CN104755232A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供与以往相比能够进行易于避免过载保护功能工作的控制的电动工具。控制部检测流过马达的电流I，判断电流I是否超过I1(S2)。如果电流I超过I1(S2的是)，则开始占空比调整模式。在电流I超过Imax时(S4的是)，相比于占空比的调整使保护优先而停止对马达的通电(S5)。如果电流I未超过Imax(S4的否)，则使占空比下降(S7)。如果电流I小于I2(S8的是)，则使占空比上升(S10)。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及研磨机、钻机等的电动工具。

背景技术

电动工具中，为了防止马达、其它零部件的烧损，一般来说具备若负载超过阈值则使马达停止的过载保护功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－12547号公报

发明内容

如果过载保护功能工作，则产品突然停止，使用者不得不中断作业，导致作业效率下降。

本发明认识到这样的状况而做出，其目的在于，提供与以往相比能够进行避免过载保护功能工作的控制的电动工具。

本发明的一个方案是电动工具。该电动工具具备：马达；以及控制上述马达的控制部，如果负载超过第一阈值则上述控制部使施加于上述马达的电压的占空比下降。

如果负载超过上述第一阈值后再小于比上述第一阈值小的第二阈值，则上述控制部也可以使上述占空比上升。

本发明的另一个方案是电动工具。该电动工具具备：马达；以及控制上述马达的控制部，如果负载超过第一阈值，则上述控制部开始对施加于上述马达的电压的占空比进行调整的占空比调整模式，以便处于满足上述第一阈值以下这样的条件的目标负载范围内。

如果在规定的占空比下负载小于比上述第一阈值小的第二阈值，则上述控制部也可以结束上述占空比调整模式。

上述控制部也可以通过上述占空比和上述马达的转速的组合以及流过上述马达的电流的任一方或者双方来监视负载。

如果负载超过比上述第一阈值大的过载保护阈值，则上述控制部也可以停止对上述马达的通电。

此外，以上的结构要素的任意的组合、将本发明的表达在方法、系统等之间转换的方案也作为本发明的方案而有效。

发明的效果

根据本发明，能够提供与以往相比能够进行避免过载保护功能工作的控制的电动工具。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电动工具的内部结构图。

图2是该电动工具的电路图。

图3是该电动工具的马达转速—马达电流特性图。

图4是该电动工具的控制流程图。

图5是本发明的实施方式2的电动工具的内部结构图。

图6是该电动工具中的耦合线圈11的设置位置说明图。

图7是该电动工具的电路图。

图8是该电动工具的控制流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详述本发明的适合的实施方式。应予说明，对在各附图中示出的相同或者同等的结构要素、部件等赋予相同的附图标记，适当地省略重复的说明。另外，实施方式并不限定发明而是例示，并不限定实施方式中记述的全部的特征或其组合必须是发明的本质内容。

图1是本发明的实施方式1的电动工具的内部结构图。该电动工具是直柄研磨机，从工业电源接受电力供给来动作。在壳体1的内侧固定有马达2，在马达2的前端侧连结有主轴3，在主轴3的前端安装有未图示的砂轮。马达2是交流有刷马达。通过马达2的旋转使砂轮旋转，来实施研磨等的作业。为了电流检测(负载检测)而设置分流电阻4。这样的电动工具的结构是公知的，所以省略更详细的说明。

图2是图1所示的电动工具的电路图。电源5是工业电源等的交流电源，用电缆连接于电动工具。开关6由使用者进行开关操作。三端双向交流开关9是用于对向马达2供给电力进行控制的半导体元件的例示。分流电阻4将流过马达2的电流转换为电压。在电源5的两端子间串联连接马达2、三端双向交流开关9及分流电阻4。控制部7向三端双向交流开关9的门极发送信号，将三端双向交流开关9以规定的占空比进行开关控制。而且控制部7通过分流电阻4的端子电压，检测(监视)流过马达2的电流即负载(转矩)。控制部7中的各种运算由运算元件8来实施。

图3是该电动工具的马达转速—马达电流特性图。图3中纵轴为马达2的转速R，横轴为流过马达2的电流I即负载。另外，特性1表示占空比为D1(例如100％)的情况，特性2表示占空比为D2(D2＜D1)的情况。如图3所示，如果占空比恒定，则马达2的转速R越低，流过马达2的电流I(负载)越大。此外，电流I超过Imax(过载保护阈值)的区域是过载保护范围，如果电流I超过Imax则控制部7使马达2停止。另外，电流I为I3以下的区域是恒速控制范围，控制部7以转速R不超过R3的方式进行控制。

图4是图1以及图2所示的电动工具的控制流程图。以下，还参照图3对控制部7进行的控制的流程进行说明。使用者将电动工具的开关6打开，开始作业。控制部7以占空比D1驱动马达2(S1)，并且通过分流电阻4的端子电压来检测(监视)流过马达2的电流I，判断电流I是否超过I1(S2)。I1是第一阈值，呈I1＝Imax－X1的关系。X1的值能够预先任意地设定。如果电流I超过I1(S2的是)，则控制部7开始占空比调整模式(S3)。

在占空比调整模式中，以电流I处于目标负载范围内，即I2≤I≤I1的方式对施加于马达2的电压的占空比进行调整。这里，目标负载中心值Im呈Im＝I1－X2的关系。I2是第二阈值，呈I2＝Im－X2的关系。X2的值能够预先任意地设定。在占空比调整模式中，控制部7在电流I超过Imax时(S4的是)，相比于占空比的调整也使保护优先，而停止对马达2的通电(S5)。如果电流I未超过Imax(S4的否)，则控制部7判断电流I是否超过I1(S6)。如果电流I超过I1(S6的是)，则使占空比例如从D1下降为D2(S7)。于是，马达2的特性从图3所示的特性1移到特性2，转速和电流均下降。根据此时的转速的下降，使用者认识到接近过载的状态，例如能够减弱砂轮对被加工材料的按压力而使负载下降。

如果电流I小于I2(S8的是)，则控制部7判断占空比是否为D1(S9)，如果占空比不是D1(S9的否)，则使占空比例如从D2上升为D1(S10)。于是，马达2的特性从图3所示的特性2移到特性1，转速和电流均上升。根据此时的转速的上升，使用者认识到负载存在余量，例如能够加强砂轮对被加工材料的按压力而使负载上升。这样，在占空比调整模式中，如果电流I超过I1则使占空比从D1下降为D2，如果电流I小于I2则使占空比从D2上升为D1，从而使马达2在目标负载范围内动作。占空比调整模式在电流I超过Imax或者在占空比D1下电流I小于I2时结束(S11)。

根据本实施方式，能够起到下述的效果。

(1)在到达过载保护阈值之前使施加到马达2的电压的占空比下降，所以与不进行这样的控制的情况相比能够避免过载保护功能工作，提高作业效率。

(2)占空比调整模式中以处于预先设定的目标负载范围内的方式控制占空比，所以与不进行这样的控制的情况相比能够使作业的完成均匀一致。例如根据材料，也有若使负载过大则产生烧焦的情况，在本实施方式中能够适当地应对这样的问题。

图5是本发明的实施方式2的电动工具的内部结构图。图6是该电动工具中的耦合线圈11的设置位置说明图。图7是该电动工具的电路图。本实施方式的电动工具与图1以及图2所示的实施方式1的电动工具相比，不同点在于，代替分流电阻4而设置了磁铁10以及耦合线圈11，代替流过马达2的电流而通过马达2的转速来检测(监视)负载，其它方面则一致。如马达转速—马达电流特性图(图3)所示，能够根据检测出的马达2的转速R间接地检测(监视)出流过马达2的电流I(负载)。以下，以不同点为中心进行说明。

磁铁10安装于马达2的后端而与马达2一体旋转。耦合线圈11设置于磁铁10的侧方，被施加磁铁10产生的磁场。磁场伴随着马达2的旋转而周期性地变化。控制部7根据来自耦合线圈11的电压信号(脉冲波)来检测马达2的转速。

图8是图5～图7所示的电动工具的控制流程图。以下，还参照图3对控制部7进行的控制的流程进行说明。使用者将电动工具的开关6打开，开始作业。控制部7以占空比D1驱动马达2(S21)，并通过来自耦合线圈11的电压信号来检测(监视)马达2的转速，判断转速R是否小于R1(S22)。R1是在当前的占空比下，与流过马达2的电流I(负载)为I1(第一阈值)的情况对应的马达转速，如果占空比为D1则R1＝RH1，如果占空比为D2则R1＝RL1。如果占空比为D1时转速R小于R1(S22的是)，则电流I(负载)超过I1(第一阈值)，所以控制部7开始占空比调整模式(S23)。在转速R小于Rmin时(S24的是)，电流I超过Imax，所以控制部7相比于占空比的调整使保护优先而停止对马达2的通电(S25)。Rmin是在当前的占空比下，与过载保护阈值的Imax对应的马达转速，如果占空比为D1则Rmin＝RHmin，如果占空比为D2则Rmin＝RLmin。如果转速R不小于Rmin(S24的否)，则控制部7判断转速R是否小于R1(S26)。如果转速R小于R1(S26的是)，则使占空比例如从D1下降至D2(S27)。如果转速R超过R2(S28的是)，则电流I小于I2(第二阈值)，所以控制部7判断占空比是否为D1(S29)，如果占空比不是D1(S29的否)，则使占空比例如从D2上升至D1(S30)。R2是在当前的占空比下，与流过马达2的电流I为I2(第二阈值)的情况对应的马达转速，如果占空比为D2则R2＝RL2，如果占空比为D1则R2＝RH2。占空比调整模式在转速R小于Rmin或者在占空比D1下转速R超过R2时结束(S31)。

本实施方式也能够起到与实施方式1相同的效果。

以上，以实施方式为例说明了本发明，然而本领域的技术人员应理解实施方式的各结构要素或各处理工序能够在权利要求所记载的范围内进行各种的变形。以下，涉及变形例。

电动工具不限于研磨机，也可以是钻机或其它的工具。而且电动工具也可以为电池驱动，马达2也可以是DC马达(有刷或者无刷)。占空比不限于D1，D2的两个等级，也可以是三个等级以上。目标负载范围的上限值也可以低于第一阈值I1。

符号说明

1—壳体；2—马达；3—主轴；4—分流电阻；5—电源；6—开关；7—控制部；8—运算元件；9—三端双向交流开关；10—磁铁；11—耦合线圈。

Claims (6)

1.一种电动工具，其特征在于，具备：

马达；

以及控制上述马达的控制部，

如果负载超过第一阈值则上述控制部使施加于上述马达的电压的占空比下降。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

如果负载超过上述第一阈值后再小于比上述第一阈值小的第二阈值，则上述控制部使上述占空比上升。

3.一种电动工具，其特征在于，具备：

马达；

以及控制上述马达的控制部，

如果负载超过第一阈值，则上述控制部开始对施加于上述马达的电压的占空比进行调整的占空比调整模式，以便处于满足上述第一阈值以下这样的条件的目标负载范围内。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

如果在规定的占空比下负载小于比上述第一阈值小的第二阈值，则上述控制部结束上述占空比调整模式。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动工具，其特征在于，

上述控制部通过上述占空比和上述马达的转速的组合以及流过上述马达的电流的任一方或者双方来监视负载。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电动工具，其特征在于，

如果负载超过比上述第一阈值大的过载保护阈值，则上述控制部停止对上述马达的通电。