JPS644435B2 - - Google Patents

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JPS644435B2
JPS644435B2 JP55151689A JP15168980A JPS644435B2 JP S644435 B2 JPS644435 B2 JP S644435B2 JP 55151689 A JP55151689 A JP 55151689A JP 15168980 A JP15168980 A JP 15168980A JP S644435 B2 JPS644435 B2 JP S644435B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
transistor
voltage
circuit
capacitor
Prior art date
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Expired
Application number
JP55151689A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5775589A (en
Inventor
Fusao Fusha
Takao Iwatsuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Makita Corp
Original Assignee
Makita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Makita Electric Works Ltd filed Critical Makita Electric Works Ltd
Priority to JP55151689A priority Critical patent/JPS5775589A/ja
Priority to US06/314,419 priority patent/US4504769A/en
Priority to DE19813142749 priority patent/DE3142749A1/de
Publication of JPS5775589A publication Critical patent/JPS5775589A/ja
Publication of JPS644435B2 publication Critical patent/JPS644435B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/10Commutator motors, e.g. repulsion motors
    • H02P25/14Universal motors
    • H02P25/145Universal motors whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value, speed feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータ回転数をサイクル、トライアツ
ク等のスイツチング素子で制御するモータ駆動の
電動工具に関するものである。
従来、電動工具、例えば第1図に示すように、
モータハウジング1の先端部にギヤボツクス2を
介して砥石3を回転可能に取付けかつモータハウ
ジング1後端部のハンドル4内にメインスイツチ
5と回路ブロツク6を組込んだジスクグラインダ
7においては、モータ8のアーマチユアシヤフト
9に円筒体10を介して取付けたマグネツトリン
グ11と感磁性素子(図面では省略する)とによ
るモータ8回転数検出信号によつて回路ブロツク
6内に組込んだスイツチング素子12を制御して
いるが、この場合、スイツチング素子12に容量
が大きく、従つて冷却用スペースを相当取らなけ
ればならないこともあつて、スイツチング素子1
2を含む回路ブロツ6の外形形状が例えばモータ
ハウジング1の外径100mmに対してジスクグライ
ンダ7長手方向寸法、第1図のLが50〜60mmにも
達し、これが原因で従来のジスクグラインダ7に
おいては次のような欠点があつた。即ち、 (1) 電動工具全体が非常に長くかつ大きくなるた
め、特に狭い場所での作業性が極めて悪い。
(2) 過負荷時における発熱量の増大に対応して大
容量放熱フイン13とそれらを覆う大形ハウジ
ング14を用いていることから、工具重量が増
大して使い難く、作業者に必要以上の疲労を与
えている。
(3) 非常に高価な大容量大形放熱フイン13とそ
れらを収容するために高価な金型を用いて形成
された大きなハウジング14を必要とすること
から、電動工具全体のの生産コストが大巾に上
昇する。
(4) 大量の熱が発生する過負荷時等においては特
に大風量によつてモータを空冷する必要がある
が、局部加熱を防止するための手段として冷却
風吸入口に、ひだが多く非常に空気摩擦抵抗の
大きい放熱フインを特設していることから、逆
に風量が減少し、過負荷時においてモータ焼損
が多く発生する。
本発明の目的は小形、軽量かつ回路構成簡単に
して動作特性の優れた電動工具を提供することに
よつて、前記従来の欠点を除去することにある。
次に、本発明の一実施例の構成を図面によつて
説明する。
第2図に示されるように、モータハウジング1
5の先端部にギヤボツクス16を介して砥石17
を回転可能に取付けかつモータハウジング15後
端部のハンドル18内にメインスイツチSW1と
樹脂モールドの制御回路ブロツク19を組込んだ
ジスクグラインダ20において、モータM1を形
成するフイールドF1のコア21にはモータM1
と直列に接続されたスイツチング素子、この場
合、絶縁タイプのトライアツクTRI1が例えば第
3図のように取付金具22を介して取付けられる
か、或は、第4図のように直接に取付けられ、ト
ライアツクTRI1の接続端子部分にはそれぞれれ
透明な絶縁ビニールチユーブ23,24が接続剤
を介して取付けらている。
モータM1のアーマチユアシヤフト25の一端
部にセレーシヨン26を介して取付けられたプラ
スチツク成形の回転リング27には、制御回路ブ
ロツク19に埋込成形した感磁性素子Q1と対向
してモータM1の回転数を検出するマグネツト2
8が埋込まれ、又、アーマチユアシヤフト25の
一端部には回転リング27とともに第5図,第6
図に示すガバナ状ブレーキシユー、この場合、バ
ネ鋼板製弾性板29に軟鋼製厚肉リング30を点
熔接した後、6分割して第5図2点鎖線状変位を
可能にしたブレーキシユー31がセレーシヨン2
6を介して取付けられ、この取付状態においてモ
ータM1が無負荷回転すると、遠心力によつてブ
レーキシユー31が第5図2点鎖線のように弾性
変位するとともにプレーキシユー31の先端部が
制御回路ブロツク19内周に埋込んだ銅製リング
32内周面と摺接して、モータM1のアーマチユ
アA1にブレーキ力が付与される。
次に、第7図は本実施例の電気回路図であつ
て、メインスイツチSW1と抵抗R1を介して
X,Y端子の交流電源に接続される全波整流素子
DS1からの出力を逆流防止用ダイオードD1を
介して平滑化するコンデンサC1両端間には、メ
インスイツチSW1とトライアツクTRI1を介し
て交流電源に接続されるモータM1の回転リング
27に取付けられたマグネツト28に感応する感
磁性抵抗R2,R3からなる感磁性素子Q1と基
準電圧設定用抵抗R4,R5とオペアンプQ2で
構成されたコンパレータとからなる回転数検出回
路33、及び、パルス巾が抵抗R6とコンデンサ
C2で設定されたモノマルチステープルQ3、及
び、モノマルチステープルQ3からの出力をダイ
オードD2と抵抗R7、コンデンサC3を介して
平滑化するとともに可変抵抗VR1を介してトラ
ンジスタTr1のベース電位を制御する平滑回路
34、、及び、平滑回路34からの出力とツエナ
ーダイオードZD1の電圧とをオペアンプQ4の
コンパレータで比較してトランジスタTr2のベ
ース電位を制御する過負荷電流制御回路35との
それぞれが接続され、又、全波整流素子DS1に
接続された台形波形発生用ツエナーダイオード
ZD2には、トランジスタTr3とコンデンサC4
及びトランジスタTr3のベース・エミツタ間バ
イアス抵抗R88と並列に接続された抵抗R9,
R10を介しての各トランジスタTr1,Tr2と
コンデンサC5を介してプログラマブルユニジヤ
ンクシヨントランジスタPUT1を制御するとと
もに同PU1の出力によつてトライアツクTRIの
トリガ回路36を形成するフオトカプラPC,PC
2の各発光ダイオードLED1,LED2を制御す
る位相制御基準パルス発生回路37が接続され、
該位相制御基準パルス発生回路37にはツエナー
ダイオードZD2からの全波整流の台形波形が交
流の半サイクル毎に供給される。
次に、本実施例の用について説明する。
このように構成されたジスクグラインダ20の
電気制御回路の場合、メインスイツチSW1のオ
ン状態において、全波整流素子DS1両端間にダ
イオードD1を介して接続されたコンデンサC1
両端間からは全波整流の平滑波形が出力され、全
波整流素子DS1両端間に接続されたツエナーダ
イオードZD2からは全波整流の台形波形が出力
される。
そこで、まずメインスイツチSW1をオンにす
ると、その瞬間においてはコンデンサC5電位が
零のためトランジスタTr3はオフでPUT1から
の出力はなく、トライアツクTRI1はトリガされ
ないが、コンデンサC5が充電されてその電位が
高くなるに従つてトランジスタTr3の導通抵抗
が減少してコンデンサC4の充電時間が短くなる
ためPUT1を介してのトリガパルスによるトラ
イアツクTRI1の導通位相角が徐々に増大し、そ
の結果、ジスクグラインダ20のモータM1は起
動し始め、徐々に回転が上昇するため起動時にお
いて作業者にモータM1による起動の反動を与え
ることはなく作業を安全に進めることができる。
このようにしてモータM1が回転すると、アー
マチユアシヤフトA1の1回転毎に回路数検出回
路33であるコンパレータから出力が発生すると
ともにモノマルチステープルQ3からはアーマチ
ユアA1の1回転毎に一定巾のパルスが出力され
る結果、平滑回路34のコンデンサC3からはモ
ータM1の回転数に対応した電圧が発生するとと
もに、可変抵抗VR1を介してモータM1の回転
数に対応して制御されるトランジスタTr1の導
通抵抗とバイアス抵抗R8とによつて位相制御基
準パルス発生回路37のPUT1からは、可変抵
抗VR1で設定された特定回転数を基準にして、
モータM1回転数が特定回転数を越えた状態にお
いてはコンデンサC3電位が上昇してトランジス
タTr1の導通抵抗が減少し、PUT1を介しての
トライアツクTRI1導通位相角が小さくなつてモ
ータM1の回転数が減少し、モータM1回転数が
特定回転数より降下した状態においてコンデンサ
C3電位も下降してトランジスタTr1の導通抵
抗が増大し、PUT1を介してのトライアツク
TRI1導通位相角が大きくなつてモータM1の回
転数が増大する結果、ジスクグラインダ20のモ
ータM1回転数は負荷変動にしてほゞ一定の回転
数を安定した状態で保持することができる。この
モータM1回転状態において砥石17に過大負荷
が加わつてモータM1回転数が、この過大負荷に
対応して予め設定した過負荷回転数以下になつた
とき、平滑回路34のコンデンサC3電圧よりツ
エナーダイオードZD1電圧の方が高くなつてト
ランジスタTr2がオンする結果、トランジスタ
Tr3はそのバイアス抵抗の減少によつて導通抵
抗が増大するとともに位相制御基準パルス発生回
路37のコンデンサC4充電時間が長くなつてト
ライアツクの導通位相角が小さくなり、過負荷時
におけるモータM1の負荷電流が低く抑えられる
とともにモータM1の焼損が防止される。
このようにしてジスクグラインダ20はスロー
スタート、安定回転、過大電流防止の安定した動
作特性で運転されるが、電動工具の外形形状を大
きくすることなく電動工具の作業能力を増大させ
るとともに、電源電圧下降時においても作業能力
を十分に保持できるようにするため、電源電圧
100Vに対して電動工具のモータM1設計電圧を
75V程度に設定する場合があるが、この場合、過
負荷時における負荷電流の増大によつて電動工具
の作業能力が高くなる反面、負荷電流の増大によ
るスイツチング素子、例えばトライアツクTRI1
の破壊によつてトライアツクTRI1がトリガ制御
に関係なく全導通し、特に、この導通状態でモー
タM1が無負荷回転した場合、モータM1の回転
数は前記特定回転数を大巾に越えて増大するが、
この回転数増大による遠心力の増大によつてアー
マチユアシヤフト25に取付けられたブレーキシ
ユー31が第5図実線状態から2点鎖線状態に広
がるとともに、ブレーキシユー31先端部が制御
回路ブロツク19に埋込まれた銅製リング32に
圧接しながら回転する結果、アーマチユアA1に
ブレーキがかかつてモータM1の暴走回転が防止
される他の例えばブレーキシユー31が銅製リン
グ32に焼付いたとしても、部品価格が極めて安
くしかも着脱作業の容易なブレーキシユー31と
銅製リング32を新品と交換するのみでジスクグ
ラインダ20を再び使用可能状態にすることがで
きる。
なお、本実施例における各トランジスタTr1,
Tr2,Tr3はオペアンプに代えることができる
他、ブレーキシユー31は図示の他、ガバナ機能
を有する任意の形状とすることができ、又、ブレ
ーキシユー31と当接する銅製リング40を第8
図のようにベアリングハウジング41に取付ける
こともできる。
次に、本発明の効果について説明する。
本発明は電動工具駆動用モータM1に電源オ
ン・オフ用メインスイツチSW1とともに直列に
接続された前記モータM1を位相制御するための
スイツチング素子TRI1と、前記モータM1の回
転数に比例した数のパルスを発生させる回転数検
出回路33と、該回転数検出回路33からのパル
ス出力の度に一定幅のパルスさせるモノマルチス
テーブルQ3からのパルス出力をコンデンサC3
に充電させて前記モータM1回転数に比例した直
流電圧を発生させる平滑回路34と、該平滑回路
34からの直流電圧に反比例して導通抵抗を変化
させるトランジスタTr1と、前記平滑回路34
からの直流電圧の値が前記モータM1の過負荷運
転時の直流電圧以下になつたときに導通抵抗を大
幅に減少させるトランジスタTr2と、前記トラ
ンジスタTr1と抵抗R9との直列回路及び前記
トランジスタTr2と抵抗R10との直列回路及
び前記メインスイツチSW1のオン時のみ充電さ
れるコンデンサC5及びバイアス抵抗R8とのそ
れぞれからのベース電流に反比例して導通抵抗を
変化させるトランジスタTr3と、該トランジス
タTr3を通つて交流の半サイクル毎に充電され
るコンデンサC4の充電電圧が予め設定した電
圧、例えば抵抗R16とR17で設定されたゲー
ト電圧より高くなつたときに前記スイツチング素
子TRI1のゲート端子にトリガ信号を与えるトリ
ガ回路36とのそれぞれを備えた電動工具にあ
る。
これによつて本発明は速度制御とスロースター
トと過負荷電流制限の各動作特性を得るに必要な
電気回路を極めて簡単にして、電動工具の外形形
状を特に大きくすることなく前記電気回路を電動
工具に収納することができ、小形、軽量で作業の
容易な電動工具の特性を十分に保持した状態で、
電動工具に速度制御とスロースタートと過負荷電
流制限の各特性を持たせることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の実施例の破断正面図、第2図は
本発明の一実施例の破断正面図、第3図と第4図
はそのフイールドコア21部分の斜視図、第5図
はそのブレーキシユー31の一部破断正面図、第
6図はそのブレーキシユー31の右側面図、第7
図はその電気回路図、第8図は本発明の別実施例
の銅製リング40部分の正面図である。 33……回転数検出回路、34……平滑回路、
36……トリガ回路、M1……モータ、SW1…
…メインスイツチ、TRI1……スイツチング素
子、Q3……モノマルチステーブル、C3〜C5
……コンデンサ、Tr1〜Tr3……トランジス
タ、R8〜R10,R16,R17……抵抗、
PUT1……プログラマブルユニトジヤンクシヨ
ントランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電動工具駆動用モータM1に電源オン・オフ
    用メインスイツチSW1とともに直列に接続され
    た前記モータM1を位相制御するためのスイツチ
    ング素子TRI1と、前記モータM1の回転数に比
    例した数のパルスを発生させる回転数検出回路3
    3と、該回転数検出回路33からのパルス出力の
    度に一定幅のパルスを出力させるモノマルチステ
    ーブルQ3と、該モノマルチステーブルQ3から
    のパルス出力をコンデンサC3に充電させて前記
    モータM1回転数に比例した直流電圧を発生させ
    る平滑回路34と、該平滑回路34からの直流電
    圧に反比例して導通抵抗を変化させるトランジス
    タTr1と、前記平滑回路34からの直流電圧の
    値が前記モータM1の過負荷運転時の直流電圧以
    下になつたときに導通抵抗を大幅に減少させるト
    ランジスタTr2と、前記トランジスタTr1と抵
    抗R9との直列回路及び前記トランジスタTr2
    と抵抗R10との直列回路及び前記メインスイツ
    チSW1のオン時のみ充電されるコンデンサC5
    及びバイアス抵抗R8とのそれぞれからのベース
    電流に反比例して導通抵抗を変化させるトランジ
    スタTr3と、該トランジスタTr3を通つて交流
    の半サイクル毎に充電されるコンデンサC4の充
    電電圧が予め設定した電圧より高くなつたときに
    前記スイツチング素子TRI1のゲート端子にトリ
    ガ信号を与えるトリガ回路36とのそれぞれを備
    えることを特徴とする電動工具。
JP55151689A 1980-10-28 1980-10-28 Motor driven tool Granted JPS5775589A (en)

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US06/314,419 US4504769A (en) 1980-10-28 1981-10-23 Electrically-powered tool
DE19813142749 DE3142749A1 (de) 1980-10-28 1981-10-28 Elektrisch angetriebenes werkzeug

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