JP2002369405A - 電動工具のモータ駆動回路 - Google Patents
電動工具のモータ駆動回路Info
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- JP2002369405A JP2002369405A JP2001177820A JP2001177820A JP2002369405A JP 2002369405 A JP2002369405 A JP 2002369405A JP 2001177820 A JP2001177820 A JP 2001177820A JP 2001177820 A JP2001177820 A JP 2001177820A JP 2002369405 A JP2002369405 A JP 2002369405A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Portable Power Tools In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータ制動時の起電力を有効利用し、電動工
具の連続作業時間を延長する。 【解決手段】 モータMの＋側電源入力端子にスイッチS
2、ダイオードD1、電気二重層コンデンサC2を接続し、
電気二重層コンデンサC2とモータ駆動用の電気二重層コ
ンデンサC1をDC−DCコンバータ1にて接続する。起動ス
イッチS1をオンするとモータMが起動し、起動スイッチS
1をオフ、スイッチS2をオンするとモータMが制動され、
モータMの起電力は電気二重層コンデンサC2に蓄えら
れ、DC−DCコンバータ1によってモータ起動電圧以上に
昇圧されて電気二重層コンデンサC 1を充電する。
具の連続作業時間を延長する。 【解決手段】 モータMの＋側電源入力端子にスイッチS
2、ダイオードD1、電気二重層コンデンサC2を接続し、
電気二重層コンデンサC2とモータ駆動用の電気二重層コ
ンデンサC1をDC−DCコンバータ1にて接続する。起動ス
イッチS1をオンするとモータMが起動し、起動スイッチS
1をオフ、スイッチS2をオンするとモータMが制動され、
モータMの起電力は電気二重層コンデンサC2に蓄えら
れ、DC−DCコンバータ1によってモータ起動電圧以上に
昇圧されて電気二重層コンデンサC 1を充電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動工具のモー
タ駆動回路に関するものであり、特に、制動時における
起電力の有効利用を図った電動工具のモータ駆動回路に
関するものである。
タ駆動回路に関するものであり、特に、制動時における
起電力の有効利用を図った電動工具のモータ駆動回路に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図3及び図4は、従来の電動工具のモータ
駆動回路を示し、図3においてS1は起動用のスイッチ、S
2は制動用のスイッチである。スイッチS1をオン、スイ
ッチS2はオフにて電源電池BからモータMへ電流が流れて
モータMが起動し、スイッチS1をオフ、スイッチS2をオ
ンすることによりモータMの電源入力端子がショートし
て電磁制動がかかり、モータMは急停止する。
駆動回路を示し、図3においてS1は起動用のスイッチ、S
2は制動用のスイッチである。スイッチS1をオン、スイ
ッチS2はオフにて電源電池BからモータMへ電流が流れて
モータMが起動し、スイッチS1をオフ、スイッチS2をオ
ンすることによりモータMの電源入力端子がショートし
て電磁制動がかかり、モータMは急停止する。
【０００３】図4は、モータMを正逆両方向に駆動するブ
リッジ形モータ駆動回路を示し、スイッチS1, S4をオ
ン、スイッチS2, S3はオフにてモータが一方向に回転
し、スイッチS2, S3をオン、スイッチS1, S4をオフする
とモータMが逆方向に回転する。また、スイッチS1, S2
をオフ、スイッチS3, S4をオンすることによりモータM
に電磁制動がかかってモータMは急停止する。
リッジ形モータ駆動回路を示し、スイッチS1, S4をオ
ン、スイッチS2, S3はオフにてモータが一方向に回転
し、スイッチS2, S3をオン、スイッチS1, S4をオフする
とモータMが逆方向に回転する。また、スイッチS1, S2
をオフ、スイッチS3, S4をオンすることによりモータM
に電磁制動がかかってモータMは急停止する。
【０００４】モータMは、制動されたときに発電機とし
て作用し、電源入力端子がショートされていることから
電気エネルギーはモータのコイルを発熱させて熱エネル
ギーとして消費される。
て作用し、電源入力端子がショートされていることから
電気エネルギーはモータのコイルを発熱させて熱エネル
ギーとして消費される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電動工具は作動負荷が
大きいため、モータの起動時に大電流が流れ、しかも、
頻繁に起動と停止を反復するので電力消費が多く、一回
の充電あたりの作業可能時間が短いという問題がある。
そこで、電動工具の連続作業時間を延長するために解決
すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記
課題を解決することを目的とする。
大きいため、モータの起動時に大電流が流れ、しかも、
頻繁に起動と停止を反復するので電力消費が多く、一回
の充電あたりの作業可能時間が短いという問題がある。
そこで、電動工具の連続作業時間を延長するために解決
すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記
課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、モータに電力を供
給する第一のコンデンサと、モータを制動する際にモー
タのコイルに誘起される電力を蓄える第二のコンデンサ
と、第二のコンデンサの電圧を昇圧して第一のコンデン
サを充電するDC−DCコンバータを設け、モータと第二の
コンデンサとの間にスイッチを設け、モータ駆動時に前
記スイッチをオフし、モータ制動時に前記スイッチをオ
ンする制御手段を設けた電動工具のモータ駆動回路を提
供するものである。また、上記コンデンサは電気二重層
コンデンサである電動工具のモータ駆動回路を提供する
ものである。
達成するために提案するものであり、モータに電力を供
給する第一のコンデンサと、モータを制動する際にモー
タのコイルに誘起される電力を蓄える第二のコンデンサ
と、第二のコンデンサの電圧を昇圧して第一のコンデン
サを充電するDC−DCコンバータを設け、モータと第二の
コンデンサとの間にスイッチを設け、モータ駆動時に前
記スイッチをオフし、モータ制動時に前記スイッチをオ
ンする制御手段を設けた電動工具のモータ駆動回路を提
供するものである。また、上記コンデンサは電気二重層
コンデンサである電動工具のモータ駆動回路を提供する
ものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。図１に示す電動工具のモータ駆動
回路は、第一の電気二重層コンデンサC1によりモータM
へ電源を供給する回路であって、起動用のスイッチS1と
モータMとの間からスイッチS2、ダイオードD1を経て第
二の電気二重層コンデンサC2へ至る回生回路を設けてあ
り、電気二重層コンデンサC2の電荷をDC−DCコンバータ
1により昇圧してモータ駆動電源である電気二重層コン
デンサC1を充電するように構成している。
図に従って詳述する。図１に示す電動工具のモータ駆動
回路は、第一の電気二重層コンデンサC1によりモータM
へ電源を供給する回路であって、起動用のスイッチS1と
モータMとの間からスイッチS2、ダイオードD1を経て第
二の電気二重層コンデンサC2へ至る回生回路を設けてあ
り、電気二重層コンデンサC2の電荷をDC−DCコンバータ
1により昇圧してモータ駆動電源である電気二重層コン
デンサC1を充電するように構成している。
【０００８】電気二重層コンデンサは、一般のコンデン
サに比べて体積あたりの静電容量が1000倍以上と極めて
高容量であり、間欠的に大電力を必要とする機器のアシ
スト電源として、或いは太陽電池や夜間電力等の電力貯
蔵などに広く使用されているものである。
サに比べて体積あたりの静電容量が1000倍以上と極めて
高容量であり、間欠的に大電力を必要とする機器のアシ
スト電源として、或いは太陽電池や夜間電力等の電力貯
蔵などに広く使用されているものである。
【０００９】電動工具を使用するに際しては、予め充電
した電気二重層コンデンサC2を電動工具に装着する。電
気二重層コンデンサC2の電荷はDC−DCコンバータ1によ
りモータMの起動電圧以上に昇圧されて電気二重層コン
デンサC1を充電する。スイッチS1、スイッチS2がオフの
停止状態からスイッチS1をオンすると電気二重層コンデ
ンサC1からモータMへ通電されてモータMが起動する。駆
動停止の際は、スイッチS1をオフしスイッチS2をオンす
る。これにより、モータMのロータの回転により発生す
る電気エネルギーがスイッチS2、ダイオードD1を通じて
電気二重層コンデンサC2に蓄えられる。
した電気二重層コンデンサC2を電動工具に装着する。電
気二重層コンデンサC2の電荷はDC−DCコンバータ1によ
りモータMの起動電圧以上に昇圧されて電気二重層コン
デンサC1を充電する。スイッチS1、スイッチS2がオフの
停止状態からスイッチS1をオンすると電気二重層コンデ
ンサC1からモータMへ通電されてモータMが起動する。駆
動停止の際は、スイッチS1をオフしスイッチS2をオンす
る。これにより、モータMのロータの回転により発生す
る電気エネルギーがスイッチS2、ダイオードD1を通じて
電気二重層コンデンサC2に蓄えられる。
【００１０】モータMの起動により、電気二重層コンデ
ンサC1の電圧が低下すると再びDC−DCコンバータ1が動
作し、電気二重層コンデンサC2から電気二重層コンデン
サC1へ充電が行われて次の起動に備える。電力回生用の
電気二重層コンデンサC2の静電容量を、モータMの起電
力を吸収するのに十分な値とすることにより、制動時に
電気二重層コンデンサC2が飽和することがなく、飽和に
よる制動性能低下の虞はない。
ンサC1の電圧が低下すると再びDC−DCコンバータ1が動
作し、電気二重層コンデンサC2から電気二重層コンデン
サC1へ充電が行われて次の起動に備える。電力回生用の
電気二重層コンデンサC2の静電容量を、モータMの起電
力を吸収するのに十分な値とすることにより、制動時に
電気二重層コンデンサC2が飽和することがなく、飽和に
よる制動性能低下の虞はない。
【００１１】図2はブリッジ形モータ駆動回路を示し、
従来のブリッジ形モータ駆動回路におけるスイッチS1,
S2, S3, S4に加えて、モータMの両側入力端子はそれぞ
れダイオードD1, D2を介してスイッチS5に接続され、ス
イッチS5を介して電気二重層コンデンサC2に接続してい
る。
従来のブリッジ形モータ駆動回路におけるスイッチS1,
S2, S3, S4に加えて、モータMの両側入力端子はそれぞ
れダイオードD1, D2を介してスイッチS5に接続され、ス
イッチS5を介して電気二重層コンデンサC2に接続してい
る。
【００１２】前記と同様に予め充電した電気二重層コン
デンサC2を電動工具に装着する。電気二重層コンデンサ
C2の電荷はDC−DCコンバータ１によりモータMの起動電
圧以上に昇圧され電気二重層コンデンサC1を充電する。
全てのスイッチS1, S2, S3,S4, S5がオフの状態から、
従来のブリッジ形モータ駆動回路と同様にスイッチS1,
S4をオンするとモータMが一方向に回転し、逆にスイッ
チS2, S3をオンするとモータMが逆方向に回転する。ス
イッチS1, S4をオンした正転状態からモータMを制動す
る際は、＋側のスイッチS1をオフし、−側のスイッチ S
4はオンのままスイッチS5をオンすると、モータMの起電
力はダイオードD1、スイッチS5を通って電気二重層コン
デンサC2に蓄えられる。電気二重層コンデンサC2に蓄え
られた電荷は、図1の回路と同様にDC−DCコンバータ1に
て昇圧されて電気二重層コンデンサC1を充電する。
デンサC2を電動工具に装着する。電気二重層コンデンサ
C2の電荷はDC−DCコンバータ１によりモータMの起動電
圧以上に昇圧され電気二重層コンデンサC1を充電する。
全てのスイッチS1, S2, S3,S4, S5がオフの状態から、
従来のブリッジ形モータ駆動回路と同様にスイッチS1,
S4をオンするとモータMが一方向に回転し、逆にスイッ
チS2, S3をオンするとモータMが逆方向に回転する。ス
イッチS1, S4をオンした正転状態からモータMを制動す
る際は、＋側のスイッチS1をオフし、−側のスイッチ S
4はオンのままスイッチS5をオンすると、モータMの起電
力はダイオードD1、スイッチS5を通って電気二重層コン
デンサC2に蓄えられる。電気二重層コンデンサC2に蓄え
られた電荷は、図1の回路と同様にDC−DCコンバータ1に
て昇圧されて電気二重層コンデンサC1を充電する。
【００１３】また、スイッチS2, S3をオンした逆転状態
からモータMを制動する際は、＋側のスイッチS2をオフ
し、−側のスイッチ S3はオンのままスイッチS5をオン
すると、モータMの起電力はダイオードD2、スイッチS5
を通って電気二重層コンデンサC 2に蓄えられ、前記と同
様にDC−DCコンバータ1により電気二重層コンデンサC2
から電気二重層コンデンサC1への充電が行われる。
からモータMを制動する際は、＋側のスイッチS2をオフ
し、−側のスイッチ S3はオンのままスイッチS5をオン
すると、モータMの起電力はダイオードD2、スイッチS5
を通って電気二重層コンデンサC 2に蓄えられ、前記と同
様にDC−DCコンバータ1により電気二重層コンデンサC2
から電気二重層コンデンサC1への充電が行われる。
【００１４】尚、この発明は上記の実施形態に限定する
ものではなく、上記の例ではC1とC2の両方を電気二重層
コンデンサとしているが、モータの駆動及び電力回生に
必要な容量のコンデンサであればよく、体積が大型化す
るものの電解コンデンサやタンタルコンデンサ等でもよ
い。また、C1に関してはリチウム電池やニッケルカドミ
ウム電池等の二次電池に代えることもできる。また、ス
イッチは半導体スイッチであっても機械式スイッチであ
ってもよく、この発明の技術的範囲内において種々の改
変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに
及ぶことは当然である。
ものではなく、上記の例ではC1とC2の両方を電気二重層
コンデンサとしているが、モータの駆動及び電力回生に
必要な容量のコンデンサであればよく、体積が大型化す
るものの電解コンデンサやタンタルコンデンサ等でもよ
い。また、C1に関してはリチウム電池やニッケルカドミ
ウム電池等の二次電池に代えることもできる。また、ス
イッチは半導体スイッチであっても機械式スイッチであ
ってもよく、この発明の技術的範囲内において種々の改
変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに
及ぶことは当然である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動工具
におけるモータ駆動回路は、モータ制動時に発生する電
力を回収してモータ駆動電源を充電するので、長時間の
連続作業が可能となる。また、電力回生用のコンデンサ
を設けたことにより、実質的な電源容量が増加してモー
タの起動特性も向上するなど電動工具の性能向上に寄与
する発明である。
におけるモータ駆動回路は、モータ制動時に発生する電
力を回収してモータ駆動電源を充電するので、長時間の
連続作業が可能となる。また、電力回生用のコンデンサ
を設けたことにより、実質的な電源容量が増加してモー
タの起動特性も向上するなど電動工具の性能向上に寄与
する発明である。
【図１】本発明のモータ駆動回路の回路図。
【図２】本発明のブリッジ形モータ駆動回路の回路図。
【図３】従来のモータ駆動回路の回路図。
【図４】従来のブリッジ形モータ駆動回路の回路図。
S1, S2, S3, S4, S5 スイッチ C1, C2 電気二重層コンデンサ D1, D2 ダイオード M モータ 1 DC−DCコンバータ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA04 AA07 BA02 CA11 CC02 DA07 DA18 FA08 GB03 5H530 AA12 BB34 CC18 CC20 CD39 CE16 CF01 EE10 GG01
Claims (2)
- 【請求項１】 モータに電力を供給する第一のコンデン
サと、モータを制動する際にモータのコイルに誘起され
る電力を蓄える第二のコンデンサと、第二のコンデンサ
の電圧を昇圧して第一のコンデンサを充電するDC−DCコ
ンバータを設け、モータと第二のコンデンサとの間にス
イッチを設け、モータ駆動時に前記スイッチをオフし、
モータ制動時に前記スイッチをオンする制御手段を設け
た電動工具のモータ駆動回路。 - 【請求項２】 上記コンデンサは電気二重層コンデンサ
である請求項１記載の電動工具のモータ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177820A JP2002369405A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 電動工具のモータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177820A JP2002369405A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 電動工具のモータ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369405A true JP2002369405A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19018607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177820A Pending JP2002369405A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 電動工具のモータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369405A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022106A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波診断装置 |
| JP2008062341A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nitto Kohki Co Ltd | 電動ドライバ及び電動ドライバ装置 |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177820A patent/JP2002369405A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022106A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波診断装置 |
| JPWO2006022106A1 (ja) * | 2004-08-24 | 2008-05-08 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置 |
| US7699777B2 (en) | 2004-08-24 | 2010-04-20 | Panasonic Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP4597993B2 (ja) * | 2004-08-24 | 2010-12-15 | パナソニック株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP2008062341A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nitto Kohki Co Ltd | 電動ドライバ及び電動ドライバ装置 |
| JP4603521B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2010-12-22 | 日東工器株式会社 | 電動ドライバ及び電動ドライバ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080327 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090804 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091201 |