JPS6160563B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電流直接駆動型のソレノイドの励
磁を最も効果的なタイミングで行えるようにする
ためのソレノイド制御回路に関する。

一般に、電動打撃工具においては打撃用ソレノ
イドの可動鉄心に一体のロツド状又はブレード状
ドライバを打撃用ソレノイドの励磁又は消磁によ
り往復動させ、一定ピツチを以つて並列連結され
た釘又はステープルを被打込材に連続的に打込む
ようにしている。

打撃用ソレノイドを励磁させる方法にはコンデ
ンサ駆動と交流電流直接駆動の二種類が提案され
ている。交流電流直接駆動型の電動打撃工具は、
コンデンサ駆動型のものに比較して極めて軽量、
かつ、小型のものとすることができること、即ち
操作性能が優れていること、駆動用コンデンサの
充電及び放電の二制御に対して半波通電の制御の
みでよいこと、及び駆動用コンデンサの時定数に
制約されないから速射性が優れていること等の特
徴を有しているため、最近広く使用されるように
なつて来たが、手動トリガスイツチの１回操作中
に１回の打撃用ソレノイドの励磁を最も効果的な
タイミングで生起させるための制御回路を構成す
ることに困難が存在する欠点があつた。

本発明の目的は可動鉄心の初速が最も大きい条
件でソレノイドの励磁を行うためのソレノイド制
御回路を提供することである。この目的を達成す
るための本発明は、交流電源の両端子に接続され
双方向三端子サイリスタを直列に介して交流電流
が供給されるソレノイドと、上記交流電流におい
て一定の位相遅れを以つて立下る整流出力を有す
る一の単方向三端子サイリスタと、上記整流出力
の立下りに対して一定の位相差Ｌを以つて立下る
整流出力を発生するとともに上記位相差Ｌに相当
するパルス幅Ｌを有するトリガパルスを一の単方
向三端子サイリスタの整流出力に同期して発生す
るトリガパルス発生回路と、共通端子、常開端子
及び常閉端子を有する手動トリガスイツチの共通
端子に二回励磁防止コンデンサの一方端子が接続
されこの二回励磁防止コンデンサの他方端子は放
電防止ダイオードのアノード端子に接続されこの
放電防止ダイオードのカソード端子は一方電源供
給端子に接続され手動トリガスイツチの常閉端子
と放電防止ダイオードのアノード端子とが接続さ
れたトリガ回路と、上記トリガパルス発生回路の
トリガパルスによりターン・オンが制御され、そ
れにより双方向三端子サイリスタのターン・オン
を制御する他の単方向三端子サイリスタとから成
り、他の単方向三端子サイリスタのカソード端子
は手動トリガスイツチの常開端子に接続されてお
り、手動トリガスイツチの共通端子と常開端子と
が続された場合において、上記トリガパルスのパ
ルス幅Ｌ内で他の単方向三端子サイリスタをター
ン・オンさせ二回励磁防止コンデンサを充電する
と同時に双方向三端子サイリスタをターン・オン
させ、それにより上記ソレノイドを励磁するよう
にしたことを要旨とする。

以下、本発明の好適な実施例を第１図ないし第
６図に基づいて詳細に説明する。第１図は本発明
の第一実施例に係るソレノイド制御回路１を示
し、第２図は各サイリスタ及び二回励磁防止コン
デンサの出力電圧波形を示している。第１図にお
いて、打撃用ソレノイド２と双方向三端子サイリ
スタ３とが直列接続され、双方向三端子サイリス
タ３と接続されていない打撃用ソレノイド２の一
端２ａは100V交流電源の一方電源供給端子４に
接続され、打撃用ソレノイド２と接続されていな
い双方向三端子サイリスタ３の第一端子３ａは
100V交流電源の他方電源供給端子５に接続され
ている。

一方電源供給端子４には第一の単方向三端子サ
イリスタ６のカソード端子６ｃ、第二の単方向三
端子サイリスタ７のカソード側７ｃ、第一の分圧
抵抗器８の一端８ａ、第二の分圧抵抗器９の一端
９ａ、ダイオード１０のカソード側１０ｃ、及び
トリガ回路１１に含まれる放電防止ダイオード１
２のカソード端子１２ｃが接続されている。

他方電源供給端子５には第三の分圧抵抗器１３
の他端１３ｂ、電流制限用抵抗器１４の他端１４
ｂ、第四の分圧抵抗器１５の他端１５ｂ、及び電
流制限用抵抗器１６の他端１６ｂが接続されてい
る。

第一の分圧抵抗器８の他端８ｂと第三の分圧抵
抗器１３の一端１３ａとが接続されており、その
接続点に第一の単方向三端子サイリスタ６のゲー
ト端子６ｇが接続されている。第一の分圧抵抗器
８において他端８ｂから一端８ａに向う電流が流
れる際の、他端８ｂ及び一端８ａ間の電圧により
第一の単方向三端子サイリスタ６がターン・オン
及びターン・オフされる。

第一の単方向三端子サイリスタ６のアノード端
子６ａは電流制限用抵抗器１４の一端１４ａに接
続されるとともにスイツチングトランジスタ１７
のベース端子１７ｂに接続されている。第二の分
圧抵抗器９の他端９ｂと第四の分圧抵抗器１５の
一端１５ａとが接続されており、その接続点に第
二の単方向三端子サイリスタ７のゲート端子７ｇ
が接続されている。

第三の分圧抵抗器１３と第四の分圧抵抗器１５
とが同り値に設定され、第二の分圧抵抗器９の値
は第一の分圧抵抗器８の値よりも小さくなるよう
に設定され、第二の単方向三端子サイリスタ７の
ゲート側７ｇに印加される電圧は第一単方向三端
子サイリスタ６のゲート端子６ｇに印加される電
圧よりも低い。従つて、第二の単方向三端子サイ
リスタ７は第一の単方向三端子サイリスタ６から
位相遅れＬを以つてターン・オンする。

第二の単方向三端子サイリスタ７のアノード端
子７ａは電流制限用抵抗器１６の一端１６ａに接
続されるとともにスイツチングトランジスタ１７
のコレクタ端子１７ｃに接続されている。第二の
単方向三端子サイリスタ７及びスイツチングトラ
ンジスタ１７を主要な構成要素としてトリガパル
ス発生回路が構成される。

第二の分圧抵抗器９において他端９ｂから一端
９ａに向う電流が流れる際の、他端９ｂ及び一端
９ａ間の電圧により第二の単方向三端子サイリス
タ７がターン・オン及びターン・オフされる。

スイツチングトランジスタ１７のエミツタ端子
１７ｅにはダイオード１０のアノード端子１０ａ
が接続されている。

第三の単方向三端子サイリスタ１８のカソード
端子１８ｃは手動トリガスイツチ１９の常開端子
２０に接続され、第三の単方向三端子サイリスタ
１８のアノード端子１８ａは双方向三端子サイリ
スタ３のゲート端子３ｇに接続されている。第三
の単方向三端子サイリスタ１８のカソード端子１
８ｃとゲート端子１８ｇとは抵抗器２０ａを介し
て接続されている。この抵抗器２０ａとスイツチ
ングトランジスタ１７のコレクタ端子１７ｃ間に
抵抗器２５が接続されている。

双方向三端子サイリスタ３は、第三の単方向三
端子サイリスタ１８においてそのアノード端子１
８ａからカソード端子１８ｃに向う一定電圧の電
流が実際に流れるときにターン・オンされる。

トリガ回路１１は、手動トリガスイツチ１９、
二回励磁防止コンデンサ２１、抵抗器２２及び放
電防止ダイオード１２から構成され、手動トリガ
スイツチ１９の共通端子２３は二回励磁防止コン
デンサ２１の一方端子２１ａに接続され、手動ト
リガスイツチ１９の常閉端子２４は放電防止ダイ
オード１２のアノード端子１２ａに接続されてい
る。放電防止ダイオード１２のアノード端子１２
ａと二回励磁防止コンデンサ２１の他方端子２１
ｂとの間に抵抗器２２が接続されている。

以下、ソレノイド制御回路１の動作について詳
しく説明する。電源供給端子４及び５間に100V
の交流電流が加えられているときには、第一の単
方向三端子サイリスタ６のゲート側６ｇに100V
の交流電流の１サイクル毎に第一の単方向三端子
サイリスタ６のターン・オン電圧を超える電圧を
有する電流が供給されており、それにより第一の
単方向三端子サイリスタ６は100Vの交流電流の
サイクルに同期してターン・オン及びターン・オ
フを繰り返している（第２図Ａ参照）。

第二の単方向三端子サイリスタ７も第一の単方
向三端子サイリスタ６の場合と同様に100Vの交
流電流のサイクルに同期してターン・オン及びオ
ーンオフを繰り返している（第２図Ｂ参照）。

第二の単方向三端子サイリスタ７のターン・オ
ン及びターン・オフは第一の単方向三端子サイリ
スタ６のターン・オン及びターン・オフよりも時
間的に若干遅れる。このターン・オンにおける位
相遅れＬ（第２図Ｃ参照）の間スイツチングトラ
ンジスタ１７はオフ状態となり、第三の単方向三
端子サイリスタ１８のゲート端子１８ｇにター
ン・オン電圧を超える電圧を有し位相遅れＬに相
当するパルス幅Ｌを有するトリガパルスが供給さ
れ、第三の単方向三端子サイリスタ８のターン・
オンに必要なゲート電流が流れることを許容す
る。

しかし、手動トリガスイツチ１９の共通端子２
３と常開端子２０とが電動打撃工具の操作者の操
作により接続されない限り双方向三端子サイリス
タ３のゲート端子３ｇから二回励磁防止コンデン
サ２１に至る電流は流れない。

手動トリガスイツチ１９の共通端子２３と常開
端子２０とが接続された瞬間、この瞬間は、第２
図Ｃにおいて、第一のトリガパルス２６の立下り
と第二のトリガパルス２７の立下りとの間（即
ち、交流電流の１サイクル内）に存在する。

手動トリガスイツチ１９の常開端子２０が閉じ
られた後、第二のトリガパルス２７によつて第三
の単方向三端子サイリスタ１８がターン・オンさ
れ、このターン・オン状態時に他方電源供給端子
５、抵抗器１６，２５及び２０ａを経て二回励磁
防止コンデンサ２１に充電電流が流れる。

第三の単方向三端子サイリスタ１８のターン・
オンによりそのアノード端子１８ａからカソード
端子１８ｃに向うパルス状電流が他方電源供給端
子→双方向三端子サイリスタ３の第一端子３ａ→
ゲート端子３ｇを経て二回励磁防止コンデンサ２
１にも充電電流として流れる。これにより、双方
向三端子サイリスタ３はターン・オンされ、打撃
用ソレノイド２に励磁電流が流れる。この励磁電
流は100Vの交流電流の最高電圧に達する極く近
くから流れ始めるため、立上りが良好で打撃用ソ
レノイド２の可動鉄心を大きな初速を以つて移動
させることができる。

二回励磁防止コンデンサ２１の充電は第２図Ｅ
に示すように、第二のトリガパルス２７のパルス
幅Ｌ内に完了し、その充電状態は放電防止ダイオ
ード１２の逆方向電流を阻止することにより維持
される。

二回励磁防止コンデンサ２１の充電状態が維持
されることにより第三のトリガパルス２８が第三
の単方向三端子サイリスタ１８のゲート端子１８
ｇに供給されても、第三の単方向三端子サイリス
タ１８にはパルス状のアノード端子が現われな
い。この結果、双方向三端子サイリスタ３はオフ
状態を維持し、打撃用ソレノイド２は励磁される
ことがない。

再度、手動トリガスイツチ１９の共通端子２３
と常閉端子２４の間が閉じられると、二回励磁防
止コンデンサ２１の一方端子２１ａ→共通端子２
３→常閉端子２４→抵抗器２２→二回励磁防止コ
ンデンサ２１の他方端子２１ｂの向きに電流が流
れることにより二回励磁防止コンデンサ２１の充
電電荷は放電される。

第３図および第４図には本発明の第二の実施例
に係るソレノイド制御回路３０の回路図及びソレ
ノイド制御回路３０のサイリスタ群の電圧波形が
示されている。以下の説明において第一の実施例
と同一の構成要素を指示する場合には同一の符号
を使用する。

本実施例においては、第一の単方向三端子サイ
リスタ６のゲート側６ｇにゲート電流を供給する
ための分圧器が第一の分圧コンデンサ３１と第三
の分圧抵抗器３５とにより構成され、第二の単方
向三端子サイリスタ７のゲート端子７ｇにゲート
電流を供給するための分圧器が第二の分圧コンデ
ンサ３２と第四の分圧抵抗器３６とにより構成さ
れている。分圧コンデンサ３１の容量と３２の容
量とは等しくなるように設定され、第三の分圧抵
抗器３５の抵抗値は第四の分圧抵抗器３６の抵抗
値よりも小さくなるように設定されている。ソレ
ノイド制御回路３０を構成するその他の構成要素
及びこれらの構成要素の結合関係はソレノイド制
御回路１の場合と同一である。

分圧コンデンサ３１及び３２を採用すれば分圧
抵抗器を採用する場合に比較して、第一の単方向
三端子サイリスタ６のアノード端子６ａに出現す
る整流出力３３の立下りの位相（第４図Ａ参照）
及び第二の単方向三端子サイリスタのアノード端
子７ａに出現する整流出力３４の立下りの位相
（第４図Ｂ参照）をより正確に定めることがで
き、それによつて第三の単方向三端子サイリスタ
１８をターン・オンするためのトリガパルス３７
の立上り及び立下りの位相（第４図Ｃ参照）がよ
り正確となり、打撃用ソレノイド２の励磁のタイ
ミングをより正確に制御することが可能となる
（第４図Ｄ参照）。

第５図および第６図には本発明の第三の実施例
に係るソレノイド制御回路４０の回路図及びソレ
ノイド制御回路４０のサイリスタ群の電圧波形が
示されている。以下の説明において第一の実施例
と同一の構成要素を指示する場合には同一の符号
を使用する。

本実施例においては、第一の単方向三端子サイ
リスタ４１のアノード端子４１ａは第四の分圧抵
抗器４７を介して他方電源供給端子５に接続され
るとともに双方向二端子サイリスタ４２の第一端
子４２ａに接続されている。双方向二端子サイリ
スタ４２はトリガパルス発生回路の主要構成要素
であつて、これのみで第一の単方向三端子サイリ
スタ４１の整流出力の立下りに対して一定の位相
進みＬを以つて立下る整流出力を発生するととも
に位相進みＬに相当するパルス幅Ｌを有するトリ
ガパルスを第一の単方向三端子サイリスタ４１の
整流出力に同期して発生することができる。

第四の分圧抵抗器４７には第二の分圧抵抗器４
８が直列接続されている。

双方向二端子サイリスタ４２の第二端子４２ｂ
は第三の単方向三端子サイリスタ１８のゲート端
子１８ｇに接続されている。ソレノイド制御回路
４０を構成するその他の構成要素及びこれらの構
成要素の結合関係はソレノイド制御回路１の場合
と同一である。

第一の単方向三端子サイリスタ４１のアノード
側４１ａのカソード側４１ｃとの間には第６図Ａ
に示すような整流出力が出現する。双方向二端子
サイリスタ４２の第一端子４２ａと第二端子４２
ｂとの間には第６図Ｂに示すような整流出力が出
現する。第６図Ａに示す、第一の単方向三端子サ
イリスタ４１の整流出力４４の立下りの位相は、
第６図Ｂに示す整流出力４５の立下りの位相より
もＬだけ遅れている。従つて、第三の単方向三端
子サイリスタ１８のゲート端子１８ｇには、第６
図Ｃに示す、トリガパルス４６が供給されてい
る。手動トリガスイツチ１９の共通端子２３が常
開端子２０に接続された状態において、トリガパ
ルス４６のパルス幅Ｌ内で第三の単方向三端子サ
イリスタ１８がターン・オンされ、それによつて
双方向三端子サイリスタ３がターン・オンし（第
６図Ｄ参照）、打撃用ソレノイド２に励磁電流が
流れる。打撃用ソレノイド２の励磁により打撃用
ソレノイド２の可動鉄心は大きな初速を以つて移
動する。

一方、トリガパルス４６のパルス幅Ｌ内に、双
方向二端子サイリスタ４２の第二端子４２ｂ→第
三の単方向三端子サイリスタ１８のゲート端子１
８ｇ→第三の単方向三端子サイリスタ１８のカソ
ード側１８ｃ→手動トリガスイツチ１９→二回励
磁防止コンデンサ２１の向きに充電電流が流れる
と同時に双方向三端子サイリスタ３の第一端子３
ａ→双方向三端子サイリスタ３のゲート端子３ｇ
→第三の単方向三端子サイリスタ１８のアノード
側１８ａ→第三の単方向三端子サイリスタ１８の
カソード端子１８ｃ→手動トリガスイツチ１９→
二回励磁防止コンデンサ２１の向きにも充電電流
が流れ、二回励磁防止コンデンサ２１の充電状態
の維持により手動トリガスイツチ１９の共通端子
２３が常開端子２０に接続されている間の打撃用
ソレノイド２の二回励磁を防止する。

このように、本発明によれば交流電流の電圧が
ある程度立上つた時点でソレノイドを励磁するよ
うにトリガのタイミングを効果的に制御するため
にソレノイドの可動鉄心の初速が大きい。

更に、ソレノイドの通電時間が、交流電流の半
波全部を使用する場合に比べて短縮されているた
めにソレノイドの発熱が少ない。

ソレノイドの可動鉄心の移動速度の立上りが良
好であるために、この可動鉄心を電動打撃工具の
ドライバとして採用する場合には短いストローク
で所要のスピードとなりドライバのストロークを
短縮することができるので電動打撃工具全体を小
型化することができる。

更に、交流電流が半波全体を使用する場合に比
べてより少ない電力で同一以上の打撃のためのエ
ネルギーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例に係るソレノイ
ド制御回路の回路図、第２図は第１図のソレノイ
ド制御回路の主要な構成要素の動作タイミングを
示す電圧波形図、第３図は本発明の第二の実施例
に係るソレノイド制御回路の回路図、第４図は第
３図のソレノイド制御回路の主要な構成要素の動
作タイミングを示す電圧波形図、第５図は本発明
の第三の実施例に係るソレノイド制御回路の回路
図、第６図は第５図のソレノイド制御回路の主要
な構成要素の動作タイミングを示す電圧波形図で
ある。 １，３０及び４０……ソレノイド制御回路、２
……打撃用ソレノイド、３……双方向三端子サイ
リスタ、４……一方電源供給端子、６及び４１…
…第一の単方向三端子サイリスタ、７……第二の
単方向三端子サイリスタ、１１……トリガ回路、
１２……放電防止ダイオード、１７……スイツチ
ングトランジスタ、１８……第三の単方向三端子
サイリスタ、１９……手動トリガスイツチ、２０
……常開端子、２１……二回励磁防止コンデン
サ、２３……共通端子、２４……常閉端子、４２
……双方向二端子サイリスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源の両端子に接続され双方向三端子サ
   イリスタを直列に介して交流電流が供給されるソ
   レノイドと、上記交流電流において一定の位相遅
   れを以つて立下る整流出力を有する一の単方向三
   端子サイリスタと、上記整流出力の立下りに対し
   て一定の位相差Ｌを以つて立下る整流出力を発生
   するとともに上記位相着Ｌに相当するパルス幅Ｌ
   を有するトリガパルスを一の単方向三端子サイリ
   スタの整流出力に同期して発生するトリガパルス
   発生回路と、共通端子、常開端子及び常閉端子を
   有する手動トリガスイツチの共通端子に二回励磁
   防止コンデンサの一方端子が接続されこの二回励
   磁防止コンデンサの他方端子は放電防止ダイオー
   ドのアノード端子に接続されこの放電防止ダイオ
   ードのカソード端子は一方電源供給端子に接続さ
   れ手動トリガスイツチの常閉端子と放電防止ダイ
   オードのアノード端子とが接続されたトリガ回路
   と、上記トリガパルス発生回路のトリガパルスに
   よりターン・オンが制御され、それにより上記双
   方向三端子サイリスタのターン・オンを制御する
   他の単方向三端子サイリスタとから成り、他の単
   方向三端子サイリスタのカソード端子は手動トリ
   ガスイツチの常開端子に接続されており、手動ト
   リガスイツチの共通端子と常開端子とが続された
   場合において、上記トリガパルスのパルス幅Ｌ内
   で他の単方向三端子サイリスタをターン・オンさ
   せ二回励磁防止コンデンサを充電すると同時に上
   記双方向三端子サイリスタをターン・オンさせ、
   それにより上記ソレノイドを励磁するようにした
   ソレノイド制御回路。