JPH07308871A

JPH07308871A - 電動工具

Info

Publication number: JPH07308871A
Application number: JP6102694A
Authority: JP
Inventors: Yasuro Hirose; 康郎広瀬
Original assignee: Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】入力電圧の変動に追随してモータの過電流に
よる焼損防止のための基準電流値を変化させ、常にモー
タの特性を有利に発揮させつつ、モータの過電流による
焼損を防止する。【構成】ハウジング内にモータ４７が内蔵される。カ
バー５２は、工具本体４１の使用時に於ける上部に相当
する箇所に設けられる。カバー５２の内部には、ＬＥＤ
基板５３が配置され、ＬＥＤ５４の点灯状態或いは消灯
状態を、使用者が上方から視認できるようにされてい
る。ＬＥＤ基板５３には、点灯状態を制御するための信
号線５５が、工具本体４１に駆動電力を供給するケーブ
ル５６を介して制御装置４２と接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの駆動装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例として、グラインダ等の高周波電動工
具（以下、電動工具）に於いて、従来から、モータの過
電流による焼損防止を図るために、モータの駆動回路中
に備えられるマイクロコンピュータに過電流を判定する
ための基準電流値を設定している。また、この駆動回路
は、モータの負荷電流を検出する電流回路と、電流検出
回路によって検出されたモータの負荷電流の電流値を予
め定める基準電流値と比較し、検出された負荷電流値が
前記基準電流値を超えた場合、過電流と判断して過電流
検出信号と出力する過電流検出回路とを備えている。こ
の従来例のモータの駆動回路では、前記過電流検出回路
から過電流検出信号が出力された場合、インバータ部か
らの出力電圧および出力周波数を低下させ、モータのす
べりを大きくして、モータを一時的に停止させるか、或
いは、サーマルリレーを備えるようにして、過電流時に
サーマルリレーを作動させ、モータをトリップさせるか
のいずれかの動作を行って、モータの過電流による焼損
の防止を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来例のモータの駆動
回路では、モータの過電流による焼損防止のために設定
されている前記基準電流値は、前記インバータ部への入
力電圧がどのような条件に設定されても固定された値で
ある。このため、例として２００Ｖ仕様で変動±１０％
の入力電圧が、モータの駆動回路に供給される場合、モ
ータの特性に有利な入力電圧２２０Ｖの場合でも、モー
タの特性に不利な入力電圧１８０Ｖのときと同様に前述
した焼損防止動作を行う。このため、前記入力電圧２２
０Ｖのときに有利に発揮されるはずのモータの特性が、
実際には発揮されないという不具合を生じている。

【０００４】また、従来の電動工具は、使用者が保持す
る電動工具本体にケーブルを介して、駆動電力が供給さ
れている。工具本体はモータを内蔵しており、モータの
回転軸に回転駆動される円盤状の丸ヤスリ等が固定され
ている。

【０００５】従来の電動工具に於いて、前述したような
モータへの過電流が発生したとき、電動工具本体にこの
過電流状態を報知する構成は備えられておらず、過電流
の発生に対して使用者が適切で迅速な対応処置を行うこ
とができないという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決しようとして
成されたものであり、モータの過電流状態が発生したと
き、使用者がこの過電流状態を容易に認識することがで
き、過電流の発生に対して使用者が適切で迅速な対応処
置を行うことができる電動工具を提供することが本発明
の目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動工具は、モ
ータが内蔵され作業を行う工具本体と、該モータに駆動
電力を供給すると共に、モータの過電流状態を検出し、
過電流信号を出力する制御部とを備え、該工具本体に、
該制御部からの過電流信号に対応して過電流状態を報知
する報知手段が設けられており、そのことによって、上
記目的を達成することができる。

【０００８】本発明に於いて、前記報知手段は、工具本
体の上端部に配置されている場合がある。

【０００９】

【作用】本発明によれば、工具本体に内蔵されているモ
ータが、制御部からの駆動電力によって回転駆動されて
作業を行うとき、制御部はモータの過電流状態を検出
し、過電流信号を出力する。過電流信号が出力されたと
き、工具本体に設けられている報知手段によって、制御
部からの過電流信号に対応して過電流状態を使用者に報
知する。これにより、モータに過電流状態が発生したと
き、使用者がこの過電流状態を容易に認識することがで
き、過電流の発生に対して使用者が適切で迅速な対応処
置を行うことができる。

【００１０】

【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。本
実施例は、例としてグラインダなどの高周波電動工具
（以下、電動工具）として説明されるが、本発明は、こ
の実施例に限定されるものではない。図１に本発明の一
実施例の電動工具１の電気的構成を示す系統図を示す。
本実施例に於いて、電動工具１は、使用者が保持して研
磨などの作業を行う工具本体４１と、工具本体４１がケ
ーブル５６で接続されている制御装置４２とを含んで構
成される。

【００１１】工具本体４１は、例として円筒形状のハウ
ジング４３を備え、いわゆるポット型の形状を構成す
る。ハウジング４３内に固定子４４および回転子４５が
配置され、モータ４７を構成している。前記回転子４５
に固定された回転軸４６は、ベアリング４７、４８によ
ってハウジング４３に回転自在に取り付けられる。回転
軸４６の一端はハウジング４６から外方に突出し、支持
台４９が固定され、固定台４９から更に突出した回転軸
４６の先端付近に丸ヤスリ５０が装着され、固定具５１
で前記支持台４９との間で挟まれて固定される。

【００１２】ハウジング４６の前記丸ヤスリ５０が配置
されている側と反対側には、カバー５２が固定される。
カバー５２は、工具本体４１の使用時に於ける上部に相
当する箇所に設けられることになる。カバー５２の内部
には、ＬＥＤ基板５３が配置され、該ＬＥＤ基板５３に
はＬＥＤ５４が設けられる。ＬＥＤ５４は、カバー５２
から突出するなどして、その点灯状態或いは消灯状態
を、工具本体４１を使用する際に、使用者が上方から視
認できるようにされている。前記ＬＥＤ基板５３には、
ＬＥＤ５４の点灯状態を制御するための信号を外部から
供給するための信号線５５が接続され、信号線５５は工
具本体４１に駆動電力を供給するケーブル５６を介し
て、前記制御装置４２と接続される。

【００１３】図２は、本実施例の電動工具１の電気的構
成を示すブロック図である。電動工具１は、図２に於け
るモータ４７とＬＥＤ基板５３とを含む図１に示される
工具本体１と、図２に於ける残余の構成を含む図１に示
される制御装置４２とを含んで構成される。制御装置４
２には、例として２００Ｖ仕様で変動±１０％の入力電
圧を出力する三相交流電源（以下、電源）２が接続され
る。電源２からの前記駆動電圧が供給される電源ライン
６０は、フューズ２、変流器４、およびＯＮ／ＯＦＦス
イッチ（以下、電源スイッチ）５を直列に介して整流器
８に接続される。また、電源ライン６０には、バリスタ
基板７が並列に接続される。

【００１４】整流器８の出力端に接続されている一対の
電源ライン６１の一方の電源ライン６１には、リレー９
が直列に接続され、一対の電源ライン６１には、容量６
２および抵抗６３を備え、インバータ回路１１への入力
電圧を検出するための入力電圧検出部１６および変流器
１０が直列に接続され、例として、各相毎に２段のパワ
ートランジスタ等を備えて構成されるインバータ回路１
１の入力端に接続される。インバータ回路１１の出力端
に接続される３本の電源ライン６４の内の２本の電源ラ
イン６４に関して変圧器２８が接続され、インバータ回
路１１からの出力電圧が出力される。前記電源ライン６
４は、前記モータ４７に接続され、モータ４７にはソフ
トスタートスイッチ１３が設けられる。

【００１５】前記変流器４の出力端は地絡検出回路１９
が接続され、地絡検出回路１９の出力は、後述するよう
にモータ４７をトリップさせることにより、モータ４７
の過電流による焼損を防止するための保護機能制御回路
３０に入力される。

【００１６】前記リレー９に関連してリレー駆動回路２
０が設けられ、リレー駆動回路２０には後述するＣＰＵ
１５の出力が供給され、後述するようにモータ４７が過
電流状態で駆動され、焼損の危険性が発生したときに、
ＣＰＵ１５によってリレー駆動回路２０を介してリレー
９が遮断され、整流器８からインバータ回路１１への駆
動電力の供給が遮断される。

【００１７】前記入力電圧検出部１６の出力は、ＤＣ−
ＤＣコンバータ制御電源部１７に入力され、その出力は
電圧検出回路１８に入力され、整流器８からインバータ
回路１１に入力される入力電圧値が検出される。電圧検
出回路１８の出力は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変
換器２１に入力され、前記入力電圧値がデジタル信号に
変換されて前記ＣＰＵ１５に入力されると共に、前記保
護機能制御回路３０に入力される。変流器１０の出力
は、過電流検知回路２２に入力され、過電流検知回路２
２の出力は、前記保護機能制御回路３０、および前記Ａ
／Ｄ変換器２１に入力される。

【００１８】前記変圧器２８の出力は、出力電流フィー
ドバック回路２９を介して、前記Ａ／Ｄ変換器２１でデ
ジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は、前
記ＣＰＵ１５に入力される。ＣＰＵ１５は、ＰＷＭジェ
ネレータ２３を制御して、モータ４７を所定の回転速度
で回転駆動するためのパルス幅変調信号を作成する。こ
のＰＷＭジェネレータ２３の出力は、デッドタイム作成
回路２４に入力され、インバータ回路１１に於けるトラ
ンジスタのＯＮ／ＯＦＦの切り替え時の不安定状態を解
消するためのデッドタイムを設定する。デッドタイム作
成回路２４の出力は、バッファ２５を介して、前記イン
バータ回路１１を駆動するインバータ駆動回路２６に入
力される。

【００１９】前記ＣＰＵ１５には、ＬＥＤ制御回路３１
が接続され、図１に示したケーブル５６に内蔵された前
記信号線５５を介して、ＬＥＤ基板５３に接続される。

【００２０】図３は、本実施例の電動工具１の各種の電
気的特性を説明するグラフである。図３の実線は、入力
電圧が１８０Ｖの場合を示し、破線は入力電圧が２２０
Ｖの場合を示す。以下、図３を併せて参照して、本実施
例の電動工具１の動作について説明する。電動工具１
は、モータ４７に過負荷などにより、過電流が流れてモ
ータ４７が焼損する危険性を防止するために、基準電流
値Ｉｔｈを定め、駆動電流が該基準電流値を超えた値と
なる過電流状態を検出して、前記ＬＥＤ５４を点灯す
る。これにより、工具本体４１を保持して研磨作業など
を行っている使用者に、前記過電流状態が発生したこと
を報知する。また、この過電流状態が発生したとき、イ
ンバータ回路１１からの出力電圧および出力周波数を低
下させ、モータ４７のすべりを大きくして、モータ４７
を一時的に停止させるか、或いは、過電流時にリレー９
を作動させ、モータ４７をトリップさせるかのいずれか
の動作を行って、モータ４７の過電流による焼損の防止
を図る。更に、モータ４７の過電流状態を検出するに際
して、前記基準電流値Ｉｔｈを駆動電圧に追随させ、モ
ータ４７の特性を良好に用いる基準電流値を設定するこ
とができるようにしている。これらの動作について以下
に説明する。

【００２１】電動工具１には、予め定める基準電流値の
初期値Ｉｔｈ０が設定される。電動工具１のＣＰＵ１５
は、変流器１０によって検出されるインバータ回路１１
への入力電圧Ｖｉｎと、変圧器２８によって検出される
インバータ回路１１からの出力電圧Ｖｏｕｔとの差電圧
ΔＶを演算する。前記入力電圧Ｖｉｎが、前記差電圧Δ
Ｖを増大させるように変動した場合、ＣＰＵ１５は前記
基準電流値Ｉｔｈを前記初期値Ｉｔｈ０から増大させ、
新たな基準電流値Ｉｔｈを設定する。一方、前記入力電
圧Ｖｉｎが、前記差電圧ΔＶを減少させるように変動し
た場合、ＣＰＵ１５は前記基準電流値Ｉｔｈを前記初期
値Ｉｔｈ０から減少させ、新たな基準電流値Ｉｔｈを設
定する。入力電圧が更に増大或いは減少するように変動
すると、ＣＰＵ１５は、基準電流値Ｉｔｈを更に前述し
たように増大或いは減少させる。

【００２２】図３のラインＬ１は、従来技術で説明した
ように基準電流値が固定されている場合を示す。以下の
説明では、固定された基準電流値を例として７．３Ａと
する。この場合、入力電圧が１８０Ｖであれば出力がＰ
１（Ｗ）のときに過電流保護が起動する。これに対し
て、入力電圧が２２０Ｖであれば出力がＰ２（Ｗ）のと
きに、やはり過電流保護が起動する。これにより、入力
電圧２２０Ｖの際の最大出力Ｐ３（Ｗ）に到達すること
がない。

【００２３】本実施例の電動工具１の場合、前記差電圧
ΔＶに対応して、基準電流値が例として、図３に示され
る７．３５Ａと８．５５Ａとの間で変動することが可能
になる。従って、本実施例に於いて、入力電圧２２０Ｖ
の場合に出力Ｐ３（Ｗ）を出力することが可能になり、
モータ４７の図３に示される電気的特性を良好に用い
て、モータ４７を使用することができる。

【００２４】また、本実施例の電動工具１に於いて、例
として過負荷等の原因によりモータ４７に過電流が流れ
た場合、ＣＰＵ１５はＰＷＭジェネレータ２３を制御し
て、インバータ回路１１からの出力電圧および出力周波
数を低下させ、モータ４７のすべりを大きくして、モー
タ４７を一時的に停止させるか、或いは、リレー９を作
動させ、モータ４７をトリップさせるかのいずれかの動
作を行って、モータ４７の過電流による焼損の防止を図
るようにする。

【００２５】更に、電動工具１は、モータ４７に過負荷
などにより、過電流が流れてモータ４７が焼損する危険
性を防止するために、過電流状態を検出して、前記ＬＥ
Ｄ５４を点灯する。これにより、工具本体４１を保持し
て研磨作業などを行っている使用者に、前記過電流状態
が発生したことを報知する。これにより、使用者が不用
意にモータ４７の過電流領域で作業を行う事態が解消さ
れ、過負荷による焼損防止を好適に図ることができる。
このとき、ＬＥＤ５４は、ポット型の工具本体４１の上
端部に設置されているので、使用者がＬＥＤ５４を容易
に視認することができ、焼損防止を効率的に行うことが
できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電動工具を用いることにより、
以下の効果を達成することができる。発明によれば、工
具本体に内蔵されているモータが、制御部からの駆動電
力によって回転駆動されて作業を行うとき、制御部はモ
ータの過電流状態を検出し、過電流信号を出力する。過
電流信号が出力されたとき、工具本体に設けられている
報知手段によって、制御部からの過電流信号に対応して
過電流状態を使用者に報知する。これにより、モータに
過電流状態が発生したとき、使用者がこの過電流状態を
容易に認識することができ、過電流の発生に対して使用
者が適切で迅速な対応処置を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電動工具１の電気的構成を
示す系統図である。

【図２】本実施例の電動工具１の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図３】本実施例の電動工具１の各種の電気的特性を説
明するグラフである。

【符号の説明】

１電動工具２電源４、１０変流器８整流器９リレー１１インバータ回路１５ＣＰＵ１６入力電圧検出部１８電圧検出回路２０リレー駆動回路２８変圧器４１工具本体４２制御装置４３ハウジング４７モータ５４ＬＥＤ５５信号線５６ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータが内蔵され作業を行う工具本体と、該モータに駆動電力を供給すると共に、モータの過電流
状態を検出し、過電流信号を出力する制御部とを備え、該工具本体に、該制御部からの過電流信号に対応して過
電流状態を報知する報知手段が設けられている電動工
具。
【請求項２】前記報知手段は、工具本体の上端部に配置
されている請求項１に記載の電動工具。