JPS63181692A

JPS63181692A - 直流モ−タ制御回路

Info

Publication number: JPS63181692A
Application number: JP62011542A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nozaki; 豊野崎; Koji Omori; 浩二大盛; Hidetoshi Matsumoto; 英俊松本; Hirobumi Endo; 遠藤　博文
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1988-07-26

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】（イ）発明の分野この発明は、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、その他の回転を制御する直流モータ制御回路に関
する。

（ロ）発明の背景上記した電動工具の直流モータ制御回路として、従来、
第５図に示すものが提案されている。

これは定電圧回路１で作成した定電圧から速度設定ボリ
ュームＶＲ１により設定した電圧Ｖ１と、三角波発振器
２で作成した電圧■２とを比較器３にて比較するもので
、上記ボリュームＶＲＩを工具の操作レバーに連動させ
、この操作レバーを引く度合（ストローク）により設定
電圧ｖ１を変化させるようにしている。

従って、設定電圧Ｖ１は第６図の下限値ＶＬと上限値Ｖ
Ｈの間で人為的に変化させることができるのに対し、電
圧Ｖ２は第６図のにうな一定波の三角波電圧となる。

比較器３は電圧■１とＶ２をパルス幅変調してスイッチ
ング素子ｌｒ２の０Ｎｄｕｔｙを上記電圧Ｖ１とｖ２の
比較によって決定するもので、その比較出力とトランジ
スタＴｒ１と抵抗Ｒ１でスイッチング素子Ｔｒ２を０Ｎ
−ＯＦＦ制御する。　この場合、第６図で明らかなよう
に、Ｖ１≧ＶＨの時は、０Ｎｄｕｔｙは０％となり、ＶＨ＞
Ｖｌ＞Ｖｌ−の時は、ＯＮｄ　ｕ　ｔ　ｙはＶｌの値に
応じて０から１００％の間で設定でき、ＶＬ≧Ｖ１の時
が１００％となる。

そしてスイッチング索子丁ｒ２の０ＮｄＵｔｙ幅に応じ
て直流モータＭの主回路４に流れる回路電流１ａが制御
される。

一方、直流モータＭの回転数と発生トルクとの関係は第
７図の如くなり、上記回路電流１ａの波形は、第７図中
の軽負荷Δの時に、第８図の△、中ぐらいの負荷Ｂの時
に第８図のＢ１重い負荷Ｃの時に第８図のＣとなる。第
８図中のＩａ　ＡＵＦは平均回路電流値である。

また、第５図において、５は電源、８Ｗ１は前記操作レバーに連動した電源スィッチ、ＳＷ２は電源オフ時にショートして直流モータＭにブレ
ーキを掛けるブレーキ接点、ＳＷ３は直流モータＭの正逆転切換え用スイッチ、ＳＷ４は操作レバーを最大ストロークまで引いた際にシ
ョートしてスイッチング素子Ｔｒ２をショートさせる短
絡接点、を示す。

このように、直流モータＭは電圧Ｖ１とｖ２の比較によ
って決まる平均回路電流ＩａＡＵＥによって回転駆動さ
れる。

換言すれば、直流モータＭの発生トルクは主回路４に流
れる平均回路電流Ｉａ　ＡＵＬと関係しており、その関
係は第９図のように比例関係にある。

しかし、この場合、発生トルクは電源電圧、０ＮｄＵｔ
ｙ、直流電動機の特性によって決まる上限（第９図のａ
点）まで増え続けることができるから、電気ドライバの
場合を例にとると、ネジの最終締付は段階で、負荷が最
大となることににつて、発生トルクも過剰に増大する結
果、ネジの締めずぎ、切断、ネジ山の破壊を引き起す問
題があった。

（ハ）発明の目的この発明は、直流モータに流れる平均回路電流と発生ト
ルクとが、第９図のように比例関係にあることに着目し
、直流モータの回転数と発生トルクの特性に垂下特性を
持たせることによって、平均回路電流および発生トルク
が設定された一定値を超えないようにして上記問題を解
決する直流モータ制御回路の提供を目的とする。

（ニ）発明の構成この発明は、直流モータ主回路に流れる電流値を検出す
る電流検出器と、この電流値の上限を設定する電流設定
器とを設けると共に、検出電流値と設定電流値とを比較
する第２の比較器を設けて、設定電流値を検出電流値が
超えないように、操作レバーの操作ストロークに比例す
る電圧を発生する電圧設定器の通電電流を０Ｎ−ＯＦＦ
制御するようにした直流モータ制御回路であることを特
徴−５＝とする。

（ホ）発明の作用この発明によれば、三角波発振器と、操作レバーの操作
ストロークに比例する設定電圧を発生する電圧設定器と
のそれぞれの出力電圧を第１の比較器で比較し、その比
較出力に基づいて直流モータ主回路の電流を通電制御す
る時、この主回路に流れる電流が電流検出器で取出され
て電流設定器で設定した上限値と比較されるので、主回
路に流れる電流が上限値を超えようとすると、自動的に
電圧設定器の電流がＯＦＦされて、第１の比較器が主回
路に流れる電流を減少させる。

（へ）発明の効果従って、直流モータの発生トルクは一定の限界値を右す
るようになるので、例えば、この発明の直流モータ制御
回路が電気ドライバに適用されている場合、Ｏネジの締めすぎ、ネジの切断、ネジ山の破壊がなくな
る。

０ネジ締め工程での不良が減り、歩留りが向上する。

０ネジのつぶれがないので、ネジ締め部の外観の体裁が
保たれる。

０ネジ締め作業経験が少なくても、簡単にネジ締め作業
ができる。

０熟練作業者が不要なので、作業量が増えた時、作業者
の確保が容易である。

等の効果が得られる。

（ト）発明の実施例以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は電気ドライバの直流モータ制御回路にこの発明
を適用した実施例を示し、第５図の従来回路に新たに鎖
線部分を付加したものである。

従って、鎖線に囲まれた以外の回路構成は第５図と同一
なので、同一構成要素については同一符号を記して説明
を略する。

第１図において、スイッチング素子Ｔｒ２のエミッタ側
に、直流モータＭの主回路６に流れる電流値を検出する
ためのセンス抵抗Ｒ２が接続され、このセンス抵抗Ｒ２
に抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１からなる平滑回路が接続さ
れ、センス抵抗両端の電圧が平滑されたのち回路電流値
に見合う比較電圧ｖ４として第２の比較器７の反転入力
に印加される。

一方、主回路６に流れる回路電流の上限を設定するボリ
ュームＶＲ２が先の第１のボリュームＶＲ１と並列状態
で設けられる。

このボリュームＶＲ２は定電圧回路１の出力電圧から設
定電流値に見合う電圧を■３として第２比較器７の非反
転入力に印加する。

第２の比較器７は上記の電圧■３とＶ４の比較出力をト
ランジスタＴｒ３のベースに印加するもので、電圧■４
がＶ３を超えない時、つまり直流上−タ主回路６に流れ
る回路電流が設定電流を超えない時は該トランジスタＴ
ｒ３をＯＮ状態にしておく。

このトランジスタｌｒ３は、第１のボリュームＶＲ１に
直列に接続され、該トランジスタのＯＮ・ＯＦＦによっ
て第１のボリュームＶＲＩに流れる電流を０Ｎ−ＯＦＦ
させる。

以上のような回路において、第２のボリュームＶＲ２に
より直流モータの主回路６に流れる電流の上限を設定し
た状態で、操作レバーを引くと、その引く度合（ストロ
ーク）に応じ第１のボリュームＶＲ１の抵抗値が変化し
、それに見合う設定電圧■１が第１の比較器３に入力さ
れ、三角波発振器２からの電圧ｖ２と比較されてスイッ
チング素子Ｔｒ２の０Ｎｄｕｔｙが求められ、かつ該素
子のスイッチングにより主回路６に回路電流１ａが流れ
て直流モータＭが回転する。

同時に、主回路６に流れる回路電流値がその値に児合っ
た電圧■４としてセンス抵抗Ｒ２および平滑回路Ｒ３、
ＣＩにより取出され、第２の比較器７で第２のボリュー
ムＶＲ２からの電圧（電流上限値）Ｖ３と比較される。

この比較において、電圧ｖ４がｖ３を超えない間はトラ
ンジスタ丁ｒ３がＯＮ状態にあるので、第１のボリュー
ムＶＲＩにも電流が流れ続（′Ｊ１第５図の回路と同様
な働きが行なわれる。

しかし、電圧Ｖ４が■３を超えると、トランジスタＴｒ
３はＯＦ　Ｆされ、第１のボリュームＶＲＩに電流が流
れなくなる結果、第１の比較器３の非反転入力の印加電
圧ｖ１は定電圧回路１の出力電圧付近まで上昇し、ｖ１
≧ＶＨとなって、第６図から明らかなように０Ｎｄｕｔ
ｙは０％、故にスイッチング素子Ｔｒ２が０ＦＦＬ、主
回路６に流れる回路電流１ａを低下させる。

この時の直流モータＭの発生トルクと回転数の関係は第
２図のようになり、電圧Ｖ１の波形は第３図、回路電流
１ａの波形は第４図の如くなる。

このように直流モータＭに流れる回路電流１ａが一定値
を超えないようにすれば、第９図に示したように平均電
流Ｉａ　ＡＵＥと発生トルクが比例関係にあるため、直
流モータＭの発生トルクも一定値を超えないことになる
。

従って、電気ドライバでネジ締めを行なう時、最終締め
つけ段階で負荷が大きくなっても、ネジの締めすぎ等の
障害が発生しなくなる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の電圧設定器は、実施例のボリュームＶＲＩに
対応し、以下同様に第１の比較器は、比較器３に、第２の比較器は、比較器７に、電流検出器は、センス抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、コンデンサ
Ｃ１を含む回路に、また、電流設定器は、ボリュームＶＲ２にそれぞれ対応
するも、この発明は上述の実施例の構成のみに限定されるもので
はない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は直流モータ制御回路図、第２図は第１図回路モータの発生トルクと回転数の関係
図、第３図は第１図回路の電圧Ｖ１　、Ｖ２の信号波形図、第４図は第１図回路の回路電流１ａの信号波形図、第５
図は従来の直流モータ制御回路図、第６図は第５図回路
の電圧Ｖｌ　、Ｖ２の信号波形図、第７図は第５図回路モータの発生トルクと回転数の関係
図、第８図は第５図回路モータの平均回路電流と発生トルク
の関係図である。２・・・三角波発振器　３・・・第１の比較器６・・・
直流モータ主回路　７・・・第２の比較器Ｔｒ２・・・
スイッヂング素子　Ｔｒ３・・・トランジスタＶＲ１、
ＶＲ２・・・ボリュームＲ２・・・センス抵抗　Ｒ３・・・抵抗Ｃ１・・・コン
デンサ　Ｍ・・・モータ第６図第５図の中圧Ｖ＋、Ｖｚの仏号親形図第７図第５図回計−９の発生トルクと回転数の層Ｙ付４第８図第５図回路モータの砕面変動１こ彊沁する電着デＭ５図
Ｉａ。第９図手続ネｍ正書動式）

Claims

【特許請求の範囲】１、三角波発振器と、操作レバーの操作ストロークに比
例する設定電圧を発生する電圧設定器とのそれぞれの出力電圧を第１の比較器で比較し、その比較出力に基づいて直流モータ主回路に流れる電流を可変制御する装置であって、上記主回路に流れる電流値を検出する電流検出器と、この電流値の上限を設定する電流設定器とを設けると共に、上記検出電流値と設定電流値とを比較する第２の比較器を設けて、その比較出力で検出電流値が設定電流値を超えないように上記電圧設定器の通電電流をオン・オフ制御するようにした直流モータ制御回路。