JPS63242192A - 電池駆動可変速電動工具 - 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】 °　本発明は電池によって駆動される電動工具の騒音を
小さくするようにした電池駆動可変速電動工具に関する
ものである。

〔発明の背景〕

′第３図は従来の可変速電動工具の駆動回路の一例を示
すもので，モータ３４は例えばバイポーラトランジスタ
等の電力制御素子３２を介して電池３０の両端に接続さ
れ、モータ３４の両端には例えばＰＮ接合形ダイオード
からなるフライバックダイオード３３が接続されている
．電池３０の両端に接続されたデユーティ比制御回路３
１は、その出力により前記電力制御素子３２をオンオフ
させ，モータ３４が駆動される時間を制御することによ
ってモータ３４の速度を可変とするものである。

すなわち、前記デユーティ比制御回路３ｌは、第４図に
示す如く、前記電力制御素子３２のオン時間を制御すな
わちＴエ／Ｔ，＜Ｔ．／Ｔ＠としてモータ３４に印加さ
れる実効電圧を連続的に変化させ、低速から全速まで連
続的に回転数を変化させている。

第４図に示す低速及び高速での変速域では，モ−タ３４
がトルクを発生して回転する期間と慣性で回転する期間
とが交互にあるため、モータ３４に負荷がかかるとモー
タ３４が振動するようになる。

前記電力制御素子３２のオン、オフ周波数が可聴周波数
域にあるため、モータ３４からうなり音が発生し、電動
工具の使用者が不安、不快感を覚えるという欠点があっ
た。

また前起電力制御素子３２及びフライバックダイオード
３３には夫々バイポーラトランジスタ及びＰＮ接合形ダ
イオードが用いられていたので、スイッチングに伴う電
力損失が大きく、発熱の問題からスイッチング周一数を
０．１〜ＩＫＨｚ程度で使用せざるをえなかった。もち
ろんこれら素子の冷却方法を工夫すればスイッチング周
波数を上げることは可能であるが、冷却機構が大きくな
り、小形化を命題とする電池駆動電動工具には採用する
ことができなかった。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、う
なり音の出ない電池駆動可変速電動工具を提供すること
である。

〔発明の概要〕

本発明は１人間の耳には可聴周波数の上限値（１６〜２
０ＫＨｚ）以上の高い音は聞こえないこと及び電力制御
素子としてＭＯＳＦＥＴを用い、フライバックダイオー
ドとしてショットキバリアダイオードを用いれば、熱損
失を少なくできることに着目し、小形の制御回路でモー
タのうなり音を消すように回路構成を工夫したものであ
る。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図、第２図を参照して説明する
。第１図において、電池３にはモータ４とＭＯＳＦＥＴ
からなる電力制御素子２が直列に接続され、該電力制御
素子２の制御端子にはデユーティ比制御回路１の出力端
子が接続され、モータ４には抵抗２１とショットキバリ
アダイオードからなるフライバックダイオード２２から
構成されるフライバック回路５が並列に接続されている
。

デユーティ比制御回路１は三角波発生回路６と電圧比較
回路７とフィードバック回路８とから構成されている。

電圧比較回路７を構成するオペアンプ１３の負入力端は
前記三角波発生回路６の負入力端すなわちその出力端に
接続されている。またオペアンプ１３の正入力端には、
抵抗９．ｌＯと摺動抵抗１１の直列回路で電池３の電圧
を分圧した電圧とフィードバック回路８から抵抗９と摺
動抵抗１１の接続点に流入するフィードバック電流によ
る電圧の和が印加されている。

前記三角波発生回路６は、オペアンプ１２．抵抗１４〜
１９及びコンデンサ２０からなり、これら素子の時定数
を適当に設定することによって発振周波数を可聴周波数
の上限値である２０ＫＨｚ以上に設定している。

第２図はデユーティ比制御回路１の動作線図である。オ
ペアンプ１３は、正入力端の印加電圧が負入力端の印加
電圧すなわち前記三角波発生回路６の出力電圧より大き
くなった時、出力を発生して前記電力制御素子２をオン
させてモータ４を駆動する１反対に正入力端の印加電圧
が負入力端印加電圧より小さい時、出力を発生せず、電
力制御素子２はオフとなる。すなわち電力制御素子２は
三角波発生回路６の発振周波数でスイッチングし、モー
タ４を駆動するようになる。

前記正入力端の印加電圧は、摺動抵抗１１を変えること
により連続的に変化するので、電力制御素子２のオンオ
フ時間すなわちデユーティ比が変化し、モータ４を所望
の回転数に設定することができる。

なお、フィードバック回路８はモータ４のフライバック
電圧を前記圧の入力端にフィードバックし、モータ４の
負荷変動による回転数の変動を抑制するものである。す
なわち、モータ４の回転数が低くモータ４に流れる電流
が大きい場合、フィードバック回路８を経由して抵抗１
１，１０に流れる電流が大きくなるので前記正入力端の
印加電圧が大きくなり、この結果電力素子２のオン時間
が長くなるのでモータ４への印加電圧が高くなり回転数
の低下が抑制される。

以上により、変速範囲においてモータ４はトルクを発生
して回転する期間と慣性で回転する期間を交互に繰り返
すので、モータ４に負荷をかけるとモータ４は振動する
が、電力制御素子２のオンオフ周波数は設定された２０
ＫＨｚ以上の値に保たれているので、モータ４のうなり
音は聞こえない。

また前記フライバックダイオード２２にショットキバリ
アダイオードを用い、電力制御素子２にＭＯＳＦＥＴを
用いると熱損失が少ないので、これら素子及び冷却フィ
ンの小形化が可能となり、電動工具自体の小形化を図る
ことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、電力制御素子のオンオフ
周波数を２０ＫＨｚ以上にしたので、モータのうなり音
の出ない電池駆動可変速電動工具を提供することができ
る。またフライバックダイオードにショットキバリアダ
イオードを用い、電力制御素子にＭＯＳＦＥＴを用いる
ことにより、電動工具を小形にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電池駆動可変速電動工具を構成する制御
回路の一実施例を示すブロック回路図、第２図は動作説
明用線図、第３図は従来例の一例を示すブロック回路図
、第４図はモータ回転数と駆動パルスとの関係を示す線
図である０図において、１はデユーティ比制御回路、２
は電力制御素子、３は電池、４はモータ、５はフライバ
ック回路、６は三角波発生回路、７は電圧比較回路、８
はフィードバック回路である。 特許出願の名称　　　日立工機株式会社’ｌｐ３図 士４図 →時開

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電池にモータと電力制御素子を直列に接続し、前記
   電池と並列にデューティ比制御回路を接続し、該デュー
   ティ比制御回路の出力で前記電力制御素子のデューティ
   比を制御し、前記モータと並列にフライバックダイオー
   ドを接続した電池駆動可変速電動工具において、 前記デューティ比制御回路の発振周波数を２０ＫＨｚ以
   上に設定したことを特徴とする電池駆動可変速電動工具
   。 ２　前記フライバックダイオードとしてショットキバリ
   アダイオードを用い、電力制御素子としてＭＯＳＦＥＴ
   を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電池駆動可変速電動工具。