JPS60207776A - 保護装置付電動工具 - Google Patents

保護装置付電動工具

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JPS60207776A
JPS60207776A JP59064100A JP6410084A JPS60207776A JP S60207776 A JPS60207776 A JP S60207776A JP 59064100 A JP59064100 A JP 59064100A JP 6410084 A JP6410084 A JP 6410084A JP S60207776 A JPS60207776 A JP S60207776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
temperature
power tool
circuit
switching element
Prior art date
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Pending
Application number
JP59064100A
Other languages
English (en)
Inventor
岩月 高雄
久保田 好幸
千比呂 加藤
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Makita Corp
Original Assignee
Makita Electric Works Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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】 (技術分野) 本発明は過負荷運転によってモータ又はその制御回路が
焼損することを防止する保護装置付電動工具に関するも
のである。
(従来技術) 従来、電動工具、例えばジヌクグフインダ、電気錫、電
気カンナの過負荷運転にともなうモータ異常発熱の保護
としては、負荷電流が過負荷運転に対応した電流値に達
したとき、或は、モータ回転数が過負荷運転に対応した
低速回転数に達したときにモータの電源回路を遮断する
電流検出方式或は回転数検出方式がある。
これらの方式はいずれも過負荷運転になった時点で即、
モータを遮断するためモータの焼損は防止されるものの
、夾際の作業では直巻整流子電動機としてモータトルク
が最も大きい過負荷運転で電動工具の能力を定格以上の
最大限にひき出して、モータを焼損させない短時間に一
時的に困難な例えは、被加物に取付けられた硬度の高い
別部材を切削する作業を行いたくてもできないため、結
局、この一時的に困難な作業だけのために一段と大形の
電動工具を用意しなければならないという欠点がある他
、電流検出方式においては負荷電流を低抵抗の抵抗器或
はカーレントトランスのセンサで検出するため、センサ
が大電流通電に対応して大形になる上、発熱をともなう
ことがらセンサ取付けには相当のスペースを必要とし、
これがセンサ取付位置を制約し、回路が複雑となシ、し
かも、一般的に周囲温度が高いときを想定してモータ遮
断の負荷電流値を設定するため、周囲温度が低いときに
はまだ余裕があるにも拘らず保護装置が作動してモータ
が遮断することKなシ、又、繰返し保護装置が作動する
過負荷・停止、過負荷・停止の厳しい使用状況にあって
は、作業がはかどらずにモータの温度はかフが上昇して
モータが焼損するおそれがあシ、モータの確実な保護に
はならないという欠点があった。
(発明の目的) 本発明はモータ又はその制御回路で発生する過負荷運転
時の熱を検出する温度センサからの出力によってモータ
運転を制御する保護装置付電動工具を提供するととKよ
って、電動工具の能力を十分に発揮させた状態でモータ
又はその制御回路の焼損を有効に防止することにある。
(発明の実施例) 次に、本発明の一実施例の構成を図面によって説明する
電動工具、例えばジスクグラインダ1のメインスイッチ
SW1と抵抗R1を介して交流電源のX。
Y端子に接続される全波整流素子DS1からの出力を逆
流防止用ダイオードD1を介して平滑化するコンデンサ
01の両端間には、メインスイッチSW1とトライアッ
クTR工1を介して交流NRt源に接続されるモータM
の回転数に対応した周波数のパルスを出力させる回転数
検出回路2と、該回転数検出回路2からのパルス周波数
に反比例した電圧を出力させるp−vg換開回路3、メ
インスイッチSW1のオン時点から出力電圧Vsを徐々
に増大させるソフトスタート回路4と、抵抗R2゜R3
で設定された基準電圧vthをオペアンプOP1の非反
転端子に入力させかつ抵抗R4〜R6に接続された正特
性サーミスタS1の抵抗値で変化する電圧Tinをオペ
アンプOP1の反転端子に入力させるとともにオペアン
プOP1の非反転端子と出力端子間にクランプ用ダイオ
ードD2を接続したコンパレータ5とのそれぞれが接続
され、又、全波整流素子DS1の出力端子間には台形波
形発生用ツェナーダイオードZD1と、プログラマブル
・ユニジャンクシ璽ン−)ランジスタPUT 1のゲー
ト電圧を設定する抵抗R7,R8の直列回路と、PUT
lの7ノード電圧を制御する抵抗R4゜R9,R10、
コンデンサC2の直列回路とのそれぞf′Lが接続され
、又、F−V変換回路3の出力端子は逆流防止用ダイオ
ードD3i介して抵抗R9とR10間に接続され、ソフ
トスタート回路4の出力端子は抵抗R4とR9間に接続
され、コンパレータ5の出力端子は逆流防止用ダイオー
ドD4と抵抗R11會介してPUT 1のアノード端子
に接続され、PUT 1の出力は抵抗R12を介して全
波整流素子D″′S1に接続されたトリガバ/I/7伝
達回路6からトライアックTR工1のゲートに入力され
、トライアックTR工1の両端間には動作安定用抵抗R
13とコンデンサC3の直列回・路が接続されている。
なお、本実施例の回転数検出回路2と、F−Y変換回路
5と、ソフトスタート回路4と、トリガパルス伝達回路
6とのそれぞれは特願昭55−151689号明細書及
び図面に記載の回転数検出回路33と、平滑回路64か
らの出力を入力とする位相制御基準パルス発生回路37
のトランジスタT〆で1に関する回路と、位相制御基準
パルス発生回路37のコンデンサC5に関する回路と、
トリガ1m路56とのそれぞれKはぼ対応する。
次に、本実施例の作用について説明する。
このように構成された保護装置、この場合、第2図に示
すように、モータMのフィールドコイルFIF2と一体
にフィールトコ77に巻付けられたサーミスタS1の七
−タMi度上昇に対応した抵抗値増大に従ってPUT 
1の点弧角を遅らせて導通角を小さくする第1図に点線
で囲む保護装置8付ジスクグラインダ1において、定格
以内の負荷運転でモータMの温度が低く、サーミスタS
1の抵抗値が低い場合、オペアンプ0P10反転端子の
入力電圧VinはモータMの過負荷運転にともなう温度
上昇でサーミスタS1の抵抗fitが高くなってモータ
Mの回転数を下げる必要がおる電圧に対応して設定した
オペアンプOP1の非反転端子の基準電圧vth以下の
例えば第6図に示すVindのためコンパレータ5の出
力レベルはrHJになる。
従って、モータMの温度が低い場合においてメインスイ
ッチ8W1をオンにすると、ソフトスタート回路4の出
力電圧v8が最初低く、その後徐々に増大するためPU
T 1ターンオンに対応したコンデンサC2の充電時間
も徐々に短くなって、トリガパルス伝達回路6を介して
のトライアックTR工1の導通角は徐々に大きくな夛、
その結果、ジスクグフインダ1のモータMは起動と同時
に回転が徐々に上昇するため、起動時において作業者に
モータM起動による反動を与えることはなく、作業を安
全に進めることができる。
このようにしてモータMが回転すると、その回転に反比
例した電圧が?−’7変換回路3から出力されるため、
モータMは各抵抗R4,R?、R10の値で定まる特定
回転数で安定し、この状態でモータMが過負荷運転され
ても、フィールドコイルF 1゜F2とともにサーミス
タs1の温度も直ちに上昇しないため、作業者はモータ
トルクがほぼ最大の過負荷状態でジスクグラインダ1に
よる作業を能率的に進めることができ、この過負荷運転
においてモータMは焼損する程の温度に至っていないた
め作業者はそのまま過負荷運転を続けることができる。
このように過負荷運転を続けている間においてモータM
のフィールドコイルF 1.F 2の温度が、これ以上
過負荷運転を続けることが危険な温度に達すると、フィ
ールドコイlFj、F2と同一温度のサーミスタS1の
抵抗増大で、オペアンプOP1の反転端子の入力電圧V
inがその非反転端子の基準電圧vthよシ高くなって
、オペアンプOP1の出力がrLJに反転クランプされ
る結果、F−■変換回路5の出力電圧如何に拘らずPU
T1ターンオンに対応したコンデンサC2の充電時間が
長くなって、トライアックTR工1の導通角が小さくな
シ、モータMの回転数が低下するとともにオペアンプO
P1の出力がクランプされているため、その後の通常負
荷運転でモータMとともにサーミスタS1の温度が低下
してもモータMの回転数は積極冷却に対応した低い回転
数に保持される。
次に、メインスイッチSW1オン時点のモータM起動度
が非常に高く、オペアンプOP1の反転端子の入力電圧
Vinが基準電圧vthJニジ相当高相場高、メインス
イッチ+3VMのオンと同時にソフトスタート回路4が
作動して7日電圧が低くてもオペアンプQ、P1の反転
端子の電圧Vina Idその非反転端子の基準電圧v
thより高いため、オペアンプOP1の出力はメインス
イッチ8W1のオンと同時にrLJで、モータMは最初
から積極冷却に有効な低速で継続運転され、又、モータ
M温度とともにサーミスタs1の温度がオペアンプOP
1の出力反転に対応した設定温度以上であっても、設定
温度を大幅に越えていなしへ状態におtlては、メイン
スイッチswi、オン後のソフトスタート回路4の作動
によってVt5Wl圧が低くなるため、オペアンプ0P
10反転端子の入力電圧VinはサーミスタS1の温度
に対応した一定時限、例えば第5図のt b、t cの
ように、オペアンプOP1の非反転端子の基準電圧vt
hよル低1/% Vinb、Vin。
電圧の経過をたどplその結果、保護装置8 d!作動
して低速になった直後の再運転が可能でおるとともに、
その後、無負荷或は軽負荷でモータM d!運転される
と、モータMとともにサーミスタs1の温度が速かに下
がって保護液[8は作動しなくなる。
又、tb<tcのように、モータMとともにサミスタS
1の温度が高い程、スタート時におl、Xて保護装置8
が無効になる時間は短くなシ、Vi隠のようにサーミス
タB1のiffが非常に11iIi11場合、モータM
とともにサーミスタ81の温度か下がるまでモータMは
作業に対応した実質的な再起動運転はされず、積極冷却
に対応した低速で運転され、そ−タM及びトライアック
TR工1は確実に保護される。
第4図は本発明の他の実施例の電気回路でおって、この
場合は、第1図におけるダイオードル5オペアンプOP
2で構成されるモーターロック保護回路9を追加して、
モータM1が短時間に焼損するおそれのある極低速成は
ロックした時点において、オペアンプOP1の基準電圧
vthから大幅に低いv t h’に下げてオペアンプ
OP1の出力を即、rLJに反転させて、特にロックし
易い電気ドリル、電気丸鋸用モータの焼損を防止した他
は、構成、作用、効果とも前記実施例と同様でおる。
次に、第5図は1;g1図のオペアンプOPIを用いた
保護装置8をシリコン制御整流素子BQR1を用いた保
護装置10とし、又、第6図は同じく第1図のオペアン
プOP1を用いた保護装置8を、プログツマプル・ユニ
ジャンクシーン・トヲンジヌタPUT 2を用いた保護
装置11とした他はそれぞれ、構成、作用、効果とも前
記実施例とほぼ同様である。
又、温度検出のサーミスタ81は第2図のようにフィー
ルドコイ/L/F 1.? 2と一体に巻付ける他、第
7図のようにステータ12に取付けることもでき、第8
図のように図示省略フィールドコイルとステータ120
間に取付けるとともでき、第9図のようにステータ12
にブラケット15を介して取付けたFフィアックT R
工1に取付けることもでき、第10図のように制御ボッ
クス14にブラケット15を介して取付けたトライアッ
クTR工1に取付けることもでき、第11図のようにト
ライアックTR工1を取付けたステータ12上のブラケ
ット16に取付けることもでき、第12図のようにモー
タハウジング16の内側に取付けて、冷却風の排出温を
検出することもでき、この排出渦検出の場合は、サーミ
スタB1の熱容意が小さく温度低下が早いため、第1図
におけるオペアンプOPIの反転端子の入力電圧Tin
をソフトスタート回路4の出力電圧v8に関連させなく
ても、第3図のt b、t cに対応した特性を得るこ
とができる。
なお、モータMが焼損しない範囲での過負荷運転許容手
段としては、前記各実施例の他、過負荷時の負荷電流に
対応した一定時限後、或は、過負荷時のモータ回転数に
対応した一定時限後にモータMを低速運転成は停止させ
る手段を用いることもできる。
(発明の効果) 本発明はモータ又はその制御回路で発生する過負荷運転
時の熱を検出する温度センサ、例えばサーミスタS1か
らの出力によってモータ運転を制御することによって、
wLwJ工具の能力を十分に兄揮させた状態でモータ又
はその制御回路の焼損を有効に防止することができる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気回路図、第2図はその
ジスクグツインダ1の破断正面図、第3図はその動作特
性図、第4図〜第6図は本発明の他の実施例の電気回路
図、第7図〜第12図は本発明の他の1j!施例のジヌ
クグフィンダの破断正面図である。 1・・・ジスクグフインダ 2・・・回転数検出回路6
・・・F−■変換回路 4・・・ソフトスタート回路5
・・・コ ンパ し − タ 6・・・トリガパルス伝
達口u8.10.11 ・・・保 護 装 置 81 
・・・サ − ミ ス タTR工1・・・トライアック 出 願 人 株式会社マキタ電機製作所代 理 人 弁
理士間 1) 英 彦

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1))IJガ回路による位相制御用スイッチング素子
    の制御によってモータ回転数が制御される電動工具にお
    いて、該電動工具の過負荷運転による負荷電流通電部材
    の温度を検出する温度センサと、該温度センサからの出
    力信号による前記トリガ回路の制御によって前記スイッ
    チング素子の導通角を小さくするモータ保護回路とのそ
    れぞれを備えることを特徴とする保護装置付電動工具。
  2. (2) 温度センサがスイッチング素子の温度を検出す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の保護
    装置付電動工具。
  3. (3) 1M 度センサがモータのフィールドコア上に
    ブラケットを介してスイッチング素子を取付けたブラケ
    ットの温度を検出することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の保護装置。
  4. (4)tM度センサがモータのフィールドコアの温度を
    検出することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の保護装置付電動工具。
  5. (5) 温度センサがモータのフィールドコイルの温度
    を検出することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の保護装置付電動工具。
  6. (6) 温度センサがモータの冷却風排出温度を検出す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の保護
    装置付電動工具。
  7. (7)トリガ回路による位相制御用スイッチング素子の
    制御によってモータ回転数が制御される電動工具におい
    て、該電動工具の過負荷運転による負荷電流通電部材の
    温度を検出する温度センサと、該温度センサからの出力
    信号による前記トリガ回路の制御によって前記スイッチ
    ング素子の導通角を小さくしかつ前記’!勤工具運転開
    始のメインスイッチ投入後の前記温度センサによる検出
    編展に対応した一定時間、前記温度センサによる前記ス
    イッチング素子の制御を規制するモータ保護回路とのそ
    れぞれを噛えることを特徴とする保護装置付電動工具。
JP59064100A 1984-03-31 1984-03-31 保護装置付電動工具 Pending JPS60207776A (ja)

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