JP6811850B2 - Motor control device and power tool - Google Patents
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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。 The present invention relates to a motor control device and an electric tool that use the electric power of an external power source for the operation and control of the motor.
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。 Today, motors are used in a wide range of fields such as home appliances and industrial applications. Among them, we are a portable electric device that operates a motor built in the main body by inserting a plug attached to the main body via an electric cord into an outlet and receiving power from an external power supply such as a commercial AC power supply. There are many around us. In general, in this type of electric device, the user can manually operate the on / off switch provided in the main body to control the operation / stop of the device at his / her own will.
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。 However, the user may inadvertently insert the plug into the outlet with the on / off switch turned on, and in this case, if the motor of the electric device is suddenly started, various problems may occur. The same applies when the external power supply suddenly loses power during the operation of the device and the motor stops, and immediately after that, the power failure recovers and the motor restarts unexpectedly.
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)。
Conventionally, in the field of power tools, in order to improve safety and workability, a motor control device having a function of preventing the motor from unexpectedly starting or restarting when the outlet plug is inserted or removed or when a power failure is restored has been used. Various have been developed (
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。 In the above-mentioned external power supply type portable electric equipment, when the outlet plug is inserted or removed or a temporary power failure occurs, the plug is reinserted after a while (generally several seconds or more) after the motor is stopped. Alternatively, when the power failure is restored, the motor control device resets once to respond, so that it is possible to prevent the motor from being unexpectedly started or restarted. However, if the power failure is restored or the plug is reinserted within 1 to 2 seconds after the motor is stopped, the motor controller is unstable or the plug is reinserted without resetting under an indefinite operating voltage. As a result of responding to recovery from a power failure or power failure, the motor may be unexpectedly started or restarted against the intention of the user.
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。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a motor control device and an electric tool provided with the motor control device which can prevent the start or restart of the motor unintentionally by the user. provide.
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。 The motor control device according to the first aspect of the present invention is provided on and off electrically with the external power supply in series with the motor in order to control the operation of the motor that rotates by receiving power from the external power supply. The switch, the operating voltage generation circuit that inputs the power from the external power source and outputs the DC operating voltage, and the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor are monitored. A motor control device including a first monitoring unit that generates a first monitor signal indicating whether or not power is supplied from the external power supply to the power supply line, and monitors the operating voltage, and the above-mentioned Information on a second monitoring unit that generates a second monitor signal indicating whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than a preset monitoring value, and information on the first monitoring signal that operates under the operating voltage. It is characterized by having a control unit that controls the start and stop of the motor based on the information of the second monitor signal.
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。 In the motor control device having the above configuration, the first monitoring unit monitors the status of the on / off switch or the status of the power supply line between the on / off switch and the motor, and the second monitoring unit monitors the voltage level of the operating voltage. The control unit double-checks the first monitor signal from the first monitoring unit and the second monitor signal from the second monitoring unit to control the start and stop of the motor. Even if the power input of the motor is suddenly stopped and restarted immediately, it is possible to properly and surely prevent the motor from being started or restarted unintentionally by the user.
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。 The motor control device according to the second aspect of the present invention is provided on and off electrically with the external power supply in series with the motor in order to control the operation of the motor that rotates by receiving power from the external power supply. A switch, an operating voltage generation circuit that inputs power from the external power source and outputs a DC operating voltage, and a second that monitors the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor. A motor control device including one monitoring unit, which operates under the operating voltage and a second monitoring unit that monitors whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than a preset monitoring value. It has a control unit that controls the start and stop of the motor based on the monitoring information from the first and second monitoring units, and the control unit has a voltage level of the operating voltage from the second monitoring unit. When the monitoring information that the on / off switch is switched from the off state to the on state is issued from the first monitoring unit under the state that the monitoring information is higher than the monitoring value, the said The motor is started in response to the monitoring information from the first monitoring unit, and the control unit outputs monitoring information that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitoring value from the second monitoring unit. When the monitoring information indicating that the input of power from the external power source to the power supply line is cut off is issued from the first monitoring unit, the first monitoring unit does so. The motor is stopped in response to the monitoring information, and the control unit is under a state in which the monitoring information that the voltage level of the operating voltage is lower than the monitoring value is issued from the second monitoring unit. The motor is not started even if the first monitoring unit issues monitoring information that the input of electric power from the external power source to the power supply line has been started or restarted.
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。 In the motor control device having the above configuration, the first monitoring unit monitors the status of the on / off switch or the status of the power supply line between the on / off switch and the motor, and the second monitoring unit monitors the voltage level of the operating voltage. The control unit double-checks the monitoring information from the first monitoring unit and the monitoring information from the second monitoring unit to control the start and stop of the motor, so that the power input from the external power supply can be input. Even if the motor is suddenly stopped and restarted immediately, it is possible to properly and surely prevent the motor from being started or restarted unintentionally by the user.
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。 The electric tool according to the first aspect of the present invention includes a main body, a movable tool attached to the main body so as to perform a constant movement, and the main body for driving the tool by receiving power supplied from an external power source. And an on / off switch provided in the main body to control the operation of the motor by receiving power supplied from the external power source and electrically provided in series with the motor with respect to the external power source. Monitors the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor with the operating voltage generation circuit that inputs power from the external power source and outputs a DC operating voltage, and the external An electric tool including a motor control device having a first monitoring unit that generates a first monitor signal indicating whether or not power is supplied from a power source to the power supply line, wherein the motor control device is Operates under the operating voltage with a second monitoring unit that monitors the operating voltage and generates a second monitor signal indicating whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than a preset monitoring value. It is characterized by having a control unit that controls the start and stop of the motor based on the information of the first monitor signal and the information of the second monitor signal.
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。 In the power tool having the above configuration, by having the motor control device according to the first aspect of the present invention, even if the input of electric power from the external power source is suddenly stopped and immediately restarted, the motor is started unintentionally by the user. Alternatively, restarting can be prevented properly and surely, and safety and workability can be improved.
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。 The electric motor according to the second aspect of the present invention includes a main body, a movable tool attached to the main body so as to perform a constant movement, and the main body for driving the tool by receiving power supplied from an external power source. And an on / off switch provided in the main body to control the operation of the motor by receiving power supplied from the external power source and electrically provided in series with the motor with respect to the external power source. A first monitor for monitoring the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor, and an operating voltage generation circuit that inputs power from the external power source and outputs a DC operating voltage. An electric tool including a motor control device having a monitoring unit, the second monitoring unit that monitors whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than a preset monitoring value, and under the operating voltage. It has a control unit that operates and controls the start and stop of the motor based on the monitoring information from the first and second monitoring units, and the control unit has the operating voltage from the second monitoring unit. When the monitoring information that the on / off switch has been switched from the off state to the on state is issued from the first monitoring unit under the state that the monitoring information that the voltage level of is higher than the monitoring value is issued. Activates the motor in response to the monitoring information from the first monitoring unit, and the control unit monitors that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitoring value than the second monitoring unit. When the first monitoring unit issues monitoring information that the input of power from the external power supply to the power supply line is cut off under the state where the information is output, the first monitoring unit The motor is stopped in response to the monitoring information from the second monitoring unit, and the control unit is in a state where the monitoring information that the voltage level of the operating voltage is lower than the monitoring value is issued from the second monitoring unit. Below, even if the first monitoring unit issues monitoring information that the input of electric power from the external power source to the power supply line has been started or restarted, the motor is not started.
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。 In the power tool having the above configuration, by having the motor control device according to the second aspect of the present invention, even if the input of electric power from the external power source is suddenly stopped and immediately restarted, the motor is started unintentionally by the user. Alternatively, restarting can be prevented properly and surely, and safety and workability can be improved.
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。 According to the motor control device of the present invention, with the above configuration and operation, it is appropriate to start or restart the motor unintentionally by the user in response to the stop of the input of the electric power from the external power source and the restart of the input immediately after. It can be reliably prevented.
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。 According to the power tool of the present invention, it is possible to properly and surely prevent the start or restart of the motor unintended by the user by the above-mentioned configuration and operation, and to improve safety and workability.
以下、添付図を参照して本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[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。[Appearance configuration of power tools]
FIG. 1 shows the appearance of an electric belt grinder as an electric tool according to an embodiment of the present invention. The
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。
The
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。
The on / off
[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。[Configuration of motor control device]
FIG. 2 shows a block diagram of the system configuration of the
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VE(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。The
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。
The
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VCC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VCC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。The operating
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。
The
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。
The reference
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。
The motor rotation
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。
The SW /
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VCCと同じ電圧を入力してこれを監視し、動作電圧VCC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。The operating
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VCC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。As described above, the
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。
FIG. 3 shows a specific circuit configuration of the
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。
The zero
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。
The
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。
As described above, the
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VCC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。As a preferred embodiment, the SW /
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VCC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VH(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VL(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VLとHレベル閾値VHとの間にあるときは、不定である。In the SW /
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。
In this way, the SW /
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VCCの電圧レベルをあらかじめ設定した監視値VK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VCCの電圧レベルが監視値VK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VCCの電圧レベルが監視値VK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VCCの電圧レベルが監視値VK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VKは、主制御部36が正常に機能できる動作電圧VCCの限界値よりも高い値に設定される。たとえば、動作電圧VCCの定格値VSが5ボルトの場合、監視値VKは4.5ボルトに設定される。The operating
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。
The
[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。[Action of motor control device]
Next, the operation of the
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。
FIG. 4 is a flowchart showing a basic control procedure of the
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VCCが出力される。このとき、動作電圧VCCはそれまでの0ボルトから瞬時に定格値VS(DC5ボルト)に立ち上がる。この動作電圧VCCが定格値VSに立ち上がると、動作電圧VCC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。In the
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S101)。この初期化の中で、単位ディレイ時間TPの設定値(たとえば10ms)およびディレイ回数NS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SR)。なお、単位ディレイ時間TPは、後述する監視値到達時間TK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S102)。The
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t0)、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t0で、動作電圧VCC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TPの経過(ステップSF)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S103)。この時、動作電圧VCCは定格値(5ボルト)に立ち上がっており、MV=“H”である。As shown in FIG. 5, normally, when the user plugs the
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SP→S104c→S105→S102→SF→S103→SP→‥)を5周して、ディレイ回数Nが設定回数NS(5回)に達すると、つまり時点t0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SP→S106)、それからループ[D](ステップS107→S108→S107→‥)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。The
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t1)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。As shown in FIG. 5, the SW / AC monitor signal MS changes from the H level to the L level when the user turns on the on / off switch 22 (time point t 1 ). At this time, in the SW /
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t1)、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S107→S109)。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S109→S110→S111→S109→‥)を回り続けて、モータ30の回転動作を継続する。When the SW / AC monitor signal MS changes from the H level to the L level (time point t 1 ), the
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。
While the rotation operation of the
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t2)、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。Then, grinding is completed by the electric belt grinder, when the user turns off the on-off switch 22 (time t 2), SW / AC monitor signal MS changes from the L level to it H-level. At this time, in the SW /
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S110→S112)。そして、ディレイ回数の初期化(N=0)を行い(ステップS113→SR)、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NS(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SP→S106)、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。When the SW / AC monitor signal MS changes from the L level to the H level, the
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t3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VCC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VCCは一定の時定数で漸次的に低下する。そして、動作電圧VCC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。In the example shown in FIG. 5, later at time t 3 when passed example more than a few seconds, indicating that the user is unplugged 14 from the outlet. In this case, when the
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t0)に、動作電圧生成回路40が動作電圧VCCを定格値VS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。FIG. 6 shows a case where the user plugs the
この場合、主制御部36は、初期設定(ステップS101)の直後にSW/ACモニタ信号MSを読み取ると(ステップS102)、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S102→S104a→SR→S102→S104a‥‥)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。In this case, when the
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NS(5回)に達すると、つまり時点t0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SP→S106)、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。Then, when the user switches the on / off
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t1)、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S107→S109)、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S110→S112)。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。Then, when the user turns on the on / off switch 22 (time point t 1 ), the SW / AC monitor signal MS changes from the H level to the L level, so that the user exits the loop [D] and starts the motor 30 (step S 107). → S 109 ), it goes around in the loop [E] and continues the rotational operation of the
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。
As described above, in this embodiment, even if the user plugs the
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ta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VCC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VSから指数関数的に低下する。By the way, as shown in FIG. 7, while the rotation operation of the
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S110→S112)。In this way, at the same time as the input of the AC power E is stopped, in the SW /
図7の例では、AC電力Eの入力が停止した時点taから動作電圧VCCの電圧レベルが所定の監視値VKを割るまでの一定時間(監視値到達時間)TK(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taから40msを経過した時点tC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。In the example of FIG. 7, AC power E input a certain time until the voltage level of the operating voltage V CC from the time t a which is stopped dividing the predetermined monitoring value V K of (monitoring point arrival time) T K (e.g. 30 ms) time immediately after elapsed, at a time t C has elapsed 40ms example from AC power input stop time t a, the user again plug 14 into the outlet, the input of the AC power E indicates the case where the resume.
この場合、時点tC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VCCを一瞬に定格値VS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VS付近まで上昇した後、動作電圧VCC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VHを割るまでは、MS=“H”と判断する。In this case, the input of the AC power E from
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S113→SR)、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TK(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S103→S104b→SR→S102→SF→S103→‥)に移る。そして、直後の時点tc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S103→SP)。この時、ディレイ回数がまだ設定回数NS(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SP→S104c→S105→S102)。そうすると、MS=“L”であるため、ループ[A](ステップS102→S104a→SR→‥)に入り、その後もループ[A]内を回り続ける。The processing procedure of the
この実施例では、AC電力Eの入力再開時点tcが単位ディレイ時間(10ms)にディレイ設定回数NS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S106)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taから40msを経過した時点tb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S103→S104b→SR→‥)。その後、時点tc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S103→SP)、ディレイ回数が設定回数NS(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SP→S104c→S105→S102)。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S102→S104a→SR→‥)、その後もループ[A]内に留まる。In this embodiment, even when only the AC power E input restart time t c is a unit delay time (10 ms) the delay set number N S of multiplying the time (50 ms), the
図8の例は、AC電力Eの入力が停止した時点taから監視値到達時間TK(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taから20msを経過した時点)tβ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。Example of FIG. 8, (after the lapse of e.g. 20ms from the AC power input stop time t a) input the previous time from the expiration of the monitoring point arrival time T K (30 ms) from the time t a which is stopped in the AC power E At t β, the case where the user reinserts the
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S113→SR)、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S102,S103)。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TK(30ms)前の時点tβ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S103→S104c→S105→S102)。そうすると、SW/ACモニタ信号MSも時点tβ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。The processing procedure of the
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VCCの電圧レベルが所定の監視値VK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。As described above, in this embodiment, the
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。
As a result, even if the
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。
When the
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S103)、ディレイ関連工程(ステップSR,SF,SP)、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tc)、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S106→S109)。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。Incidentally, as a comparative example, when the operating
[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。[Other embodiments or modifications]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in a specific embodiment without departing from the technical idea and scope of the present invention.
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SR)、ディレイ回数チェック工程(ステップSP)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SG)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SF)におけるディレイ時間TPは監視値到達時間TK(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。For example, in the above embodiment, the control procedure (FIG. 4) of the
すなわち、図7の場合は、AC電力Eの入力が停止した時点taからディレイ時間TPを計時している間に、監視値到達時間TK(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TP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S103→S104b→S102→SF→S103→S104b‥‥)に入る。そして、この後の時点tc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S102→S104a→S102‥)に入り、その後もループ[A]内に留まる。That is, in the case of FIG. 7, while the input of the AC power E is clocking the delay time T P from the time point t a which is stopped, has passed the monitoring point arrival time T K (30 ms) is the operating voltage monitoring signal MV changes from H level to L level. If a result, checking the operating voltage monitor signal MV after a delay time T P, since it is MV = "L", the loop [B] (Step S 103 → S 104b → S 102 → S F →
また、図8の場合は、AC電力Eの入力が停止した時点taからディレイ時間TPを計時している間に、時点tβ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S103)、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SG→S104a→S102‥)に入り、その後もループ[A]内に留まる。In the case of FIG. 8, while the input of the AC power E is clocking the delay time T P from the time point t a which is stopped, and the input of AC power E at time t beta resumes operating voltage monitoring signal Although MV is changed from L level to H level (step S 103), since the SW / AC monitor signal MS is in the L level, the loop [a] through via loop [F] (step S G → S 104a → S 102 ...), and then stay in the loop [A].
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。
Regarding the circuit around the
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。 The electric belt grinder in the above embodiment is an example of the electric tool of the present invention, and the present invention is a power source such as an electric chamfer, a disc grinder, a disc grinder, a peeling machine, a cutting machine, a hole punch, and the like. It can be applied to any power tool of the external power supply type that uses a motor. Further, the motor control device of the present invention is applicable not only to electric tools but also to any external power supply type electric device using a motor as a power source.
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
34 AC電源
36 主制御部
38 モータ制御回路
40 動作電圧生成回路
46 SW/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1
Claims (18)
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。In order to control the operation of a motor that rotates by receiving power from an external power supply, an on / off switch provided electrically in series with the motor and power from the external power supply are input to the external power supply. The operating voltage generation circuit that outputs a DC operating voltage and the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor are monitored, and power is supplied from the external power source to the power supply line. It is a motor control device including a first monitoring unit that generates a first monitor signal indicating whether or not the power is on.
A second monitoring unit that monitors the operating voltage and generates a second monitor signal indicating whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than a preset monitoring value.
A motor control that operates under the operating voltage and has a control unit that controls the start and stop of the motor based on the information of the first monitor signal and the information of the second monitor signal. apparatus.
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。The current detection unit has a photocoupler provided in the branch circuit.
The phototransistor of the photocoupler has a first terminal connected to the voltage supply terminal of the operating voltage via a resistor and a second terminal connected to the ground potential terminal, and the first terminal. The first monitor signal is obtained.
The motor control device according to claim 2.
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。The first monitor signal is generated as a binary signal having a first threshold value set between the rated value of the operating voltage and the ground potential and a second threshold value lower than the first threshold value.
When the voltage level of the first monitor signal is higher than the first threshold value, the control unit determines that the first monitor signal has the first logical value, and determines that the first monitor signal has the first logical value. When the voltage level of the monitor signal is lower than the second threshold value, it is determined that the first monitor signal has the second logical value.
The motor control device according to claim 3.
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。The control unit sets the first monitor signal from the first logical value to the second under the condition that the second monitor signal indicates that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitor value. When the value changes to the logical value, the motor is started and the motor is started.
The control unit sets the first monitor signal from the second logical value to the first under the condition that the second monitor signal indicates that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitor value. When the value changes to the logical value, the motor is stopped.
The motor control device according to claim 4.
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。A switching element is provided that is electrically connected in series with the motor and the on / off switch to the external power supply.
The control unit controls the rotational operation of the motor by switching the switching element at a constant frequency, and turns off the switching element when the motor is stopped.
The motor control device according to claim 1.
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。The external power source is an AC power source.
The operating voltage generation circuit has an AC / DC conversion circuit that converts AC power input from the AC power supply into DC power.
The AC / DC conversion circuit has a capacitor in its output stage, and outputs the charging voltage of the capacitor as the operating voltage.
The motor control device according to claim 1.
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。In order to control the operation of the motor that rotates by receiving power from the external power supply, an on / off switch provided electrically in series with the motor and the power from the external power supply are input to the external power supply. A motor control device including an operating voltage generation circuit that outputs a DC operating voltage and a first monitoring unit that monitors the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor. ,
A second monitoring unit that monitors whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than the preset monitoring value, and
It has a control unit that operates under the operating voltage and controls the start and stop of the motor based on the monitoring information from the first and second monitoring units.
In the control unit, the on / off switch is turned off by the first monitoring unit under a state in which the second monitoring unit has issued monitoring information that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitoring value. When the monitoring information indicating that the state has been switched to the on state is issued, the motor is started in response to the monitoring information from the first monitoring unit.
In a state where the second monitoring unit issues monitoring information that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitoring value, the control unit receives the monitoring information from the external power source from the first monitoring unit. When the monitoring information that the input of electric power to the power supply line is cut off is issued, the motor is stopped in response to the monitoring information from the first monitoring unit.
In a state where the second monitoring unit has issued monitoring information that the voltage level of the operating voltage is lower than the monitoring value, the control unit has the external power supply from the first monitoring unit. Even if the monitoring information that the input of power to the power supply line is started or restarted is issued, the motor is not started.
A motor control device characterized by the fact that.
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。With the main body
A movable tool attached to the main body to perform a constant movement,
A motor provided in the main body for driving the tool by receiving power supplied from an external power source, and
An on / off switch provided in the main body to control the operation of the motor by receiving power supplied from the external power source and electrically connected to the motor in series with the external power source, and an on / off switch from the external power source. The operating voltage generation circuit that inputs power and outputs DC operating voltage and the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor are monitored, and the power supply line is on the power supply line from the external power supply. A motor control device having a first monitoring unit that generates a first monitoring signal indicating whether or not power is supplied to the motor.
It is a power tool equipped with
A second monitoring unit in which the motor control device monitors the operating voltage and generates a second monitoring signal indicating whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than a preset monitoring value, and the operating voltage. It has a control unit that operates under the above and controls the start and stop of the motor based on the information of the first monitor signal and the information of the second monitor signal.
A power tool that features that.
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。With the main body
A movable tool attached to the main body to perform a constant movement,
A motor provided in the main body for driving the tool by receiving power supplied from an external power source, and
An on / off switch provided in the main body to control the operation of the motor by receiving power supplied from the external power source and electrically connected to the motor in series with the external power source, and an on / off switch from the external power source. A motor having an operating voltage generation circuit that inputs power and outputs a DC operating voltage, and a first monitoring unit that monitors the state of the on / off switch or the state of the power supply line between the on / off switch and the motor. Control device and
It is a power tool equipped with
A second monitoring unit that monitors whether the voltage level of the operating voltage is higher or lower than the preset monitoring value, and
A control unit that operates under the operating voltage and controls the start and stop of the motor based on the monitoring information from the first and second monitoring units.
Have,
In the control unit, the on / off switch is turned off by the first monitoring unit under a state in which monitoring information that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitoring value is issued by the second monitoring unit. When the monitoring information indicating that the state has been switched to the on state is issued, the motor is started in response to the monitoring information from the first monitoring unit.
In a state where the second monitoring unit issues monitoring information that the voltage level of the operating voltage is higher than the monitoring value, the control unit receives the monitoring information from the external power source from the first monitoring unit. When the monitoring information that the input of electric power to the power supply line is cut off is issued, the motor is stopped in response to the monitoring information from the first monitoring unit.
In a state where the second monitoring unit has issued monitoring information that the voltage level of the operating voltage is lower than the monitoring value, the control unit has the external power supply from the first monitoring unit. Even if the monitoring information that the input of power to the power supply line is started or restarted is issued, the motor is not started.
A power tool characterized by that.
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CN118235323A (en) | Torque protection mechanism for brushless motor |
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