马达控制装置及电动工具

文档序号:1760582 发布日期:2019-11-29 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 马达控制装置及电动工具 (Controller for motor and electric tool ) 是由 远藤大辅 清水裕之 宫城贵则 于 2018-04-19 设计创作,主要内容包括:本马达控制装置(32)具有开关(22)、主控制部(36)、马达控制电路(38)、动作电压生成电路(40)、SW/AC监视部(46)、以及动作电压监视部(48)。SW/AC监视部(46)监视开关(SW)的状态或开关(SW)与马达(30)之间的供电线(35)的状态。动作电压监视部(48)监视从动作电压生成电路(40)输出的动作电压(V&lt;Sub&gt;CC&lt;/Sub&gt;)的电压电位。主控制部(36)双重检查来自SW/AC监视部(46)的SW/AC监控信号(MS)与来自动作电压监视部(48)的动作电压监控信号(MV)来控制马达(30)的启动及停止。(This controller for motor (32) has switch (22), main control unit (36), motor control circuit (38), operation voltage generative circuit (40), SW/AC monitoring unit (46) and operation voltage monitoring unit (48).The state of supply lines (35) between the state or switch (SW) and motor (30) of SW/AC monitoring unit (46) monitoring switch (SW).Operation voltage (the V that operation voltage monitoring unit (48) monitoring is exported from movement voltage generation circuit (40) CC ) voltage potential.SW/AC monitoring signal (MS) of main control unit (36) duplication check from SW/AC monitoring unit (46) controls the starting and stopping of motor (30) with the operation voltage monitoring signal (MV) from operation voltage monitoring unit (48).)

马达控制装置及电动工具

技术领域

本发明涉及将外部电源的电力用于马达的动作及控制的马达控制装置及电动工具。

背景技术

现今,马达(电动机)在家电、工业等广泛的领域中用于各种用途。其中,在我们周遭有很多可携带型电器,其将经由电力线安装于主机体的插头***插座,并从例如商用交流电源的这样的外部电源接受电力供给以动作使主机体内置的马达进行动作。通常,该种电器藉由使用者手动动作配备于主机体中的开关,使用者可随自己意愿来控制该机器的运转/停止。

尽管如此,会有使用者在不慎开启开关的状态下将插头***插座的情况,在该情况下,当该电器意外启动时,会产生各式各样的麻烦。当外部电源在该机器运转期间突然断电,马达停止,随后立即断电复电而马达意外重新启动时,同样会产生各式各样的麻烦。

过去,在电动工具的领域中,为了提升安全性及作业性,已开发各种马达控制装置,其具备防止在插座插头插拔时、断电复电时马达意外地启动或重新启动的功能(专利文献1、2、3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭60-174079号公报

专利文献2:日本特开平8-308098号公报

专利文献3:日本特开平8-336779号公报

发明内容

发明要解决的课题

在如上所述的外部供电方式的可携带型电器中,在插座插头插拔或短暂断电的际,当马达停止后过了一段时间后(通常是经过数秒以上后)插回插头或断电复电时,由于马达控制装置暂且重新设定来作出应对,因此可预先防止马达的意外的启动或重新启动。但是,若在马达停止后的1~2秒以内断电复电或插回插头,则马达控制装置在不稳定或不确定的动作电压下没有重新设定来应对插头插回、断电复电,因此,有时会违背使用者的意图而意外地启动或重新启动马达。

本发明是用于解决上述现有技术的的课题的,其提供能够准确且确实地防止非出自使用者意图的马达的启动或重新启动的马达控制装置以及具备该马达控制装置的电动工具。

用于解决课题的手段

本发明第1观点中的马达控制装置,包括:开关,其相对于所述外部电源而与所述马达电气串联地设置,用于控制从外部电源接受电力的供给而进行旋转的马达的动作;动作电压生成电路,其输入来自所述外部电源的电力而输出直流的动作电压;以及第1监视部,其监视所述开关的状态或所述开关与所述马达之间的供电线的状态,并产生第1监控信号,所述第1监控信号表示是否从所述外部电源供给电力至所述供电线上,所述马达控制装置的特征在于,具有:第2监视部,其监视所述动作电压,并产生第2监控信号,所述第2监控信号表示所述动作电压的电压电位高于或低于预先设定的监视值;以及控制部,其在所述动作电压下进行动作,并基于所述第1监控信号的信息与所述第2监控信号的信息来控制所述马达的启动及停止。

在上述构成的马达控制装置中,使第1监视部监视开关的状态或开关与马达之间的供电线的状态,并且使第2监视部监视动作电压的电压电位,由于控制部双重检查来自第1监视部的第1监控信号与来自第2监视部的第2监控信号,来控制马达的启动及停止,因此,即使来自外部电源的电力输入意外停止又随即重新开始,仍可准确且确实地防止非出自使用者意图的马达的启动或重新启动。

本发明第2观点中的马达控制装置,包括:开关,其相对于所述外部电源而与所述马达电气串联地设置,用于控制从外部电源接受电力的供给而进行旋转的马达的动作;动作电压生成电路,其输入来自所述外部电源的电力而输出直流的动作电压;以及第1监视部,其监视所述开关的状态或所述开关与所述马达之间的供电线的状态,所述马达控制装置的特征在于,具有:第2监视部,其监视所述动作电压的电压电位高于或低于预先设定的监视值;以及控制部,其在所述动作电压下进行动作,并基于所述第1监视部及所述第2监视部的监视信息来控制所述马达的启动及停止,在所述第2监视部给出所述动作电压的电压电位比所述监视值高的监视信息的状态下,在所述第1监视部给出所述开关从关闭状态已切换至开启状态的监视信息时,所述控制部响应来自所述第1监视部的该监视信息而启动所述马达;在所述第2监视部给出所述动作电压的电压电位比所述监视值高的监视信息的状态下,在所述第1监视部给出从所述外部电源至所述供电线的电力输入已被切断的监视信息时,所述控制部响应来自所述第1监视部的该监视信息而停止所述马达;在所述第2监视部给出所述动作电压的电压电位比所述监视值低的监视信息的状态下,即使所述第1监视部给出从所述外部电源至所述供电线的电力输入已开始或重新开始的监视信息,所述控制部也不启动所述马达。

在上述构成的马达控制装置中,使第1监视部监视开关的状态或开关与马达之间的供电线的状态,并且使第2监视部监视动作电压的电压电位,由于控制部双重检查来自第1监视部的监视信息与来自第2监视部的监视信息,来控制马达的启动及停止,即使来自外部电源的电力输入意外停止又随即重新开始,仍可准确且确实地防止非出自使用者意图的马达启动或重新启动。

本发明第1观点中的电动工具,包括:主机体;可动的工具,其安装于所述主机体,以进行一定的运动;马达,其设置于所述主机体中,用于从外部电源接受电力的供给而驱动所述工具;马达控制装置,其设置于所述主机体中,用于从所述外部电源接受电力的供给而控制所述马达的动作,且包括开关、动作电压生成电路以及第1监视部,所述开关相对于所述外部电源而与所述马达电气串联地设置,所述动作电压生成电路被输入来自所述外部电源的电力并输出直流的动作电压,所述第1监视部监视所述开关的状态或所述开关与所述马达之间的供电线的状态,并产生第1监控信号,所述第1监控信号表示是否从所述外部电源供给电力至所述供电线上,所述电动工具的特征在于,所述马达控制装置具有:第2监视部,其监视所述动作电压,并产生第2监控信号,所述第2监控信号表示所述动作电压的电压电位高于或低于预先设定的监视值;以及控制部,其在所述动作电压下进行动作,并基于所述第1监控信号的信息与所述第2监控信号的信息来控制所述马达的启动及停止。

在上述构成的电动工具中,通过具有本发明第1观点中的马达控制装置,即使来自外部电源的电力输入意外停止又随即重新开始,仍可准确且确实地防止非出自使用者意图的马达启动或重新启动,提升安全性及作业性。

本发明第2形态中的电动工具,包括:主机体;可动的工具,其安装于所述主机体,以进行一定运动;马达,其设置于所述主机体中,用于从外部电源接受电力的供给而驱动所述工具;马达控制装置,其设置于所述主机体中,用于从所述外部电源接受电力的供给而控制所述马达的动作,且包括开关、动作电压生成电路以及第1监视部,所述开关相对于所述外部电源而与所述马达电气串联地设置,所述动作电压生成电路被输入来自所述外部电源的电力并输出直流的动作电压,所述第1监视部监视所述开关的状态或所述开关与所述马达之间的供电线的状态,所述电动工具的特征在于,具有:第2监视部,其监视所述动作电压的电压电位高于或低于预先设定的监视值;以及控制部,其在所述动作电压下进行动作,并基于来自所述第1监视部及所述第2监视部的监视信息来控制所述马达的启动及停止,在所述第2监视部给出所述动作电压的电压电位比所述监视值高的监视信息的状态下,在所述第1监视部给出所述开关从关闭状态已切换至开启状态的监视信息时,所述控制部响应来自所述第1监视部的该监视信息而启动所述马达;在所述第2监视部给出所述动作电压的电压电位比所述监视值高的监视信息的状态下,在所述第1监视部给出从所述外部电源至所述供电线的电力输入已被切断的监视信息时,所述控制部响应来自所述第1监视部的该监视信息而停止所述马达;在所述第2监视部给出所述动作电压的电压电位比所述监视值低的监视信息的状态下,即使所述第1监视部给出从所述外部电源至所述供电线的电力输入已开始或重新开始的监视信息,所述控制部也不启动所述马达。

在上述构成的电动工具中,通过具有本发明第2观点中的马达控制装置,即使来自外部电源的电力输入意外停止随即又重新开始,仍可准确且确实地防止非出自使用者意图的马达启动或重新启动,提升安全性及作业性。

发明效果

根据本发明的马达控制装置,通过如上所述的构成及作用,针对来自外部电源的电力的输入停止及随后的输入重新开始,可准确且确实地防止非出自使用者意图的马达启动或重新启动。

根据本发明的电动工具,通过如上所述的构成及作用,可准确且确实地防止非出自使用者意图的马达启动或重新启动,并提升安全性及作业性。

附图说明

图1是表示作为本发明一实施方式中的电动工具的电动式带磨机的外观的立体图。

图2是表示上述电动式带磨机所搭载的马达及马达控制装置的系统构成的框图。

图3是表示上述实施方式中的马达控制装置的具体电路构成的电路图。

图4是表示上述实施方式中与马达启动及停止有关的上述马达控制装置的主控制部的基本控制流程的流程图。

图5是表示上述实施方式中,当将开关设为关闭状态并将插头***插座时,由外部电源正常供电的情况下的各部分的状态的时序图。

图6是表示上述实施方式中,当将开关设为开启状态并将插头***插座时,由外部电源正常供电的情况下的各部分的状态的变化的时序图。

图7是表示上述实施方式中,运转期间来自外部电源的电力输入暂且停止随后立即重启的一例中各部分的状态的变化的时序图。

图8是表示上述实施方式中,运转期间来自外部电源的电力输入暂且停止随后立即重启的另一例中各部分的状态的变化的时序图。

图9是表示从上述实施方式的马达控制装置去除动作电压监视部的情况(比较例)中的主控制部的基本控制流程的流程图。

图10是表示比较例(图9)中各部分的状态的变化的时序图。

图11是表示上述马达控制装置中的主控制部的控制流程的一变形例的流程图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的一实施方式。

[电动工具的外观构成]

图1表示作为本发明一实施方式中的电动工具的电动式带磨机的外观。该电动式带磨机1具有圆筒状的主机体10、经由电力线12安装于该主机体10的基端部的插座插头14、可旋转地安装于主机体10的前端部的磨削带16、从该磨削带16的基端部在整个前端部延伸的可动的磨削带18、固定至磨削带16的棒状的把手20、设置于主机体10的外周表面适当位置的开关22以及显示部24。

主机体10也用作与把手20配对的单方握持部,且其内部容纳后述的马达30及马达控制装置32(图2及图3)的电路基板。并且,在主机体10的前端部,还容纳将马达30的旋转驱动力传至磨削带16的齿轮等传动机构(未图示)。磨削带16在其基端部中容纳驱动带轮(未图示),并且,在其前端部中安装从动带轮(未图示),环状的磨削带18拉伸设置于两带轮之间。在加工时,马达30的旋转驱动力经由上述传动机构及驱动带轮等传至磨削带18,磨削带18一边磨擦被加工物(未图示)一边在两带轮之间进行直线运动,由此磨削或研磨被加工物。

开关22由例如滑动式的手动开关构成,当用户在其开启位置或关闭位置放开手指时,在其放开的位置锁定。显示部24具有例如多个LED或灯,以规定的发光色点亮或闪烁来显示该带磨机的动作状况或异常情形时的警示等。

[马达控制装置的构成]

图2用框图来表示该电动式带磨机所搭载的马达30及马达控制装置32的系统构成。

马达30由例如单相交流马达构成,经由插座插头14、电线12(图1)以及开关22从例如商用的AC(交流)电源34接受具有一定的有效值VE(例如100伏特)的商用频率的AC电力E的供给,以在马达控制装置32的控制下进行旋转动作。

马达控制装置32具有开关22、主控制部36、马达控制电路38、动作电压生成电路40、基准时钟/时序部42、马达转数计测部44、SW/AC监视部46、动作电压监视部48作为基本构成。

动作电压生成电路40相对于AC电源34而与马达30电气并联地设置,并构成为输入来自AC电源34的AC电力E,并以规定的额定值(例如5伏特)输出直流的动作电压VCC。从动作电压生成电路40输出的动作电压VCC经由动作电压供给线供给至该马达控制装置32内需要动作电压的所有单元或集成电路。

马达控制电路38相对于AC电源34而与开关22及马达30电气串联地设置。当从AC电源34经由插头14及电线12输入AC电力E并且开关22处于开启状态时,在主控制部36的控制下,马达控制电路38控制流至马达30的电流。

基准时钟/时序部42包括振荡器50及零交叉检测部52。振荡器46由例如晶体振荡器构成,并生成主控制部36内的运算及其他处理所需要的基本时钟CK。零交叉检测部52检测从AC电源34所供给的商用频率的交流与零电位交叉的时机,并生成主控制部36进行马达30的点火控制或相位控制所需要的基准的时序脉冲信号CZ。

马达转数计测部44包括检测马达30的旋转体(转子)的位置的旋转检测传感器54以及基于该旋转检测传感器54的输出信号来计算马达30的旋转速度的转数运算部56。

SW/AC监视部46是本实施方式中的第1监视部,构成为监视开关SW的状态或开关SW与马达30之间的供电线35的状态,并产生SW/AC监控信号(第1监控信号)MS,其表示来自AC电源34的电力是否输入至供电线35。

动作电压监视部48是本实施方式中的第2监视部,构成为输入并监视与从动作电压生成电路40供给至主控制部36的动作电压VCC相同的电压,并产生动作电压监控信号(第2监控信号)MV,其表示动作电压VCC的电压电位高于还是低于预先设定的监视值。

如上所述,主控制部36从动作电压生成电路40输入动作电压VCC,从基准时钟/时序部42(50、52)输入基本时钟CK及时序脉冲信号CZ,从马达转数计测部44(54、56)输入表示马达30的旋转速度的转数计测值,从SW/AC监视部46输入SW/AC监控信号MS,并从动作电压监视部48输入动作电压监控信号MV。主控制部36具有信号处理及运算处理功能,通过马达控制电路38控制马达30的启动、旋转动作及停止。

图3中表示本实施方式中的马达控制装置32的具体电路构成。主控制部36及转数运算部56,作为优选方式,由微机(微型计算机,microcomputer)构成。旋转检测传感器54,作为优选方式,由霍尔IC(Hall IC)构成。动作电压生成电路40由交直流转换电路构成,作为优选方式,具有输入电容60、桥接的4个二极管所组成的全波整流电路62、以及输出电路74,该输出电路74包括用于平滑化或抑制波纹(ripple)的齐纳二极管64、66、电阻68、70及电容72。

零交叉检测部52,作为优选方式,由光电耦合器76构成。当从AC电源34输入AC电力E时,只有当该商用频率的交流与零电位交叉时光电耦合器76的光电晶体管76a才瞬间关断,并在该光电晶体管76a的集电极端子得到时序脉冲信号CZ,其表示商用交流频率各半周期的开始时机。该时序脉冲信号CZ被供给至主控制部36的预定输入端口。

马达控制电路38,作为优选方式,具有双向晶闸管(bidirectional thyristor)78及光电三端双向可控硅开关元件(photo triac)80。在此,双向晶闸管78构成开关元件,并相对于AC电源34而与开关22及马达30电气串联连接。光电三端双向可控硅开关元件80与周边的电容82及电阻83、84组合而构成点火电路或相位控制电路,其发光二极管80a连接至主控制部36的规定输出端口。主控制部36通过控制发光二极管80a的开启(点亮)及关闭(熄灭),经由光电三端双向可控硅开关元件80以同步于时序脉冲信号CZ的期望的点火角或相位角来控制双向晶闸管78,而可任意控制流至马达30的电流。

如此一来,马达控制电路38通过在点火电路或相位控制电路中使用光电三端双向可控硅开关元件80,将在AC电源34的高电压(AC100伏特)下进行动作的马达驱动系统的电路与以动作电压(DC5伏特)进行动作的控制系统的电路电气绝缘分离。

SW/AC监视部46,作为优选方式,具有电气并联连接至供电线35或马达30的支路或分支电路86,而光电耦合器88及限制电流用的电阻90串联连接至该分支电路86。在此,光电耦合器88的光电晶体管88a的集电极端子经由上拉电阻92连接至动作电压VCC的电压供给线或端子并且连接至主控制部36的规定输入端口,而该光电晶体管88a的发射极端子连接至接地电位端子。

如此构成的SW/AC监视部46中,来自AC电源34的AC电力E经由开关22输入至供电线35时,无论马达30的状态(旋转/停止)为何,电流均流至分支电路86且光电耦合器88的光电晶体管88a导通,在其集电极端子得到的SW/AC监控信号MS成为接地电位即L电位。但是,当AC电力E输入至动作电压生成电路40但没有输入至供电线35时(开关22为关闭状态时),光电耦合器88的光电晶体管88a关断,在其集电极端子得到的SW/AC监控信号MS成为动作电压VCC的电位即H电位。主控制部36随时接收并监视SW/AC监控信号MS,当其电压电位比规定的H电位阈值VH(例如2.0伏特)高时,判断监控信号MS为H电位(MS=“H”),而当比规定的L电位阈值VL(例如0.8伏特)低时,判断监控信号MS为L电位(MS=“L”)。此外,当监控信号MS的电压电位在L电位阈值VL与H电位阈值VH之间时,则为不确定。

如此一来,SW/AC监视部46通过在用于检测电流是否流至分支电路86的电流检测部中使用光电耦合器88,将在AC电源34的高电压(AC100伏特)下进行动作的电流检测电路与以动作电压(DC5伏特)进行动作的监控信号输出电路电气绝缘分离。

动作电压监视部48,作为优选方式,由集成电路构成,虽然省略图示,但具有比较器及输出电路,该比较器比较从动作电压生成电路40输入的动作电压VCC的电压电位与预先设定的监视值VK并输出表示两者高低关系的比较结果,该输出电路将出自该比较器的比较结果作为二值的动作电压监控信号MV赋予主控制部36。更详细而言,当动作电压VCC的电压电位比监视值VK高时,以H电位输出监控信号MV,而当动作电压VCC的电压电位比监视值VK低时,以L电位输出监控信号MV。当动作电压VCC的电压电位与监视值VK相同时,判断为MV=“H”或MV=“L”即可。监视值VK设定为比主控制部36可正常运作的动作电压VCC的极限值高的值。例如,若动作电压VCC的额定值VS为5伏特,则监视值VK设定为4.5伏特。

显示部24具有例如发光色为红、黄、蓝(或绿)的3个LED 94R、94Y、94B。这些LED94R、94Y、94B并联连接至主控制部36的输出端口,且各自的点亮、熄灭个别控制。

[马达控制装置的作用]

接着,参照图4~图11,说明本实施方式中的马达控制装置32的作用。

图4中以流程图表示该马达控制装置32中与马达30的启动及停止有关的主控制部36的基本控制流程。另外,图5及图6中以时序图表示本电动式带磨机运转期间从AC电源34正常供给AC电力的情况下各部分的状态的变化。

该马达控制装置32中,当插头14***AC电源34的插座时,不管开关22的状态为何,来自AC电源34的AC电力E输入至动作电压生成电路40,并从动作电压生成电路40输出动作电压VCC。此时,动作电压VCC从之前的0伏特瞬间上升至额定值VS(DC5伏特)。当该动作电压VCC上升至额定值VS时,在动作电压VCC下进行动作的各部分,即主控制部36、马达转数计测部44(54、56)、动作电压监视部48等变成激活的。另一方面,AC电力E开始输入的同时,开始自零交叉检测部48对主控制部36供给时序脉冲信号CZ。

主控制部36首先通过初始化,针对此次使用的寄存器和输入输出端口等进行所需要的初始设定(步骤S101)。在该初始化中,设定单位延迟时间TP的设定值(例如10ms)及延迟次数NS的设定值(例如5次)。然后,进行延迟次数的初始化(N=0)(步骤SR)。此外,单位延迟时间TP被设定为比后述的监视值到达时间TK短的值。接着,主控制部36通过规定的输入端口接收来自SW/AC监视部46的SW/AC监控信号MS而读取其逻辑值(步骤S102)。

如图5所示,通常,用户将插头14***AC电源34的插座时(时间点t0),开关22成为关闭状态。该情况下,SW/AC监视部46中,由于没有电流流至分支电路86,光电耦合器88的光电晶体管88a处于关断状态。由此,AC电力E开始输入的同时,即在时间点t0,与动作电压VCC的上升连动地,SW/AC监控信号MS从之前的L电位变化为H电位。因此,主控制部36判断为MS=“H”,经过延迟时间TP(步骤SF)之后,读取来自动作电压监视部48的动作电压监控信号MV的值(步骤S103)。此时,动作电压VCC上升至额定值(5伏特),MV=“H”。

主控制部36当确认MS=“H”且MV=“H”的状态时,进行5轮循环处理[C](步骤SP→S104c→S105→S102→SF→S103→SP→··),而当延迟次数N达到设定次数NS(5次)时,即从时间点t0经过50ms(10ms×5)时,跳出循环处理[C]并为了启动马达30进行准备(步骤SP→S106),然后持续进行循环处理[D](步骤S107→S108→S107→··),等待SW/AC监控信号MS从H电位变化为L电位。

如图5所示,SW/AC监控信号MS从H电位变化为L电位是在使用者开启开关22的时刻(时间点t1)。此时,SW/AC监视部46中,电流开始流至分支电路86,光电耦合器88的光电晶体管88a从之前的关断状态变成导通状态,SW/AC监控信号MS从H电位变成L电位。

主控制部36当SW/AC监控信号MS从H电位变成L电位时(时间点t1),通过马达控制电路38启动马达30(步骤S107→S109)。其后,主控制部36监视SW/AC监控信号MS,一边确认该监控信号MS为L电位,一边持续进行循环处理[E](步骤S109→S110→S111→S109→··),继续马达30的旋转动作。

如此在继续马达30的旋转动作期间,主控制部36一边通过马达转数计测部44(54、56)计测马达30的转数甚至负载,一边通过马达控制电路38控制流至马达30的电流,并通过显示部24实时向用户通知动作状况(特别是负载状况)。例如,平时或无负载(转数最大)时将蓝(绿)LED 94B点亮,轻负载(转数80%)时将黄LED 94Y点亮,而高负载(转数60%)时将灯红LED 94R点亮。并且,过负载时,可进行下列显示控制,即,以例如使红LED94R以0.2秒的间隔高速闪烁后停止马达30,紧接着停止之后,立即将红LED94R从高速闪烁切换至以例如1秒的间隔低速闪烁等。

然后,该电动式带磨机的磨削加工结束,当使用者关闭开关22时(时间点t2),SW/AC监控信号MS从之前的L电位变化为H电位。此时,SW/AC监视部46中,没有电流流至分支电路86,光电耦合器88的光电晶体管88a成为关断。

当SW/AC监控信号MS从L电位变化为H电位时,主控制部36在该时机将马达控制电路38的开关元件78完全关闭而停止马达30(步骤S110→S112)。然后,进行延迟次数的初始化(N=0)(步骤S113→SR),与AC电力E刚开始输入后同样地进行循环处理[C],以延迟次数的设定次数NS(5次)重复进行MS=“H”且MV=“H”的确认,进入马达启动的准备(步骤SP→S106),然后持续进行循环处理[D],等待开关22切换为开启。

在图5所示的例子中,表示了使用者在此后一段时间,例如经过数秒以上的时间点t3上将插头14从插座拔出的情况。该情况下,当插头14从插座拔出时,主控制部36不再将来自AC电源34的AC电力E输入至动作电压生成电路40,动作电压生成电路40的输出电压即动作电压VCC从额定值下降至零伏特。该情况下,动作电压生成电路40的输出电容72所积蓄的电荷经由电阻70放电,从而动作电压VCC以一定的时间常数逐渐下降。然后,当动作电压VCC比规定的动作极限值(例如约1.8伏特)低时,主控制部36变成非激活状态。

图6是使用者在将开关22设为开启状态时将插头14***AC电源34的插座的情况。该情况下,无论开关22的状态为何,均在开始输入来自AC电源34的AC电力E的同时(时间点t0),动作电压生成电路40将动作电压VCC上升至额定值VS,动作电压监控信号MV从之前的L电位上升至H电位。

该情况下,主控制部36,当在初始设定(步骤S101)之后立即读取SW/AC监控信号MS时(步骤S102),该监控信号MS保持在L电位。即,SW/AC监视部46中,由于开关22为开启状态,AC电力E开始输入的同时电流开始流至分支电路86,光电耦合器88的光电晶体管88a变成导通状态,从而SW/AC监控信号MS保持在L电位。主控制部36持续进行循环处理[A](步骤S102→S104a→SR→S102→S104a····),等待监控信号MS从L电位变成H电位。

然后,当使用者将开关22切换至关闭时,SW/AC监视部46中没有电流流至分支电路86,光电耦合器88的光电晶体管88a关断,且SW/AC监控信号MS从L电位变化为H电位。因此,主控制部36确认MS=“H”且MV=“H”的状态,进行5轮循环处理[C],当延迟次数N达到设定次数NS(5次)时,即从时间点t0经过50ms(10ms×5)时,进入为了启动马达30的准备(步骤SP→S106),持续进行循环处理[D]直到开关22切换至开启为止。

然后,当使用者开启开关22时(时间点t1),由于SW/AC监控信号MS从H电位变化为L电位,因此跳出循环处理[D]而启动马达30(步骤S107→S109),进行循环处理[E]而继续马达30的旋转动作。然后,当使用者关闭开关22时,或者将插头14从插座拔出时,由于监控信号MS从L电位变化为H电位,停止马达30(步骤S110→S112)。其后的控制程序及动作与图5的情况相同。

如此一来,在该实施方式中,即使使用者在将开关22设为开启状态时将插头14***AC电源34的插座,马达30仍不会启动,将开关22暂且切换至关闭然后再切换至开启时才启动马达30。

顺带一提,如图7所示,马达30正在继续旋转动作的期间,在例如时间点ta,突然发生停电,或者插头14意外从插座中拔出。该情况下,AC电力E的输入暂且中止,从而即使开关22处于开启状态,仍中止向供电线35及至马达30的供电,向动作电压生成电路40的供电也中止。但是,在动作电压生成电路40中,由于输出电路74的电容72所积蓄的电力以一定的时间常数放电,因此其输出电压即动作电压VCC从之前的额定值VS以指数方式下降,如同正常将插头14从插座拔出时一样。

因此,在AC电力E的输入停止的同时,在SW/AC监视部46中,迄今流至分支电路86的电流被切断,光电耦合器88的光电晶体管88a关断,SW/AC监控信号MS从之前的L电位变化为H电位。主控制部36在该监控信号MS变化(MS=“L”→“H”)的时机,通过马达控制电路38停止马达控30(步骤S110→S112)。

在图7的例子中,其表示下列情况,即,在刚经过从AC电力E的输入停止的时间点ta至动作电压VCC的电压电位减为监视值VK为止的一定时间(监视值到达时间)TK(例如30ms)后的时间点,例如从AC电力E输入停止时间点ta经过了40ms的时间点tc,用户将插头14再次***插座,AC电力E的输入重新开始。

该情况下,当在时间点tc来自AC电源34的AC电力E的输入重新开始时,动作电压生成电路40瞬间使动作电压VCC返回到额定值VS,动作电压监视部48也使动作电压监控信号MV瞬间从L电位变化为H电位。另一方面,在AC电力E的输入重新开始的同时,SW/AC监视部46使光电耦合器88的光电晶体管88a导通,使SW/AC监控信号MS的电压电位瞬间从之前的H电位落至零伏特(L电位)。另外,当AC电力E的输入停止时,SW/AC监控信号MS的电压电位暂且上升至额定值VS附近,然后仿照动作电压VCC以指数方式下降。主控制部36判断为MS=“H”,直到SW/AC监控信号MS的电压电位减为H电位阈值VH

该情况下的主控制部36的处理流程如下所述。即,停止马达30之后,进行延迟次数的初始化(N=0)(步骤S113→SR),确认MS=“H”且MV=“H”,持续进行循环处理[C]。在此期间,当经过上述监视值到达时间TK(30ms)时,由于在该动作电压监控信号MV从H电位变化为L电位,因此从循环处理[C]移至循环处理[B](步骤S103→S104b→SR→S102→SF→S103→··)。然后,在随后的时间点tc上,当AC电力E的输入重新开始而动作电压监控信号MV从L电位恢复到H电位时,跳出循环处理[B],进行延迟次数的检查(步骤S103→SP)。此时,由于延迟次数尚未到达设定次数NS(5次),因此进入循环处理[C]而检查SW/AC监控信号MS(步骤SP→S104c→S105→S102)。于是,由于MS=“L”,因此进入循环处理[A](步骤S102→S104a→SR→··),其后也持续进行循环处理[A]。

在本实施例中,即使在AC电力E的输入重新开始时间点tc超过单位延迟时间(10ms)乘以延迟设定次数NS所得的时间(50ms)的情况下,主控制部36仍留在循环处理[A]~[C]中,不会转移至马达启动准备(步骤S106)。即,当进行4次循环处理[C]时,即在从AC电力输入停止时间点ta经过40ms的时间点tb,动作电压监控信号MV从H电位变化为L电位,由此从循环处理[C]转移至循环处理[B](步骤S103→S104b→SR→··)。其后,当在时间点tc AC电力E输入重新开始时,虽然跳出循环处理[B](步骤S103→SP),但由于延迟次数未达到设定次数NS(5次),暂且进入循环处理[C](步骤SP→S104c→S105→S102)。但是,由于此时SW/AC监控信号MS为L电位,从循环处理[C]转移至循环处理[A](步骤S102→S104a→SR→··),然后留在循环处理[A]中。

图8的例子中,其表示下列情况,即,在从AC电力E的输入停止的时间点ta经过监视值到达时间TK(30ms)前的时间点(例如从AC电力输入停止时间点ta经过20ms的时间点)tβ,用户将插头14再次***插座,AC电力E的输入重新开始。

该情况下的主控制部36的处理流程如下所述。即,马达30停止之后,进行延迟次数的初始化(N=0)(步骤S113→SR),接着检查SW/AC监控信号MS及动作电压监控信号MV的逻辑值(步骤S102、S103)。于是,在AC电力输入刚停止后,由于MS=“H”、MV=“H”,因此立即持续进行循环处理[C]。然后,当在监视值到达时间TK(30ms)前的时间点tβ,AC电力E的输入重新开始时,在循环处理[C]中检查SW/AC监控信号MS(步骤S103→S104c→S105→S102)。于是,由于SW/AC监控信号MS也在时间点tβ从H电位变化为L电位,因此进入循环处理[A],其后仍留在循环处理[A]内。

如此一来,在本实施方式中,主控制部36双重检查来自SW/AC监视部46的监视信息(MS)与来自动作电压监视部48的监视信息(MV),在动作电压监视部48给出动作电压VCC的电压电位比规定的监视值VK低的监视信息(MV=“L”)的状态下,即使SW/AC监视部46给出已开始或重新开始从AC电源34输入AC电力至供电线35的监视信息(MS=“H”→“L”),马达30仍不会启动。

由此,正在用该电动式带磨机进行磨削加工的期间,当插头14违背用户的意图从插座拔出时,即使仓促将插头14插回插座,马达30仍不会启动。即使磨削加工期间AC电源34突然停电又立即复电的情况下也是同样。在此种情况下,使用者通过暂且关闭开关22然后再次开启开关22,可以重新启动马达30。

此外,当如上所述阻止马达30的重新启动时,主控制部36通过显示部24的警示,例如使绿的LED 94G低速闪烁,以敦促使用者操作开关22。

附带地,作为比较例,在从本实施方式中的马达控制装置去除动作电压监视部48的情况下,主控制部36的控制流程是如图9所示,各部分的电压电位或逻辑值如图10所示地变化。该情况下,主控制部36的控制流程不包括检查来自动作电压监视部(48)的监视信息(动作电压监控信号MV)的工序(步骤S103)、延迟相关工序(步骤SR、SF、SP)、循环处理[B]、[C]等,主控制部36仅基于来自SW/AC监视部46的监视信息(SW/AC监控信号MS)来控制马达30的启动及停止。为此,当磨削加工期间AC电力E的输入突然停止又立即重新开始时(时间点tc),SW/AC监控信号MS从H电位变化为L电位,主控制部36对此作出响应而重新启动马达30(步骤S106→S109)。但是,由于如这样的重新启动并非使用者的意图,会对使用者本人或周围的人造成危险,从作业上来看,也是不希望的。

[其他实施方式或变形例]

以上虽说明了本发明的优选实施方式,但本发明并非限定于上述实施方式。在具体实施方式中,在不脱离本发明的技术思想及技术范围的情况下,本领域技术人员可以施加各种变形及变更。

例如,上述实施方式中,也可将主控制部36的控制流程(图4)变形为图11所示。该变形例或第2实施例,省略延迟初始化工序(步骤SR)、延迟次数检查工序(步骤SP)及循环处理[C],取而代之地加入SW/AC监控信号重新检查工序(步骤SG)及循环处理[F]。在此,延迟工序(步骤SF)中的延迟时间TP是被设定为等于或稍大于监视值到达时间TK(30ms)的值(例如30~35ms)。通过该实施例的控制流程,也可进行与图7及图8相同的动作。

即,在图7的情况下,在从AC电力E的输入停止的时间点ta计时延迟时间TP的期间,经过监视值到达时间TK(30ms)而动作电压监控信号MV从H电位变化为L电位。由此,当在经过延迟时间TP之后检查动作电压监控信号MV时,由于MV=“L”,因此进入循环处理[B](步骤S103→S104b→S102→SF→S103→S104b····)。然后,当在此后的时间点tc AC电力E的输入重新开始时,由于SW/AC监控信号MS成为L电位,因此进入循环处理[A](步骤S102→S104a→S102→··),其后仍留在循环处理[A]中。

另外,在图8的情况下,在从AC电力E的输入停止的时间点ta计时延迟时间TP的期间,在时间点tβ,AC电力E的输入重新开始,虽然动作电压监控信号MV从L电位变化为H电位(步骤S103),但由于SW/AC监控信号MS为L电位,因此经由循环处理[F]进入循环处理[A](步骤SG→S104d→S102··),其后仍留在循环处理[A]中。

关于主控制部36周围的电路,例如动作电压生成电路40可生成多个种类的动作电压。在该情况下,动作电压监视部48可监视该多个种类的动作电压中的一者,通常是监视供给至主控制部36动作电压的电压电位。另外,外部电源34不限定为单相的商用交流电源,可以是具有任意频率的单相或三相交流电源,也可以是直流电源。因此,动作电压生成电路40也不限定为单相的交直流转换电路,可以是三相的交直流转换电路,或者可以由开关电源电路和反向器电路等构成。马达30亦不限定为单相交流马达,可以是任意的马达。在SW/AC监视部46中,虽然如上述实施方式那样通过使用光电耦合器可构成高速电流检测部,但也可使用例如继电器等来取代光电耦合器。

上述实施方式中的电动式带磨机是本发明的电动工具的一例,本发明可适用于电动式倒棱机、盘式磨削机、盘式研磨机、剥离机、切割机、穿孔机等等将马达用于动力源的外部供电方式的任意电动工具。并且,本发明的马达控制装置不限于电动工具,可适用于将马达用于动力源的外部供电方式的任意电器。

标号说明

1 电动式带磨机

22 开关

30 马达

32 马达控制装置

34 AC电源

36 主控制部

38 马达控制电路

40 动作电压生成电路

46 SW/AC监视部

48 动作电压监视部

78 双向晶闸管

88 光电耦合器

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