JPH04193087A - 直流モータ制御回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば電気ドライバ、電気ドリル、電気のこ
ぎり、等のように直流モータによって駆動される電動工
具に好適に実施できる直流モータ制御回路に関する。

（従来の技術） 直流モータの制御方式は、直流モータの回転数を変速制
御する変速制御方式と、トルクを制御するトルク制御方
式とに大別することができる。

この変速制御方式には、さらに直流モータをそのトルク
が変動しても定速回転させる定速制御方式とか、トルク
の増大または低下に伴い、回転数が低下または上昇する
ノーマル制御方式とかがあり、また、トルク制御方式に
は、さらに直流モータのトルクが上限になると回転数は
変化してもトルクを上限トルクに維持させて該直流モー
タを回転制御する定トルク制御方式とか、直流モータの
トルクが上限トルクになると該直流モータの回転を停止
させるトルクリミット制御方式とかかある。

そして、電動工具においては、一般にはそれぞれの用途
に応じてそれらの制御方式を採用して直流モータを制御
するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、これまででは、同一の電動工具では上記した
制御方式のいずれか１つを採用して直流モータの制御回
路が構成されていた。

しかしながら、使用者の立場からみると、いゆわる使い
勝手というものがあるから、いずれかｌつの制御方式に
特定されてしまうと、ある制御方式の直流モータ制御回
路が搭載されである電動工具では工作物に対して作業中
、どうも使い勝手か曹、く作業能率か上からｌかったり
することもあり、その場合では、他の制御方式の直流モ
ータ制御回路か搭載されである電動工具をさらに別に用
意しておく二とか必要７７う一７ｆ：。

具体的にこ７ハニとを詳巳く説明するならば、列えば電
気トライ・・で工作物にネジ締めの作業中、そのネジの
締まり呉合か実感できるように直流モータを制御させる
方か作業しやすい場合では、トルクの上昇に伴って回転
数か低下する制御方式、つまり上記各制御方式コ）中て
しノーマル制御方式か優れているし、刃先の小さい電気
ドリルで工作物に小さな穴あＩ十作業をする場合では高
速で直流モータを制御する方が都合がよく、また刃先の
大きいもので大きな穴あけ作業をする場合では、低速で
直流モータを制御する方が都合かよく、しかもこの場合
トルク変動があっても速度か変化しないという点では上
記各制御方式の中でも定速制御方式か優れているという
ように電動工具にはそ、：ノ用途に応して直流モータの
制御方式に対しては各種し）要求がある。

１、かじながら、このような要求かあっても従来では１
台の電動工具につし・では直流モータの制御方式を選択
できるものかなかったから、作業とと−≦：はその要求
にマツチングした電動工具を揃ｔ−でＦ３かなければな
らないか、このように電動工具をし・くつし用意するこ
とは携帯に不便である・）え、電動工具を作業の内容毎
に交換させるために作業性に劣るばかりてなく、電動工
具の購入費かかさむというたいへん大きな不都合なこと
である。

したがって、本発明においては、１台の電動工具であり
ながら、各制御方式を作業者の任意の判断て選択可能と
し、携帯性の向上と、作業能率の向上と、それの購入費
の軽減とを可能にする直流モータ制御回路を提供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の直流モータ
制御回路においては、２つの変速制御回路、および両液
速制御回路を切り換える変速切換手段か、または２つの
トルク制御回路および両）・ルク制御回路を切り換える
トルク切換手段かの少なくとム一方を具備したご七を特
徴としている。

（作用） 前者の変速制御回路とそれの切換手段とを具備している
場合に、作業者によってこの変速切換手段か外部操作さ
れて、２つの変速制御回路の内、一方の変速制御回路か
選択されると、直流モータはその選択された変速制御回
路に従って動作制御される。

また、後者のトルク制御回路とそれの切換手段とを具備
してるい場合に、作業者によってこの切換手段が外部操
作されて、２つのトルク制御回路の内、一方のトルク制
御回路が選択されると、直流モータはその選択されたト
ルク制御回蕗に従って動作制御される。

したかって、この直流モータ制御回路を搭載し、それて
直流モータが駆動制御される電動工具では１台であって
も、各種用途に応じて使いわけをすることかできること
になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る直流モータ制御回路を示
す回路図である。同図において、Ｅ（！’Ｆｌｌｉ動工
具内蔵の直流電源、Ｍは直流モータてある。

そして、本実施例の直流モータ制御回路は、電源Ｅから
定電圧を生成する定電圧回路ｃｖを有している。定電圧
回路Ｃ■は、抵抗Ｒ１とツェナーダイオードＺＤとで構
成されている。ツェナーダイオードＺＤの両端には、三
角波発振器ＴＯと、回転数設定器ＶＲＩと、上限トルク
設定器ＶＲ２とがそれぞれ並列に接続されている。三角
波発振器Ｔｏは、三角波電圧を発振出力する。回転数設
定器ＶＲＩは、ツェナーダイオードＺＤの両端に接続さ
れていて、電動工具の操作レバーに対し゛てその可動端
子Ｔが連動する。回転数設定器ＶＲＩは、その操作レバ
ニの引き込みｆｉ（操作ストロークｊｌ）に対応した電
圧を設定電圧としてその可動端子Ｔを介してインピーダ
ンス変換器ＩＶに出力する。インピーダンス変換器ｒ■
を介する設定電圧は、定速制御回路ＣＣとノーマル制御
回路ＮＣそれぞれの入力部に与えられる。この定速制御
回路ＣＣとノーマル制御回路ＮＣとで前掲の特許請求の
範囲に言う変速制御回路を構成している、定速制御回路
ＣＣは第２図（ａ）のような定速制御特性、つまり、直
流モータＭのトルクか変動しても操作レバーの操作スト
ローク量に応じた回転数で該直流モータＭを定速制御し
、ノーマル制御回路ＮＣは、第２図（ｂ）のようなノー
マル制御特性、つまり、直流モータＭのトルクが増大し
てくるに伴い回転数が低下してくるように直流モータＭ
を制御する。そのため、定速制御回路ＣＣにあっては、
直流モータＭの近傍に配備されたピックアップコイルＰ
Ｃに誘起される電圧周波数から該直流モータＭの回転数
を検出入力するとともに、回転数設定器ＶＲＩで設定さ
れた電圧でその回転数を設定し、その設定回転数で直流
モータＭを定回転させる制御出力を出力する。一方、ノ
ーマル制御回路人・Ｃにあっては、回転数設定器Ｖ　Ｒ
］で設定されｆこ回転数で直流モータ１＼１を制御させ
る制御出力を出力する。シフ１こ力い・て、ノーマル制
御回路凡Ｃでは、定速同転制御で′４１いから直流モー
タ〜１のト・ルクの増大に従ってそ、′’）　［ｉｊ１
転数７バ低下してくるしのとなる。

定速制御回路ＣＣと７′−マ／ｌ制御回路それぞれの出
力部は、外部操作さと、ξ変速切換手段ＳＷＩの個別接
点ｓ１１．ｓ１２に個別（一対応しで接続されている５
、変速切換手段ＳＷＩの可動接点ｓ１３は比較回路ＡＰ
の非反転入力部（＝）に接続されていて、その非反転入
力部、−１〔こは、可動接点ｓ１３を介して各制御回路
Ｃ″Ｃ，ＮＣから制御出力が与えられる。比較回路Ａｐ
の反転入力部（−）には三角波発振器Ｔｏから二角波電
圧が与えられる。比較回路ＡＰは、三角波電圧と制御出
力とを大小比較し、三角波電圧のレベルを越えるかある
いは下回る制御出力の期間をスイッチンク素子ＴＲ２駆
動のオンデユープイーとし、これで直流モータＭを回転
制御する比較出力を駆動信号としてバッファトランノス
タＴＲＩを介して該スイッチング素子ＴＲ２のゲートＧ
に出力する。スイッチング素子ＴＲ２は、そのドレイン
・ソースＤ。

Ｓが直流モータＭと電源Ｅとの間に接続されており、そ
のゲートＧに与えられる駆動信号に応答し、かつ、その
駆動信号が有するオンデユーテイ−に対応してドレイン
・ソースＤ、Ｓ間をオンオフし、これによって、電源Ｅ
のスイッチング素子ＴＲ２への印加タイミングを制御し
て直流モータＭを駆動する。

上限トルク設定器ＶＲ２は、前述のように、ツェナーダ
イオードＺＤに並列に接続されていて、そのトルク設定
電圧を定トルク制御回路ＣＴＣと、トルクリミット制御
回路ＴＬＣとにそれぞれ出力する。定トルク制御回路Ｃ
ＴＣは、直流モータＭのトルクが上限トルクＴｕｐに到
達するとその上限トルクＴｕｐで定トルク制御する、つ
まり、第２図（Ｃ）のような特性で直流モータＭを制御
するものであり、トルクリミット制御回路ＴＬＣは、直
流モータＭのトルクか上限トルクＴｕｐに到達すると、
直流モータＭの回転を停止させてそのトルクをリミット
する、つまり、第２図（ｄ）のような特性で直流モータ
Ｍを制御するものである。

ここでいう定トルク制御回路ＣＴＣとトルクリミット制
御回路ＴＬＣとが前掲の特許請求の範囲に言うトルク制
御回路を構成している。そのため、定トルク制御回路Ｃ
ＴＣとドルクリミント制御回路ＴＬＣそれぞれは、トル
ク検出回路ＴＤを構成する抵抗Ｒ３と平滑回路ＨＣとに
おいて、その抵抗Ｒ３で検出されたモータ主回路Ａの電
流を平滑回路ＨＣで平滑しその平滑電圧を直流モータＭ
の検出トルクとして入力する一方、トルク設定器ＶＲ２
て設定された設定トルクとに基づいて、それぞれの制御
を行う。

そして、トルク制御回路を構成するこれらの両制御回路
ＣＴＣ，ＴＬＣは、トルク切換手段ＳＷ２を介してスイ
ッチング素子ＴＲ２のゲートＧに接続されている。トル
ク切換手段ＳＷ２は、個別接点ｓ２１．ｓ２２、および
可動接点ｓ２３を有し、個別接点ｓ２１は定トルク制御
回路ＣＴＣに接続されており、個別接点ｓ２２はトルク
リミット制御回路ＴＬＣに接続されており、可動接点Ｓ
２３は、両個別接点ｓ２１．ｓ２２のいずれにも接続さ
れない中立位置を持ち、かつ、その中立位置から外部操
作でいずれか一方の個別接点ｓ２１゜ｓ２２に選択接続
可能となっているとと乙に、がっ、スイッチング素子１
゛Ｒ２のゲー１−　Ｇに接続されている。

動作を説明すると、作業者によって変速切換手段ＳＷ＋
の可動接点ｓ１３が外部操作されて、個別接点ｓｌｌに
選択接続されているときは、直流モータＭはその個別接
点ｓｌｌに接続されている定速制御回路ＣＣて定速制御
され、個別接点＄１２に選択接続されているときは、直
流モータＭはその個別接点ｓ＋２に接続されているノー
マル制御回路ＮＣでノーマル制御される。

このことは、例えば電気ドライバでネジ締め作業を行っ
ているときで、そのネジの締まり具合を実感したい場合
は、変速切換手段ｓｗｌを個別接点ｓ１２側に切り換え
てノーマル制御回路ＮＣを選択することができ、また、
電気ドリルで穴あけ作業をしているときでトルク変動が
あっても直流モータＭを定速制御させたい場合は、変速
切換手段ＳＷ＋を個別接点ｓｌｌ側に切り換えて定速制
御回路ＣＣを選択することかできる。そして、この場合
、過大なトルクでネジの頭部が潰れてしまうのを避けた
い場合では、上限トルク設定器ＶＲ２で上限トルクを設
定し、かつ、」１限トルクの到達時点で直流モータＭの
回転を停止させるときは、トルク切換手段ＳＷ２の可動
接点ｓ２３を中立位置から個別接点ｓ２２側に切り換え
てトルクリミット制御回路ＴＬＣを選択し、この選択状
態で直流モータＭを制御することかでき、また、直流モ
ータＭを回転停止させるのでない場合は、その可動接点
ｓ２３を個別接点ｓ２を側に切り換えて定トルク制御回
路ＣＴＣを選択して直流モータＭを制御することができ
る。

したがって、本実施例の直流モータ制御回路を搭載し、
それで直流モータを駆動制御するようにした電動工具で
はそれ１台であっても、各種用途に応して使いわけをす
ることかできることになってたいへん便利である。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
外部操作でもって、２つの変速制御回路の一方あるいは
２つのトルク制御回路の一方を任意に選択できるように
構成したから、これを搭載した電動工具においては、そ
れ１台でありながら、各制御方式を作業者の任意の判断
で選択が可能となり、それぞれの制御特性を個別に有す
る電動工具を複数用意する場合とくらべてみて、携帯性
と作業能率とか大きく向上し、また、電動工具の購入費
を大幅に軽減させることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示し、第１図は同実施例に係
る直流モータ制御回路の回路図、第２図は第１図の各制
御回路の特性を示す図である。 Ｅ・−電源、Ｍ・・直流モータ、ＴＲ２−スイッチング
素子、ＣＣ・・定速制御回路、ＮＧ・・ノーマル制御回
路、ＳＷＩ・・変速切換手段、ＣＴＣ・定トルク制御回
路、ＴＬＣ・・トルクリミット制御回路、ＳＷ２・・ト
ルク切換手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの変速制御回路（ＣＣ、ＮＣ）、および両変
   速制御回路（ＣＣ、ＮＣ）を切り換える変速切換手段（
   ＳＷ１）か、または２つのトルク制御回路（ＣＴＣ、Ｔ
   ＬＣ）、および両トルク制御回路（ＣＴＣ、ＴＬＣ）を
   切り換えるトルク切換手段（ＳＷ２）かの少なくとも一
   方を具備したことを特徴とする直流モータ制御回路。