JPH01103192A - モータのオン・オフ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、ガン・タイプのポンプを駆動する直
流モータ等に使用されるモータのオン・−オフ１１１１
１１１回路に関するものである。

（従来の技術） 本発明の発明者は、昭和６１年特許願第７３１７７＠の
明細書及び図面に示されるように、直流モータによって
一定量のストロークで往復動されるプランジャに対し、
このプランジャと嵌合されるシリンダが移動調整可能に
設けられ、このシリンダからの吐出圧の上背特性に合せ
て、このシリンダを後退させることにより、負荷状態に
応じた最高吐出圧および吐出量が得られるようにした往
ｍ動ポンプを提案している。

この種のポンプは、運転途中で急激な過負荷がかかるこ
とが多く、その直流モータに過電流が流れることがたび
たびあるので、この過電流によってモータが焼損されな
いように、モータに対する給電回路中にこの回路を遮断
するヒユーズ、サーマル・ブレーカ等が設けられてσ＼
る。

（発明が解決しようとする問題点） 前記ヒユーズは、再復帰するには切れたヒユーズを交換
するなど手間がかかるので、＠痕良く過電流を遮断して
直流モータを確実に保護する場合に適さない。また、前
記サーマル・ブレーカは、ジュール熱によりバイメタル
を変形させて接点を開くため、熱がさめるまで再復帰が
できず、回復時間を要する欠点がある。

本発明の目的は、ｌ！ｉＩＩな２接点スイッチおよびオ
ア回路等を用いて構成されたモータのオン・オフ制御回
路によって、モータ起動時の立上り過電流によりブレー
カとしてのリレーが働くことを防止するとともに、平常
運転状態の一定の過ｒｉ流によりリレーが感度良く働く
ようにし、そして、サーマル・ブレーカ等のように回復
時間を要することなく、直ちに再起動できるようにする
ことにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、直流モータ２２に過負荷がかかったときに流
れる過電流を感知して直流モータ２２の回転を停止する
モータのオン・オフ制御回路において、回路全体に電圧
を印加してモータ２２への給電回路中に設けられたリレ
ー６１を間接的にオン・オフｔｉ１１ｔｌｌする２接点
スイッチ２５と、モータ２２に通電される電流を検知す
る電流センサ２７と、この電流センサ２７によって検出
された電流の増幅器出力を基準電圧と比較して１′ｈ１
０を出力する一方のコンパレータ７１と、前記２接点ス
イッチ２５のオフによってｔｌｉ電されるコンデンサ７
４を有し２接点スイツヂ２５のオンによって作動開始す
る時定数回路と、この時定数回路の出力電圧を基準電圧
と比較して１か０を出力する他方のコンパレータ７５と
、前記一方のコンパレータ７１および他方のコンパレー
タ７５の出力部に設けられたオア回路と、このオア回路
の出力がＯのときに前記リレー６１の接点を開く信号を
出力するフリップ・フロップ７９とによって構成されて
いる。

（作用） 本発明は、２接点スイッチ２５が開放された状態では、
コンデンザ７４間の電荷は放電され、回路全体には電圧
はかかっていない。２接点スイッチ２５がオンされると
、回路全体に電圧がかかり、同時にコンデンサ７４に電
荷がチャージされていく。

スイッチ２５がオンされたとき、フリップ・７０ツブ７
９は出力１を出し、リレー６１が鋤いて直流モータ２２
が起動する。このモータ２２が起動すると、−時的に過
電流が流れる。この過電流は、電流センサ２７によって
検出され、増幅器出力として一方のコンパレータ７１に
入力され、その電圧が基準電圧に遠すると、コンパレー
タ７１の出力はＯとなる。

しかし、他方のコンパレータ７５は、コンデンサ７４が
基準電圧にチャージされるまで出力１を出しているので
、オア回路により、フリップφフ０ツブ７９は、出力１
を出し続ける。この間にモータ２２は、定常回転となり
、電流値も定常状態に、また電流セン１ノ２７からの出
力も基準値以下になっている。

したがって、コンパレータ１１は出力１を出し続ける。

コンデンサ７４がチャージされ、コンパレータ７５への
入力電圧が基準電圧に達すると、コンパレータ７５から
の出力は０となるが、前記オア回路より１が出力された
ままであるから、フリップ・フロップ７９は、出力１を
出し続ける。このような定常運転状態において、モータ
２２に過負荷がかかると過電流が流れるので、これを電
流センサ２７が感知し、その電流に応じた増幅器出力を
出す。この値が設定電圧に達すると、コンパレータ７１
の出力は０となる。このようにして、コンパレータ７１
゜７５の出力がともに０になると、フリップ・７０ツブ
７９の出力は０になる。これによって、リレー（ブレー
カ）６１が間となってモータ２２が止まる。

このとき、２接点スイッチ２５を切ると、コンデンサ７
４の電荷が直ちに放電されるとともに、回路全体にかか
っていた電圧もＯになる。次に、再度、２接点スイッチ
２５を入れれば、前述したようにモ−タ２２は直ちに起
動する。

（実施例） 以下、本発明を図面に示される実施例を参照して詳細に
説明する。

第３図に示されるポンプ装置は、ガン本体１１の内部に
スリーブ１２を介して、プランジャ・ガイド１３が軸方
向に１！！ｌａ自在に嵌合され、このプランジャ・ガイ
ド１３の内部にクランク・ピストン１４が軸方向にｌｉ
！ｌ動自在に嵌合され、このクランク・ピストン１４の
後端に逆回形断面のスライダ１５がクランク・ピストン
１４に対し直角に固着されている。

このスライダ１５にはローラ１６が移動自在に嵌合され
、このロー５１６は、ギヤ１７の偏心位置に回転自在に
軸支され、このギヤ１７の中心軸１８はガン本体１１に
嵌着された軸受部材１９によって回転自在に保持されて
いる。

前記ギヤ１７にはビニオン２１が噛合され、このビニオ
ン２１はガン本体１１の下側に取付けられた直流モータ
２２によって駆動される。ガン本体１１と一体的に設け
られた把持部２３の上部にはモータのオン・オフυ１１
１０回路用プリント配ａ基板２４が装着され、ざらにこ
の基板２４に取付けられた２′接点スイッチ（マイクロ
・スイッチ）２５に対して、本体側に回動自在に軸支さ
れた引金２Ｇが当接されている。

前記基板２４上には、前記モータ２２に流れる過電流を
検出するための電流センサとしてのガリウムひ素ホール
素子２７等が設けられている。また把持部２３の下部に
はバッテリ２８が内蔵されている。第４図に示されるよ
うに、前記直流モータ２２の外周面には放熱フィン２９
が設けられている。

前記ガン本体１１の上部に形成された凸部３１の内部に
は、一対のベアリング３２によって調整ネジ３３のネジ
軸３５が回転自在に保持されている。この調整ネジ３３
には調整カラー３４の上部が螺合され、この調整カラー
３４の下部は前記プランジャ・ガイド１３の後端部に一
体に嵌着されている。前記ネジ軸３５にはつまみ３６が
嵌合され、小ネジ３７によって止められている。

前記クランク・ピストン１４の先端にはビン４１によっ
てプランジャ４２の後端部が一体に嵌着され、このプラ
ンジャ４２はバッキング４３の内部に摺動自在に嵌合さ
れ、このバッキング４３は、前記プランジャ・ガイド１
３の先端部に螺合したプランジャ・タイ４４によって保
持されている。このプランジャ・タイ４４の先端開口に
はシリンダ４５が嵌着され、ざらに逆止弁４６が螺合さ
れ、この弁４６から吐出管４７が引出されている。前記
プランジＶ・タイ４４の下側にはキャップ４８が一体に
固着され、このキャップ４８の内側にポンプ材料ケース
４９の上部が螺着されている。前記キャップ４８の中央
部から前記プランジャ・タイ４４の内孔にわたってポン
プ材料吸込口５０が設けられている。前記ポンプ材料ケ
ース４９には、ポンプ材料（グリス、接着剤、コーキン
グ剤等）の入ったチューブ（図示せず）が収納され、こ
のチューブは、ケース４９の下部に嵌着された圧縮スプ
リングから押圧力を受ける。

次に、この機械部分の作用を説明すると、モータ２２の
回転がビニオン２１、ギヤ１７に伝えられて、ローラ１
６が偏心回転され、このローラ１６の円運動に追従する
ように、その円運動をピストン１４方向に投影したスト
ロークでスライダ１５が往復運動され、これと一体のク
ランク・ピストン１４およびプランジャ４２も往復運動
される。プランジャ４２が後退してシリンダ４５から外
れると、シリンダ４５内に形成されている負圧と、ポン
プ材料ケース４９の下部に装着された圧縮スプリングに
よる押出圧とによって、ケース４９内のチューブから吸
込口５０を経てシリンダ４５内にポンプ材料が吸込まれ
、そして、前記プランジャ４２の前進行程で、シリンダ
４５内のポンプ材料は加圧されて逆止弁４Ｇから吐出管
４７に圧送され、グリス供給、接着剤塗布、壁のクラッ
ク等に対するコーキング剤の充填等がなされる。

次に、ポンプ吐出圧の調整方法を説明すると、このポン
プを使用する前に、つまみ３６を回動することによって
、調整ネジ３３を回すと、調整カラー３４が軸方向に移
動し、このカラー３４と一体のプランジャ・ガイド１３
、プランジャ・タイ４４およびシリンダ４５が、プラン
ジャ４２に対し、前方または後方に移動調整される。し
たがって、プランジャ４２の絶対的な往復ストロークは
一定であるが、このプランジャ４２がシリンダ４５に嵌
合して実質的にポンプ材料を加圧するストロークは、シ
リンダ４５が変位された分だけ変化する。例えば、前記
つまみ３６の回動によりシリンダ４５が第３図にて左方
に移動調整されると、プランジャ４２が実質的に働くス
トロークが小さくなり、吐出量は少なくなるが、プラン
ジャ４２が最も力を出す位置は往復動における死点の近
傍であり、プランジャ４２は左側の死点の近傍でシリン
ダ４５と嵌合することになるので、高い最高吐出圧が得
られる。反対に、シリンダ４５が第３図にて右方に移動
調整されると、プランジャ４２が実質的に働くストロー
クが大きくなり、吐出量は多くなるが、プランジャ４２
は往復動における中間点で最も高速である反面、最も力
が弱く、プランジャ４２はこの中間点の近傍でシリンダ
４５と嵌合することになるので、最高吐出圧が低くなら
ざるを得ない。

したがって、例えば壁等のクラックにコーキング剤を充
填する場合は、低圧かつ多吐出最が適するので、前記シ
リンダ４５を第３図に示されているように右方に移動調
整しておいてから、この装置を使用する。また古いベア
リングにグリスを充填するような場合は、高吐出圧を必
要とするので、前記シリンダ４５を第３図に示された状
態より左方に移動調整しておく。

このような調整は、原則としてポンプを使用する前に行
うことで、最初に最高吐出圧、吐出ｍを設定して作動中
は変更しないが、ポンプ稼働中に、最適な吐出圧、吐出
量を求めて調整してもよい。

次に、第１図に示されたこのポンプに使用されるモータ
のオン・オフ制御回路を説明する。

前記直流モータ２２への給電回路にリレー６１の接点（
ノーマル・オーブン）６２が設けられ、このリレー６１
のコイル６３に対して増幅用トランジスタ６４が設けら
れ、また、前記モータへの給電回路に、過電流検出用の
コイル６５および電流センサとしてのガリウムひ素ホー
ル素子２７が設けられている。

なお、第１図にて２個図示されたホール素子２７は同一
のものである。

このホール素子２７の出力部は、演算増幅器（オペアン
プ）　６６、６７等からなるハイ・インピーダンス差動
増幅器６８を経て、第１のコンパレータ（オペアンプ）
７１の一方の入力部に接続され、また、このコンパレー
タ７１の他方の入力部にはＪｉ！準電圧設定用抵抗器７
２から調整された基準電圧が供給される。

さらに、抵抗器７３およびコンデンサ７４からなるＲＣ
時定数回路が第２のコンパレータ（オペアンプ）７５の
一方の入力部に接続され、また、このコンパレータ７５
の他方の入力部には基準電圧設定用抵抗器７６から調整
された基準電圧が供給される。

前記第１のコンパレータ７１および第２のコンパレータ
７５のそれぞれの出力部には抵抗器７７、７８がそれぞ
れ設けられ、この抵抗器７７、７８が相互に接続されて
オア回路を構成し、ＴＴＬフリップ・７′ロツプ１９の
リセット端子Ｒに接続されている。

このフリップ・７０ツブ７９のセット端子Ｓには、前記
ＲＣ回路と、前記２接点スイッチ（マイクロ・スイッチ
）２５の一方の接点８１とが接続されている。このスイ
ッチ２５は、スプリング８２によってこの一方の接点８
１側に付勢されている。他方の接点８３は、バッテリ２
８の一側に接続されている。さらに、前記フリップ・フ
ロップ７９の出力端子ＯＵＴは、前記リレー作動用トラ
ンジスタ６４０ベースに接続されている。前記フリップ
−７Ｏツブ７９のセット端子Ｓおよびリセット端子Ｒに
は、反転された信Ｑ（０−ｏ−１，１→Ｔ−０）が入力
すれる。

また、この回路中には、前記ホール素子２７に対する簡
易定１流電源としての定電圧ダイオード（ツェナー・ダ
イオード）８１および抵抗器８８が設けられている。な
お第１図において、Ｒは抵抗器を示ず。

次に、この第１図に示されるモータのオン・オフ制御回
路の作用を、第２図を参照して説明する。

（１）　　第１図に示されている２接点スイッチ（マイ
クロ・スイッチ）２５は、前記、引金２６が解放された
状態であり、常時アースに接続され、コンデ２９１４間
の電荷は放電されている。

（２）　　このとき、回路全体にはバッテリ２８のマイ
ナス側が接続されていないので、回路には電圧はかかっ
ていない。

（３）シたがって７リツプ・７０ツブ（以下ＦＦという
）７９のセット端子Ｓは、０＝１であるから、出力１が
出る状態にある。

（４）シかし、回路全体に電圧がかかつていないので、
ＦＦ７’ｌからの出力はない。

（５）シたがって、リレー（ブレーカ）６１も働かず、
モータ２２も起動されない。

（６）２接点スイッチ２５がオンされる（第１図にて下
方に切換えられる）と、回路全体に電圧がかかり、同時
にコンデンサ１４に電荷がチャージされていく。

（７）　　スイッチ２５がオンされた瞬間も、コンデン
サ７４に接続されているＦＦ７９のセット端子Ｓは、０
＝１の状態のままであるから、出力１を出し、リレー６
１が働いてモータ２２が起動する。

（８）　　モータ２２が起動すると、第２図（ハ）に細
線で示されるように一時的に過電流が流れる。

（９）　　この過電流は、ホール素子２７によって検出
され、差動増幅器６８からコンパレータ７１の一方の端
子に入力される電圧が、可変抵抗器７２によって設定さ
れた基準１ｕ圧に達すると、第２図（２）に示されるよ
うにコンパレータ７１の出力はＯとなる。

（２）　しかし、コンパレータ７５は、第２図０に示さ
れるようにコンデンサ７４が基準電圧にチャージされる
まで出力１を出しているので、抵抗Ｎ７７゜７８よりな
るオア回路は１を出力し、ＦＦ７９のリセット端子Ｒは
、丁−〇であり、このＦＦ７９は、セット状態のまま出
力１を出し続ける。

Ｏｆ）　　この間にモータ２２は、定常回転となり、電
流値も定常状態に、またホール素子２７からのセンサ出
力も基準電圧以下になっている。

（財）　したがって、コンパレータ７１は第２図（２）
に示されるように出力１を出し続ける。

（ロ）　コンデンサ７４がチャージされ、コンパレータ
７５への入力電圧が基準電圧に達すると、第２図０に示
されるようにコンパレータ１５からの出力は０となるが
、オア回路は１を出力し続けるので、ＦＦ７９のリセッ
ト端子Ｒは、丁＝０のままであり、ＦＦは、出力１を出
し続ける。

伸）　このような定常運転状態において、モータ２２に
過負荷がかかると、過Ｎ流が流れるので、コイル６５に
生ずる磁束も強くなる。

（ホ）　これを電流センサとしてのホール素子２７が感
知し、電流に応じた差動増幅器出力（電圧）がコンパレ
ータ７１に入力される。

（２）　この値が可変抵抗器７２による設定電圧に達す
ると、第２図（２）に示されるようにコンパレータ７１
の出力はＯとなる。

６７）　　このようにして、コンパレータ７１．７５の
出力がともにＯになると、第２図（０に示されるよろに
ＦＦ７９のリセット端子Ｒは０＝１となるから、ＦＦ７
９にリセットがかかり、ＦＦ７９の出力はＯになる。

＠　ＦＦの出力がなくなると、リレー（ブレーカ）６１
が開となってモータ２２が止まる。

■　このとき、２接点スイッチ２５を切る（第１図状態
）と、コンデンサ７４の電荷が放電されるとともに、回
路全体にかかつていた電圧もＯになる。

曽　次に、再度２接点スイッチ２５を入れれば、（１）
の状態から順次作動し、モータ２２は、直ちに起動する
。

なお、本発明のモータのオン・オフ制御回路は、ポンプ
の電動モータに限られず、電動工具等のモータに対して
使用してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、２接点スイッチを始め、電流センサ、
コンパレータ、オア回路およびフリップ・フロップ等を
用いて構成された簡単なモータのオン・オフ制御回路に
よって、モータ起動時の立上り過電流によりブレーカと
してのリレーが働くことを防止するとともに、平常運転
状態の一定の過電流によりリレーが感度良く働くように
することができ、直流モータを有効に保護できる。そし
て、２接点スイッチおよびオア回路によってフリップ・
フロップを制御してリレーを作動させるようにしたから
、サーマル・ブレーカ等のように回復時間を要すること
なく、直ちに再起動できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモータのオン・オフ制御回路の一実施
例を示すｔ気回路図、第２図はそのコンパレータの出力
およびフリップ・フロップ（Ｒ）への入力を示すグラフ
、第３図はそのモータを使用するプランジャ・ポンプの
断面図、第４図はその平面図である。 ２２・・直流モータ、２５・・２接点スイッチ、２Ｔ・
・電流センサとしてのホール素子、６１・・リレー、７
１・・コンパレータ、７４・・コンデンサ、７５・・コ
ンパレータ、７７、７８・・オア回路、７９・・フリッ
プ・フロップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流モータに過負荷がかかったときに流れる過電
   流を感知して直流モータの回転を停止するモータのオン
   ・オフ制御回路において、回路全体に電圧を印加してモ
   ータへの給電回路中に設けられたリレーを間接的にオン
   ・オフ制御する２接点スイッチと、モータに通電される
   電流を検知する電流センサと、この電流センサによって
   検出された電流の増幅器出力を基準電圧と比較して１か
   ０を出力する一方のコンパレータと、前記２接点スイッ
   チのオフによって放電されるコンデンサを有し２接点ス
   イッチのオンによって作動開始する時定数回路と、この
   時定数回路の出力電圧を基準電圧と比較して１か０を出
   力する他方のコンパレータと、前記一方のコンパレータ
   および他方のコンパレータの出力部に設けられたオア回
   路と、このオア回路の出力が０のときに前記リレーの接
   点を開く信号を出力するフリップ・フロップとを具備し
   たことを特徴とするモータのオン・オフ制御回路。