JP2566554B2 - 電動工具のモ−タ速度制御回路 - Google Patents
電動工具のモ−タ速度制御回路Info
- Publication number
- JP2566554B2 JP2566554B2 JP61038660A JP3866086A JP2566554B2 JP 2566554 B2 JP2566554 B2 JP 2566554B2 JP 61038660 A JP61038660 A JP 61038660A JP 3866086 A JP3866086 A JP 3866086A JP 2566554 B2 JP2566554 B2 JP 2566554B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- output
- motor
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電動ドリルや電動ドライバーなどの電動工具
のモータの速度制御回路に関する。
のモータの速度制御回路に関する。
（従来技術） 電動ドライバー、ドリルなどの電動工具では使い勝手
の面からネジの締付け始め、穴あけ始めは低速がよく、
その後、高速にしている。このため、従来から一般に電
動工具にはモータの速度制御回路が設けられており、ま
たこの速度制御回路におけるスイッチング素子が破壊す
るのを防止するためモータロック保護回路を設けてい
る。
の面からネジの締付け始め、穴あけ始めは低速がよく、
その後、高速にしている。このため、従来から一般に電
動工具にはモータの速度制御回路が設けられており、ま
たこの速度制御回路におけるスイッチング素子が破壊す
るのを防止するためモータロック保護回路を設けてい
る。
ところが、このモータロック保護回路は、負荷が大き
くなりモータが一定の回転数以下になったときに、通電
をオフするもので、いわゆるクラッチの役目をも果たす
ものの、低速の場合でも、高速の場合でも一定の低回転
数になるまでは作動しないため、特に高速で使用した場
合、締めすぎによりねじ頭をつぶしたりすることがあ
り、使い勝手の点で改善すべき点があった。また、機械
式のクラッチを用いたものは、構成が簡単でないばかり
か、手に及ぼすショックや騒音が大きく操作性が良好で
ないといった問題を有していた。
くなりモータが一定の回転数以下になったときに、通電
をオフするもので、いわゆるクラッチの役目をも果たす
ものの、低速の場合でも、高速の場合でも一定の低回転
数になるまでは作動しないため、特に高速で使用した場
合、締めすぎによりねじ頭をつぶしたりすることがあ
り、使い勝手の点で改善すべき点があった。また、機械
式のクラッチを用いたものは、構成が簡単でないばかり
か、手に及ぼすショックや騒音が大きく操作性が良好で
ないといった問題を有していた。
また、従来、直流電動機1aに直列に接続された電機子
電流制御用チョッパ２を動作させて、電動機1aのトルク
制御を行わせるトルク制御方式において、アクセル入力
指令電圧が可変設定される設定器13からの設定電圧と電
機子電流との差を差回路11で検出して出力し、この差電
圧レベルに対応したデューティのパルス信号を通流率制
御回路12から出力して、上記チョッパ２の制御端子に導
く回路構成を備えるとともに、通流率制御回路12の前段
にデューティ上限を規制するべく、かつその制限値をア
クセル入力指令電圧に連動して設定するリミッタ16を介
設したものが提案されているが（特開昭56−157293号公
報）、この従来技術におけるリミッタ16は検出した電機
子電流と設定電圧との差である、いわば信号に対してデ
ューティ制御を施すようにするためのものに過ぎない。
電流制御用チョッパ２を動作させて、電動機1aのトルク
制御を行わせるトルク制御方式において、アクセル入力
指令電圧が可変設定される設定器13からの設定電圧と電
機子電流との差を差回路11で検出して出力し、この差電
圧レベルに対応したデューティのパルス信号を通流率制
御回路12から出力して、上記チョッパ２の制御端子に導
く回路構成を備えるとともに、通流率制御回路12の前段
にデューティ上限を規制するべく、かつその制限値をア
クセル入力指令電圧に連動して設定するリミッタ16を介
設したものが提案されているが（特開昭56−157293号公
報）、この従来技術におけるリミッタ16は検出した電機
子電流と設定電圧との差である、いわば信号に対してデ
ューティ制御を施すようにするためのものに過ぎない。
（発明の目的） 本発明は、上記に鑑みてなされたもので、機械式クラ
ッチを用いることなく、しかも、速度制御回路を利用し
てモータの出力トルクを簡単な構成でもって制御すると
ともに、制御値を可変自在とすることにより、使い勝手
の良好なクラッチ機能を備えた電動工具が得られるモー
タ速度制御回路を提供することを目的とする。
ッチを用いることなく、しかも、速度制御回路を利用し
てモータの出力トルクを簡単な構成でもって制御すると
ともに、制御値を可変自在とすることにより、使い勝手
の良好なクラッチ機能を備えた電動工具が得られるモー
タ速度制御回路を提供することを目的とする。
（発明の構成） 本発明は、モータの回転数に比例する信号を出力する
速度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信号を周
波数−電圧変換する周波数−電圧変換回路と、前記周波
数−電圧変換回路からの信号と速度可変回路の設定電圧
との差電圧を出力する差電圧回路と、この差電圧と所定
の基準三角波とをレベル比較する比較回路と、前記比較
回路のパルス出力により前記モータへ駆動電源を供給す
るスイッチング回路と、前記比較回路の出力パルスデュ
ーティを制限するとともに、その制限値を可変自在とす
る出力デューティ制限回路とで構成した電動工具のモー
タ速度制御回路において、前記周波数−電圧変換回路
は、前記速度検出回路からの速度信号によりタイミング
パルスを発生するタイミングパルス発生回路と、前記タ
イミングパルス発生回路のタイミングパルスに同期して
鋸歯状波を発生させる鋸歯状波発生回路と、前記タイミ
ング発生回路のタイミングパルスで鋸歯状波の電圧をサ
ンプルホールドするサンプルホールド回路とで構成さ
れ、前記出力デューティ制限回路は、前記鋸歯状波発生
回路の出力電圧を制限する電圧制限素子と、前記制限電
圧を可変する可変抵抗とで構成され、この制限電圧によ
り前記出力パルスデューティを制限し、前記モータの出
力トルクを制御するようにしたものである。
速度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信号を周
波数−電圧変換する周波数−電圧変換回路と、前記周波
数−電圧変換回路からの信号と速度可変回路の設定電圧
との差電圧を出力する差電圧回路と、この差電圧と所定
の基準三角波とをレベル比較する比較回路と、前記比較
回路のパルス出力により前記モータへ駆動電源を供給す
るスイッチング回路と、前記比較回路の出力パルスデュ
ーティを制限するとともに、その制限値を可変自在とす
る出力デューティ制限回路とで構成した電動工具のモー
タ速度制御回路において、前記周波数−電圧変換回路
は、前記速度検出回路からの速度信号によりタイミング
パルスを発生するタイミングパルス発生回路と、前記タ
イミングパルス発生回路のタイミングパルスに同期して
鋸歯状波を発生させる鋸歯状波発生回路と、前記タイミ
ング発生回路のタイミングパルスで鋸歯状波の電圧をサ
ンプルホールドするサンプルホールド回路とで構成さ
れ、前記出力デューティ制限回路は、前記鋸歯状波発生
回路の出力電圧を制限する電圧制限素子と、前記制限電
圧を可変する可変抵抗とで構成され、この制限電圧によ
り前記出力パルスデューティを制限し、前記モータの出
力トルクを制御するようにしたものである。
また、本発明は、モータの回転数に比例する信号を出
力する速度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信
号を周波数−電圧変換する周波数−電圧変換回路と、前
記周波数−電圧変換回路からの信号と速度可変回路の設
定電圧との差電圧を出力する差電圧回路と、この差電圧
と所定の基準三角波とをレベル比較する比較回路と、前
記比較回路のパルス出力により前記モータへ駆動電源を
供給するスイッチング回路と、前記比較回路の出力パル
スデューティを制限するとともに、その制限値を可変自
在とする出力デューティ制限回路とで構成した電動工具
のモータ速度制御回路において、前記出力デューティ制
限回路は、前記基準三角波に同期した制限パルスを出力
して前記基準三角波に重畳する単安定マルチバイブレー
タと、その制限パルスの信号時間を可変する可変抵抗と
で構成され、前記制限パルスの重畳により前記出力パル
スデューティを制限し、前記モータの出力トルクを制御
するようにしたものである。
力する速度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信
号を周波数−電圧変換する周波数−電圧変換回路と、前
記周波数−電圧変換回路からの信号と速度可変回路の設
定電圧との差電圧を出力する差電圧回路と、この差電圧
と所定の基準三角波とをレベル比較する比較回路と、前
記比較回路のパルス出力により前記モータへ駆動電源を
供給するスイッチング回路と、前記比較回路の出力パル
スデューティを制限するとともに、その制限値を可変自
在とする出力デューティ制限回路とで構成した電動工具
のモータ速度制御回路において、前記出力デューティ制
限回路は、前記基準三角波に同期した制限パルスを出力
して前記基準三角波に重畳する単安定マルチバイブレー
タと、その制限パルスの信号時間を可変する可変抵抗と
で構成され、前記制限パルスの重畳により前記出力パル
スデューティを制限し、前記モータの出力トルクを制御
するようにしたものである。
（実施例） 第１実施例 第１図は本発明の第１実施例によるモータ速度制御回
路を示し、第２図はそのタイムチャートを示す。第１図
において、DCモータＭの回転数に比例する信号を出力す
る速度検出回路１は、周波数ジェネレータFG、オペアン
プOP1、抵抗RF，RSなどから構成されている。サンプル
パルスやリセットパルスといったタイミングパルスを発
生するタイミングパルス発生回路であるサンプル・リセ
ットパルス発生回路２は、台形波を発生する台形波回路
11と、ヒステリシスコンパレータOP2と、ICからなるサ
ンプル・リセットパルス発生器2aなどから構成され、サ
ンプル・リセットパルス発生器2aに台形波を入力する台
形波回路11は、定電流源I1、コンデンサCRなどからな
る。サンプル・リセットパルス発生器2aのリセットパル
スによって鋸歯状波を形成する鋸歯状波発生回路３は定
電流源I2、コンデンサCTなどから構成され、サンプル・
リセットパルス発生器2aのサンプルパルスによって鋸歯
状波電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路
４はバッファ4a,4b、コンデンサCHなどから構成されて
いる。
路を示し、第２図はそのタイムチャートを示す。第１図
において、DCモータＭの回転数に比例する信号を出力す
る速度検出回路１は、周波数ジェネレータFG、オペアン
プOP1、抵抗RF，RSなどから構成されている。サンプル
パルスやリセットパルスといったタイミングパルスを発
生するタイミングパルス発生回路であるサンプル・リセ
ットパルス発生回路２は、台形波を発生する台形波回路
11と、ヒステリシスコンパレータOP2と、ICからなるサ
ンプル・リセットパルス発生器2aなどから構成され、サ
ンプル・リセットパルス発生器2aに台形波を入力する台
形波回路11は、定電流源I1、コンデンサCRなどからな
る。サンプル・リセットパルス発生器2aのリセットパル
スによって鋸歯状波を形成する鋸歯状波発生回路３は定
電流源I2、コンデンサCTなどから構成され、サンプル・
リセットパルス発生器2aのサンプルパルスによって鋸歯
状波電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路
４はバッファ4a,4b、コンデンサCHなどから構成されて
いる。
モータＭの適宜な速度を設定する速度可変回路７は抵
抗RX、可変抵抗VR、バッファ7aなどからなり、その出力
は誤差増幅回路としてのエラーアンプ12に入力されてサ
ンプルホールド回路４からの出力と比較され、その差が
反転増幅される。さらに、エラーアンプ12の出力は基準
三角波発生回路５からの基準三角波と比較回路としての
コンパレータ13で比較され、このコンパレータ13の出力
がＨレベルのときに、出力回路８を駆動する。そして、
この出力回路８の出力にてスイッチング回路を構成する
パワーMOS電界効果トランジスタ（FET）14をオン駆動し
て、モータＭを駆動する。また、モータＭの電源として
電池Ｂを用いている。なお、モータＭの速度信号を周波
数−電圧（Ｆ−Ｖ）変換するＦ−Ｖ変換回路は、鋸歯状
波発生回路３とサンプルホールド回路４とで構成されて
いる。
抗RX、可変抵抗VR、バッファ7aなどからなり、その出力
は誤差増幅回路としてのエラーアンプ12に入力されてサ
ンプルホールド回路４からの出力と比較され、その差が
反転増幅される。さらに、エラーアンプ12の出力は基準
三角波発生回路５からの基準三角波と比較回路としての
コンパレータ13で比較され、このコンパレータ13の出力
がＨレベルのときに、出力回路８を駆動する。そして、
この出力回路８の出力にてスイッチング回路を構成する
パワーMOS電界効果トランジスタ（FET）14をオン駆動し
て、モータＭを駆動する。また、モータＭの電源として
電池Ｂを用いている。なお、モータＭの速度信号を周波
数−電圧（Ｆ−Ｖ）変換するＦ−Ｖ変換回路は、鋸歯状
波発生回路３とサンプルホールド回路４とで構成されて
いる。
次に、第１図と第２図とにより動作を説明する。第２
図の（ａ）〜（ｊ）は第１図のａ点〜ｊ点の波形を示
し、モータＭの回転数に比例した速度信号は周波数ジェ
ネレータFGにより出力され、その出力された速度信号は
オペアンプOP1によりRF／RS倍に増幅される。この速度
信号に相当する第２図（ａ）に示すようなオペアンプOP
1の出力はヒステリシスコンパレータOP2に入力され、第
２図（ｂ）に示すように回転数に比例した周波数の方形
波パルスを得る。この方形波によりサンプル・リセット
パルス発生回路２の台形波回路11で第２図（ｃ）のよう
に台形波を発生する。この台形波の立ち上がりを基準電
圧発生回路６からの基準電圧V1，V2，V3と比較し（第２
図（ｃ））、サンプルパルス（第２図（ｅ））とリセッ
トパルス（第２図（ｄ））の発生するタイミングを決定
する。
図の（ａ）〜（ｊ）は第１図のａ点〜ｊ点の波形を示
し、モータＭの回転数に比例した速度信号は周波数ジェ
ネレータFGにより出力され、その出力された速度信号は
オペアンプOP1によりRF／RS倍に増幅される。この速度
信号に相当する第２図（ａ）に示すようなオペアンプOP
1の出力はヒステリシスコンパレータOP2に入力され、第
２図（ｂ）に示すように回転数に比例した周波数の方形
波パルスを得る。この方形波によりサンプル・リセット
パルス発生回路２の台形波回路11で第２図（ｃ）のよう
に台形波を発生する。この台形波の立ち上がりを基準電
圧発生回路６からの基準電圧V1，V2，V3と比較し（第２
図（ｃ））、サンプルパルス（第２図（ｅ））とリセッ
トパルス（第２図（ｄ））の発生するタイミングを決定
する。
一方、鋸歯状波発生回路３では、コンデンサCTを定電
流源I2により充電し、第２図（ｆ）に示すようにリセッ
トパルスが発生した時にコンデンサCTに充電された電荷
を放電し、同図のような鋸歯状波を発生する。サンプル
ホールド回路４では、サンプルパルスが発生した時に、
ホールドコンデンサCHを充電あるいは放電することによ
り、その時の鋸歯状波電圧をサンプルホールドする。従
って、サンプルホールド回路４にはサンプルホールド電
圧として第２図（ｇ）に示すような回転数に比例したDC
信号が出力されることになる。
流源I2により充電し、第２図（ｆ）に示すようにリセッ
トパルスが発生した時にコンデンサCTに充電された電荷
を放電し、同図のような鋸歯状波を発生する。サンプル
ホールド回路４では、サンプルパルスが発生した時に、
ホールドコンデンサCHを充電あるいは放電することによ
り、その時の鋸歯状波電圧をサンプルホールドする。従
って、サンプルホールド回路４にはサンプルホールド電
圧として第２図（ｇ）に示すような回転数に比例したDC
信号が出力されることになる。
エラーアンプ12では、速度可変回路７で設定した電圧
VXとサンプルホールド回路４の出力電圧V0の差をRA／RN
倍に反転増幅し、その出力を第２図（ｈ）に示すように
基準三角波発生回路５の基準三角波とコンパレータ13で
比較し、第２図（ｉ）に示すように方形波を得て、この
方形波を出力回路８を通じて出力して第２図（ｊ）に示
すようなゲート電圧を得て、パワーMOSFET14によりモー
タＭの供給電源をPWM（パルスワイドモジュレーショ
ン）制御するようにしている。なお、ロック保護回路９
はモータＭの回転数が設定値以下になるとモータＭの駆
動を停止させるものである。すなわち、モータＭに過負
荷がかかると、モータＭの回転数が落ち、従って、周波
数ジェネレータFGの出力周波数が小さくなり、サンプル
ホールド回路４の出力電圧が高くなるが、ロック保護回
路９はその電圧を抵抗RL1とRL2とで分圧された電圧とコ
ンパレータ15により検出し、回転数が設定値以下に低下
すると、出力パルスを遮断し、モータＭを停止させる。
VXとサンプルホールド回路４の出力電圧V0の差をRA／RN
倍に反転増幅し、その出力を第２図（ｈ）に示すように
基準三角波発生回路５の基準三角波とコンパレータ13で
比較し、第２図（ｉ）に示すように方形波を得て、この
方形波を出力回路８を通じて出力して第２図（ｊ）に示
すようなゲート電圧を得て、パワーMOSFET14によりモー
タＭの供給電源をPWM（パルスワイドモジュレーショ
ン）制御するようにしている。なお、ロック保護回路９
はモータＭの回転数が設定値以下になるとモータＭの駆
動を停止させるものである。すなわち、モータＭに過負
荷がかかると、モータＭの回転数が落ち、従って、周波
数ジェネレータFGの出力周波数が小さくなり、サンプル
ホールド回路４の出力電圧が高くなるが、ロック保護回
路９はその電圧を抵抗RL1とRL2とで分圧された電圧とコ
ンパレータ15により検出し、回転数が設定値以下に低下
すると、出力パルスを遮断し、モータＭを停止させる。
次に、前記比較回路13のパルスデューティ（パルスの
ON時間の比率Ton/T）を制限するとともに、その制限値
を可変自在とする出力デューティ制限回路16について説
明する。出力デューティ制限回路16は、電圧制限素子と
してのシャントレギュレータ17と制限電圧を可変するク
ラッチ強度設定可変抵抗Rcvと抵抗Rcにより構成され、
この出力デューティ制限回路16の出力電圧Vcoは、 Vco＝Vref×（１＋Rcv/Rc） となる。ただし、上式においてVrefは可変抵抗Rcvと抵
抗Rcの接続点の分圧電圧であり、Rcv,Rcは抵抗値を示
す。前記デューティ制限回路16はサンプルホールド回路
４とエラーアンプ12の間に接続されていて、サンプルホ
ールド回路４の出力電圧を電圧Vcoにクランプする。
ON時間の比率Ton/T）を制限するとともに、その制限値
を可変自在とする出力デューティ制限回路16について説
明する。出力デューティ制限回路16は、電圧制限素子と
してのシャントレギュレータ17と制限電圧を可変するク
ラッチ強度設定可変抵抗Rcvと抵抗Rcにより構成され、
この出力デューティ制限回路16の出力電圧Vcoは、 Vco＝Vref×（１＋Rcv/Rc） となる。ただし、上式においてVrefは可変抵抗Rcvと抵
抗Rcの接続点の分圧電圧であり、Rcv,Rcは抵抗値を示
す。前記デューティ制限回路16はサンプルホールド回路
４とエラーアンプ12の間に接続されていて、サンプルホ
ールド回路４の出力電圧を電圧Vcoにクランプする。
この動作を再度第２図のタイムチャートとともに説明
する。もし、前記のごとき電圧をクランプする回路がな
いならばサンプルホールド電圧は第２図（ｇ）の破線で
示したような電圧になる。しかし、クラッチ強度設定可
変抵抗Rcvによりシャントレギュレータ17のクランプ電
圧を設定することにより、サンプルホールド電圧は実線
で示したような電圧にクランプされ、エラーアンプ12の
出力も制限される。
する。もし、前記のごとき電圧をクランプする回路がな
いならばサンプルホールド電圧は第２図（ｇ）の破線で
示したような電圧になる。しかし、クラッチ強度設定可
変抵抗Rcvによりシャントレギュレータ17のクランプ電
圧を設定することにより、サンプルホールド電圧は実線
で示したような電圧にクランプされ、エラーアンプ12の
出力も制限される。
したがって、回転数が低下しても、サンプルホールド
電圧およびエラーアンプ12の出力がクランプされるの
で、コンパレータ13の出力デューティが第２図（ｉ）の
コンパレータ出力の実線で示すように、ある値で制限さ
れる。モータＭに供給する電源Ｂのデューティをパラメ
ータとしてモータ特性をとった場合、第３図の破線で示
すような特性となる。
電圧およびエラーアンプ12の出力がクランプされるの
で、コンパレータ13の出力デューティが第２図（ｉ）の
コンパレータ出力の実線で示すように、ある値で制限さ
れる。モータＭに供給する電源Ｂのデューティをパラメ
ータとしてモータ特性をとった場合、第３図の破線で示
すような特性となる。
いま、可変抵抗Rcvによりクラッチ強度、つまりサン
プルホールド回路４の出力のクランプ電圧を調整し、FE
Tゲート出力パルスのデューティを60％に制限したとす
ると、出力パルスが60％になるまではモータＭに負荷が
かかった場合、モータ回転数が定速になるように、モー
タＭへの電源供給時間を増やすために、出力デューティ
は大きくなる。しかし、60％以上は大きくならないた
め、第３図に示すように60％の時のモータ特性に従って
回転数が低下し、ロック保護動作回転数まで回転数が低
下するとモータは停止する。そのため出力トルクはT1以
上は発生せず、クラッチと同じ働きをする。FETゲート
出力のデューティは、可変抵抗Rcvにより無段階に調整
可能であるので、クラッチ強度も無段階に調整すること
ができる。なお、第２図（ｇ）〜（ｊ）において、一点
鎖線は可変抵抗Rcvを変化させて、出力デューティを変
えたときの動作を示す。
プルホールド回路４の出力のクランプ電圧を調整し、FE
Tゲート出力パルスのデューティを60％に制限したとす
ると、出力パルスが60％になるまではモータＭに負荷が
かかった場合、モータ回転数が定速になるように、モー
タＭへの電源供給時間を増やすために、出力デューティ
は大きくなる。しかし、60％以上は大きくならないた
め、第３図に示すように60％の時のモータ特性に従って
回転数が低下し、ロック保護動作回転数まで回転数が低
下するとモータは停止する。そのため出力トルクはT1以
上は発生せず、クラッチと同じ働きをする。FETゲート
出力のデューティは、可変抵抗Rcvにより無段階に調整
可能であるので、クラッチ強度も無段階に調整すること
ができる。なお、第２図（ｇ）〜（ｊ）において、一点
鎖線は可変抵抗Rcvを変化させて、出力デューティを変
えたときの動作を示す。
第２実施例 第４図に第２実施例の回路図を、第５図にそのタイム
チャートを示す。
チャートを示す。
出力デューティ制限回路16は、第１の実施例と同様に
シャントレギュレータ17とクラッチ強度設定可変抵抗Rc
vと抵抗Rcにより構成され、鋸歯状波発生回路３とサン
プルホールド回路４の間に接続されている。この出力デ
ューティ制限回路16により鋸歯状波発生回路３の出力電
圧はVco電圧にクランプされる。もしこのような、クラ
ンプをする回路がないならば、第５図（ｆ）の破線で示
したような鋸歯状波となるが、クランプされているた
め、サンプルホールドした電圧もクランプ電圧Vco1にな
り、エラーアンプ12の出力もそれに比例して高くなる。
そして、コンパレータ13の出力のパルス幅は短くなる。
シャントレギュレータ17とクラッチ強度設定可変抵抗Rc
vと抵抗Rcにより構成され、鋸歯状波発生回路３とサン
プルホールド回路４の間に接続されている。この出力デ
ューティ制限回路16により鋸歯状波発生回路３の出力電
圧はVco電圧にクランプされる。もしこのような、クラ
ンプをする回路がないならば、第５図（ｆ）の破線で示
したような鋸歯状波となるが、クランプされているた
め、サンプルホールドした電圧もクランプ電圧Vco1にな
り、エラーアンプ12の出力もそれに比例して高くなる。
そして、コンパレータ13の出力のパルス幅は短くなる。
したがって、モータ回転数が低下しても、鋸歯状波電
圧がクランプされるので、サンプルホールド電圧も、エ
ラーアンプ出力も一定となり、FETゲート出力パルスの
デューティはそれ以上大きくならない。また、第５図
（ｆ）〜（ｊ）の一点鎖線の波形は、クラッチ強度設定
可変抵抗Rcvを変化させた場合を示し、これにより鋸歯
状波のクランプ電圧を例えば、Vco1〜Vco2（第５図
（ｆ））へと変化させることができ、任意のクラッチ強
度を設定することができる。
圧がクランプされるので、サンプルホールド電圧も、エ
ラーアンプ出力も一定となり、FETゲート出力パルスの
デューティはそれ以上大きくならない。また、第５図
（ｆ）〜（ｊ）の一点鎖線の波形は、クラッチ強度設定
可変抵抗Rcvを変化させた場合を示し、これにより鋸歯
状波のクランプ電圧を例えば、Vco1〜Vco2（第５図
（ｆ））へと変化させることができ、任意のクラッチ強
度を設定することができる。
第３実施例 第６図に第３実施例の回路図を、第７図にそのタイム
チャートを示す。
チャートを示す。
出力デューティ制限回路16は、基準三角波と同期した
単安定マルチバイブレータ18と、その出力パルス信号時
間を調節するクラッチ強度設定可変抵抗Rcvにより構成
され、サンプルホールド回路４の出力に接続されてい
て、出力パルスデューティを制限するように機能する。
この単安定マルチバイブレータ18は、出力パルスの信号
が基準三角波に同期するようになっており、パルス幅は
可変抵抗RcvとコンデンサCcによって、 TM＝2.48RcvCc に設定される。
単安定マルチバイブレータ18と、その出力パルス信号時
間を調節するクラッチ強度設定可変抵抗Rcvにより構成
され、サンプルホールド回路４の出力に接続されてい
て、出力パルスデューティを制限するように機能する。
この単安定マルチバイブレータ18は、出力パルスの信号
が基準三角波に同期するようになっており、パルス幅は
可変抵抗RcvとコンデンサCcによって、 TM＝2.48RcvCc に設定される。
単安定マルチバイブレータ18の信号がＨ（ハイ）信号
となった時、スイッチSWMが閉じサンプルホールド電圧
はGND（アース）に落ちる。そのためエラーアンプ12の
出力は、Ｈ信号となり、この時のFET14のゲート信号は
Ｌ（ロー）信号となる。そのため、FET14のゲート出力
パルスのデューティは制限される。また可変抵抗Rcvを
変化することにより、第７図（ｇ）〜（ｊ）に一点鎖線
で示すごとく各部の波形は変化し、単安定マルチバイブ
レータ18の出力パルス幅TMをTM′へと変化させることが
できる。そして、出力パルスデューテュイの制限値も変
化させることができる。
となった時、スイッチSWMが閉じサンプルホールド電圧
はGND（アース）に落ちる。そのためエラーアンプ12の
出力は、Ｈ信号となり、この時のFET14のゲート信号は
Ｌ（ロー）信号となる。そのため、FET14のゲート出力
パルスのデューティは制限される。また可変抵抗Rcvを
変化することにより、第７図（ｇ）〜（ｊ）に一点鎖線
で示すごとく各部の波形は変化し、単安定マルチバイブ
レータ18の出力パルス幅TMをTM′へと変化させることが
できる。そして、出力パルスデューテュイの制限値も変
化させることができる。
第４実施例 第８図に第４実施例の回路図を、第９図にそのタイム
チャートを示す。
チャートを示す。
出力デューティ制限回路16は、前記第３実施例と同じ
構成で、出力回路８の出力すなわちスイッチング回路の
入力に接続され、出力パルスデューティを制限するよう
に機能する。すなわち、単安定マルチバイブレータ18の
信号がＨ信号となった時、スイッチSWMが閉じ出力はGND
に落ちる。これにより、単安定マルチバイブレータ18の
出力に相応してFET14のゲート出力のデューティを制限
することができる。また、クラッチ強度設定可変抵抗Rc
vにより、単安定マルチバイブレータ18の出力パルス幅T
Mを調節でき、FETゲート出力のデューティの制限値も調
節することができる。
構成で、出力回路８の出力すなわちスイッチング回路の
入力に接続され、出力パルスデューティを制限するよう
に機能する。すなわち、単安定マルチバイブレータ18の
信号がＨ信号となった時、スイッチSWMが閉じ出力はGND
に落ちる。これにより、単安定マルチバイブレータ18の
出力に相応してFET14のゲート出力のデューティを制限
することができる。また、クラッチ強度設定可変抵抗Rc
vにより、単安定マルチバイブレータ18の出力パルス幅T
Mを調節でき、FETゲート出力のデューティの制限値も調
節することができる。
第５実施例 第10図に第５実施例の回路図を、第11図にそのタイム
チャートを示す。
チャートを示す。
出力デューティ制限回路16は、前記第３実施例と同じ
構成で、基準三角波発生回路５の出力に接続され、出力
パルスデューティを制限するように機能する。この単安
定マルチバイブレータ18の信号がＨ信号となった時、ス
イッチSWMが閉じ基準三角波がGNDに落ちる。これによ
り、基準三角波がGNDに落ちた時のコンパレータ13の出
力はＬ信号となり、FET14のゲート出力もＬとなる。し
たがって、単安定マルチバイブレータ18の出力に相応し
て、FET14のゲート出力のデューティを制限することが
できる。
構成で、基準三角波発生回路５の出力に接続され、出力
パルスデューティを制限するように機能する。この単安
定マルチバイブレータ18の信号がＨ信号となった時、ス
イッチSWMが閉じ基準三角波がGNDに落ちる。これによ
り、基準三角波がGNDに落ちた時のコンパレータ13の出
力はＬ信号となり、FET14のゲート出力もＬとなる。し
たがって、単安定マルチバイブレータ18の出力に相応し
て、FET14のゲート出力のデューティを制限することが
できる。
また、クラッチ強度設定可変抵抗Rcvにより単安定マ
ルチバイブレータ18の出力パルス幅TMを調節でき、FET
ゲート出力のデューティの制限値も調節することができ
る。
ルチバイブレータ18の出力パルス幅TMを調節でき、FET
ゲート出力のデューティの制限値も調節することができ
る。
なお、第12図には本発明の速度制御回路が適用された
モータを内装した電動工具を示す、ハウジング101内に
モータＭ、電池Ｂ、スイッチ102などを有し、モータＭ
により回転駆動されるビット保持具103にビット104を差
込むと、ビット104に切込んである溝にビット保持具103
側のボール105がばね106に押されて嵌合することによ
り、ビット104が固定されるようになっている。
モータを内装した電動工具を示す、ハウジング101内に
モータＭ、電池Ｂ、スイッチ102などを有し、モータＭ
により回転駆動されるビット保持具103にビット104を差
込むと、ビット104に切込んである溝にビット保持具103
側のボール105がばね106に押されて嵌合することによ
り、ビット104が固定されるようになっている。
（発明の効果） 以上のように特許請求の範囲第１項記載の本発明によ
れば、比較回路の出力パルスデューティを、検出された
モータ回転数に対応する信号に対するデューティ制限と
して出力デューティ制限回路で行わせるようにするとと
もに、その制限値を可変自在としたため、モータ回転数
が所定値以下になったクラッチ動作トルクになると、即
座にモータの回転を停止することが簡単容易にできる。
れば、比較回路の出力パルスデューティを、検出された
モータ回転数に対応する信号に対するデューティ制限と
して出力デューティ制限回路で行わせるようにするとと
もに、その制限値を可変自在としたため、モータ回転数
が所定値以下になったクラッチ動作トルクになると、即
座にモータの回転を停止することが簡単容易にできる。
特許請求の範囲第２項記載の本発明によれば、出力パ
ルスのデューティを設定する比較回路の基準三角波に対
して制限を行う出力デューティ制限回路を設けるととも
に、その制限値を可変自在としたため、モータ負荷がク
ラッチ動作トルクになると、即座にモータの回転を停止
することが簡単容易にできる。
ルスのデューティを設定する比較回路の基準三角波に対
して制限を行う出力デューティ制限回路を設けるととも
に、その制限値を可変自在としたため、モータ負荷がク
ラッチ動作トルクになると、即座にモータの回転を停止
することが簡単容易にできる。
また、第１、第２項記載の発明によれば、機械的すべ
り方式の場合にあった手に与えるショックや騒音が低減
され、また、即座に停止するのでクラッチの摩耗による
製品寿命がなくなる。更に、機械的すべり方式では、ク
ラッチ力を段階的にしか切換ることができなかったのに
対して、本発明によれば無段階に微妙なクラッチ力の調
整が可能であり、任意のクラッチ力を選択でき、さらに
は機械式クラッチを用いた場合と比較して大幅な省スペ
ース化、小型化が図れる。
り方式の場合にあった手に与えるショックや騒音が低減
され、また、即座に停止するのでクラッチの摩耗による
製品寿命がなくなる。更に、機械的すべり方式では、ク
ラッチ力を段階的にしか切換ることができなかったのに
対して、本発明によれば無段階に微妙なクラッチ力の調
整が可能であり、任意のクラッチ力を選択でき、さらに
は機械式クラッチを用いた場合と比較して大幅な省スペ
ース化、小型化が図れる。
第１図は本発明の第１実施例による電動工具のモータ速
度制御回路の回路図、第２図はその動作を説明するため
のタイムチャート、第３図はモータのトルクと回転数の
関係による特性図、第４図は本発明の第２実施例による
回路図、第５図はその動作のタイムチャート、第６図は
本発明の第３実施例による回路図、第７図はその動作の
タイムチャート、第８図は本発明の第４実施例による回
路図、第９図はその動作のタイムチャート、第10図は本
発明の第５実施例による回路図、第11図はその動作のタ
イムチャート、第12図は本発明が適用される電動工具の
一例を示す概略断面図である。 １……速度検出回路、２……サンプル・リセットパルス
発生回路（タイミングパルス発生回路）、３……鋸歯状
波発生回路、４……サンプルホールド回路、５……基準
三角波発生回路、７……速度可変回路、12……エラーア
ンプ（誤差増幅回路）、13……コンパレータ（比較回
路）、14……FET（スイッチング回路）、16……出力デ
ューティ制限回路、17……シャントレギュレータ（電圧
制限素子）、Rcv……クラッチ強度設定可変抵抗、18…
…単安定マルチバイブレータ。
度制御回路の回路図、第２図はその動作を説明するため
のタイムチャート、第３図はモータのトルクと回転数の
関係による特性図、第４図は本発明の第２実施例による
回路図、第５図はその動作のタイムチャート、第６図は
本発明の第３実施例による回路図、第７図はその動作の
タイムチャート、第８図は本発明の第４実施例による回
路図、第９図はその動作のタイムチャート、第10図は本
発明の第５実施例による回路図、第11図はその動作のタ
イムチャート、第12図は本発明が適用される電動工具の
一例を示す概略断面図である。 １……速度検出回路、２……サンプル・リセットパルス
発生回路（タイミングパルス発生回路）、３……鋸歯状
波発生回路、４……サンプルホールド回路、５……基準
三角波発生回路、７……速度可変回路、12……エラーア
ンプ（誤差増幅回路）、13……コンパレータ（比較回
路）、14……FET（スイッチング回路）、16……出力デ
ューティ制限回路、17……シャントレギュレータ（電圧
制限素子）、Rcv……クラッチ強度設定可変抵抗、18…
…単安定マルチバイブレータ。
Claims (2)
- 【請求項１】モータの回転数に比例する信号を出力する
速度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信号を周
波数−電圧変換する周波数−電圧変換回路と、前記周波
数−電圧変換回路からの信号と速度可変回路の設定電圧
との差電圧を出力する差電圧回路と、この差電圧と所定
の基準三角波とをレベル比較する比較回路と、前記比較
回路のパルス出力により前記モータへ駆動電源を供給す
るスイッチング回路と、前記比較回路の出力パルスデュ
ーティを制限するとともに、その制限値を可変自在とす
る出力デューティ制限回路とで構成した電動工具のモー
タ速度制御回路において、前記周波数−電圧変換回路
は、前記速度検出回路からの速度信号によりタイミング
パルスを発生するタイミングパルス発生回路と、前記タ
イミングパルス発生回路のタイミングパルスに同期して
鋸歯状波を発生させる鋸歯状波発生回路と、前記タイミ
ングパルス発生回路のタイミングパルスで鋸歯状波の電
圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路とで構
成され、前記出力デューティ制限回路は、前記鋸歯状波
発生回路の出力電圧を制限する電圧制限素子と、前記制
限電圧を可変する可変抵抗とで構成され、この制限電圧
により前記出力パルスデューティを制限し、前記モータ
の出力トルクを制御するようにしたことを特徴とする電
動工具のモータ速度制御回路。 - 【請求項２】モータの回転数に比例する信号を出力する
速度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信号を周
波数−電圧変換する周波数−電圧変換回路と、前記周波
数−電圧変換回路からの信号と速度可変回路の設定電圧
との差電圧を出力する差電圧回路と、この差電圧と所定
の基準三角波とをレベル比較する比較回路と、前記比較
回路のパルス出力により前記モータへ駆動電源を供給す
るスイッチング回路と、前記比較回路の出力パルスデュ
ーティを制限するとともに、その制限値を可変自在とす
る出力デューティ制限回路とで構成した電動工具のモー
タ速度制御回路において、前記出力デューティ制限回路
は、前記基準三角波に同期した制限パルスを出力して前
記基準三角波に重畳する単安定マルチバイブレータと、
その制限パルスの信号時間を可変する可変抵抗とで構成
され、前記制限パルスの重畳により前記出力パルスデュ
ーティを制限し、前記モータの出力トルクを制御するよ
うにしたことを特徴とする電動工具のモータ速度制御回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61038660A JP2566554B2 (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 電動工具のモ−タ速度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61038660A JP2566554B2 (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 電動工具のモ−タ速度制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62196094A JPS62196094A (ja) | 1987-08-29 |
| JP2566554B2 true JP2566554B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=12531417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61038660A Expired - Lifetime JP2566554B2 (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 電動工具のモ−タ速度制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566554B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56157293A (en) * | 1980-05-01 | 1981-12-04 | Fuji Electric Co Ltd | Torque controlling system for dc motor |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP61038660A patent/JP2566554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56157293A (en) * | 1980-05-01 | 1981-12-04 | Fuji Electric Co Ltd | Torque controlling system for dc motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62196094A (ja) | 1987-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4636711A (en) | Pulse width modulation control circuit with a variable zero to one hundred percent duty cycle | |
| US20060113096A1 (en) | Power tool | |
| EP0808018B2 (en) | Electrical power tool having a motor control circuit for providing improved control over the torque output of the power tool | |
| US20100101381A1 (en) | Power screwdriver | |
| US6353705B1 (en) | Speed control circuit of a direct current motor | |
| JP2576482B2 (ja) | 直流モ−タ速度制御回路 | |
| AU2002368382A1 (en) | Controller of ac generator for vehicle | |
| US5077824A (en) | Direct-current motor control | |
| JPH05104454A (ja) | 電動工具 | |
| JP2566554B2 (ja) | 電動工具のモ−タ速度制御回路 | |
| JP4147965B2 (ja) | Ｍｏｓトランジスタによりｐｗｍ電圧制御する単相負荷の過電流検出回路 | |
| US3976926A (en) | Digital DC motor speed control circuit | |
| JP2572036B2 (ja) | 電動工具のモ−タ速度制御回路 | |
| JP4481752B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2696170B2 (ja) | 電動工具の電池駆動による制御回路 | |
| JP2843411B2 (ja) | 直流モータ定速度制御装置 | |
| JPS60131171A (ja) | 電動ドライバ | |
| KR970031218A (ko) | 토크 하락을 보상하기 위한 전자적으로 정류되는 DC모터용 모터 제어기(Motor controller for electronically commutated DC motors in order to compensate for torque drops) | |
| US4565951A (en) | Process and electronic device for the control and regulation of the supply current in an electric motor fed from a fixed voltage direct current source | |
| JP2965587B2 (ja) | モータ速度制御回路 | |
| JPH04210793A (ja) | 充電工具 | |
| JP2000278986A (ja) | モータ駆動回路 | |
| JPS62114485A (ja) | モ−タの速度制御回路 | |
| JPH0452075B2 (ja) | ||
| JPH06101947B2 (ja) | モータの速度制御回路 |