(57)【要約】【課題】本発明は、使用用途に応じてモータの回転数を低速から高速まで変化させることができ、かつ低速領域のみ細かい回転数を設定できる安価で寿命に優れた回転数制御装置を備えた電動工具を提供することである。【解決手段】モータへの印加電圧を制御する半導体素子１１３と、半導体素子１１３の導通角を設定するための設定手段１０９とを有し、設定手段１０９は、抵抗値を変化させることができる可変抵抗手段１１１と、可変抵抗手段１１１に連動し抵抗値が所定値に達した後に開閉動作を行う開閉手段１１０を備え、可変抵抗手段１１１によって半導体素子１１３の導通角を変化させるとともに、導通角が所定値に達した後に開閉手段１１０を介して半導体素子１１３を直接導通状態に切り換えることができるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータへの印加電圧を制御する半導体素子と、該半導体素子の導通角を設定するための設定手段とを有し、
前記設定手段は、抵抗値を変化させることができる可変抵抗手段と、該可変抵抗手段に連動し抵抗値が所定値に達した後に開閉動作を行う開閉手段とを備え、前記可変抵抗手段によって前記半導体素子の導通角を変化させるとともに、導通角が所定値に達した後に前記開閉手段を介して前記半導体素子を直接導通状態に切り換えるようにしたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記設定手段は、モータの最低回転数を調整することができる調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転数を制御する回転数制御装置を備えた電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動工具等では使用用途に応じてＳＣＲ、トライアック等の半導体素子を用いてモータに印加する電圧を制御してモータの回転数を変化させる方法が知られている。また、電動工具によっては使用用途に応じてモータの回転数を低速から高速まで変化させることができ、かつ低速領域のみ細かい回転数の設定が必要なものがある。そのため、ＳＣＲによってモータに印加される電圧の半波領域のみを変化できるようにし、スイッチによって半波駆動（低速回転）と両波駆動（高速回転）を切り換えることができる回転数制御装置がある。このような回転数制御装置の一例を図２に示す。
図２に示すように、回転数制御装置２０４は、抵抗器２０５、２０７と、コンデンサ２０６、２１６と、ダイオード２０８、２１５と、ダイアック２１４と、ＳＣＲ２１３と、スイッチ２１０および可変抵抗器２１１を備えたダイアル２０９とから構成されている。モータ２０３を駆動する場合、まず、電源スイッチ２０２をＯＮさせ交流電源２０１から回転数制御装置２０４に電圧を供給する。抵抗器２０５、コンデンサ２０６、ダイオード２０８により構成される半波整流回路によってコンデンサ２０６に電圧が徐々に充電される。その後、コンデンサ２０６の電圧を可変抵抗器２１１と抵抗器２０７によって分圧し、その分圧された電圧がダイオード２１５を介してコンデンサ２１６とダイアック２１４に印加される。このダイアック２１４はコンデンサ２１６の端子電圧がある値を超えるとオンするものであり、ダイアック２１４がオンするとＳＣＲ２１３のゲートにトリガ信号が送られ、ＳＣＲ２１３は導通状態になる。その結果、モータ２０３に電圧が印加され、モータ２０３は印加された電圧値に従って回転する。ここで、ダイアル２０９を回転させると可変抵抗器２１１の抵抗値が変化し、その結果、可変抵抗器２１１とコンデンサ２１６によって決まる時定数に応じてダイアック２１４がオンするまでに要する時間が変わるためにＳＣＲ２１３の導通角が変わり、モータ２０３の回転数を変化させることができ、モータ２０３を半波駆動することができる。
一方、モータ２０３を両波駆動する場合には、ダイアル２０９を回転させることで可変抵抗器２１１の抵抗値が変化すると共に、任意の角度になるとスイッチ２１０がオンする。その結果、ＳＣＲ２１３はスイッチ２１０によりショート（短絡）され、モータ２０３には交流電源２０１からの電圧がスイッチ２１０を介して直接印加されるため、モータ２０３は両波駆動により高速で回転する。
また、特許文献１にも、半波駆動と両波駆動を切り換えてモータの回転数を制御する制御回路が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭４８−８８９１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図２の方法では両波駆動時において、モータ２０３に流れる電流はスイッチ２１０を介して流れるため、スイッチ２１０は大電流に耐えられる仕様にしなくてはならない。また、半波駆動と両波駆動の切り換え時には、スイッチ２１０に大電流が流れるためスイッチ２１０の接点部に火花が発生し溶着してしまう恐れがある。
また、特許文献１に記載の方法では、半波駆動と両波駆動を切り換えてはいるものの、コンデンサによってトライアックがオンするタイミングが決まるため、モータが全速回転できない。
本発明は、上記の課題を解決し、使用用途に応じてモータの回転数を低速から高速（全速回転）まで変化させることができ、かつ低速領域のみ細かい回転数を設定することができる安価で寿命に優れた回転数制御装置を備えた電動工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、モータへの印加電圧を制御する半導体素子と、半導体素子の導通角を設定するための設定手段とを有し、設定手段は、抵抗値を変化させることができる可変抵抗手段と、可変抵抗手段に連動し抵抗値が所定値に達した後に開閉動作を行う開閉手段を備え、可変抵抗手段によって半導体素子の導通角を変化させるとともに、導通角が所定値に達した後に開閉手段を介して半導体素子を直接導通状態に切り替えることにより達成することができる。
【０００６】
また、上記目的は、モータの最低回転数を調整することができる調整手段を備えることにより達成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、開閉手段を介して直接モータに電流を流すことなく、半波駆動と両波駆動の切り換えることができるため、開閉手段を大電流に耐えられる仕様にする必要がなく、安価で長寿命にすることができる。
【０００８】
また、モータの最低回転数を調整することができるため、種々の電動工具に対応して使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、本願発明となる電動工具について図５を参照して説明する。図５において、電動工具すなわちジグソー１は、使用者が把持するハンドル２と、木材等の材料を切断する鋸刃３と、木材等を押さえるベース４を具備し、ベース４を木材等に乗せ使用者がスイッチ１０２をオンすると、ジグソー１内のモータが回転しその回転が往復運動に変換されて鋸刃３に伝わり木材等を切断することができる。モータの回転速度の切り換えは、ダイアル１０９により行われ、ダイアル１０９を回すことによりモータの回転数が変化し、被切断材にあった回転数すなわちストローク数で切断することができる。
次に、モータの回転数制御について図１を参照して説明する。図１はモータの回転数を制御する回転数制御装置である。図１において、回転数制御装置１０４は、抵抗器１０５、１１２と、調整手段となる可変抵抗器１０７と、コンデンサ１０６、１１６と、ダイオード１０８、１１５と、ダイアック１１４と、トライアック１１３（半導体素子）と、開閉手段となるスイッチ１１０及び可変抵抗手段となる可変抵抗器１１１を備えたダイアル１０９とから構成されている。なお、可変抵抗器１０７とダイアル１０９は本願発明の設定手段を構成する。モータ１０３を駆動する場合、まず電源スイッチ１０２をオンさせることで交流電源１０１から回転数制御装置１０４に電圧が供給され、抵抗器１０５、コンデンサ１０６、ダイオード１０８から構成される半波整流回路によってコンデンサ１０６が徐々に充電される。その後、コンデンサ１０６の電圧が可変抵抗器１１１、１０７によって分圧され、その分圧電圧がダイオード１１５を介してコンデンサ１１６とダイアック１１４に印加される。このダイアック１１４はコンデンサ１１６の端子電圧がある値を超えるとオンするものであり、ダイアック１１４がオンするとトライアック１１３のゲートにトリガ信号を送り、トライアック１１３は導通状態になる。その結果、モータ１０３にトライアック１１３を介して電圧が印加され、モータ１０３は印加された電圧値に従って回転する。ここでダイアル１０９を回転させると可変抵抗器１１１の抵抗値が変化し、その結果、可変抵抗器１１１とコンデンサ１１６で決まる時定数に応じてダイアック１１４がオンするまでに要する時間が変わるためにトライアック１１３の導通角が変わり、その結果、図４に示すようにモータ１０３の回転数を変化させることができる。また、可変抵抗器１０７を調整することによって可変抵抗器１１１および１０７による分圧比が変化するため、ダイアック１１４がオンするタイミングが変化し図４に示す最低回転数を調整することができる。
【００１０】
次に半波駆動と両波駆動の切換方法について説明する。ダイアル１０９を更に回転させ、任意の角度すなわち図４に示すスイッチ動作角度まで回転させると、スイッチ１１０が閉じる。
【００１１】
ここで、ダイアル１０９について図３を用いて詳細に説明する。なお、図２のダイアル２０９はダイアル１０９と同じ構成である。
【００１２】
ダイアル１０９は可変抵抗器１１１（可変抵抗器端子３０７、３０８、３０９）とスイッチ１１０で構成されている。また、スイッチ１１０はスイッチ端子３０５、３０６と、ターミナル３０１と、ポール３０２と、ストッパ３０３と、コイルバネ３０４とから構成されている。最初の状態（図３の状態）ではストッパ３０３の凸部によってポール３０２が外周側に押し付けられているため、コイルバネ３０４を介してターミナル３０１はスイッチ端子３０６と接合されていない状態である。すなわち、抵抗器１０５、コンデンサ１０６、ダイオード１０８から構成される半波整流回路によりコンデンサ１０６が充電され、その分圧電圧がダイアック１１４とコンデンサ１１６に印加され、可変抵抗器１１１とコンデンサ１１６の時定数に応じてダイアック１１４がオンするタイミングが変化することでトライアック１１３のゲート端子に印加されるトリガ信号が制御されている状態である。ここでダイアル１０９を回転させていくとストッパ３０３はダイアル１０９に連動して回転し、ポール３０２との接触部分がストッパ３０３の凹部になったときにポール３０２はストッパ３０３から解除され、コイルバネ３０４を介してターミナル３０１はスイッチ端子３０６と接合状態となる。すなわち、スイッチ１１０はオンして導通状態となるため、ダイアック１１４の状態に関係なく、トライアック１１３のゲート端子にはスイッチ１１０、抵抗器１１２を介してトリガ信号が印加される。
【００１３】
その結果、トライアック１１３はダイアック１１４がオンするタイミングの影響を受けず交流電源１０１の全領域で導通状態となるため、モータ１０３は両波駆動となり、図４に示すようにモータ１０３は最高回転数（全速）で回転することができると共に、スイッチ１１０を、交流電源１０１とモータ１０３の間に直列に設けるのではなく、トライアック１１３のゲート端子に接続することにより、スイッチ１１０に大電流が流れることはなくなり、安価で長寿命の回転数制御装置を備えた電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転数制御装置の回路図。
【図２】従来の回転数制御装置の一例を示す回路図。
【図３】ダイアルの構成を示す平面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るダイアル回転角に対するモータ回転数の特性を示すグラフ図。
【図５】本発明の電動工具をジグソーとした例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００１５】
１０１：交流電源      １０２：電源スイッチ    １０３：モータ    １０４：回転数制御装置    １０５、１１２：抵抗器    １０６、１１６：コンデンサ    １０７、１１１：可変抵抗器    １０８、１１５：ダイオード    １０９：ダイアル    １１０：スイッチ    １１３：トライアック    １１４：ダイアック    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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