JPWO2018198928A1

JPWO2018198928A1 - モータ制御装置及び電動工具

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Publication number: JPWO2018198928A1
Application number: JP2019514439A
Authority: JP
Inventors: 遠藤　大輔; 大輔遠藤; 清水　裕之; 裕之清水; 貴則宮城
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2038-04-19
Also published as: WO2018198928A1; CN110521108A; KR20190128696A; KR102342214B1; TWI685404B; GB2575571B; JP6811850B2; GB2575571A; CN110521108B; GB201913570D0; DE112018002164T5; TW201843018A

Abstract

このモータ制御装置３２は、オンオフスイッチ２２と、主制御部３６と、モータ制御回路３８と、動作電圧生成回路４０と、ＳＷ／ＡＣ監視部４６と、動作電圧監視部４８とを有している。ＳＷ／ＡＣ監視部４６は、オンオフスイッチＳＷの状態またはオンオフスイッチＳＷとモータ３０との間の給電ライン３５の状態を監視する。動作電圧監視部４８は、動作電圧生成回路４０より出力される動作電圧ＶＣＣの電圧レベルを監視する。主制御部３６は、ＳＷ／ＡＣ監視部４６からのＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳと動作電圧監視部４８からの動作電圧モニタ信号ＭＶとを二重にチェックしてモータ３０の起動および停止を制御する。

Description

本発明は、モータの動作および制御に外部電源の電力を用いるモータ制御装置および電動工具に関する。

今日、モータ（電動機）は、家電用、産業用など幅広い分野でさまざまな用途に用いられている。その中で、本体に電気コードを介して取り付けられているプラグをコンセントに差し込んで、外部電源たとえば商用交流電源より電力の供給を受けて本体内蔵のモータを動作させる可搬型の電気機器は、われわれの身の回りに多数存在する。一般に、この種の電気機器は、本体に備わっているオンオフスイッチをユーザが手動操作することにより、ユーザが自分の意思で当該機器の稼働・停止をコントロールできるようになっている。

しかしながら、ユーザがうっかりオンオフスイッチをオンにした状態でプラグをコンセントに差し込む場合があり、この場合に当該電気機器のモータが不意に始動すると、さまざまな支障を来すおそれがある。当該機器の稼働中に外部電源が突然停電してモータが止まり、直後に停電が復帰してモータが不意に再始動したときも、同様である。

従来より、電動工具の分野では、安全性および作業性を向上させるために、コンセントプラグの抜き差し時や停電復帰時にモータが不意に始動または再始動するのを防止する機能を備えたモータ制御装置が種々開発されている（特許文献１，２，３）。

特開昭６０−１７４０７９号公報特開平８−３０８０９８号公報特開平８−３３６７７９号公報

上記のような外部給電方式の可搬型電気機器においては、コンセントプラグの抜き差しあるいは一時停電に際しては、モータの停止後しばらくしてから（一般に数秒以上経過してから）プラグの挿し直しが行われ、あるいは停電が復旧したときは、モータ制御装置がいったんリセットして対応するので、モータの不意の始動や再始動を未然に防ぐことができる。しかし、モータ停止後の１〜２秒以内に停電が復旧したりプラグの挿し直しが行われた場合には、モータ制御装置が不安定または不定な動作電圧の下でリセットしないままプラグの挿し直しや停電の復旧に対応する結果、ユーザの意図に反して不意にモータを始動または再始動させてしまうことがある。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するものであり、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止できるようにしたモータ制御装置およびこれを備える電動工具を提供する。

本発明の第１の観点におけるモータ制御装置は、外部電源より電力の供給を受けて回転するモータの動作を制御するために、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視し、前記外部電源より前記給電ライン上に電力が供給されているか否かを表す第１のモニタ信号を発生する第１の監視部とを備えるモータ制御装置であって、前記動作電圧を監視し、前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを表す第２のモニタ信号を発生する第２の監視部と、前記動作電圧の下で動作し、前記第１のモニタ信号の情報と前記第２のモニタ信号の情報とに基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部とを有することを特徴する。

上記構成のモータ制御装置においては、オンオフスイッチの状態またはオンオフスイッチとモータとの間の給電ラインの状態を第１の監視部に監視させるとともに、動作電圧の電圧レベルを第２の監視部に監視させ、制御部が第１の監視部からの第１のモニタ信号と第２の監視部からの第２のモニタ信号を二重にチェックしてモータの起動および停止を制御するので、外部電源からの電力の入力が不意に停止してすぐ再開しても、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止することができる。

本発明の第２の観点におけるモータ制御装置は、外部電源より電力の供給を受けて回転するモータの動作を制御するために、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視する第１の監視部とを備えるモータ制御装置であって、前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを監視する第２の監視部と、前記動作電圧の下で動作し、前記第１および第２の監視部からの監視情報に基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記オンオフスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを起動し、前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が絶たれたとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを停止し、前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より低いとの監視情報が出されている状態の下では、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が開始または再開されたとの監視情報が出されても、前記モータを起動しないことを特徴とする。

上記構成のモータ制御装置においては、オンオフスイッチの状態またはオンオフスイッチとモータとの間の給電ラインの状態を第１の監視部に監視させるとともに、動作電圧の電圧レベルを第２の監視部に監視させ、制御部が第１の監視部からの監視情報と第２の監視部からの監視情報とを二重にチェックしてモータの起動および停止を制御するので、外部電源からの電力の入力が不意に停止してすぐ再開しても、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止することができる。

本発明の第１の観点における電動工具は、本体と、一定の運動を行うように前記本体に取り付けられる可動の工具と、外部電源より電力の供給を受けて前記工具を駆動するために前記本体に設けられるモータと、前記外部電源より電力の供給を受けて前記モータの動作を制御するために前記本体に設けられ、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視し、前記外部電源より前記給電ライン上に電力が供給されているか否かを表す第１のモニタ信号を発生する第１の監視部とを有するモータ制御装置とを備える電動工具であって、前記モータ制御装置が、前記動作電圧を監視し、前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを表す第２のモニタ信号を発生する第２の監視部と、前記動作電圧の下で動作し、前記第１のモニタ信号の情報と前記第２のモニタ信号の情報とに基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部とを有することを特徴する。

上記構成の電動工具においては、本発明の第１の観点におけるモータ制御装置を有することにより、外部電源からの電力の入力が不意に停止してすぐ再開しても、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止し、安全性および作業性を向上させることができる。

本発明の第２の観点における電動工具は、本体と、一定の運動を行うように前記本体に取り付けられる可動の工具と、外部電源より電力の供給を受けて前記工具を駆動するために前記本体に設けられるモータと、前記外部電源より電力の供給を受けて前記モータの動作を制御するために前記本体に設けられ、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視する第１の監視部とを有するモータ制御装置とを備える電動工具であって、前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを監視する第２の監視部と、前記動作電圧の下で動作し、前記第１および第２の監視部からの監視情報に基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記オンオフスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを起動し、前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が絶たれたとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを停止し、前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より低いとの監視情報が出されている状態の下では、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が開始または再開されたとの監視情報が出されても、前記モータを起動しないことを特徴とする。

上記構成の電動工具においては、本発明の第２の観点におけるモータ制御装置を有することにより、外部電源からの電力の入力が不意に停止してすぐ再開しても、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止し、安全性および作業性を向上させることができる。

本発明のモータ制御装置によれば、上記のような構成および作用により、外部電源からの電力の入力停止および直後の入力再開に対して、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止することができる。

本発明の電動工具によれば、上記のような構成および作用により、ユーザの意図しないモータの始動または再始動を適確かつ確実に防止し、安全性および作業性を向上させることができる。

本発明の一実施形態における電動工具としての電動式ベルト研削機の外観を示す斜視図である。上記電動式ベルト研削機に搭載されるモータおよびモータ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。上記実施形態におけるモータ制御装置の具体的な回路構成を示す回路図である。上記実施形態において、モータの起動および停止に関する上記モータ制御装置の主制御部の基本的な制御手順を示すフローチャート図である。上記実施形態において、オンオフスイッチをオフ状態にしてプラグをコンセントに差し込んだときに外部電源より電力が正常に給電された場合の各部の状態を示すタイミング図である。上記実施形態において、オンオフスイッチをオン状態にしてプラグをコンセントに差し込んだときに外部電源より電力が正常に給電された場合の各部の状態の変化を示すタイミング図である。上記実施形態において、稼働中に外部電源からの電力の入力がいったん止まって直後に再開された一例について各部の状態の変化を示すタイミング図である。上記実施形態において、稼働中に外部電源からの電力の入力がいったん止まって直後に再開された別の例について各部の状態の変化を示すタイミング図である。上記実施形態のモータ制御装置から動作電圧監視部を除去した場合（比較例）における主制御部の基本的な制御手順を示すフローチャート図である。比較例（図９）における各部の状態の変化を示すタイミング図である。上記モータ制御装置における主制御部の制御手順の一変形例を示すフローチャート図である。

以下、添付図を参照して本発明の一実施形態を説明する。

［電動工具の外観構成］
図１に、本発明の一実施形態における電動工具として電動式ベルト研削機の外観を示す。この電動式ベルト研削機１は、円筒状の本体１０と、この本体１０の基端部に電気コード１２を介して取り付けられるコンセントプラグ１４と、本体１０の先端部に旋回可能に取り付けられる研削ヘッド１６と、この研削ヘッド１６の基端部から先端部にわたって延在する可動の研削ベルト１８と、研削ヘッド１６に固着された棒状のハンドル２０と、本体１０の外周面の適所に設けられるオンオフスイッチ２２および表示部２４とを有している。

本体１０は、ハンドル２０とペアをなす片方の把持部としても機能し、その内部に後述するモータ３０およびモータ制御装置３２（図２および図３）の回路基板を収容している。さらに、本体１０の先端部には、モータ３０の回転駆動力を研削ヘッド１６に伝える歯車等の伝動機構（図示せず）も収容されている。研削ヘッド１６には、その基端部に駆動プーリ（図示せず）が収容されるとともに、その先端部に従動プーリ（図示せず）が取り付けられ、両プーリの間に無端状の研削ベルト１８が張設されている。加工時には、モータ３０の回転駆動力が上記伝動機構および駆動プーリ等を介して研削ベルト１８に伝えられ、研削ベルト１８が被加工物（図示せず）を擦りながら両プーリ間で直線運動をすることにより、被加工物を研削または研磨するようになっている。

オンオフスイッチ２２は、たとえばスライド式の手動スイッチからなり、ユーザがそのオン位置またはオフ位置で指を離すと、その離した位置でロックされるようになっている。表示部２４は、たとえば複数個のＬＥＤまたはランプを有し、このベルト研削機の動作状況や異常事態時のアラーム等を所定の発光色で点灯または点滅表示するようになっている。

［モータ制御装置の構成］
図２に、この電動式ベルト研削機に搭載されるモータ３０およびモータ制御装置３２のシステム構成をブロック図で示す。

モータ３０は、たとえば単相交流モータからなり、たとえば商用のＡＣ（交流）電源３４よりコンセントプラグ１４、電気ケーブル１２（図１）およびオンオフスイッチ２２を介して一定の実効値Ｖ_Ｅ（たとえば１００ボルト）を有する商用周波数のＡＣ電力Ｅの供給を受け、モータ制御装置３２の制御の下で回転動作するようになっている。

モータ制御装置３２は、基本構成として、オンオフスイッチ２２と、主制御部３６と、モータ制御回路３８と、動作電圧生成回路４０と、基準クロック・タイミング部４２と、モータ回転数計測部４４と、ＳＷ／ＡＣ監視部４６と、動作電圧監視部４８とを有している。

動作電圧生成回路４０は、ＡＣ電源３４に対してモータ３０と電気的に並列に設けられ、ＡＣ電源３４からのＡＣ電力Ｅを入力し、直流の動作電圧Ｖ_ＣＣを所定の定格値（たとえば５ボルト）で出力するように構成されている。動作電圧生成回路４０より出力される動作電圧Ｖ_ＣＣは、このモータ制御装置３２内で動作電圧を必要とするすべてのユニットまたは集積回路に動作電圧供給ラインを介して供給される。

モータ制御回路３８は、ＡＣ電源３４に対してオンオフスイッチ２２およびモータ３０と電気的に直列に設けられている。ＡＣ電源３４よりプラグ１４および電気ケーブル１２を介してＡＣ電力Ｅが入力され、かつオンオフスイッチ２２がオン状態のときは、主制御部３６の制御の下でモータ制御回路３８がモータ３０に流す電流を制御するようになっている。

基準クロック・タイミング部４２は、発振器５０とゼロクロス検出部５２とを含んでいる。発振器４６は、たとえば水晶発振器からなり、主制御部３６内の演算その他の処理に必要な基本クロックＣＫを生成する。ゼロクロス検出部５２は、ＡＣ電源３４より供給される商用周波数の交流がゼロレベルを交差するタイミングを検出して、主制御部３６によるモータ３０の点弧制御または位相制御に必要な基準のタイミングパルス信号ＣＺを生成する。

モータ回転数計測部４４は、モータ３０の回転体（ロータ）の位置を検出する回転検出センサ５４と、この回転検出センサ５４の出力信号に基づいてモータ３０の回転速度を演算する回転数演算部５６とを含んでいる。

ＳＷ／ＡＣ監視部４６は、この実施形態における第１の監視部であり、オンオフスイッチＳＷの状態またはオンオフスイッチＳＷとモータ３０との間の給電ライン３５の状態を監視し、ＡＣ電源３４からの電力が給電ライン３５に入力されているか否かを表すＳＷ／ＡＣモニタ信号（第１のモニタ信号）ＭＳを発生するように構成されている。

動作電圧監視部４８は、この実施形態における第２の監視部であり、動作電圧生成回路４０より主制御部３６に供給される動作電圧Ｖ_ＣＣと同じ電圧を入力してこれを監視し、動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを表す動作電圧モニタ信号（第２のモニタ信号）ＭＶを発生するように構成されている。

主制御部３６は、上記のように、動作電圧生成回路４０より動作電圧Ｖ_ＣＣを入力し、基準クロック・タイミング部４２（５０，５２）より基本クロックＣＫおよびタイミングパルス信号ＣＺを入力し、モータ回転数計測部４４（５４，５６）よりモータ３０の回転速度を表す回転数計測値を入力し、ＳＷ／ＡＣ監視部４６よりＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳを入力し、動作電圧監視部４８より動作電圧モニタ信号ＭＶを入力する。主制御部３６は、信号処理および演算処理機能を有しており、モータ制御回路３８を通じてモータ３０の起動、回転動作および停止を制御するようになっている。

図３に、この実施形態におけるモータ制御装置３２の具体的な回路構成を示す。主制御部３６および回転数演算部５６は、好ましい一形態としてマイコン（マイクロコンピュータ）によって構成される。回転検出センサ５４は、好ましい一形態としてホールＩＣによって構成される。動作電圧生成回路４０は、交直変換回路からなり、好ましい一形態として、入力コンデンサ６０と、ブリッジ接続された４個のダイオードからなる全波整流回路６２と、平滑化ないしリップル抑止用のツェナーダイオード６４，６６、抵抗６８，７０およびコンデンサ７２を含む出力回路７４とを有する。

ゼロクロス検出部５２は、好ましい一形態としてフォトカプラ７６によって構成される。ＡＣ電源３４よりＡＣ電力Ｅが入力されているときは、この商用周波数の交流がゼロレベルと交差する時だけ瞬間的にフォトカプラ７６のフォトトランジタ７６ａがオフし、このフォトトランジタ７６ａのコレクタ端子には商用交流周波数の各半サイクルの開始のタイミングを示すタイミングパルス信号ＣＺが得られるようになっている。このタイミングパルス信号ＣＺは、主制御部３６の所定の入力ポートに供給される。

モータ制御回路３８は、好ましい一形態として、双方向サイリスタ７８とフォトトライアック８０とを有する。ここで、双方向サイリスタ７８は、スイッチング素子を構成し、ＡＣ電源３４に対してオンオフスイッチ２２およびモータ３０と電気的に直列に接続されている。フォトトライアック８０は、周辺のコンデンサ８２および抵抗８３，８４と組み合わさって点弧回路または位相制御回路を構成し、その発光ダイオード８０ａが主制御部３６の所定の出力ポートに接続されている。主制御部３６は、発光ダイオード８０ａのオン（点灯）およびオフ（消灯）を制御することにより、フォトトライアック８０を介して双方向サイリスタ７８をタイミングパルス信号ＣＺに同期した所望の点弧角または位相角でスイッチング制御し、モータ３０に流す電流を任意に制御することができるようになっている。

このように、モータ制御回路３８は、点弧回路または位相制御回路にフォトトライアック８０を使用することにより、ＡＣ電源３４の高電圧（ＡＣ１００ボルト）の下で動作するモータ駆動系の回路と動作電圧（ＤＣ５ボルト）で動作する制御系の回路とを電気的に絶縁分離している。

ＳＷ／ＡＣ監視部４６は、好ましい一形態として、給電ライン３５ないしモータ３０に対して電気的に並列に接続される分岐路または分岐回路８６を有し、この分岐回路８６にフォトカプラ８８と電流制限用の抵抗９０とを直列接続で設けている。ここで、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａは、そのコレクタ端子がプルアップ抵抗９２を介して動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧供給ラインまたは端子に接続されるとともに主制御部３６の所定の入力ポートに接続され、そのエミッタ端子がグランド電位端子に接続されている。

かかる構成のＳＷ／ＡＣ監視部４６においては、ＡＣ電源３４からのＡＣ電力Ｅがオンオフスイッチ２２を介して給電ライン３５に入力されているときは、モータ３０の状態（回転・停止）に関係なく分岐回路８６に電流が流れてフォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがオンし、そのコレクタ端子に得られるＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがグランド電位つまりＬレベルになる。しかし、ＡＣ電力Ｅが動作電圧生成回路４０に入力されていても給電ライン３５に入力されないとき（オンオフスイッチ２２がオフ状態のとき）は、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがオフし、そのコレクタ端子に得られるＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳが動作電圧Ｖ_ＣＣの電位つまりＨレベルになる。主制御部３６は、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳを常時取り込んで監視し、その電圧レベルが所定のＨレベル閾値Ｖ_Ｈ（たとえば２．０ボルト）より高いときはモニタ信号ＭＳがＨレベルである（ＭＳ＝“Ｈ”）と判断し、所定のＬレベル閾値Ｖ_Ｌ（たとえば０．８ボルト）より低いときはモニタ信号ＭＳがＬレベルである（ＭＳ＝“Ｌ”）と判断するようになっている。なお、モニタ信号ＭＳの電圧レベルがＬレベル閾値Ｖ_ＬとＨレベル閾値Ｖ_Ｈとの間にあるときは、不定である。

このように、ＳＷ／ＡＣ監視部４６は、分岐回路８６に電流が流れているか否かを検出するための電流検出部にフォトカプラ８８を使用することにより、ＡＣ電源３４の高電圧（ＡＣ１００ボルト）の下で動作する電流検出回路と動作電圧（ＤＣ５ボルト）で動作するモニタ信号出力回路とを電気的に絶縁分離している。

動作電圧監視部４８は、好ましい一形態として集積回路によって構成され、図示省略するが、動作電圧生成回路４０より入力する動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルをあらかじめ設定した監視値Ｖ_Ｋと比較して両者の高低関係を表す比較結果を出力する比較器と、この比較器から出される比較結果を２値の動作電圧モニタ信号ＭＶとして主制御部３６に与える出力回路とを有している。より詳細には、動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルが監視値Ｖ_Ｋより高いときは、モニタ信号ＭＶがＨレベルで出力され、動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルが監視値Ｖ_Ｋより低いときは、モニタ信号ＭＶがＬレベルで出力されるようになっている。動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルが監視値Ｖ_Ｋと同じであるときは、ＭＶ＝“Ｈ”もしくはＭＶ＝“Ｌ”のいずれかと判断してよい。監視値Ｖ_Ｋは、主制御部３６が正常に機能できる動作電圧Ｖ_ＣＣの限界値よりも高い値に設定される。たとえば、動作電圧Ｖ_ＣＣの定格値Ｖ_Ｓが５ボルトの場合、監視値Ｖ_Ｋは４．５ボルトに設定される。

表示部２４は、たとえば発光色が赤、黄、青（または緑）の３個のＬＥＤ９４Ｒ，９４Ｙ，９４Ｂを有している。これらのＬＥＤ９４Ｒ，９４Ｙ，９４Ｂは、主制御部３６の出力ポートに並列に接続され、それぞれの点灯、点滅、消灯が個別に制御されるようになっている。

［モータ制御装置の作用］
次に、図４〜図１１を参照して、この実施形態におけるモータ制御装置３２の作用を説明する。

図４に、このモータ制御装置３２においてモータ３０の起動および停止に関する主制御部３６の基本的な制御手順をフローチャートで示す。また、図５および図６に、本電動式ベルト研削機の稼働中にＡＣ電源３４よりＡＣ電力が正常に給電された場合の各部の状態の変化をタイミング図で示す。

このモータ制御装置３２においては、プラグ１４がＡＣ電源３４のコンセントに差し込まれると、オンオフスイッチ２２の状態とは無関係にＡＣ電源３４からのＡＣ電力Ｅが動作電圧生成回路４０に入力され、動作電圧生成回路４０より動作電圧Ｖ_ＣＣが出力される。このとき、動作電圧Ｖ_ＣＣはそれまでの０ボルトから瞬時に定格値Ｖ_Ｓ（ＤＣ５ボルト）に立ち上がる。この動作電圧Ｖ_ＣＣが定格値Ｖ_Ｓに立ち上がると、動作電圧Ｖ_ＣＣの下で動作する各部、すなわち主制御部３６、モータ回転数計測部４４（５４，５６）、動作電圧監視部４８等がアクティブになる。一方で、ＡＣ電力Ｅの入力開始と同時にゼロクロス検出部４８より主制御部３６に対してタイミングパルス信号ＣＺの供給が開始される。

主制御部３６は、先ず初期化によって、今回使用するレジスタや入出力ポート等について所要の初期設定を行う（ステップＳ_１０１）。この初期化の中で、単位ディレイ時間Ｔ_Ｐの設定値（たとえば１０ｍｓ）およびディレイ回数Ｎ_Ｓの設定値（たとえば５回）をセットする。そして、ディレイ回数の初期化（Ｎ＝０）を行う（ステップＳ_Ｒ）。なお、単位ディレイ時間Ｔ_Ｐは、後述する監視値到達時間Ｔ_Ｋより十分短い値に設定される。次いで、主制御部３６は、所定の入力ポートを通じてＳＷ／ＡＣ監視部４６からのＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳを取り込んでその論理値を読み取る（ステップＳ_１０２）。

図５に示すように、通常は、ユーザがプラグ１４をＡＣ電源３４のコンセントに差し込む時（時点ｔ_０）、オンオフスイッチ２２がオフ状態になっている。この場合、ＳＷ／ＡＣ監視部４６においては、分岐回路８６に電流が流れないため、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａはオフ状態にある。これにより、ＡＣ電力Ｅの入力開始と同時に、つまり時点ｔ_０で、動作電圧Ｖ_ＣＣの立ち上がりに連動して、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがそれまでのＬレベルからＨレベルに変化する。こうして、主制御部３６は、ＭＳ＝“Ｈ”と判断し、ディレイ時間Ｔ_Ｐの経過（ステップＳ_Ｆ）の後、動作電圧監視部４８からの動作電圧モニタ信号ＭＶの値を読み取る（ステップＳ_１０３）。この時、動作電圧Ｖ_ＣＣは定格値（５ボルト）に立ち上がっており、ＭＶ＝“Ｈ”である。

主制御部３６は、ＭＳ＝“Ｈ”かつＭＶ＝“Ｈ”の状態を確認すると、ループ［Ｃ］（ステップＳ_Ｐ→Ｓ_１０４ｃ→Ｓ_１０５→Ｓ_１０２→Ｓ_Ｆ→Ｓ_１０３→Ｓ_Ｐ→‥）を５周して、ディレイ回数Ｎが設定回数Ｎ_Ｓ（５回）に達すると、つまり時点ｔ_０から５０ｍｓ（１０ｍｓ×５）を経過すると、ループＣから抜け出てモータ３０を起動するための準備を行い（ステップＳ_Ｐ→Ｓ_１０６）、それからループ［Ｄ］（ステップＳ_１０７→Ｓ_１０８→Ｓ_１０７→‥）を回り続けて、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＨレベルからＬレベルに変化するのを待つ。

図５に示すように、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＨレベルからＬレベルに変化するのは、ユーザがオンオフスイッチ２２をオンにした時（時点ｔ_１）である。この時、ＳＷ／ＡＣ監視部４６においては、分岐回路８６に電流が流れ始め、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがそれまでのオフ状態からオン状態に変わり、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＨレベルからＬレベルに変わる。

主制御部３６は、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＨレベルからＬレベルに変化すると（時点ｔ_１）、モータ制御回路３８を通じてモータ３０を起動する（ステップＳ_１０７→Ｓ_１０９）。その後も、主制御部３６は、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳを監視し、このモニタ信号ＭＳがＬレベルであることを確認しながら、ループ［Ｅ］（ステップＳ_１０９→Ｓ_１１０→Ｓ_１１１→Ｓ_１０９→‥）を回り続けて、モータ３０の回転動作を継続する。

こうしてモータ３０の回転動作を継続している間、主制御部３６は、モータ回転数計測部４４（５４，５６）を通じてモータ３０の回転数ないし負荷を計測しながら、モータ制御回路３８を通じてモータ３０に流す電流を制御し、ユーザに対しては表示部２４を通じて動作状況（特に負荷状況）をリアルタイムで知らせる。たとえば、通常時または無負荷（回転数最大）時には青（緑）のＬＥＤ９４Ｂを点灯し、軽負荷（回転数８０％）時には黄のＬＥＤ９４Ｙを点灯し、高負荷（回転数６０％）時には赤のＬＥＤ９４Ｒを点灯する。さらに、過負荷時には、赤のＬＥＤ９４Ｒをたとえば０．２秒間隔で高速点滅させてからモータ３０を停止し、停止直後に赤のＬＥＤ９４Ｒを高速点滅からたとえば１秒間隔の低速点滅に切り換えるなどの表示制御を行うことができる。

そして、この電動式ベルト研削機による研削加工が終了して、ユーザがオンオフスイッチ２２をオフにすると（時点ｔ_２）、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがそれまでのＬレベルからＨレベルに変化する。この時、ＳＷ／ＡＣ監視部４６では、分岐回路８６に電流が流れなくなり、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがオフになる。

主制御部３６は、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＬレベルからＨレベルに変化すると、このタイミングでモータ制御回路３８のスイッチング素子７８を完全にオフしてモータ３０を停止させる（ステップＳ_１１０→Ｓ_１１２）。そして、ディレイ回数の初期化（Ｎ＝０）を行い（ステップＳ_１１３→Ｓ_Ｒ）、ＡＣ電力Ｅの入力開始直後のときと同様にループ［Ｃ］を回ってＭＳ＝“Ｈ”かつＭＶ＝“Ｈ”の確認をディレイ回数設定回数Ｎ_Ｓ（５回）だけ繰り返してから、モータ起動の準備に入り（ステップＳ_Ｐ→Ｓ_１０６）、それからループ［Ｄ］内を回り続けて、オンオフスイッチ２２がオンに切り替えられるのを待つ。

図５に示す例では、この後しばらくして、たとえば数秒以上経過した時点ｔ_３で、ユーザがプラグ１４をコンセントから抜いた場合を示している。この場合、主制御部３６は、プラグ１４がコンセントから抜けると、ＡＣ電源３４からのＡＣ電力Ｅが動作電圧生成回路４０にも入力されなくなり、動作電圧生成回路４０の出力電圧つまり動作電圧Ｖ_ＣＣが定格値から零ボルトまで低下する。この場合、動作電圧生成回路４０の出力コンデンサ７２に蓄えられていた電荷が抵抗７０を介して放電されることにより、動作電圧Ｖ_ＣＣは一定の時定数で漸次的に低下する。そして、動作電圧Ｖ_ＣＣが所定の動作限界値（たとえば約１．８ボルト）よりも低くなると、主制御部３６は非アクティブ状態となる。

図６は、ユーザがオンオフスイッチ２２をオン状態にしたままプラグ１４をＡＣ電源３４のコンセントに差し込んだ場合である。この場合も、オンオフスイッチ２２の状態とは関係なくＡＣ電源３４からのＡＣ電力Ｅの入力が開始されると同時（時点ｔ_０）に、動作電圧生成回路４０が動作電圧Ｖ_ＣＣを定格値Ｖ_Ｓに立ち上げ、動作電圧モニタ信号ＭＶがそれまでのＬレベルからＨレベルに立ち上がる。

この場合、主制御部３６は、初期設定（ステップＳ_１０１）の直後にＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳを読み取ると（ステップＳ_１０２）、このモニタ信号ＭＳがＬレベルのままになっている。つまり、ＳＷ／ＡＣ監視部４６においては、オンオフスイッチ２２がオン状態になっているため、ＡＣ電力Ｅの入力開始と同時に分岐回路８６に電流が流れ始め、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがオン状態になることにより、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳはＬレベルのままになっている。主制御部３６は、ループ［Ａ］（ステップＳ_１０２→Ｓ_１０４ａ→Ｓ_Ｒ→Ｓ_１０２→Ｓ_１０４ａ‥‥）を回り続けて、モニタ信号ＭＳがＬレベルからＨレベルに変わるのを待つ。

そして、ユーザがオンオフスイッチ２２をオフに切り換えると、ＳＷ／ＡＣ監視部４６では分岐回路８６に電流が流れなくなって、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがオフし、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＬレベルからＨレベルに変化する。こうして、主制御部３６は、ＭＳ＝“Ｈ”かつＭＶ＝“Ｈ”の状態を確認し、ループ［Ｃ］を５周して、ディレイ回数Ｎが設定回数Ｎ_Ｓ（５回）に達すると、つまり時点ｔ_０から５０ｍｓ（１０ｍｓ×５）を経過すると、モータ３０を起動するための準備に入り（ステップＳ_Ｐ→Ｓ_１０６）、オンオフスイッチ２２がオンに切り替えられるまでループ［Ｄ］内を回り続ける。

そして、ユーザがオンオフスイッチ２２をオンにすると（時点ｔ_１）、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＨレベルからＬレベルに変化するので、ループ［Ｄ］から抜け出してモータ３０を起動し（ステップＳ_１０７→Ｓ_１０９）、ループ［Ｅ］内を回ってモータ３０の回転動作を継続する。そして、ユーザがオンオフスイッチ２２をオフにすると、あるいはプラグ１４をコンセントから抜くと、モニタ信号ＭＳがＨレベルからレベルに変化するので、モータ３０を停止させる（ステップＳ_１１０→Ｓ_１１２）。この後の制御手順および動作も、図５の場合と同じである。

このように、この実施形態では、ユーザがオンオフスイッチ２２をオン状態にしたままプラグ１４をＡＣ電源３４のコンセントに差し込んでもモータ３０が起動せず、オンオフスイッチ２２をいったんオフに切り替えてからオンに切り替えた時にモータ３０が起動するようになっている。

ところで、図７に示すように、モータ３０の回転動作を継続している最中に、たとえば時点ｔ_ａで、突然停電が起きたり、あるいは意図せずしてプラグ１４がコンセントから抜けることがある。この場合は、ＡＣ電力Ｅの入力がいったん止まることにより、オンオフスイッチ２２がオン状態になっていても給電ライン３５およびモータ３０への給電が止まり、動作電圧生成回路４０への給電も止まる。しかし、動作電圧生成回路４０においては、出力回路７４のコンデンサ７２に蓄積されていた電力が一定の時定数で放電されるため、その出力電圧つまり動作電圧Ｖ_ＣＣが正常時にプラグ１４をコンセントから抜いたときと同様にそれまでの定格値Ｖ_Ｓから指数関数的に低下する。

こうして、ＡＣ電力Ｅの入力停止と同時に、ＳＷ／ＡＣ監視部４６においては、それまで分岐回路８６に流れていた電流が切れて、フォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａがオフし、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがそれまでのＬレベルからＨレベルに変化する。主制御部３６は、このモニタ信号ＭＳの変化（ＭＳ＝“Ｌ”→“Ｈ”）のタイミングでモータ制御回路３８を通じてモータ３０を停止する（ステップＳ_１１０→Ｓ_１１２）。

図７の例では、ＡＣ電力Ｅの入力が停止した時点ｔ_ａから動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルが所定の監視値Ｖ_Ｋを割るまでの一定時間（監視値到達時間）Ｔ_Ｋ（たとえば３０ｍｓ）を経過した直後の時点、たとえばＡＣ電力入力停止時点ｔ_ａから４０ｍｓを経過した時点ｔ_Ｃで、ユーザがプラグ１４をコンセントに再度差し込み、ＡＣ電力Ｅの入力が再開した場合を示している。

この場合、時点ｔ_ＣでＡＣ電源３４からのＡＣ電力Ｅの入力が再開すると、動作電圧生成回路４０が動作電圧Ｖ_ＣＣを一瞬に定格値Ｖ_Ｓに戻し、動作電圧監視部４８も動作電圧モニタ信号ＭＶを一瞬にＬレベルからＨレベルに変化させる。一方、ＡＣ電力Ｅの入力再開と同時に、ＳＷ／ＡＣ監視部４６がフォトカプラ８８のフォトトランジスタ８８ａをオンさせて、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳの電圧レベルをそれまでのＨレベルから瞬時に零ボルト（Ｌレベル）に落とす。なお、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳの電圧レベルは、ＡＣ電力Ｅの入力が停止すると、いったん定格値Ｖ_Ｓ付近まで上昇した後、動作電圧Ｖ_ＣＣに倣って指数関数的に低下する。主制御部３６は、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳの電圧レベルがＨレベル閾値Ｖ_Ｈを割るまでは、ＭＳ＝“Ｈ”と判断する。

この場合の主制御部３６の処理手順は次のようになる。すなわち、モータ３０を停止させてから、ディレイ回数の初期化（Ｎ＝０）を行い（ステップＳ_１１３→Ｓ_Ｒ）、ＭＳ＝“Ｈ”かつＭＶ＝“Ｈ”を確認して、ループ［Ｃ］を回り続ける。この間に、上記監視値到達時間Ｔ_Ｋ（３０ｍｓ）が経過すると、ここで動作電圧モニタ信号ＭＶがＨレベルからＬレベルに変化するため、ループ［Ｃ］からループ［Ｂ］（ステップＳ_１０３→Ｓ_１０４ｂ→Ｓ_Ｒ→Ｓ_１０２→Ｓ_Ｆ→Ｓ_１０３→‥）に移る。そして、直後の時点ｔ_ｃで、ＡＣ電力Ｅの入力が再開して動作電圧モニタ信号ＭＶがＬレベルからＨレベルに復帰すると、ループ［Ｂ］から抜け出て、ディレイ回数のチェックを行う（ステップＳ_１０３→Ｓ_Ｐ）。この時、ディレイ回数がまだ設定回数Ｎ_Ｓ（５回）に達していないため、ループ［Ｃ］に入ってＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳをチェックする（ステップＳ_Ｐ→Ｓ_１０４ｃ→Ｓ_１０５→Ｓ_１０２）。そうすると、ＭＳ＝“Ｌ”であるため、ループ［Ａ］（ステップＳ_１０２→Ｓ_１０４ａ→Ｓ_Ｒ→‥）に入り、その後もループ［Ａ］内を回り続ける。

この実施例では、ＡＣ電力Ｅの入力再開時点ｔ_ｃが単位ディレイ時間（１０ｍｓ）にディレイ設定回数Ｎ_Ｓを乗じた時間（５０ｍｓ）を過ぎた場合でも、主制御部３６はループ［Ａ］〜［Ｃ］内に留まり、モータ起動準備（ステップＳ_１０６）に移行しないようになっている。すなわち、ループ［Ｃ］を４回ったところで、つまりＡＣ電力入力停止時点ｔ_ａから４０ｍｓを経過した時点ｔ_ｂで、動作電圧モニタ信号ＭＶがＨレベルからＬレベルに変化し、これによってループ［Ｃ］からループ［Ｂ］に移行する（ステップＳ_１０３→Ｓ_１０４ｂ→Ｓ_Ｒ→‥）。その後、時点ｔ_ｃでＡＣ電力Ｅの入力が再開すると、ループ［Ｂ］から抜け出るが（ステップＳ_１０３→Ｓ_Ｐ）、ディレイ回数が設定回数Ｎ_Ｓ（５回）に達していないため、いったんループ［Ｃ］に入る（ステップＳ_P→Ｓ_１０４ｃ→Ｓ_１０５→Ｓ_１０２）。しかし、この時ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＬレベルになっているので、ループ［Ｃ］からループ［Ａ］に移行し（ステップＳ_１０２→Ｓ_１０４ａ→Ｓ_Ｒ→‥）、その後もループ［Ａ］内に留まる。

図８の例は、ＡＣ電力Ｅの入力が停止した時点ｔ_ａから監視値到達時間Ｔ_Ｋ（３０ｍｓ）を経過するより前の時点（たとえばＡＣ電力入力停止時点ｔ_ａから２０ｍｓを経過した時点）ｔ_βで、ユーザがプラグ１４をコンセントに再度差し込み、ＡＣ電力Ｅの入力が再開した場合を示している。

この場合の主制御部３６の処理手順は次のようになる。すなわち、モータ３０を停止させた後、ディレイ回数の初期化（Ｎ＝０）を行い（ステップＳ_１１３→Ｓ_Ｒ）、次いでＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳおよび動作電圧モニタ信号ＭＶの論理値をチェックする（ステップＳ_１０２，Ｓ_１０３）。そうすると、ＡＣ電力入力停止の直後は、ＭＳ＝“Ｈ”，ＭＶ＝“Ｈ”であるから、ループ［Ｃ］を回り続ける。そして、監視値到達時間Ｔ_Ｋ（３０ｍｓ）前の時点ｔ_βでＡＣ電力Ｅの入力が再開されると、ループ［Ｃ］の中でＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳをチェックする（ステップＳ_１０３→Ｓ_１０４ｃ→Ｓ_１０５→Ｓ_１０２）。そうすると、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳも時点t_βでＨレベルからＬレベルに変化しているので、ループ［Ａ］に入り、この後もループ［Ａ］内に留まる。

このように、この実施形態では、主制御部３６がＳＷ／ＡＣ監視部４６からの監視情報（ＭＳ）と動作電圧監視部４８からの監視情報（ＭＶ）とを二重にチェックし、動作電圧監視部４８より動作電圧Ｖ_ＣＣの電圧レベルが所定の監視値Ｖ_Ｋより低いとの監視情報（ＭＶ＝“Ｌ”）が出されている状態の下では、ＳＷ／ＡＣ監視部４６よりＡＣ電源３４から給電ライン３５へのＡＣ電力の入力が開始または再開されたとの監視情報（ＭＳ＝“Ｈ”→“Ｌ”）が出されても、モータ３０を起動しないようにしている。

これにより、この電動式ベルト研削機を用いて研削加工をしている最中に、プラグ１４がユーザの意図に反してコンセントから抜けたときに、あわててプラグ１４をコンセントに挿し直しても、モータ３０が起動することはない。研削加工中にＡＣ電源３４が突然停電して直ぐに復帰した場合も、同様である。このような場合、ユーザは、オンオフスイッチ２２をいったんオフにしてから再度オンにすることで、モータ３０を再起動することができる。

なお、主制御部３６は、上記のようにしてモータ３０の再起動を阻止したときは、表示部２４のアラームを通じて、たとえば緑のＬＥＤ９４Ｇを低速点滅させて、ユーザに対してオンオフスイッチ２２の操作を促す。

因みに、比較例として、この実施形態におけるモータ制御装置から動作電圧監視部４８を除去した場合は、主制御部３６の制御手順は図９に示すようになり、各部の電圧レベルまたは論理値は図１０に示すように変化する。この場合は、動作電圧監視部（４８）からの監視情報（動作電圧モニタ信号ＭＶ）をチェックする工程（ステップＳ_１０３）、ディレイ関連工程（ステップＳ_Ｒ，Ｓ_Ｆ，Ｓ_Ｐ）、ループ［Ｂ］，［Ｃ］等が備えられておらず、主制御部３６はＳＷ／ＡＣ監視部４６からの監視情報（ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳ）のみに基づいてモータ３０の起動および停止を制御することになる。このため、研削加工中にＡＣ電力Ｅの入力が突然停止して直ぐ再開されると（時点ｔ_ｃ）、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＨレベルからＬレベルに変化し、主制御部３６はこれに応動してモータ３０を再起動させてしまう（ステップＳ_１０６→Ｓ_１０９）。しかし、このような再起動はユーザの意図しないもので、ユーザ本人や周囲の人にとって危険であり、作業的にも望ましくない。

［他の実施形態又は変形例］
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものではない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

たとえば、上記実施形態において、主制御部３６の制御手順（図４）を図１１のように変形することも可能である。この変形例または第２の実施例は、ディレイ初期化工程（ステップＳ_Ｒ）、ディレイ回数チェック工程（ステップＳ_Ｐ）およびループ［Ｃ］を省き、代わりにＳＷ／ＡＣモニタ信号再チェック工程（ステップＳ_Ｇ）およびループ［Ｆ］を加えている。ここで、ディレイ工程（ステップＳ_Ｆ）におけるディレイ時間Ｔ_Ｐは監視値到達時間Ｔ_Ｋ（３０ｍｓ）と同じか、それより少しだけ長い値（たとえば３０〜３５ｍｓ）に設定される。この実施例の制御手順によっても、図７および図８と同様の動作が行われる。

すなわち、図７の場合は、ＡＣ電力Ｅの入力が停止した時点ｔ_ａからディレイ時間Ｔ_Ｐを計時している間に、監視値到達時間Ｔ_Ｋ（３０ｍｓ）が経過して、動作電圧モニタ信号ＭＶがＨレベルからＬレベルに変化する。これによって、ディレイ時間Ｔ_Ｐの経過後に動作電圧モニタ信号ＭＶをチェックすると、ＭＶ＝“Ｌ”であるから、ループ［Ｂ］（ステップＳ_１０３→Ｓ_１０４ｂ→Ｓ₁₀₂→Ｓ_Ｆ→Ｓ_１０３→Ｓ_１０４ｂ‥‥）に入る。そして、この後の時点ｔ_ｃでＡＣ電力Ｅの入力が再開すると、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＬレベルになるので、ループ［Ａ］（ステップＳ_１０２→Ｓ_１０４ａ→Ｓ_１０２‥）に入り、その後もループ［Ａ］内に留まる。

また、図８の場合は、ＡＣ電力Ｅの入力が停止した時点ｔ_ａからディレイ時間Ｔ_Ｐを計時している間に、時点ｔ_βでＡＣ電力Ｅの入力が再開して、動作電圧モニタ信号ＭＶがＬレベルからＨレベルに変化するが（ステップＳ_１０３）、ＳＷ／ＡＣモニタ信号ＭＳがＬレベルになっているので、ループ［Ｆ］を経由して介してループ［Ａ］（ステップＳ_Ｇ→Ｓ_１０４ａ→Ｓ_１０２‥）に入り、その後もループ［Ａ］内に留まる。

主制御部３６回りの回路に関して、たとえば動作電圧生成回路４０は複数種類の動作電圧を生成してもよい。その場合、動作電圧監視部４８は、その複数種類の動作電圧のいずれか１つを、通常は主制御部３６に供給されるものの電圧レベルを監視すればよい。また、外部電源３４は、単相の商用交流電源に限定されず、任意の周波数を有する単相または三相の交流電源であってもよく、直流電源であってもよい。したがって、動作電圧生成回路４０も、単相の交直変換回路に限らず、三相の交直変換回路であってもよく、あるいはスイッチング電源回路やインバータ回路等で構成されてもよい。モータ３０も、単相交流モータに限定されず、任意のモータであってよい。ＳＷ／ＡＣ監視部４６においては、上記実施形態のようにフォトカプラを用いることによって高速の電流検出部を構成できるが、フォトカプラに代えてたとえばリレー等を用いることも可能である。

上記実施形態における電動式ベルト研削機は本発明の電動工具の一例であり、本発明は電動式の面取機、ディスク研削機、ディスク研磨機、剥離機、切断機、穴あけ機など、動力源にモータを用いる外部給電方式の任意の電動工具に適用可能である。さらに、本発明のモータ制御装置は、電動工具に限らず、動力源にモータを用いる外部給電方式の任意の電気機器に適用可能である。

１電動式ベルト研削機
２２オンオフスイッチ
３０モータ
３２モータ制御装置
３４ＡＣ電源
３６主制御部
３８モータ制御回路
４０動作電圧生成回路
４６ＳＷ／ＡＣ監視部
４８動作電圧監視部
７８双方向サイリスタ
８８フォトカプラ

Claims

外部電源より電力の供給を受けて回転するモータの動作を制御するために、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視し、前記外部電源より前記給電ライン上に電力が供給されているか否かを表す第１のモニタ信号を発生する第１の監視部とを備えるモータ制御装置であって、
前記動作電圧を監視し、前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを表す第２のモニタ信号を発生する第２の監視部と、
前記動作電圧の下で動作し、前記第１のモニタ信号の情報と前記第２のモニタ信号の情報とに基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部と
を有することを特徴するモータ制御装置。
前記第１の監視部は、前記外部電源から見て前記オンオフスイッチの後段で前記モータと電気的に並列に接続される分岐回路と、前記分岐回路に電流が流れているか否かを検出する電流検出部とを有する、請求項１に記載のモータ制御装置。
前記電流検出部は、前記分岐回路に設けられるフォトカプラを有し、
前記フォトカプラのフォトトランジスタは、前記動作電圧の電圧供給端子に抵抗を介して接続される第１の端子と、グランド電位端子に接続される第２の端子とを有し、前記第１の端子に前記第１のモニタ信号が得られる、
請求項２に記載のモータ制御装置。
前記第１のモニタ信号は、前記動作電圧の定格値とグランド電位との間に設定された第１の閾値およびそれより低い第２の閾値を有する２値信号として生成され、
前記制御部は、前記第１のモニタ信号の電圧レベルが前記第１の閾値より高いときは、前記第１のモニタ信号が第１の論理値を有していると判断し、前記第１のモニタ信号の電圧レベルが前記第２の閾値より低いときは、前記第１のモニタ信号が第２の論理値を有していると判断する、
請求項３に記載のモータ制御装置。
前記制御部は、前記第２のモニタ信号が前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いことを表している状態の下で、前記第１のモニタ信号が第１の論理値から第２の論理値に変化した時に、前記モータを起動し、
前記制御部は、前記第２のモニタ信号が前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いことを表している状態の下で、前記第１のモニタ信号が第２の論理値から第１の論理値に変化した時に、前記モータを停止する、
請求項４に記載のモータ制御装置。
前記制御部は、前記第２のモニタ信号が前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より低いことを表している状態の下では、前記第１のモニタ信号が第１の論理値から第２の論理値に変化しても前記モータを起動しない、請求項５に記載のモータ制御装置。
前記監視値は、前記オンオフスイッチがオン状態の下で前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が止まったときに、前記第１のモニタ信号の電圧レベルが前記閾値より低くなる前に前記動作電圧が前記監視値より低くなるように設定される、請求項５に記載のモータ制御装置。
前記第２の監視部は、前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いときは前記第２のモニタ信号を第１の論理値で発生し、前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より低いときは前記第２のモニタ信号を第２の論理値で発生する、請求項５〜７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
前記制御部は、前記第２のモニタ信号が第２の論理値を有している限り、前記第１のモニタ信号の値に関係なく前記モータを起動しない、請求項８に記載のモータ制御装置。
前記制御部は、前記モータを停止した直後は、その停止時から所定のディレイ時間が経過するまでは、前記第１のモニタ信号または前記第２のモニタ信号の値に関係なく前記モータの停止状態を保持する、請求項１に記載のモータ制御装置。
前記ディレイ時間は、前記オンオフスイッチがオン状態の下で前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が止まったときに、前記動作電圧の電圧レベルが定格値から前記監視値まで低下するのに要する時間と同じか、またはそれよりも少しだけ長い時間に設定される、請求項１０に記載のモータ制御装置。
前記制御部は、前記モータを停止した直後は、所定のディレイ時間を挟んで前記第１のモニタ信号と前記第２のモニタ信号とを所定回数繰り返してチェックする、請求項１に記載のモータ制御装置。
前記ディレイ時間は、前記動作電圧の電圧レベルが定格値から前記監視値まで低下するのに要する時間よりも短い時間に設定される、請求項１２に記載のモータ制御装置。
前記外部電源に対して前記モータおよび前記オンオフスイッチと電気的に直列に接続されるスイッチング素子が備えられ、
前記制御部は、前記スイッチング素子を一定の周波数でスイッチング制御することにより前記モータの回転動作を制御し、前記モータを停止させるときは前記スイッチング素子をオフにする、
請求項１に記載のモータ制御装置。
前記外部電源は交流電源であり、
前記動作電圧生成回路は、前記交流電源より入力した交流の電力を直流の電力に変換する交直変換回路を有し、
前記交直変換回路は、その出力段にコンデンサを有し、そのコンデンサの充電電圧を前記動作電圧として出力する、
請求項１に記載のモータ制御装置。
外部電源より電力の供給を受けて回転するモータの動作を制御するために、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視する第１の監視部とを備えるモータ制御装置であって、
前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを監視する第２の監視部と、
前記動作電圧の下で動作し、前記第１および第２の監視部からの監視情報に基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記オンオフスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを起動し、
前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が絶たれたとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを停止し、
前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より低いとの監視情報が出されている状態の下では、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が開始または再開されたとの監視情報が出されても、前記モータを起動しない、
ことを特徴とするモータ制御装置。
本体と、
一定の運動を行うように前記本体に取り付けられる可動の工具と、
外部電源より電力の供給を受けて前記工具を駆動するために前記本体に設けられるモータと、
前記外部電源より電力の供給を受けて前記モータの動作を制御するために前記本体に設けられ、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視し、前記外部電源より前記給電ライン上に電力が供給されているか否かを表す第１のモニタ信号を発生する第１の監視部とを有するモータ制御装置と、
を備える電動工具であって、
前記モータ制御装置が、前記動作電圧を監視し、前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを表す第２のモニタ信号を発生する第２の監視部と、前記動作電圧の下で動作し、前記第１のモニタ信号の情報と前記第２のモニタ信号の情報とに基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部とを有する、
ことを特徴する電動工具。
本体と、
一定の運動を行うように前記本体に取り付けられる可動の工具と、
外部電源より電力の供給を受けて前記工具を駆動するために前記本体に設けられるモータと、
前記外部電源より電力の供給を受けて前記モータの動作を制御するために前記本体に設けられ、前記外部電源に対して前記モータと電気的に直列に設けられるオンオフスイッチと、前記外部電源からの電力を入力して直流の動作電圧を出力する動作電圧生成回路と、前記オンオフスイッチの状態または前記オンオフスイッチと前記モータとの間の給電ラインの状態を監視する第１の監視部とを有するモータ制御装置と、
を備える電動工具であって、
前記動作電圧の電圧レベルがあらかじめ設定した監視値より高いか低いかを監視する第２の監視部と、
前記動作電圧の下で動作し、前記第１および第２の監視部からの監視情報に基づいて前記モータの起動および停止を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記オンオフスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを起動し、
前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より高いとの監視情報が出されている状態の下で、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が絶たれたとの監視情報が出されたときは、前記第１の監視部からのその監視情報に応動して前記モータを停止し、
前記制御部は、前記第２の監視部より前記動作電圧の電圧レベルが前記監視値より低いとの監視情報が出されている状態の下では、前記第１の監視部より前記外部電源から前記給電ラインへの電力の入力が開始または再開されたとの監視情報が出されても、前記モータを起動しない、
ことを特徴とする電動工具。