JP2005052914A

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Publication number: JP2005052914A
Application number: JP2003284837A
Authority: JP
Inventors: Toshio Mikitani; 俊雄御器谷; Hirosuke Shimada; 啓輔嶋田; Munenori Yamaguchi; 宗徳山口; Takashi Chiba; 隆志千葉; Kenji Otsuka; 賢二大塚
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: CN1842388A; CN100411784C; JP4043420B2

Abstract

【課題】過負荷時に自動停止したドリルモータを自動的に再駆動にする。
【解決手段】スイッチＳＷ_ONがオンするとトランジスタＱ₇₁がオンしてフォトカプラＰＨ_2IN、ＰＨ_2OUTにより該トランジスタの自己保持回路を形成し、フォトカプラＰＨ_1IN、ＰＨ_1OUTを介してトライアックＢＣＲがオンしてドリルモータ３０を駆動する。過負荷時は、抵抗Ｒ₀両端の電圧に比例する電圧Ｖ_L1が基準電圧Ｖ_ref1を超えるのでトランジスタＱ₇₅がオンし、フォトダイオードＰＨ_1INの電流がバイパスされてＢＣＲがオフする。これにより抵抗Ｒ₀に電流が流れないので電圧Ｖ_L1が低下し過負荷判定回路の出力が０となる。所定時間後、コンデンサＣ₇₅からの放電電流が流れなくなるのでトランジスタＱ₇₅がオフしてフォトダイオードＰＨ_1INが再度点灯し、ＢＣＲがオンしてドリルモータが再駆動される。
【選択図】図３A drill motor that automatically stops when overloaded is automatically redriven.
A photo when the switch SW_ON is turned the transistor Q₇₁ is turned on coupler PH_2IN, the PH_2OUT form a self-holding circuit of the transistor, the photocoupler PH_1IN, triac BCR through PH_1OUT is turned on Then, the drill motor 30 is driven. During overload, the voltage V_L1 proportional to the voltage across the resistor R₀ exceeds the reference voltage V_ref1 , so that the transistor Q₇₅ is turned on, the current of the photodiode PH_1IN is bypassed, and the BCR is turned off. As a result, since no current flows through the resistor R₀ , the voltage V_L1 decreases and the output of the overload determination circuit becomes zero. After a predetermined time, since the discharge current from the capacitor C₇₅ does not flow, the transistor Q₇₅ is turned off, the photodiode PH_1IN is turned on again, the BCR is turned on, and the drill motor is driven again.
[Selection] Figure 3

Description

Translated fromJapanese

本発明は、自動再駆動機能付き電動ドリル装置に関し、より詳細には、過負荷時にドリルモータの回転を停止させた場合に、該ドリルモータを自動的に再駆動できるようにした電動ドリル装置に関する。 The present invention relates to an electric drill apparatus with an automatic redrive function, and more particularly, to an electric drill apparatus that can automatically redrive the drill motor when rotation of the drill motor is stopped during an overload. .

本出願人は、電動ドリル装置において、環状刃物を回転させるドリルモータの過負荷状態を電気的に検出して電動ドリル装置を保護する手法を既に提案し実用化している。その例が以下の特許文献１及び２に記載されており、これら従来例の電動ドリル装置においては、ドリルモータに流れる電流を監視し、該電流値が第１の基準値に到達したときに、送りモータの駆動を停止し、電流値が第１の基準値よりも大きい第２の基準値に到達したときに、送りモータ及びドリルモータの両方の駆動を停止させるよう構成されている。
これにより、モータを保護することができるとともに、電動ドリル装置の横滑り又は振動が生じる前にモータを停止させることができるため、電動ドリル装置による振り回されを防止することができ、また、環状刃物の刃先及び本体の破損を防止することができる。
特公平３−７８２０５号公報特開２００３−２５１２２号公報The present applicant has already proposed and put to practical use a method for electrically detecting an overload state of a drill motor for rotating an annular blade in an electric drill device to protect the electric drill device. Examples thereof are described inPatent Documents 1 and 2 below, and in these conventional electric drill apparatuses, the current flowing through the drill motor is monitored, and when the current value reaches the first reference value, The driving of the feed motor is stopped, and when the current value reaches a second reference value larger than the first reference value, the driving of both the feed motor and the drill motor is stopped.
As a result, the motor can be protected and the motor can be stopped before the side drilling or vibration of the electric drill apparatus occurs, so that the electric drill apparatus can be prevented from being swung around, and Breakage of the blade edge and the main body can be prevented.
Japanese Examined Patent Publication No. 3-78205 JP 2003-25122 A

上記したように、過負荷時の自動停止機能を備えている電動ドリル装置が既に提案されているが、このような従来例においては、過負荷により停止させたドリルモータを再駆動するためには、作業員が起動スイッチを手動操作する必要がある。このため、極めて作業性が悪い。
特に、ドリルを自動的に下方に移動させるための送りモータを具備していない電動ドリル装置においては、ドリルを再駆動するためには、手動でドリル移動用のハンドルを回動操作しつつ、ドリルモータの起動スイッチを操作しなければならないため、作業員に大きな負担がかかっている。As described above, an electric drill device having an automatic stop function at the time of overload has already been proposed. In such a conventional example, in order to re-drive a drill motor stopped by an overload. The operator needs to manually operate the start switch. For this reason, workability | operativity is very bad.
In particular, in an electric drill apparatus that does not include a feed motor for automatically moving the drill downward, in order to re-drive the drill, the drill moving handle is manually rotated and the drill is moved. Since the motor start switch has to be operated, a heavy burden is placed on the worker.

本発明は、このような従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動ドリル装置において、過負荷時に自動停止したドリルモータを、簡単な構成で自動的に再駆動することができるようにすることである。
本発明の他の目的は、電動ドリル装置において、ドリルモータが正常に再駆動してドリルが正常に回転したときに、それを報知することにより、穿孔作業を再開可能であることを、作業員が容易に知ることができるようにすることである。The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional example, and an object of the present invention is to automatically redrive a drill motor that is automatically stopped at an overload with a simple configuration in an electric drill apparatus. Is to be able to.
Another object of the present invention is that in an electric drill apparatus, when a drill motor is re-driven normally and the drill rotates normally, a drilling operation can be resumed by notifying the operator that the drill has rotated normally. Is to be able to know easily.

上記した目的を達成するために、本発明に係る、被加工物に穿孔するための電動ドリル装置は、
電動ドリルの環状刃物を回転させるためのドリルモータと、
ドリルモータと電源との間に直列接続された主スイッチング素子と、
ドリルモータに流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、
電流検出手段によって検出された負荷電流が所定の第１の基準値を超えたかどうかを判定する第１の判定手段と、
主スイッチング素子のオン／オフを制御する制御手段であって、第１の判定手段が負荷電流が第１の基準値を超えたと判定したときに、主スイッチング素子をオフにしてドリルモータに流れる電流を遮断するよう制御し、その後、第１の判定手段が負荷電流が第１の基準値より小さくなったと判定したときに、その判定から所定時間後に、主スイッチング素子をオンにしてドリルモータに電源から電流を供給するよう制御する制御手段と
からなることを特徴としている。In order to achieve the above-described object, an electric drill apparatus for drilling a workpiece according to the present invention includes:
A drill motor for rotating the annular blade of the electric drill;
A main switching element connected in series between the drill motor and the power supply;
Current detecting means for detecting a load current flowing in the drill motor;
First determination means for determining whether or not the load current detected by the current detection means exceeds a predetermined first reference value;
Control means for controlling on / off of the main switching element, and when the first determination means determines that the load current has exceeded the first reference value, the current flowing through the drill motor with the main switching element turned off Then, when the first determination means determines that the load current has become smaller than the first reference value, the main switching element is turned on and power is supplied to the drill motor after a predetermined time from the determination. It is characterized by comprising control means for controlling to supply current from

上記した本発明に係る電動ドリル装置はさらに、電流検出手段によって検出された負荷電流が、第１の基準値よりも低い第２の基準値を超えたかどうかを判定する第２の判定手段と、第２の判定手段が、負荷電流が第２の基準値を超えていないと判定したときに、正常な負荷電流であることを示す表示を行い、負荷電流が第２の基準値を超えたと判定したときに警報表示を行う負荷状態表示手段とを備えていることが好ましい。
また、一実施形態では、電流検出手段は、ドリルモータ及び主スイッチング素子に直列接続された固定抵抗であって、該固定抵抗の両端から負荷電流に対応する電圧を出力するよう構成されており、第１の判定手段は、負荷電流に対応する電圧を受け取り、該電圧を、第１の基準値を電圧に変換した第１の電圧基準値と対比することにより、負荷電流が第１の基準値を超えたか否かを判定するよう構成されている。そして、第２の判定手段は、負荷電流に対応する電圧を受け取り、該電圧を、第２の基準値を電圧に変換した第２の電圧基準値と対比することにより、負荷電流が第２の基準値を超えたか否かを判定するよう構成されている。The electric drill apparatus according to the present invention described above further includes second determination means for determining whether or not the load current detected by the current detection means exceeds a second reference value lower than the first reference value; When the second determination means determines that the load current does not exceed the second reference value, it displays that the load current is normal, and determines that the load current exceeds the second reference value. It is preferable to include a load state display means for displaying an alarm when a failure occurs.
In one embodiment, the current detection means is a fixed resistor connected in series to the drill motor and the main switching element, and is configured to output a voltage corresponding to the load current from both ends of the fixed resistor. The first determination means receives a voltage corresponding to the load current, and compares the voltage with a first voltage reference value obtained by converting the first reference value into a voltage, so that the load current becomes the first reference value. It is comprised so that it may be determined whether it exceeded. The second determination means receives a voltage corresponding to the load current, and compares the voltage with a second voltage reference value obtained by converting the second reference value into a voltage, so that the load current becomes the second voltage. It is configured to determine whether or not a reference value has been exceeded.

上記した本発明に係る電動ドリル装置において、一実施形態においては、制御手段は、ドリルモータの駆動を開始させるための起動スイッチがオンされたときに、オン状態を自己保持する第１のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子がオン状態のときに、主スイッチング素子をオン状態にするオン制御信号を供給する制御信号供給手段と、第１の判定手段が負荷電流が第１の基準値を超えたと判定したときにターンオンして、第１のスイッチング素子のオン状態に拘わらず、制御信号供給手段からオン制御信号が発生されないようにする第２のスイッチング素子と、第１の判定手段が、負荷電流が第１の基準値を超えたと判定してから該基準値より小さくなったと判定したときに、その判定から所定時間後に、第２のスイッチング素子をターンオフさせる手段とから構成されている。 In the above-described electric drill apparatus according to the present invention, in one embodiment, the control means is a first switching element that self-holds an on state when a start switch for starting driving of the drill motor is turned on. And a control signal supply means for supplying an ON control signal for turning on the main switching element when the first switching element is in the ON state, and the first determination means has a load current exceeding the first reference value. A second switching element that is turned on when it is determined that the control signal supply means does not generate an on control signal regardless of whether the first switching element is on, and the first determination means includes a load When it is determined that the current has become smaller than the reference value after determining that the current has exceeded the first reference value, the second switching element after a predetermined time from the determination. It is composed of a means for turning off the.

上記した本発明に係る電動ドリル装置において、一実施形態においては、主スイッチング素子はトライアックであり、制御手段は、ドリルモータの駆動を開始させるための起動スイッチがオンされたときに、オン状態を自己保持する第１のスイッチングトランジスタと、第１のスイッチングトランジスタがオン状態のときに電流が流れて発光するフォトダイオードと、トライアックのゲートとアノード又はカソードとの間に接続されたフォトトライアックであって、フォトダイオードに光結合されて該フォトダイオードの発光によりオン状態となることによりトライアックにゲート電流を供給するフォトトライアックと、第１の判定手段が、負荷電流が第１の基準値を超えたと判定したときに、第１のスイッチングトランジスタのオン状態に拘わらず、フォトダイオードの電流をバイパスして消光させる第２のスイッチングトランジスタと、第１の判定手段が、負荷電流が第１の基準値を超えたと判定してから該基準値より小さくなったと判定したときに、その判定から所定時間後に、第２のスイッチングトランジスタをターンオフさせる手段とから構成されている。 In the above-described electric drill apparatus according to the present invention, in one embodiment, the main switching element is a triac, and the control means turns on when an activation switch for starting driving of the drill motor is turned on. A first switching transistor that self-holds; a photodiode that emits light when a first switching transistor is in an on state; and a phototriac connected between a gate and an anode or cathode of the triac. The phototriac that is optically coupled to the photodiode and is turned on by light emission of the photodiode and supplies the gate current to the triac, and the first determination means determines that the load current has exceeded the first reference value When the first switching transistor is turned on Regardless, the second switching transistor that bypasses the photodiode current and extinguishes, and the first determination means determines that the load current has exceeded the first reference value, and then determines that the load current has decreased below the reference value And a means for turning off the second switching transistor after a predetermined time from the determination.

本発明は、上記した構成を有しているので、ドリルモータが過負荷時に自動的に停止した場合、所定時間後にドリルモータを自動的に再駆動することができ、もって作業性が向上する。
また、ドリルモータの再駆動が正常に行われた場合に、それを作業員に報知することができるので、作業員は、ドリルの下方移動の開始可能時点を容易に知ることができる。Since the present invention has the above-described configuration, when the drill motor is automatically stopped when overloaded, the drill motor can be automatically re-driven after a predetermined time, thereby improving workability.
Moreover, when the re-driving of the drill motor is normally performed, this can be notified to the worker, so that the worker can easily know when the drill can start moving downward.

図１は、本発明に係る電動ドリル装置の一実施例の外観斜視図を示しており、図２は、その右側面図を示している。また、図３は、図１及び図２に示した電動ドリル装置の回路図である。
電動ドリル装置の本体１の下端には、内部に電磁石２０（図３）を備えた電磁ベース２が設けられており、側面には側面に沿って上下方向に移動可能なスライド板３６が設けられている。スライド板３６には、電動ドリル３が支持されている。本体１にはハンドルが取り付けられているとともに、本体１内にはスライド板３６を上下させるためのドリル送り部４が配置され、ハンドル３９を手動回動させると、ドリル送り部４中の伝達機構を介して、電動ドリル３を上下動させることができる。なお、ドリル送り部４中にモータを内蔵させ、該モータの回転をクラッチを介して伝達機構に伝達するよう構成してもよい。これにより、クラッチを外すか否かを選択操作することにより、電動ドリル３を手動又は電動の何れかで下方移動させることができる。FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of an electric drill apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a right side view thereof. FIG. 3 is a circuit diagram of the electric drill apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
Anelectromagnetic base 2 having an electromagnet 20 (FIG. 3) is provided at the lower end of themain body 1 of the electric drill apparatus, and aslide plate 36 that is movable in the vertical direction along the side surface is provided on the side surface. ing. Theelectric drill 3 is supported on theslide plate 36. A handle is attached to themain body 1, and a drill feed portion 4 for moving theslide plate 36 up and down is disposed in themain body 1. When thehandle 39 is manually rotated, a transmission mechanism in the drill feed portion 4 is arranged. , Theelectric drill 3 can be moved up and down. Note that a motor may be incorporated in the drill feed unit 4 and the rotation of the motor may be transmitted to the transmission mechanism via a clutch. Thus, theelectric drill 3 can be moved downward either manually or electrically by selecting whether or not to disengage the clutch.

電動ドリル３は、ＡＣモータであるドリルモータ３０（図３）を内蔵しており、該ドリルモータ３０の回転により、スピンドル１１に装着された環状刃物５を回転させる。環状刃物５には、センタピン５ａが環状刃物５の下面から出没自在に設けられている。スピンドル１１は、本体１の下端部から側方に延びているブラケット１２により、上下動可能に支持される。 Theelectric drill 3 has a built-in drill motor 30 (FIG. 3) that is an AC motor, and thering cutter 5 mounted on thespindle 11 is rotated by the rotation of thedrill motor 30. Acenter pin 5 a is provided on theannular cutter 5 so as to protrude and retract from the lower surface of theannular cutter 5. Thespindle 11 is supported by abracket 12 extending laterally from the lower end of themain body 1 so as to be movable up and down.

本体１の正面に設けられた電源スイッチＳＷ_PWをオンさせると、電磁石ベース２中の電磁石２０に通電されることにより、電動ドリル装置が被加工体に固定される。そして、瞬時／再駆動型である起動スイッチＳＷ_ONをオンさせると、ドリルモータ３０が駆動を開始し、電動ドリル３の環状刃物５が回転を開始する。この時点で、ハンドル３９を手動で回動操作すると、電動ドリル３が下方すなわち被加工体の方向に移動される。これにより、電動ドリル３の環状刃物５が回転しつつ被加工体中を進み、被加工体に穿孔を形成することができる。
本体１の正面にはさらに、瞬時復帰型の停止スイッチＳＷ_OFFが設けられており、該スイッチをオンさせると、ドリルモータ３０の駆動を停止させることができる。When the power switch SW_PW provided on the front surface of themain body 1 is turned on, the electric drill device is fixed to the workpiece by energizing theelectromagnet 20 in theelectromagnet base 2. When the activation switch SW_ON , which is an instantaneous / re-driven type, is turned on, thedrill motor 30 starts driving, and theannular cutter 5 of theelectric drill 3 starts rotating. At this time, when thehandle 39 is manually rotated, theelectric drill 3 is moved downward, that is, toward the workpiece. Thereby, theannular blade 5 of theelectric drill 3 can be advanced through the workpiece while rotating, and a hole can be formed in the workpiece.
Further, an instantaneous return type stop switch SW_OFF is provided on the front surface of themain body 1, and when the switch is turned on, the drive of thedrill motor 30 can be stopped.

次に、図３を参照して、本発明に係る電動ドリル装置におけるドリルモータ３０の駆動／停止のための回路構成及びその動作を説明する。
図３において、５０はＡＣ電源、５１は全波整流回路、５２はＡＣ／ＤＣ電源回路である。電源スイッチＳＷ_PWがオンされると、全波整流回路５１はＡＣ電源５０の電圧を全波整流して電磁石２０に供給し、上記したように電動ドリル装置が被加工体に固定される。一方、ＡＣ／ＤＣ電源回路５２は、ＡＣ電源５０の電圧を定電圧のＤＣ電圧（例えば、２４Ｖ）に変換して、ドリルモータ３０の駆動を制御するための制御部にＤＣ電源を供給する。
ＢＣＲは、ドリルモータ３０をＡＣ電源５０に接続／遮断するためのトライアック（主スイッチング素子）であり、該トライアックＢＣＲのゲートとアノード（又はカソード）間には、フォトトライアックが接続されている。トライアックＢＣＲには、負荷電流を検出するための抵抗（電流検出抵抗）Ｒ₀が直列接続されている。Next, with reference to FIG. 3, the circuit configuration and operation for driving / stopping thedrill motor 30 in the electric drill apparatus according to the present invention will be described.
In FIG. 3, 50 is an AC power supply, 51 is a full-wave rectifier circuit, and 52 is an AC / DC power supply circuit. When the power switch SW_PW is turned on, the full-wave rectification circuit 51 performs full-wave rectification on the voltage of theAC power supply 50 and supplies it to theelectromagnet 20, and the electric drill device is fixed to the workpiece as described above. On the other hand, the AC / DCpower supply circuit 52 converts the voltage of theAC power supply 50 into a constant DC voltage (for example, 24V), and supplies the DC power to a control unit for controlling the driving of thedrill motor 30.
The BCR is a triac (main switching element) for connecting / disconnecting thedrill motor 30 to / from theAC power supply 50, and a phototriac is connected between the gate and the anode (or cathode) of the triac BCR. A resistor (current detection resistor) R₀ for detecting a load current is connected in series to the triac BCR.

ＤＣ電源電圧が印加される制御部には、オン／オフ制御回路７１、増幅回路７２、平滑回路７３、過負荷判定回路７４、自動停止／再駆動制御回路７５、及び負荷状態表示回路７６が含まれている。
オン／オフ制御回路７１は、起動スイッチＳＷ_ON及び停止スイッチＳＷ_OFFの手動操作に応じて、また、自動停止／再駆動制御回路７５の出力に応じて、トライアックＢＣＲのオン／オフを制御するため制御信号を出力するものである。
増幅回路７２は、電流検出抵抗Ｒ₀の両端の電圧を増幅して、平滑回路７３に出力する。増幅回路７２は、出力インピーダンスが小さく（ほぼゼロ）、電流検出抵抗Ｒ₀の両端の電圧がゼロレベルに降下したときに、平滑回路７３のコンデンサＣ₇₃の充電電荷を、抵抗Ｒ₇₃を介して急速放電させる。
増幅回路７２の利得は１であってもよい。The control unit to which the DC power supply voltage is applied includes an on /off control circuit 71, an amplifier circuit 72, a smoothing circuit 73, an overload determination circuit 74, an automatic stop / redrive control circuit 75, and a loadstate display circuit 76. It is.
The on / offcontrol circuit 71 controls on / off of the triac BCR according to the manual operation of the start switch SW_ON and the stop switch SW_OFF and according to the output of the automatic stop / redrive control circuit 75. A control signal is output.
The amplifier circuit 72 amplifies the voltage across the current detection resistor R₀ and outputs the amplified voltage to the smoothing circuit 73. The amplifier circuit 72 has a small output impedance (nearly zero), and when the voltage across the current detection resistor R₀ drops to zero level, the charge of the capacitor C₇₃ of the smoothing circuit₇₃ is charged via the resistor R_73. Rapid discharge.
The gain of the amplifier circuit 72 may be unity.

過負荷判定回路７４は、平滑回路７３の出力Ｖ_L1が予め設定した基準電圧Ｖ_ref1を超えたか否かを判定することにより、ドリルモータ３０に損傷が生じる恐れがある重度の過負荷状態が生じているか否かを判定するためのものである。
自動停止／再駆動制御回路７５は、その出力によってオン／オフ制御回路７１を制御することにより、過負荷判定回路７４の出力Ｖ_L1がドリルモータ３０の重度過負荷状態を表しているときに、ドリルモータ３０の駆動を自動的に停止させ、かつ、その時点から所定時間後に、ドリルモータ３０を自動的に再駆動させるためのものである。The overload determination circuit 74 determines whether or not the output V_L1 of the smoothing circuit 73 has exceeded a preset reference voltage V_ref1, thereby causing a severe overload state that may cause damage to thedrill motor 30. It is for determining whether or not it is.
The automatic stop / re-drive control circuit 75 controls the on / offcontrol circuit 71 based on the output thereof, so that the output V_L1 of the overload determination circuit 74 represents a severe overload state of thedrill motor 30. The driving of thedrill motor 30 is automatically stopped, and thedrill motor 30 is automatically re-driven after a predetermined time from that point.

負荷状態表示回路７６は、平滑回路７３の出力Ｖ_L1が予め設定した基準電圧Ｖ_ref2を超えたか否かを判定することにより、ドリルモータ３０の負荷状態をＬＥＤ₁及びＬＥＤ₂により表示するためのものである。この基準電圧Ｖ_ref2は、過負荷判定回路７４における基準電圧Ｖ_ref1より小さく、過負荷状態ではあるがドリルモータ３０に損傷を及ぼす程ではない軽度の過負荷状態となった時点で、比較器ＯＰ₇₆の出力を反転させるよう設定されている。正常な負荷状態の場合にＬＥＤ₁（例えば青色）を点灯し、軽度以上の過負荷状態の場合にＬＥＤ₂（例えば赤色）を点灯させる。The loadstate display circuit 76 displays the load state of thedrill motor 30 with the LEDs₁ and₂ by determining whether or not the output V_L1 of the smoothing circuit 73 exceeds a preset reference voltage V_ref2 . Is. This reference voltage V_ref2 is smaller than the reference voltage V_ref1 in the overload determination circuit 74, and when it becomes a light overload state that is an overload state but does not damage thedrill motor 30, the comparator OP. It is set to invert₇₆ outputs. LED₁ (for example, blue) is turned on in a normal load state, and LED₂ (for example, red) is turned on in a light or overload state.

このような回路構成において、電源スイッチＳＷ_PWがオン状態、したがってＡＣ／ＤＣ電源回路５２からＤＣ電源電圧が制御部に印加されている状態で、作業員が起動スイッチＳＷ_ONをオンすると、ＡＣ／ＤＣ電源回路５２から、該起動スイッチＳＷ_ONを介してオン／オフ制御回路７１のトランジスタＱ₇₁（第１のスイッチング素子）にベース電流が流れ、これにより、トランジスタＱ₇₁がターンオンする。その結果、フォトダイオードＰＨ_2INに電流が流れることにより、該フォトダイオードに光結合されたフォトリレーＰＨ_2OUTがターンオンして、トランジスタＱ₇₁の自己保持回路が形成される。In such a circuit configuration, when the power switch SW_PW is in the ON state, and thus the DC power supply voltage is applied from the AC / DCpower supply circuit 52 to the control unit, when the worker turns on the start switch SW_ON , the AC / DC A base current flows from the DCpower supply circuit 52 to the transistor Q₇₁ (first switching element) of the on / offcontrol circuit 71 via the start switch SW_ON , whereby the transistor Q₇₁ is turned on. As a result, when a current flows through the photodiode PH_2IN , the_photorelay PH_2OUT optically coupled to the photodiode is turned on, and a self-holding circuit of the transistor Q₇₁ is formed.

トランジスタＱ₇₁がオン状態となると、該トランジスタに直列接続されたフォトダイオードＰＨ_1INにも電流が流れ、それにより、該フォトダイオードに光結合されたフォトトライアックＰＨ_1OUTがオン状態となる。その結果、トライアックＢＣＲがオン状態となることにより、ドリルモータ３０にＡＣ電源電圧が供給され、該ドリルモータ３０の回転により電動ドリル３の環状刃物５（図１及び図２）が回転される。
この状態で、作業員がハンドル３９（図１）を手動操作して電動ドリル３を降下させると、環状刃物５が回転しつつ被加工体の方向に進行し、穿孔を行うことができる。When the transistor Q₇₁ is turned on, current also flows in the series connected photodiode PH_1IN to the transistor, whereby the photo-triac PH_1OUT which is optically coupled to the photodiode is turned on. As a result, when the triac BCR is turned on, an AC power supply voltage is supplied to thedrill motor 30, and the ring cutter 5 (FIGS. 1 and 2) of theelectric drill 3 is rotated by the rotation of thedrill motor 30.
In this state, when the operator manually operates the handle 39 (FIG. 1) to lower theelectric drill 3, theannular cutter 5 advances in the direction of the workpiece while being rotated, and drilling can be performed.

ドリルモータ３０に流れる負荷電流は、電流検出抵抗Ｒ₀の両端の電圧降下として検出され、負荷電流に比例する電圧が増幅回路７２によって増幅されて平滑回路７３に供給される。過負荷状態ではない正常状態では、平滑回路７３の出力電圧Ｖ_L1が、過負荷判定回路７４に予め設定された基準電圧Ｖ_ref1よりも低くなるよう設定されているため、過負荷判定回路７４の比較器（演算増幅器）ＯＰ₇₄の出力は低レベルである。このため、正常状態では、自動停止／再駆動制御回路７５のコンデンサＣ₇₅の充電電圧は低く、トランジスタＱ₇₅（第２のスイッチング素子）にベース電流が流れないためオフ状態を保持している。この状態では、オン／オフ制御回路７１のフォトダイオードＰＨ_1INにはトランジスタＱ₇₁を介して電流が流れ続けるため、フォトトライアックＰＨ_1OUTがオン状態を継続し、よって、トライアックＢＣＲはオン状態を継続する。
また、負荷状態検出回路７６は、正常状態では、その基準電圧Ｖ_ref2が平滑回路７３の出力Ｖ_L1よりも高くなるように設定されていて、比較器（演算増幅器）ＯＰ₇₆の出力が高レベルとなっている。そのため、トランジスタＱ₇₆₁がオン状態でトランジスタＱ₇₆2カ゛オフ状態にあり、ＬＥＤ₁が点灯状態でＬＥＤ₂が消灯状態にある。これにより、作業員は、ドリルモータ３０の負荷状態が正常であると認識することができる。The load current flowing through thedrill motor 30 is detected as a voltage drop across the current detection resistor R₀ , and a voltage proportional to the load current is amplified by the amplifier circuit 72 and supplied to the smoothing circuit 73. In a normal state that is not an overload state, the output voltage V_L1 of the smoothing circuit 73 is set to be lower than the reference voltage V_ref1 preset in the overload determination circuit 74. The output of the comparator (operational amplifier) OP₇₄ is at a low level. Therefore, in the normal state, the charging voltage of the capacitor C₇₅ of the automatic stop / re-drive control circuit 75 is low, and the base current does not flow through the transistor Q₇₅ (second switching element), so the off state is maintained. In this state, since the photodiode PH_1IN ON /OFF control circuit 71 continues the current flows through the transistor Q_71, the photo-triac PH_1OUT continues the on state, thus, the triac BCR continues the on state .
In the normal state, the loadstate detection circuit 76 is set so that its reference voltage V_ref2 is higher than the output V_L1 of the smoothing circuit 73, and the output of the comparator (operational amplifier) OP₇₆ is at a high level. It has become. Therefore, the transistor Q₇₆₁ is on and the transistor Q₇₆₂ is off, the LED₁ is on, and the LED₂ is off. Thereby, the worker can recognize that the load state of thedrill motor 30 is normal.

一方、ドリルモータ３０が過負荷状態となって負荷電流が増大すると、電流検出抵抗Ｒ₀の両端の電圧が増大することにより、平滑回路７３の出力Ｖ_L1が上昇する。該出力Ｖ_L1が上昇して、負荷状態表示回路７６の基準電圧Ｖ_ref2に到達すると、比較器ＯＰ₇₆の出力が高レベルから低レベルに反転する。これにより、トランジスタＱ₇₆₁がターンオフしてトランジスタＱ₇₆₂がターンオンするので、ＬＥＤ₁が消灯しＬＥＤ₂が点灯する。
これにより、作業員は、ドリルモータ３０に軽度の過負荷状態が生じたことを認識することができるので、必要に応じて、ハンドル３９にかける力を調整することができる。On the other hand, when thedrill motor 30 is overloaded and the load current increases, the voltage across the current detection resistor R₀ increases, and the output V_L1 of the smoothing circuit 73 increases. When the output V_L1 rises and reaches the reference voltage V_ref2 of the loadstate display circuit 76, the output of the comparator OP₇₆ is inverted from the high level to the low level. As a result, the transistor Q₇₆₁ is turned off and the transistor Q₇₆₂ is turned on, so that the LED₁ is turned off and the LED₂ is turned on.
As a result, the worker can recognize that a slight overload condition has occurred in thedrill motor 30, and can adjust the force applied to thehandle 39 as necessary.

過負荷状態が進むと、ドリルモータ３０に損傷が生じる恐れがある重度の過負荷状態になると、平滑回路７３の出力Ｖ_L1が過負荷判定回路７４の基準電圧Ｖ_ref1以上になる。すると、その時点で、過負荷判定回路７４の比較器ＯＰ₇₄の出力が高レベルとなり、これにより、自動停止／再駆動制御回路７５において、ダイオードＤ₇₅、抵抗Ｒ₇₅₁（抵抗値小）を介してコンデンサＣ₇₅がほぼ瞬時に充電されるため、抵抗Ｒ₇₅₂を介してベース電流が流れてトランジスタＱ₇₅がターンオンする。
該トランジスタＱ₇₅のターンオンにより、オン／オフ制御回路７１のフォトダイオードＰＨ_1INに流れる電流がシャントされ、結局、フォトトライアックＰＨ_1OUTがターンオフするので、保持電流以下になるとトライアックＢＣＲがターンオフとなり、ドリルモータ３０の電流が遮断される。As the overload state progresses, the output V_L1 of the smoothing circuit 73 becomes equal to or higher than the reference voltage V_ref1 of the overload determination circuit 74 in a severe overload state that may cause damage to thedrill motor 30. Then, at that time, the output of the comparator OP₇₄ of the overload determination circuit 74 becomes a high level. As a result, in the automatic stop / redrive control circuit 75, the diode D₇₅ and the resistor R₇₅₁ (resistance value small) are passed. Since the capacitor C₇₅ is charged almost instantaneously, a base current flows through the resistor R₇₅₂ and the transistor Q₇₅ is turned on.
When the transistor Q₇₅ is turned on, the current flowing through the photodiode PH_1IN of the on / offcontrol circuit 71 is shunted. As a result, the photo triac PH_1OUT is turned off. 30 currents are cut off.

重度の過負荷状態が生じた結果、自動停止／再駆動制御回路７５の動作によりトライアックＢＣＲがターンオフすると、電流検出抵抗Ｒ₀による降下電圧がゼロになることにより、平滑回路７３の出力Ｖ_L1が低下し、過負荷判定回路７４の比較器ＯＰ₇₄の出力が高レベルから低レベルに遷移する。その結果、自動停止／再駆動制御回路７５において、トランジスタＱ₇₅のベース電流は、コンデンサＣ₇₅から抵抗Ｒ₇₅₂を介して流れる放電電流のみとなる。そして、所定の放電時定数により定まる時間後にベース電流が流れなくなり、トランジスタＱ₇₅がターンオフする。If the triac BCR is turned off by the operation of the automatic stop / re-drive control circuit 75 as a result of a severe overload condition, the voltage drop due to the current detection resistor R₀ becomes zero, and the output V_L1 of the smoothing circuit 73 becomes The output of the comparator OP₇₄ of the overload determination circuit 74 changes from a high level to a low level. As a result, in the automatic stop / re-drive control circuit 75, the base current of the transistor Q₇₅ becomes only a discharge current flowing through the resistor R₇₅₂ from the capacitor C_75. Then, the base current stops flowing after a time determined by a predetermined discharge time constant, and the transistor_Q75 is turned off.

このとき、オン／オフ制御回路７１において、フォトダイオードＰＨ_2IN及びフォトリレーＰＨ_2OUTによりトランジスタＱ₇₁の自己保持回路が依然として形成されているので、トランジスタＱ₇₁はオン状態を保持している。したがって、過負荷判定回路７４の出力が判定してから所定時間後にトランジスタＱ₇₅がターンオフすると、トランジスタＱ₇₁を介してフォトダイオードＰＨ_1INに再度電流が流れるので、フォトトライアックＰＨ_1OUTが再度ターンオンし、結局、トライアックＢＣＲがターンオンする。これにより、ドリルモータ３０が再度通電されて、電導ドリル３の環状刃物５が回転する。自動停止／再駆動制御回路７５の上記した放電時定数は、例えば０．３〜０．５秒程度に設定されている。したがって、過負荷状態が生じてドリルモータ３０の電流を自動的に遮断してから、短時間でドリルモータ３０の通電を自動的に再開することができる。At this time, the ON /OFF control circuit 71, since the self-holding circuit of the transistor Q₇₁ is still formed by the photo diode PH_2IN and photo relay PH_2OUT, transistor Q₇₁ holds the ON state. Accordingly, when the transistor Q₇₅ is turned off after a predetermined time from the determination of the output of the overload determination circuit 74, a current flows again to the photodiode PH_1IN through the transistor Q₇₁ , so that the photo triac PH_1OUT is turned on again, Eventually, the Triac BCR turns on. Thereby, thedrill motor 30 is energized again, and theannular cutter 5 of theconductive drill 3 rotates. The discharge time constant of the automatic stop / redrive control circuit 75 is set to about 0.3 to 0.5 seconds, for example. Therefore, the energization of thedrill motor 30 can be automatically restarted in a short time after an overload condition occurs and the current of thedrill motor 30 is automatically cut off.

また、過負荷状態の解消時に平滑回路７３の出力Ｖ_L1が低下するので、負荷状態表示回路７６の比較器ＯＰ₇₆の出力が低レベルから高レベルに反転し、ＬＥＤ１が点灯してＬＥＤ２が消灯する。これにより、作業員は、ドリルモータ３０の過負荷状態が解消したことを確実に知ることができるので、ハンドル３９を操作して電動ドリル３を再度下方に移動させて穿孔を継続することができる。Further, since the output V_L1 of the smoothing circuit 73 decreases when the overload state is eliminated, the output of the comparator OP₇₆ of the loadstate display circuit 76 is inverted from the low level to the high level, theLED 1 is turned on, and theLED 2 is turned off. To do. Thereby, since the worker can surely know that the overload state of thedrill motor 30 has been eliminated, the operator can operate thehandle 39 to move theelectric drill 3 downward again to continue drilling. .

以上、本発明に係る電動ドリル装置の実施例について説明したが、当業者であれば種々の変形、変更が可能であることが明らかであろう。
例えば、フォトカプラの代わりに他の電子的スイッチ手段又は機械的リレー手段を用いてもよい。また、ドリルモータ３０に直列接続された電流検出抵抗Ｒ₀の代わりに、該ドリルモータの電流を検出する電流変成器を用いてもよい。トライアックＢＣＲの代わりにフォトリレー、機械的リレーを用いてもよく、さらには、ドリルモータ３０を直流モータで構成し、かつトライアックの代わりにＳＣＲ、トランジスタ、ＦＥＴを用いてもよい。さらに、自動停止／再駆動制御回路７５において、ＲＣ時定数回路の代わりにパルスカウンタ等の計時手段を用い、該計時手段のタイムアップ時点でトランジスタＱ₇₅をターンオフさせてもよい。As mentioned above, although the Example of the electric drill apparatus based on this invention was described, it will be clear to those skilled in the art that various deformation | transformation and a change are possible.
For example, other electronic switch means or mechanical relay means may be used instead of the photocoupler. Further, instead of the current detection resistor R₀ connected in series to thedrill motor 30, a current transformer that detects the current of the drill motor may be used. A photo relay or a mechanical relay may be used instead of the triac BCR, and thedrill motor 30 may be formed of a direct current motor, and an SCR, a transistor, or an FET may be used instead of the triac. Furthermore, the automatic stop / re-drive control circuit 75, using a time measuring means such as a pulse counter, instead of the RC time constant circuit, may be off transistor Q₇₅ in a time-up point in the regimen time unit.

本発明に係る電動ドリル装置の一実施例の外観図である。1 is an external view of an embodiment of an electric drill apparatus according to the present invention.図１に示した電動ドリル装置の側面図である。It is a side view of the electric drill apparatus shown in FIG.本発明に係る電動ドリル装置におけるドリルモータの制御部の回路図である。It is a circuit diagram of the control part of the drill motor in the electric drill apparatus which concerns on this invention.

Claims

Translated fromJapanese

被加工物に穿孔するための電動ドリル装置において、
電動ドリルの環状刃物を回転させるためのドリルモータと、
ドリルモータと電源との間に直列接続された主スイッチング素子と、
ドリルモータに流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、
電流検出手段によって検出された負荷電流が所定の第１の基準値を超えたかどうかを判定する第１の判定手段と、
主スイッチング素子のオン／オフを制御する制御手段であって、第１の判定手段が負荷電流が第１の基準値を超えたと判定したときに、主スイッチング素子をオフにしてドリルモータに流れる電流を遮断するよう制御し、その後、第１の判定手段が負荷電流が第１の基準値より小さくなったと判定したときに、その判定から所定時間後に、主スイッチング素子をオンにしてドリルモータに電源から電流を供給するよう制御する制御手段と
からなることを特徴とする電動ドリル装置。In an electric drill device for drilling a workpiece,
A drill motor for rotating the annular blade of the electric drill;
A main switching element connected in series between the drill motor and the power source;
Current detecting means for detecting a load current flowing in the drill motor;
First determination means for determining whether or not the load current detected by the current detection means exceeds a predetermined first reference value;
Control means for controlling on / off of the main switching element, and when the first determination means determines that the load current has exceeded the first reference value, the current flowing through the drill motor with the main switching element turned off Then, when the first determining means determines that the load current has become smaller than the first reference value, the main switching element is turned on and power is supplied to the drill motor after a predetermined time from the determination. And a control means for controlling to supply current from the electric drill apparatus.

請求項１記載の電動ドリル装置において、該装置はさらに、
電流検出手段によって検出された負荷電流が、第１の基準値よりも低い第２の基準値を超えたかどうかを判定する第２の判定手段と、
第２の判定手段が、負荷電流が第２の基準値を超えていないと判定したときに、正常な負荷電流であることを示す表示を行い、負荷電流が第２の基準値を超えたと判定したときに警報表示を行う負荷状態表示手段と
を備えていることを特徴とする電動ドリル装置。The electric drill device according to claim 1, wherein the device further comprises:
Second determination means for determining whether the load current detected by the current detection means has exceeded a second reference value lower than the first reference value;
When the second determination means determines that the load current does not exceed the second reference value, it displays that the load current is normal, and determines that the load current exceeds the second reference value. An electric drill apparatus comprising load state display means for displaying an alarm when an error occurs.

請求項１又は２記載の電動ドリル装置において、
電流検出手段は、ドリルモータ及び主スイッチング素子に直列接続された固定抵抗であって、該固定抵抗の両端から負荷電流に対応する電圧を出力するよう構成されており、
第１の判定手段は、負荷電流に対応する電圧を受け取り、該電圧を、第１の基準値を電圧に変換した第１の電圧基準値と対比することにより、負荷電流が第１の基準値を超えたか否かを判定するよう構成されている
ことを特徴とする電動ドリル装置。In the electric drill apparatus according to claim 1 or 2,
The current detecting means is a fixed resistor connected in series to the drill motor and the main switching element, and is configured to output a voltage corresponding to the load current from both ends of the fixed resistor.
The first determination means receives a voltage corresponding to the load current, and compares the voltage with a first voltage reference value obtained by converting the first reference value into a voltage, so that the load current becomes the first reference value. It is comprised so that it may be determined whether it exceeded, The electric drill apparatus characterized by the above-mentioned.

請求項２に従属する請求項３記載の電動ドリル装置において、
第２の判定手段は、負荷電流に対応する電圧を受け取り、該電圧を、第２の基準値を電圧に変換した第２の電圧基準値と対比することにより、負荷電流が第２の基準値を超えたか否かを判定するよう構成されている
ことを特徴とする電動ドリル装置。The electric drill apparatus according to claim 3, which is dependent on claim 2,
The second determination means receives a voltage corresponding to the load current, and compares the voltage with a second voltage reference value obtained by converting the second reference value into a voltage, whereby the load current becomes the second reference value. It is comprised so that it may be determined whether it exceeded, The electric drill apparatus characterized by the above-mentioned.

請求項１〜４いずれかに記載の電動ドリル装置において、制御手段は、
ドリルモータの駆動を開始させるための起動スイッチがオンされたときに、オン状態を自己保持する第１のスイッチング素子と、
第１のスイッチング素子がオン状態のときに、主スイッチング素子をオン状態にするオン制御信号を供給する制御信号供給手段と、
第１の判定手段が負荷電流が第１の基準値を超えたと判定したときにターンオンして、第１のスイッチング素子のオン状態に拘わらず、制御信号供給手段からオン制御信号が発生されないようにする第２のスイッチング素子と、
第１の判定手段が、負荷電流が第１の基準値を超えたと判定してから該基準値より小さくなったと判定したときに、その判定から所定時間後に、第２のスイッチング素子をターンオフさせる手段と
からなることを特徴とする電動ドリル装置。The electric drill apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means includes:
A first switching element that self-holds an ON state when a start switch for starting driving of the drill motor is turned ON;
Control signal supply means for supplying an on control signal for turning on the main switching element when the first switching element is on;
Turns on when the first determination means determines that the load current has exceeded the first reference value, so that the ON control signal is not generated from the control signal supply means regardless of the ON state of the first switching element. A second switching element that
Means for turning off the second switching element after a predetermined time from the determination when the first determination means determines that the load current has become smaller than the reference value after determining that the load current has exceeded the first reference value. An electric drill apparatus characterized by comprising:

請求項１〜４いずれかに記載の電動ドリル装置において、主スイッチング素子はトライアックであり、制御手段は、
ドリルモータの駆動を開始させるための起動スイッチがオンされたときに、オン状態を自己保持する第１のスイッチングトランジスタと、
第１のスイッチングトランジスタがオン状態のときに電流が流れて発光するフォトダイオードと、
トライアックのゲートとアノード又はカソードとの間に接続されたフォトトライアックであって、フォトダイオードに光結合されて該フォトダイオードの発光によりオン状態となることによりトライアックにゲート電流を供給するフォトトライアックと、
第１の判定手段が、負荷電流が第１の基準値を超えたと判定したときに、第１のスイッチングトランジスタのオン状態に拘わらず、フォトダイオードの電流をバイパスして消光させる第２のスイッチングトランジスタと、
第１の判定手段が、負荷電流が第１の基準値を超えたと判定してから該基準値より小さくなったと判定したときに、その判定から所定時間後に、第２のスイッチングトランジスタをターンオフさせる手段と
からなることを特徴とする電動ドリル装置。The electric drill apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the main switching element is a triac, and the control means is
A first switching transistor that self-holds an on state when a start switch for starting driving of the drill motor is turned on;
A photodiode that emits light when a current flows when the first switching transistor is in an ON state;
A phototriac connected between the gate of the triac and the anode or the cathode, the phototriac being optically coupled to the photodiode and being turned on by light emission of the photodiode, and supplying a gate current to the triac; and
A second switching transistor that bypasses the current of the photodiode and extinguishes the light regardless of whether the first switching transistor is on or not when the first determination means determines that the load current exceeds the first reference value; When,
Means for turning off the second switching transistor after a predetermined time from the determination when the first determination means determines that the load current has become smaller than the reference value after determining that the load current has exceeded the first reference value. An electric drill apparatus characterized by comprising: