JP2014104536A - Electric power tool - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power tool that when an operation switch is turned off, can generate control torque in a motor by means of a control circuit and furthermore prevent the motor from being driven by malfunction of the control circuit.SOLUTION: The electric power tool is equipped with a motor 10 made of an induction motor 10 as power source. When an operation switch SW1 is turned on, a control circuit 60 starts to drive the motor 10, and when the operation switch SW1 is turned off, directs the motor 10 to generate control torque and stops the rotation thereof. A delay circuit 56, when the operation switch SW1 is turned on, immediately turns on an electric source switch 52, and when the operation switch SW1 is turned off, turns off the electric source switch 52 after elapse of predetermined time.

Description

本発明は、使用者により操作される操作スイッチがオフ状態になったときに電動機に制動トルクを発生させる、ブレーキ機能を有する電動工具に関する。   The present invention relates to an electric tool having a brake function that generates a braking torque in an electric motor when an operation switch operated by a user is turned off.

電動工具には、通常、使用者によりオン・オフ状態が切り換えられる操作スイッチ(例えば、トリガスイッチ)が備えられている。
そして、この種の電動工具には、操作スイッチがオン状態であるとき、動力源である電動機を駆動する駆動制御を実行し、操作スイッチがオフ状態に切り換えられると、電動機が停止するまで、電動機に制動トルクを発生させる制動制御を実行するよう構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。
An electric tool is usually provided with an operation switch (for example, a trigger switch) that can be switched on and off by a user.
In this type of electric tool, when the operation switch is in the on state, drive control for driving the electric motor as the power source is executed. When the operation switch is switched to the off state, the electric motor is stopped until the electric motor stops. There is one configured to execute braking control for generating braking torque (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−179378号公報JP 2010-179378 A

ところで、上記電動工具において、電動機の駆動・制動制御は、マイコン等からなる制御回路により実行されることから、制御回路の誤動作(例えば、マイコンの暴走)により、操作スイッチがオフ状態であるにもかかわらず、電動機が駆動されることがある。   By the way, in the electric tool described above, since the driving / braking control of the electric motor is executed by a control circuit composed of a microcomputer or the like, the operation switch is in an OFF state due to malfunction of the control circuit (for example, runaway of the microcomputer). Regardless, the motor may be driven.

このため、上記電動工具においては、操作スイッチがオフ状態であるときには、電動機の駆動系への電源供給経路を遮断することで、制御回路の誤動作により電動機が駆動されるのを防止することが考えられている。   For this reason, in the power tool described above, when the operation switch is in the OFF state, it is considered to prevent the motor from being driven by a malfunction of the control circuit by cutting off the power supply path to the drive system of the motor. It has been.

しかしながら、操作スイッチがオフ状態になったときに、電動機駆動系への電源供給経路を遮断するようにすると、制御回路の制動制御によって電動機に制動トルクを発生させることができなくなり、電動工具を速やかに停止させることができない、という問題が発生する。   However, if the power supply path to the electric motor drive system is cut off when the operation switch is turned off, the braking torque of the electric motor cannot be generated by the braking control of the control circuit, and the electric tool is quickly turned on. The problem that it cannot be stopped automatically occurs.

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、電動機を動力源とする電動工具において、操作スイッチがオフ状態になったとき、制御回路によりモータに制動トルクを発生させることができ、しかも、操作スイッチがオフ状態であるときに制御回路の誤動作によりモータが駆動されるのを防止できるようにすること、を目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and in an electric tool using an electric motor as a power source, when the operation switch is turned off, the control circuit can generate a braking torque in the motor, An object of the present invention is to prevent a motor from being driven by a malfunction of a control circuit when an operation switch is in an OFF state.

かかる目的を達成するために、請求項1に記載の電動工具においては、その動力源として誘導電動機を備える。そして、誘導電動機の各相巻線は、スイッチング回路を構成する複数のスイッチング素子(所謂ハイサイドスイッチ、ローサイドスイッチ)を介して、直流電源からの正・負の電源ラインに接続されている。   In order to achieve such an object, the electric power tool according to claim 1 includes an induction motor as a power source. Each phase winding of the induction motor is connected to positive and negative power supply lines from a DC power supply via a plurality of switching elements (so-called high side switch and low side switch) constituting a switching circuit.

また、電動工具には、外部操作によって誘導電動機の駆動・停止を指令するための操作スイッチと、この操作スイッチのオン・オフ状態に応じて動作する第1制御手段及び第2制御手段が備えられている。   Further, the electric tool is provided with an operation switch for instructing driving / stopping of the induction motor by an external operation, and first control means and second control means that operate according to the on / off state of the operation switch. ing.

そして、第1制御手段は、操作スイッチがオン状態になると、スイッチング回路を制御して誘導電動機に駆動トルクを発生させ、操作スイッチがオフ状態になると、スイッチング回路を制御して誘導電動機に制動トルクを発生させる。   When the operation switch is turned on, the first control means controls the switching circuit to generate a driving torque in the induction motor, and when the operation switch is turned off, the first control means controls the switching circuit to apply a braking torque to the induction motor. Is generated.

また、第2制御手段は、操作スイッチがオン状態からオフ状態に変化してから所定時間経過後に、直流電源からスイッチング回路に至る正負の電源ラインの少なくとも一方を遮断する。   The second control means shuts off at least one of the positive and negative power supply lines from the DC power supply to the switching circuit after a predetermined time has elapsed since the operation switch changed from the ON state to the OFF state.

従って、操作スイッチがオン状態からオフ状態に変化した直後は、第1制御手段による制御(つまり制動制御)によって、誘導電動機に制動トルクが発生して、誘導電動機の回転(換言すれば、電動工具の動作)を速やかに減速させることができる。   Therefore, immediately after the operation switch changes from the on state to the off state, braking torque is generated in the induction motor by the control by the first control means (that is, braking control), and the rotation of the induction motor (in other words, the electric tool). Can be quickly decelerated.

また、操作スイッチがオフ状態であるとき、第1制御手段が誤動作したとしても、操作スイッチがオフ状態になってから所定時間経過後には、第2制御手段によって、スイッチング回路の電源ラインが遮断されるので、電動工具が駆動されるのを防止できる。   Further, even if the first control means malfunctions when the operation switch is in the off state, the power line of the switching circuit is cut off by the second control means after a predetermined time has elapsed since the operation switch turned off. Therefore, it is possible to prevent the electric tool from being driven.

ここで、第2制御手段が、操作スイッチがオン状態からオフ状態に変化してから電源ラインを遮断するまでの所定時間は、請求項2に記載のように、第1制御手段が誘導電動機に制動トルクを発生させてから誘導電動機が停止するのに要する停止時間よりも長い時間に設定するとよい。   Here, the predetermined time from when the operation switch changes from the ON state to the OFF state until the power supply line is shut off is determined by the second control unit as described in claim 2. It may be set to a time longer than the stop time required for the induction motor to stop after the braking torque is generated.

つまり、このようにすれば、第1制御手段が正常動作している通常時には、第1制御手段による制動制御によって、誘導電動機を確実に停止させることができる。
一方、第1制御手段及び第2制御手段には、操作スイッチのオン・オフ状態を表す信号を入力する必要がある。
That is, in this way, the induction motor can be surely stopped by the braking control by the first control means during the normal operation of the first control means.
On the other hand, it is necessary to input a signal indicating the on / off state of the operation switch to the first control means and the second control means.

そして、そのためには、請求項3に記載のように、第1制御手段及び第2制御手段に、それぞれ、操作スイッチを接続し、操作スイッチのオン・オフ状態を表す信号が操作スイッチから直接入力されるようにするとよい。   For this purpose, as described in claim 3, an operation switch is connected to each of the first control means and the second control means, and a signal indicating the on / off state of the operation switch is directly input from the operation switch. It is good to be done.

つまり、操作スイッチのオン・オフ状態を表す信号は、信号入力用の入力回路を介して入力するようにしてもよいが、このようにすると、入力回路の誤動作により、第1制御手段若しくは第2制御手段に、操作スイッチのオン・オフ状態を表す信号が正常に入力されないことが考えられる。   That is, the signal indicating the on / off state of the operation switch may be input via the input circuit for signal input. In this case, however, the first control means or the second control circuit is caused by malfunction of the input circuit. It is conceivable that a signal indicating the on / off state of the operation switch is not normally input to the control means.

このため第1制御手段及び第2制御手段には、それぞれ、操作スイッチから直接、操作スイッチのオン・オフ状態を表す信号が入力されるようにするとよい。
次に、第2制御手段は、請求項4に記載のように、直流電源からスイッチング回路に至る電源ラインに直列に設けられて、その電源ラインを導通・遮断するための電源スイッチと、遅延回路とを用いて構成するとよい。
For this reason, it is preferable that a signal indicating the on / off state of the operation switch is input to the first control unit and the second control unit directly from the operation switch.
Next, as described in claim 4, the second control means is provided in series with a power line extending from the DC power source to the switching circuit, and a power switch for conducting / cutting off the power line, and a delay circuit It is good to comprise using.

そして、請求項4に記載の電動工具において、遅延回路は、操作スイッチがオン状態になると、電源スイッチをオンさせ、操作スイッチがオフ状態になると、所定時間経過後に電源スイッチをオフさせる。   In the power tool according to claim 4, the delay circuit turns on the power switch when the operation switch is turned on, and turns off the power switch after a predetermined time elapses when the operation switch is turned off.

従って、請求項4に記載の電動工具によれば、操作スイッチがオフ状態になってから所定時間経過後に、直流電源からスイッチング回路に至る電源ラインを遮断することができるだけでなく、操作スイッチがオン状態になったときには、その電源ラインを速やかに導通させることができる。   Therefore, according to the power tool of the fourth aspect, not only can the power line from the DC power source to the switching circuit be shut off after a predetermined time has elapsed since the operation switch is turned off, but the operation switch is turned on. When this happens, the power supply line can be quickly turned on.

よって、請求項4に記載の電動工具によれば、操作スイッチがオン状態になったときに、第1制御手段による誘導電動機の駆動を速やかに開始させることができ、誘導電動機の駆動開始が遅れるのを防止できる。   Therefore, according to the electric tool of the fourth aspect, when the operation switch is turned on, the driving of the induction motor by the first control means can be started quickly, and the driving start of the induction motor is delayed. Can be prevented.

実施形態のグラインダの構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the grinder of embodiment. グラインダの電源部及びインバータ部の回路構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the circuit structure of the power supply part and inverter part of a grinder. 制御回路にて実行されるモータ制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the motor control performed by a control circuit. 遅延回路の回路構成を表す電気回路図である。It is an electric circuit diagram showing the circuit configuration of the delay circuit. 遅延回路の動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of a delay circuit.

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動工具は、グラインダ2であり、モータハウジング4とギヤハウジング6とからなるハウジング内に、各種機能部品を組み込むことにより構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electric tool of the present embodiment is a grinder 2 and is configured by incorporating various functional parts into a housing including a motor housing 4 and a gear housing 6.

モータハウジング4は、使用者が把持できるように筒状に形成されており、その内部には、グラインダ2の動力源となる3相の誘導電動機(以下、単にモータという)10が収納されている。   The motor housing 4 is formed in a cylindrical shape so that a user can hold it. A three-phase induction motor (hereinafter simply referred to as a motor) 10 that serves as a power source for the grinder 2 is housed in the motor housing 4. .

モータ10は、所謂高周波モータであり、その回転軸12がモータハウジング4の中心軸と一致し、且つ、回転軸12の先端がギヤハウジング6内に突出した状態で、モータハウジング4内に固定されている。   The motor 10 is a so-called high-frequency motor, and is fixed in the motor housing 4 with its rotating shaft 12 coinciding with the central axis of the motor housing 4 and the tip of the rotating shaft 12 protruding into the gear housing 6. ing.

また、回転軸12の先端側及び後端側は、それぞれ、ギヤハウジング6及びモータハウジング4に設けられた軸受14、16を介して、回転可能に支持されている。そして、回転軸12において、モータ10と軸受14との間に位置する部分には、モータ10に向けて冷却用の風を送るためのファン18が設けられている。   Moreover, the front end side and the rear end side of the rotating shaft 12 are rotatably supported via bearings 14 and 16 provided in the gear housing 6 and the motor housing 4, respectively. A fan 18 for sending cooling air toward the motor 10 is provided at a portion of the rotary shaft 12 positioned between the motor 10 and the bearing 14.

一方、ギヤハウジング6には、軸受22、24を介して、スピンドル20が回転自在に固定されている。スピンドル20は、その中心軸が、モータハウジング4の中心軸(延いてはモータ10の回転軸)と直交する方向に固定されている。   On the other hand, the spindle 20 is rotatably fixed to the gear housing 6 via bearings 22 and 24. The center axis of the spindle 20 is fixed in a direction orthogonal to the center axis of the motor housing 4 (and thus the rotation axis of the motor 10).

そして、スピンドル20において、軸受22と軸受24との間の部分には、ベベルギヤ25が固定されている。ベベルギヤ25は、モータ10の回転軸12の先端に固定されたベベルギヤ19と噛合することにより、モータ10の回転をスピンドル20に伝達し、スピンドル20を回転させるためのものである。   In the spindle 20, a bevel gear 25 is fixed to a portion between the bearing 22 and the bearing 24. The bevel gear 25 is for transmitting the rotation of the motor 10 to the spindle 20 and rotating the spindle 20 by meshing with the bevel gear 19 fixed to the tip of the rotating shaft 12 of the motor 10.

また、スピンドル20の先端は、軸受24からギヤハウジング6の外側へと突出し、円盤状の砥石26を装着できるようになっている。そして、軸受24の外周には、スピンドル20に装着された砥石26のモータハウジング4側を囲むカバー28が取り付けられている。   The tip of the spindle 20 protrudes from the bearing 24 to the outside of the gear housing 6 so that a disk-shaped grindstone 26 can be mounted. A cover 28 surrounding the motor housing 4 side of the grindstone 26 attached to the spindle 20 is attached to the outer periphery of the bearing 24.

次に、モータハウジング4において、モータ10の後端側の軸受16よりも後方には、モータ10を駆動するための電源部30及びインバータ部40が収納されている。そして、モータハウジング4の後端は閉塞されており、その閉塞部分には、電源ケーブル33を接続するためのコネクタ34、及び、操作部42が設けられている。   Next, in the motor housing 4, a power supply unit 30 and an inverter unit 40 for driving the motor 10 are housed behind the bearing 16 on the rear end side of the motor 10. The rear end of the motor housing 4 is closed, and a connector 34 for connecting the power cable 33 and an operation unit 42 are provided at the closed portion.

ここで、コネクタ34は、外部の交流電源32から電源ケーブル33を介して交流電圧を取り込み、電源部30に供給するためのものである。
また、操作部42は、使用者が手動操作によってグラインダ2(換言すればモータ10)の駆動・停止指令を入力するためのものである。
Here, the connector 34 is for taking in an AC voltage from an external AC power supply 32 through a power cable 33 and supplying the AC voltage to the power supply unit 30.
The operation unit 42 is used for a user to input a drive / stop command for the grinder 2 (in other words, the motor 10) by manual operation.

そして、操作部42は、図2に示すように、使用者の操作によってオン・オフ状態が切り換えられる操作スイッチSW1と、使用者による操作量に応じて抵抗値が変化する可変抵抗VR1とから構成されている。   As shown in FIG. 2, the operation unit 42 includes an operation switch SW1 that is turned on and off by a user's operation, and a variable resistor VR1 whose resistance value changes according to the amount of operation by the user. Has been.

次に、電源部30及びインバータ部40の回路構成を、図2を用いて説明する。
図2に示すように、電源部30は、4つの整流用ダイオード36、37、38、39からなる全波整流回路と、コンデンサC1とで構成されている。
Next, circuit configurations of the power supply unit 30 and the inverter unit 40 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the power supply unit 30 includes a full-wave rectifier circuit including four rectifier diodes 36, 37, 38, and 39, and a capacitor C1.

このため、電源部30からインバータ部40には、交流電源32から入力される交流電圧を全波整流することにより生成される直流の電源電圧(以下、バス電圧という)が入力される。   For this reason, a DC power supply voltage (hereinafter referred to as a bus voltage) generated by full-wave rectification of the AC voltage input from the AC power supply 32 is input from the power supply unit 30 to the inverter unit 40.

一方、インバータ部40には、モータ10の各相巻線への通電状態を切り換えるスイッチング回路50と、このスイッチング回路50を構成するスイッチング素子Q1〜Q6のオン・オフ状態を制御することで、モータ10を駆動制御する制御回路60と、が備えられている。   On the other hand, in the inverter unit 40, the switching circuit 50 that switches the energization state of each phase winding of the motor 10 and the on / off states of the switching elements Q1 to Q6 that constitute the switching circuit 50 are controlled. 10 is provided.

また、スイッチング回路50は、電源部30からのバス電圧の入力ラインとモータ10の各相巻線との間に設けられた3つのスイッチング素子(所謂ハイサイドスイッチ)Q1、Q2、Q3と、モータ10の各相巻線とグランドラインとの間に設けられた3つのスイッチング素子(所謂ローサイドスイッチ)Q4、Q5、Q6と、から構成されている。   The switching circuit 50 includes three switching elements (so-called high-side switches) Q1, Q2, and Q3 provided between the bus voltage input line from the power supply unit 30 and each phase winding of the motor 10, and a motor. It comprises three switching elements (so-called low-side switches) Q4, Q5, Q6 provided between each of the ten phase windings and the ground line.

そして、このスイッチング回路50からグランドラインに至る経路上には、モータ10の各相巻線に流れた全電流(以下、バス電流という)を検出するための抵抗R1が設けられている。   On the path from the switching circuit 50 to the ground line, there is provided a resistor R1 for detecting the total current (hereinafter referred to as bus current) flowing through each phase winding of the motor 10.

この抵抗R1の両端には、抵抗R1の両端電圧からバス電流を検出するバス電流検出回路48が接続されており、バス電流検出回路48からの検出信号は、制御回路60に入力される。   A bus current detection circuit 48 that detects a bus current from the voltage across the resistor R1 is connected to both ends of the resistor R1, and a detection signal from the bus current detection circuit 48 is input to the control circuit 60.

また、インバータ部40には、外部の交流電源32から電源部30に入力された交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路44、及び、電源部30からのバス電圧の入力ラインに接続されて、バス電圧を検出するバス電圧検出回路46が設けられている。   The inverter unit 40 is connected to a zero-cross detection circuit 44 that detects a zero-cross point of an AC voltage input from the external AC power source 32 to the power source unit 30 and a bus voltage input line from the power source unit 30. A bus voltage detection circuit 46 for detecting the bus voltage is provided.

そして、これらゼロクロス検出回路44及びバス電圧検出回路46からの検出信号も、制御回路60に入力される。
一方、操作部42を構成する可変抵抗VR1の両端には、定電圧回路(図示せず)にて生成された制御回路60駆動用の電源電圧(定電圧)Vcが印加されている。そして、制御回路60には、可変抵抗VR1の可動接点から、可変抵抗VR1の抵抗値(換言すれば操作量)に対応した検出信号(電圧))が入力される。
Detection signals from the zero cross detection circuit 44 and the bus voltage detection circuit 46 are also input to the control circuit 60.
On the other hand, a power supply voltage (constant voltage) Vc for driving the control circuit 60 generated by a constant voltage circuit (not shown) is applied to both ends of the variable resistor VR1 constituting the operation unit 42. Then, a detection signal (voltage) corresponding to the resistance value of the variable resistor VR1 (in other words, the operation amount) is input to the control circuit 60 from the movable contact of the variable resistor VR1.

また、操作部42を構成する操作スイッチSW1の一端には、抵抗R2を介して電源電圧Vcが印加され、他端はグランドラインに接地されている。そして、制御回路60には、操作スイッチSW1と抵抗R2との接続点から、操作スイッチSW1のオン・オフ状態を表す信号が入力される。   A power supply voltage Vc is applied to one end of the operation switch SW1 constituting the operation unit 42 via a resistor R2, and the other end is grounded to the ground line. The control circuit 60 receives a signal indicating the on / off state of the operation switch SW1 from the connection point between the operation switch SW1 and the resistor R2.

また、インバータ部40において、電源部30からスイッチング回路50に至るバス電圧の正極側の供給経路(以下、単に電源ラインという)には、この電源ラインを導通・遮断するための電源スイッチ52が設けられている。   Further, in the inverter unit 40, a power supply switch 52 for connecting and disconnecting the power supply line is provided in the supply path (hereinafter simply referred to as a power supply line) of the bus voltage from the power supply unit 30 to the switching circuit 50. It has been.

この電源スイッチ52は、トランジスタからなる半導体スイッチにて構成されており、その制御端子であるゲートには、ゲート駆動回路54が接続され、更に、このゲート駆動回路54には、遅延回路56が接続されている。   The power switch 52 is composed of a semiconductor switch composed of a transistor. A gate drive circuit 54 is connected to a gate which is a control terminal, and a delay circuit 56 is connected to the gate drive circuit 54. Has been.

また、遅延回路56には、操作スイッチSW1と抵抗R2との接続点が接続されており、遅延回路56は、操作スイッチSW1のオン・オフ状態に応じて、ゲート駆動回路54に、電源スイッチ52の駆動信号を出力する。   The delay circuit 56 is connected to a connection point between the operation switch SW1 and the resistor R2. The delay circuit 56 is connected to the gate drive circuit 54 according to the on / off state of the operation switch SW1. The drive signal is output.

なお、この遅延回路56については、本発明に関わる主要部であるので、後で詳しく説明する。
次に、制御回路60は、CPU、ROM、RAM、入出力ポート等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されている。
Since the delay circuit 56 is a main part related to the present invention, it will be described in detail later.
Next, the control circuit 60 is configured by a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, and the like.

そして、制御回路60においては、CPUがROMに記憶された制御プログラムに従い各種制御処理を実行することにより、図2に示す駆動制御部62、ゲート駆動信号生成部66、過電流検出部68、及び、ブレーキ制御部70として機能する。   In the control circuit 60, the CPU executes various control processes according to the control program stored in the ROM, whereby the drive control unit 62, the gate drive signal generation unit 66, the overcurrent detection unit 68, and the like shown in FIG. It functions as the brake control unit 70.

なお、図2に示す正弦波テーブル64は、モータ10の駆動制御を実行する際に用いられるデータであり、ROM若しくは不揮発性のRAMに格納される。
ここで、駆動制御部62は、操作部42の操作スイッチSW1がオン状態であるとき、可変抵抗VR1から入力される駆動指令(詳しくは、操作部42の操作量)に基づいて、モータ10をその駆動指令に対応した目標速度で回転させるための制御量(駆動周波数及び駆動波形の振幅)を算出するためのものである。
Note that the sine wave table 64 shown in FIG. 2 is data used when the drive control of the motor 10 is executed, and is stored in a ROM or a nonvolatile RAM.
Here, the drive control unit 62 controls the motor 10 based on a drive command (specifically, an operation amount of the operation unit 42) input from the variable resistor VR1 when the operation switch SW1 of the operation unit 42 is on. This is for calculating a control amount (drive frequency and drive waveform amplitude) for rotation at a target speed corresponding to the drive command.

そして、ゲート駆動信号生成部66は、駆動制御部62にて制御量が算出されると、正弦波テーブル64から正弦波データを読み出し、その正弦波データと駆動制御部62で算出された制御量とに基づき、モータ10の各相に所定の駆動電流を供給するのに必要な、各スイッチング素子Q1〜Q6のゲート駆動信号(PWM信号)を生成する。   When the drive control unit 62 calculates the control amount, the gate drive signal generation unit 66 reads the sine wave data from the sine wave table 64, and the sine wave data and the control amount calculated by the drive control unit 62. Based on the above, the gate drive signals (PWM signals) of the switching elements Q1 to Q6 necessary for supplying a predetermined drive current to each phase of the motor 10 are generated.

また、過電流検出部68は、駆動制御部62によるモータ10の駆動時に、バス電流検出回路48からの検出信号に基づき、モータ10に過電流が流れたことを検出して、ゲート駆動信号生成部66による各スイッチング素子Q1〜Q6の駆動(換言すればモータ10への通電)を停止する。つまり、過電流検出部68は、モータ10を過電流から保護するためのものである。   The overcurrent detection unit 68 detects that an overcurrent has flowed through the motor 10 based on a detection signal from the bus current detection circuit 48 when the drive control unit 62 drives the motor 10 to generate a gate drive signal. The driving of the switching elements Q1 to Q6 by the unit 66 (in other words, energization of the motor 10) is stopped. That is, the overcurrent detection unit 68 is for protecting the motor 10 from overcurrent.

また、ブレーキ制御部70は、操作部42の操作スイッチSW1がオン状態からオフ状態に切り換えられたとき(つまり、モータ10の停止指令が入力されたとき)に、ゲート駆動信号生成部66から、モータ10に制動トルクを発生させるためのゲート駆動信号を出力させる。   Further, the brake control unit 70 receives a signal from the gate drive signal generation unit 66 when the operation switch SW1 of the operation unit 42 is switched from the on state to the off state (that is, when a stop command for the motor 10 is input). The motor 10 is caused to output a gate drive signal for generating a braking torque.

なお、モータ制動時のゲート駆動信号(PWM信号)は、スイッチング回路50を介してモータ10に直流電流を流し、モータ10の回転軸に制動トルクを発生させるためのものであり、各スイッチング素子Q1〜Q6の駆動パターンや駆動デューティ比は予め設定されている。   The gate drive signal (PWM signal) at the time of motor braking is for causing a direct current to flow to the motor 10 via the switching circuit 50 and generating a braking torque on the rotating shaft of the motor 10, and each switching element Q1. The drive pattern and drive duty ratio of .about.Q6 are set in advance.

そして、駆動制御部62、ゲート駆動信号生成部66、及び、ブレーキ制御部70としての機能は、CPUが、図3に示すモータ制御処理を実行することにより実現される。
すなわち、このモータ制御処理では、CPUは、まずS110(Sはステップを表す)にて、操作スイッチSW1がオン状態であるか否かを判断する。
And the function as the drive control part 62, the gate drive signal generation part 66, and the brake control part 70 is implement | achieved when CPU performs the motor control process shown in FIG.
That is, in this motor control process, the CPU first determines whether or not the operation switch SW1 is in an on state in S110 (S represents a step).

そして、操作スイッチSW1がオン状態でなければ、再度S110の処理を実行することで、操作スイッチSW1がオン状態になるのを待ち、操作スイッチSW1がオン状態になると、S120に移行して、モータ10の駆動制御を実行する。   If the operation switch SW1 is not on, the process of S110 is executed again to wait for the operation switch SW1 to be on. When the operation switch SW1 is on, the process proceeds to S120, and the motor 10 drive control is executed.

なお、この駆動制御は、駆動制御部62及びゲート駆動信号生成部66としての機能を実現するための処理であり、操作部42の操作量に基づいてモータ10の制御量(駆動周波数及び駆動波形の振幅)を算出し、ゲート駆動信号(PWM信号)を生成して、スイッチング回路50に出力する。   This drive control is processing for realizing the functions as the drive control unit 62 and the gate drive signal generation unit 66, and the control amount (drive frequency and drive waveform) of the motor 10 based on the operation amount of the operation unit 42. Is calculated, and a gate drive signal (PWM signal) is generated and output to the switching circuit 50.

次に、続くS130では、操作スイッチSW1がオフ状態になったか否かを判断し、操作スイッチSW1がオフ状態になっていなければ、再度S120に移行することにより、モータ駆動制御を継続する。   Next, in subsequent S130, it is determined whether or not the operation switch SW1 is turned off. If the operation switch SW1 is not turned off, the process proceeds to S120 again to continue the motor drive control.

一方、S130にて、操作スイッチSW1がオフ状態になったと判断されると、S140に移行する。そして、S140では、モータに制動トルクを発生させるためのゲート駆動信号を生成して、スイッチング回路50に出力することで、モータ10にブレーキをかける、ブレーキ制御を実行する。   On the other hand, if it is determined in S130 that the operation switch SW1 has been turned off, the process proceeds to S140. In S140, a gate drive signal for generating a braking torque for the motor is generated and output to the switching circuit 50, thereby executing brake control for braking the motor 10.

このブレーキ制御は、ブレーキ制御部70及びゲート駆動信号生成部66としての機能を実現するための処理であり、続くS150にて、モータ10が停止したと判断されるまで継続される。   This brake control is a process for realizing the functions as the brake control unit 70 and the gate drive signal generation unit 66, and is continued until it is determined in S150 that the motor 10 is stopped.

そして、S150にて、モータ10が停止したと判断されると、S160にてブレーキ制御を解除して、再度S110に移行する。
このように、制御回路60においては、操作スイッチSW1がオン状態になると、操作部42の操作量(可変抵抗VR1の抵抗値)に応じて、モータ10を駆動する駆動制御を実行する。また、操作スイッチSW1がオン状態からオフ状態になると、モータ10が停止するまで、モータ10に制動トルクを発生させる、制動制御を実行する。
If it is determined in S150 that the motor 10 has stopped, the brake control is canceled in S160, and the process proceeds to S110 again.
Thus, in the control circuit 60, when the operation switch SW1 is turned on, drive control for driving the motor 10 is executed according to the operation amount of the operation unit 42 (resistance value of the variable resistor VR1). Further, when the operation switch SW1 is changed from the on state to the off state, the braking control is executed to cause the motor 10 to generate a braking torque until the motor 10 stops.

ところで、操作スイッチSW1がオフ状態であるとき、制御回路60を構成するマイクロコンピュータの暴走等によって、制御回路60が誤動作すると、ゲート駆動信号生成部66からモータ10を駆動させるゲート駆動信号が出力されて、モータ10が駆動されることが考えられる。   Incidentally, when the operation switch SW1 is in an OFF state, if the control circuit 60 malfunctions due to a runaway of the microcomputer constituting the control circuit 60, a gate drive signal for driving the motor 10 is output from the gate drive signal generation unit 66. Thus, it is conceivable that the motor 10 is driven.

そこで、本実施形態では、電源部30からスイッチング回路50に至る電源ラインに電源スイッチ52を設け、操作スイッチSW1がオフ状態になると、遅延回路56を介して、電源スイッチ52をオフすることで、電源ラインを遮断するようにしている。   Therefore, in this embodiment, the power switch 52 is provided in the power line from the power supply unit 30 to the switching circuit 50, and when the operation switch SW1 is turned off, the power switch 52 is turned off via the delay circuit 56. The power line is cut off.

この遅延回路56には、図4に示すように、操作スイッチSW1からの信号入力素子として、抵抗R2と操作スイッチSW1との接続点に対し、ベースが抵抗70を介して接続されたトランジスタ74が備えられている。   As shown in FIG. 4, the delay circuit 56 includes a transistor 74 having a base connected via a resistor 70 to a connection point between the resistor R2 and the operation switch SW1 as a signal input element from the operation switch SW1. Is provided.

このトランジスタ74は、PNP型であり、エミッタには、抵抗72を介して電源電圧Vcが印加され、コレクタは、グランドラインに接地されている。また、トランジスタ74のエミッタとグランドラインとの間には、充電用のコンデンサ76が設けられており、このコンデンサ76の両端電圧は、コンパレータ78に入力される。   The transistor 74 is a PNP type, the power supply voltage Vc is applied to the emitter via the resistor 72, and the collector is grounded to the ground line. A charging capacitor 76 is provided between the emitter of the transistor 74 and the ground line, and the voltage across the capacitor 76 is input to the comparator 78.

コンパレータ78は、コンデンサ76の両端電圧(充電電圧)が所定のしきい値電圧Vth以上か否かを判断して、コンデンサ76の両端電圧がしきい値電圧Vth未満であるとき、ゲート駆動回路54に対し、電源スイッチ52をオンさせるための駆動信号を出力する。   The comparator 78 determines whether or not the voltage across the capacitor 76 (charge voltage) is equal to or higher than a predetermined threshold voltage Vth, and when the voltage across the capacitor 76 is less than the threshold voltage Vth, the gate drive circuit 54. In response to this, a drive signal for turning on the power switch 52 is output.

このように構成された遅延回路56においては、図5に示すように、操作スイッチSW1がオン状態であるときには、トランジスタ74がオン状態となって、コンデンサ76に蓄積された電荷がトランジスタ74を介して放電される。   In the delay circuit 56 configured as described above, as shown in FIG. 5, when the operation switch SW1 is in the on state, the transistor 74 is in the on state, and the charge accumulated in the capacitor 76 passes through the transistor 74. Discharged.

このため、コンデンサ76の両端電圧は、しきい値電圧Vthよりも低くなり、遅延回路56からゲート駆動回路54には、電源スイッチ52をオンするための駆動信号(ハイレベル)が出力される。   For this reason, the voltage across the capacitor 76 becomes lower than the threshold voltage Vth, and a driving signal (high level) for turning on the power switch 52 is output from the delay circuit 56 to the gate driving circuit 54.

また、操作スイッチSW1がオフ状態になる(時点t1)と、トランジスタ74がオフ状態になり、コンデンサ76には、抵抗72を介して電荷が充電される。そして、この充電により、コンデンサ76の両端電圧は、抵抗72の抵抗値Rとコンデンサ76の容量Cとで決まる時定数CRにて上昇する。   In addition, when the operation switch SW1 is turned off (time point t1), the transistor 74 is turned off, and the capacitor 76 is charged through the resistor 72. As a result of this charging, the voltage across the capacitor 76 rises with a time constant CR determined by the resistance value R of the resistor 72 and the capacitance C of the capacitor 76.

従って、操作スイッチSW1がオン状態からオフ状態に変化すると(時点t1)、この時定数CRにて決まる遅延時間ΔTが経過したとき(時点t2)に、コンデンサ76の両端電圧がしきい値電圧Vthに達し、コンパレータ78の出力がローレベルに変化する。   Accordingly, when the operation switch SW1 changes from the on state to the off state (time point t1), when the delay time ΔT determined by the time constant CR has elapsed (time point t2), the voltage across the capacitor 76 becomes the threshold voltage Vth. And the output of the comparator 78 changes to a low level.

このため、操作スイッチSW1がオフ状態になったときには、遅延時間ΔTが経過した後、遅延回路56からゲート駆動回路54への駆動信号の出力が停止され、電源スイッチ52がオフされる。   For this reason, when the operation switch SW1 is turned off, the output of the drive signal from the delay circuit 56 to the gate drive circuit 54 is stopped after the delay time ΔT has elapsed, and the power switch 52 is turned off.

なお、遅延時間ΔT(換言すれば抵抗72とコンデンサ76とによる時定数CR)は、制御回路60にて実行されるブレーキ制御(S140)によって、モータ10を停止させるのに要する停止時間よりも長くなるように設定されている。   The delay time ΔT (in other words, the time constant CR by the resistor 72 and the capacitor 76) is longer than the stop time required to stop the motor 10 by the brake control (S140) executed by the control circuit 60. It is set to be.

また、その後、操作スイッチSW1がオン状態なったとき(時点t3)には、コンデンサ76に蓄積された電荷が、トランジスタ74を介して速やかに放電されることから、コンパレータ78からの出力が速やかにハイレベルに変化する。   After that, when the operation switch SW1 is turned on (time point t3), the charge accumulated in the capacitor 76 is quickly discharged through the transistor 74, so that the output from the comparator 78 is quickly Change to high level.

従って、操作スイッチSW1がオフ状態からオン状態に変化したときには、遅延回路56からゲート駆動回路54へ、応答遅れなく駆動信号が出力され、電源スイッチ52がオンされる。   Therefore, when the operation switch SW1 changes from the off state to the on state, a drive signal is output from the delay circuit 56 to the gate drive circuit 54 without a response delay, and the power switch 52 is turned on.

以上説明したように、本実施形態のグラインダ2においては、操作スイッチSW1がオン状態になると、制御回路60が、操作部42の操作量に応じてモータ10を駆動する駆動制御を開始し、操作スイッチSW1がオフ状態になると、モータ10に制動トルクを発生させて、その回転を停止させる制動制御を実行する。   As described above, in the grinder 2 of the present embodiment, when the operation switch SW1 is turned on, the control circuit 60 starts driving control for driving the motor 10 according to the operation amount of the operation unit 42, and the operation switch When the switch SW1 is turned off, the braking control is executed by causing the motor 10 to generate a braking torque and stop the rotation.

また、この制御回路60とは別に遅延回路56が設けられており、遅延回路56は、操作スイッチSW1がオン状態になると、ゲート駆動回路54に駆動信号を出力することで、電源スイッチ52を応答遅れなく速やかにオンさせる。   In addition to the control circuit 60, a delay circuit 56 is provided. When the operation switch SW1 is turned on, the delay circuit 56 outputs a drive signal to the gate drive circuit 54, thereby responding to the power switch 52. Turn on quickly without delay.

また、操作スイッチSW1がオフ状態になると、遅延回路56は、その後、所定の遅延時間ΔT1が経過した時点で、ゲート駆動回路54への駆動信号の出力を停止することで、電源スイッチ52をオフさせる。   When the operation switch SW1 is turned off, the delay circuit 56 then turns off the power switch 52 by stopping the output of the drive signal to the gate drive circuit 54 when a predetermined delay time ΔT1 has elapsed. Let

そして、この遅延時間ΔT1は、制御回路60が制動制御によってモータ10を停止させるのに要する時間よりも長く設定されている。
このため、本実施形態のグラインダ2によれば、制御回路60が正常動作しているときには、制御回路60による制動制御によって、モータ10に制動トルクを発生させて、モータ10(換言すれば、グラインダ2)を速やかに停止させることができる。
The delay time ΔT1 is set longer than the time required for the control circuit 60 to stop the motor 10 by braking control.
Therefore, according to the grinder 2 of the present embodiment, when the control circuit 60 is operating normally, the braking torque by the control circuit 60 is used to generate a braking torque in the motor 10 (in other words, the grinder 2) can be promptly stopped.

また、操作スイッチSW1がオフ状態になってから所定の遅延時間ΔT1が経過すると、電源スイッチ52がオフされることから、操作スイッチSW1がオフ状態であるとき、制御回路60がマイクロコンピュータの暴走等によって誤動作したとしても、その誤動作によりモータ10が駆動されるのを防止することができる。   Further, when a predetermined delay time ΔT1 elapses after the operation switch SW1 is turned off, the power switch 52 is turned off. Therefore, when the operation switch SW1 is in the off state, the control circuit 60 causes a microcomputer runaway or the like. Even if the motor 10 malfunctions, the motor 10 can be prevented from being driven by the malfunction.

また、制御回路60及び遅延回路56には、操作スイッチSW1が接続されており、操作スイッチSW1のオン・オフ状態を表す信号が、操作スイッチSW1から直接入力されることから、その信号の入力回路の故障によって、制御回路60及び遅延回路56が誤動作するのを防止することもできる。   Further, the operation switch SW1 is connected to the control circuit 60 and the delay circuit 56, and a signal indicating the on / off state of the operation switch SW1 is directly input from the operation switch SW1, and therefore the input circuit of the signal It is possible to prevent the control circuit 60 and the delay circuit 56 from malfunctioning due to the failure.

よって、本実施形態によれば、グラインダ2の信頼性を高めることができる。
なお、本実施形態においては、制御回路60が、本発明の第1制御手段に相当し、電源スイッチ52、ゲート駆動回路54及び遅延回路56が、本発明の第2制御手段に相当する。
Therefore, according to this embodiment, the reliability of the grinder 2 can be improved.
In the present embodiment, the control circuit 60 corresponds to the first control means of the present invention, and the power switch 52, the gate drive circuit 54, and the delay circuit 56 correspond to the second control means of the present invention.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、電源スイッチ52は、トランジスタからなる半導体スイッチにて構成されるものとして説明したが、電源スイッチ52は、電源部30からスイッチング回路50に電源電圧を供給するための電源ラインを導通・遮断することができればよく、例えば、リレー等を用いて構成してもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the power switch 52 is described as a semiconductor switch made of a transistor. However, the power switch 52 is a power line for supplying a power voltage from the power supply unit 30 to the switching circuit 50. May be used, for example, a relay may be used.

また、電源スイッチ52は、上記実施形態のように、電源部30からスイッチング回路50に電源電圧を供給するための正の電源ラインに設けるのではなく、負の電源ライン(グランドライン)に設けるようにしてもよく、或いは、これら両方に設けるようにしてもよい。   The power switch 52 is not provided on the positive power supply line for supplying the power supply voltage from the power supply unit 30 to the switching circuit 50 as in the above embodiment, but is provided on the negative power supply line (ground line). Alternatively, it may be provided in both of them.

また、上記実施形態では、電源部30からスイッチング回路50に至る電源ラインに、電源スイッチ52が設けられており、この電源スイッチ52のオン・オフ状態を、ゲート駆動回路54を介して切り換えることができる。   In the above embodiment, the power switch 52 is provided in the power line extending from the power supply unit 30 to the switching circuit 50, and the on / off state of the power switch 52 can be switched via the gate drive circuit 54. it can.

このため、図2に点線で示すように、遅延回路56とは別に、異常検出回路80を設け、異常検出回路80にてモータ10の駆動系の異常を検出したときには、ゲート駆動回路54を介して、電源スイッチ52を強制的にオフするようにしてもよい。   Therefore, as shown by a dotted line in FIG. 2, an abnormality detection circuit 80 is provided separately from the delay circuit 56, and when the abnormality detection circuit 80 detects an abnormality in the drive system of the motor 10, the gate drive circuit 54 is used. Thus, the power switch 52 may be forcibly turned off.

なお、図2において、異常検出回路80は、バス電流検出回路48からの検出信号に基づき、バス電流に異常が生じたときに、ゲート駆動回路54を介して電源スイッチ52をオフするようになっているが、例えば、モータ10やインバータ部40の異常な温度上昇を検出したときに、電源スイッチ52をオフするようにしてもよい。   In FIG. 2, the abnormality detection circuit 80 turns off the power switch 52 via the gate drive circuit 54 when an abnormality occurs in the bus current based on the detection signal from the bus current detection circuit 48. However, for example, the power switch 52 may be turned off when an abnormal temperature rise in the motor 10 or the inverter unit 40 is detected.

また、上記実施形態では、本発明を、グラインダ2に適用した場合について説明したが、本発明は、誘導電動機を動力源とする電動工具であれば、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the grinder 2, if this invention is an electric tool which uses an induction motor as a power source, it will apply similarly to the said embodiment, and will be the same The effect of can be obtained.

また、誘導電動機は、上記実施形態のような3相モータであっても、単相モータであってもよい。なお、単相モータの場合、スイッチング回路は4つのスイッチング素子による所謂Hブリッジにて構成すればよい。   The induction motor may be a three-phase motor as in the above embodiment or a single-phase motor. In the case of a single-phase motor, the switching circuit may be configured by a so-called H bridge with four switching elements.

2…グラインダ、10…モータ、30…電源部、32…交流電源、34…コネクタ、36〜39…整流用ダイオード、C1…コンデンサ、40…インバータ部、42…操作部、SW1…操作スイッチ、VR1…可変抵抗、44…ゼロクロス検出回路、46…バス電圧検出回路、48…バス電流検出回路、50…スイッチング回路、Q1〜Q6…スイッチング素子、52…電源スイッチ、54…ゲート駆動回路、56…遅延回路、60…制御回路、62…駆動制御部、64…正弦波テーブル、66…ゲート駆動信号生成部、68…過電流検出部、70…ブレーキ制御部、80…異常検出回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Grinder, 10 ... Motor, 30 ... Power supply part, 32 ... AC power supply, 34 ... Connector, 36-39 ... Diode for rectification, C1 ... Capacitor, 40 ... Inverter part, 42 ... Operation part, SW1 ... Operation switch, VR1 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Variable resistance, 44 ... Zero cross detection circuit, 46 ... Bus voltage detection circuit, 48 ... Bus current detection circuit, 50 ... Switching circuit, Q1-Q6 ... Switching element, 52 ... Power switch, 54 ... Gate drive circuit, 56 ... Delay Reference numeral 60: control circuit 62: drive control unit 64: sine wave table 66: gate drive signal generation unit 68: overcurrent detection unit 70: brake control unit 80: abnormality detection circuit

Claims (4)

電動工具の動力源となる誘導電動機と、
外部操作によって前記誘導電動機の駆動・停止を指令するための操作スイッチと、
前記誘導電動機の各相巻線と、直流電源からの正負の電源ラインと、の間にそれぞれ接続された複数のスイッチング素子を備えたスイッチング回路と、
前記操作スイッチがオン状態になると、前記スイッチング回路を制御して前記誘導電動機に駆動トルクを発生させ、前記操作スイッチがオフ状態になると、前記スイッチング回路を制御して前記誘導電動機に制動トルクを発生させる第1制御手段と、
前記操作スイッチがオン状態からオフ状態に変化してから所定時間経過後に、前記直流電源から前記スイッチング回路に至る正負の電源ラインの少なくとも一方を遮断する第2制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動工具。
An induction motor as a power source of the electric tool;
An operation switch for commanding the drive / stop of the induction motor by an external operation;
A switching circuit comprising a plurality of switching elements respectively connected between the phase windings of the induction motor and positive and negative power lines from a DC power source;
When the operation switch is turned on, the switching circuit is controlled to generate a driving torque in the induction motor, and when the operation switch is turned off, the switching circuit is controlled to generate a braking torque to the induction motor. First control means for causing
Second control means for cutting off at least one of the positive and negative power lines from the DC power source to the switching circuit after a predetermined time has elapsed since the operation switch changed from the on state to the off state;
An electric tool comprising:
前記第2制御手段が、前記操作スイッチがオン状態からオフ状態に変化してから前記電源ラインを遮断するまでの前記所定時間は、
前記第1制御手段が前記誘導電動機に制動トルクを発生させてから前記誘導電動機が停止するのに要する停止時間に基づき、当該停止時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
The predetermined time from when the second control means changes the operation switch from an on state to an off state until the power supply line is shut off is:
The first control means is set to a time longer than the stop time based on a stop time required for the induction motor to stop after the brake torque is generated in the induction motor. The electric tool according to 1.
前記第1制御手段及び前記第2制御手段には、それぞれ、前記操作スイッチが接続されており、前記操作スイッチのオン・オフ状態を表す信号が前記操作スイッチから直接入力されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動工具。   The first control unit and the second control unit are connected to the operation switch, respectively, and a signal indicating an on / off state of the operation switch is directly input from the operation switch. The power tool according to claim 1 or 2. 前記第2制御手段は、
前記電源ラインに直列に設けられて、前記電源ラインを導通・遮断する電源スイッチと、
前記操作スイッチがオン状態になると、前記電源スイッチをオンさせ、前記操作スイッチがオフ状態になると、前記所定時間経過後に、前記電源スイッチをオフさせる遅延回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電動工具。
The second control means includes
A power switch that is provided in series with the power line, and that conducts and shuts off the power line;
A delay circuit that turns on the power switch when the operation switch is turned on, and turns off the power switch after the predetermined time when the operation switch is turned off;
The electric tool according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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