CN107249824A - 电动工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不使工具本体大型化就可以抑制峰值电流的电动工具。电动圆锯(100)具备:电动机(1)、对交流电压进行整流并输出的整流电路(91)、对整流电路的输出进行平滑并输出的平滑电路(92)以及通过进行开关动作而向电动机(1)供给平滑电路(92)的输出的逆变电路(93),在该电动圆锯(100)中,将彼此阻抗不同的电解电容(921)和薄膜电容(922)并联连接,并配置在平滑电路(92)内。
Description
技术领域
本发明涉及将无刷电动机作为驱动源的电动工具。
背景技术
过去,已知一种小型电动工具,其将无刷电动机作为驱动源,并在对交流电压进行整流的整流电路与向无刷电动机供给电压的逆变电路之间设置有静电容量较小的平滑电容(参照下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-196725号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来,寻求一种小型且输出大的电动工具。然而,输出大的电动工具,在相较于通常为过负荷区域中的实用作业时,电流的峰值、即峰值电流将升高。其结果是,存在以下问题:例如发生由于安装在逆变电路中的开关元件、电动机、开关等部件的损坏、或者搭载于成为电源的发电机或电动工具中的过电流保护电路的工作所造成的工具的驱动停止等问题。
虽然为了抑制峰值电流,可以考虑使用静电容量大的平滑电容,但是此时存在使工具主体大型化的问题。
鉴于所涉及的课题,本发明的目的在于,提供一种可以不使工具主体大型化而抑制峰值电流的电动工具。另外,本发明的另一目的在于,提供一种不使工具主体大型化就可以抑制峰值电流,且实现产品寿命提高的电动工具。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明所涉及的电动工具的特征在于,具备:无刷电动机;整流电路,其对交流电压进行整流并输出;平滑电路,其对整流电路的输出进行平滑并输出;以及逆变电路,其通过进行开关动作来向无刷电动机供给平滑电路的输出,平滑电路具有并联连接的第1电容及第2电容,第1电容及第2电容具有不同的阻抗。
根据所涉及的结构,由于在平滑电路中设置有阻抗不同的2个电容,因此即使在输出较大的电动工具中,也可以不使工具主体大型化并有效抑制峰值电流。因此,可以向无刷电动机供给稳定的电压,提高作业性。
在上述电动工具中,优选第1电容为有极性电容,第2电容为无极性电容。
根据所涉及的结构,由于有极性电容相较于尺寸,静电容量大,因此即使不使工具主体大型化也可以得到所需要的静电容量。另外,由于无极性电容的高频成分的吸收性能较高,因此可以抑制瞬间的峰值电流的产生。
另外,优选有极性电容为电解电容,无极性电容为薄膜电容。
根据所涉及的结构,由于除了电解电容还设置有薄膜电容,因此可以有效抑制峰值电流。
优选第1电容的容量大于第2电容的容量。
根据所涉及的结构,由于在平滑电路中设置有容量不同2个电容,因此可以有效抑制峰值电流。
在上述电动工具中,优选无刷电动机具有产生感应电压的定子绕组,平滑电路输出具有比感应电压的电压值小的最小值的脉动电压。
根据所涉及的结构,平滑电路的电容容量,不使整流电路的输出完全平滑,为输出脉动电压的较小容量,所述脉动电压在平滑电路的输出电压值大于定子绕组所产生的感应电压的电压值的期间,使电流流过无刷电动机,在平滑电路的输出电压值小于定子绕组所产生的感应电压的电压值的期间,不使电流流过无刷电动机。因此,平滑电路可以小型化,可以抑制电动工具主体的大型化。
另外,优选还具备:作业者能够操作的操作部、以及设置于整流电路与逆变电路之间并基于操作部的操作而被接通/断开的开关,开关被配置在第1电容与逆变电路之间。
根据所涉及的结构,由于来自整流电路的输出电流经由第1电容输入至开关,因此即使在无刷电动机的启动时产生冲击电流的情况下,也可以通过第1电容抑制电流的峰值,防止该冲击电流直接输入至开关。因此,可以防止开关的熔接等的发生,提高开关及工具的寿命。
优选开关被配置在第1电容与第2电容之间,第2电容被配置在开关与逆变电路之间。
根据所涉及的结构,由于在开关与逆变电路之间设置有第2电容,因此可以抑制开关断开时的对逆变电路的输入电压的跳变。因此,可以抑制安装在逆变电路中的MOSFET或IGBT等开关元件、无刷电动机等的损坏。
另外,优选还具备:控制单元,其控制逆变电路的开关动作;以及信号输出部,其基于操作部的操作向控制单元输出接通/断开信号。
根据所涉及的结构,伴随操作部的操作,可以可靠地开始及停止无刷电动机的驱动,因此可以确保良好的作业性。
优选控制单元在判断为流过无刷电动机的电流值超过阈值时,与操作部的操作无关地,为使开关动作停止而控制逆变电路。
根据所涉及的结构,可以防止发生由于过电流所造成的无刷电动机的烧坏等,提高了工具的寿命。
在上述电动工具中,优选还具备搭载整流电路、平滑电路及逆变电路的基板。此时,第1电容及第2电容与基板电连接,被配置在基板的尺寸内,并且具有与从基板凸出设置的电路元件相同程度的高度尺寸。
根据所涉及的结构,由于成为在基板上或基板附近配置有较小的电容的结构,因此可以提供一种紧凑的电动工具。
本发明所涉及的电动工具的特征在于,具备:无刷电动机;整流电路,其对交流电压进行整流并输出;平滑电路,其对整流电路的输出进行平滑并输出;以及逆变电路,其通过进行开关动作来向无刷电动机供给平滑电路的输出,平滑电路具有并联连接的2个电容以及配置在2个电容之间的开关。
根据所涉及的结构,由于在整流电路与开关之间设置有电容,且来自整流电路的输出电流经由电容被输入至开关,因此即使在无刷电动机的启动时产生冲击电流的情况下,也可以通过电容来抑制电流的峰值,并防止该冲击电流直接输入到开关。因此,可以防止发生开关的熔接等,提高开关及工具的寿命。另外,由于在开关与逆变电路之间也设置有电容,因此可以抑制开关断开时的逆变电路的电压的跳变。因此,可以抑制安装在逆变电路中的MOSFET或IGBT等开关元件、无刷电动机等的损坏,可以实现产品寿命的提高。
在上述电动工具中,优选电容为薄膜电容。
根据所涉及的结构,由于在平滑电路中设置有2个薄膜电容,因此可以有效抑制峰值电流。
另外,优选无刷电动机具有产生感应电压的定子绕组,平滑电路输出具有比感应电压的电压值小的最小值的脉动电压。
根据所涉及的结构,平滑电路的电容容量为不使整流电路的输出完全平滑,输出脉动电压的较小容量,所述脉动电压在平滑电路的输出电压值大于定子绕组所产生的感应电压的电压值的期间,使电流流过无刷电动机,在平滑电路的输出电压值小于定子绕组所产生的感应电压的电压值的期间,不使电流流过无刷电动机。因此,可以使平滑电路小型化,抑制电动工具主体的大型化。
另外,优选还具备作业者能够操作的操作部,开关基于操作部的操作而被接通/断开。
根据所涉及的结构,伴随操作部的操作,可以可靠地开始及停止无刷电动机的驱动,因此可以确保良好的作业性。
另外,优选还具备:控制单元,其控制逆变电路的开关动作;信号输出部,其基于操作部的操作向控制单元输出接通/断开信号。
根据所涉及的结构,伴随操作部的操作,可以可靠地开始及停止无刷电动机的驱动,因此可以确保良好的作业性。
优选控制单元在判断为流过无刷电动机的电流值超过阈值时,与操作部的操作无关地,为使开关动作停止而控制逆变电路。
根据所涉及的结构,可以防止发生由于过电流所造成的无刷电动机的烧坏等,提高了工具的寿命。
发明效果
根据本发明所涉及的电动工具,不使工具主体大型化就可以抑制峰值电流。另外,根据本发明所涉及的其他电动工具,不使工具主体大型化就可以抑制峰值电流,并且可以实现产品寿命的提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的电动圆锯的外观的侧视图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的电动圆锯的壳体内部的俯视图,为图1的II-II截面图。
图3是表示第1实施方式所涉及的电动圆锯的电气结构的电路图。
图4是表示控制基板的结构的俯视图,为图1的IV-IV截面图。
图5是表示平滑电路的输出电压值及流过逆变电路的电流值的时间变化的说明图。(a)表示平滑电路的输出电压值的时间变化,(b)表示流过逆变电路的电流值的时间变化。
图6A是表示流过作为比较例的电动圆锯中的逆变电路的电流值的时间变化的说明图。
图6B是表示流过第1实施方式所涉及的电动圆锯中的逆变电路的电流值的时间变化的说明图。
图7是表示第2实施方式所涉及的电动圆锯的电气结构的电路图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。这里,以将本发明应用于电动圆锯的情况为例来进行说明。此外,对各附图所示的相同或同等的结构要素、部件等标注相同的附图标记,并适当省略重复的说明。另外,各实施方式并不对发明进行限定,而是示例,各实施方式所记载的所有的特征或其组合等不一定限于本质的内容。
首先,针对本发明的实施方式所涉及的电动圆锯的结构,基于图1及图2来进行说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的电动圆锯的外观的侧视图,图2是表示本发明的实施方式所涉及的电动圆锯的壳体内部的俯视图。本发明的实施方式所涉及的电动圆锯100具备:壳体2、握把3、锯刃4、锯盖5及基座6,是使基座6在木材等被切断材料上滑动并通过锯刃4的旋转来切断被切断材料的工具。为了便于说明,在附图中,将图中所示的前定义为前方向,将后定位为后方向,将上定义为上方向,将下定义为下方向,从后方向观察,将右定义为右方向,将左定义为左方向。
在电动圆锯100中,壳体2例如为树脂制,并在内部收纳电动机1及控制基板8。在壳体2中还设置有用于连接商用交流电源或发电机等的未图示的电源线。
电动机1为无刷电动机,将旋转驱动锯刃4的驱动源即电动机1如图2所示,收纳于被划分在壳体2内部的左侧中央部分的电动机收纳部2a内。电动机1具有旋转轴1a,被配置为使该旋转轴1a的轴向与左右方向一致。
将控制基板8收纳于被划分在壳体2内部的左侧后方部分的基板收纳部2b内。控制基板8被配置为使基板平面与电动机1的旋转轴1a的轴向大致平行。控制基板8上搭载有用于控制电动机1的动作的控制部(后述)。控制基板8相当于本发明的基板。
握把3是用户使用电动圆锯100时所把持的部分,其与壳体2一体或者作为单独部件而被连结设置。另外,在握把3上,如图1所示,设置有用于控制电动机1的驱动的扳机3a。扳机3a在握把3内部与开关(后述)电连接,并且在壳体2内部与控制基板8电连接,用户向上方按下扳机3a,从而向开关及控制基板8输出启动电动机1的启动信号(接通信号)。扳机3a相当于本发明的操作部及信号输出部。
锯刃4形成为圆板形状,在壳体2的右侧,与电动机1的旋转轴1a同轴地被支持,并可旋转。
锯盖5例如为金属制,在沿锯刃4的外缘的侧面视图中形成为圆弧形状,并设置在壳体2的右侧,覆盖锯刃4的上侧大致一半。另外,锯盖5具备保护罩5a。保护罩5a例如为树脂制,被设置为在锯盖5的后方侧能够沿锯刃4的外缘转动。保护罩5a在电动圆锯100未进行切断作业的状态下,覆盖除锯刃4前方的一部分的下侧半部。
基座6例如为铝等金属制的大致矩形的板材。基座6经由锯盖5与壳体2相连结。基座6的长边方向与电动圆锯100的切断方向、即图1及图2所示的前后方向一致。另外,基座6的底面6a是与被切断材料的滑动面。在基座6上形成有沿上下方向贯通且在前后方向上延伸的未图示的开口部,锯刃4的下侧部分从该开口部向比底面6a更下方处突出。
接着,对第1实施方式所涉及的电动圆锯100的电路结构进行说明。图3是表示第1实施方式所涉及的电动圆锯100的电气结构的电路图。如图3所示,电动圆锯100的结构包含:电动机1、扳机3a及控制部9。
电动机1在本实施方式中由3相的无刷电动机构成,其结构包含:具备旋转轴1a(图2)及多个永磁铁的转子11、以及配置在与该转子11相对的位置的定子12。
转子11的结构包含以N极及S极为1组的2组永磁铁。在与转子11的永磁铁相对的位置配置有3个磁传感器13。磁传感器13例如为霍尔元件,检测转子11的旋转位置,并将位置信号输出至控制部9。
定子12由被星形接线的3相的线圈U、V、W构成。线圈U、V、W分别连接至控制基板8。在电动机1中,当转子11旋转时,在定子12的各线圈U、V、W中产生感应电压。
如图3所示,控制部9的结构包含:整流电路91、平滑电路92、逆变电路93、运算部94、电流检测电阻95及恒压电源电路96。其中,整流电路91、逆变电路93、运算部94及恒压电源电路96被搭载于控制基板8上。图4是控制基板8的俯视图。如图4所示,在控制基板8上,基板平面上凸出设置有多个电路元件。
整流电路91为二极管桥电路,如图3所示,例如输入侧被连接至商用交流电源300,输出侧被连接至平滑电路92。整流电路91对从商用交流电源300输入的交流电压进行全波整流,并输出至平滑电路92。整流电路91如图4所示,被搭载于控制基板8。
平滑电路92如图3所示,被配置在整流电路91与逆变电路93之间,并对来自整流电路91的输入电压进行平滑,输出至逆变电路93。在本实施方式中,平滑电路92的结构包含:电解电容921、薄膜电容922、放电用电阻923及开关924。
电解电容921为有极性的电容,如图3所示,被连接至来自整流电路91的输入侧。电解电容921相当于本发明的第1电容,在本实施方式中,是静电容量为150~200μF的小型电容。
电解电容921如图2所示,被配置在控制基板8与基板收纳部2b的前侧部分之间的空间中,并连接至控制基板8。此时,电解电容921如图4中虚线所示,被配置在控制基板8的基板平面的尺寸内。另外,电解电容921的高度尺寸(电动圆锯100的前后方向上的尺寸)如图2所示,与控制基板8上凸出设置的各电路元件的凸出设置方向的尺寸为相同程度。
薄膜电容922为无极性的电容,如图3所示,与电解电容921并联连接,并且在平滑电路92的作为输入侧的整流电路91与作为输出侧的逆变电路93之间,被配置在逆变电路93侧。薄膜电容922相当于本发明的第2电容,在本实施方式中,是静电容量为4.7μF的小型电容。
薄膜电容922如图2所示,被配置在控制基板8与基板收纳部2b的前侧部分之间的空间中,与控制基板8连接。此时,薄膜电容922如图4中虚线所示,被配置在控制基板8的基板平面的尺寸内。另外,薄膜电容922的高度尺寸(电动圆锯100的前后方向上的尺寸)如图2所示,与控制基板8上凸出设置的各电路元件的凸出设置方向的尺寸及电解电容921的高度尺寸为相同程度。
开关924被配置在电解电容921与薄膜电容922之间,基于来自扳机3a的启动信号的输入而被接通,基于启动信号的输入停止或启动停止信号(断开信号)的输入而被断开。开关924在本实施方式的电动圆锯100中,被收纳在握把3的内部(未图示)。
逆变电路93的结构包含被连接为3相桥形式的6个开关元件Q1~Q6。这里,开关元件Q1~Q6例如为MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管),如图4所示,被搭载于控制基板8。逆变电路93如图3所示,与平滑电路92的输出侧连接,通过进行开关动作,向电动机1的线圈U、V、W供给驱动电力。
运算部94相当于本发明的控制单元,在本实施方式中为微型计算机。运算部94如图4所示,被搭载于控制基板8,基于伴随扳机3a的操作所输入的启动信号,为了控制电动机1的旋转方向或旋转速度等,控制向线圈U、V、W的通电方向及通电时间。运算部94与逆变电路93的6个开关元件Q1~Q6的各栅极相连接,供给用于接通/断开各开关元件Q1~Q6的驱动信号H1~H6。
这里,逆变电路93的6个开关元件Q1~Q6的各漏极或各源极与电动机1的线圈U、V、W连接。开关元件Q1~Q6基于从运算部94输入的驱动信号H1~H6来进行开关动作,将从商用交流电源300经由整流电路91及平滑电路92所供给的电压设为3相(U相、V相、W相)电压Vu、Vv、Vw,向电动机1的线圈U、V、W供给驱动电力。
电流检测电阻95是用于检测流过电动机1及逆变电路93的电流的电阻,如图3所示,被连接在平滑电路92与逆变电路93之间。
运算部94通过测定电流检测电阻95的两端的电压,来检测流过电动机1及逆变电路93的电流的值。对运算部94预先设定预定的阈值,若检测出的电流值超过阈值,则为了停止电动机1的驱动,而使逆变电路93的开关动作停止。由此,防止由于过电流流过电动机1所造成的的烧坏等的发生。
恒压电源电路96如图3所示,被连接至整流电路91的输出侧,其结构包含:二极管961、电容962、IPD电路963、电容964及调节器965。恒压电源电路96是用于基于来自整流电路91的输出,向运算部94等供给稳定化的基准电压的电路。恒压电源电路96的各部如图4所示,被搭载于控制基板8。
接着,针对本实施方式所涉及的电动圆锯100的平滑电路92进一步详细说明。
图5是表示平滑电路92的输出电压值及流过逆变电路93的电流值的时间变化的说明图。图5(a)示出了平滑电路92的输出电压值的时间变化,纵轴表示平滑电路92的输出电压值V,横轴表示时间t。另外,图5(b)示出了流过逆变电路93的电流值的时间变化,纵轴表示流过逆变电路93的电流值I,横轴表示时间t。通过测定电流检测电阻95的两端的电压来检测检测该电流值I。
由于电动圆锯100相较于其他电动工具(例如冲击改锥等)需要较大的输出,因此从整流电路91输入平滑电路92的电压值也将升高。另一方面,在本实施方式的电动圆锯100中,设置在平滑电路92中的电解电容921及薄膜电容922均为小型且静电容量小。因此,从整流电路91输入至平滑电路92的电压未被完全平滑。平滑电路92如图5(a)所示,输出电压值周期性地变动的脉动电压V。这里,脉动电压V具有商用交流电源300的电源频率。
从平滑电路92输出的脉动电压经由逆变电路93被供给至电动机1。在电动机1中,伴随电压的供给,转子11被旋转驱动。此时,在定子12的各线圈中产生感应电压V1。
从平滑电路92输出的脉动电压V如图5(a)所示,具有小于在线圈产生的感应电压V1的最小值。因此,在脉动电压V的电压值大于感应电压V1的期间T1,电流流过逆变电路93(I>0),另一方面,在脉动电压V的电压值为感应电压V1以下的期间T2,电流不流过逆变电路93(I=0)。因此,宏观来看,流过逆变电路93的电流I的波形与期间T1中的脉动电压V的波形成为大致相似形。也就是说,宏观来看,电流I形成为具有商用交流电源300的电源频率的脉动电流。
另外,由于电动机1在电流流过逆变电路93及电动机1的期间T1被旋转驱动,因此在电流未流过的期间T2也由于惯性而旋转。该V>V1的期间T1周期性地产生,在电动机1被周期性地驱动的情况下,电动机1可以通过电流流过的期间T1及不流过的期间T2而继续旋转。
接着,针对流过逆变电路的电流I,基于图6A及图6B来进行更详细的说明。图6A及图6B是表示流过逆变电路的电流值I的时间变化的说明图。图6A是与作为比较例的电动圆锯相对应的图,图6B是与本实施方式所涉及的电动圆锯100相对应的图。图6A及图6B中,纵轴都表示流过逆变电路的电流值I,横轴都表示时间t。
在成为比较例的电动圆锯中,在平滑电路中设置有一个电解电容来作为平滑电容。平滑电路使整流电路的输出平滑,并输入至逆变电路。这里,在使用静电容量小的小型电解电容时,整流电路的输出未被完全平滑,脉动电压被输入至逆变电路,这一点与上述本实施方式的电动圆锯100的情况相同。
此时,流过逆变电路的电流I如图6A中虚线所示,宏观来看,虽然取了与期间T1中的脉动电压V的波形大致相似形的值,但是如图6A中实线所示,微观来看,以短周期进行变动。
电解电容相比于尺寸,静电容量大,且低频区域的阻抗小,因此例如相较于相同尺寸的薄膜电容,可以使整流电路的输出更平滑。也就是说,电解电容使具有电源频率的宏观的电流波形平滑。
另一方面,电解电容内部的寄生电阻大,高频区域的阻抗大。因此,电解电容高频成分的吸收性能低,难以对作为电源的发电机的动作状态或电源情况成为主要原因而产生的瞬间的浪涌电流进行平滑。因此,如图6A的实线所示,在作为比较例的电动圆锯中流过逆变电路的电流I包含瞬间的浪涌电流。
与此相对,在本实施方式的电动圆锯100中,平滑电路92中除了电解电容921,还设置有薄膜电容922。薄膜电容922的静电容量极小,且低频区域的阻抗大。因此,在对图6A及图6B的虚线的波形进行比较时,对于具有电源频率的宏观的电流波形,几乎无法发现由设置薄膜电容922所带来的变化。
另一方面,薄膜电容922具有高频区域中的阻抗小的特性。因此,薄膜电容922的高频成分的吸收性能高,如图6B中实线所示,可以使图6A所产生的瞬间的浪涌电流平滑。因此,在本实施方式所涉及的电动圆锯100中,流过逆变电路93的电流I相较于现有的电动圆锯的情况,抑制了因浪涌电流所造成的峰值电流的产生。
在电动圆锯中,已知例如在刚接通开关来启动电动机后,经常产生冲击电流。这里,冲击电流是指高频且电流值极大的峰值电流。另外,即使是在电源频率的波形的峰值中电流值跳变的情况下,仍产生同样的峰值电流。进而,在将发电机用作电源时突发性地产生的浪涌电流也与冲击电流相同,为高频且电流值极大的峰值电流。在本实施方式的电动圆锯100中,除了电解电容921以外,在平滑电路92中还设置有薄膜电容922,由此可以使高频的电流平滑,因此可以有效抑制峰值电流的产生。
另外,在本实施方式的电动圆锯100中,如图3所示,开关924被配置在电解电容921及薄膜电容922之间。通过这样配置,在整流电路91与开关924之间配置有电解电容921,在开关924与逆变电路93之间配置有薄膜电容922。
因此,在接通开关924来启动电动机1的时候,即使在整流电路91的输出变大的情况下,来自整流电路91的输出电流也不会直接输入开关924,而是经由电解电容921被输入,因此可以防止开关924的触点熔接等问题的发生。
另外,虽然在断开开关924的情况下,将线圈U、V、W中积蓄的能量施加在逆变电路93,但是在本实施方式的电动圆锯100中,由于将薄膜电容922配置为即使在开关924断开时仍与逆变电路93相连接,因此所述能量被薄膜电容922吸收。因此,可以抑制开关元件Q1~Q6的损坏。
即,在本实施方式的电动圆锯100中,构成为当解除扳机3a的操作时,断开开关924,无论控制部9的指示如何,都可靠地停止电动机1的驱动,可以实现提高开关924及逆变电路93的寿命的结构。
如上所述,在第1实施方式所涉及的电动圆锯100中,由于在平滑电路92中设置有特性不同的2个小型电容、即电解电容921及薄膜电容922,因此即使不设置大型且静电容量大的平滑电容,也可以有效抑制峰值电流。因此,可以实现小型且作业性良好的电动圆锯100。
另外,通过在电解电容921及薄膜电容922之间配置开关924,可以防止开关924的熔接,并且也可以抑制在逆变电路93中安装的开关元件Q1~Q6的损坏。因此,提高了电动圆锯100的寿命。
接着,针对第2实施方式所涉及的电动圆锯200来进行说明。本实施方式所涉及的电动圆锯200在平滑电路292中设置有2个薄膜电容925、926的结构与第1实施方式不同。此外,对与第1实施方式相同或同等的结构要素、部件等标注相同的附图标记,并适当省略重复的说明。
图7是表示第2实施方式所涉及的电动圆锯200的电气结构的电路图。电动圆锯200的结构如图7所示,包含:电动机1、扳机3a及控制部209。
控制部209的结构如图7所示,包含:整流电路91、平滑电路292、逆变电路93、运算部94、电流检测电阻95及恒压电源电路296。其中,整流电路91、逆变电路93、运算部94及恒压电源电路296被搭载于控制基板8上。
平滑电路292如图7所示,被配置在整流电路91与逆变电路93之间,将来自整流电路91的输入电压平滑并输出至逆变电路93。在本实施方式中,平滑电路292的结构包含:薄膜电容925、薄膜电容926及开关927。
薄膜电容925、926分别为无极性的电容,如图7所示,在相互并联连接的状态下,薄膜电容925与来自整流电路91的输入侧相连接,薄膜电容926与对逆变电路93的输出侧相连接。在本实施方式中,薄膜电容925、926分别是静电容量为4.7μF的小型电容。
另外,与第1实施方式的情况同样地,薄膜电容925、926被配置在控制基板8与基板收纳部2b的前侧部分之间的空间中,并与控制基板8相连接。此时,薄膜电容925、926被配置在控制基板8的基板平面的尺寸内。另外,薄膜电容925、926的高度尺寸(电动圆锯200的前后方向上的尺寸)与在控制基板8上凸出设置的各电路元件的凸出设置方向的尺寸为相同程度。
开关927被配置在薄膜电容925与薄膜电容926之间,基于来自扳机3a的启动信号的输入而接通,基于启动信号的输入停止而断开。与第1实施方式同样地,开关927被收纳在握把3的内部。
如图7所示,恒压电源电路296构成为与整流电路91的输出侧相连接,并包含:二极管961、电容962、电容966、IPD电路963、电容964及调节器965。恒压电源电路296是用于基于来自整流电路91的输出,向运算部94等供给稳定化的基准电压的电路。
在如上所述那样构成的电动圆锯200中,平滑电路292中仅设置有静电容量小的2个薄膜电容925、926。因此,与第1实施方式同样地,平滑电路292不使来自整流电路91的输入电压完全平滑,并输出具有小于在电动机1的线圈所产生的感应电压V1的最小值的脉动电压V。这里,脉动电压V具有商用交流电源300的电源频率。另外,在脉动电压V的电压值大于感应电压V1的期间T1,电流流过逆变电路93及电动机1,另一方面,在脉动电压V的电压值为感应电压V1以下的期间T2,电流不流过逆变电路93及电动机1。也就是说,宏观来看,流过逆变电路93的电流I形成为具有商用交流电源300的电源频率的脉动电流。
这里,设置在平滑电路292中的2个薄膜电容925、926的静电容量小,但是高频区域中的阻抗小,高频成分的吸收性能高。因此,平滑电路292使瞬间的浪涌电流平滑。因此,在本实施方式所涉及的电动圆锯200中,可以通过平滑电路292来抑制峰值电流的产生。
另外,在平滑电路292中,开关927被设置在2个薄膜电容925、926之间。通过这样配置,形成为在整流电路91与开关927之间配置薄膜电容925,在开关927与逆变电路93之间配置薄膜电容926。
因此,在接通开关927来启动电动机1时,即使在从整流电路91输出冲击电流的情况下,来自整流电路91的输出电流也不会直接输入到开关927,而是经由薄膜电容925被输入,因此可以在薄膜电容925中吸收冲击电流。因此,可以防止开关927的触点熔接等问题的发生。
另外,由于将薄膜电容926配置为即使在开关927断开时仍与逆变电路93连接,因此线圈U、V、W中积蓄的能量被薄膜电容926吸收。因此,可以抑制开关元件Q1~Q6的损坏。
如上所述,在第2实施方式所涉及的电动圆锯200中,由于在平滑电路292中设置有2个小型的薄膜电容925、926,因此即使不设置大型且静电容量大的平滑电容,也可以抑制峰值电流。因此,可以实现小型且作业性良好的电动圆锯200。
另外,通过将开关927配置在2个薄膜电容925、926之间,可以防止开关927的熔接,并且也可以抑制在逆变电路93中安装的开关元件Q1~Q6的损坏。因此,提高了电动圆锯200的寿命。
以上,虽然基于本发明的实施方式进行了说明,但是本发明并不局限于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。
符号说明
1…电动机、3a…扳机、8…控制基板、91…整流电路、92,292…平滑电路、93…逆变电路、94…运算部、100,200…电动圆锯、921…电解电容、922…薄膜电容、924,927…开关、925,926…薄膜电容。
Claims (16)
1.一种电动工具,其特征在于,具备:
无刷电动机;
整流电路,其对交流电压进行整流并输出;
平滑电路,其对所述整流电路的输出进行平滑并输出;以及
逆变电路,其通过进行开关动作来向所述无刷电动机供给所述平滑电路的输出,
所述平滑电路具有并联连接的第1电容及第2电容,所述第1电容及所述第2电容具有不同的阻抗。
2.根据权利要求1所述的电动工具,其特征在于,
所述第1电容为有极性电容,所述第2电容为无极性电容。
3.根据权利要求2所述的电动工具,其特征在于,
所述有极性电容为电解电容,所述无极性电容为薄膜电容。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的电动工具,其特征在于,
所述第1电容的容量大于所述第2电容的容量。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的电动工具,其特征在于,
所述无刷电动机具有产生感应电压的定子绕组,所述平滑电路输出具有小于所述感应电压的电压值的最小值的脉动电压。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的电动工具,其特征在于,
该电动工具还具备:作业者能够操作的操作部、以及设置在所述整流电路与所述逆变电路之间并基于所述操作部的操作而被接通/断开的开关,
所述开关被配置在所述第1电容与所述逆变电路之间。
7.根据权利要求6所述的电动工具,其特征在于,
所述开关被配置在所述第1电容与所述第2电容之间,所述第2电容被配置在所述开关与所述逆变电路之间。
8.根据权利要求6或7所述的电动工具,其特征在于,
该电动工具还具备:
控制单元,其控制所述逆变电路的所述开关动作;以及
信号输出部,其基于所述操作部的操作将接通/断开信号输出至所述控制单元。
9.根据权利要求8所述的电动工具,其特征在于,
所述控制单元在判断为流过所述无刷电动机的电流值超过阈值时,与所述操作部的操作无关地为使所述开关动作停止而控制所述逆变电路。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的电动工具,其特征在于,
该电动工具还具备搭载所述整流电路、所述平滑电路及所述逆变电路的基板,所述第1电容及所述第2电容与所述基板电连接,配置在所述基板的尺寸内,并且具有与从所述基板凸出设置的电路元件相同程度的高度尺寸。
11.一种电动工具,其特征在于,具备:
无刷电动机;
整流电路,其对交流电压进行整流并输出;
平滑电路,其对所述整流电路的输出进行平滑并输出;以及
逆变电路,其通过进行开关动作来向所述无刷电动机供给所述平滑电路的输出,
所述平滑电路具有并联连接的2个电容以及配置在所述2个电容之间的开关。
12.根据权利要求11所述的电动工具,其特征在于,
所述电容为薄膜电容。
13.根据权利要求11或12所述的电动工具,其特征在于,
所述无刷电动机具有产生感应电压的定子绕组,所述平滑电路输出具有比所述感应电压的电压值小的最小值的脉动电压。
14.根据权利要求11~13中的任一项所述的电动工具,其特征在于,
该电动工具还具备作业者能够操作的操作部,所述开关基于所述操作部的操作而被接通/断开。
15.根据权利要求14所述的电动工具,其特征在于,
该电动工具还具备:
控制单元,其控制所述逆变电路的所述开关动作;以及
信号输出部,其基于所述操作部的操作将接通/断开信号输出至所述控制单元。
16.根据权利要求15所述的电动工具,其特征在于,
所述控制单元在判断为流过所述无刷电动机的电流值超过阈值时,与所述操作部的操作无关地为使所述开关动作停止而控制所述逆变电路。
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