JPH07142928A - モータ速度制御モジュールおよび電動工具装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触不良および磨耗しにくいモータ速度制御
モジュールを得る。 【構成】 レバー１の移動に連動して移動する可動体２
０の右端に設けられた金属棒２０ｂがコイル１０ａの中
空部に挿入されることによってコイル１０ａのインダク
タンスが変わり、電子回路１０ｂで発信する信号の周波
数が変わる。これがモータドライバ回路１１を介してモ
ータ１２に供給されることによって、レバー１の移動量
によってモータ１２の回転数が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レバーの動きを電気信
号に変換するモータ速度制御モジュールおよび、それを
用いた電動工具装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気ドリルは、図６に示すよう
に、レバー１がトリガスイッチになっており、それをオ
ンにすることによってモータを回転させ、その回転力に
よってドリルを回転させている。

【０００３】レバー１は、図７に示すように、支点１ａ
を中心に回動自在に取り付けられており、その先端に設
けられた突起部１ｂが可動体２の凹部２ａに係合してお
り、その可動体２は、レバー１が操作されると、突起部
１ｂの動きに連動して、図の右方向に移動する。

【０００４】可動体２の上部に、接点３が設けられてお
り、それが基板４の下部に設けられた膜抵抗５に接触し
ている。レバー１が操作されていないとき、接点３は膜
抵抗５から離れているが、レバー１が操作されると、接
点３は膜抵抗５に接触し、接点３および膜抵抗５によっ
て、可変抵抗６が構成されるようになっている。

【０００５】このため、レバー１を操作することによっ
て、可変抵抗６の回路が構成され、この可変抵抗６が接
続されている図示しない発振回路が発振を開始し、その
発振周波数によって決まる速度で、図示しないモータが
回転する。更にレバー１を操作することによって、可変
抵抗６の抵抗値が変化するので、前述の発振回路の発振
周波数が変化し、これによってモータの回転速度が変化
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置は、可変抵抗に摺動部分があり、周囲環
境が悪いとその部分に埃が混入し、接触不良を起こした
り、長期間の使用により摺動部分が磨耗して、故障を起
こすという課題を有していた。

【０００７】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、接触不良あるいは磨耗による故障を起こさな
いようにしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために請求項１に記載の発明は、送出する周波数の変
化によってモータ回転数を制御するモータ速度制御モジ
ュールにおいて、コイルを有する発振回路と、周波数を
変化させるための操作を行うレバーと、レバーの動きに
連動してコイルに接近あるいは離反するように構成され
た金属体とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１において、金属体を金属棒とし、その金
属棒はレバーの操作量によってコイル中を抜き差しされ
る構造であることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１において、コイルはループが解放された
鉄心に巻かれており、レバーの操作によって金属体が鉄
心の解放部に接近・離反するように構成されていること
を特徴とする。

【００１１】請求項４に記載のモータ制御モジュール
は、請求項１乃至請求項３において、発振回路の発振周
波数を整数倍あるいは、整数分の一して出力することを
特徴とする。

【００１２】請求項５に記載のモータ制御モジュール
は、請求項１乃至請求項３において、発振周波数から所
定の値を差し引いた周波数を出力することを特徴とす
る。

【００１３】請求項６に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至３において、発振周波数から所定の
値を差し引いた周波数の整数倍、あるいは整数分の一の
周波数を出力することを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、発振周波数の位
相を変化させた信号を出力することを特徴とする。

【００１５】請求項８に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、ＰＷＭ制御によ
るパルスを出力し、オン時のパルス幅は一定にしてお
き、発振周波数の変化によりパルスのデューティーを変
化させた信号を出力することを特徴とする。

【００１６】請求項９に記載の電動工具装置は、請求項
１乃至請求項８に記載のモータ速度制御モジュールを備
えたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に記載のモータ速度制御モジュール
は、レバーの動きに連動して金属体がコイルに接近、あ
るいは離反することによって、コイルのインダクタンス
が変化し、発振周波数が変化するため、モータの回転数
が変化する。

【００１８】請求項２に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、レバーの操作によって金属棒がコイル中を抜き差
しされることにより、コイルのインダクタンスが変化
し、発振周波数が変化するため、モータ回転数が変化す
る。

【００１９】請求項３に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、レバーの操作によって金属体が鉄心の解放部に接
近あるいは離反し、コイルのインダクタンスが変化する
ので発振周波数が変化しモータ回転数が変化する。

【００２０】請求項４に記載のモータ制御モジュール
は、発振回路の発振周波数を整数倍あるいは、整数分の
一して出力するため、モータ回転数変化が任意に設定さ
れる。

【００２１】請求項５に記載のモータ制御モジュール
は、発振周波数から所定の値を差し引いた周波数を出力
することによって、周波数オフセットが除去される。

【００２２】請求項６に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項５において、発振周波数から所定の値を差
し引いた周波数の整数倍、あるいは整数分の一の周波数
を出力することによって、モータ回転数変化が任意に設
定される。

【００２３】請求項７に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、発振周波数の位
相を変化させた信号を出力することによって、モータ回
転数の制御が行われる。

【００２４】請求項８に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、ＰＷＭ制御によ
るパルスを出力し、オン時のパルス幅は一定にしてお
き、発振周波数の変化によりパルスのデューティーを変
化させた信号を出力することによって、直流モータの回
転数制御が行われる。

【００２５】請求項９に記載の電動工具装置は、請求項
１乃至請求項８に記載のモータ速度制御モジュールによ
って、電動工具の回転制御が行われる。

【００２６】

【実施例】図１は本発明を適用したモータ速度制御モジ
ュールの一実施例を示す構成図であり、図７と同一部分
は同記号を用いて、その説明を省略している。図１にお
いて、レバー１の突起部１ａは、基板４の下面に図１の
左右方向へ摺動自在に設けられた図示しない機構に取り
付けられた可動体２０の、凹部２０ａに遊挿されてい
る。

【００２７】可動体２０の右端面に金属体の棒２０ｂが
固設されており、その先端は、可変周波数発振回路１０
の一部を構成するコイル１０ａの空心部に挿入されてい
る。可変周波数発振回路１０は、そのコイル１０ａと電
子回路１０ｂによって構成され、電子回路１０ｂで発生
した信号が、モータドライバ回路１１を介してモータ１
２に供給されるようになっている。

【００２８】このように構成された装置において、レバ
ー１は、それが操作されることによって右方向に回動
し、それによって可動体２０が図１の右方向に移動す
る。可動体２０の右方向の移動に対応してオンとなるス
イッチが、図示しない部分に設けられており、そのスイ
ッチがオンになることによって、電子回路１０ｂに電源
が供給されるようになっている。

【００２９】このため、レバー１を操作することによっ
て、電子回路１０ｂはある周波数の信号を発生し、それ
がモータドライバ回路１１を介してモータ１２に供給さ
れるので、モータ１２が回転を始める。

【００３０】一方、可動体２０の右端面に設けられた金
属体の棒２０ｂが、可動体２０の移動に連動して右方向
に移動し、コイル１０ａの空心部に挿入される。このた
め、レバー１の操作量に応じて、コイルの１０ａのイン
ダクタンスが変化し、電子回路１０ｂで発生する発振周
波数も、レバー１の操作量に対応して変化する。

【００３１】前述したように、ここで発生した信号は、
モータドライバ回路１１を介してモータ１２に供給され
るようになっている。また、モータ１２は、供給される
信号の周波数によって回転数が変化するものを使用して
おり、このため、モータ１２の回転数が、レバー１の操
作量に応じて変化する。

【００３２】図２は、他の実施例を示す図であって、コ
イル１０ａが、ＥＩ形の鉄心１３のＥ形鉄心１３ａの中
心部に巻かれており、可動体２０の右端部に、Ｉ形鉄心
１３ｂが取り付けられている。この構成のものは、レバ
ー１の操作量に応じてＩ形鉄心１３ｂが、Ｅ形鉄心１３
ａに接近する。そしてレバー１の操作量に応じて、Ｉ形
鉄心１３ｂが、Ｅ形鉄心１３ａに接近する量が変わるの
で、レバー１の操作量に応じて、コイル１０ａのインダ
クタンスが変化し、発振周波数が変わる。

【００３３】図３は、発振回路の一例を示す回路図であ
り、エミッタ接地形のＬＣ発振回路である。図３におい
て、トランジスタ１０ｃのコレクタにコンデンサ１０ｂ
と、前述のコイル１０ａで構成される並列共振回路を介
して電源に接続され、そのコイル１０ａに、結合コイル
１０ｄが接続され、結合コイル１０ｄの一端は、トラン
ジスタ１０ｃのベースに接続され、他端は、バイアス電
圧が供給されている。また、トランジスタ１０ｃのエミ
ッタは、アースに接続されている。

【００３４】図１および図２の例は、発生した信号によ
ってモータ１２の回転数を直接制御している例である
が、発生した信号を周波数逓倍器を介して出力すること
により整数倍の周波数としてモータ１２に供給しても良
く、また周波数分周期を介して出力することによって整
数分の１の周波数としてモータ１２に供給しても良い。
このようにすることによって、任意の発振周波数を選択
でき、またそれによって任意の周波数変動幅を得ること
ができ、これによって発生した周波数によって、直接モ
ータ１２の回転数を制御する場合よりも、回転数変化幅
を任意に設定することもできるようになる。

【００３５】図４は、他の実施例を示す回路図であり、
可変周波数発振回路１０で発生した周波数ｆに対して周
波数混合回路２１において、定周波数発振回路２２にお
いて発生した周波数ｆ’を減算し、その減算した周波数
で、モータドライバ回路１１を介してモータ１２を駆動
するようにしたものである。このように構成することに
よって、金属体１０ｂの位置による周波数オフセットを
除くことができる。また、このようにして発生した信号
の周波数を、整数倍あるいは整数分の一にして使用して
も良い。

【００３６】なお、以上の実施例は、可変周波数発振回
路１０において発生する信号の周波数を変えているが、
位相を変えても、同様の効果を得ることができる。

【００３７】図５の例は、直流モータを使用するときの
例であり、可変周波数発振回路１０で発振した信号をＰ
ＷＭ制御し、オンのパルス幅は、一定にし、周波数だけ
を変えることによって、デューティー比を変化させ、回
転数を変えている例である。

【００３８】例えば、図５（ａ）に示すように、可変周
波数発振回路１０で、例えば２０ＫＨｚの信号を発生し
て、それをＰＷＭ制御によって図５（ｂ）に示すよう
に、デューティー比が２５％のパルス信号にする。可変
周波数発振回路１０で発生する信号を、図５（ｃ）に示
すように、例えば４０ＫＨｚに変え、そのときにオンの
パルス幅が変わらないようにＰＷＭ制御を行えば、デュ
ーティー比は図５（ｄ）に示すように５０％になり、直
流モータを使用した場合でも、回転数を変えることがで
きる。

【００３９】なお、以上の実施例は、電気ドリルについ
て説明しているが、これに限定されることなく、レバー
の操作量によって回転数を変化させる用途のもの一般に
適用可能である。そのうちでも特に、電動工具に使用す
ると使いやすいものを提供できるようになる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
モータ速度制御モジュールは、レバーの動きに連動して
金属体がコイルに接近あるいは離反することによってコ
イルのインダクタンスが変化し、発振周波数が変化する
ため、モータの回転数を変化させるのに可変抵抗が不要
になり、これに伴い、接触不良、あるいは磨耗による故
障を防止できるという効果を有する。

【００４１】請求項２に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、レバーの操作によって金属棒がコイル中を抜き差
しされることにより、コイルのインダクタンスが変化
し、発振周波数が変化するため、モータの回転数を変化
させるのに可変抵抗が不要になり、これに伴い、接触不
良あるいは磨耗による故障を防止できるという効果を有
する。

【００４２】請求項３に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、レバーの操作によって金属体が鉄心の解放部に接
近・離反し、コイルのインダクタンスが変化するので、
発振周波数が変化するため、モータの回転数を変化させ
るのに可変抵抗が不要になりこれに伴い、接触不良、あ
るいは磨耗による故障を防止できるという効果を有す
る。

【００４３】請求項４に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、発振回路の発振周波数を整数倍あるいは、整数分
の一して出力するため、モータ回転数変化を任意に設定
できるという効果を有する。

【００４４】請求項５に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、発振周波数から所定の値を差し引いた周波数を出
力することによって、周波数オフセットを除去できると
いう効果を有する。

【００４５】請求項６に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、発振周波数から
所定の値を差し引いた周波数の整数倍、あるいは整数分
の一の周波数を出力することによって、モータ回転数変
化を任意に設定できるという効果を有する。

【００４６】請求項７に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、発振周波数の位
相を変化させた信号を出力することによって、モータ回
転数の制御を行えるという効果を有する。

【００４７】請求項８に記載のモータ速度制御モジュー
ルは、請求項１乃至請求項３において、ＰＷＭ制御によ
るパルスを出力し、オン時のパルス幅は一定にしてお
き、発振周波数の変化によりパルスのデューティーを変
化させた信号を出力することによって、直流モータの回
転数制御が行えるという効果を有する。

【００４８】請求項９に記載の電動工具装置は、請求項
１乃至請求項８に記載のモータ速度制御モジュールを備
えたので、接触不良あるいは摩耗による故障がおきにく
いという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図３】ＬＣ発振回路の一例を示す回路図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図５】ＰＷＭ制御の波形を示す波形図である。

【図６】電気ドリルの一例を示す図である。

【図７】図６のスイッチ部分を示す図である。

【符号の説明】

１ レバー １ａ 支点 １ｂ 突起部 ２、２０ 可動体 ２ａ、２０ａ 凹部 ３ 接点 ４ 基板 ５ 膜抵抗 ６ 可変抵抗 １０ 可変周波数発振回路 １０ａ コイル １０ｂ 電子回路 １１ モータドライバ回路 １２ モータ １３ 鉄心 １３ａ Ｅ形鉄心 １３ｂ Ｉ形鉄心 ２０ｂ 棒 ２１ 周波数混合回路 ２２ 定周波数発振回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送出する信号の周波数変化によってモー
   タ回転数を制御するモータ速度制御モジュールにおい
   て、 コイルを有する発振回路と、 前記周波数を変化させるための操作を行うレバーと、 前記レバーの動きに連動して金属体が前記コイルに接近
   あるいは離反する移動機構とを備えたことを特徴とする
   モータ速度制御モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１において、 金属体は金属棒であり、 移動機構は前記金属棒をレバーの操作量によってコイル
   中を抜き差する構造であることを特徴とするモータ速度
   制御モジュール。
3. 【請求項３】 請求項１において、 コイルはループが解放された鉄心に巻かれており、 移動機構はレバーの操作によって金属体が前記鉄心の解
   放部に接近あるいは離反するように構成されていること
   を特徴とするモータ速度制御モジュール。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３において、 送出される周波数は発振回路の発振周波数を整数倍ある
   いは、整数分の一したものであることを特徴とするモー
   タ制御モジュール。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３において、 送出する周波数は発振周波数から所定の値を差し引いた
   ものであることを特徴とするモータ制御モジュール。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項３において、 送出する周波数は発振周波数から所定の値を差し引いた
   周波数の整数倍、あるいは整数分の一の周波数であるこ
   とを特徴とするモータ速度制御モジュール。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項３において、 発振周波数の位相を変化させた信号を出力することを特
   徴とするモータ速度制御モジュール。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項３において、 発振周波数の変化する信号をＰＷＭ制御によってパルス
   に変換する変換回路を備え、前記パルスのオン幅は発振
   周波数の変化にかかわらず一定とすることを特徴とする
   モータ速度制御モジュール。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８に記載のモータ速
   度制御モジュールを備えた電動工具装置。