-
HINTERGRUND
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Arbeitsmaschine mit einer Bremsfunktion zum Erzeugen einer Bremskraft nach einem Stopp eines Antriebs eines Motors.
-
Beispielsweise ist aus der
JP 5777924 A eine elektrische Arbeitsmaschine wie ein elektrisches Kraftwerkzeug bekannt, das eine Bremsfunktion zum Zuführen eines Bremsstroms zu einem Motor zum sofortigen Stoppen des Motors, wenn die den Motor antreibende Leistungsquelle gestoppt wird, aufweist.
-
Mit diesem Typ einer elektrischen Arbeitsmaschine kann eine Sicherheit verbessert werden, da ein Werkzeugbit, beispielsweise ein Schleifstein oder Drehmesser, daran gehindert wird, aufgrund der Trägheit weiter zu drehen, wenn ein Benutzer einen Betätigungsschalter zum Stoppen des Antriebs des Motors ausschaltet.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Wie beispielsweise in der
JP 5777924 A offenbart, kann die oben beschriebene Bremsfunktion durch eine Bremsvorrichtung mit einer elektrischen Schaltung, die einem Motor einen Bremsstrom zum Erzeugen einer Bremskraft zuführt, und einer Bremse, die eine Bremskraft direkt auf die Drehwelle des Motors ausübt, erhalten werden. Wenn jedoch die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, kann die gewünschte Bremskraft nicht erzeugt werden.
-
Darüber hinaus wird beispielsweise, wenn die Bremskraft, die erzeugt wird, wenn der Antrieb des Motors gestoppt wird, groß ist, das Werkzeugbit abrupt gestoppt, was für den Benutzer unangenehm ist und zu einer Lockerung des Werkzeugbits führen kann. Wenn dagegen die Bremskraft, die erzeugt wird, wenn der Antrieb des Motors gestoppt wird, klein ist, kann die Drehung des Werkzeugbits nicht rasch gestoppt werden, was eine vollständige Implementierung der Bremsfunktion verhindert.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine elektrische Arbeitsmaschine bevorzugt zum Detektieren eines Defekts bzw. Fehlers einer Bremsvorrichtung, die eine Bremskraft erzeugt, wenn der Antrieb eines Motors gestoppt wird, und ferner zum Melden des Fehlers an einen Benutzer ausgebildet.
-
Eine elektrische Arbeitsmaschine gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Motor, eine Antriebsvorrichtung, die zum Antreiben des Motors ausgebildet ist, eine Bremsvorrichtung, die zum Erzeugen einer Bremskraft zum Stoppen einer Drehung des Motors, wenn der Antrieb des Motors durch die Antriebsvorrichtung beendet wird, und einen Fehlerbestimmer auf.
-
Der Fehlerbestimmer ist zum Detektieren einer Verzögerung des Motors, wenn der Antrieb des Motors durch die Antriebsvorrichtung gestoppt wird, und Bestimmen, ob die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, basierend auf der Verzögerung ausgebildet. Dementsprechend kann die elektrische Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Versagen der Bremsvorrichtung mittels des Fehlerbestimmers detektieren und den Fehler einem Benutzer mitteilen.
-
„Beenden des Antriebs des Motors durch die Antriebsvorrichtung“ und „Stoppen des Antriebs des Motors durch die Antriebsvorrichtung“ kann das Stoppen einer Zufuhr eines Antriebsstroms von der Antriebsvorrichtung zu dem Motor bezeichnen. Der Fehlerbestimmer kann zum Bestimmen, dass die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, wenn die Verzögerung des Motors einen spezifizierten Maximalwert überschreitet und der Motor abrupt verzögert wird, ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der Fehlerbestimmer zum Bestimmen, dass die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, wenn die Verzögerung des Motors unter einen spezifizierten Minimalwert fällt und der Motor nicht ausreichend gebremst werden kann, ausgebildet sein.
-
Darüber hinaus kann der Fehlerbestimmer zum Melden eines Fehlers der Bremsvorrichtung an den Benutzer, wenn bestimmt wird, dass die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, oder Deaktivieren der Antriebsvorrichtung, so dass der Motor nicht angetrieben wird, ausgebildet sein.
-
Wenn der Fehlerbestimmer einen Fehler der Bremsvorrichtung detektiert, kann, wenn die Antriebsvorrichtung sofort deaktiviert wird, so dass der Motor nicht angetrieben wird, die elektrische Arbeitsmaschine nicht mehr betrieben werden. Daher kann der Fehlerbestimmer dazu ausgebildet sein, zu ermöglichen, dass die Antriebsvorrichtung den Motor für eine spezifische Zeitdauer antreibt, wenn bestimmt wird, dass die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, und danach die Antriebsvorrichtung zu deaktivieren, so dass der Motor nach Ablauf der spezifizierten Zeitdauer nicht angetrieben wird.
-
Darüber hinaus kann der Fehlerbestimmer zum Abtasten der Anzahl von Umdrehungen des Motors bei spezifischen Intervallen und Detektieren der Verzögerung des Motors basierend auf einem Unterschied zwischen einem zuletzt erhaltenen Abtastergebnis und einem Abtastergebnis, das eine spezifizierte Zeitdauer davor erhalten wurde, ausgebildet sein.
-
Dementsprechend kann durch geeignetes Einstellen des Intervalls (mit anderen Worten, des Zeitunterschieds) zum Erhalten von zwei Abtastergebnissen, die zum Detektieren der Verzögerung des Motors verwendet werden, die Verzögerung, die der von der Bremsvorrichtung erzeugten Bremskraft entspricht, detektiert werden, ohne durch eine Drehzahlvariation beeinflusst zu werden. Daher kann in diesem Fall ein Fehler der Bremsvorrichtung basierend auf der detektierten Verzögerung genauer bestimmt werden. Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Arbeitsmaschine mit einem Motor und einem Schalter, der zur Betätigung durch einen Benutzer ausgebildet ist, wobei der Schalter einen eingeschalteten Zustand und einen ausgeschalteten Zustand aufweist. Das Verfahren beinhaltet das Antreiben des Motors ansprechend auf ein Einschalten des Schalters, das Steuern einer Verzögerung des Motors zu einem gestoppten Zustand ansprechend auf das Ausschalten des Schalters, das Überwachen der Verzögerung des Motors während der gesteuerten Verzögerung und das Bestimmen, ob die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, basierend auf der überwachten Verzögerung.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen auf beispielhafte Weise beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Ansicht, die den Aufbau eines mit Wechselstrom angetriebenen Schleifgeräts gemäß einer Ausführungsform zeigt;
-
2 ein Blockdiagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Antriebssystems des in 1 gezeigten Schleifgeräts zeigt;
-
3 ein Flussdiagramm, das einen Fehlerbestimmungsprozess darstellt, der von einer in 2 gezeigten MCU ausgeführt wird;
-
4 ein Zeitdiagramm, das einen Verzögerungs- und Fehlerbestimmungsbetrieb für eine Fehlerbestimmung darstellt; und
-
5 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines mit Gleichstrom angetriebenen Antriebssystems einer elektrischen Arbeitsmaschine zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt, weist ein Schleifgerät 2 der vorliegenden Ausführungsform in erster Linie ein Motorgehäuse 4, ein Getriebegehäuse 6 und eine hintere Abdeckung 8 auf.
-
Das Motorgehäuse 4 weist eine annähernd zylindrische Form auf und nimmt einen Motor 20 auf. Der Motor 20 ist derart in dem Motorgehäuse 4 aufgenommen, dass die Drehwelle des Motors 20 parallel zu der Mittelachse des Motorgehäuses 4 angeordnet ist. Ein Ende der Drehwelle steht zu dem Getriebegehäuse 6 vor.
-
Die Drehwelle des Motors 20 ist über einen in dem Getriebegehäuse 6 angeordneten Getriebemechanismus mit einer Spindel 12, die von dem Getriebegehäuse 6 nach außen vorsteht, verbunden. Die Spindel 12 ist derart drehbar in dem Getriebegehäuse 6 angeordnet, dass die zentrale Welle der Spindel 12 senkrecht zu der Drehwelle des Motors 20 verläuft. Der Getriebemechanismus in dem Getriebegehäuse 6 ist beispielsweise mit einem Kegelrad ausgebildet, so dass die Drehung des Motors 20 in die Drehung der Spindel 12 umgewandelt wird. Da der Getriebemechanismus ähnlich wie bei bekannten Schleifgeräten ausgebildet ist, wird an dieser Stelle die detaillierte Beschreibung des Getriebemechanismus weggelassen.
-
Die Spindel 12, die von dem Getriebegehäuse 6 vorsteht, ist mit einem inneren Flansch 14 zum Positionieren und Befestigen eines kreisförmigen plattenartigen Werkzeugbits 16 versehen. Näher an dem distalen Ende der Spindel 12 als der innere Flansch 14 ist eine Befestigungsmutter 18 zum Halten des Werkzeugbits 16 zwischen der Verriegelungsmutter 18 und dem inneren Flansch 14 angeschraubt.
-
Dementsprechend ermöglicht das Anordnen des Werkzeugbits 16 zwischen dem inneren Flansch 14 und der Befestigungsmutter 18 und das Anziehen der Befestigungsmutter 18 in Richtung des inneren Flansches 14, dass das Werkzeugbit 16 sicher befestigt werden kann. Bei dem Schleifgerät 2 der vorliegenden Ausführungsform kann das Werkzeugbit 16 beispielsweise ein Schleifstein, eine Abtrennscheibe oder eine Drahtbürste sein.
-
Darüber hinaus ist um den vorstehenden Abschnitt der Spindel 12 in dem Getriebegehäuse 6 eine Scheibenabdeckung 19 befestigt, so dass ein Benutzer vor Teilen eines Werkstücks oder des Werkzeugbits 16 geschützt wird, die beispielsweise beim Schleifen, Polieren oder Schneiden abgelöst werden.
-
An der lateralen Wand des Getriebegehäuses 6 ist ein Loch 7 zum externen Anbringen eines Griffs, der von einem Benutzer in der Hand gehalten wird, ausgebildet. Eine hintere Abdeckung 8 ist auf der dem Getriebegehäuse 6 gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses 4 angeordnet. Aus dem hinteren Ende, das sich auf der dem Getriebegehäuse 6 gegenüberliegenden Seite befindet, ist ein Stromkabel 9 zum Empfangen einer Leistungszufuhr von einer herkömmlichen Leistungsquelle, die eine Wechselstromleistungsquelle 10 ist (siehe 2), hinausgeführt.
-
Das Stromkabel 9 weist an dem distalen Ende desselben einen Stecker auf, der mit einer Steckdose der Wechselstromleistungsquelle 10 verbunden werden kann, und ist zum Zuführen von Wechselstromleistung von der Wechselstromleistungsquelle 10 zu dem Schleifgerät 2, wenn der Stecker in die Steckdose eingesteckt ist, ausgebildet.
-
Innerhalb der hinteren Abdeckung 8 ist eine Steuerung 40 (siehe 2) zum Durchführen einer Antriebssteuerung des Motors 20 mit der von der Wechselstromleistungsquelle 10 zugeführten Wechselstromleistung aufgenommen. An der lateralen Wand des Motorgehäuses 4 ist ein Betätigungsschalter 30 zum Schließen oder Unterbrechen des elektrischen Leitungspfads zum Zuführen von elektrischer Leistung von der Wechselstromleistungsquelle 10 zu dem Motor 20 angeordnet.
-
Der Motor 20 ist ein Kommutatormotor (ein sogenannter Bürstenmotor) mit einem mechanischen Kommutator und einer Bürste zum Schalten eines durch einen Anker fließenden elektrischen Stroms gemäß der Drehphase und zum Beibehalten des Drehmoments in einer spezifischen Richtung. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Einphasen-Reihenschlusskommutatormotor (ein sogenannter Universalmotor) verwendet.
-
Die Steuerung 40 weist ein Paar von Antriebsschaltern 32, 34 auf, die jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten des Verbindungspunkts eines Paars von Feldwicklungen (sogenannten Feldspulen) 24, 26 (d.h., an beiden Enden des Paars von Feldwicklungen 24, 26) des Motors 20 angeordnet sind.
-
Das Paar der Antriebsschalter 32, 34 wird in Verbindung mit der Betätigung des Betätigungsschalters 30 betätigt. Wenn der Betätigungsschalter 30 ausgeschaltet wird, werden die Antriebsschalter 32, 34 jeweils zu einem Kontaktpunkt „a“ geschaltet, und wenn der Betätigungsschalter 30 eingeschaltet wird, werden die Antriebsschalter 32, 34 jeweils zu einem Kontaktpunkt „b“ geschaltet.
-
Wenn der Betätigungsschalter 30 eingeschaltet ist, wobei die Antriebsschalter 32, 34 zu den Kontaktpunkten „b“ geschaltet sind, ist die Feldwicklung 24 über den Antriebsschalter 32 mit einem Ende der Wechselstromleistungsquelle 10 verbunden, und die Feldwicklung 26 ist über den Antriebsschalter 34 mit dem Anker 22 verbunden.
-
Der Anker 22 weist bei der vorliegenden Ausführungsform einen Kommutator auf. Ein Ende des Ankers 22 auf der den Feldwicklungen 26 gegenüberliegenden Seite ist über einen bidirektionalen Thyristor 36 mit dem anderen Ende der Wechselstromleistungsquelle 10 verbunden.
-
Dementsprechend wird, wenn die Antriebsschalter 32, 34 zu den Kontaktpunkten „b“ (Antriebsposition) geschaltet sind, ein Antriebsstrompfad des Motors 20 ausgebildet, der die Wechselstromleistungsquelle 10, den bidirektionalen Thyristor 36, den Anker 22 und die Feldwicklungen 26, 24 enthält. Wenn der bidirektionale Thyristor 36 eingeschaltet ist, fließt ein Antriebsstrom durch den Anker 22 und die Feldwicklungen 26, 24, und der Motor 20 wird in einer Richtung gedreht.
-
Der bidirektionale Thyristor 30 ist ein bekannter Thyristor, der mit einer elektrischen Halbleitervorrichtung ausgebildet ist und bei der vorliegenden Ausführungsform zum Steuern eines Leitungsstroms (Antriebsstroms) zu dem Motor 20, wenn der Betätigungsschalter 30 eingeschaltet ist, verwendet wird.
-
Wenn dagegen der Betätigungsschalter 30 ausgeschaltet ist und die Antriebsschalter 32, 34 zu den Kontaktpunkten „a“ (Bremsposition) geschaltet sind, sind die Feldwicklungen 24, 26 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, wenn der Motor 20 angetrieben wird, mit dem Anker 32 verbunden.
-
Mit anderen Worten, mit einem Ende des Ankers 22, das mit der Wechselstromleistungsquelle 10 verbunden ist, ist die Feldwicklung 26 über den Antriebsschalter 34 verbunden. Mit dem anderen Ende des Ankers 22, mit dem die Feldwicklung 26 verbunden ist, wenn der Motor 20 angetrieben wird, ist die Feldwicklung 24 über den Antriebsschalter 32 verbunden.
-
Auf dem Pfad, der ein Ende des Ankers 22 mit dem Kontaktpunkt „a“ des Antriebsschalters 34 verbindet, sind eine Diode D1, ein FET 38 (Feldeffekttransistor), ein Widerstand R1 und eine Sicherung 39 in dieser Reihenfolge von der Seite des Ankers 22 aus angeordnet.
-
Die Diode D1 ist zum Leiten eines Bremsstroms von dem Anker 22 zu dem Antriebsschalter 34 vorgesehen. Der FET 38 ist zum Schließen und Unterbrechen des Strompfads vorgesehen. Darüber hinaus ist der Widerstand R1 für eine Stromdetektion zum Detektieren des Bremsstroms, der durch den Strompfad fließt, vorgesehen. Die Sicherung 39 ist dazu vorgesehen, zu schmelzen und den Strompfad zu unterbrechen, wenn ein elektrischer Strom, der größer oder gleich einem spezifizierten Wert ist, in dem Strompfad fließt.
-
Darüber hinaus ist der Strompfad zwischen der Diode D1 und dem FET 38 über einen Kondensator C1 für eine Ladungsspeicherung mit dem anderen Ende des Ankers 22 verbunden. Das andere Ende des Ankers 22 ist ferner über eine Diode D2 mit dem Strompfad zwischen dem FET 38 und dem Widerstand R1 für eine Stromdetektion verbunden.
-
Die Anode der Diode D2 ist direkt mit dem anderen Ende des Ankers 22 (mit anderen Worten, dem Kontaktpunkt „a“ des Antriebsschalters 32) verbunden, während die Kathode direkt mit dem Strompfad zwischen dem FET 38 und dem Widerstand R1 für eine Detektion eines elektrischen Stroms verbunden ist.
-
Zwischen dem Strompfad, der sich zwischen der Diode D1 und dem FET 38 erstreckt, und dem Strompfad, der sich zwischen der Diode D2 und von dem Widerstand R1 zu dem FET 38 erstreckt, ist eine Bremssteuerschaltung 54 zum Antreiben und Steuern des FET 38 bei einem Empfang einer Leistungszufuhr von einem der oben beschriebenen Strompfade verbunden.
-
Mit der Bremssteuerschaltung 54 ist eine Stromdetektionsschaltung 56 zum Detektieren eines elektrischen Stroms anhand der Spannung an beiden Enden des Widerstands R1 und Ausgeben eines Detektionssignals zu der Bremssteuerschaltung 54 verbunden. Die Bremssteuerschaltung 54 detektiert über die Stromdetektionsschaltung 56 einen Bremsstrom, der in den Feldwicklungen 24, 26 fließt, wenn die Antriebsschalter 32, 34 an der Bremsposition, d.h., mit dem Kontaktpunkt „a“ verbunden sind, und schaltet den Zustand des FET 38 derart ein und aus, dass der Wert des elektrischen Stroms ein gewünschter Wert wird.
-
Demzufolge fließt, wenn der Betätigungsschalter
30 von dem eingeschalteten Zustand zu dem ausgeschalteten Zustand geschaltet wird, ein Bremsstrom in dem Motor
20, und der Wert des Stroms wird über die Bremssteuerschaltung
54 gesteuert. Die Steuerung der Bremssteuerschaltung
54 ist im Einzelnen in der
JP 5777924 A beschrieben und wird daher an dieser Stelle weggelassen.
-
Die Steuerung 40 weist eine Antriebsschaltung 42, die zum Antreiben des bidirektionalen Thyristors 36 ausgebildet ist, eine Drehzahldetektionsschaltung 44, die zum Detektieren der Anzahl von Drehungen des Motors 20 ausgebildet ist, eine Schaltdetektionsschaltung 46 und eine Nulldurchgangsdetektionsschaltung 48 auf.
-
Die Schaltdetektionsschaltung 46 ist zum Detektieren des eingeschalteten Zustands des Betätigungsschalters 30 und zum Detektieren, dass der Betätigungsschalter 30 zu dem eingeschalteten Zustand geschaltet wird, anhand einer Spannungsänderung an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Antriebsschalter 32 und der Feldwicklung 24 ausgebildet.
-
Die Nulldurchgangsdetektionsschaltung 48 ist zum Detektieren von Nulldurchgangspunkten der von der Wechselstromleistungsquelle 10 zugeführten Wechselspannung vorgesehen und zur Verbindung mit dem elektrischen Leitungspfad zwischen dem Kontaktpunkt „b“ des Antriebsschalters 32 und der Wechselstromleistungsquelle 10 zum Detektieren der Nulldurchgangspunkte anhand einer Spannungsänderung in dem Pfad ausgebildet.
-
Die Antriebsschaltung 42, die Drehzahldetektionsschaltung 44, die Schaltdetektionsschaltung 46 und die Nulldurchgangsdetektionsschaltung 48 sind mit einer MCU (Mikrosteuereinheit) 50 verbunden. Die MCU 50 ist eine bekannte Steuereinheit mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und wird beim Empfang einer Steuerspannung (Gleichspannung) von einer Leistungsquellenschaltung 52 betrieben.
-
Die Leistungsquellenschaltung 52 erzeugt eine Steuerspannung (Gleichspannung) aus der von der Wechselstromleistungsquelle 10 zugeführten Wechselstromleistung und führt die Steuerspannung den internen Schaltungen der Steuerung 40, einschließlich der MCU 50, zu. Somit wird die Steuerung 40 bei Empfang einer Leistungszufuhr von der Wechselstromleistungsquelle 10 auch dann betrieben, wenn der Betätigungsschalter 30 ausgeschaltet ist. Mit der MCU 50 ist ferner eine Anzeigevorrichtung (beispielsweise LEDs) 58 zum Anzeigen des Zustands des Schleifgeräts 2 verbunden.
-
Wenn der Betätigungsschalter 30 in dem eingeschalteten Zustand ist, steuert die MCU 50 den Motorstrom durch Anpassen der Zeit von einer Detektion eines Nulldurchgangspunkts durch die Nulldurchgangsdetektionsschaltung 48 zu einem Einschalten des bidirektionalen Thyristors 36 gemäß einer spezifizierten Antriebsgeschwindigkeit.
-
Darüber hinaus betreibt die MCU 50, wenn der Betätigungsschalter 30 von dem eingeschalteten Zustand zu dem ausgeschalteten Zustand geschaltet wird, die Bremssteuerschaltung 54 zum Erzeugen einer Bremskraft für den Motor 20, bis die Drehung des Motors 20 gestoppt ist.
-
Während die Bremskraft für den Motor 20 erzeugt wird, überwacht die MCU 50 den Verzögerungszustand (die Verzögerung) des Motors 20 basierend auf der Ausgabe von der Drehzahldetektionsschaltung 44 und bestimmt, dass eine Fehlfunktion des Bremssystems vorliegt, wenn die Verzögerung des Motors 20 außerhalb eines Toleranzbereichs liegt.
-
Im Folgenden wird der in der MCU 50 ausgeführte Steuerprozess gemäß dem in 3 gezeigten Flussdiagramm beschrieben. Wie in 3 gezeigt, bestimmt die MCU 50 in S110, ob der Betätigungsschalter 30 in dem eingeschalteten Zustand ist, und wartet, bis der Betätigungsschalter 30 in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird. Wenn in S110 bestimmt wird, dass der Betätigungsschalter 30 in dem eingeschalteten Zustand ist, schreitet der Prozess zu S120 fort. In S120 wird die Antriebsschaltung 42 zum Antreiben des bidirektionalen Thyristors 36 zum Start eines Antriebs des Motors 20 und einer Detektion der Anzahl von Umdrehungen durch die Drehzahldetektionsschaltung 44 gesteuert.
-
Die Anzahl von Drehungen wird, wie in 4 gezeigt, durch periodisches Abtasten der Anzahl N von Drehungen des Motors 20 (genauer gesagt, der Drehzahl), die durch die Drehzahldetektionsschaltung 44 detektiert wird, bei jeder spezifischen Abtastzeit ts und Speichern der Abtastergebnisse für die vergangene spezifische Zeitdauer in dem RAM detektiert.
-
Nach Beginn des Antriebs des Motors 20 und der Detektion der Drehzahl des Motors 20 in S120 schreitet der Prozess zu S130 fort, in dem die MCU 50 bestimmt, ob der Betätigungsschalter 30 ausgeschaltet ist, und wartet, bis der Betätigungsschalter 30 ausgeschaltet wird.
-
Wenn in S130 bestimmt wird, dass der Betätigungsschalter 30 ausgeschaltet ist, schreitet der Prozess zu S140 fort, in dem die Antriebsschaltung 42 zum Stoppen (Beenden) des Antriebs des Motors 20, d.h., zum Stoppen einer Zufuhr des Antriebsstroms von der Antriebsschaltung 42 zu dem Motor 20 gesteuert wird und die Bremssteuerschaltung 54 zum Einleiten der Bremssteuerung gesteuert wird.
-
In S150 werden aus den Drehzahldetektionsdaten des Motors 20, die anhand der Abtastung, die in S120 begonnen wurde, erhalten werden, die zuletzt erhaltene Drehzahl N2 und die Drehzahl N1, die eine spezifische Zeitdauer davor abgetastet wurde, ausgelesen, und der Unterschied (N1–N2) wird als die Verzögerung des Motors 30 berechnet.
-
In S160 wird bestimmt, ob die Verzögerung (N1–N2), die in S150 berechnet wird, innerhalb des Toleranzbereichs liegt, der durch den spezifizierten Maximalwert und den spezifizierten Minimalwert festgelegt ist. Wie in dem oberen Abschnitt von 4 gezeigt, wird, wenn bestimmt wird, dass die Verzögerung (N1–N2) innerhalb des Toleranzbereichs liegt, bestimmt, dass die Bremssteuerung normal durchgeführt wird. Danach geht der Prozess zu S170 über.
-
In S170 wird anhand der zuletzt abgetasteten Drehzahl N2 des Motors 20 bestimmt, ob die Drehung des Motors 20 gestoppt worden ist. Wenn bestimmt wird, dass die Drehung des Motors 20 gestoppt worden ist, wird bestimmt, dass der Motor 20 normal angetrieben und gestoppt worden ist, und der Steuerprozess wird in einem normalen Zustand beendet. Wenn der Prozess beendet wird, kehrt der Prozess zu S110 zurück, und die MCU 50 wartet, bis der Betätigungsschalter 30 erneut betätigt wird. Wenngleich der obere Abschnitt in 4 zeigen mag, dass das Zeitintervall zwischen der Zeit t1 zum Abtasten der Drehzahl N1 und der Zeit t2 zum Abtasten der Drehzahl N2 sechs Zyklen des Abtastzyklus ts entspricht, kann das Intervall zwischen t1 und t2 auf eine geeignete Länge eingestellt werden. Beispielsweise kann t2 einen Abtastzyklus nach t1 liegen.
-
Wenn in S170 bestimmt wird, dass die Drehung des Motors 20 nicht gestoppt worden ist (mit anderen Worten, der Motor 20 verzögert wird), kehrt der Prozess zu S150 zurück, in dem die Verzögerung des Motors 20 berechnet wird. Dann wird in S160 bestimmt, ob die Verzögerung innerhalb des Toleranzbereichs liegt.
-
Wenn in S160 bestimmt wird, dass die Verzögerung des Motors 20 nicht innerhalb des Toleranzbereichs liegt, geht der Prozess zu S180 über, in dem, wie in dem mittleren Abschnitt in 4 gezeigt, bestimmt wird, ob die Verzögerung (N1–N2) den Maximalwert überschreitet.
-
Wenn bestimmt wird, dass die Verzögerung des Motors 20 den Maximalwert überschreitet, geht der Prozess zu S190 über. In S190 wird bestimmt, dass der Motor 20 aufgrund eines Bremsversagens des Motors 20 abrupt gebremst worden ist, und die Bestimmung wird gespeichert.
-
Das Bremsversagen kann in S190 und S220, die im Folgenden beschrieben werden, lediglich vorübergehend in dem RAM der MCU 50 gespeichert werden oder in einem nichtflüchtigen Speicher des ROM in der MCU 50 gespeichert werden, so dass der Fehlerverlauf später überprüft werden kann.
-
Wie vorher beschrieben, geht der Prozess, wenn ein Bremsversagen (plötzliches Bremsen) in S190 detektiert wird, zu S200 über, in dem das Bremsversagen durch Anzeigen des Bremsversagens auf der Anzeigevorrichtung 58 gemeldet wird. In S210 wird ein weiteres Antreiben des Motors 20 deaktiviert, und dann wird der Steuerprozess in einem anormalen Zustand beendet.
-
Nach einer Beendigung des Prozesses in einem anormalen Zustand wird, da der Antrieb des Motors 20 deaktiviert ist, eine Leistungszufuhr zumindest zu der MCU 50 gestoppt, bis die MCU 50 neu gestartet wird. Somit wird der Steuerprozess nicht durchgeführt, auch wenn ein Benutzer den Betätigungsschalter 30 betätigt, und der deaktivierte Zustand des Motors 20 wird beibehalten.
-
Wenn in S180 bestimmt wird, dass die Verzögerung des Motors 20 den Maximalwert nicht überschreitet, mit anderen Worten, die Verzögerung (N1–N2) wie in dem unteren Abschnitt in 4 gezeigt unter den minimalen Wert fällt, schreitet der Prozess zu S220 fort.
-
In S220 wird bestimmt, dass aufgrund des Bremsversagens des Motors 20 der Motor 20 nicht gesteuert werden kann, und eine solche Bestimmung wird gespeichert. Wenn in S220 wie oben beschrieben das Bremsversagen (unkontrolliertes Bremsen) detektiert wird, schreitet der Prozess zu S230 fort, in dem das Bremsversagen auf der Anzeigevorrichtung 58 angezeigt und dem Benutzer mitgeteilt wird. In S240 wird bestimmt, ob der Antrieb des Motors 20 deaktiviert wird.
-
Wenn in S240 bestimmt wird, dass der Antrieb des Motors 20 nicht deaktiviert wird, wird der Steuerprozess beendet. Wenn dagegen in S240 bestimmt wird, dass der Antrieb des Motors 20 deaktiviert ist, wird ein Timer zum Deaktivieren des Antriebs des Motors 20, wenn eine spezifische Zeitdauer nach der Detektion des Bremsversagens vergangen ist, eingestellt, und der Steuerprozess wird beendet.
-
Wie vorher beschrieben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Bremsversagen (unkontrolliertes Bremsen) in S220 detektiert wird, der Steuerprozess entweder nach Mitteilung des Bremsversagens (unkontrolliertes Bremsen) oder Einstellen des Timers auf den Zeitpunkt zum Deaktivieren des Antriebs des Motors 20 beendet.
-
Dies liegt daran, dass, auch wenn das Bremsversagen (unkontrolliertes Bremsen) auftritt, der Motor 20 über den bidirektionalen Thyristor 36 und die Antriebsschaltung 42, die als die Antriebsvorrichtung dienen, weiter angetrieben werden kann und die Drehung des Motors 20 durch Stoppen des Antriebs des Motors 20 gestoppt werden kann.
-
Mit anderen Worten, wenn ein Bremsversagen (unkontrolliertes Bremsen) auftritt, wird das Versagen dem Benutzer bei der vorliegenden Ausführungsform mitgeteilt. Der Benutzer kann Kenntnis davon haben, dass die Bremskraft nicht erzeugt werden kann, wenn der Antrieb des Motors 20 gestoppt wird, und Zeit vergehen würde, bis der Motor 20 stoppt. Da der Benutzer den Motor 20 weiter drehen kann, während er sich dessen bewusst ist, kann der Benutzer unter Berücksichtigung der Sicherheit damit fortfahren, mit dem Schleifgerät 2 zu arbeiten.
-
Darüber hinaus kann bei der vorliegenden Ausführungsform durch die Einstellung zum Deaktivieren des Antriebs des Motors 20 nach einer spezifischen Zeitdauer der Antrieb des Motors 20 nach Beendigung der Arbeit mit dem Schleifgerät 2 deaktiviert werden. Demzufolge kann verhindert werden, dass ein Benutzer, dem das Bremsversagen nicht bewusst ist, das Schleifgerät 2 verwendet.
-
Wenn dagegen das Bremsversagen auftritt und der Motor 20 plötzlich gebremst wird, wird der Antrieb des Motors 20 sofort deaktiviert, zusätzlich dazu, dass das Bremsversagen dem Benutzer mitgeteilt wird. Dies liegt daran, dass, wenn der Motor 20 abrupt verzögert wird, die Spindel 12 ebenfalls abrupt verzögert wird, was eine Lockerung des durch die Befestigungsmutter 18 befestigten Werkzeugbits 16 bewirken kann.
-
Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn der Motor 20 aufgrund des Bremsversagens abrupt gebremst wird, der Antrieb des Motors 20 nach der abrupten Bremsung deaktiviert, so dass verhindert wird, dass der Motor 20 angetrieben wird, während die Befestigung des Werkzeugbits 16 durch die Befestigungsmutter 18 gelöst wird.
-
Wie oben beschrieben, kann gemäß dem Schleifgerät 2 der vorliegenden Ausführungsform, wenn in dem FET 38, der Bremssteuerschaltung 54 oder den Schaltungen um diese Vorrichtungen, die als die Bremsvorrichtung dienen, ein Fehler auftritt, ein Bremsversagen detektiert werden, der Benutzer kann informiert werden und, sofern notwendig, kann der Antrieb des Motors 20 deaktiviert werden. Daher kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform verhindert werden, dass das Schleifgerät 2 aufgrund eines Bremsversagens nicht verfügbar ist, und eine Sicherheit einer Verwendung des Schleifgeräts 2 kann verbessert werden.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Prozesse in S150 bis S250 in dem von der MCU 50 ausgeführten Steuerprozess ein Beispiel für den Fehlerbestimmer der vorliegenden Offenbarung. Wenngleich zuvor eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf unterschiedliche Weisen ausgeführt werden.
-
Beispielsweise ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Motor 20 ein Einphasen-Reihenschlusskommutatormotor, und die Steuerung 40 ist zum Steuern eines Antriebs des Motors 20 bei einem Empfang einer Leistungszufuhr von der Wechselstromleistungsquelle 10 ausgebildet.
-
Die Technik der vorliegenden Offenbarung kann jedoch auf ähnliche Weise beispielsweise auf eine elektrische Arbeitsmaschine, wie sie in 5 gezeigt ist, mit einem Gleichstrommotor mit Bürsten (im Folgenden als Motor 60 bezeichnet) angewandt werden, die zum Antreiben des Motors 60 mit einer Gleichspannung Vdc, die von einer Gleichspannungsquelle wie einer Batterie zugeführt wird, ausgebildet ist.
-
Das heißt, wie in 5 gezeigt, ist ein Schaltelement 62, das als die Antriebsvorrichtung dient, in Reihe mit dem Motor 60 verbunden. Wenn eine Schaltdetektionsschaltung 72 detektiert, dass ein Betätigungsschalter (nicht gezeigt) eingeschaltet wird, schaltet eine MCU 70 das Schaltelement 62 zum Zuführen eines Antriebsstroms durch den Motor 60 und Drehen des Motors 60 in einer Richtung ein.
-
Darüber hinaus sind eine Reihenschaltung mit einem Schaltelement 64 und einer Sicherung 66, die als die Bremsvorrichtung dienen, und eine Diode (eine sogenannte Freilaufdiode) 68 für einen Rückfluss parallel zu dem Motor 60 geschaltet. Wenn eine Schaltdetektionsschaltung 72 detektiert, dass der Betätigungsschalter von dem eingeschalteten Zustand zu dem ausgeschalteten Zustand geschaltet wird, schaltet die MCU 70 das Schaltelement 62 aus und das Schaltelement 64 ein. Demzufolge fließt ein Bremsstrom in den Motor 60, und eine Bremskraft wird erzeugt.
-
Die auf diese Weise ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann dieselbe Wirkung wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erzielen, wenn die Konfiguration derart ist, dass ein Detektionssignal, das von der Drehzahldetektionsschaltung 74, die die Drehzahl des Motors 60 detektiert, ausgegeben wird, in die MCU 70 eingegeben wird und von der MCU 70 der in 3 gezeigte Steuerprozess ausgeführt wird.
-
Auf der anderen Seite wird bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Drehzahl des Motors 20 abgetastet, und die Verzögerung des Motors 20 wird anhand des Unterschieds zwischen dem jüngsten Abtastwert (der Drehzahl N2) und dem Abtastwert (der Drehzahl N1), der eine spezifische Zeitdauer davor erhalten wird, erhalten.
-
Die Verzögerung des Motors 20 kann jedoch beispielsweise anhand der Drehzahl der Spindel 12 berechnet werden, oder die Verzögerung kann beispielsweise unter Verwendung eines Beschleunigungssensors detektiert werden. Mit anderen Worten, die Verzögerung des Motors 20 kann auf verschiedene bekannte Weisen erhalten werden.
-
Darüber hinaus wird bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ein Bremsversagen bestimmt, wenn eine Verzögerung des Motors 20 außerhalb des Toleranzbereichs liegt, der durch den maximalen und den minimalen Wert festgelegt ist. Ein Bremsversagen kann lediglich dann bestimmt werden, wenn die Verzögerung den Maximalwert überschreitet. Alternativ dazu kann ein Bremsversagen lediglich dann festgestellt werden, wenn die Verzögerung unter den minimalen Wert fällt. Wenn ein Bremsversagen festgestellt wird, kann lediglich das Bremsversagen dem Benutzer mitgeteilt werden, oder der Antrieb des Motors 20 kann einfach gestoppt werden.
-
Darüber hinaus wird bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Bremsfunktion des Motors 20 durch Zuführen des Bremsstroms zu den Motorwicklungen und Erzeugen einer Bremskraft in dem Motor 20 erhalten. Die Konfiguration kann derart sein, dass die Bremsfunktion durch Vorsehen eines Motors mit Wicklungen für eine Bremsung erhalten wird. Alternativ dazu kann die Konfiguration derart sein, dass die Bremsfunktion mittels einer Bremsvorrichtung erhalten wird, die eine Bremskraft direkt auf die Drehwelle eines Motors aufbringt.
-
Ferner ist bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform das Schleifgerät 2 als ein Beispiel für die elektrische Arbeitsmaschine verwendet worden. Die elektrische Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein anderer Typ einer elektrischen Arbeitsmaschine sein, die eine Bremsfunktion zum Erzeugen einer Bremskraft, wenn der Motor, der als eine Leistungsquelle dient, gestoppt wird, aufweist. Ein Beispiel für eine elektrische Arbeitsmaschine beinhaltet elektrische Kraftwerkzeuge zur Bearbeitung von Stein, elektrische Kraftwerkzeuge zur Bearbeitung von Metall, elektrische Kraftwerkzeuge zur Bearbeitung von Holz und elektrische Kraftwerkzeuge für Gartenarbeit.
-
Genauer gesagt kann die vorliegende Offenbarung auf verschiedene elektrische Arbeitsmaschinen angewandt werden, einschließlich elektrische Hämmer, elektrische Bohrhämmer, elektrische Schrauber, elektrische Schraubenzieher, elektrische Schraubenschlüssel, elektrische Kreissägen, elektrische Reciprosägen, elektrische Stichsägen, elektrische Hämmer, elektrische Schneidwerkzeuge, elektrische Kettensägen, elektrische Hobel, elektrische Nagler (einschließlich Tacker), elektrische Heckenscheren, elektrische Rasenmäher, elektrische Rasentrimmer, elektrische Sauger und elektrische Gebläse.
-
Mehrere Funktionen, die bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform von einer Komponente erfüllt werden, können von mehreren Komponenten erfüllt werden, oder eine Funktion, die von einer Komponente erfüllt wird, kann von mehreren Komponenten erfüllt werden. Darüber hinaus können mehrere Funktionen, die von mehreren Komponenten erfüllt werden, von einer Komponente erfüllt werden, oder eine Funktion, die von mehreren Komponenten erfüllt wird, kann von einer Komponente erfüllt werden. Ferner kann ein Teil der Konfiguration der oben beschriebenen Ausführungsform weggelassen werden. Zumindest ein Teil der Konfiguration der oben beschriebenen Ausführungsform kann zu den Konfigurationen anderer Ausführungsformen hinzugefügt werden. Verschiedene Aspekte, die in den technischen Ideen, die durch die angehängten Ansprüche angegeben sind, enthalten sind, entsprechen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
-
Die Technik gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zusätzlich zu der elektrischen Arbeitsmaschine auf verschiedene Weisen realisiert werden, einschließlich eines Systems mit der elektrischen Arbeitsmaschine als einer Komponente, eines Programms für einen Computer, das bewirkt, dass der Computer die elektrische Arbeitsmaschine steuert, eines Aufzeichnungsmediums wie eines Halbleiterspeichers mit diesem Programm oder eines Verfahrens zum Steuern einer elektrischen Arbeitsmaschine.
-
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 5777924 A [0002, 0004, 0044]
