JP2001169596A - 電動工具用直流モータの速度制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動工具に使用される直流モータの速度制御回
路において、負荷のかかった時と無負荷の時とで、直流
モータを間欠駆動させるためのスイッチング素子のオン
／オフする周期を変化させるようにして、回転時に発生
するガタツキを抑制した回路及びその手法を提供する。 【解決手段】プラスとマイナスの直流電源の間に、直流
モータとスイッチング素子とを直列に接続した直列駆動
回路と、鋸波形状の三角波電圧を発生させる三角波発振
回路と、ストロークの引き具合に応じたデューテイ電圧
を生成し、このデューテイ電圧は直流モータに負荷がか
かった際の直流電源の電圧降下に追随して電圧低下を引
き起こすように形成したデューテイ比設定回路と、三角
波電圧とデューテイ電圧とを比較し、この比較した結果
に基づいて前記スイッチング素子をオン／オフ制御する
比較手段とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動工具用直流モ
ータの速度制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における電動工具に搭載されて
いる直流モータ速度制御回路は、直流モータをオン／オ
フ制御するスイッチング素子ＦＥＴ、ダイオードの発熱
を押さえるために、スイッチング素子ＦＥＴのオン／オ
フする周期を長く設定したものがある。この場合は、直
流モータにコギング（ガタツキ、バタツキ）が発生しや
すくなるため、電動工具に利用する場合、使い勝手の悪
いものになってしまう。

【０００３】又、スイッチング素子ＦＥＴのオン／オフ
する周期を短く設定してコギングを抑えた場合、直流モ
ータに負荷がかかった時にスイッチング素子ＦＥＴ及び
ダイオードが発熱、破壊が発生し易くなる。

【０００４】スイッチング素子ＦＥＴのオン／オフによ
り直流モータＭの回転速度を制御するための回路は、図
９に示すように、鋸波形状の三角波電圧を発生させるた
めの三角波発振器と、直流モータの回転速度を制御する
ためのデューテイ比設定回路と、コンパレータＣＯＭＰ
と、スイッチング素子ＦＥＴと、直流モータＭとから大
略構成されている。

【０００５】デューテイ比設定回路は、図９及び抜粋し
た図１０に示すように、直流電源Ｖｃｃのプラスとマイ
ナス間に直列に接続した抵抗Ｒａ、Ｒｂ及び可変抵抗Ｒ
ｃの直列回路を形成し、抵抗Ｒｂに並列に可変抵抗ＶＲ
を接続し、この可変抵抗ＶＲの摺動端子をコンパレータ
ＣＯＭＰの反転入力端子に接続した構成となっている。
この可変抵抗Ｒｃは、電動工具の外部に取り付けられて
ノブにより抵抗値を変化させて直流モータの回転速度の
設定変更ができる構造となっており、直流モータの速度
を数段階に分けた速度制御、例えば「低速」、「高速」
に設定し、夫々の設定された条件において可変抵抗ＶＲ
に連結されているストロークの引き具合で速度制御を行
うことができる構造となっている。

【０００６】このような回路構成にすると、制御開始時
の基準電圧ｅ１は、可変抵抗ＶＲの固定抵抗値を抵抗Ｒ
ｂよりも充分大きな値に設定することにより、 ｅ１＝ｅ（Ｒｂ＋Ｒｃ）／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）・・・・・（１） となる。

【０００７】この（１）式による基準電圧ｅ１は、速度
を設定（例えば、「高速」、「低速」等）する可変抵抗
Ｒｃの影響を直接受けるため、可変抵抗Ｒｃの抵抗値を
変化させた場合、制御開始時の基準電圧ｅ１はｅ１’に
変化する。

【０００８】即ち、図１１において、「低速」が”
Ａ”、「高速」が”Ｂ”と設定すると、制御開始時にお
ける直流モータの回転開始時は、Ａ回転、Ｂ回転と当初
から差が出ることになる。そして、ストロークが多くな
るにつれ両者共に平行した状態の回転数で増加し、両者
が重なったりすることはない。

【０００９】このことは可変抵抗ＶＲによる制御につい
ても同じであり、図１２に示すように、「低速」”Ａ”
であれば、開始時の基準電圧はｅ１となり、「高速」”
Ｂ”であればｅ１’の基準電圧となり、ストロークが多
くなるにつれ両者共に、その可変抵抗ＶＲの摺動端子の
電圧は順次下降するが交わることはない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術で説明した直流モータの速度制御回路においては、直
流モータの回転を制御するスイッチング素子ＦＥＴのオ
ン／オフする周期を単に長く又は短く設定してあるた
め、直流モータに印加される負荷の状態に対応させた適
切な制御ができないため、特定の条件のもとでは、回転
にムラが生じてしまい操作性を向上させることができな
いという問題がある。

【００１１】また,デューテイ比設定回路において、直
流モータの速度、可変抵抗Ｒｃの抵抗値を変更して、例
えば「高速」、「低速」を設定した場合に、直流モータ
の回転開始時における回転速度が「高速」と「低速」に
おいて異なってしまい、操作性や使い勝手が悪くなると
いう問題がある。

【００１２】従って、直流モータの印加される負荷状態
に左右されない回転速度の安定性、及び回転速度を「高
速」「低速」等に設定した時でも回転開始時はあまり変
わらない回転数に維持できるようにした回路構成に解決
しなければならない課題を有している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る電動工具用直流モータの速度制御回路
は、プラスとマイナスの直流電源の間に、直流モータと
スイッチング素子とを直列に接続した直列駆動回路と、
鋸波形状の三角波電圧を発生させる三角波発振回路と、
ストロークの引き具合に応じたデューテイ電圧を生成
し、該デューテイ電圧は前記直流モータに負荷がかかっ
た際の直流電源の電圧降下に追随して電圧低下を引き起
こすように形成したデューテイ比設定回路と、前記三角
波電圧と前記デューテイ電圧とを比較し、該比較した結
果に基づいて前記スイッチング素子をオン／オフ制御す
る比較手段とからなる。

【００１４】又、前記デューテイ比設定回路は、第一の
抵抗と、前記デューテイ電圧を出力する摺動端子を備え
た第一の可変抵抗と、前記直流モータの速度を設定する
第二の可変抵抗とを、前記プラスとマイナスの間にこの
順で直列に接続した直列抵抗回路と、一端を前記第一の
抵抗と第一の可変抵抗との間に接続し他端をマイナス側
に接続して並列抵抗回路を形成すると共に、前記第一の
可変抵抗と比べた場合に該第一の可変抵抗の固定抵抗値
が充分大きくなるようにした第二の抵抗とからなる。

【００１５】このように直流モータを間欠駆動させるス
イッチング素子をオン／オフさせるためのデューテイ電
圧は、直流モータに負荷がかかった時に発生する電源電
圧の電源降下に追随して電圧低下を引き起こさせて、ス
イッチング素子のオン／オフのそれぞれの時間を長くす
ることができるため、直流モータの使用態様に合わせた
回転速度制御ができるようになり、使い勝手のよい電動
工具を提供することができる。

【００１６】又、直流モータの「高速」、「低速」等の
速度設定を行っても、速度設定の際に変化する第一の可
変抵抗の固定抵抗値が並列の第二の抵抗よりも充分大き
な値にしたことにより、直流モータの速度設定をする第
二の可変抵抗の影響を受けないようにすることができ、
例えば「高速」、「低速」の何れかに切り換えても当初
の開始回転速度は略同じ速度で回転させることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る電動工具用直
流モータの速度制御回路について図面を参照して説明す
る。

【００１８】直流モータの速度制御回路は、図１に示す
ように、直流電源のプラス側とマイナス側の間に、直流
モータＭとスイッチング素子ＦＥＴを直列に接続した直
列駆動回路と、鋸波形状の三角波電圧を発生させること
ができる三角波発振回路と、ストロークの引き具合に応
じたデューテイ電圧を生成すると共に、このデューテイ
電圧は直流モータに負荷がかかった際の直流電源の電圧
降下に追随した電圧低下を引き起こすように形成したデ
ューテイ比設定回路と、三角波電圧とデューテイ電圧と
を比較し、この比較した結果に基づいてスイッチング素
子をオン／オフ制御する比較手段とから構成されてい
る。

【００１９】直列駆動回路は、直流モータＭとスイッチ
ング素子ＦＥＴのドレイン側との間はダイオードＤ１を
介して電源のプラス側に接続されている。

【００２０】三角波発振回路は、電源のプラス側に抵抗
Ｒ８を介したプラス側とマイナス側との間に設けたコン
デンサＣ２と、このコンデンサＣ２と並列回路を形成す
る直列接続の抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ２と、コンパレータ１
０と、コンデンサＣ１とから構成されている。

【００２１】このような構成からなる三角波発振回路の
接続状態は、抵抗Ｒ１とＲ３の間にコンパレータ１０の
出力端子（出力電圧ＶＣ３）に接続され、且つ出力端子
は抵抗Ｒ４を介して反転入力端子（入力電圧ＶＣ２）に
接続されている。このコンパレータ１０の非反転入力端
子（入力電圧ＶＣ１）は抵抗Ｒ３、Ｒ２の間に接続さ
れ、且つ直列接続してある抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を介して
直流モータＭとスイッチング素子ＦＥＴのドレイン間に
接続されている。抵抗Ｒ１０とＲ１１の間はコンデンサ
Ｃ３を介して電源のマイナス側に接続されている。又、
コンパレータ１０の反転端子は、コンデンサＣ１を介し
て電源のマイナス側に接続され、且つ検出手段を形成す
るコンパレータ２０の非反転端子（三角波電圧ＶＣ４）
側に接続されている。

【００２２】デューテイ比設定回路は、ストロークの引
き具合に応じたデューテイ電圧を生成し、このデューテ
イ電圧は直流駆動回路の直流モータＭに負荷がかかった
際の直流電源の電圧降下に追随して電圧低下を引き起こ
すように形成した回路構成となっている。

【００２３】即ち、第一の抵抗Ｒ５と、デューテイ電圧
を出力する摺動端子を備えた第一の可変抵抗ＶＲと、直
流モータの速度を設定する第二の可変抵抗Ｒ７とを、プ
ラスとマイナスの間にこの順で直列に接続した直列抵抗
回路と、一端を第一の抵抗Ｒ５と第一の可変抵抗ＶＲと
の間に接続し他端をマイナス側に接続して並列抵抗回路
を形成すると共に、第一の可変抵抗ＶＲと比べた場合に
この第一の可変抵抗ＶＲの固定抵抗値が充分大きくなる
ようにした第二の抵抗Ｒ６とから構成されている。

【００２４】また、第一の可変抵抗ＶＲの可動端子はコ
ンパレータ２０の反転端子（デューテイ電圧ＶＣ５）側
に接続され、且つコンデンサＣ４を介して電源のマイナ
ス側に接続された構成となっている。このような構成に
おけるデューテイ電圧ＶＣ５は、ストロークの引き具合
による所定の電圧がスイッチング素子ＦＥＴのオン／オ
フにより変化すると共に、直流モータに負荷がかかった
時に発生する電源電圧の電圧降下により電圧低下を引き
起こし、スイッチング素子ＦＥＴのオン／オフの夫々の
長さを長くするように制御する。この点については後述
する。

【００２５】比較手段は、三角波発振回路で生成される
三角波電圧ＶＣ４とデューテイ比設定回路で生成される
デューテイ電圧ＶＣ５とを比較し、この比較した結果に
基づいて直列駆動回路のスイッチング素子ＦＥＴをオン
／オフ制御する。即ち、比較するためのコンパレータ２
０を所有し、その非反転入力端子は三角波電圧ＶＣ４を
入力し、反転入力端子はデューテイ電圧ＶＣ５を入力
し、その出力端子（出力電圧Ｖｇｓ）はスイッチング素
子ＦＥＴのゲートに接続され、且つプルアップ用抵抗Ｒ
９を介して電源のプラス側に接続されている。

【００２６】このような構成からなる直流モータの速度
制御回路において、先ず直列駆動回路の動作について説
明する。

【００２７】スイッチング素子ＦＥＴは、直流モータが
無負荷時においては任意の周波数によりオン／オフする
（図４参照）。

【００２８】又、図２に示すように、スイッチング素子
ＦＥＴがオフの時、ドレイン電流Ｉｄは流れないため、
ドレインーソース間の電圧Ｖｄｓは開放電圧Ｖから直流
モータＭで発生する発電電圧（逆起電力）を引いた電圧
になる。スイッチング素子ＦＥＴがオンの時、ドレイン
電流Ｉｄが流れるためドレインーソース間の電圧Ｖｄｓ
は、 Ｖｄｓ＝Ｒｄｓ×Ｉｄ Ｒｄｓ；スイッチング素子ＦＥＴのオン抵抗 Ｉｄ；ドレイン電流 となる。ここで、ダイオードＤ１はスイッチング素子Ｆ
ＥＴがオフの時、直流モータＭからのサージ電圧を流す
ことでドレインーソース間に高電圧が加わらないように
し、スイッチング素子ＦＥＴの破壊を防止している。

【００２９】次に、三角波発振回路の動作について説明
する。三角波発振回路を構成するコンパレータ１０の非
反転入力端子の入力電圧ＶＣ１は、図１及び図３に示す
ように、コンデンサＣ３の充放電で生成される電圧ＶＣ
６と、電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により分圧し
た電圧、 （Ｖｃｃ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）） とが入力される。従って、入力電圧ＶＣ１は上記分圧さ
れた電圧にスイッチング素子ＦＥＴのオフ／オンした時
の充放電電圧ＶＣ６が重畳される。

【００３０】又、反転入力端子の入力電圧ＶＣ２は、図
１及び図３に示すように、コンデンサＣ１の充放電する
電圧が入力される。コンデンサＣ１は、コンパレータ１
０の出力端子の電圧ＶＣ３が”ＨＩＧＨ”の時、即ち、
電源Ｖｃｃを抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により分圧した電圧
である時に充電し、コンパレータ出力端子の電圧ＶＣ３
が”ＬＯＷ”の時、抵抗Ｒ４を介して放電する。このよ
うに入力電圧ＶＣ２は所定の分電圧（ＶＣ３）にコンデ
ンサＣ１の充放電電圧が重畳された状態で形成される。
この入力電圧ＶＣ２は後述するコンパレータ２０の非反
転入力端子に入力される三角波電圧ＶＣ４になる。

【００３１】コンパレータ１０の出力端子の電圧ＶＣ３
は、図１及び図３に示すように、コンパレータ１０の非
反転入力端子の入力電圧ＶＣ１が反転入力端子の入力電
圧ＶＣ２より大きくなると”ＨＩＧＨ”となり、非反転
入力端子の電圧ＶＣ１が反転入力端子の電圧ＶＣ２より
小さくなると”ＬＯＷ”になる。

【００３２】次にデューテイ比設定回路の動作について
説明する。図１及び図４に示すように、比較手段を形成
するコンパレータ２０の非反転入力端子には三角波電圧
ＶＣ４が入力される。この三角波電圧ＶＣ４は、三角波
発振回路で生成した入力電圧ＶＣ２であり、この電圧は
抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ２で分圧された分電圧にコンデンサ
Ｃ１の充放電電圧が重畳された鋸波形状となる。

【００３３】また、コンパレータ２０の反転入力端子に
入力するデューテイ電圧ＶＣ５は、図１及び図４に示す
ように、電源Ｖｃｃを抵抗Ｒ５、ＶＲ、Ｒ７及びＲ６で
分圧された電圧である。

【００３４】コンパレータ２０の出力端子の信号は、コ
ンデンサＣ１の充放電による三角波電圧ＶＣ４が分圧さ
れて形成されたデューテイ電圧ＶＣ５より大きくなった
時に”ＨＩＧＨ”となり、抵抗Ｒ９によってプルアップ
され、スイッチング素子ＦＥＴをオンする。又、三角波
電圧ＶＣ４がデューテイ電圧ＶＣ５よりも小さくなった
時に、”ＬＯＷ”となり、スイッチング素子ＦＥＴをオ
フする。

【００３５】このような動作をする直流モータ速度制御
回路において、直流モータＭが回転している場合におい
て、無負荷の場合は上述したような動作をして回転駆動
させる。直流モータＭに負荷がかかった場合には、直流
モータＭに流れる過電流Ｉｍによる開放電圧Ｖの電圧降
下が発生し、この電圧降下に追随するデューテイ電圧Ｖ
Ｃ５の電圧低下によりスイッチング素子ＦＥＴのオン／
オフする夫々の長さ（周期）を変えて制御する。この点
につき以下詳述する。

【００３６】図１において、スイッチング素子ＦＥＴを
オン／オフして、電源電圧である開放電圧Ｖが間欠的に
直流モータＭに供給して回転させている場合において、
直流モータＭに負荷が印加された場合には、直流モータ
Ｍに過電流Ｉｍアンペアが発生し、その分電圧降下が発
生する。この電圧降下の電圧Ｖｓボルトは、開放電圧Ｖ
の内部抵抗をＲｓオームとすると次の式で求めることが
できる。 Ｖｓ＝Ｉｍ×Ｒｓ・・・・・（２） Ｖｓ；電圧降下の電圧 Ｉｍ；過電流 Ｒｓ；内部抵抗

【００３７】この式（２）により、特にデューテイ比設
定回路に供給される開放電圧Ｖは、起電力の電圧をＶ’
とすると次の式で示すことができる。 Ｖ＝Ｖ’−Ｖｓ・・・・・（３） Ｖ ；開放電圧 Ｖ’；起電力の電圧 Ｖｓ；電圧降下の電圧

【００３８】このように直流モータが間欠駆動している
時に負荷がかかると、図１及び図５に示すように、スイ
ッチング素ＦＥＴがオンした時に、過電流Ｉｍが発生す
ることにより少ない電圧変動で推移していたデューテイ
電圧ＶＣ５が電圧低下を引き起こす（例えば図５のＰ点
からＱ点）。即ち、開放電圧Ｖが電圧降下を起こすこと
により非反転入力端子に入力される三角波電圧ＶＣ４よ
りも反転入力端子に入力されるデューテイ電圧ＶＣ５が
低くなり、非反転入力端子の三角波電圧ＶＣ４を超える
のに時間がかかり、その分スイッチング素子ＦＥＴのオ
ン時間は長くなる。そして、デューテイ電圧ＶＣ５が三
角波電圧ＶＣ４を超えると、コンパレータ２０の出力端
子の信号が”ＬＯＷ”になり、スイッチング素子ＦＥＴ
がオフし、デューテイ電圧ＶＣ５の電圧は急速に元の電
圧に復帰する（例えば図５のＱ点からＲ点）。

【００３９】一方、図１及び図５に示すように、スイッ
チング素子ＦＥＴのオン時間が長くなると、その分コン
デンサＣ３は放電し続ける。コンデンサＣ３の放電時間
が長くなると、その分充電する時間も長くなり、三角波
電圧ＶＣ４を形成するコンデンサＣ１も連動して充放電
する時間が長くなる。即ち、三角波電圧ＶＣ４は長く放
電した状態の電位（図５の略Ｑ点）から所定の電圧値
（Ｓ点）まで到達するための充電時間が長くなり、急速
に元の電圧に復帰しているデューテイ電圧ＶＣ５を超え
る時間が長くなる。従って、スイッチング素子ＦＥＴが
オフしている時間も長くなることになる。

【００４０】このようにコンデンサＣ３の充放電は、直
流モータＭのオン／オフ制御をフイードバックしたもの
であるから、このコンデンサＣ３の充放電（フイードバ
ック電圧）の電圧を適宜調整するようにすれば直流モー
タＭのトルク設定が極めて簡単に行うことができる。

【００４１】このようにして、直流モータに負荷がかか
っていない時のスイッチング素子ＦＥＴのオン／オフす
る時間（図４参照）の関係と比べて、負荷がかかった時
にはスイッチング素子ＦＥＴのオン／オフする時間は両
者とも長くしたこと（図５参照）、即ち周波数を低く設
定することができるため、無負荷の時の周波数が高い時
には直流モータＭのコギングが抑えられ、負荷時の周波
数が低い時にはダイオードＤ１、スイッチング素子ＦＥ
Ｔからの発熱が抑えられ、ダイオードＤ１及びスイッチ
ング素子ＦＥＴやスイッチ等の小型化を図ることができ
るようになるのである。また、発熱が抑えられるように
なると部品自体が小型化に留まらず低容量のものにする
ことができ安価な回路構成にすることが可能になる。

【００４２】次に、直流モータの速度設定、例えば「高
速」、「低速」に切換えることにより変更される回転速
度の制御手法について説明する。

【００４３】直流モータの速度設定は、図１に示すよう
に、デューテイ比設定回路により制御できるようになっ
ており、図示しない外部に設けた切換えスイッチに連動
して動く第二の可変抵抗Ｒ７の抵抗値を変えることによ
り回転速度を変えることができる。そして、ストローク
に連動して動く第一の可変抵抗ＶＲを変化させることで
反転入力端子のデューテイ電圧ＶＣ５を変化させること
ができ、スイッチング素子ＦＥＴのオン／オフ時間（デ
ューテイ比）を変化させることによって直流モータＭの
速度制御が行えるようになっている。

【００４４】このデューテイ比設定回路は、図１及び抜
粋した図６に示すように、供給電源Ｖｃｃ（電圧ｅ）間
に直列接続した第一の抵抗Ｒ５、第一の可変抵抗ＶＲ、
第二の可変抵抗Ｒ７を形成し、抵抗ＶＲ、Ｒ７に並列に
第二の抵抗Ｒ６を接続し、第一の可変抵抗ＶＲの摺動端
子をコンパレータ２０の入力端子に接続する（デューテ
イ電圧ＶＣ５）構成とする。そして、第一の可変抵抗Ｖ
Ｒの抵抗値は第二の抵抗Ｒ６よりも充分大きな値に設定
することにより、 ｅ２＝ｅ（Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６））・・・・・・（４） ｅ２；基準電圧 ｅ ；電源電圧 となる。この式（４）の意味するところは、「高速」、
「低速」等の速度設定をするために、第二の可変抵抗Ｒ
７の抵抗値を可変させても制御開始時の基準電圧ｅ２、
即ち、直流モータＭの回転開始時のモータ回転数は、変
化しないとうことである。

【００４５】即ち、図７及び図８に示すように、制御開
始時の直流モータＭの回転数は第一の可変抵抗ＶＲの影
響を受けることがないから、これと直列接続してある第
二の可変抵抗Ｒ７の影響も受けないと同視できる。従っ
て、基準電圧ｅ２は第二の可変抵抗Ｒ７の抵抗値を従来
のように、例えば「低速」は”Ａ”、「高速」は”Ｂ”
と変化させても回転開始時には回転に影響は受けない。
この状態でストロークが引かれ徐々に回転速度が速くな
ると第一の可変抵抗ＶＲの値が小さくなり、第二の可変
抵抗Ｒ７で設定した値が徐々に影響を与えるようにな
り、第一の可変抵抗Ｒ７を「高速」”Ｂ”に設定したの
であればその最大回転数は”ｂ”になり、「低速」”
Ａ”に設定したのであればその最大回転数は”ａ”にな
り、差が出てくる。

【００４６】これは第一の可変抵抗ＶＲの電圧が回転数
が速くなるにつれて、その摺動端子からのデューテイ電
圧ＶＣ５が低くなるからであり、図８に示すように、制
御開始時の基準電圧ｅ２は同じでも、ストロークが多く
なるに従い、第一の可変抵抗ＶＲの摺動端子のデューテ
イ電圧ＶＣ５が少なくなり、第二の可変抵抗Ｒ７の影響
が徐々に出てきて、制御最大時の電圧は異なったものに
なる。

【００４７】このようにして、本発明のデューテイ比設
定回路を搭載した電動工具においては、低速及び高速等
に設定してあっても回転開始時においては一定の速度で
回転させることが可能であるため、回転開始時の操作を
安定させた状態で行うことができ、操作性を向上させる
ことができるようになるのである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る直流
モータの速度制御は、スイッチング素子でオン／オフの
間欠駆動をしている直流モータに負荷がかかると、この
スイッチング素子のオン／オフの時間を長く設定するよ
うにしたことにより、負荷によるガタツキをなくして安
定した回転数を得ることができるという効果がある。

【００４９】又、直流モータに負荷がかかっている時に
スイッチング素子のオン／オフする長さを長くすること
により、回路素子からの発熱を抑制することができるか
ら、その分回路素子の小型化及び安価な回路を提供する
ことができるという効果もある。

【００５０】更に、直流モータの速度を制御するための
デューテイ比設定回路において、直流モータの回転開始
時においては、速度の設定を制御する第二の可変抵抗の
影響を受けないようにしたことにより、どのような速度
の設定がなされても当初は同じ回転数で駆動することが
でき、安定した操作性を維持することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る直流モータ速度制御回路の回路
図である。

【図２】同直流モータからのフイードバックされた電圧
の充放電する様子を示した波形図である。

【図３】同三角波発振回路における入力電圧及び出力電
圧の関係を示した波形図である。

【図４】同無負荷時におけるデューテイ比設定回路の三
角波電圧ＶＣ４及びデューテイ電圧ＶＣ５及び比較手段
の出力信号との関係を示した波形図である。

【図５】同負荷時におけるデューテイ比設定回路の三角
波電圧ＶＣ４及びデューテイ電圧ＶＣ５及び比較手段の
出力信号との関係を示した波形図である。

【図６】同デューテイ比設定回路の部分を抜粋して回路
図である。

【図７】同ストロークと回転数との関係を示したグラフ
である。

【図８】同ストロークと第一の可変抵抗ＶＲの出力電圧
との関係を示したグラフである。

【図９】従来技術における直流モータ速度制御回路図で
ある。

【図１０】従来技術におけるデューテイ比設定回路を抜
粋して示した回路図である。

【図１１】従来技術における回転数とストロークとの関
係を示したグラフである。

【図１２】従来技術における可変抵抗ＶＲの出力電圧と
ストロークとの関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１０；コンパレータ、２０；コンパレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスとマイナスの直流電源の間に、直流
   モータとスイッチング素子とを直列に接続した直列駆動
   回路と、鋸波形状の三角波電圧を発生させる三角波発振
   回路と、ストロークの引き具合に応じたデューテイ電圧
   を生成し、該デューテイ電圧は前記直流モータに負荷が
   かかった際の直流電源の電圧降下に追随して電圧低下を
   引き起こすように形成したデューテイ比設定回路と、前
   記三角波電圧と前記デューテイ電圧とを比較し、該比較
   した結果に基づいて前記スイッチング素子をオン／オフ
   制御する比較手段とからなる電動工具用直流モータの速
   度制御回路。
2. 【請求項２】前記デューテイ比設定回路は、第一の抵抗
   と、前記デューテイ電圧を出力する摺動端子を備えた第
   一の可変抵抗と、前記直流モータの速度を設定する第二
   の可変抵抗とを、前記プラスとマイナスの間にこの順で
   直列に接続した直列抵抗回路と、一端を前記第一の抵抗
   と第一の可変抵抗との間に接続し他端をマイナス側に接
   続して並列抵抗回路を形成すると共に、前記第一の可変
   抵抗と比べた場合に該第一の可変抵抗の固定抵抗値が充
   分大きくなるようにした第二の抵抗とからなる請求項１
   に記載の電動工具用直流モータの速度制御回路。