JPH0799721A - Overload preventive circuit for dc motor - Google Patents
Overload preventive circuit for dc motorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直流モータに過負荷が
作用したときに、直流モータに対する通電を強制的に停
止して直流モータ等の損傷を防止する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for preventing the damage of a DC motor or the like by forcibly stopping the energization of the DC motor when the DC motor is overloaded.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5に従来の過負荷防止技術を模式的に
示す。図5から明らかに、直流モータを駆動するために
直流電源と直流モータと強制停止スイッチの直列回路が
構成されている。強制停止スイッチは直流モータに過負
荷が作用したときに自動的にオフして直流モータへの通
電を停止させるものである。直流モータへの通電を強制
的に停止させるために、直流モータにかかる電圧に相当
する電圧(例えば直流モータにかかる電圧が分圧された
電圧等であり、以後モータ電圧という)VM を一方の端
子に入力し、基準電圧VS を他方の端子に入力し、VM
<VS のときに強制停止スイッチをオフさせる比較回路
が付加されている。モータ電圧VM は直流モータに過負
荷が作用すると低下する。そして基準電圧VS は図5
(B) に示されているように、直流モータがロックしたと
きのモータ電圧に設定されている。このため図5(A) の
回路によると、図5(B) に示されるように、モータがロ
ックしたときに強制停止スイッチがオフされ、直流モー
タの損傷が防止されている。2. Description of the Related Art FIG. 5 schematically shows a conventional overload prevention technique. As is apparent from FIG. 5, a series circuit of a DC power supply, a DC motor, and a forced stop switch is configured to drive the DC motor. The forced stop switch is automatically turned off when an overload acts on the DC motor to stop energizing the DC motor. In order to forcibly stop energizing the DC motor, a voltage corresponding to the voltage applied to the DC motor (for example, the voltage applied to the DC motor is a divided voltage, etc., hereinafter referred to as the motor voltage) VM is applied to one terminal. To the other terminal, and input the reference voltage VS to the other terminal.
A comparator circuit is added to turn off the forced stop switch when <VS. The motor voltage VM decreases when the DC motor is overloaded. The reference voltage VS is shown in FIG.
It is set to the motor voltage when the DC motor is locked, as shown in (B). Therefore, according to the circuit of FIG. 5 (A), as shown in FIG. 5 (B), when the motor locks, the forced stop switch is turned off to prevent damage to the DC motor.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、直流モータ
がロックするときのモータ電圧は必ずしも一定でない。
例えば直流電源として充電可能な電池が用いられている
ような場合、充電直後にはロック時のモータ電圧が比較
的高いのに対し、再充電直前になるともともと電池電圧
が低下しているためにロック時のモータ電圧が低くなる
(図5(C) 参照)。また周知のように電池電圧は温度に
よっても変化するために、高温環境下におけるロック時
のモータ電圧に比して低温環境下におけるロック時のモ
ータ電圧は低い。However, the motor voltage when the DC motor is locked is not always constant.
For example, when a rechargeable battery is used as a DC power supply, the motor voltage at lock is relatively high immediately after charging, but the battery voltage is low just before recharging, so lock The motor voltage becomes low (see Fig. 5 (C)). As is well known, the battery voltage also changes depending on the temperature. Therefore, the motor voltage when locked in the low temperature environment is lower than the motor voltage when locked in the high temperature environment.
【0004】このため、基準電圧の値を電池電圧が高い
状態下におけるロック時に強制停止されるように設定し
ておくと、再充電直前の電池を使用している場合や低温
環境下で使用している場合には直流モータがロックする
前に強制的に通電がオフされてしまい、本来ならロック
する前に達成できる作業ができなくなってしまう。逆に
電池電圧が低い場合にあわせて基準電圧を設定しておく
と、電池電圧が高い環境下ではモータがロックしても通
電が停止されなくなり、モータの損傷等を防止できなく
なってしまう。本発明は、モータのロック時のモータ電
圧が一定ではないという問題を克服し、使用条件にかか
わらず、ロック時ないしはロック時の前後に通電が強制
的に停止されるようにするものである。Therefore, if the value of the reference voltage is set to be forcibly stopped at the time of locking when the battery voltage is high, it is possible to use the battery immediately before recharging or to use it in a low temperature environment. In that case, the energization is forcibly turned off before the DC motor is locked, and the work that can be accomplished before the locking is impossible. On the contrary, if the reference voltage is set according to the case where the battery voltage is low, the energization will not be stopped even if the motor is locked in the environment where the battery voltage is high, and the damage to the motor cannot be prevented. The present invention overcomes the problem that the motor voltage is not constant when the motor is locked, and the energization is forcibly stopped before or after the locking regardless of the usage conditions.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は直流電源と直流
モータと強制停止スイッチの直列回路に付加される直流
モータの過負荷防止回路に関するものであり、この回路
は図1に模式的に示されているように、該直流モータに
かかる電圧に相当する電圧VM を所定電圧だけ降下させ
る電圧降下回路と、該電圧降下回路の出力電圧の変化を
遅らせる遅延回路と、該遅延回路の出力電圧Vc を一方
の端子に入力し、前記電圧VM を他方の端子に入力し、
VM <VC のときに前記強制停止スイッチをオフさせる
比較回路とで構成されている。なおここでいう遅延回路
とは、変化を遅らせる回路のみならず、過去の電圧を積
分ないし平均化することによって、電圧変化をゆるやか
な変化に変える回路をも含んでいる。すなわちここでい
う遅延回路は広義のものであり、狭義の遅延回路の他に
積分回路と平均回路を含むものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a DC motor overload prevention circuit which is added to a series circuit of a DC power supply, a DC motor and a forced stop switch, and this circuit is schematically shown in FIG. As described above, a voltage drop circuit that drops the voltage VM corresponding to the voltage applied to the DC motor by a predetermined voltage, a delay circuit that delays a change in the output voltage of the voltage drop circuit, and an output voltage Vc of the delay circuit. To one terminal and the voltage VM to the other terminal,
And a comparator circuit for turning off the forced stop switch when VM <VC. Note that the delay circuit mentioned here includes not only a circuit that delays the change but also a circuit that changes the voltage change into a gradual change by integrating or averaging the past voltage. That is, the delay circuit described here has a broad sense, and includes an integrating circuit and an averaging circuit in addition to the delay circuit having a narrow sense.
【0006】[0006]
【作用】この回路によると、電圧降下回路が用いられて
いるために、遅延回路に入力される電圧はモータ電圧V
M より所定電圧Va だけ低い電圧となっている。モータ
電圧の変動がゆるやかなケース、すなわち直流モータが
正常に回転している間は、遅延回路からの出力電圧VC
はVC =VM −Va となり、VM >VC の関係が維持さ
れる。このため強制停止スイッチはオフされない。According to this circuit, the voltage input to the delay circuit is the motor voltage V because the voltage drop circuit is used.
The voltage is lower than M by a predetermined voltage Va. When the fluctuation of the motor voltage is gentle, that is, while the DC motor is rotating normally, the output voltage VC from the delay circuit
Becomes VC = VM-Va, and the relationship of VM> VC is maintained. Therefore, the forced stop switch is not turned off.
【0007】しかるに直流モータに過負荷が作用する
と、モータ電圧VM は急速に低下する。このとき遅延回
路に入力される電圧も低下するが、遅延回路から出力さ
れる電圧は遅れて変化する(あるいはゆるやかに変化す
る)ために、過負荷が作用したときから一定期間後にV
M <VC となり、強制停止スイッチがオフされる。この
とき、電圧降下回路による降下電圧Va を適値にとって
おくと、モータロック時にVM =VC となるようにする
ことができる。However, when the DC motor is overloaded, the motor voltage VM drops rapidly. At this time, the voltage input to the delay circuit also decreases, but the voltage output from the delay circuit changes (or changes slowly) with a delay.
M <VC and the forced stop switch is turned off. At this time, if the voltage drop Va by the voltage drop circuit is set to an appropriate value, VM = VC can be set when the motor is locked.
【0008】そして、この現象は図1(B)(C)に例示され
ているように、直流電源の電圧が高い環境下でも、低い
環境下でも同様に得られる。このために、図5(B)(C)で
説明した従来技術の不完全性が克服され、使用環境によ
ることなく、ロック時ないしロック時の前後で通電を強
制的に停止させることができる。This phenomenon can be similarly obtained in an environment in which the voltage of the DC power source is high or in a low environment, as illustrated in FIGS. For this reason, the imperfections of the conventional technique described with reference to FIGS. 5B and 5C are overcome, and energization can be forcibly stopped at the time of locking or before and after locking regardless of the use environment.
【0009】[0009]
【実施例】次に本発明を具現化した一実施例について説
明する。この実施例は電池駆動式電動工具のための直流
モータに対して本発明を適用したものであり、その具体
的回路が図2に示されている。図中BPは電池パックを
示している。この電池パックBPはニッケル・カドミウ
ム電池のセルを内蔵しており、充電可能となっている。
この電池パックBPを電動工具の電池収容部に収容した
ときに、電池接点が工具側の接点CN1,CN2に接続
されるようになっている。この電池パックBPは充電可
能であり、充電済みの電池パックBPが前記の電池収容
部に収容され、使用後電池収容部から取出されて交換さ
れる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, one embodiment embodying the present invention will be described. This embodiment is an application of the present invention to a DC motor for a battery-powered electric tool, and its specific circuit is shown in FIG. In the figure, BP indicates a battery pack. This battery pack BP has a nickel-cadmium battery cell built therein and can be charged.
When the battery pack BP is housed in the battery housing part of the electric tool, the battery contacts are connected to the contacts CN1 and CN2 on the tool side. This battery pack BP is rechargeable, and the charged battery pack BP is housed in the above-mentioned battery housing portion, taken out from the battery housing portion after use and replaced.
【0010】電池パックBPがセットされると、接点C
N1,CN2を介して電池パックBPと操作用の手動電
源スイッチSW1と正逆転切換スイッチSW2a,SW
2bと直流モータMと強制停止スイッチFETが直列に
接続された回路が完成する。操作用の手動電源スイッチ
SW1はa,b接点間で切換可能となっており、工具使
用者がオン操作している間a接点となり、オン操作を止
めるとb接点となる。正逆転切換スイッチSW2a,S
W2bは、d・e接点側とc・f接点側で切換可能とな
っており、d・e接点側のときは直流モータMに正転方
向に直流電流を流し、c・f接点側のときは逆転方向に
直流電流を流す。強制停止スイッチFETがオンの状態
で、手動電源スイッチSW1がオン操作されてa接点が
閉じられると、直流モータMに電流が流れる。一方手動
電源スイッチSW1がオン操作されないでb接点が閉じ
ると、直流モータMの制動回路が完成する。When the battery pack BP is set, the contact C
The battery pack BP, the manual power switch SW1 for operation, and the forward / reverse changeover switches SW2a, SW via N1 and CN2.
A circuit in which 2b, the DC motor M, and the forced stop switch FET are connected in series is completed. The manual power switch SW1 for operation can be switched between the a and b contacts, and becomes the a contact while the tool user is in the on operation and the b contact when the on operation is stopped. Forward / reverse selector switch SW2a, S
W2b can be switched between the d / e contact side and the c / f contact side. When the d / e contact side is applied, a direct current is applied to the DC motor M in the forward direction, and when it is the c / f contact side. Sends a direct current in the reverse direction. When the manual power switch SW1 is turned on and the a contact is closed while the forced stop switch FET is on, a current flows through the DC motor M. On the other hand, if the b contact is closed without the manual power switch SW1 being turned on, the braking circuit of the DC motor M is completed.
【0011】強制停止スイッチには電界効果トランジス
タFETが用いられており、モータMを強制的にオフさ
せる。強制停止スイッチFETがオフであるかぎり、手
動電源スイッチSW1をオン操作してもモータMに電流
は流れない。また手動電源スイッチSW1がオンされて
いても、強制停止スイッチFETがオフされると、モー
タMへの通電が強制的に停止される。この強制停止用電
界効果トランジスタFETはゲート電極にハイ電圧が印
加されたときにオンし、ハイ電圧が印加されないとオフ
する。A field effect transistor FET is used for the forced stop switch and forcibly turns off the motor M. As long as the forced stop switch FET is off, no current flows in the motor M even if the manual power switch SW1 is turned on. Even if the manual power switch SW1 is turned on, the energization of the motor M is forcibly stopped when the forced stop switch FET is turned off. The field effect transistor FET for forced stop is turned on when a high voltage is applied to the gate electrode, and turned off when the high voltage is not applied.
【0012】次に強制停止用の電界効果トランジスタF
ETの制御回路について説明する。図中2は電池パック
BPの残容量が不充分なときに、電界効果トランジスタ
FETをオフさせる強制停止回路である。また図中6は
モータMに過負荷が作用したときに、モータMへの通電
を強制的に停止させるための回路である。この発明の主
題は、過負荷時の強制停止回路6によって具現化されて
いるが、説明は先に強制停止回路2についてすすめる。
なお強制停止回路6の説明は段落0021以後に記載さ
れている。Next, a field effect transistor F for forced stop
The ET control circuit will be described. In the figure, 2 is a forced stop circuit for turning off the field effect transistor FET when the remaining capacity of the battery pack BP is insufficient. Reference numeral 6 in the figure denotes a circuit for forcibly stopping the energization of the motor M when the motor M is overloaded. Although the subject of the present invention is embodied by the forced stop circuit 6 at the time of overload, the description will be given first regarding the forced stop circuit 2.
The description of the forced stop circuit 6 is given after paragraph 0021.
【0013】強制停止回路2は第1の比較回路CM1を
有し、プラス側の入力端子には電池電圧を分圧した電圧
V1が入力され、マイナス側の入力端子には第1のツェ
ナーダイオードZD1の降伏電圧V2(これは一定の電
圧となる)が入力される。ここで前記の電位V1とV2
は、電池パックBPの残容量が適正範囲内にある間は、
直流モータMの始動時(このときV1は最も低下する)
においてもV1>V2の関係となる一方、電池パックB
Pの残容量が所定値以下になると、モータMの始動時に
V1<V2の関係となるように調整されている。The forced stop circuit 2 has a first comparator circuit CM1, a positive side input terminal to which a voltage V1 obtained by dividing the battery voltage is input, and a negative side input terminal to the first Zener diode ZD1. Breakdown voltage V2 (which becomes a constant voltage) is input. Here, the above-mentioned potentials V1 and V2
Is, while the remaining capacity of the battery pack BP is within the proper range,
When the DC motor M is started (at this time, V1 is the lowest)
Also has a relationship of V1> V2, the battery pack B
When the remaining capacity of P becomes equal to or less than a predetermined value, the relationship of V1 <V2 is adjusted when the motor M is started.
【0014】第1の比較回路CM1の出力は第1のナン
ド式ラッチ回路4のS1端子に入力される。ナンド式ラ
ッチ回路4のR1端子には電池電圧が入力される(図2
中マルAに示される部位の電圧が入力される)。図3を
参照して、この回路の作用を説明する。電池パックBP
の交換時、手動電源スイッチSW1はオフであり、a接
点は開いている。この状態で充電済み電池パックBPが
セットされると、V1>V2となり、第1比較回路CM
1はハイ電圧を出力し、S1接点にハイ電圧が入力され
る(コンデンサC1によって若干遅れる)。一方R1端
子に入力される電圧もハイとなる(ここでもコンデンサ
C2によって若干遅れてハイ電圧となる)。コンデンサ
C1とC2の容量の相違によって、R1端子の方がS1
端子よりも遅れてハイ電圧となる。The output of the first comparison circuit CM1 is input to the S1 terminal of the first NAND type latch circuit 4. The battery voltage is input to the R1 terminal of the NAND latch circuit 4 (see FIG. 2).
The voltage of the part shown in the middle circle A is input). The operation of this circuit will be described with reference to FIG. Battery pack BP
At the time of replacement, the manual power switch SW1 is off and the a contact is open. When the charged battery pack BP is set in this state, V1> V2, and the first comparison circuit CM
1 outputs a high voltage, and the high voltage is input to the S1 contact (slightly delayed by the capacitor C1). On the other hand, the voltage input to the R1 terminal also becomes high (again, it becomes a high voltage with a slight delay due to the capacitor C2). Due to the difference in capacitance between the capacitors C1 and C2, the R1 terminal is S1
It becomes a high voltage later than the terminal.
【0015】ナンド式ラッチ回路4の挙動は図3(B) の
ように変化する。前述のように、電池パックBPが挿入
された瞬間、S1,R1端子はともにローであり、Q1
a端子もQ1b端子もハイとなる。次にS1端子の方が
先にハイ電圧となる。そこでQ1a端子はロー、Q1b
端子はハイのままとなる。その後R1端子もハイ電圧と
なる。このときはQ1a,Q1b端子の出力に変化はな
く、Q1a端子はロー、Q1b端子はハイのままとな
る。The behavior of the NAND latch circuit 4 changes as shown in FIG. 3 (B). As described above, at the moment when the battery pack BP is inserted, the S1 and R1 terminals are both low, and Q1
Both the a terminal and the Q1b terminal become high. Next, the S1 terminal becomes the high voltage first. So Q1a terminal is low, Q1b
The terminal remains high. After that, the R1 terminal also becomes a high voltage. At this time, the outputs of the Q1a and Q1b terminals remain unchanged, the Q1a terminal remains low, and the Q1b terminal remains high.
【0016】第1ラッチ回路4のQ1b端子にダイオー
ドD2を介して強制停止スイッチFETのゲートが接続
されている。Q1b端子がローの間はゲート電位がロー
であり、強制停止スイッチFETはオフとなる。また後
述のように第2ラッチ回路8のQ2b端子にダイオード
D3を介して強制停止スイッチFETのゲートが接続さ
れている。このためQ2b端子がローの間はゲート電位
がローであり、強制停止スイッチFETはオフとなる。
すなわち、強制停止スイッチFETはQ1b端子とQ2
b端子の双方がハイのときにオンし、少なくともいずれ
か一方がローであると強制的にオフされる。The gate of the forced stop switch FET is connected to the Q1b terminal of the first latch circuit 4 via the diode D2. While the Q1b terminal is low, the gate potential is low, and the forced stop switch FET is off. Further, as described later, the gate of the forced stop switch FET is connected to the Q2b terminal of the second latch circuit 8 via the diode D3. Therefore, the gate potential is low while the Q2b terminal is low, and the forced stop switch FET is turned off.
That is, the forced stop switch FET is connected to the Q1b terminal and the Q2
It turns on when both terminals b are high, and is forced off when at least one of them is low.
【0017】前述のように、電池パックBPが交換のた
めに取外されると、S1端子もR1端子もローとなる。
次に充電済み電池パックBPがセットされると、段落0
015で説明した現象が起って、Q1b端子はハイとな
る。Q1b端子がハイの間強制停止スイッチFETはオ
ン状態である(ただしQ2b端子もハイであるとす
る)。そこで手動電源スイッチSW1が操作されてa接
点が閉じると、モータMに電流が流れ始め工具は回転し
始める。なおこの実施例の場合は電池パックが交換され
ることでQ1b端子がハイとなる。電池が交換不能とな
っていれば、電池と図1のマルAの間にリセットスイッ
チを設ける。そしてこのリセットスイッチを設けると、
リセットスイッチの操作によってR1端子に一旦電池電
圧がかからないようにし、ついで電池電圧が印加される
ようにできる。このようにしても第1ラッチ回路4をリ
セットすることができる。このようにすると、電池が交
換不能なタイプにも本実施例を適用することができる。As described above, when the battery pack BP is removed for replacement, both the S1 terminal and the R1 terminal become low.
When the charged battery pack BP is set next, paragraph 0
The phenomenon described in 015 occurs, and the Q1b terminal becomes high. While the Q1b terminal is high, the forced stop switch FET is on (provided that the Q2b terminal is also high). Then, when the manual power switch SW1 is operated to close the contact a, a current starts to flow in the motor M and the tool starts to rotate. In this embodiment, the Q1b terminal becomes high when the battery pack is replaced. If the battery cannot be replaced, a reset switch is provided between the battery and the circle A in FIG. And when this reset switch is installed,
By operating the reset switch, the battery voltage can be temporarily prevented from being applied to the R1 terminal, and then the battery voltage can be applied. Even in this way, the first latch circuit 4 can be reset. By doing so, the present embodiment can be applied to a type in which the battery cannot be replaced.
【0018】モータMに電流が流れ始めたとき、起動時
の大電流が流れるため電池電圧は低下し、図1中マルA
で示される部位の電圧も低下する。電池の残容量が所定
値以上であれば、起動時に電池電圧が低下しても、第1
比較回路CM1のプラス端子に入力される電圧V1はな
おツェナーダイオードZD1の降伏電圧(V2)以上で
あり、S1端子はハイのままである。従ってFETはオ
ン状態に維持され、工具は適正に運転される(図3(A)
のイ→ハ参照)。電池の残容量が所定値以下になると、
起動時の電池電圧が低下して前記電圧V1がツェナーダ
イオードZD1の降伏電圧(V2)以下となる。すると
S1端子がローとなり(コンデンサC1により若干遅れ
る)、Q1a端子はハイとなりQ1b端子はローとなる
(図3(A) のイ→ロ参照)。Q1b端子がローとなる
と、強制停止スイッチ素子FETがオフとなり手動電源
スイッチSW1をオンさせていてもモータMに電流が流
れなくなる。このため工具は強制的に停止され、電池残
容量が不充分な状態で作業を続行することが禁止され
る。When a current starts to flow in the motor M, a large current at the time of start-up flows, so that the battery voltage drops and a circle A in FIG.
The voltage at the site indicated by also decreases. If the remaining capacity of the battery is greater than or equal to a predetermined value, the first
The voltage V1 input to the plus terminal of the comparator circuit CM1 is still higher than the breakdown voltage (V2) of the Zener diode ZD1, and the S1 terminal remains high. Therefore, the FET is kept on and the tool operates properly (Fig. 3 (A)).
See a → ha). When the remaining capacity of the battery falls below a specified value,
The battery voltage at the time of start-up decreases, and the voltage V1 becomes equal to or lower than the breakdown voltage (V2) of the Zener diode ZD1. Then, the S1 terminal becomes low (slightly delayed by the capacitor C1), the Q1a terminal becomes high, and the Q1b terminal becomes low (see (a)-(b) in FIG. 3 (A)). When the Q1b terminal becomes low, the forced stop switch element FET is turned off and current does not flow to the motor M even if the manual power switch SW1 is turned on. For this reason, the tool is forcibly stopped, and it is prohibited to continue the work when the remaining battery capacity is insufficient.
【0019】電池の残容量が不充分な状態で操作用スイ
ッチSW1がオンされ、その直後に前記のようにして強
制停止スイッチFETがオフされると、モータMに電流
が流れなくなり、電池電圧は再度上昇する。このため比
較回路CM1は再度ハイを出力する。ナンド式ラッチ回
路4の場合、S1端子が再度ハイとなってもQ1a,Q
1b端子に変化なく、強制停止スイッチFETはオフ状
態に保たれる。なお手動電源スイッチSW1がオンされ
た後、電池電圧が低下して強制停止スイッチFETがオ
フされるまでの時間は一瞬であり、締付作業はできな
い。When the operation switch SW1 is turned on when the remaining capacity of the battery is insufficient and immediately after that, the forced stop switch FET is turned off as described above, no current flows to the motor M, and the battery voltage becomes Rise again. Therefore, the comparison circuit CM1 outputs high again. In the case of the NAND type latch circuit 4, even if the S1 terminal becomes high again, Q1a, Q1
The 1b terminal does not change, and the forced stop switch FET is kept in the off state. It should be noted that the time from when the manual power switch SW1 is turned on until the battery voltage drops and the forced stop switch FET is turned off is a moment, and the tightening work cannot be performed.
【0020】図3(A) のイ欄は電池パックBPの挿入後
手動電源スイッチSW1がオンされるまでの間を示し、
ロ欄はバッテリパックBPの残容量が不充分な状態で手
動電源スイッチSW1を操作した後の電圧変動を示し、
ハ欄はバッテリパックBPの残容量が充分な状態で手動
電源スイッチSW1を操作した後の電圧変動を示してい
る。実際にはイ→ロの変化またはイ→ハの変化が起る。
前記から明らかなように、電池が残容量が低下すると第
1ラッチ回路4によって強制停止スイッチ(FET)が
オフされる。この状態は電池が外されて新しい電池がセ
ットされるまで続き、電池の交換時に第1ラッチ回路4
はリセットされて強制停止スイッチ(FET)がオンさ
れる。Column (a) of FIG. 3 (A) shows the period after the battery pack BP is inserted until the manual power switch SW1 is turned on.
The column (b) shows the voltage fluctuation after operating the manual power switch SW1 when the remaining capacity of the battery pack BP is insufficient.
Column C shows the voltage fluctuation after the manual power switch SW1 is operated in the state where the remaining capacity of the battery pack BP is sufficient. Actually, the change of a → ro or the change of a → ha occurs.
As is apparent from the above, when the remaining capacity of the battery decreases, the first latch circuit 4 turns off the forced stop switch (FET). This state continues until the battery is removed and a new battery is set, and when replacing the battery, the first latch circuit 4
Is reset and the forced stop switch (FET) is turned on.
【0021】この実施例の場合、工具に過負荷が作用し
た場合に直流モータMが焼損することを防止するために
直流モータMへの通電を強制的に停止させる回路6が付
加されている。この2つの強制停止回路2,6はいずれ
かがローを出力するときに強制停止スイッチFETをオ
フ状態とする。後述のように、手動電源スイッチSW1
をオンした直後は強制停止回路6の側はハイ電圧を出力
するように構成されており、電池の残容量不足をモータ
起動時の電池電圧に基づいて検出して強制停止スイッチ
FETをオフ状態とする強制停止回路2の作動が過負荷
時に強制的にオフさせる回路6によって妨げられること
はない。また過負荷時の強制停止回路は、手動電源スイ
ッチSW1をオンした直後には働く必要がなく、むしろ
働かない方が好ましい。In the case of this embodiment, a circuit 6 for forcibly stopping the energization of the DC motor M is added in order to prevent the DC motor M from being burned when the tool is overloaded. The two forced stop circuits 2 and 6 turn off the forced stop switch FET when either of them outputs low. As described below, the manual power switch SW1
Immediately after turning on, the side of the forced stop circuit 6 is configured to output a high voltage, and the shortage of the remaining capacity of the battery is detected based on the battery voltage at the time of starting the motor, and the forced stop switch FET is turned off. The operation of the forced stop circuit 2 is not disturbed by the circuit 6 forcibly turning off at the time of overload. Further, the forced stop circuit at the time of overload does not need to work immediately after the manual power switch SW1 is turned on, and it is preferable that it does not work.
【0022】過負荷時の強制停止回路6は、第2の比較
回路CM2を有し、プラス側の入力端子にはモータMに
かっている電圧を分圧したモータ電圧VM が入力され
る。一方、マイナス側入力端子とモータ電圧VM の間
に、ダイオードD1が直列に挿入され、コンデンサC4
と抵抗R3が並列に接続されている。ダイオードD1は
その内部抵抗によって、コンデンサC4と抵抗R3側に
出力する電圧をモータ電圧VM より所定電圧Va だけ降
下させる。すなわちこの実施例では、このダイオードD
1によって電圧降下回路が実現されている。ダイオード
D1によってモータ電圧VM より所定電圧Va だけ降圧
された電圧は、コンデンサC4と抵抗R3に印加され
る。コンデンサC4は積分作用を営み、抵抗R3は放電
作用を営むが、この実施例では抵抗R3の抵抗値が非常
に大きく設定されており、結局マイナス側入力端子に入
力される電圧VC には、ダイオードD1から出力される
電圧の変化をゆるやかにならした変化が生じることにな
る。すなわちこの実施例では抵抗R3とコンデンサC4
により一種の遅延回路が実現されている。なおこの実施
例は変化をゆるやかにすることによって遅らせる例を示
しているが、この他、変化を一定時間完全に遅らせる狭
義の遅延回路(この場合変化パターン自体は変わらな
い)、あるいは過去の電圧を平均化することによって変
化を遅らせる回路であってもよい。この実施例は一種の
平均化回路と評価することもできる。The forced stop circuit 6 at the time of overload has a second comparison circuit CM2, and the motor voltage VM obtained by dividing the voltage applied to the motor M is input to the plus side input terminal. On the other hand, the diode D1 is inserted in series between the negative side input terminal and the motor voltage VM, and the capacitor C4
And a resistor R3 are connected in parallel. The diode D1 lowers the voltage output to the capacitors C4 and R3 side by a predetermined voltage Va from the motor voltage VM due to its internal resistance. That is, in this embodiment, the diode D
1 realizes a voltage drop circuit. The voltage which is reduced by a predetermined voltage Va from the motor voltage VM by the diode D1 is applied to the capacitor C4 and the resistor R3. The capacitor C4 carries out an integrating action and the resistor R3 carries out a discharging action. In this embodiment, however, the resistance value of the resistor R3 is set to a very large value, and as a result, the voltage VC inputted to the negative side input terminal is a diode. A change in which the change in the voltage output from D1 is smoothed out occurs. That is, in this embodiment, the resistor R3 and the capacitor C4
This realizes a kind of delay circuit. Note that this embodiment shows an example of delaying the change by slowing it down. However, in addition to this, a delay circuit in a narrow sense that completely delays the change for a fixed time (in this case, the change pattern itself does not change) or the past voltage is changed. It may be a circuit that delays the change by averaging. This embodiment can also be evaluated as a kind of averaging circuit.
【0023】図4はモータ電圧VM と、それを降圧した
後に平均化した電圧VC の実測値を示している。モータ
電圧VM は手動電源スイッチSW1のオン直後に低下す
るが、負荷が正常であればモータ電圧はすみやかに回復
する。このためVM <VC となることはない。これに対
し、モータMに過負荷が作用し始めるとモータ電圧が低
下し続ける。このときVC の方が遅れてかつゆるやかに
変化するために、過負荷状態が続くとVM <VC とな
る。すなわち第2の比較回路CM2は、過負荷が作用し
てモータMがロックする前後にハイ→ローに切替わる。
なおこの作用は電池パックBPの電圧によらず成立し、
電池パックBPの電圧が平均よりも高くても、あるいは
低くてもモータMがロックする前後で第2の比較回路C
M2はハイ→ローに切替わる。FIG. 4 shows the measured value of the motor voltage VM and the averaged voltage VC after stepping down the voltage. The motor voltage VM decreases immediately after the manual power supply switch SW1 is turned on, but the motor voltage is promptly restored if the load is normal. For this reason, VM <VC does not hold. On the contrary, when the motor M starts to be overloaded, the motor voltage continues to decrease. At this time, since VC changes more slowly and gradually, VM <VC holds when the overload condition continues. That is, the second comparison circuit CM2 switches from high to low before and after the motor M locks due to the overload.
Note that this action is established regardless of the voltage of the battery pack BP,
Whether the voltage of the battery pack BP is higher or lower than the average, the second comparison circuit C is used before and after the motor M is locked.
M2 switches from high to low.
【0024】第2の比較回路CM2の出力は第2のナン
ド式ラッチ回路8のS2端子に入力される。第2ナンド
式ラッチ回路8のR2端子には操作用の手動電源スイッ
チSW1とモータM間の部位マルBの電圧が入力され
る。ただしコンデンサC3が用いられているため、R2
端子の電圧はスイッチSW1がオンされたあとに遅れて
上昇する。前記したようにR1端子の電圧もコンデンサ
C2によって遅れて上昇するが、このR1端子にはスイ
ッチSW1がオフされていても電池電圧がかかっている
部位(マルA)の電圧が印加されるため、電池パックの
挿入時に上昇し、スイッチSW1をオンするときにすで
にハイ電圧がかかっている。これに対し、R2端子には
部位(マルB)の電位が加えられるために、スイッチS
W1をオンした後にハイ電位が加わることになり、しか
もハイ電圧となるのが少し遅れる。このことは図3(A)
のロ欄とハ欄に図示されている。The output of the second comparison circuit CM2 is input to the S2 terminal of the second NAND type latch circuit 8. The voltage of the portion B between the manual power switch SW1 for operation and the motor M is input to the R2 terminal of the second NAND type latch circuit 8. However, since the capacitor C3 is used, R2
The voltage at the terminal rises after the switch SW1 is turned on. As described above, the voltage of the R1 terminal also rises with a delay due to the capacitor C2, but since the voltage of the portion (maru A) where the battery voltage is applied is applied to this R1 terminal even when the switch SW1 is turned off, The voltage rises when the battery pack is inserted, and the high voltage is already applied when the switch SW1 is turned on. On the other hand, since the potential of the part (B) is applied to the R2 terminal, the switch S
A high potential is applied after W1 is turned on, and the high voltage is slightly delayed. This is shown in Figure 3 (A).
Are illustrated in columns B and C.
【0025】さて手動電源スイッチSW1のオン直後は
S2端子がハイであり、R2端子はローである(図3
(A) のロ、ハ参照)。このためQ2b端子はハイであ
り、強制停止スイッチFETをオフすることはない。す
なわちモータMの起動時に強制停止回路6が強制停止ス
イッチFETをオフさせることはなく、停止回路2の側
が強制停止スイッチFETをオフさせるかオンのままに
するのかを決める。スイッチSW1がオンされた後所定
時間が経過すると、R2端子もハイとなるが、R2端子
がハイとなってもQ2b端子はハイを続ける。Immediately after the manual power switch SW1 is turned on, the S2 terminal is high and the R2 terminal is low (FIG. 3).
(See (A) b and c). Therefore, the Q2b terminal is high, and the forced stop switch FET is never turned off. That is, the forced stop circuit 6 does not turn off the forced stop switch FET when the motor M is started, and the side of the stop circuit 2 determines whether the forced stop switch FET is turned off or remains on. After a lapse of a predetermined time after the switch SW1 is turned on, the R2 terminal also becomes high, but even if the R2 terminal becomes high, the Q2b terminal continues to be high.
【0026】モータMの回転中に過負荷が作用して電池
電圧が下降すると、前記したようにVM <VC となって
第2の比較回路CM2がオフし、S2端子がロー、R2
端子がハイとなる。この結果第2ラッチ回路8のQ2b
端子はオフとなり、強制停止スイッチFETがオフされ
る(図3(A) ハ→ニ参照)。この結果直流モータMに過
負荷がかかったまま直流モータMに通電され続け、直流
モータMが損傷するといったことが防止される。When the battery voltage drops due to an overload during the rotation of the motor M, VM <VC, and the second comparator circuit CM2 is turned off as described above, the S2 terminal is low, and R2 is low.
The terminal goes high. As a result, Q2b of the second latch circuit 8
The terminal is turned off, and the forced stop switch FET is turned off (see Fig. 3 (A) C → D). As a result, it is possible to prevent the DC motor M from being continuously energized with the DC motor M being overloaded and being damaged.
【0027】強制停止スイッチFETがオフされると、
電池電圧は上昇し、第2比較回路CM2はハイとなる。
しかしハイとなっても強制停止スイッチFETはオフの
ままであり、過負荷の状態でモータMに再度通電される
ことはない。この場合一旦操作用の手動電源スイッチS
W1をオフさせると、コンデンサC3の電荷が抵抗を介
して放電されるのでR2端子がローとなり、第2ラッチ
回路8のQ2b端子はハイとなる。このため、再度操作
用の手動電源スイッチSW1がオンされることによって
モータMは再度動き始める。このとき電池の残容量が充
分であれば強制停止回路2が直流モータMを強制停止さ
せることはなく、また過負荷状態が解消していれば強制
停止回路6が直流モータMを強制停止させることもな
い。以上の実施例では強制停止用のスイッチとして電界
効果トランジスタFETを用いる例を説明した。しかし
これに限られるものでなく、リレーやバイポーラトラン
ジスタを利用することもできる。When the forced stop switch FET is turned off,
The battery voltage rises and the second comparison circuit CM2 goes high.
However, even if it becomes high, the forced stop switch FET remains off, and the motor M is not energized again in the overloaded state. In this case, the manual power switch S for operation once
When W1 is turned off, the electric charge of the capacitor C3 is discharged through the resistor, so that the R2 terminal becomes low and the Q2b terminal of the second latch circuit 8 becomes high. Therefore, when the manual power switch SW1 for operation is turned on again, the motor M starts to move again. At this time, if the remaining capacity of the battery is sufficient, the forced stop circuit 2 does not forcibly stop the DC motor M, and if the overload condition is resolved, the forced stop circuit 6 forcibly stops the DC motor M. Nor. In the above embodiments, the field effect transistor FET is used as the switch for the forced stop. However, the invention is not limited to this, and a relay or a bipolar transistor can be used.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によると、直流電源の状態にかか
わらず、直流モータのロックにほぼ対応してモータへの
通電が強制的に停止されるために、通電の強制停止が早
すぎて本来可能な作業が中断されたり、あるいは遅すぎ
てモータが損傷するといったことが効果的に予防され
る。According to the present invention, regardless of the state of the DC power supply, the energization of the motor is forcibly stopped almost in response to the lock of the DC motor. It is effectively prevented that possible work is interrupted or that the motor is damaged too late.
【図1】本発明の概念を模式的に示す図FIG. 1 is a diagram schematically showing the concept of the present invention.
【図2】実施例の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment.
【図3】実施例の作用説明図FIG. 3 is an explanatory view of the operation of the embodiment.
【図4】実施例の作用説明図FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the embodiment.
【図5】従来技術を説明する図FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional technique.
FET:強制停止スイッチ D1,ダイオード:電圧降下回路 C4(コンデンサ),R3(抵抗):遅延回路 FET: forced stop switch D1, diode: voltage drop circuit C4 (capacitor), R3 (resistance): delay circuit
Claims (1)
チの直列回路に付加される直流モータの過負荷防止回路
であり、 該直流モータにかかる電圧に相当する電圧VM を所定電
圧だけ降下させる電圧降下回路と、 該電圧降下回路の出力電圧の変化を遅らせる遅延回路
と、 該遅延回路の出力電圧Vc を一方の端子に入力し、前記
電圧VM を他方の端子に入力し、VM <VC のときに前
記強制停止スイッチをオフさせる比較回路とで構成され
ている直流モータの過負荷防止回路。1. A DC motor overload prevention circuit added to a series circuit of a DC power supply, a DC motor, and a forced stop switch, wherein a voltage drop for decreasing a voltage VM corresponding to a voltage applied to the DC motor by a predetermined voltage. Circuit, a delay circuit for delaying the change of the output voltage of the voltage drop circuit, and the output voltage Vc of the delay circuit are input to one terminal, the voltage VM is input to the other terminal, and when VM <VC A DC motor overload prevention circuit including a comparison circuit for turning off the forced stop switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24141393A JP3268086B2 (en) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | DC motor overload prevention circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24141393A JP3268086B2 (en) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | DC motor overload prevention circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799721A true JPH0799721A (en) | 1995-04-11 |
| JP3268086B2 JP3268086B2 (en) | 2002-03-25 |
Family
ID=17073926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24141393A Expired - Lifetime JP3268086B2 (en) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | DC motor overload prevention circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268086B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005176589A (en) * | 2003-10-17 | 2005-06-30 | Samsung Electronics Co Ltd | Power supply device and liquid crystal display comprising the same |
| JP2010131749A (en) * | 2006-09-07 | 2010-06-17 | Hitachi Koki Co Ltd | Power tool |
| WO2012127950A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | パナソニックEsパワーツール株式会社 | Electric tool |
| EP2623268A4 (en) * | 2010-09-27 | 2018-03-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Rechargeable electric tool and method for manufacturing rechargeable electric tool |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP24141393A patent/JP3268086B2/en not_active Expired - Lifetime
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| CN103429394A (en) * | 2011-03-23 | 2013-12-04 | 松下电器产业株式会社 | Electric tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3268086B2 (en) | 2002-03-25 |
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