、スイツチング素子オフ
時の電流値も別個に調整しなければならないこと
から、調整箇所が２箇所になつて作業が煩雑にな
り、結局は、ロツクトルクのみを調整することに
なる。
その結果、ロツク時において、モータにはロツ
ク電流が流れ続け、このロツク状態を長く続ける
と、モータが焼損すると言う欠点があつた。
ク電流が流れ続け、このロツク状態を長く続ける
と、モータが焼損すると言う欠点があつた。
又、１箇所のみの調整でモータのトルク：回転
数特性を、例えば第２図に示すデユユーテイー比
制御によつて第３図のように調整可能とした場
合、ロツク時において、モータにロツク電流が流
れ続けて、電池エネルギが無駄に消費され、電池
の放電を早めるばかりか、モータ発熱による電動
工具の加熱によつて作業に支障を来すと言う欠点
があつた。
数特性を、例えば第２図に示すデユユーテイー比
制御によつて第３図のように調整可能とした場
合、ロツク時において、モータにロツク電流が流
れ続けて、電池エネルギが無駄に消費され、電池
の放電を早めるばかりか、モータ発熱による電動
工具の加熱によつて作業に支障を来すと言う欠点
があつた。
そこで、本発明の目的は、モータ負荷の増大に
従つて、モータの回転速度の低下を緩和させて、
モータを第６図に示す所望のトルク：回転速度特
性で駆動した状態において、モータロツク時のロ
ツク電流の大小に拘わらずモータに対する電源供
給を遮断することができる電動工具を提供するこ
とにある。
従つて、モータの回転速度の低下を緩和させて、
モータを第６図に示す所望のトルク：回転速度特
性で駆動した状態において、モータロツク時のロ
ツク電流の大小に拘わらずモータに対する電源供
給を遮断することができる電動工具を提供するこ
とにある。
（課題を解決するための手段）
即ち、本発明は、工具駆動用モータを介して電
池に接続されたスイツチング素子を、前記モータ
の負荷変動に対応してデユーテイー比制御する電
動工具において、モータがロツクもしくはロツク
に近い状態になつたときのモータの逆起電力減少
による前記スイツチング素子両端間電圧の上昇に
よつて出力電圧を変化させるロツク検出器と、該
ロツク検出器からの出力電圧とモータロツクに対
応して予め設定した基準電圧とを比較してロツク
検出器からの出力電圧が基準電圧を越えたときに
出力を変化させるモータロツク検出用コンパレー
タとのそれぞれを備え、モータがロツクして前記
ロツク検出器からの出力電圧が前記基準電圧を越
えたときの前記モータロツク検出用コンパレータ
の出力変化によつて前記スイツチング素子を
OFF状態に保持する電動工具にある。
池に接続されたスイツチング素子を、前記モータ
の負荷変動に対応してデユーテイー比制御する電
動工具において、モータがロツクもしくはロツク
に近い状態になつたときのモータの逆起電力減少
による前記スイツチング素子両端間電圧の上昇に
よつて出力電圧を変化させるロツク検出器と、該
ロツク検出器からの出力電圧とモータロツクに対
応して予め設定した基準電圧とを比較してロツク
検出器からの出力電圧が基準電圧を越えたときに
出力を変化させるモータロツク検出用コンパレー
タとのそれぞれを備え、モータがロツクして前記
ロツク検出器からの出力電圧が前記基準電圧を越
えたときの前記モータロツク検出用コンパレータ
の出力変化によつて前記スイツチング素子を
OFF状態に保持する電動工具にある。
（実施例）
次に、本発明の一実施例の構成を第４図〜第７
図によつて説明する。
図によつて説明する。
電動工具、例えば図示省略電池パツクを電池挿
入孔１に挿着した状態においての正・逆切替えス
イツチ機能付メインスイツチSW1のオンによる
モータＭ１の回転によつてギヤ列２を介して図示
省略工具の例えばドリル用チヤツク３を回転させ
る電池駆動式電気ドリル４の本体ケース５内に
は、ダイアル６によつて抵抗値が調節される可変
抵抗VR1と該可変抵抗VR1の調節によつてモー
タＭ１の運転を制御する電気制御回路７が取り付
けられている。
入孔１に挿着した状態においての正・逆切替えス
イツチ機能付メインスイツチSW1のオンによる
モータＭ１の回転によつてギヤ列２を介して図示
省略工具の例えばドリル用チヤツク３を回転させ
る電池駆動式電気ドリル４の本体ケース５内に
は、ダイアル６によつて抵抗値が調節される可変
抵抗VR1と該可変抵抗VR1の調節によつてモー
タＭ１の運転を制御する電気制御回路７が取り付
けられている。
このように構成された電気ドリル４の電池パツ
ク、即ち、電源電池Ｂには電源スイツチSW1と
モータＭ１と該モータＭ１に対する電力制御用パ
ワーMOS FETトランジスタFET１とのそれぞ
れが直列に接続されている。
ク、即ち、電源電池Ｂには電源スイツチSW1と
モータＭ１と該モータＭ１に対する電力制御用パ
ワーMOS FETトランジスタFET１とのそれぞ
れが直列に接続されている。
トランジスタFET１のゲート端子には、オペ
アンプOP1、OP2と抵抗R1〜R4とコンデンサC1
とのそれぞれからなる三角波発生器８からの出力
は、コンパレータ９を形成するオープンコレクタ
のオペアンプOP3の反転端子に入力される。
アンプOP1、OP2と抵抗R1〜R4とコンデンサC1
とのそれぞれからなる三角波発生器８からの出力
は、コンパレータ９を形成するオープンコレクタ
のオペアンプOP3の反転端子に入力される。
オペアンプOP3の非反転端子には、モータＭ１
に負荷が加わつてモータＭ１の回転数が低下した
ことによるモータＭ１の逆起電力の低下によつて
上昇したトランジスタFET１のドレイン・ソー
ス間電圧が、抵抗R9〜R14、オフセツト電圧調
整用可変抵抗VR1、コンデンサC7、ダイオード
D5、オペアンプOP4とのそれぞれからなる増幅
器の基準電圧発生回路１０を介して基準電圧とし
て入力されている。
に負荷が加わつてモータＭ１の回転数が低下した
ことによるモータＭ１の逆起電力の低下によつて
上昇したトランジスタFET１のドレイン・ソー
ス間電圧が、抵抗R9〜R14、オフセツト電圧調
整用可変抵抗VR1、コンデンサC7、ダイオード
D5、オペアンプOP4とのそれぞれからなる増幅
器の基準電圧発生回路１０を介して基準電圧とし
て入力されている。
このように三角波発生器８からの出力と基準電
圧発生回路１０からの出力（基準電圧）を入力さ
せたコンパレータ９からの出力は、抵抗R5を介
してトランジスタFET１のゲート端子に接続さ
れている。
圧発生回路１０からの出力（基準電圧）を入力さ
せたコンパレータ９からの出力は、抵抗R5を介
してトランジスタFET１のゲート端子に接続さ
れている。
又、トランジスタFET１のゲート端子には、
抵抗R5を介して、ダイオードD1、D2と抵抗R8
とコンデンサC2とでモータＭ１によるノイズを
吸収した電池Ｂからの電源を、オペアンプOP1か
らの方形波とダイオードD3、D4とコンデンサ
C3、C4とで昇圧した電圧が印加されている。
抵抗R5を介して、ダイオードD1、D2と抵抗R8
とコンデンサC2とでモータＭ１によるノイズを
吸収した電池Ｂからの電源を、オペアンプOP1か
らの方形波とダイオードD3、D4とコンデンサ
C3、C4とで昇圧した電圧が印加されている。
この接続状態で、コンパレータ９の出力がON
のとき、トランジスタFET１のゲート端子は、
そのゲート端子が抵抗R5を介して接地されて
OFFになり、コンパレータ９の出力がOFFのと
き、トランジスタFET１のゲート端子が抵抗R5、
R6を介してダイオードD3、D4とコンデンサC3、
C4とからなる昇圧回路に接続されてONになる。
のとき、トランジスタFET１のゲート端子は、
そのゲート端子が抵抗R5を介して接地されて
OFFになり、コンパレータ９の出力がOFFのと
き、トランジスタFET１のゲート端子が抵抗R5、
R6を介してダイオードD3、D4とコンデンサC3、
C4とからなる昇圧回路に接続されてONになる。
従つて、モータＭ１負荷の増大によりコンパレ
ータ９の基準電圧が上昇して、三角波の値が前記
基準電圧以下になつている時間が長くなるととも
に、トランジスタFET１のON時間も長くなつ
て、モータＭ１に印加される電圧の実効値も増大
し、モータM1の回転速度の低下は緩和され、第
６図に示す所望のトルク：回転速度特性が得られ
る。
ータ９の基準電圧が上昇して、三角波の値が前記
基準電圧以下になつている時間が長くなるととも
に、トランジスタFET１のON時間も長くなつ
て、モータＭ１に印加される電圧の実効値も増大
し、モータM1の回転速度の低下は緩和され、第
６図に示す所望のトルク：回転速度特性が得られ
る。
このようにモータＭ１をデユーテイー比制御す
るトランジスタFET１のゲート・ソース間には、
モータＭ１停止時にトランジスタFET１を強制
的にOFFにするトランジスタTr１が接続されて
いる。
るトランジスタFET１のゲート・ソース間には、
モータＭ１停止時にトランジスタFET１を強制
的にOFFにするトランジスタTr１が接続されて
いる。
即ち、トランジスタFET１のドレーン・ソー
ス間には、モータＭ１がロツクもしくはロツクに
近い状態になつたときのモータＭ１の逆起電力減
少によるトランジスタFET１のドレーン・ソー
ス間電圧の上昇によつて出力電圧を変化させるロ
ツク検出器１１、この場合、トランジスタTr２
と抵抗R18、19とからなるロツク検出器１１が接
続されている。
ス間には、モータＭ１がロツクもしくはロツクに
近い状態になつたときのモータＭ１の逆起電力減
少によるトランジスタFET１のドレーン・ソー
ス間電圧の上昇によつて出力電圧を変化させるロ
ツク検出器１１、この場合、トランジスタTr２
と抵抗R18、19とからなるロツク検出器１１が接
続されている。
又、ロツク検出器１１の出力端子とトランジス
タTr１との間には、ロツク検出器１１からの出
力電圧が、モータＭ１ロツクに対応して予め設定
した基準電圧VR、この場合、シエナーダイオー
ドZD1で設定した基準電圧VRを越えたときに出
力を変化させてトランジスタTr１をONにするモ
ータロツク検出用コンパレータ１２、この場合、
オペアンプOP５と抵抗R15〜R17、ダイオード
D6、基準電圧VR設定用シエナーダイオードZD1
とからなるモータロツク検出用コンパレータ１２
が接続されている。
タTr１との間には、ロツク検出器１１からの出
力電圧が、モータＭ１ロツクに対応して予め設定
した基準電圧VR、この場合、シエナーダイオー
ドZD1で設定した基準電圧VRを越えたときに出
力を変化させてトランジスタTr１をONにするモ
ータロツク検出用コンパレータ１２、この場合、
オペアンプOP５と抵抗R15〜R17、ダイオード
D6、基準電圧VR設定用シエナーダイオードZD1
とからなるモータロツク検出用コンパレータ１２
が接続されている。
次に、本実施例の作用について説明する。
このように構成された電動工具用制御装置にお
いて、メインスイツチSW1をONにすると、モー
タＭ１は可変抵抗VR1によつて調整された例え
ば第６図に示す任意のトルク：回転数特性で運転
される。
いて、メインスイツチSW1をONにすると、モー
タＭ１は可変抵抗VR1によつて調整された例え
ば第６図に示す任意のトルク：回転数特性で運転
される。
この運転状態で、モータＭ１の回転数がモータ
ロツクの停止状態乃至はロツクに近い回転数以上
のときは、モータM1の逆起電力が高いことから
ロツク検出器１１からの出力電圧はシエナーダイ
オードZD1で設定した基準電圧VRより低く、モ
ータロツク検出用コンパレータ１２からの出力は
「Ｌ」、従つて、トランジスタTr１はOFFでモー
タＭ１は第６図に示すトルク：回転数特性で運転
される。
ロツクの停止状態乃至はロツクに近い回転数以上
のときは、モータM1の逆起電力が高いことから
ロツク検出器１１からの出力電圧はシエナーダイ
オードZD1で設定した基準電圧VRより低く、モ
ータロツク検出用コンパレータ１２からの出力は
「Ｌ」、従つて、トランジスタTr１はOFFでモー
タＭ１は第６図に示すトルク：回転数特性で運転
される。
次に、この運転状態で、モータＭ１の回転数が
ほぼロツク状態になると、モータＭ１の逆起電力
が減少してトランジスタFET１のドレーン・ソ
ース間電圧が上昇して、ロツク検出器１１からの
出力電圧がモータロツクに対応して予め設定した
基準電圧VRを越えて、モータロツク検出用コン
パレータ１２の出力が「Ｈ」になつて、トランジ
スタTr１がONで自己保持される。
ほぼロツク状態になると、モータＭ１の逆起電力
が減少してトランジスタFET１のドレーン・ソ
ース間電圧が上昇して、ロツク検出器１１からの
出力電圧がモータロツクに対応して予め設定した
基準電圧VRを越えて、モータロツク検出用コン
パレータ１２の出力が「Ｈ」になつて、トランジ
スタTr１がONで自己保持される。
その結果、トランジスタFET１はOFFになる
とともに、モータＭ１はメインスイツチを
OFF・ONの再起動操作をするまで、前記OFF状
態が保持され、電池Ｂの無駄なエネルギ消費と電
動工具の加熱も有効に防止される。
とともに、モータＭ１はメインスイツチを
OFF・ONの再起動操作をするまで、前記OFF状
態が保持され、電池Ｂの無駄なエネルギ消費と電
動工具の加熱も有効に防止される。
しかも、このような供給電源の遮断に際して、
ロツク電流を調整する等の煩わしい作業を必要と
せず、電動工具を使用しての作業能率を著しく向
上させることができる。
ロツク電流を調整する等の煩わしい作業を必要と
せず、電動工具を使用しての作業能率を著しく向
上させることができる。
（発明の効果）
本発明は、工具駆動用モータを介して電池に接
続されたスイツチング素子、例えば、トランジス
タFET１を、前記モータの負荷変動に対応して
デユーテイー比制御する電動工具において、モー
タがロツクもしくはロツクに近い状態になつたと
きのモータの逆起電力減少による前記スイツチン
グ素子両端間電圧の上昇によつて出力電圧を変化
させるロツク検出器と、該ロツク検出器からの出
力電圧とモータロツクに対応して予め設定した基
準電圧とを比較してロツク検出器からの出力電圧
が基準電圧を越えたときに出力を変化させるモー
タロツク検出用コンパレータとのそれぞれを備
え、モータがロツクして前記ロツク検出器からの
出力電圧が前記基準電圧を越えたときの前記モー
タロツク検出用コンパレータの出力変化によつて
前記スイツチング素子をOFF状態に保持するこ
とを特徴とする電動工具にある。
続されたスイツチング素子、例えば、トランジス
タFET１を、前記モータの負荷変動に対応して
デユーテイー比制御する電動工具において、モー
タがロツクもしくはロツクに近い状態になつたと
きのモータの逆起電力減少による前記スイツチン
グ素子両端間電圧の上昇によつて出力電圧を変化
させるロツク検出器と、該ロツク検出器からの出
力電圧とモータロツクに対応して予め設定した基
準電圧とを比較してロツク検出器からの出力電圧
が基準電圧を越えたときに出力を変化させるモー
タロツク検出用コンパレータとのそれぞれを備
え、モータがロツクして前記ロツク検出器からの
出力電圧が前記基準電圧を越えたときの前記モー
タロツク検出用コンパレータの出力変化によつて
前記スイツチング素子をOFF状態に保持するこ
とを特徴とする電動工具にある。
これによつて本発明は、モータを負荷の増大に
対応して電源供給量が増大するようにデユーテイ
ー比制御して、モータ負荷の増大に従つてモータ
に印加される電圧の実効値を増大させて、モータ
の回転速度の低下を緩和し、第６図に示す所望の
トルク：回転速度特性を得ることができ、しか
も、モータのロツク状態検出に、モータと直列に
電流検出用抵抗を接続することなく、モータの逆
起電力の変動によるスイツチング素子両端間の電
圧変動を用いていることから、電池を電源とする
電動工具において最も重要な電池エネルギを消耗
させることなく、モータのロツク状態を検出し
て、モータに対する電源供給を有効に遮断するこ
とができる効果がある。
対応して電源供給量が増大するようにデユーテイ
ー比制御して、モータ負荷の増大に従つてモータ
に印加される電圧の実効値を増大させて、モータ
の回転速度の低下を緩和し、第６図に示す所望の
トルク：回転速度特性を得ることができ、しか
も、モータのロツク状態検出に、モータと直列に
電流検出用抵抗を接続することなく、モータの逆
起電力の変動によるスイツチング素子両端間の電
圧変動を用いていることから、電池を電源とする
電動工具において最も重要な電池エネルギを消耗
させることなく、モータのロツク状態を検出し
て、モータに対する電源供給を有効に遮断するこ
とができる効果がある。
第１図と第３図は従来の実施例の特性図、第２
図はそのデユーテイー比制御を示す波形図、第４
図は本発明の一実施例の電気ドリル４の破断側面
図、第５図はその電気回路図、第６図はそのモー
タＭ１のトルク：回転数特性図、第７図はその動
作状態を示す波形図である。 ４：電気ドリル、７：電気制御回路、８：三角
波発生器、９，１２：コンパレータ、１０：基準
電圧発生器、１１：ロツク検出器、FET１：
MOS FETトランジスタ、Tr１：トランジスタ。
図はそのデユーテイー比制御を示す波形図、第４
図は本発明の一実施例の電気ドリル４の破断側面
図、第５図はその電気回路図、第６図はそのモー
タＭ１のトルク：回転数特性図、第７図はその動
作状態を示す波形図である。 ４：電気ドリル、７：電気制御回路、８：三角
波発生器、９，１２：コンパレータ、１０：基準
電圧発生器、１１：ロツク検出器、FET１：
MOS FETトランジスタ、Tr１：トランジスタ。
Claims (1)
- １ 工具駆動用モータを介して電池に接続された
スイツチング素子を、前記モータの負荷変動に対
応してデユーテイー比制御する電動工具におい
て、モータがロツクもしくはロツクに近い状態に
なつたときのモータの逆起電力減少による前記ス
イツチング素子両端間電圧の上昇によつて出力電
圧を変化させるロツク検出器と、該ロツク検出器
からの出力電圧とモータロツクに対応して予め設
定した基準電圧とを比較してロツク検出器からの
出力電圧が基準電圧を越えたときに出力を変化さ
せるモータロツク検出用コンパレータとのそれぞ
れを備え、モータがロツクして前記ロツク検出器
からの出力電圧が前記基準電圧を越えたときの前
記モータロツク検出用コンパレータの出力変化に
よつて前記スイツチング素子をOFF状態に保持
することを特徴とする電動工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26773484A JPS61147735A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 電動工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26773484A JPS61147735A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 電動工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147735A JPS61147735A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0435970B2 true JPH0435970B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=17448828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26773484A Granted JPS61147735A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 電動工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147735A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5895211B2 (ja) * | 2012-03-13 | 2016-03-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動工具及び電動工具の制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688683A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | Control circuit for motor of sewing machine |
| JPS5999926A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | 株式会社東芝 | 電動機制御の保護装置 |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP26773484A patent/JPS61147735A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61147735A (ja) | 1986-07-05 |
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