NO338472B1

NO338472B1 - Elektrisk drevet verktøy

Info

Publication number: NO338472B1
Application number: NO20084153A
Authority: NO
Inventors: Takahiro Nagaoka; Ichiro Kusakari; Osamu Itagaki; Kouji Katou; Kazuya Takeuchi
Original assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2016-08-22
Also published as: TW200800725A; JP2007276042A; CN101415527A; US8198839B2; EP2002939A2; BRPI0710092A2; WO2007116914A1; AU2007236662B2; KR20140098183A; KR101459997B1; RU2008143369A; NO20084153L; ZA200807905B; CN101415527B; BRPI0710092B1; DK2002939T3; EP2002939A9; TWI405647B; EP2002939B1; KR101435218B1

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder et elektrisk drevet verktøy, og nærmere bestemt et elektrisk drevet verktøy hvor arbeidsdelen aktiveres ved å rotere en motor i normal og revers retning og hvor det brukes en børsteløs motor som motor.

Som et elektrisk drevet verktøy hvor arbeidsdelen aktiveres ved å rotere en motor i normal og revers retning er det kjent en armeringsbindermaskin for å binde armeringsjern med en ståltråd (se f.eks. JP-A-2003-267307). I denne ameringsbindermaskin er det generelt blitt brukt en børstemotor som drivkilde. Grunnen til at det har blitt brukt en børstemotor er at dens høye dreiemoment kan oppnås til tross for dens lille størrelse og maskinen kan gjøres liten ved å bruke en børstemotor.

I den konvensjonelle armeringsbindermaskin angitt ovenfor er det plassert posisjonsfølere på flere steder i arbeidsdelen som et middel for å bestemme tidsstyringen for svitsjing av børstemotorens rotasjon mellom normal rotasjon, stans og revers rotasjon, slik at arbeidsdelens tilstand kan erkjennes avhengig av om motoren har passert følerenes posisjoner, eller ikke. Et antall følere er imidlertid nødvendig for å utføre den kompliserte svitsjeoperasjon av rotasjonen, og for å oppnå meget nøyaktig posisjonsinformasjon, fordres det et trinn for å justere følerenes posisjoner.

Når en motorposisjon skal bedømmes ved å overvåke tiden på grunnlag av et visst referansepunkt er det videre et problem at en stor feil kan opptre i den bedømte posisjon fordi motorhastigheten varierer i samsvar med endringer i batterispenningen.

Når brå akselerasjon og retardasjon gjentas i korte perioder er man også engstelig for at de etterfølgende problemer kan opptre. (1) Hver gang det er normal rotasjon eller revers rotasjon av motoren flyter det en påtrengende elektrisk strøm og en vikling varmes opp. Når børstens polaritet veksler under rotasjonen for rask reversering av rotasjonen, genereres det gnister og børsten kan bli slitt og behøve å bli byttet. (2) Inntil motorens levetid tar slutt forringes motorens ytelser (rotasjonstall, akselerasjon) og derved blir forringelse av maskinens ytelse uunngåelig. (3) Maskinen kan ikke brukes i en effektiv tilstand når motorens ytelser er blitt forringet og effektforbruket øker. I tilfellet av batteridrift må batteriet lades mange ganger fordi arbeidsmengden pr. lading senkes. Som et resultat forkortes batteriets nyttige levetid.

Enn videre blir motorvinkelen og tidsstyringen for å tilføre energi til viklingen fysisk bestemt av børstemotorens struktur. Når motoren innstilles til å arbeide effektivt ved normal rotasjon vil av denne grunn motoren ikke arbeide effektivt i den reverse retning og generere kraftig støy. Det har derfor vært et problem at effektiv drift ikke kunne forventes ved styring av en børstemotor når den normale rotasjon og revers rotasjon blandes sammen.

US 5,983,473 A beskriver en armeringsbindermaskin i henhold til innledningen av krav 1.

WO 98/06167 A1 refererer til en fremgangsmåte og tilsvarende anordning som tillater å starte en synkronmotor med den valgte rotasjonsretning, med et meget høyt statisk dreiemoment, uten at det kreves noen modifikasjon av strukturen av synkronmotorene som for tiden er i bruk, ved hjelp av en tilpasset elektronisk krets styrt av en mikroprosessor.

JP 2006 027685 A beskriver en armeringsbindermaskin og retter seg mot problemet med å redusere trådforbruk, ved å gjøre det mulig å innstille antallet vindinger på en armeringsbindermaskin av en elektrisk type.

JP 2001 186788 A beskriver en drivkrets av en børsteløs motor og retter seg mot problemet med å tilveiebringe en drivkrets av en børsteløs motor som er i stand til effektivt å sikre tilstrekkelig servomotorkippmoment i henhold til statusen for operasjonen.

JP 2005 335591 A beskriver en elektrisk styreinnretning og abnormalitetsdeteksjonsinnretning av en børsteløs motor. Dokumentet retter seg mot problemet med å detektere avvik i et hull-sensor i et tidlig stadium.

JP 2004 023823 A beskriver en regulator for en børsteløs likestrømsmotor og løser problemet med å tilveiebringe en regulator for en børsteløs likestrømsmotor for rotasjon av likestrømsmotoren med tilsiktet egenskap selv ved rotasjon i retning forover eller bakover retning.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en armeringsbindermaskin omfattende en matemotor for mating av en tråd; en hylse forsynt med en krok for klemming og tvinning av tråden; og en tvinnemotor for å bevege hylsen,karakterisert ved

en føler for påvisning av posisjonen av en rotor i tvinnemotoren,

hvorved rotasjonstallet og/eller rotasjonsposisjonen for tvinnemotoren måles ved hjelp av et påvisningssignal fra føleren, og

en posisjon av hylsen erkjennes ut fra resultatet av en måling.

Ytterligere utførelsesformer av armeringsbindermaskinen i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

En eller flere utførelser av oppfinnelsen fremskaffer et elektrisk drevet verktøy som er i stand til å utføre stabiliserte funksjoner over en forlenget tidsperiode og som er fri fra belastningen ved vedlikehold når det brukes en børsteløs motor i stedet for en børstemotor.

I henhold til en eller flere utførelser av oppfinnelsen er et elektrisk drevet verktøy hvor arbeidsdelen aktiveres ved gjentatt rotasjon av en motor i normal retning og i revers retning en eller flere ganger, utstyrt med en føler for å påvise posisjonen av motorens rotor, hvor motorens rotasjonstall og/eller rotasjonsposisjon måles ved hjelp av et påvisningssignal fra føleren og arbeidsdelens arbeidstilstand erkjennes ut fra resultatet av målingene.

Med det ovenfor angitte elektrisk drevne verktøy blir det mulig å bedømme rotasjonstallet og rotasjonsposisjonen for rotoren ut fra påvisningssignalet fra føleren. Det blir derfor unødvendig å anordne mange posisjonsfølere for å påvise arbeidsdelens arbeidstilstand, hvilket gjør det mulig å redusere antallet komponenter, mens det kan oppnås posisjonsinformasjon som er godt egnet for analyse avhengig av motorens rotasjonstall. Som et resultat kan et trinn for justering av posisjonsfølere, bekreftelse av arbeid, osv. utelates og arbeidseffektiviteten forbedres. Samtidig vil det ikke opptre problemer på grunn av skade på posisjonsfølerene og derved blir det mulig å frembringe et elektrisk drevet verktøy med forbedret kvalitet.

Det elektrisk drevne verktøy kan utstyres med begrensningsutstyr for å begrense den elektriske strøm som driver motoren og det begrensende utstyr kan regulere den elektriske strøm slik at den elektrisk strøm kan innskrenkes til en begrenset strømverdi på i det minste to stadier.

Med det ovenfor angitt elektrisk drevne verktøy blir det mulig å drive motoren med en kraftig drivstrøm når det fordres et stort dreiemoment (når rask akselerasjon er nødvendig, blir det lastede dreiemoment stort) og med lav drivstrøm når et lite dreiemoment vil være tilstrekkelig. Som et resultat kan forbruket av elektrisk strøm senkes og motoren kan hindres fra å bli opphetet.

Det elektrisk drevne verktøy kan videre ha i det minste tre følere, mens motoren kan være en børsteløs motor.

I henhold til det overfor angitte elektrisk drevne verktøy kan selve børsten, som er en faktor av betydning for motorens nyttige levetid, elimineres ved å bruke en børsteløs motor i stedet for en børstemotor og derved blir det mulig merkbart å forlenge det elektrisk drevne verktøys levetid.

Følere kan anordnes i posisjoner fremskutt med en elektrisk vinkel på 30° ± e° fra en mellomliggende posisjon mellom respektive statortenner, mens en styringsdel for å styre rotasjonen av motoren kan regulere et drivsignal for å drive motoren på grunnlag av påvisningsresultater med hensyn til posisjonen av rotoren ved hjelp av følerene og styringsdelen kan velge et påvisningssignal fra følerene, slik at forholdet mellom rotoren og påvisningssignalet fra følerene kan bli ekvivalente med enten den normale rotasjon eller den reverse rotasjon av rotoren.

Med det ovenfor angitte elektrisk drevne verktøy kan, ved å anordne følerene i posisjoner som er forskjøvet med en elektrisk vinkel på 30° i den reverse retning av rotasjonen fra den mellomliggende posisjon mellom respektive statortenner, tidsinnstillingen for å tilføre spenning påvises på forhånd i enten den normale rotasjon eller den reverse rotasjon. Det blir derfor mulig å rotere rotoren i både den normale retning og den reverse retning ved en effektivt fremskutt vinkel for motoren.

Videre kan det elektrisk drevne verktøy forsynes med begrensende utstyr for å begrense den elektriske strøm som driver motoren og det begrensende utstyr kan regulere den elektrisk strøm slik at den elektrisk strøm kan innskrenkes til begrensede strømverdier på i det minste to stadier.

Med det ovenfor angitte elektrisk drevne verktøy kan effektiv drift oppnås både med normal

rotasjon og med revers rotasjon. Siden den elektriske strøm for det nødvendige dreiemoment kan gjøres liten, kan den begrensende verdi innstilles slik at den blir lav. Det blir derfor videre mulig å forvente sådanne fordeler at forbruket av strøm går ned mens motoren hindres fra å bli opphetet.

Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse, kravene og tegningene, på hvilke: Fig. 1er en eksempelskisse som viser et elektrisk drevet verktøy i et utførelseseksempel på

oppfinnelsen,

fig. 2 (a)er en frontskisse som tjener til å forklare sammenhengen mellom en børstemotor og en føler,

fig. 2 (b)er en perspektivskisse som sett fra siden viser en sideflate og som tjener til å forklare

sammenhengen mellom børstemotoren og føleren,

fig. 3 (a)er en skisse som tjener til å forklare posisjonen av følerene som er anordnet på en

børsteløs motor,

fig.3 (b)er en skisse som tjener til å forklare posisjonene av følerene som er anordnet på den

børsteløse motor,

fig. 4er et blokkskjema som tjener til å forklare driften av den børsteløse motor,

fig. 5 (a)er et tidsdiagram som tjener til å forklare sammenhengen mellom følerene og

drivsignalene fra en inverterer under normal rotasjon av den børsteløse motor,

fig. 5 (b)er et tidsskjema som tjener til å forklare sammenhengen mellom følerene og

drivsignalene fra invertereren under revers rotasjon av den børsteløse motor,

fig. 6er en forklarende skisse av en børsteløs motor i en annen utførelse,

fig. 7er et flytskjema for regulering av en sekvens av operasjoner i en armeringsbindermaskin

etter motorens rotasjonstall,

fig. 8er et flytskjema som tjener til å forklare gjenvinning av armeringsbindermaskinen når det

har oppstått et problem,

fig. 9er en skisse som tjener til å forklare endringer i den elektriske strøm som flyter til motoren i

armeringsbindermaskinen og den elektriske strøm etter at den er regulert, og

fig. 10er et blokkskjema for gjennomføring av styring av den elektriske strøm.

Fig. 1 viser et elektrisk drevet verktøy "A" i en utførelse i henhold til oppfinnelsen. I det etterfølgende vil det, som et utførelseseksempel på oppfinnelsen, bli beskrevet et tilfelle hvor oppfinnelsen anvendes på en armeringsbindermaskin for å binde armeringsjern. I denne armeringsbindermaskin "A" blir en tråd 100 matet fra en patron 1 til en førerarm 3 ved hjelp av en matemotor 2. Etter at tråden 100 er blitt viklet omkring armeringsjern 200 roteres en tvinnemotor 4 for å binde armeringsjernene med tråden 100. Matemotoren 2 roteres i en normal retning for derved å vikle tråden 100 omkring armeringsjernene. Tvinnemotoren 4 roteres da i den normale retning for å bevege en hylse (en arbeidsdel) 5 fremover ved å få den til å gli, mens en krok 6 anordnet på den fjerne ende av hylsen 5, klemmer omkring tråden 100. Deretter roteres matemotoren 2 i revers retning for å fjerne slakken i tråden 100. Når tvinnemototen 4 påny roteres i den normale retning for å bevege hylsen 5 fremover, bringes en skjærer 7 knyttet til denne hylse 5 til å arbeide for å kutte tråden 100.

I denne tilstand klemmer kroken 6 omkring den del av tråden 100 som er blitt viklet omkring armeringsjernene 200. Når tvinnemotoren 4 roteres videre i den normale retning for å bevege hylsen fremover frigjøres hylsen 5 fra et hakk (ikke vist) som begrenser rotasjonen av hylsen 5 og hylsen 5 begynner å rotere. Da blir også kroken 6 anordnet på den fjerne ende av hylsen 5 rotert i ett med hylsen 5 for å tvinne tråden 100 som er fastklemt og derved binde armeringsjernene 200. Etter at armeringsjernene 200 er blitt bundet roteres tvinnemotoren 4 i den motsatte retning for å frigjøre tråden 100 som er blitt klemt fast ved hjelp av kroken 6 og hylsen 5 returnerer til det opprinnelig punkt.

I armeringsbindemaskinen i dette utførelseseksempel på oppfinnelsen er en magnetenhet 12 som har en hovedsakelig skivelignende fasong og som er anordnet med en følermagnet 11 på en del av sin omkretsflate, festet til en rotasjonsaksel 10 for motoren 4, slik som vist i fig. 2.

En påvisende føler 13, slik som en Hall-føler eller følerspole som reagerer på følermagneten 11, er anordnet nær magnetenheten 12. Når den påvisende føler 13 er en Hall-føler kan rotasjonstallet for en rotor 14 påvises ut fra en syklus av endringer i den magnetiske fluks, og posisjonen av rotoren 14 kan påvises ut fra elektrisk spenning. Når den påvisende føler 13 er en søkespole kan rotasjonstallet for rotoren påvises som en analog verdi ut fra induktiv spenning og tilstanden av hylsen 5 kan erkjennes ut fra rotasjonsposisjonen og rotasjonstallet for rotoren 14. På denne måte blir det mulig å bedømme posisjonen av hylsen 5 uten å bruke en posisjonspåvisende føler. Når det f.eks. gjelder matingen av hylsen 5 blir det mulig å erkjenne hvilken posisjon hylsen 5 er i etter et visst antall normale rotasjoner av rotoren.

Når maskinens tilstand erkjennes ut fra arbeidstid er det ikke mulig å erkjenne maskinens tilstand nøyaktig fordi motorhastigheten varierer ettersom spenningen varierer. Det er imidlertid mulig å erkjenne maskinens tilstand uavhengig av hastighet ved å erkjenne den ut fra mengden av rotasjon.

Generelt er det blitt brukt en børstemotor som tvinnemotoren 4 fordi liten størrelse og høyt dreiemoment er nødvendig for tvinnemotoren. Det har imidlertid vært forskjellige problemer med børstemotoren, slik som beskrevet ovenfor med hensyn til problemer ved tidligere kjent teknikk. Av denne grunn blir i et utførelseseksempel på oppfinnelsen en børsteløs motor (f.eks. en børsteløs motor som har seks spalter og fire poler) benyttet som tvinnemotor 4 i stedet for børstemotoren.

I denne tvinnemotor 4 blir posisjonen av rotoren 15 påvist ved hjelp av tre følere H. I samsvar med resultatet av påvisningen bringes elektrisk strøm til å flyte til viklingene C i statoren og rotoren 15 roteres ved tiltrekning og frastøting mellom magnetiske felt generert i statortennene 16 og de elektromagnetiske krefter fra permanentmagneter 17 i rotoren 15. Når Hall-følere H (H1, H2 og H3) for påvisning av posisjonen av rotoren 15 er anordnet i en mellomliggende posisjon (ved en fremskutt vinkel på 0 grader) mellom to statortenner 16, slik som vist i fig. 3(a), oppnås den samme ytelse både med normal rotasjon og revers rotasjon. Det blir imidlertid nødvendig å tilføre spenningen tidligere i betraktning av den elektrisk strøms tilbaketrekningstid ved induksjon i viklingene i forhold til en tidsinnstilling hvor den elektriske strøm for generering av det største dreiemoment flyter. I tilfellet av en rotor 15 som har permanente magneter 17 innebygget er det av denne grunn nødvendig å få strømmen til å flyte til statorviklingene C enda tidligere enn den ovenfor nevnte tidsinnstilling i rotasjonsretningen, for det formål effektivt å utnytte reluktansdreiemomentet. For å påvise tidsinnstillingen for tilførsel av spenning tidligere er derfor, med denne oppfinnelse, følerene H for påvisning av posisjonen av rotoren 15 anordnet ved posisjoner som er forskjøvet med en elektrisk vinkel på 30° el., i retningen av den reverse rotasjon fra den mellomliggende posisjon mellom to statortenner 16, slik som vist i fig. 3 (b). På denne måte kan rotoren roteres med høyt dreiemoment under den normale rotasjon. Under den reverse rotasjon er imidlertid posisjonen av rotoren 15 forsinket i forhold til følerene H med en elektrisk vinkel på 30° og derved blir rotoren ikke i stand til å bli rotert med høyt dreiemoment når strømmen som flyter til statorviklingene C reguleres i forhold til følerene med samme logikk som under tiden for normal rotasjon. Med foreliggende oppfinnelse velges imidlertid påvisningssignalene fra følerene H slik at posisjonen av rotoren 15 kan påvises på den samme måte enten med normal rotasjon eller med revers rotasjon av rotoren 15.

Fig. 4 er et blokkskjema som tjener til å beskrive den elektriske styring av tvinnemotoren 4. Posisjonen av rotoren 15 påvises ved hjelp av Hall-følere H1 - H3. En styringsdel 20 avgir drivsignaler til en inverterer 21 på grunnlag av resultater fra påvisning ved hjelp av Hall-følerene H1 - H3 for å bringe drivstrømmer til å flyte til statorviklingene C (C1 - C3) som har en U-fase, V-fase og W-fase. Tiltrekningen og frastøtingen mellom de genererte magnetiske felt og permanentmagnetene 17 i rotoren 15 gjentas, for derved å rotere rotoren 15.

Når rotoren 15 roteres i den normale retning regulerer styringsdelen 20 invertereren 21 slik at drivstrømmen kan flyte til statorviklingene C1 - C3, ved sekvensielt å slå på portene G1 - G3 på de øvre armer (U+, V+, W+) på invertereren 21, samtidig som følerene H1, H2, H3 er på , og sekvensielt å slå på portene G4 - G6 på de nedre armer (U-, V-, W-) på invertereren 21 samtidig som følerene H1, H2, H3 er av, slik som vist i fig. 5(a). Når rotoren 15 på den annen side roteres i den reverse retning regulerer styringsdelen 20 invertereren 21 slik at drivstrømmen kan flyte til statorviklingene C1 - C3 ved sekvensielt å slå på portene G1 - G3 på de øvre armer (U+, V+, W+) på invertereren 21 samtidig som følerene H1, H2, H3 er av og ved sekvensielt å slå på portene G4 - G6 på de nedre armer (U-, V-, W-) på invertereren 21 samtidig som følerene H1, H2, H3 er på, slik som vist i fig. 5 (b). På denne måte blir rotasjonsretningen av rotoren 15 regulert.

Når de permanente magneter 17 som er anordnet på rotoren er krummet til en fasong av en bue, slik som vist i fig. 6, blir reluktansdreiemomentet kraftig utøvet. Derfor vil tilførsel av spenning som gjøres tidligere enn den elektriske vinkel på omtrent 40° el. være den mest effektive i noen tilfeller. Det anses at når følerene er anordnet ved at det legges preferanse på enten den normale retning eller den reverse retning avhengig av proposjoneringen mellom normal rotasjon og revers rotasjon av maskinen, kan den totale tilførsel senkes. Når det legges preferanse på den normale rotasjon kan derfor følerene anordnes slik at de fremskyndes med f.eks. en elektrisk vinkel på 40° i forhold til den normale rotasjon og være slik anordnet at de fremskyndes med en elektrisk vinkel på 20° under den reverse rotasjon ved drift av motoren.

Styringsdelen 20 finner motorens rotasjonstall ved å telle påvisningssignalene fra følerene H for påvisning av posisjonen av rotoren 15. På samme måte som når en børstemotor brukes, slik som beskrevet ovenfor, kan derfor posisjonen av hylsen 5 erkjennes uten å bruke posisjonspåvisende følere. Ved å avstemme matingen av hylsen 5 blir det kort sagt mulig å erkjenne en hvilken posisjon hylsen 5 har etter et visst antall normale rotasjoner av hylsen 5.

Med henvisning til flytskjemaet i fig. 7 kan det f.eks. forklares at matemotoren roteres for å mate tråden (trinn ST1) og når matemotoren har avsluttet en N1-rotasjon (trinn ST2) bedømmes det at tråden er blitt viklet omkring armeringsjern og matemotoren stanses i trinn ST3. Når tvinnemotoren roteres i den normale retning for å bevege hylsen fremover (trinn ST4) og når tvinnemotoren har avsluttet en N2-rotasjon bedømmes det at kroken er blitt beveget til posisjonen for å klemme omkring tråden (trinn ST5) og tvinnemotoren stanses i trinn ST6. Deretter roteres matemotoren i den reverse retning (trinn ST7) og når motoren har avsluttet en N3-rotasjon bedømmes det at slakken i tråden er blitt fjernet (trinn ST8). Rotasjonen av matemotoren stanses i trinn ST9 og tvinnemotoren roteres påny i den normale retning (trinn ST10).

Når tvinnemotoren har avsluttet en N4-rotasjon (trinn ST11) bedømmes det at hylsen er blitt beveget fremover opp til den posisjon hvor trådskjæreren kan arbeide og tråden er blitt kuttet. Når dreiemomentlasten har nådd en forutbestemt verdi i trinn ST12 bedømmes det at armeringsjernene er blitt bundet. I trinn ST13 frigjøres kroken fra tråden og samtidig roteres tvinnemotoren i den reverse retning for å returnere hylsen til dens opprinnelige stilling. Når tvinnemotoren har gjort ferdig en N5-rotasjon bedømmes det at hylsen har returnert til sin opprinnelig stilling (trinn ST14) og tvinnemotoren stanses i trinn ST15 for derved å avslutte bindearbeidssekvensen.

Dersom tråden har sviktet med hensyn til å binde armeringsjernene og har kommet til en tilstand infiltrert med kroken må strømmen slås av og kroken roteres for hånd for å fjerne tråden. I dette tilfelle kan problemet også håndteres på samme måte som ved den ovenfor beskrevne regulering av driften av motoren.

Siden rotorens posisjon er blitt påvist av følere kan rotorens rotasjonsposisjon bedømmes ut fra resultatet av påvisningen fra følerene. Ved å bedømme rotorens rotasjonsposisjon blir det mulig å bedømme rotasjonsposisjonen for kroken. Som vist i flytskjemaet i fig. 8 trykkes det derfor f.eks. på en feilfrigjøringsknapp (ikke vist) når det har oppstått en feil (trinn ST20). Når rotoren er rotert (trinn ST21) og når det bedømmes ut fra en kombinasjon av følerene H1, H3, H3 at rotoren har blitt rotert opp til en forutbestemt posisjon (frigjøringsposisjon) (trinn ST22) stanses motoren i trinn ST23. Følgelig blir det mulig å stanse kroken i den posisjon hvor tråden kan fjernes uten å rotere kroken for hånd og en operasjon for å fjerne problemet kan lett utføres i trinn ST24.

Styringsdelen 20 regulerer portene på invertereren 21 for derved å regulere den normale og reverse rotasjon av rotoren og samtidig regulere størrelsen av den elektriske strøm som flyter inn i motoren. Når motoren drives og rotasjonen ombyttes vil generelt en kraftig inntrengende strøm flyte og motoren vil bli oppvarmet med flyten av denne inntrengende strøm. Styringsdelen 20 overvåker og regulerer den inntrengende strøm for det formål å undertrykke denne varme.

Del (a) av fig. 9 viser en elektrisk strøm som flyter til tvinnemotoren 4 i en konvensjonell bindermaskin. T1 er tidsperioden hvor hylsen 5 forflyttes fremover ved rotasjon av motoren 4 i den normale retning, T2 er tidsperioden hvor tråden tvinnes for å binde armeringsjernene ved rotasjon av motoren 4 i den normale retning, og T3 er den tidsperiode hvor kroken 6 frigjøres fra den tvunnede tråd for å trekke hylsen 5 tilbake.

I den konvensjonelle bindermaskin vist i del (a) av fig. 9 flyter det en kraftig påtrengende strøm ved begynnelsen av hver tidsperiode. Med utførelsedseksempelet på oppfinnelsen er det imidlertid i tidsperioden T1 ikke nødvendig med et kraftig dreiemoment fordi bare hylsen 5 beveges fremover og belastningen er liten. Derfor settes grenseverdien for den elektriske strøm til 25A, slik som vist i del (b) av fig. 9. Med utførelseseksempelet på oppfinnelsen blir videre, slik som vist i del (c) av fig. 9 i tidsperioden T2 grenseverdien innstilt til 40A fordi et stort dreiemoment fordres for det formål å tvinne tråden for å binde armeringsjernene. I tidsperioden T3 er grenseverdien innstilt til 40A på tidspunktet for inntrengning fordi en kraftig bremsekraft er nødvendig, men grenseverdien innstilles tilbake til 25A fordi et kraftig dreiemoment ikke er nødvendig etter at rotasjonsretningen er blitt endret, og derved oppnås det en reduksjon av den effekt som må tilføres.

Som vist i blokkskjemaet i fig. 10 innstilles grenseverdiene for den elektriske strøm på forhånd i en strøminnstillingsdel 25. Styringsdelen 20 velger en innstillingsverdi "s" fra strøminnstillingsdelen 25 avhengig av det trinn hvor tvinnemotoren 4 befinner seg og sammenligner en faktisk målt verdi "d" av den elektriske strøm som flyter til motoren 4 med en innstilte verdi "s" i en sammenlignende krets 26. Når den målte verdi "d" overskrider den innstilte verdi "s" blir et strømbegrensende signal s2 lik Lo over en kort tidsperiode (omtrent noen hundre ps eller mindre) for umiddelbart deretter å gå tilbake til Hi. Skjønt den målte verdi "d" overskrider den innstilte verdi "s" blir Lo og Hi gjentatt. Dette strømbegrensende signal s2 er et inngangssignal til en OG-krets 27. Følgelig vil et drivsignal s3 som avgis fra styringsdeklen 20 bli avgitt som et inverteringsdrivsignal s4 for å drive invertereren 21 bare når det strømbegrensende signal 2s er Hi. Som et resultat blir det mulig å regulere den elektriske strøm ved å undertrykke spenningen tilført motoren ekvivalent gjennom en tidsdelt energitilførsel (såkalt PWM-styring).

I dette utførelseseksempel på oppfinnelsen blir, slik som vist i fig. 9, drivstrømmen begrenset til 25A f.eks. i tidsperioden T1 hvor hylsen 5 beveges fremover. I tidsperioden T2 hvor tråden tvinnes begrenses drivstrømmen til 40A. I tidsperioden T3 etter at tråden er blitt tvunnet blir drivstrømmen begrenset til 40A på det stadium hvor motoren roteres i den motsatte retning. Etter at rotasjonsretningen er endret blir drivstrømmen begrenset til 25A på samme måte som i tidsperioden T1 fordi bare hylsen 5 trekkes tilbake og et stort dreiemoment ikke er nødvendig. På denne måte reguleres den elektriske strøm som tilføres motoren på de respektive stadier.

Den ovenfor angitt grense av den elektrisk strøm kan f.eks. innstilles som motstandsverdier for en analog krets hvor grenseverdiene endres ved å forbinde en mengde motstander (idet de motstander som skal forbindes bestemmes av en mikrodatamaskin) for derved å variere referansespenningen på analog måte.

Videre blir det mulig å forutsi en nødvendig retarderende kraft ut fra antallet gjenværende rotasjoner opp til et målpunkt og en tillatelig tid ved å bruke det foreliggende rotasjonsmål for rotoren og en integrert verdi av denne oppnådd fra påvisningsresultatene fra følerene. Av denne grunn blir det mulig å nå målpunktet samtidig som bremsekraften (styrtestrømmen) undertrykkes til den laveste grense ved å justere tidsinnstillingen for begynnelsen av bremsingen, og derved kan motoren hindres fra å bli opphetet.

Som beskrevet ovenfor kan Hall-følerene som er nødvendig for å rotere motoren utnyttes ikke bare for rotering av motoren, men også for erkjennelse av maskinens tilstand. På denne måte kan posisjonsfølerene for den roterende motor brukes på en felles måte uten å anordne separate påvisende følere for å påvise maskinens tilstand, hvorved påvisning av posisjonen kan utføres elektrisk, og ikke mekanisk. Det blir derfor mulig å minske antallet følere. Som et resultat behøver følere ikke bli sammenstilt og heller ikke justert, og derved forbedres monteringsytelsen og antallet komponenter reduseres. Følgelig kan det realiseres et elektrisk drevet verktøy som har stabil og forbedret kvalitet.

Skjønt oppfinnelsen med utførelseseksempelet beskrevet ovenfor er blitt beskrevet med henvisning til en armeringsbindermaskin kan oppfinnelsen anvendes på annet elektrisk drevet verktøy, innbefattet bindermaskiner eller lignende som reguleres ved å rotere en motor både i normal retning og i revers retning.

Skjønt oppfinnelsen er blitt fullstendig beskrevet med henvisning til spesifikke utførelser er det klart for fagfolk på området at forskjellige endringer og modifikasjoner kan legges til uten å forlate oppfinnelsens idé og omfang.

Denne oppfinnelse er basert på en JP-patentsøknad som ble innlevert 5. april 2006 (JP-patentsøknad nr. 2006-104591), hvis innhold tas med her som referanse.

Industriell anvendelighet

Oppfinnelsen kan anvendes på elektrisk drevet verktøy og nærmere bestemt et elektrisk drevet verktøy hvor den arbeidende del drives ved å rotere en motor i normal og revers retning.

Liste over henvisningstall og -tegn

4 Motor

15 Rotor

16 Statortann

20 Styringsdel

21 Inverterer A Elektrisk drevet verktøy

H Føler

Claims

1. Armeringsbindermaskin (A) omfattende en matemotor (2) for mating av en tråd (100); en hylse (5) forsynt med en krok (6) for klemming og tvinning av tråden (100); og en tvinnemotor (4) for å bevege hylsen (5),karakterisert ved en føler (H) for påvisning av posisjonen av en rotor (15) i tvinnemotoren (4), hvorved rotasjonstallet og/eller rotasjonsposisjonen for tvinnemotoren (4) måles ved hjelp av et påvisningssignal fra føleren (H), og en posisjon av hylsen (5) erkjennes ut fra resultatet av en måling.

2. Armeringsbindermaskin (A) som angitt i krav 1, og hvor armeringsbindermaskinen (A) omfatter et begrensende utstyr (20) for å begrense den elektriske strøm som driver tvinnemotoren (4), idet det begrensende utstyr (20) regulerer den elektriske strøm slik at den elektriske strøm er innskrenket til begrensede strømverdier på i det minste to stadier.

3. Armeringsbindermaskin (A) som angitt i krav 1, og hvor armeringsbindermaskinen (A) omfatter i det minste tre følere (H), mens tvinnemotoren (4) omfatter en børsteløs motor.

4. Armeringsbindermaskin (A) som angitt i krav 3, og hvor følerene (H1, H2, H3) er anordnet i posisjoner fremskutt med en elektrisk vinkel på 30° ± e° fra en mellomliggende posisjon mellom respektive statortenner (16), mens en styringsdel (20) for å regulere rotasjonen av tvinnemotoren (4) styrer et drivsignal for å drive tvinnemotoren (4) på grunnlag av påvisningsresultatene om posisjonen av rotoren (15) ved hjelp av sensorene (H1, H2, H3), og hvor styringsdelen (20) velger et påvisningssignal fra følerene (H1, H2, H3) slik at sammenhengen mellom rotoren (15) og påvisningssignalet fra følerene (H1, H2, H3) er ekvivalente ved enten normal rotasjon eller revers rotasjon av rotoren (15).

5. Armeringsbindermaskin (A) som angitt i krav 4, og hvor armeringsbindermaskinen (A) omfatter et begrensende utstyr (20) for å begrense den elektriske strøm som driver tvinnemotoren (4), idet det begrensende utstyr (20) regulerer den elektriske strøm slik at den elektriske strøm er innskrenket til begrensede strømverdier på i det minste to stadier.