JPS614481A - モ−タ制御装置 - Google Patents
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- JPS614481A JPS614481A JP59122354A JP12235484A JPS614481A JP S614481 A JPS614481 A JP S614481A JP 59122354 A JP59122354 A JP 59122354A JP 12235484 A JP12235484 A JP 12235484A JP S614481 A JPS614481 A JP S614481A
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
- H02P7/2913—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［技術分野］
本発明は、電気かみそりのような小形電気機器に使用す
る直流モータの制御装置に関するものである。 ［背景技術１ 通常この種のモータの過負荷を検出する手段としては、
モータの温度上昇をチェックする方法が一般的である。 しかし最近ではモータの制御用に半導体素子が使用され
ることが多く、温度が上昇する前に過電流が流れてスイ
ッチング素子が破壊するおそれがある。またモータの過
負荷を過電流によって検出する方法は、電流検出用抵抗
値のばらつき、モータの特性のばらっと、あるいは電池
の残容量の違いなどのために制御のかかる回転数が変動
し易いという問題がある。 ｃ １七°１的１本発明は上
記の問題点に鑑み為されたものであり、その目的とする
ところは、モータに過負荷がかかると直ちにモータへの
給電を遮断して、モータおよび半導体スイッチング素子
を保護することができるモータの制御装置を提供するに
ある。 ［発明の開示］ 本発明によるモータの制御装置は、回転軸に連結した周
波数発生器の出力を変換してパルスを発生スルパルス発
生回路と、上記パルスをタイミング信号として鋸歯状波
を発生する鋸歯状波発生回路と、上記鋸歯状波電圧を基
準電圧と比較する鋸歯状波電圧比較回路とを備え、上記
鋸歯状波電圧比較回路の出力でモータ給電回路に挿入さ
れたスイッチング素子を制御することによって、過負荷
時にモータへの給電を遮断するようにしたものであり、
モータの過負荷を直接回転数で検出することにより、温
度か上昇するまえに電流を遮断できるようにしたもので
ある。 第１図は本発明装置の一実施例を示したものであ６・同
図に”゛く・ １はゝ−タＭｆ１回転軸に連
１枯された周波数発生器で、永久磁石回転子とホ
ール素子あるいはフィルなどよりなる固定子とで構成さ
れている。周波数発生器１の出力は第３図の（イ）に示
すようにほぼ正弦波となっており、次段のレベルシフト
回路２てこの正弦波の振幅よりも若干大きなバイアス電
圧＼７ｄｃが重畳される。したかってレベルシフト回路
２の出力信号は同図（ロ）に示すよう（こ直流レベルが
振幅値よりもやや高（１脈流となる。この脈流電圧が次
段の脈流電圧比較回路３で基準電圧＼ｉｆ、と比較され
、比較回路３の出力が波形整形回路４で整形されて（ノ
リに示すようなパルスを得る。すなわちレベルシフ）回
路２、脈流型電圧比較回路３および波形整形回路４によ
りパルス発生回路５を構成しているのである。６は鋸歯
状波発生回路で、」二記パルス信号の立上りをタイミン
グとして充放電を行なう時定数回路で構成され、この鋸
歯状波のピーク値が上記タイミングパルスでサンプルホ
ールド回路７に保持される。サンプルホールド回路７の
出力は直流増幅回路８でレベルを調整されたのち、三角
波電圧比較回路１０で基準三角波発生回路９の出力と比
較され、この比較回路１（）の出力によって制御される
スイッチング１了１１によってモータＮ１の電）原をオ
ンオフすることにより、モータの速度制御を行なってい
る。すなわちモータの速度が低下するとタイミングパル
スの時間間隔が長くなるので、鋸歯状波のピーク値が高
くなってサンプルホールド回路７の保持電圧が高くなり
、その結果比較回路１０の出力信号のパルス幅が大とく
なってモータへの供給電流が増加するのである。上述の
鋸歯状波発生回路６の出力は、鋸歯状波電圧比較回路１
２および起動時作動遅延回路１３よりなる過負荷検出回
路１４にも入力され、鋸歯状波電圧のピーク値か基準電
圧と比較される。モータ回転数か一定値よりも低下する
と過負荷検出回路１３の出力によ１）−１＝、記スイッ
チング素子１１をオフにし、モータへの給電を遮断する
。 第２図は第１関の装置を具体回路を示したものである。 同図において、モータ速度制御ＩＣｌ５は第１図におけ
る脈流電圧比較回路３、波形整形回路４、鋸歯状波発生
回路６、サンプルホールド回路７および直流増幅回路８
を含んでおり、モータ速度制御ＩＣｌ３から出力された
鋸歯状波信号が過負荷検出回路１４の鋸歯状波電圧比較
回路１２に印加されている。いま第４図（イ）に示すよ
うに、モータの回転数が落ち、周波数発生器１の出力の
周期が長くなってくると、（ハ）のパルス幅も長くなり
、そのため
る直流モータの制御装置に関するものである。 ［背景技術１ 通常この種のモータの過負荷を検出する手段としては、
モータの温度上昇をチェックする方法が一般的である。 しかし最近ではモータの制御用に半導体素子が使用され
ることが多く、温度が上昇する前に過電流が流れてスイ
ッチング素子が破壊するおそれがある。またモータの過
負荷を過電流によって検出する方法は、電流検出用抵抗
値のばらつき、モータの特性のばらっと、あるいは電池
の残容量の違いなどのために制御のかかる回転数が変動
し易いという問題がある。 ｃ １七°１的１本発明は上
記の問題点に鑑み為されたものであり、その目的とする
ところは、モータに過負荷がかかると直ちにモータへの
給電を遮断して、モータおよび半導体スイッチング素子
を保護することができるモータの制御装置を提供するに
ある。 ［発明の開示］ 本発明によるモータの制御装置は、回転軸に連結した周
波数発生器の出力を変換してパルスを発生スルパルス発
生回路と、上記パルスをタイミング信号として鋸歯状波
を発生する鋸歯状波発生回路と、上記鋸歯状波電圧を基
準電圧と比較する鋸歯状波電圧比較回路とを備え、上記
鋸歯状波電圧比較回路の出力でモータ給電回路に挿入さ
れたスイッチング素子を制御することによって、過負荷
時にモータへの給電を遮断するようにしたものであり、
モータの過負荷を直接回転数で検出することにより、温
度か上昇するまえに電流を遮断できるようにしたもので
ある。 第１図は本発明装置の一実施例を示したものであ６・同
図に”゛く・ １はゝ−タＭｆ１回転軸に連
１枯された周波数発生器で、永久磁石回転子とホ
ール素子あるいはフィルなどよりなる固定子とで構成さ
れている。周波数発生器１の出力は第３図の（イ）に示
すようにほぼ正弦波となっており、次段のレベルシフト
回路２てこの正弦波の振幅よりも若干大きなバイアス電
圧＼７ｄｃが重畳される。したかってレベルシフト回路
２の出力信号は同図（ロ）に示すよう（こ直流レベルが
振幅値よりもやや高（１脈流となる。この脈流電圧が次
段の脈流電圧比較回路３で基準電圧＼ｉｆ、と比較され
、比較回路３の出力が波形整形回路４で整形されて（ノ
リに示すようなパルスを得る。すなわちレベルシフ）回
路２、脈流型電圧比較回路３および波形整形回路４によ
りパルス発生回路５を構成しているのである。６は鋸歯
状波発生回路で、」二記パルス信号の立上りをタイミン
グとして充放電を行なう時定数回路で構成され、この鋸
歯状波のピーク値が上記タイミングパルスでサンプルホ
ールド回路７に保持される。サンプルホールド回路７の
出力は直流増幅回路８でレベルを調整されたのち、三角
波電圧比較回路１０で基準三角波発生回路９の出力と比
較され、この比較回路１（）の出力によって制御される
スイッチング１了１１によってモータＮ１の電）原をオ
ンオフすることにより、モータの速度制御を行なってい
る。すなわちモータの速度が低下するとタイミングパル
スの時間間隔が長くなるので、鋸歯状波のピーク値が高
くなってサンプルホールド回路７の保持電圧が高くなり
、その結果比較回路１０の出力信号のパルス幅が大とく
なってモータへの供給電流が増加するのである。上述の
鋸歯状波発生回路６の出力は、鋸歯状波電圧比較回路１
２および起動時作動遅延回路１３よりなる過負荷検出回
路１４にも入力され、鋸歯状波電圧のピーク値か基準電
圧と比較される。モータ回転数か一定値よりも低下する
と過負荷検出回路１３の出力によ１）−１＝、記スイッ
チング素子１１をオフにし、モータへの給電を遮断する
。 第２図は第１関の装置を具体回路を示したものである。 同図において、モータ速度制御ＩＣｌ５は第１図におけ
る脈流電圧比較回路３、波形整形回路４、鋸歯状波発生
回路６、サンプルホールド回路７および直流増幅回路８
を含んでおり、モータ速度制御ＩＣｌ３から出力された
鋸歯状波信号が過負荷検出回路１４の鋸歯状波電圧比較
回路１２に印加されている。いま第４図（イ）に示すよ
うに、モータの回転数が落ち、周波数発生器１の出力の
周期が長くなってくると、（ハ）のパルス幅も長くなり
、そのため
【二（ニ）に示すように鋸歯状波のピーク値
か大きくなる。このピーク値が抵抗Ｒｋ１およびＲｋ２
で決定される基準電圧Ｖｆ２を超えると、（ホ）に示す
ように鋸歯状波電圧比較回路１２から過負荷検出信号が
出力されて、トランジスタＱ３をオンすることによりス
イッチング素子１１をオフにしモータを停止させる。第
４図の１１時点で一旦モータが停止すると、図示のよう
に周波数発生器１の出力はゼロとなるが、前述のように
バイア又電圧＼’ｄｃの力が脈流電圧比較回路３の基準
電圧Ｖｆ、よりも若干高く設定されているので、パルス
発生回路５の出力がＬ１時点以後はＨレベルにｌ
クラ′プされ・したが・て鋸歯状波のピー
ク値は時定数回路Ｃｔ Ｒ’ｔによって電源電圧Ｖｃま
で上昇しクランプされ、それによってモータが再スター
トするのを防止している。またモータ起動初期において
は、起動待作動遅延回路１３の時定数回路ＣｓＲ５がト
ランジスタＱ４をオン状態に保つことにより、鋸歯状波
電圧が比較回路】２に入力されるのを阻止し、過負荷検
出回路１４の作動開始を遅らせている。なお１６は直流
増幅回路８のゲインを調整する回路で、これによってモ
ータＭの速度を調整するものである。１７は各回路へ電
源電圧Ｖｃを供給する定電圧回路であり、この定電圧回
路１７の電源はモータＭの電池電源Ｖｂを共用している
。電圧＼ｉｃが低下すると抵抗Ｒ１］、およびＲｂ２に
よる分圧電圧とトランジスタＱ５のベースエミッタ間電
圧との和がツェナーダイオードＤｚと発光ダイオードＬ
ＥＤの電圧の和よりも低くなり、ｔランジスタロ６をオ
フすると共に、発光ダイオードが消灯する。これによっ
てモータの停止゛した原因が過負荷によるものではなく
電池切れによるものであることを表示することができる
。 ｊ［発明の効果１ 上述のように本発明は、モータ回転数に比例した周波数
のパルスをタイミング信号として鋸歯Ａｋ波を発生し、
この鋸歯状波電圧を基準電圧と比較する電圧比較回路の
出力でモータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を
制御せしめたものであるから、モータのコイルに大電流
が流れても、トランジスタやＦ Ｅ Ｔなとの半導体ス
イッチング素子の温度か上昇する前にモータへの給電を
遮断することがでト、従来の温度検出素子を用いる方法
や電流によって検出する方法などに比しとわめて応答が
速く、したがって半導体素子の熱による破壊を未然に防
止でトる信頼性の高い過負荷検出手段を提供し得るとい
う利点がある。
か大きくなる。このピーク値が抵抗Ｒｋ１およびＲｋ２
で決定される基準電圧Ｖｆ２を超えると、（ホ）に示す
ように鋸歯状波電圧比較回路１２から過負荷検出信号が
出力されて、トランジスタＱ３をオンすることによりス
イッチング素子１１をオフにしモータを停止させる。第
４図の１１時点で一旦モータが停止すると、図示のよう
に周波数発生器１の出力はゼロとなるが、前述のように
バイア又電圧＼’ｄｃの力が脈流電圧比較回路３の基準
電圧Ｖｆ、よりも若干高く設定されているので、パルス
発生回路５の出力がＬ１時点以後はＨレベルにｌ
クラ′プされ・したが・て鋸歯状波のピー
ク値は時定数回路Ｃｔ Ｒ’ｔによって電源電圧Ｖｃま
で上昇しクランプされ、それによってモータが再スター
トするのを防止している。またモータ起動初期において
は、起動待作動遅延回路１３の時定数回路ＣｓＲ５がト
ランジスタＱ４をオン状態に保つことにより、鋸歯状波
電圧が比較回路】２に入力されるのを阻止し、過負荷検
出回路１４の作動開始を遅らせている。なお１６は直流
増幅回路８のゲインを調整する回路で、これによってモ
ータＭの速度を調整するものである。１７は各回路へ電
源電圧Ｖｃを供給する定電圧回路であり、この定電圧回
路１７の電源はモータＭの電池電源Ｖｂを共用している
。電圧＼ｉｃが低下すると抵抗Ｒ１］、およびＲｂ２に
よる分圧電圧とトランジスタＱ５のベースエミッタ間電
圧との和がツェナーダイオードＤｚと発光ダイオードＬ
ＥＤの電圧の和よりも低くなり、ｔランジスタロ６をオ
フすると共に、発光ダイオードが消灯する。これによっ
てモータの停止゛した原因が過負荷によるものではなく
電池切れによるものであることを表示することができる
。 ｊ［発明の効果１ 上述のように本発明は、モータ回転数に比例した周波数
のパルスをタイミング信号として鋸歯Ａｋ波を発生し、
この鋸歯状波電圧を基準電圧と比較する電圧比較回路の
出力でモータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を
制御せしめたものであるから、モータのコイルに大電流
が流れても、トランジスタやＦ Ｅ Ｔなとの半導体ス
イッチング素子の温度か上昇する前にモータへの給電を
遮断することがでト、従来の温度検出素子を用いる方法
や電流によって検出する方法などに比しとわめて応答が
速く、したがって半導体素子の熱による破壊を未然に防
止でトる信頼性の高い過負荷検出手段を提供し得るとい
う利点がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第２
図は同士、の具体回路図、第３図は同上の８部波形図、
第・を図は同上の過負荷時の動作を示す各部波形図であ
る。 １は周波数発生器、２はレベルシフト回路、３は脈流電
圧比較回路、４は波形整形回路、５はパルス発生回路、
６は鋸歯状波発生回路、７はサンプルホールド回路、８
は直流増幅回路、９は基準三角波発生回路、１０は三角
波電圧比較回路、１１はスイッチング素子、１２は鋸歯
状波電圧比較回路、１３は起動待作動遅延回路、１４は
過負荷検出回路、１５はモータ速度制御ＩＣ１１６はゲ
イン調整回路、１７は定電圧回路＼７ ｆ１〜′「２は
基準電圧、Ｖｃｌｃはバイアス電圧、ｖｂは電池電源電
圧、■ｃは定電圧電源電圧、Ｍはモータ、Ｄ７．は定電
圧要素あるいはツェナーダイオード、ＬＥＤは発光ダイ
オード。 代理人 弁理士 石 １）任 七 手続補正書（自発） 昭和５・９年 ８月２０日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１２２３５４号 ２、発 明の名称 七−夕制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人性 所 大
阪府門真市大字門真１０４８番地名 称 （５８３）松
下電工株式会社 代表者小 林 郁 ４、代理人 電話大阪（０６） ３４５−７７７７ （代表）５、補
正命令の日付 別紙の通り 訂 正 明 細 書 出願′番号 特願昭５９−１２２３５４号１、発明の名
称 モータ制御装置 ２、特許請求の範囲 （１）回転軸に連結した周波数発生器の出力を変換して
パルス波形にする波形整形回路と、上記パルスなタイミ
ング信号として鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生回路と
、上記鋸歯状波電圧を基準電圧と比較する鋸歯状波電圧
比較回路を備え、上記３鋸歯状波電圧比較回路の出方で
モータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を制御す
ることにより、過負荷時にモータへの給電を遮断せしめ
たことを特徴とするモータ制御装置。 （２）上記周波数発生器の出力にバイアス電圧を重畳し
て脈流とするレベルシフト回路と、この脈流電圧を上記
バイアス電圧よりも若干低い基準電圧１比較す６脈流電
圧比較回路と・′：″脈流電圧 ）比較
回路の出力を増幅するヒステレシス増幅回路とで上記波
形整形回路を構成することにより、モータ停止後に鋸歯
状波電圧を高レベルに保持せしめたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のモータ制御装置。 （３）モータ起動時に上記鋸歯状波電圧比較回路の出力
端に信号が１１」１力さ札ることを阻止する作動遅延手
段を愉えたことを特徴とする特許請求の範囲＠１項記載
のモータ制御装置。 （４）上記鋸歯状波電圧のピーク値を上記タイミングパ
ルスでサンプリング保持するサンプルホールド回路と、
この保持レベルを基準三角波発生回路の出力と比較する
三角波電圧比較回路を備え、この三角波電圧比較回路の
出力で上記スイッチング素子を制御することによ１）、
モータの速度を制御せしめたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のモータ制御装置。 （５）上記各回路（こ電源電圧を供給する定電圧回路の
電源をモータの電池電源と共用し、この定電圧回路の定
電圧要素の一部として電池切れ表示用発光ダイオードを
使用したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
モータ制御装置。 ３、発明の詳細な説明 ［技術分野］ 本発明は、電動工具のような小形型電機器に使用する直
流モータの制御装置に関するものである。 ［背景技術］ 通常この種のモータの過負荷を検出する手段としては、
モータの温度上昇をチェックする方法が一般的である。 しかし最近ではモータの制御用に半導体素子が使用され
ることが多く、温度が上昇 ゛する前に過電流が流
れてスイッチング素子が破壊するおそれがある。またモ
ータの過負荷を過電流によって検出する方法は、電流検
出用抵抗値のばらつき、モータの特性のばらつき、ある
いは電池の残容量の違いなどのために制御のかがる回転
数が変動し易いという問題がある。 ［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは、モータに過負荷がかかると直ちに
モータへの給電を遮断して、モータおよび半導体スイッ
チング素子を保護することができるモータの制御装置を
提供するにある。 ［発明の開示１ 本発明によるモータの制御装置は、回転軸に連結した周
波数発生器の出力を変換してパルス波形にする波形整形
回路と、上記パルスをタイミング信号として鋸歯状波を
発生する鋸歯状波発生回路と、上記鋸歯状波電圧を基準
電圧と比較する鋸歯状波電圧比較回路とを備え、上記鋸
歯状波電圧比較回路の出力でモータ給電回路に挿入され
たスイッチング素子を制御することによって、過負荷時
にモータへの給電を遮断するようにしたものであり、モ
ータの過負荷を直接回転数で検出することにより、温度
が上昇するまえに電流を遮断できるようにしたものであ
る。 第１図は本発明装置の一実施例を示したものである。同
図において、１はモータＭの回転軸に連−枯された周波
数発生器で、永久磁石回転子とホーー″素子ある゛（土
°イ″なと゛よ°）なる固定子とで構成されている。周
波数発生器１の出力は第３図の（イ）に示すようにほぼ
正弦波となっており、次段のレベルシフト回路２でこの
正弦波の振幅よりも若干火熱なバイアス電圧Ｖｄｃが重
畳される。したかってレベルシフト回路２の出力信号は
同図（ロ）に示すように直流レベルが振幅値よりもやや
高い脈流となる。この脈流電圧が次段の脈流電圧比較回
路３で基準電圧■ｆ１と比較され、比較回路３の出力が
ヒステレシス増幅回路４で整形されて（ハ）に示すよう
なパルスを得る。すなわちレベルシフＦ回路２、脈流電
圧比較回路３およびヒステレシス増幅回路４により波形
整形回路５を構成しているのである。６は鋸歯状波発生
回路で、上記パル入信号の立上りをタイミングとして充
放電を行なう時定数回路で構成され、この鋸歯状波のピ
ーク値が上記タイミングパルスでサンプルホールド回路
７に保持される。サンプルホールド回路７の出力は直流
増幅回路８でレベルを調整されたのち、三角波電圧比較
回路１０で基準三角波発生回路９の出力と比較され、こ
の比較回路１０の出力によっ １で制御
されるスイッチング素子１１によってモータＭの電源を
オンオフすることにより、モータの速度制御を行なって
いる。すなわちモータの速度が低下するとタイミングパ
ルスの時間間隔が長くなるので、鋸歯状波のピーク値が
高くなってサンプルホールド回路７の保持電圧が高くな
り、その結果比較回路１（）の出力信号のパルス幅が大
きくなってモータへの供給電流が増加するのである。 上述の鋸歯状波発生回路６の出力は、鋸歯状波電圧比較
回路１２および起動時作動遅延回路１３よりなる過負荷
検出回路１４にも入力され、鋸歯状波電圧のピーク値が
基準電圧と比較される。モータ回転数か一定値よりも低
下すると過負荷検出回路１３の出力により一ヒ記スイッ
チング素子１１をオフにし、モータへの給電を遮断する
。 第２図は第１図の装置を具体回路を示したものである。 同図において、モータ速度制御ＩＣｌ５は第１Ｍにおけ
る脈流電圧比較回路３、ヒステレシス増幅回路・ｔ、鋸
歯状波発生回路６、サンプルホールド回路７お゛よび直
流増幅回路８を含んでおり、モータ速度制御ＩＣＩ ５
から出力された鋸歯状波信号が過負荷検出回路１４の鋸
歯状波電圧比較回路１２に印加されている。いよ第４図
（イ）に示すように、モータの回転数が落ち、周波数発
生器１の出力の周期が長くなってくると、（ハ）のパル
ス幅も長くなり、そのために（ニ）に示すように鋸歯状
波のピーク値が大きくなる。このピーク値が抵抗Ｒｋ、
およびＲｋ、で決定される基準電圧Ｖｆ２を超えると、
（ホ）に示すように鋸歯状波電圧比較回路１２がら過負
荷検出信号が出力されて、トランノスタＱ３をオンする
ことによりスイッチング素子１１をオフにしモータを停
止させる。第４図のし１時点で−Ｈモータが停止すると
、図示のように周波数発生器１の出力はゼロとなるが、
前述のようにバイアス電圧Ｖｄｃの方が脈流電圧比較回
路３の基準電圧Ｖｆ、よりも若干高く設定されているの
で、パルス発生回路５の出力がし１時点以後はＩ−ルベ
ルにホールドされ、したがって鋸歯状波のピーク値は時
定数回路ＣｔＲＬによって電源電圧＼“Ｃまで上昇しホ
ールドされ、それによってモータが再スターＹするのを
防止している。またモータ起動初期においては、起動時
作動遅延回路１３の時定数回路ＣｓＲ５かトランジスタ
Ｑ４をオン状態に保つこと１こより、鋸歯状波電圧が比
較回路１２に入力されるのを阻市し、過負荷検出回路１
４の作動開始を遅らせている。なお１６は直流増幅回路
８のゲインを調整する回路で、これによってモータへ１
の速度を調整するものである。１７は各回路へ電源電圧
Ｖｃを供給する定電圧回路であり、この定電圧回路１７
の電源はモータＮ４の電池電源■１〕を共用している。 電圧ＶＣが低下すると抵抗Ｒｈ。 お上、びＲ１〕２による分圧電圧とトランジスタＱ５の
べ一人エミッタ間電圧との和がツェナーダイオードＤｚ
と発光ダイオードＬＥＤの電圧の和よりも１氏くなり、
トランジスタＱ６をオフすると共に、発光ダイオ−Ｐ′
が消灯する。これによってモータの停止した原因か過負
荷によるものではなく電池切れによるものであることを
表示することができる。 ［発明の効菓１ ？ 上述のように本発明は、モー
タ回転数に比例し々周波数のパル入をタイミング信号と
して鋸歯状波を発生し、この鋸歯状波電圧を基準電圧と
比較する電圧比較回路の出力でモータ給電回路に挿入さ
れたスイッチング素子を制御せしめたもので゛あるから
、モータのフィルに大電流が流れても、トランジスタや
ＦＥＴなとの半導体スイッチング素子の温度が上昇する
前にモータへの給電を遮断することがでト、従来の温度
検出素子を用いる方法や電流によって検出する方法など
に比しきわめて応答か速く、したかって半導体素子の熱
による破壊を未然に防止できる信頼性の高い過負荷検出
手段を提供し得るという利点がある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示すフロック回路図、第２
図は同上の具体回路図、第３図は同一ヒの各部波形図、
第４図は同上の過負荷時の動作を示す各部波形図である
。 １は周波数発生器、２はレベルシフト回路、３は脈流電
圧比較回路、４はヒステレシス増幅回路、
。 ５は波形整形回路、６は鋸歯状波発生回路、７はサンプ
ルホールド回路、８は直流増幅回路、（Ｊは基党三角波
発生回路、１０は三角波電圧比較回路、１１はスイッチ
ング素子、１２は鋸歯状波電圧比較回路、１３は起動待
作動遅延回路、１４は過負荷検出回路、］ｊ５はモータ
速度制御ＩＣ１１Ｇはゲイン調整回路、１７は定電圧回
路ｖ（、Ｖｌ２は基準電圧、＼’ｄｃはバイアス電圧、
Ｖｌ）は電池電源電圧、＼ｉ（二は定電ｊ「電源電圧、
Ｍはモータ、Ｄｚは定電）主要素あるいはツェナーダイ
オード、ＬＥＤは発光ダイオード。 代理ノ＼ 弁理士 石 １）長 上 面、添付図面の第１図および第４図を別紙の通り訂正し
ます。
図は同士、の具体回路図、第３図は同上の８部波形図、
第・を図は同上の過負荷時の動作を示す各部波形図であ
る。 １は周波数発生器、２はレベルシフト回路、３は脈流電
圧比較回路、４は波形整形回路、５はパルス発生回路、
６は鋸歯状波発生回路、７はサンプルホールド回路、８
は直流増幅回路、９は基準三角波発生回路、１０は三角
波電圧比較回路、１１はスイッチング素子、１２は鋸歯
状波電圧比較回路、１３は起動待作動遅延回路、１４は
過負荷検出回路、１５はモータ速度制御ＩＣ１１６はゲ
イン調整回路、１７は定電圧回路＼７ ｆ１〜′「２は
基準電圧、Ｖｃｌｃはバイアス電圧、ｖｂは電池電源電
圧、■ｃは定電圧電源電圧、Ｍはモータ、Ｄ７．は定電
圧要素あるいはツェナーダイオード、ＬＥＤは発光ダイ
オード。 代理人 弁理士 石 １）任 七 手続補正書（自発） 昭和５・９年 ８月２０日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１２２３５４号 ２、発 明の名称 七−夕制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人性 所 大
阪府門真市大字門真１０４８番地名 称 （５８３）松
下電工株式会社 代表者小 林 郁 ４、代理人 電話大阪（０６） ３４５−７７７７ （代表）５、補
正命令の日付 別紙の通り 訂 正 明 細 書 出願′番号 特願昭５９−１２２３５４号１、発明の名
称 モータ制御装置 ２、特許請求の範囲 （１）回転軸に連結した周波数発生器の出力を変換して
パルス波形にする波形整形回路と、上記パルスなタイミ
ング信号として鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生回路と
、上記鋸歯状波電圧を基準電圧と比較する鋸歯状波電圧
比較回路を備え、上記３鋸歯状波電圧比較回路の出方で
モータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を制御す
ることにより、過負荷時にモータへの給電を遮断せしめ
たことを特徴とするモータ制御装置。 （２）上記周波数発生器の出力にバイアス電圧を重畳し
て脈流とするレベルシフト回路と、この脈流電圧を上記
バイアス電圧よりも若干低い基準電圧１比較す６脈流電
圧比較回路と・′：″脈流電圧 ）比較
回路の出力を増幅するヒステレシス増幅回路とで上記波
形整形回路を構成することにより、モータ停止後に鋸歯
状波電圧を高レベルに保持せしめたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のモータ制御装置。 （３）モータ起動時に上記鋸歯状波電圧比較回路の出力
端に信号が１１」１力さ札ることを阻止する作動遅延手
段を愉えたことを特徴とする特許請求の範囲＠１項記載
のモータ制御装置。 （４）上記鋸歯状波電圧のピーク値を上記タイミングパ
ルスでサンプリング保持するサンプルホールド回路と、
この保持レベルを基準三角波発生回路の出力と比較する
三角波電圧比較回路を備え、この三角波電圧比較回路の
出力で上記スイッチング素子を制御することによ１）、
モータの速度を制御せしめたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のモータ制御装置。 （５）上記各回路（こ電源電圧を供給する定電圧回路の
電源をモータの電池電源と共用し、この定電圧回路の定
電圧要素の一部として電池切れ表示用発光ダイオードを
使用したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
モータ制御装置。 ３、発明の詳細な説明 ［技術分野］ 本発明は、電動工具のような小形型電機器に使用する直
流モータの制御装置に関するものである。 ［背景技術］ 通常この種のモータの過負荷を検出する手段としては、
モータの温度上昇をチェックする方法が一般的である。 しかし最近ではモータの制御用に半導体素子が使用され
ることが多く、温度が上昇 ゛する前に過電流が流
れてスイッチング素子が破壊するおそれがある。またモ
ータの過負荷を過電流によって検出する方法は、電流検
出用抵抗値のばらつき、モータの特性のばらつき、ある
いは電池の残容量の違いなどのために制御のかがる回転
数が変動し易いという問題がある。 ［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは、モータに過負荷がかかると直ちに
モータへの給電を遮断して、モータおよび半導体スイッ
チング素子を保護することができるモータの制御装置を
提供するにある。 ［発明の開示１ 本発明によるモータの制御装置は、回転軸に連結した周
波数発生器の出力を変換してパルス波形にする波形整形
回路と、上記パルスをタイミング信号として鋸歯状波を
発生する鋸歯状波発生回路と、上記鋸歯状波電圧を基準
電圧と比較する鋸歯状波電圧比較回路とを備え、上記鋸
歯状波電圧比較回路の出力でモータ給電回路に挿入され
たスイッチング素子を制御することによって、過負荷時
にモータへの給電を遮断するようにしたものであり、モ
ータの過負荷を直接回転数で検出することにより、温度
が上昇するまえに電流を遮断できるようにしたものであ
る。 第１図は本発明装置の一実施例を示したものである。同
図において、１はモータＭの回転軸に連−枯された周波
数発生器で、永久磁石回転子とホーー″素子ある゛（土
°イ″なと゛よ°）なる固定子とで構成されている。周
波数発生器１の出力は第３図の（イ）に示すようにほぼ
正弦波となっており、次段のレベルシフト回路２でこの
正弦波の振幅よりも若干火熱なバイアス電圧Ｖｄｃが重
畳される。したかってレベルシフト回路２の出力信号は
同図（ロ）に示すように直流レベルが振幅値よりもやや
高い脈流となる。この脈流電圧が次段の脈流電圧比較回
路３で基準電圧■ｆ１と比較され、比較回路３の出力が
ヒステレシス増幅回路４で整形されて（ハ）に示すよう
なパルスを得る。すなわちレベルシフＦ回路２、脈流電
圧比較回路３およびヒステレシス増幅回路４により波形
整形回路５を構成しているのである。６は鋸歯状波発生
回路で、上記パル入信号の立上りをタイミングとして充
放電を行なう時定数回路で構成され、この鋸歯状波のピ
ーク値が上記タイミングパルスでサンプルホールド回路
７に保持される。サンプルホールド回路７の出力は直流
増幅回路８でレベルを調整されたのち、三角波電圧比較
回路１０で基準三角波発生回路９の出力と比較され、こ
の比較回路１０の出力によっ １で制御
されるスイッチング素子１１によってモータＭの電源を
オンオフすることにより、モータの速度制御を行なって
いる。すなわちモータの速度が低下するとタイミングパ
ルスの時間間隔が長くなるので、鋸歯状波のピーク値が
高くなってサンプルホールド回路７の保持電圧が高くな
り、その結果比較回路１（）の出力信号のパルス幅が大
きくなってモータへの供給電流が増加するのである。 上述の鋸歯状波発生回路６の出力は、鋸歯状波電圧比較
回路１２および起動時作動遅延回路１３よりなる過負荷
検出回路１４にも入力され、鋸歯状波電圧のピーク値が
基準電圧と比較される。モータ回転数か一定値よりも低
下すると過負荷検出回路１３の出力により一ヒ記スイッ
チング素子１１をオフにし、モータへの給電を遮断する
。 第２図は第１図の装置を具体回路を示したものである。 同図において、モータ速度制御ＩＣｌ５は第１Ｍにおけ
る脈流電圧比較回路３、ヒステレシス増幅回路・ｔ、鋸
歯状波発生回路６、サンプルホールド回路７お゛よび直
流増幅回路８を含んでおり、モータ速度制御ＩＣＩ ５
から出力された鋸歯状波信号が過負荷検出回路１４の鋸
歯状波電圧比較回路１２に印加されている。いよ第４図
（イ）に示すように、モータの回転数が落ち、周波数発
生器１の出力の周期が長くなってくると、（ハ）のパル
ス幅も長くなり、そのために（ニ）に示すように鋸歯状
波のピーク値が大きくなる。このピーク値が抵抗Ｒｋ、
およびＲｋ、で決定される基準電圧Ｖｆ２を超えると、
（ホ）に示すように鋸歯状波電圧比較回路１２がら過負
荷検出信号が出力されて、トランノスタＱ３をオンする
ことによりスイッチング素子１１をオフにしモータを停
止させる。第４図のし１時点で−Ｈモータが停止すると
、図示のように周波数発生器１の出力はゼロとなるが、
前述のようにバイアス電圧Ｖｄｃの方が脈流電圧比較回
路３の基準電圧Ｖｆ、よりも若干高く設定されているの
で、パルス発生回路５の出力がし１時点以後はＩ−ルベ
ルにホールドされ、したがって鋸歯状波のピーク値は時
定数回路ＣｔＲＬによって電源電圧＼“Ｃまで上昇しホ
ールドされ、それによってモータが再スターＹするのを
防止している。またモータ起動初期においては、起動時
作動遅延回路１３の時定数回路ＣｓＲ５かトランジスタ
Ｑ４をオン状態に保つこと１こより、鋸歯状波電圧が比
較回路１２に入力されるのを阻市し、過負荷検出回路１
４の作動開始を遅らせている。なお１６は直流増幅回路
８のゲインを調整する回路で、これによってモータへ１
の速度を調整するものである。１７は各回路へ電源電圧
Ｖｃを供給する定電圧回路であり、この定電圧回路１７
の電源はモータＮ４の電池電源■１〕を共用している。 電圧ＶＣが低下すると抵抗Ｒｈ。 お上、びＲ１〕２による分圧電圧とトランジスタＱ５の
べ一人エミッタ間電圧との和がツェナーダイオードＤｚ
と発光ダイオードＬＥＤの電圧の和よりも１氏くなり、
トランジスタＱ６をオフすると共に、発光ダイオ−Ｐ′
が消灯する。これによってモータの停止した原因か過負
荷によるものではなく電池切れによるものであることを
表示することができる。 ［発明の効菓１ ？ 上述のように本発明は、モー
タ回転数に比例し々周波数のパル入をタイミング信号と
して鋸歯状波を発生し、この鋸歯状波電圧を基準電圧と
比較する電圧比較回路の出力でモータ給電回路に挿入さ
れたスイッチング素子を制御せしめたもので゛あるから
、モータのフィルに大電流が流れても、トランジスタや
ＦＥＴなとの半導体スイッチング素子の温度が上昇する
前にモータへの給電を遮断することがでト、従来の温度
検出素子を用いる方法や電流によって検出する方法など
に比しきわめて応答か速く、したかって半導体素子の熱
による破壊を未然に防止できる信頼性の高い過負荷検出
手段を提供し得るという利点がある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示すフロック回路図、第２
図は同上の具体回路図、第３図は同一ヒの各部波形図、
第４図は同上の過負荷時の動作を示す各部波形図である
。 １は周波数発生器、２はレベルシフト回路、３は脈流電
圧比較回路、４はヒステレシス増幅回路、
。 ５は波形整形回路、６は鋸歯状波発生回路、７はサンプ
ルホールド回路、８は直流増幅回路、（Ｊは基党三角波
発生回路、１０は三角波電圧比較回路、１１はスイッチ
ング素子、１２は鋸歯状波電圧比較回路、１３は起動待
作動遅延回路、１４は過負荷検出回路、］ｊ５はモータ
速度制御ＩＣ１１Ｇはゲイン調整回路、１７は定電圧回
路ｖ（、Ｖｌ２は基準電圧、＼’ｄｃはバイアス電圧、
Ｖｌ）は電池電源電圧、＼ｉ（二は定電ｊ「電源電圧、
Ｍはモータ、Ｄｚは定電）主要素あるいはツェナーダイ
オード、ＬＥＤは発光ダイオード。 代理ノ＼ 弁理士 石 １）長 上 面、添付図面の第１図および第４図を別紙の通り訂正し
ます。
Claims (5)
- （１）回転軸に連結した周波数発生器の出力を変換して
パルスを発生するパルス発生回路と、上記パルスをタイ
ミング信号として鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生回路
と、上記鋸歯状波電圧を基準電圧と比較する鋸歯状波電
圧比較回路を備え、上記鋸歯状波電圧比較回路の出力で
モータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を制御す
ることにより、過負荷時にモータへの給電を遮断せしめ
たことを特徴とするモータ制御装置。 - （２）上記周波数発生器の出力にバイアス電圧を重畳し
て脈流とするレベルシフト回路と、この脈流電圧を上記
バイアス電圧よりも若干低い基準電圧と比較する脈流電
圧比較回路と、この脈流電圧比較回路の出力を整形する
波形整形回路とで上記パルス発生回路を構成することに
より、モータ停止後に鋸歯状波電圧を高レベルに保持せ
しめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモ
ータ制御装置。 - （３）モータ起動時に上記鋸歯状波電圧比較回路の出力
端に信号が出力されることを阻止する作動遅延手段を備
えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモー
タ制御装置。 - （４）上記鋸歯状波電圧のピーク値を上記タイミングパ
ルスでサンプリング保持するサンプルホールド回路と、
この保持レベルを基準三角波発生回路の出力と比較する
三角波電圧比較回路を備え、この三角波電圧比較回路の
出力で上記スイッチング素子を制御することにより、モ
ータの速度を制御せしめたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のモータ制御装置。 - （５）上記各回路に電源電圧を供給する定電圧回路の電
源をモータの電池電源と共用し、この定電圧回路の定電
圧要素の一部として電池切れ表示用発光ダイオードを使
用したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモ
ータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122354A JPH0669304B2 (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122354A JPH0669304B2 (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614481A true JPS614481A (ja) | 1986-01-10 |
| JPH0669304B2 JPH0669304B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=14833837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59122354A Expired - Lifetime JPH0669304B2 (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669304B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03117391A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-20 | Matsushita Electric Works Ltd | モータ速度制御回路 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49121916A (ja) * | 1973-03-30 | 1974-11-21 | ||
| JPS54957U (ja) * | 1977-06-04 | 1979-01-06 | ||
| JPS5631393A (en) * | 1979-08-22 | 1981-03-30 | Hitachi Ltd | Controlling device for motor |
| JPS5748086A (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-19 | Oriental Motor Co Ltd | Electric switch controller |
-
1984
- 1984-06-14 JP JP59122354A patent/JPH0669304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49121916A (ja) * | 1973-03-30 | 1974-11-21 | ||
| JPS54957U (ja) * | 1977-06-04 | 1979-01-06 | ||
| JPS5631393A (en) * | 1979-08-22 | 1981-03-30 | Hitachi Ltd | Controlling device for motor |
| JPS5748086A (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-19 | Oriental Motor Co Ltd | Electric switch controller |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03117391A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-20 | Matsushita Electric Works Ltd | モータ速度制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0669304B2 (ja) | 1994-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |