JP2002369404A - 電動工具のモータ駆動回路 - Google Patents
電動工具のモータ駆動回路Info
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- JP2002369404A JP2002369404A JP2001177819A JP2001177819A JP2002369404A JP 2002369404 A JP2002369404 A JP 2002369404A JP 2001177819 A JP2001177819 A JP 2001177819A JP 2001177819 A JP2001177819 A JP 2001177819A JP 2002369404 A JP2002369404 A JP 2002369404A
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- motor
- switch
- capacitor
- drive circuit
- motor drive
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- Pending
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Portable Power Tools In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータ制動時の起電力を有効利用し、電動工
具の連続作業時間を延長する。 【解決手段】 モータMの＋側電源入力端子にスイッチS
3と電気二重層コンデンサCを接続し、電気二重層コンデ
ンサCと電源電池BとをDC−DCコンバータ1を介して接続
する。起動スイッチS1をオンするとモータが起動し、起
動スイッチS1をオフ、スイッチS3をオンでモータMが制
動され、モータの起電力は電気二重層コンデンサに蓄え
られ、DC−DCコンバータ1によって電池電圧以上に昇圧
されて電源電池Bを充電する。
具の連続作業時間を延長する。 【解決手段】 モータMの＋側電源入力端子にスイッチS
3と電気二重層コンデンサCを接続し、電気二重層コンデ
ンサCと電源電池BとをDC−DCコンバータ1を介して接続
する。起動スイッチS1をオンするとモータが起動し、起
動スイッチS1をオフ、スイッチS3をオンでモータMが制
動され、モータの起電力は電気二重層コンデンサに蓄え
られ、DC−DCコンバータ1によって電池電圧以上に昇圧
されて電源電池Bを充電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動工具のモー
タ駆動回路に関するものであり、特に、制動時における
起電力の有効利用を図った電動工具のモータ駆動回路に
関するものである。
タ駆動回路に関するものであり、特に、制動時における
起電力の有効利用を図った電動工具のモータ駆動回路に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図3及び図4は、従来の電動工具のモータ
駆動回路を示し、図3においてS1は起動用のスイッチ、S
2は制動用のスイッチである。スイッチS1をオン、スイ
ッチS2はオフにて電源電池BからモータMへ電流が流れて
モータMが起動し、スイッチS1をオフ、スイッチS2をオ
ンすることによりモータMの電源入力端子がショートし
て電磁制動がかかり、モータMは急停止する。
駆動回路を示し、図3においてS1は起動用のスイッチ、S
2は制動用のスイッチである。スイッチS1をオン、スイ
ッチS2はオフにて電源電池BからモータMへ電流が流れて
モータMが起動し、スイッチS1をオフ、スイッチS2をオ
ンすることによりモータMの電源入力端子がショートし
て電磁制動がかかり、モータMは急停止する。
【０００３】図4は、モータMを正逆両方向に駆動するブ
リッジ形モータ駆動回路を示し、スイッチS1, S4をオ
ン、スイッチS2, S3はオフにてモータが一方向に回転
し、スイッチS2, S3をオン、スイッチS1, S4をオフする
とモータMが逆方向に回転する。また、スイッチS1, S2
をオフ、スイッチS3, S4をオンすることによりモータM
に電磁制動がかかってモータMは急停止する。
リッジ形モータ駆動回路を示し、スイッチS1, S4をオ
ン、スイッチS2, S3はオフにてモータが一方向に回転
し、スイッチS2, S3をオン、スイッチS1, S4をオフする
とモータMが逆方向に回転する。また、スイッチS1, S2
をオフ、スイッチS3, S4をオンすることによりモータM
に電磁制動がかかってモータMは急停止する。
【０００４】モータMは、制動されたときに発電機とし
て作用し、電源入力端子がショートされていることから
電気エネルギーはモータのコイルを発熱させて熱エネル
ギーとして消費される。
て作用し、電源入力端子がショートされていることから
電気エネルギーはモータのコイルを発熱させて熱エネル
ギーとして消費される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電動工具は作動負荷が
大きいため、モータの起動時に大電流が流れ、しかも、
頻繁に起動と停止を反復するので電力消費が多く、一回
の充電あたりの作業可能時間が短いという問題がある。
そこで、電動工具の連続作業時間を延長するために解決
すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記
課題を解決することを目的とする。
大きいため、モータの起動時に大電流が流れ、しかも、
頻繁に起動と停止を反復するので電力消費が多く、一回
の充電あたりの作業可能時間が短いという問題がある。
そこで、電動工具の連続作業時間を延長するために解決
すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記
課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、モータを制動する
際にモータのコイルに誘起される電力を蓄えるコンデン
サと、コンデンサの電圧を昇圧して電源電池を充電する
DC−DCコンバータを設け、モータとコンデンサとの間に
スイッチを設け、モータ駆動時に前記スイッチをオフ
し、モータ制動時に前記スイッチをオンする制御手段を
設けた電動工具のモータ駆動回路を提供するものであ
る。
達成するために提案するものであり、モータを制動する
際にモータのコイルに誘起される電力を蓄えるコンデン
サと、コンデンサの電圧を昇圧して電源電池を充電する
DC−DCコンバータを設け、モータとコンデンサとの間に
スイッチを設け、モータ駆動時に前記スイッチをオフ
し、モータ制動時に前記スイッチをオンする制御手段を
設けた電動工具のモータ駆動回路を提供するものであ
る。
【０００７】また、上記コンデンサの電荷を放電させる
放電線路並びに放電線路を開閉するスイッチを設け、DC
−DCコンバータの出力電圧が電池電圧以下に低下したと
きに前記スイッチを閉じてコンデンサの電荷を放電させ
る制御手段を設けた電動工具のモータ駆動回路を提供す
るものである。
放電線路並びに放電線路を開閉するスイッチを設け、DC
−DCコンバータの出力電圧が電池電圧以下に低下したと
きに前記スイッチを閉じてコンデンサの電荷を放電させ
る制御手段を設けた電動工具のモータ駆動回路を提供す
るものである。
【０００８】また、上記コンデンサは電気二重層コンデ
ンサである電動工具のモータ駆動回路を提供するもので
ある。
ンサである電動工具のモータ駆動回路を提供するもので
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。図１に示すように、起動用のスイ
ッチS1とモータMとの間からダイオードD1、スイッチS3
を経て電気二重層コンデンサCへ至る回生回路を設けて
あり、電気二重層コンデンサCに充電された電荷はDC−D
Cコンバータ1を経て電源電池Bへ充電される。スイッチS
4は電気二重層コンデンサCの電荷を放電するためのスイ
ッチである。
図に従って詳述する。図１に示すように、起動用のスイ
ッチS1とモータMとの間からダイオードD1、スイッチS3
を経て電気二重層コンデンサCへ至る回生回路を設けて
あり、電気二重層コンデンサCに充電された電荷はDC−D
Cコンバータ1を経て電源電池Bへ充電される。スイッチS
4は電気二重層コンデンサCの電荷を放電するためのスイ
ッチである。
【００１０】全てのスイッチS1, S2, S3, S4がオフの状
態からスイッチS1をオンすると、電源電池BからモータM
へ通電されてモータMが起動する。駆動停止の際は、ス
イッチS1をオフし、スイッチS3をオンすると、モータM
のロータの回転により発生する電気エネルギーが電気二
重層コンデンサCに蓄えられる。
態からスイッチS1をオンすると、電源電池BからモータM
へ通電されてモータMが起動する。駆動停止の際は、ス
イッチS1をオフし、スイッチS3をオンすると、モータM
のロータの回転により発生する電気エネルギーが電気二
重層コンデンサCに蓄えられる。
【００１１】電気二重層コンデンサCは、一般のコンデ
ンサに比べて体積あたりの静電容量が1000倍以上と極め
て高容量であり、間欠的に大電力を必要とする機器のア
シスト電源として、或いは太陽電池や夜間電力等の電力
貯蔵などに広く使用されており、ここではモータMの起
電力を吸収するのに十分な静電容量のものを用いること
により制動性能に影響を与える虞はない。
ンサに比べて体積あたりの静電容量が1000倍以上と極め
て高容量であり、間欠的に大電力を必要とする機器のア
シスト電源として、或いは太陽電池や夜間電力等の電力
貯蔵などに広く使用されており、ここではモータMの起
電力を吸収するのに十分な静電容量のものを用いること
により制動性能に影響を与える虞はない。
【００１２】電気二重層コンデンサCに蓄えられた電荷
は、DC−DCコンバータ1により電源電池Bの電圧よりも高
い電圧に昇圧され、電源電池Bが充電される。電気二重
層コンデンサCの電荷が電源電池Bに移動して電気二重層
コンデンサCの電圧が低下し、DC−DCコンバータ1の出力
電圧が電源電池Bの電圧以下となったときにスイッチS4
をオンして電気二重層コンデンサCの電荷を完全に放電
させる。これにより、次回の制動時に電気二重層コンデ
ンサCがモータMの起電力を十分に吸収でき、モータMの
オーバーランを防止できる。
は、DC−DCコンバータ1により電源電池Bの電圧よりも高
い電圧に昇圧され、電源電池Bが充電される。電気二重
層コンデンサCの電荷が電源電池Bに移動して電気二重層
コンデンサCの電圧が低下し、DC−DCコンバータ1の出力
電圧が電源電池Bの電圧以下となったときにスイッチS4
をオンして電気二重層コンデンサCの電荷を完全に放電
させる。これにより、次回の制動時に電気二重層コンデ
ンサCがモータMの起電力を十分に吸収でき、モータMの
オーバーランを防止できる。
【００１３】図2はブリッジ形モータ駆動回路を示し、
従来の回路におけるスイッチS1, S2,S3, S4に加えて、
モータMの両側入力端子はそれぞれダイオードD1, D2を
介してスイッチS5に接続され、スイッチS5を介して電気
二重層コンデンサCに接続している。スイッチS6は放電
用スイッチである。
従来の回路におけるスイッチS1, S2,S3, S4に加えて、
モータMの両側入力端子はそれぞれダイオードD1, D2を
介してスイッチS5に接続され、スイッチS5を介して電気
二重層コンデンサCに接続している。スイッチS6は放電
用スイッチである。
【００１４】全てのスイッチS1, S2, S3, S4, S5, S6が
オフの状態から、従来のブリッジ形モータ駆動回路と同
様にスイッチS1, S4をオンするとモータMが一方向に回
転し、逆にスイッチS2, S3をオンするとモータMが逆方
向に回転する。スイッチS1, S4をオンした状態からモー
タMを制動する際は、＋側のスイッチS1をオフし、−側
のスイッチ S4はオンのままスイッチS5をオンすると、
モータMの起電力はダイオードD2、スイッチS5を通って
電気二重層コンデンサCに蓄えられる。
オフの状態から、従来のブリッジ形モータ駆動回路と同
様にスイッチS1, S4をオンするとモータMが一方向に回
転し、逆にスイッチS2, S3をオンするとモータMが逆方
向に回転する。スイッチS1, S4をオンした状態からモー
タMを制動する際は、＋側のスイッチS1をオフし、−側
のスイッチ S4はオンのままスイッチS5をオンすると、
モータMの起電力はダイオードD2、スイッチS5を通って
電気二重層コンデンサCに蓄えられる。
【００１５】電気二重層コンデンサCに蓄えられた電荷
は、図1の回路と同様にDC−DCコンバータ1にて昇圧され
て電源電池Bを充電し、電気二重層コンデンサCの電圧が
低下してDC−DCコンバータ1の出力電圧が電源電池Bの電
圧以下となったときにスイッチS6をオンして電気二重層
コンデンサCを完全に放電させる。
は、図1の回路と同様にDC−DCコンバータ1にて昇圧され
て電源電池Bを充電し、電気二重層コンデンサCの電圧が
低下してDC−DCコンバータ1の出力電圧が電源電池Bの電
圧以下となったときにスイッチS6をオンして電気二重層
コンデンサCを完全に放電させる。
【００１６】また、スイッチS2, S3をオンしてモータM
を逆方向に回転駆動した状態からモータMを制動する際
は、＋側のスイッチS2をオフし、−側のスイッチ S3は
オンのままスイッチS5をオンすると、モータMの起電力
はダイオードD1、スイッチS5を通って電気二重層コンデ
ンサCに蓄えられ、前記と同様に電気二重層コンデンサC
に蓄えられた電荷は、DC−DCコンバータ1にて昇圧され
て電源電池Bを充電する。そして、DC−DCコンバータ1の
出力電圧が電源電池Bの電圧以下となったときにスイッ
チS6をオンして電気二重層コンデンサCを放電させる。
尚、上記のスイッチは、半導体スイッチであっても機械
式スイッチであってもよい。
を逆方向に回転駆動した状態からモータMを制動する際
は、＋側のスイッチS2をオフし、−側のスイッチ S3は
オンのままスイッチS5をオンすると、モータMの起電力
はダイオードD1、スイッチS5を通って電気二重層コンデ
ンサCに蓄えられ、前記と同様に電気二重層コンデンサC
に蓄えられた電荷は、DC−DCコンバータ1にて昇圧され
て電源電池Bを充電する。そして、DC−DCコンバータ1の
出力電圧が電源電池Bの電圧以下となったときにスイッ
チS6をオンして電気二重層コンデンサCを放電させる。
尚、上記のスイッチは、半導体スイッチであっても機械
式スイッチであってもよい。
【００１７】また、この発明は上記の実施形態に限定す
るものではなく、この発明の技術的範囲内において種々
の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたも
のに及ぶことは当然である。
るものではなく、この発明の技術的範囲内において種々
の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたも
のに及ぶことは当然である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動工具
におけるモータ駆動回路は、モータ制動時に発生する電
力をコンデンサに蓄えて電源電池を充電するので、作業
時間を延長することができるとともに、モータの起動時
の突入電流をコンデンサが補償して起動特性も向上する
など電動工具の性能向上に寄与する発明である。
におけるモータ駆動回路は、モータ制動時に発生する電
力をコンデンサに蓄えて電源電池を充電するので、作業
時間を延長することができるとともに、モータの起動時
の突入電流をコンデンサが補償して起動特性も向上する
など電動工具の性能向上に寄与する発明である。
【図１】本発明のモータ駆動回路の回路図。
【図２】本発明のブリッジ形モータ駆動回路の回路図。
【図３】従来のモータ駆動回路の回路図。
【図４】従来のブリッジ形モータ駆動回路の回路図。
S1, S2, S3, S4, S5, S6 スイッチ B 電源電池 C 電気二重層コンデンサ D1, D2 ダイオード M モータ 1 DC−DCコンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA04 AA07 BA02 CC02 DA07 DA18 FA08 GB03 5H530 AA12 BB34 CC18 CE16 CF01 EE05 EE10 5H571 AA14 BB02 CC01 CC09 EE01 FF04 HA04 HA07 HA20
Claims (3)
- 【請求項１】 モータを制動する際にモータのコイルに
誘起される電力を蓄えるコンデンサと、コンデンサの電
圧を昇圧して電源電池を充電するDC−DCコンバータを設
け、モータとコンデンサとの間にスイッチを設け、モー
タ駆動時に前記スイッチをオフし、モータ制動時に前記
スイッチをオンする制御手段を設けた電動工具のモータ
駆動回路。 - 【請求項２】 上記コンデンサの電荷を放電させる放電
線路並びに放電線路を開閉するスイッチを設け、DC−DC
コンバータの出力電圧が電池電圧以下に低下したときに
前記スイッチを閉じてコンデンサの電荷を放電させる制
御手段を設けた請求項１記載の電動工具のモータ駆動回
路。 - 【請求項３】 上記コンデンサは電気二重層コンデンサ
である請求項１または2記載の電動工具のモータ駆動回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177819A JP2002369404A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 電動工具のモータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177819A JP2002369404A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 電動工具のモータ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369404A true JP2002369404A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19018606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177819A Pending JP2002369404A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 電動工具のモータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369404A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005028568A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Hitachi Koki Co Ltd | 燃焼式動力工具 |
| JP2008062341A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nitto Kohki Co Ltd | 電動ドライバ及び電動ドライバ装置 |
| JP2010082763A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| JP2010269426A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| JP2011148064A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具及び電池パック |
| US11532285B2 (en) | 2019-04-01 | 2022-12-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display device and control method therefor |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177819A patent/JP2002369404A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005028568A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Hitachi Koki Co Ltd | 燃焼式動力工具 |
| JP4665432B2 (ja) * | 2003-06-20 | 2011-04-06 | 日立工機株式会社 | 燃焼式動力工具 |
| JP2008062341A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nitto Kohki Co Ltd | 電動ドライバ及び電動ドライバ装置 |
| JP4603521B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2010-12-22 | 日東工器株式会社 | 電動ドライバ及び電動ドライバ装置 |
| JP2010082763A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| JP2010269426A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| JP2011148064A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具及び電池パック |
| US11532285B2 (en) | 2019-04-01 | 2022-12-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display device and control method therefor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080327 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090519 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090929 |