JP2015027711A - Electric power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御用のスイッチング素子を有する電動工具に関する。 The present invention relates to an electric tool having a switching element for motor control.
近年、丸のこ等の電動工具において、ブラシレスモータの採用が進んでいる。ブラシレスモータに駆動電力を供給するためには、FET等のスイッチング素子が必要となる。スイッチング素子は、ブラシレスモータ駆動用の大電流により発熱する。このため、ブラシレスモータの回転軸にファンを取り付け、このファンによって生成される気流でスイッチング素子を冷却することが行われている。また、スイッチング素子が過度の高温になることを防止するために、過熱保護機能を備えることが知られている。過熱保護機能は、スイッチング素子が一定温度以上になるとブラシレスモータへの通電を停止する機能である。 In recent years, brushless motors have been increasingly used in electric tools such as circular saws. In order to supply driving power to the brushless motor, a switching element such as an FET is required. The switching element generates heat due to a large current for driving the brushless motor. For this reason, a fan is attached to the rotating shaft of a brushless motor, and the switching element is cooled by an air flow generated by the fan. It is also known to have an overheat protection function in order to prevent the switching element from becoming excessively hot. The overheat protection function is a function to stop energization of the brushless motor when the switching element reaches a certain temperature or higher.
一般に、過熱保護機能が作動してブラシレスモータが停止すると、スイッチング素子が所定温度以下にならないと再起動ができない。このため、自然冷却のみでは、再起動が可能となるまでに長い時間を要し、作業効率が悪いという問題があった。こうした問題は、スイッチング素子により印加電圧を制御するブラシ付きモータにおいても共通である。 In general, when the overheat protection function is activated and the brushless motor is stopped, the switching element cannot be restarted unless the temperature is lower than a predetermined temperature. For this reason, with natural cooling alone, there was a problem that it took a long time before restarting was possible, and work efficiency was poor. Such a problem is common in a brushed motor that controls an applied voltage by a switching element.
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、過熱保護機能によりモータが停止した後の冷却を速めることの可能な電動工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an electric tool capable of speeding up cooling after the motor is stopped by an overheat protection function.
本発明のある態様は、電動工具である。この電動工具は、モータと、前記モータによって回転される冷却ファンと、前記モータの駆動、停止を切り替える操作部とを備え、過熱保護機能により前記モータが停止した後、前記モータを停止から駆動に切り替えるように前記操作部が操作されると、低負荷限定モードで前記モータを駆動する。 One embodiment of the present invention is a power tool. The electric tool includes a motor, a cooling fan rotated by the motor, and an operation unit for switching between driving and stopping of the motor, and after the motor is stopped by an overheat protection function, the motor is changed from being stopped to being driven. When the operation unit is operated so as to switch, the motor is driven in the low load limited mode.
前記モータはブラシレスモータであってもよい。 The motor may be a brushless motor.
前記低負荷限定モードでは他のモードと比較して過電流保護の設定値を小さくしてもよい。 In the low load limited mode, the set value of overcurrent protection may be made smaller than in other modes.
前記低負荷限定モードでは他のモードと比較して前記モータに印加する電圧の実効値を小さくしてもよい。 In the low load limited mode, the effective value of the voltage applied to the motor may be made smaller than in other modes.
前記モータの駆動制御用のスイッチング素子に印加するPWM信号のデューティを低下させることで前記実効値を小さくしてもよい。 The effective value may be reduced by reducing the duty of the PWM signal applied to the switching element for driving control of the motor.
前記低負荷限定モードが開始されてから前記過熱保護機能による過熱保護を解除可能な温度条件が満たされるまでの期間に外部に報知する報知手段を備えてもよい。 You may provide the alerting | reporting means to alert | report outside in the period until the temperature conditions which can cancel | release the overheat protection by the said overheat protection function after the said low load limitation mode is started.
前記過熱保護機能による過熱保護の解除条件が満たされると前記低負荷限定モードを終了してもよい。 The low load limiting mode may be terminated when a condition for canceling overheat protection by the overheat protection function is satisfied.
前記解除条件は、前記過熱保護機能による過熱保護を解除可能な温度条件が満たされ、かつその後に前記モータを停止から駆動に切り替えるように前記操作部が操作されることであってもよい。 The release condition may be that a temperature condition capable of releasing overheat protection by the overheat protection function is satisfied, and the operation unit is operated so as to switch the motor from stop to drive thereafter.
前記過熱保護機能が働く手前の所定の温度範囲では、当該温度範囲より低い温度であり且つ前記低負荷限定モードでない場合と比較して前記モータに印加する電圧の実効値を小さくした低電力モードで前記モータを駆動してもよい。 In a predetermined temperature range before the overheat protection function works, in a low power mode in which the effective value of the voltage applied to the motor is lower than that in the low load limited mode when the temperature is lower than the temperature range. The motor may be driven.
前記低電力モードであることを外部に報知する報知手段を備えてもよい。 You may provide the alerting | reporting means to alert | report outside that it is the said low power mode.
前記モータの駆動制御用のスイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記過熱保護機能による過熱保護を作動し又は解除してもよい。 Temperature detection means for detecting the temperature of the switching element for driving control of the motor may be provided, and overheat protection by the overheat protection function may be activated or canceled according to the temperature detected by the temperature detection means.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by converting the expression of the present invention between methods and systems are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、過熱保護機能によりモータが停止した後の冷却を速めることの可能な電動工具を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric tool which can speed up the cooling after a motor stops with an overheat protection function can be provided.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, process, etc. which are shown by each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably. In addition, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は、本発明の実施の形態に係るコードレス丸のこの平面図、図2は同側面図、図3は同背面図、図4は同正面図である。図5は、図1のコードレス丸のこの、一部を断面とした第1の平面図である。図6は、同第2の平面図である。図7は、図1のA−A断面図である。 1 is a plan view of the cordless circle according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a rear view thereof, and FIG. 4 is a front view thereof. FIG. 5 is a first plan view, partly in section, of the cordless circle of FIG. FIG. 6 is a second plan view of the same. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
本実施の形態のコードレス丸のこは、ベース1と、本体2とを備える。ベース1は、例えばアルミ等の金属製の略長方形の板材である。ベース1の長手方向は切断方向と一致する。ベース1の底面は、被削材との摺動面である。本体2は、後述のようにベース1に前後2箇所で連結され、ベース1に対して回動可能かつ左右に傾動可能である。本体2は、モータハウジング3と、ハンドル部4と、ギヤカバー5と、ソーカバー6と、保護カバー7と、丸のこ刃8(回転具)とを含む。モータハウジング3は、例えば樹脂製であり、ブラシレスモータ9(図5及び図6)を内蔵する。ブラシレスモータ9は、丸のこ刃8を回転駆動する。ハンドル部4は、モータハウジング3と同材質であり、モータハウジング3の上方において前後方向に延びる。ハンドル部4には、使用者がブラシレスモータ9の駆動、停止を切り替える操作部としてのメイントリガスイッチ18(メインスイッチ)が設けられる。ハンドル部4は、図3及び図4に示すようにモータハウジング3と一体的に設けられた左側部品と、モータハウジング3とギヤカバー5との間に挟持される右側部品とによって構成され、この左側部品と右側部品との組合せで後述する電池パック取付部4aが構成されると共に、丸のこ刃8側に位置するハンドル部4の右側部品に後述する制御回路基板収納部4bが設けられている。なお、ハンドル部4の左側部品と右側部品との境界は、図1、図3、図4などでハンドル部4の中央に表れているラインである。 The cordless circular saw of the present embodiment includes a base 1 and a main body 2. The base 1 is a substantially rectangular plate made of metal such as aluminum. The longitudinal direction of the base 1 coincides with the cutting direction. The bottom surface of the base 1 is a sliding surface with the work material. As will be described later, the main body 2 is connected to the base 1 at two places in the front and rear, and is rotatable with respect to the base 1 and tilted to the left and right. The main body 2 includes a motor housing 3, a handle portion 4, a gear cover 5, a saw cover 6, a protective cover 7, and a circular saw blade 8 (rotating tool). The motor housing 3 is made of resin, for example, and incorporates a brushless motor 9 (FIGS. 5 and 6). The brushless motor 9 rotates the circular saw blade 8. The handle portion 4 is made of the same material as the motor housing 3 and extends in the front-rear direction above the motor housing 3. The handle portion 4 is provided with a main trigger switch 18 (main switch) as an operation portion for switching the driving and stopping of the brushless motor 9 by the user. As shown in FIGS. 3 and 4, the handle portion 4 is composed of a left part integrally provided with the motor housing 3 and a right part sandwiched between the motor housing 3 and the gear cover 5. A battery pack mounting portion 4a to be described later is configured by a combination of the component and the right side component, and a control circuit board storage portion 4b to be described later is provided on the right side component of the handle portion 4 located on the circular saw blade 8 side. . Note that the boundary between the left part and the right part of the handle part 4 is a line appearing at the center of the handle part 4 in FIGS. 1, 3, 4, and the like.
ハンドル部4の後端下部には、電池パック取付部4a(電池取付部)と、制御回路基板収納部4bが一体に設けられる。電池パック取付部4aには、電池パック20(蓄電池)が、後方からスライドさせることで着脱自在に装着される。ハンドル部4の下側であって電池パック取付部4aの上面にはモード切換スイッチ16(例えばタクトスイッチ)及びLED29が設けられる。使用者は、モード切換スイッチ16により、例えば通常モード又はエコモードのいずれかを選択することができる。電池パック20は、ブラシレスモータ9に駆動電力を供給する。図1に示すように、電池パック取付部4aに装着された電池パック20の左側面と、モータハウジング3の左側面は、略同一平面上に存在する。すなわち、丸のこ刃8からモータハウジング3の左側面の距離と、丸のこ刃8から電池パック20の左側面の距離が略同じであり、電池パック20の左側面とモータハウジング3の左側面を下にしてコードレス丸のこを載置することができ、丸のこ刃8の交換作業を容易に行うことができる。制御回路基板収納部4bは、電池パック20の右側に設けられる。制御回路基板収納部4bには、制御回路基板21が収納保持される。制御回路基板21は、ブラシレスモータ9の動作を制御する制御部(コントローラ)を搭載している。制御回路基板21は、ブラシレスモータ9の回転軸(丸のこ刃8の回転軸)と略垂直である。制御回路基板21の左側、すなわち制御回路基板21と電池パック20との間は、例えば樹脂製のコントローラカバー22によって仕切られる。 A battery pack attachment portion 4a (battery attachment portion) and a control circuit board storage portion 4b are integrally provided at the lower rear end of the handle portion 4. The battery pack 20 (storage battery) is detachably mounted on the battery pack mounting portion 4a by sliding it from the rear. A mode change switch 16 (for example, a tact switch) and an LED 29 are provided below the handle portion 4 and on the upper surface of the battery pack mounting portion 4a. The user can select, for example, either the normal mode or the eco mode with the mode switch 16. The battery pack 20 supplies driving power to the brushless motor 9. As shown in FIG. 1, the left side surface of the battery pack 20 attached to the battery pack mounting portion 4 a and the left side surface of the motor housing 3 are on substantially the same plane. That is, the distance from the circular saw blade 8 to the left side surface of the motor housing 3 and the distance from the circular saw blade 8 to the left side surface of the battery pack 20 are substantially the same, and the left side surface of the battery pack 20 and the left side of the motor housing 3 are the same. The cordless circular saw can be placed with the surface facing down, and the replacement operation of the circular saw blade 8 can be easily performed. The control circuit board storage portion 4 b is provided on the right side of the battery pack 20. The control circuit board 21 is housed and held in the control circuit board housing portion 4b. The control circuit board 21 is equipped with a control unit (controller) that controls the operation of the brushless motor 9. The control circuit board 21 is substantially perpendicular to the rotation axis of the brushless motor 9 (rotation axis of the circular saw blade 8). The left side of the control circuit board 21, that is, the control circuit board 21 and the battery pack 20, is partitioned by a controller cover 22 made of, for example, resin.
ギヤカバー5は、ハンドル部4の右側に設けられる。ギヤカバー5は、例えば金属製であり、ブラシレスモータ9と丸のこ刃8との間の回転伝達機構を内蔵する。回転伝達機構は周知の減速機構等からなる。ソーカバー6は、ギヤカバー5に取り付けられ、ギヤカバー5と共に丸のこ刃8の上半分を覆う。ソーカバー6はギヤカバー5と同材質かつ一体に形成されても良い。ギヤカバー5及びソーカバー6の前端部は、回動支持部14によって回転自在に連結される。保護カバー7は、例えば樹脂製であり、ギヤカバー5の後方側に、ギヤカバー5及びソーカバー6の外縁に沿って回動可能に設けられる。ギヤカバー5と保護カバー7との間には図示しないバネが介在する。このバネは、ギヤカバー5に対して保護カバー7を、ギヤカバー5及びソーカバー6の円周方向であって丸のこ刃8の下半分を覆う方向(図2中、反時計回り)に付勢する。よって、切断作業を行っていない状態では、保護カバー7は、丸のこ刃8の下半分(ベース1の底面から下方に突出した部分)を、前方の一部を除いて覆う。 The gear cover 5 is provided on the right side of the handle portion 4. The gear cover 5 is made of metal, for example, and incorporates a rotation transmission mechanism between the brushless motor 9 and the circular saw blade 8. The rotation transmission mechanism includes a known speed reduction mechanism. The saw cover 6 is attached to the gear cover 5 and covers the upper half of the circular saw blade 8 together with the gear cover 5. The saw cover 6 may be formed of the same material as the gear cover 5 and integrally. The front end portions of the gear cover 5 and the saw cover 6 are rotatably connected by a rotation support portion 14. The protective cover 7 is made of resin, for example, and is provided on the rear side of the gear cover 5 so as to be rotatable along the outer edges of the gear cover 5 and the saw cover 6. A spring (not shown) is interposed between the gear cover 5 and the protective cover 7. This spring urges the protective cover 7 against the gear cover 5 in the circumferential direction of the gear cover 5 and the saw cover 6 and in the direction covering the lower half of the circular saw blade 8 (counterclockwise in FIG. 2). . Therefore, when the cutting operation is not performed, the protective cover 7 covers the lower half of the circular saw blade 8 (a portion protruding downward from the bottom surface of the base 1) except for a part of the front.
ベース1の前方には、ベベルプレート12が立設される。ベベルプレート12は、切断方向と略直交する短手方向に直立する。ベベルプレート12には長孔13が設けられる。長孔13は、切断方向に延びる第1傾動軸部15aを中心とし、かつ第1傾動軸部15aと直交する円弧状である。回動支持部14は、第1傾動軸部15aを中心としてベース1に対して左右に傾動可能に支持される。回動支持部14の傾動位置は、傾斜角度調整レバー11を緩めた状態で調整し、傾斜角度調整レバー11を締め付けることで固定する。回動支持部14は、ブラシレスモータ9の回転軸(丸のこ刃8の回転軸)と平行な軸でソーカバー6の前端部を回動可能に支持する。ソーカバー6の回動位置の調整及び固定については後述する。 A bevel plate 12 is erected in front of the base 1. The bevel plate 12 stands upright in a short direction substantially orthogonal to the cutting direction. The bevel plate 12 is provided with a long hole 13. The long hole 13 has an arc shape centered on the first tilting shaft portion 15a extending in the cutting direction and orthogonal to the first tilting shaft portion 15a. The rotation support portion 14 is supported so as to be tiltable to the left and right with respect to the base 1 with the first tilt shaft portion 15a as a center. The tilting position of the rotation support unit 14 is adjusted with the tilt angle adjustment lever 11 loosened, and is fixed by tightening the tilt angle adjustment lever 11. The rotation support unit 14 rotatably supports the front end portion of the saw cover 6 with an axis parallel to the rotation axis of the brushless motor 9 (the rotation axis of the circular saw blade 8). Adjustment and fixing of the rotational position of the saw cover 6 will be described later.
ベース1の後方には、リンク10が、第1傾動軸部15aと同軸の傾動軸部15bを中心に回動可能に設けられ、ギヤカバー5の左側面に沿う。リンク10は、例えばアルミ等の金属製である。切込み深さ調整レバー19を緩めた状態では、リンク10とギヤカバー5とは相互にスライド可能であり、ベース1に対するソーカバー6の回動位置、すなわち切込み深さを調整することができる。そして、切込み深さ調整レバー19を締め付けることで、ギヤカバー5の回動位置を固定できる。 A link 10 is provided behind the base 1 so as to be rotatable about a tilting shaft portion 15b coaxial with the first tilting shaft portion 15a, and extends along the left side surface of the gear cover 5. The link 10 is made of a metal such as aluminum. In a state where the cutting depth adjusting lever 19 is loosened, the link 10 and the gear cover 5 can slide relative to each other, and the rotational position of the saw cover 6 relative to the base 1, that is, the cutting depth can be adjusted. And the rotation position of the gear cover 5 can be fixed by tightening the cutting depth adjusting lever 19.
図6に示すように、ブラシレスモータ9は、出力軸9aの周囲にロータコア9bを有する。出力軸9aは丸のこ刃8の回転軸と平行である。ロータコア9bは出力軸9aと一体に回転する。ロータコア9bにはロータマグネット9cが挿入支持される。ステータコア9dは、ロータコア9bの外周面を囲むように設けられる。ステータコア9dには、インシュレータ9eを挟んでステータコイル9fが設けられる。ステータコア9dの左端側には、スイッチング基板23が固定される。スイッチング基板23は出力軸9aと略垂直である。図7に示すように、スイッチング基板23には、6つのスイッチング素子23a(FET等)が、本体部を倒した状態で搭載される。スイッチング素子23aは、電池パック20からの供給電圧をスイッチングする。図5に示すように、電池パック20の端子部20aとスイッチング基板23は、配線24によって相互に電気的に接続されている。配線25は、電池パック20の端子部20aと制御回路基板21とを相互に電気的に接続する。配線26は、制御回路基板21とスイッチング基板23とを相互に電気的に接続する。制御回路基板21のコントローラからの制御信号が配線26によりスイッチング基板23上のスイッチング素子23aの制御端子(ゲート)に印加され、スイッチング素子23aのオンオフが制御される。ブラシレスモータ9の出力軸9aには冷却ファン33が取り付けられて出力軸9aと共に回転する。冷却ファン33の発生する気流によって、ブラシレスモータ9及びスイッチング素子23aが冷却される。 As shown in FIG. 6, the brushless motor 9 has a rotor core 9b around the output shaft 9a. The output shaft 9 a is parallel to the rotational axis of the circular saw blade 8. The rotor core 9b rotates integrally with the output shaft 9a. A rotor magnet 9c is inserted and supported in the rotor core 9b. The stator core 9d is provided so as to surround the outer peripheral surface of the rotor core 9b. The stator core 9d is provided with a stator coil 9f with an insulator 9e interposed therebetween. A switching substrate 23 is fixed to the left end side of the stator core 9d. The switching substrate 23 is substantially perpendicular to the output shaft 9a. As shown in FIG. 7, six switching elements 23 a (such as FETs) are mounted on the switching substrate 23 in a state where the main body portion is tilted. The switching element 23 a switches the supply voltage from the battery pack 20. As shown in FIG. 5, the terminal portion 20 a of the battery pack 20 and the switching substrate 23 are electrically connected to each other by a wiring 24. The wiring 25 electrically connects the terminal portion 20a of the battery pack 20 and the control circuit board 21 to each other. The wiring 26 electrically connects the control circuit board 21 and the switching board 23 to each other. A control signal from the controller of the control circuit board 21 is applied to the control terminal (gate) of the switching element 23a on the switching board 23 through the wiring 26, and the on / off of the switching element 23a is controlled. A cooling fan 33 is attached to the output shaft 9a of the brushless motor 9 and rotates together with the output shaft 9a. The brushless motor 9 and the switching element 23a are cooled by the airflow generated by the cooling fan 33.
図8は、本発明の実施の形態に係るコードレス丸のこの機能ブロック図である。制御部27は、図6に示す制御回路基板21に搭載される。インバータ部28は、図6及び図7に示すスイッチング素子23aをブリッジ接続した回路である。LED29は、例えば点灯又は点滅によりコードレス丸のこの状態を使用者に報知する報知手段の例示である。残量表示部30は、電池パック20の残容量を表示する。温度センサ31は、インバータ部28のスイッチング素子23aの近傍に設けられたサーミスタ等の温度検出素子を含み、スイッチング素子23aの温度を検出する。検出抵抗32は、ブラシレスモータ9の駆動電流の経路に設けられる。制御部27は、検出抵抗32の端子電圧により前記駆動電流を検出できる。制御部27は、メイントリガスイッチ18がオンされると、モード切替スイッチ16により設定されたモード(例えば通常モード又はエコモードのいずれか)に応じてインバータ部28の各スイッチング素子23aにPWM信号を印加し、ブラシレスモータ9の駆動を制御する。 FIG. 8 is a functional block diagram of the cordless circle according to the embodiment of the present invention. The control unit 27 is mounted on the control circuit board 21 shown in FIG. The inverter unit 28 is a circuit in which the switching elements 23a shown in FIGS. 6 and 7 are bridge-connected. The LED 29 is an example of a notification unit that notifies the user of this state of the cordless circle by lighting or blinking, for example. The remaining amount display unit 30 displays the remaining capacity of the battery pack 20. The temperature sensor 31 includes a temperature detection element such as a thermistor provided in the vicinity of the switching element 23a of the inverter unit 28, and detects the temperature of the switching element 23a. The detection resistor 32 is provided in the drive current path of the brushless motor 9. The control unit 27 can detect the drive current based on the terminal voltage of the detection resistor 32. When the main trigger switch 18 is turned on, the control unit 27 sends a PWM signal to each switching element 23a of the inverter unit 28 according to the mode set by the mode change switch 16 (for example, either the normal mode or the eco mode). Applied to control driving of the brushless motor 9.
図9は、図8に示す制御部27による制御のフローチャート(その1)である。このフローチャートは、使用者がメイントリガスイッチ18をオンすることによってスタートする。制御部27は、過熱保護機能のフラグKの値を確認する(S1)。フラグKは、過熱保護機能の作動中は「1」、非作動中は「0」となる。制御部27は、K=0であれば(S1:YES)、インバータ部28の各スイッチング素子23aに印加するPWM信号のデューティ(以下、単に「デューティ」とも表記)を100%、LED29を消灯、過電流保護の閾値(設定値)を70Aとしてブラシレスモータ9を駆動する(S2)。なお、ステップS2におけるデューティは、モード切替スイッチ16により設定されたモードに対応したもので、100%は通常モードの場合の一例である。制御部27は、スイッチング素子23aの温度がT1を超えるまでは、ステップS2の駆動条件で(モード切替スイッチ16により設定されたモードで)ブラシレスモータ9を駆動し続ける(S3:NO)。 FIG. 9 is a flowchart (No. 1) of control by the control unit 27 shown in FIG. This flowchart starts when the user turns on the main trigger switch 18. The control unit 27 confirms the value of the flag K of the overheat protection function (S1). The flag K is “1” when the overheat protection function is in operation and “0” when it is not in operation. If K = 0 (S1: YES), the control unit 27 sets the duty of the PWM signal applied to each switching element 23a of the inverter unit 28 (hereinafter also simply referred to as “duty”) to 100%, turns off the LED 29, The brushless motor 9 is driven with the overcurrent protection threshold (set value) set to 70A (S2). The duty in step S2 corresponds to the mode set by the mode switch 16 and 100% is an example in the normal mode. Until the temperature of the switching element 23a exceeds T1, the control unit 27 continues to drive the brushless motor 9 under the driving condition of step S2 (in the mode set by the mode switch 16) (S3: NO).
制御部27は、スイッチング素子23aの温度がT1を超えると(S3:YES)、過熱保護機能を作動する。すなわち、制御部27は、ブラシレスモータ9を停止し(デューティを0とし)、LED29を点灯して使用者に報知し、過電流保護の閾値を10Aとする(S4)。制御部27は、また、過熱保護機能のフラグKの値を「1」にセットする(S5)。その後、制御部27は、メイントリガスイッチ18がオフになると(S6:YES)、スイッチング素子23aの温度を確認し(S7)、温度がT3以下になると(S7:NO)、LED29を消灯して使用者に報知し(S8)、過熱保護機能のフラグKの値を「0」にセットする(S9)。ステップS7における温度確認は、再度メイントリガスイッチ18がオンになるまで継続される(S10:NO)。その後メイントリガスイッチ18がオンになると(S10:YES)、制御部27は、ステップS1に戻り、過熱保護機能のフラグKの値に応じた制御を行う。 When the temperature of the switching element 23a exceeds T1 (S3: YES), the control unit 27 activates the overheat protection function. That is, the control unit 27 stops the brushless motor 9 (duty is set to 0), turns on the LED 29 to notify the user, and sets the overcurrent protection threshold to 10A (S4). The control unit 27 also sets the value of the overheat protection function flag K to “1” (S5). Thereafter, when the main trigger switch 18 is turned off (S6: YES), the control unit 27 checks the temperature of the switching element 23a (S7), and when the temperature becomes T3 or less (S7: NO), the LED 29 is turned off. The user is notified (S8), and the value of the flag K of the overheat protection function is set to “0” (S9). The temperature check in step S7 is continued until the main trigger switch 18 is turned on again (S10: NO). Thereafter, when the main trigger switch 18 is turned on (S10: YES), the control unit 27 returns to step S1 and performs control according to the value of the flag K of the overheat protection function.
制御部27は、K=1であれば(S1:NO)、スイッチング素子23aの温度を確認し(S11)、温度がT3を超えていれば(S11:YES)、低負荷限定モードでブラシレスモータ9を駆動する。すなわち、制御部27は、デューティを30%、LED29を点灯、過電流保護の閾値を10Aとしてブラシレスモータ9を駆動する(S12)。制御部27は、スイッチング素子23aの温度がT3を超えている間は、ステップS12の駆動条件でブラシレスモータ9を駆動し続ける(S13:YES)。その後スイッチング素子23aの温度がT3以下になると(S13:NO)、制御部27は、LED29を消灯して使用者に報知し(S14)、メイントリガスイッチ18がオフになると(S15:YES)、過熱保護機能のフラグKの値を「0」にセットし(S16)、ブラシレスモータ9を停止する(S17)。その後メイントリガスイッチ18がオンになると(S18:YES)、制御部27は、ステップS1に戻り、過熱保護機能のフラグKの値に応じた制御を行う。ステップS11においてスイッチング素子23aの温度がT3以下であれば(S11:NO)、制御部27は、LED29を消灯し(S19)、過熱保護機能のフラグKの値を「0」にセットし(S20)、ステップS1に戻る。 If K = 1 (S1: NO), the controller 27 checks the temperature of the switching element 23a (S11), and if the temperature exceeds T3 (S11: YES), the brushless motor in the low load limited mode. 9 is driven. That is, the control unit 27 drives the brushless motor 9 by setting the duty to 30%, turning on the LED 29, and setting the overcurrent protection threshold to 10A (S12). The control unit 27 continues to drive the brushless motor 9 under the driving condition in step S12 while the temperature of the switching element 23a exceeds T3 (S13: YES). Thereafter, when the temperature of the switching element 23a becomes equal to or lower than T3 (S13: NO), the control unit 27 turns off the LED 29 to notify the user (S14), and when the main trigger switch 18 is turned off (S15: YES), The value of the overheat protection function flag K is set to "0" (S16), and the brushless motor 9 is stopped (S17). Thereafter, when the main trigger switch 18 is turned on (S18: YES), the control unit 27 returns to step S1 and performs control according to the value of the flag K of the overheat protection function. If the temperature of the switching element 23a is equal to or lower than T3 in step S11 (S11: NO), the control unit 27 turns off the LED 29 (S19), and sets the value of the overheat protection function flag K to “0” (S20). ), The process returns to step S1.
図10は、図9のフローチャートに示す制御を行った場合の、実施の形態のコードレス丸のこの動作の例示的なタイムチャートである。時刻t0において使用者がメイントリガスイッチ18をオンすると、制御部27は、デューティ100%でブラシレスモータ9を駆動する(モード切替スイッチ16により設定されたモードでブラシレスモータ9を駆動する)。このときの過電流保護の閾値は70Aで、LED29は消灯している。ブラシレスモータ9の駆動中に、スイッチング素子23aの温度は上昇する。その後、時刻t10においてスイッチング素子23aの温度が過熱保護の閾値(設定値)であるT1を超え、制御部27は、ブラシレスモータ9を停止し(デューティを0とし)、過電流保護の閾値を10Aに下げ、LED29を点灯する。使用者は、ブラシレスモータ9の停止とLED29の点灯により過熱保護機能の作動を知り、メイントリガスイッチ18を一旦オフとし、時刻t11において再度メイントリガスイッチ18をオンにする。時刻t10から時刻t11までの期間は、ブラシレスモータ9は停止しているが、冷却ファン33が停止した影響によりスイッチング素子23aの温度は上昇する。 FIG. 10 is an exemplary time chart of this operation of the cordless circle of the embodiment when the control shown in the flowchart of FIG. 9 is performed. When the user turns on the main trigger switch 18 at time t0, the control unit 27 drives the brushless motor 9 with a duty of 100% (drives the brushless motor 9 in the mode set by the mode switch 16). At this time, the threshold for overcurrent protection is 70 A, and the LED 29 is turned off. During the driving of the brushless motor 9, the temperature of the switching element 23a rises. After that, at time t10, the temperature of the switching element 23a exceeds T1 that is the overheat protection threshold (set value), the control unit 27 stops the brushless motor 9 (duty is set to 0), and sets the overcurrent protection threshold to 10A. The LED 29 is turned on. The user knows the operation of the overheat protection function by stopping the brushless motor 9 and turning on the LED 29, turns off the main trigger switch 18 once, and turns on the main trigger switch 18 again at time t11. During the period from time t10 to time t11, the brushless motor 9 is stopped, but the temperature of the switching element 23a rises due to the influence of the cooling fan 33 being stopped.
時刻t11において再度メイントリガスイッチ18がオンになると、制御部27は、過電流保護の閾値10A、デューティ30%でブラシレスモータ9の駆動を再開する(低負荷限定モードでブラシレスモータ9の駆動を再開する)。低負荷限定モードでは、過電流保護の閾値が10Aなので実質的に負荷はかけられないが、冷却ファン33を回転させることにより、ブラシレスモータ9及びスイッチング素子23aの冷却を促進することができる(自然冷却のみの場合と比較して冷却スピードを速めることができる)。なお、温度のタイムチャートにおける二点鎖線は、自然冷却のみの場合を比較のために示している。時刻t11から時刻t12までの期間(低負荷限定モードでブラシレスモータ9を駆動している期間)は、冷却ファン33による冷却効果がブラシレスモータ9の駆動による発熱効果を上回り、スイッチング素子23aの温度は低下していく。そして、時刻t12においてスイッチング素子23aの温度がT3以下になり(過熱保護機能による過熱保護を解除可能な温度条件が満たされ)、制御部27はLED29を消灯する。LED29の消灯により温度低下を知った使用者はメイントリガスイッチ18を一旦オフにし再度オンにする。すると、制御部27は、過電流保護の閾値を70Aに戻し、デューティ100%でブラシレスモータ9を駆動する(モード切替スイッチ16により設定されたモードでブラシレスモータ9を駆動する)。なお、時刻t12でメイントリガスイッチ18が一旦オフになることによるデューティの低下の図示は省略している。 When the main trigger switch 18 is turned on again at time t11, the control unit 27 resumes the driving of the brushless motor 9 with the overcurrent protection threshold 10A and the duty of 30% (resuming the driving of the brushless motor 9 in the low load limited mode). To do). In the low load limiting mode, the overcurrent protection threshold is 10 A, so that no substantial load can be applied. However, the cooling of the brushless motor 9 and the switching element 23 a can be promoted by rotating the cooling fan 33 (naturally). Cooling speed can be increased compared to cooling only). The two-dot chain line in the temperature time chart shows the case of natural cooling only for comparison. During a period from time t11 to time t12 (period in which the brushless motor 9 is driven in the low load limited mode), the cooling effect by the cooling fan 33 exceeds the heat generation effect by driving the brushless motor 9, and the temperature of the switching element 23a is It goes down. At time t12, the temperature of the switching element 23a becomes equal to or lower than T3 (a temperature condition that can cancel overheat protection by the overheat protection function is satisfied), and the control unit 27 turns off the LED 29. A user who knows that the temperature has dropped by turning off the LED 29 turns off the main trigger switch 18 and then turns it on again. Then, the control unit 27 returns the overcurrent protection threshold value to 70 A, and drives the brushless motor 9 with a duty of 100% (drives the brushless motor 9 in the mode set by the mode switch 16). It should be noted that the duty reduction due to the main trigger switch 18 being temporarily turned off at time t12 is not shown.
図11は、図8に示す制御部27による制御のフローチャート(その2)である。このフローチャートは、図9に示したものと比較して、スイッチング素子23aの温度がT2を超えるとデューティを70%に低下させる(すなわち低電力モードとする)機能が追加されている点で相違し、その他の点で一致する。以下、相違点に関する部分を説明する。制御部27は、ステップS2の駆動条件でブラシレスモータ9を駆動しているときにスイッチング素子23aの温度がT2を超えると(S21:YES)、スイッチング素子23aの温度がT1を超えるまで(S3:NO)、LED29を点滅させて使用者に報知しながらデューティ70%でブラシレスモータ9を駆動する(S22)。このときの過電流保護の閾値は70Aのままでよい。このように、過熱保護機能が作動する温度T1より低いある温度T2を超えたときに、デューティを低下させた(ブラシレスモータ9への印加電圧の実効値を低下させた)低電力モードとすることで、スイッチング素子23aの温度上昇スピードを遅くし、過熱保護機能が作動するまでの作業時間を長く確保することができる。 FIG. 11 is a flowchart (part 2) of control by the control unit 27 shown in FIG. This flowchart is different from that shown in FIG. 9 in that a function of reducing the duty to 70% (that is, a low power mode) is added when the temperature of the switching element 23a exceeds T2. , Otherwise match. Hereafter, the part regarding a difference is demonstrated. When the temperature of the switching element 23a exceeds T2 while driving the brushless motor 9 under the driving condition of step S2 (S21: YES), the control unit 27 continues until the temperature of the switching element 23a exceeds T1 (S3: NO), the LED 29 is blinked to notify the user, and the brushless motor 9 is driven with a duty of 70% (S22). The overcurrent protection threshold at this time may remain at 70A. Thus, when the temperature T2 lower than the temperature T1 at which the overheat protection function operates is exceeded, the duty is reduced (the effective value of the voltage applied to the brushless motor 9 is reduced), and the low power mode is set. Thus, the temperature rise speed of the switching element 23a can be slowed down to ensure a long working time until the overheat protection function is activated.
図12は、図11のフローチャートに示す制御を行った場合の、実施の形態のコードレス丸のこの動作の例示的なタイムチャートである。なお、図12では、低電力モードに移行する温度T2と、過熱保護機能による過熱保護を解除可能な温度T3とを同一としているが、両者は異なってもよい。 FIG. 12 is an exemplary time chart of this operation of the cordless circle of the embodiment when the control shown in the flowchart of FIG. 11 is performed. In FIG. 12, the temperature T2 for shifting to the low power mode and the temperature T3 at which the overheat protection by the overheat protection function can be canceled are the same, but they may be different.
時刻t0において使用者がメイントリガスイッチ18をオンすると、制御部27は、デューティ100%でブラシレスモータ9を駆動する(モード切替スイッチ16により設定されたモードでブラシレスモータ9を駆動する)。このときの過電流保護の閾値は70Aで、LED29は消灯している。ブラシレスモータ9の駆動中に、スイッチング素子23aの温度は上昇する。その後、時刻t20においてスイッチング素子23aの温度がT2を超え、制御部27は、LED29を点滅させて使用者に報知し、デューティを70%に低下させる(低電力モードとする)。デューティの低下は緩やかに行うとよい。デューティを低下させると、スイッチング素子23aの温度上昇スピードは遅くなる。その後、時刻t21においてスイッチング素子23aの温度が過熱保護の閾値であるT1を超え、制御部27は、ブラシレスモータ9を停止し(デューティを0とし)、過電流保護の閾値を10Aに下げ、LED29を点灯する。使用者は、ブラシレスモータ9の停止とLED29の点灯により過熱保護機能の作動を知り、メイントリガスイッチ18を一旦オフとし、時刻t22において再度メイントリガスイッチ18をオンにする。時刻t21から時刻t22までの期間は、ブラシレスモータ9は停止しているが、冷却ファン33が停止した影響によりスイッチング素子23aの温度は上昇する。 When the user turns on the main trigger switch 18 at time t0, the control unit 27 drives the brushless motor 9 with a duty of 100% (drives the brushless motor 9 in the mode set by the mode switch 16). At this time, the threshold for overcurrent protection is 70 A, and the LED 29 is turned off. During the driving of the brushless motor 9, the temperature of the switching element 23a rises. After that, at time t20, the temperature of the switching element 23a exceeds T2, and the control unit 27 blinks the LED 29 to notify the user and reduce the duty to 70% (set to the low power mode). The duty should be lowered gradually. When the duty is decreased, the temperature rise speed of the switching element 23a is decreased. After that, at time t21, the temperature of the switching element 23a exceeds T1, which is the overheat protection threshold, the control unit 27 stops the brushless motor 9 (duty is set to 0), lowers the overcurrent protection threshold to 10A, and the LED 29 Lights up. The user knows the operation of the overheat protection function by stopping the brushless motor 9 and turning on the LED 29, turns off the main trigger switch 18 once, and turns on the main trigger switch 18 again at time t22. During the period from time t21 to time t22, the brushless motor 9 is stopped, but the temperature of the switching element 23a rises due to the influence of the cooling fan 33 being stopped.
時刻t22において再度メイントリガスイッチ18がオンになると、制御部27は、過電流保護の閾値10A、デューティ30%でブラシレスモータ9の駆動を再開する(低負荷限定モードでブラシレスモータ9の駆動を再開する)。時刻t22から時刻t23までの期間(低負荷限定モードでブラシレスモータ9を駆動している期間)は、冷却ファン33による冷却効果がブラシレスモータ9の駆動による発熱効果を上回り、スイッチング素子23aの温度は低下していく。そして、時刻t23においてスイッチング素子23aの温度がT3以下になり(過熱保護機能による過熱保護を解除可能な温度条件が満たされ)、制御部27はLED29を消灯する。ここでは、図10の場合と異なり、LED29が消灯しても使用者は時刻t24までメイントリガスイッチ18をオンのままにする。このため、制御部27はデューティ30%でのブラシレスモータ9の駆動を時刻t24まで継続すし、スイッチング素子23aの温度はT3から更に低下する。その後の時刻t24において、使用者はメイントリガスイッチ18を一旦オフにして再度オンにする。すると、制御部27は、過電流保護の閾値を70Aに戻し、デューティ100%でブラシレスモータ9を駆動する。なお、時刻t24でメイントリガスイッチ18が一旦オフになることによるデューティの低下の図示は省略している。その後、時刻t25においてスイッチング素子23aの温度がT2を超え、制御部27は、LED29を点滅させて使用者に報知し、デューティを70%に低下させる(低電力モードとする)。 When the main trigger switch 18 is turned on again at time t22, the control unit 27 resumes the driving of the brushless motor 9 with the overcurrent protection threshold 10A and the duty of 30% (resuming the driving of the brushless motor 9 in the low load limited mode). To do). In the period from time t22 to time t23 (period in which the brushless motor 9 is driven in the low load limited mode), the cooling effect by the cooling fan 33 exceeds the heat generation effect by driving the brushless motor 9, and the temperature of the switching element 23a is It goes down. Then, at time t23, the temperature of the switching element 23a becomes equal to or lower than T3 (a temperature condition that can cancel overheat protection by the overheat protection function is satisfied), and the control unit 27 turns off the LED 29. Here, unlike the case of FIG. 10, even if the LED 29 is turned off, the user keeps the main trigger switch 18 on until time t24. For this reason, the control unit 27 continues to drive the brushless motor 9 with a duty of 30% until time t24, and the temperature of the switching element 23a further decreases from T3. At time t24 thereafter, the user turns off the main trigger switch 18 once and turns it on again. Then, the control unit 27 returns the overcurrent protection threshold value to 70 A and drives the brushless motor 9 with a duty of 100%. In addition, illustration of the fall of the duty by the main trigger switch 18 once turning off at the time t24 is abbreviate | omitted. After that, at time t25, the temperature of the switching element 23a exceeds T2, and the control unit 27 blinks the LED 29 to notify the user and reduce the duty to 70% (set to the low power mode).
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) スイッチング素子23aの温度がT1を超えて過熱保護機能によりブラシレスモータ9を停止した後、メイントリガスイッチ18を一旦オフにして再度オンにすると低負荷限定モードでブラシレスモータ9の駆動を再開するため、冷却ファン33による冷却効果によりスイッチング素子23aを自然冷却より速いスピードで冷却することができる。このため、スイッチング素子23aの温度がT3以下になって作業が再開可能となるまでの時間を短縮でき、作業効率を高めることができる。 (1) After the temperature of the switching element 23a exceeds T1 and the brushless motor 9 is stopped by the overheat protection function, when the main trigger switch 18 is turned off and then turned on again, the driving of the brushless motor 9 is resumed in the low load limited mode. Therefore, the switching element 23a can be cooled at a faster speed than natural cooling due to the cooling effect of the cooling fan 33. For this reason, the time until the temperature of the switching element 23a becomes T3 or less and the work can be resumed can be shortened, and the work efficiency can be improved.
(2) 低負荷限定モードでは過電流保護の閾値(設定値)を低く設定するため、ブラシレスモータ9による発熱効果が冷却ファン33による冷却効果を上回るような高負荷での駆動により却ってスイッチング素子23aの温度が上昇してしまうことを防止できる。 (2) Since the overcurrent protection threshold (set value) is set low in the low load limited mode, the switching element 23a is instead driven by driving at a high load such that the heat generation effect by the brushless motor 9 exceeds the cooling effect by the cooling fan 33. Can be prevented from rising.
(3) 低負荷限定モードでは低負荷限定モードでない場合と比較してデューティを低くしているため、丸のこ刃8が通常より低回転数となり、これにより使用者は低負荷限定モードであることを知ることができて便利である。 (3) Since the duty is lower in the low load limited mode than in the case of not in the low load limited mode, the circular saw blade 8 has a lower rotational speed than usual, and thus the user is in the low load limited mode. It is convenient to know.
(4) 過熱保護機能の作動後スイッチング素子23aの温度が過熱保護機能による過熱保護を解除可能な温度T3以下になるまではLED29を点灯させて使用者に報知するため、スイッチング素子23aの温度がT3以下になる前に使用者が誤って高負荷作業を行うことを防止でき、また何度もメイントリガスイッチ18をオンオフして作業再開が可能かを確かめる煩わしさもなくなる。 (4) Since the LED 29 is lit to notify the user until the temperature of the switching element 23a after the activation of the overheat protection function becomes a temperature T3 or less at which the overheat protection by the overheat protection function can be canceled, the temperature of the switching element 23a is It is possible to prevent the user from erroneously performing a high-load work before T3 or less, and the trouble of checking whether the work can be resumed by turning the main trigger switch 18 on and off many times is eliminated.
(5) 図11の制御例に示すようにスイッチング素子23aの温度がT2を超えるとデューティを70%に低下させる(すなわち低電力モードとする)場合、スイッチング素子23aの温度がT2を超えてからの温度上昇スピードを遅くし、過熱保護機能が作動するまでの作業時間を長く確保することができる。また、低電力モードでLED29を点滅させるので、使用者は低電力モードであることを知ることができて便利である。 (5) When the temperature of the switching element 23a exceeds T2, as shown in the control example of FIG. 11, when the duty is reduced to 70% (that is, the low power mode is set), the temperature of the switching element 23a exceeds T2 It is possible to secure a long working time until the overheat protection function is activated by slowing the temperature rise speed. Further, since the LED 29 blinks in the low power mode, it is convenient for the user to know that the mode is the low power mode.
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 The present invention has been described above by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, modifications will be described.
デューティや過電流保護の閾値は実施の形態で例示した具体的数値に限定されず任意に設定可能である。報知手段は、LED29のように光による報知を行うもの(発光手段)に限定されず、例えば音による報知を行うスピーカ(音声発生手段)であってもよい。また、上述の実施形態では、低負荷限定モードが、過熱保護を解除可能な温度条件が満たされた後にメイントリガスイッチ18を一旦オフにして再度オンにすると解除される構成であるが、メイントリガスイッチ18をオフにせずとも過熱保護を解除可能な温度条件が満たされた際に自動的に低負荷限定モードが解除される構成であっても良い。電動工具は、実施の形態で例示したコードレス丸のこに限定されず、グラインダや電気かんな等の他の電動工具であってもよい。また、電動工具は、コードレスタイプに限定されず、外部の交流電源に接続するタイプであってもよい。駆動源となるモータは、実施の形態で例示したブラシレスモータに限定されず、ブラシ付きモータであってもよい。 The duty and overcurrent protection threshold values are not limited to the specific numerical values exemplified in the embodiment, and can be arbitrarily set. The notification means is not limited to a light notification means (light emission means) like the LED 29, and may be a speaker (sound generation means) for notification by sound, for example. Further, in the above-described embodiment, the low load limited mode is configured to be released when the main trigger switch 18 is turned off and then turned on again after the temperature condition capable of releasing the overheat protection is satisfied. The configuration may be such that the low load limiting mode is automatically canceled when the temperature condition that can cancel the overheat protection is satisfied without turning off the switch 18. The power tool is not limited to the cordless circular saw illustrated in the embodiment, and may be another power tool such as a grinder or an electric planer. The power tool is not limited to the cordless type, and may be a type that is connected to an external AC power source. The motor serving as the drive source is not limited to the brushless motor illustrated in the embodiment, and may be a motor with a brush.
1 ベース、2 本体、3 モータハウジング、4 ハンドル部、4a 電池パック取付部、4b 制御回路基板収納部、5 ギヤカバー、6 ソーカバー、7 保護カバー、8 丸のこ刃、9 ブラシレスモータ、9a 出力軸、9b ロータコア、9c ロータマグネット、9d ステータコア、9e インシュレータ、9f ステータコイル、10 リンク、11 傾斜角度調整レバー、12 ベベルプレート、13 長孔、14 回動支持部、15a 傾動軸部、15b 傾動軸部、16 モード切替スイッチ、18 メイントリガスイッチ、19 切込み深さ調整レバー、20 電池パック、20a 端子部、21 制御回路基板、22 コントローラカバー、23 スイッチング基板、23a スイッチング素子、24〜26 配線、27 制御部、28 インバータ部、29 LED、30 残量表示部、31 温度センサ、32 検出抵抗、33 冷却ファン 1 base, 2 main body, 3 motor housing, 4 handle part, 4a battery pack mounting part, 4b control circuit board storage part, 5 gear cover, 6 saw cover, 7 protective cover, 8 circular saw blade, 9 brushless motor, 9a output shaft , 9b Rotor core, 9c Rotor magnet, 9d Stator core, 9e Insulator, 9f Stator coil, 10 link, 11 Inclination angle adjustment lever, 12 Bevel plate, 13 Long hole, 14 Rotating support part, 15a Tilt shaft part, 15b Tilt shaft part , 16 mode change switch, 18 main trigger switch, 19 cutting depth adjustment lever, 20 battery pack, 20a terminal, 21 control circuit board, 22 controller cover, 23 switching board, 23a switching element, 24-26 wiring, 27 control Part 28 Inverter unit, 29 LED, 30 remaining amount display unit, 31 temperature sensor, 32 detection resistor, 33 cooling fan
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