电动剪刀技术领域
本发明涉及被构成为刀通过马达开闭的电动剪刀。
背景技术
已知有被构成为通过按照触发器操作使马达旋转来开闭刀的电动剪刀(例如参照
专利文献1)。这种电动剪刀例如在庭木的修剪、剪枝、果树的修剪、园艺作业等各种用途中
被使用。
专利文献1所记载的电动剪刀具备输出与触发器的拉动量和刀的开闭位置的双方
相应的模拟信号的传感器,并被构成为来自该传感器的模拟信号被输入至CPU。然后,CPU通
过与被输入的模拟信号相应地使马达正转、反相或者停止来使刀进行开动作、闭动作或者
停止。
专利文献1:日本专利第3537649号公报
由于以CPU根据与触发器的拉动量等相应的模拟信号控制马达的旋转的方式构成
的电动剪刀能够通过使用者操作触发器来精密地调整刀的动作、位置,所以很便利。
但是,由于马达的旋转取决于CPU的控制(即基于软件的控制),因此,若CPU产生故
障、误动作等异常,则存在刀进行使用者未意图的动作的可能性。例如,存在尽管使用者未
操作触发器,但刀开始进行闭动作,或者相反地,尽管使用者拉动触发器,但刀开始进行开
动作的可能性。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的,目的在于在控制马达的控制部产生一些异常而
导致刀开始进行使用者未意图的动作的情况下能够抑制该动作。
本发明的一个方面的电动剪刀具备马达、可动刀、传递机构、操作部、操作信号输
出部、控制部、驱动电路、以及强制停止部。
可动刀是用于切断切断对象的刀,并被构成为能够向能够切断切断对象的闭方
向、以及与该开方向相反的开方向转动。传递机构被构成为能够将马达的旋转力传递至可
动刀,并被构成为在马达向第一旋转方向旋转的情况下使可动刀向闭方向转动,在马达向
与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转的情况下,使可动刀向开方向转动。操作部被构
成为在该电动剪刀的使用者为了使马达动作而被使用者操作。操作信号输出部被构成为输
出与操作部的操作状态相应的值的信号亦即操作信号。控制部被构成为基于从操作信号输
出部输出的操作信号的值,判断使马达向第一旋转方向旋转,或者使马达向第二旋转方向
旋转,或者使马达停止,并输出与该判断结果相应的控制信号。驱动电路被构成为通过按照
从控制部输出的控制信号进行向马达的通电,使马达根据控制信号动作。强制停止部被构
成为在产生异常状态的情况下使马达停止。异常状态是指从操作信号输出部输出的操作信
号的值成为在控制部中被判断为使马达向第一旋转方向以及第二旋转方向中的特定的旋
转方向旋转或者使马达停止的值,且马达向与特定的旋转方向相反的方向旋转的状态。
根据这样构成的电动剪刀,在尽管被输出在控制部中被判断为向特定的旋转方向
旋转或者停止的值的操作信号(换句话说,使用者没有使其向特定的旋转方向旋转的意
图),但马达实际向与特定的旋转方向相反的方向旋转的情况下,通过强制停止部停止该旋
转。
因此,即使在控制马达的控制部产生一些异常,可动刀开始进行使用者未意图的
动作,也能够通过与控制部另行设置的强制停止部抑制该动作。
特定的方向也可以是第二旋转方向。第二旋转方向是可动刀向开方向转动的方
向。因此,通过将第二旋转方向设为特定的方向,能够抑制可动刀未意图地向闭方向转动。
强制停止部也可以具备停止信号输出部以及停止电路。停止信号输出部被构成为
在产生上述的异常状态的情况下,输出用于使马达停止的停止信号。停止电路被构成为在
从停止信号输出部输出停止信号的期间,通过与控制信号的内容无关地使停止向马达的通
电来使马达停止。
像这样,通过分别独立地设置在产生异常状态的情况下输出停止信号的构成部
件、以及基于该停止信号实际使向马达的通电停止的构成部件,能够实现简单且可靠性较
高的强制停止部。
停止信号输出部也可以由硬件电路构成。若假设通过基于计算机的软件处理实现
停止信号输出部的功能,则存在产生计算机的软件处理的异常(所谓的失控或与其类似的
现象)的可能性。另一方面,若通过硬件电路构成停止信号输出部,则不产生上述那样的软
件处理特有的异常,能够实现可靠性较高的停止信号输出部。
停止信号输出部也可以是具备第一信号输出部、第二信号输出部、以及第三信号
输出部的构成。第一信号输出部被构成为被输入从操作信号输出部输出的操作信号,在该
被输入的操作信号的值为在控制部中被判断为使马达向特定的旋转方向旋转或者停止的
值的情况下,输出作为表示其主旨的信号的第一信号。第二信号输出部被构成为获取表示
马达的实际的动作状态的信息亦即实际动作信息,并在该获取的实际动作信息是表示马达
向与特定的旋转方向相反的方向旋转的信息的情况下,输出表示其主旨的第二信号。第三
信号输出部被构成为在从第一信号输出部输出第一信号且从第二信号输出部输出第二信
号的情况下,输出停止信号。
通过像这样将停止信号输出部分为3个功能模块来构成,能够简单且高效地实现
停止信号输出部。
停止信号输出部被构成为在由于异常状态的产生而输出停止信号的情况下,在该
输出开始后,持续该输出,直至特定的条件成立,在特定的条件成立的情况下使该输出停
止。
根据这样构成的电动剪刀,通过适当地设定特定的条件,能够针对由于停止信号
的输出而停止的马达适当地维持其停止的状态,且能够在适当的时刻解除该停止状态。
对于特定的条件,能够适当地设定,但例如也可以将以从操作信号输出部输出在
控制部中被判断为使马达向与特定的方向相反的方向旋转的值的操作信号的方式操作操
作部设定为特定的条件。
通过像这样设定特定的条件,通过按照使用者自己的意思操作操作部而使特定的
条件成立,马达的停止状态被解除。因此,对于使用者而言,能够提供使用便利性较好的电
动剪刀。
停止电路也可以具备开关部以及开关驱动部。开关部在从向马达供给电力的电源
向马达的电力供给路径中与驱动电路另行设置,并被构成为接通、切断电力供给路径。开关
驱动部被构成为在从停止信号输出部输出停止信号的期间,通过开关部切断电力供给路
径。
根据这样构成的电动剪刀,能够通过简单的构成实现异常状态产生时的马达的停
止。
另外,停止电路也可以被构成为在从停止信号输出部输出停止信号的期间,通过
使从控制部输入至驱动电路的控制信号无效化来停止从驱动电路向马达的通电。
根据这样构成的电动剪刀,由于无需与驱动电路另行设置能够切断电力供给路径
的构成部件,因此相应地,能够抑制成本。
马达也可以是直流马达。即,直流马达被构成为通过在一对端子间被施加直流电
压而旋转,且旋转方向根据该被施加的直流电压的极性而切换。并且,强制停止部也可以被
构成为能够基于被施加至马达的一对端子的直流电压来判断马达是否是向与特定的旋转
方向相反的方向旋转的状态。
可以考虑各种判断马达向哪个方向旋转的方法,但在马达为直流马达的情况下,
能够基于被施加至一对端子的各端子的电压来判断。因此,能够以简单构成适当地进行旋
转方向的判断。
驱动电路也可以被构成为具备具有4个开关元件的H桥电路,从该H桥电路向马达
的一对端子间施加直流电压。通过作为驱动电路使用H桥电路,能够以低价的构成实现马达
的旋转方向的切换。
附图说明
图1A是实施方式的电动剪刀的立体图,图1B是表示实施方式的剪刀主体的内部构
成的侧视图。
图2A是表示传感器单元的磁铁处于中立状态的情况的说明图,图2B是表示由于触
发器被进行拉动操作而使传感器单元的磁铁向后方移动的状态的说明图,图2C是表示由于
触发器被进行返回操作而使传感器单元的磁铁向前方移动的状态的说明图。
图3是表示第一实施方式的电动剪刀的电构成的构成图。
图4是第一实施方式的保护部的电气电路图。
图5A以及图5B是表示第一实施方式的电动剪刀的正常时的动作例以及异常状态
产生时的动作例的说明图。
图6是表示第二实施方式的电动剪刀的电构成的构成图。
图7A以及图7B是表示第二实施方式的电动剪刀的正常时的动作例以及异常状态
产生时的动作例的说明图。
图8是第三实施方式的保护部的电气电路图。
图9A以及图9B是表示第三实施方式的电动剪刀的正常时的动作例以及异常状态
产生时的动作例的说明图。
附图标记说明:1、50…电动剪刀;2…主体壳体;3…上刀;3a…上刀臂;4…下刀;
5…上刀支轴;6…触发器;6a…触发器臂;7,111…连接器;10…马达;10a…第一端子;10b…
第二端子;12…滚珠丝杠单元;13…丝杠轴;14…螺母;15…螺母壳体;16…连结部件;16a…
第一支轴;16b…第二支轴;20…传感器单元;21…霍尔传感器;22…传感器电路基板;22a…
放大器;23…磁铁;24…弹簧;30…电池;31…H桥电路;32…控制部;33,80…保护部;34…调
整器;36…CPU;37…存储器;55…保护用AND电路;57…D-FF;61,81…触发器状态检测部;
62…马达状态检测部;63…保护判断部;66…比较器;71…第一AND电路;72…第二AND电路;
73…第三AND电路;74…第四AND电路;100…剪刀主体;110…控制单元;120…电池单元;
130…连接线;Q1…第一开关;Q2…第二开关;Q3…第三开关;Q4…第四开关;Q5…路径开关;
Tr1…第一晶体管;Tr2…第二晶体管。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
(1)电动剪刀的整体构成
图1A所示的本实施方式的电动剪刀1将树木的修剪作为主要用途使用,被构成为
能够切断树木的枝、果柄、其它的各种切断对象。
如图1A所示,本实施方式的电动剪刀1具备剪刀主体100、控制单元110、以及电池
单元120。剪刀主体100具备主体壳体2、上刀3、下刀4、触发器6、以及连接器7。应予说明,在
图1A中,控制单元110、电池单元120、以及连接线130与实际的外观不同,被极其简化地图
示,且与剪刀主体100的相对的大小也被图示得比实际小。
在电池单元120收纳有电池30(参照图3)。电池单元120以能够相对于控制单元110
拆装的方式构成。图1A表示电池单元120被安装至控制单元110的状态。若对控制单元110安
装电池单元120,则电池单元120内的电池30和控制单元110电连接。
控制单元110具备用于与剪刀主体100电连接的连接器111。控制单元110和剪刀主
体100能够通过连接线130连接。若将连接线130的一端侧的插头131与剪刀主体100的连接
器7连接,将连接线130的另一端侧的插头132与控制单元110的连接器111连接,则剪刀主体
100和控制单元110电连接。控制单元110通过控制从电池30向剪刀主体100的内部的马达10
(参照图1B)的通电,使马达10动作。
如图1A以及图1B所示,在剪刀主体100中,下刀4相对于主体壳体2固定。上刀3以上
刀支轴5为轴,如图1B所示,被以能够在图中箭头Ya的方向亦即闭方向、以及与其相反的图
中箭头Yb的方向亦即开方向转动的方式支承。闭方向是通过上刀3朝向下刀4来使两者的间
隙关闭的方向,开方向是通过上刀3远离下刀4来使两者的间隙打开的方向。
如下所述,上刀3的转动利用马达10的旋转力来进行。通过上刀3通过马达10的旋
转力转动,上刀3相对于下刀4进行开闭。因此,通过在上刀3与下刀4之间放入切断对象,并
使上刀3向闭方向转动,能够切断切断对象。
应予说明,在以下的说明中,对于上刀3转动的动作,将向闭方向转动的动作称作
“闭动作”,将向开方向转动的动作称作“开动作”。
触发器6是为了电动剪刀1的使用者使上刀3转动或停止而被使用者操作的。在电
动剪刀1中,与触发器6的操作状态相应地,马达10向CW(clockwise;顺时针)方向旋转,向
CCW(counterclockwise;逆时针)方向旋转,或者停止,由此,上刀3进行开动作、闭动作、或
者停止。
如图1B所示,在主体壳体2收纳有用于使上刀3转动的各种部件、机构等。应予说
明,主体壳体2在使用者使用电动剪刀1时被使用者把持。
能够对连接器7拆装连接线130的插头131。通过将剪刀主体100和控制单元110利
用连接线130连接,并且,对控制单元110安装电池单元120,能够向剪刀主体100供给电池30
的电力,使剪刀主体100动作。
应予说明,像这样,剪刀主体100、控制单元110、以及电池单元120是独立构成仅是
一个例子。例如,控制单元110和电池单元120也可以被一体化。另外,例如也可以被构成为
对剪刀主体100搭载有控制单元110的功能,并能够将剪刀主体100和电池30通过电缆等连
接。另外,例如也可以在剪刀主体100内搭载有电池30以及控制单元110的功能。另外,例如
也可以被构成为使用工业交流电力转换为直流电力的适配器,能够从该适配器向控制单元
110供给直流电力。向剪刀主体100内的马达10供给电力的方法也可以是上述以外的方法。
使用图1B对剪刀主体100的内部构成详细地进行说明。如图1B所示,在本实施方式
的在剪刀主体100中,在主体壳体2的内部内置有马达10、滚珠丝杠单元12、以及传感器单元
20。
马达10是用于使上刀3转动的驱动源。马达10被配置为其输出轴向滚珠丝杠单元
12侧突出,且其输出轴的轴心与剪刀主体100的前后方向平行。应予说明,剪刀主体100的前
后方向是指图1B中的左右方向(图1B中的箭头Xa、Xb的方向)。另外,在以下的说明中,“前
方”是指剪刀主体100的前后方向中的上刀3侧的方向(箭头Xb的方向),“后方”是指剪刀主
体100的前后方向中的连接器7侧的方向(箭头Xa的方向)。
如下所述,马达10的旋转力经由包括滚珠丝杠单元12的传递机构被传递至上刀3,
上刀3转动。具体而言,若马达10向CW方向旋转,则上刀3进行开动作,若马达10向CCW方向旋
转,则上刀3进行闭动作。
滚珠丝杠单元12是用于将旋转运动转换为直线运动的公知的机械部件。滚珠丝杠
单元12具备丝杠轴13、螺母14、以及螺母壳体15。
丝杠轴13被配置为其轴心与剪刀主体100的前后方向平行。换句话说,马达10的输
出轴的轴心与丝杠轴13的轴心平行。马达10的输出轴与丝杠轴13经由联轴器(未图示)连
结,若马达10旋转(即马达10的输出轴旋转),则其旋转力被传递至丝杠轴13,丝杠轴13旋
转。
对丝杠轴13旋入有螺母14。在形成于丝杠轴13的外螺纹与形成于螺母14的内周面
的内螺纹之间如公知那样放入有滚珠,由此,丝杠轴13能够相对于螺母14以相对较轻的力
旋转。
若通过马达10旋转,丝杠轴13旋转,则螺母14向前后方向移动。具体而言,若马达
10向CW方向旋转,则螺母14向前方移动,若马达10向CCW方向旋转,则螺母14向后方移动。
对螺母14一体安装有螺母壳体15。因此,若螺母14向前后方向移动,则螺母壳体15
也与螺母14一同向前后方向移动。在螺母壳体15的前方侧以能够通过第一支轴16a转动的
方式安装有连结部件16的一端。连结部件16的另一端通过第二支轴16b与从上刀3延伸设置
的上刀臂3a连结。上刀3和连结部件16被构成为能够以第二支轴16b为轴相对地转动。
通过这样的构成,例如若通过马达10向CW方向旋转,丝杠轴13旋转,螺母14以及螺
母壳体15向前方移动,则连结部件16也向前方移动,第二支轴16b也向前方移动。由此,上刀
3以上刀支轴5为中心向开方向转动(开动作)。相反,例如若通过马达10向CCW方向旋转,丝
杠轴13旋转,螺母14以及螺母壳体15向后方移动,则连结部件16也向后方移动,第二支轴
16b向后方移动。由此,上刀3以上刀支轴5为中心向闭方向转动(闭动作)。
在触发器6一体地延伸设置有触发器臂6a。并且,触发器臂6a的端部以能够相对于
螺母壳体15通过第一支轴16a转动的方式被支承。触发器臂6a被未图示的弹簧向前方侧(箭
头Xb方向)施力,在触发器6未被使用者操作而释放时,触发器6处于规定的初始位置。图1B
图示触发器6处于初始位置的状态。
若使用者对触发器6进行拉动操作(使其向箭头Xa方向动作的操作),则触发器6通
过以第一支轴16a为中心转动而向后方移动。另一方面,若使用者松缓拉动触发器6的力,则
通过弹簧的作用力,触发器6向前方(箭头Xb方向)移动。以下,将这样的通过松缓拉动触发
器6的力来使触发器6向前方移动的操作称作返回操作。
在螺母壳体15一体地安装有传感器单元20。传感器单元20具有霍尔传感器21以及
磁铁23(参照图2A~图2C),被设置为磁铁23与触发器臂6a的后方侧的面抵接。若对触发器6
进行拉动操作或返回操作,则霍尔传感器21与磁铁23的相对的位置关系变化。因此,从霍尔
传感器21输出与触发器6的操作状态相应的值的模拟信号。传感器单元20被构成为对从霍
尔传感器21输出的模拟信号进行放大,将该放大后的模拟信号作为触发器信号St输出。从
传感器单元20输出的触发器信号St经由连接线130被输入至控制单元110。
使用图2A~图2C,对于传感器单元20的详细构造以及与触发器臂6a的相对关系进
行说明。图2A~图2C均示意性地表示从剪刀主体100的下侧(设置有触发器6的一侧)观察传
感器单元20的内部的状态。
如图2A所示,传感器单元20具备霍尔传感器21、传感器电路基板22、磁铁23、以及
弹簧24。霍尔传感器21是检测磁场并输出与该磁场的大小成比例的值的模拟信号的半导体
元件。从霍尔传感器21输出的模拟信号被设置于传感器电路基板22的放大器22a(参照图3)
放大,该放大后的模拟信号作为触发器信号St被输出。
磁铁23收纳于形成于螺母壳体15的收纳部15a。收纳部15a是在前方侧开口的有底
筒状的构成部件。在收纳部15a的后方侧的底部15b连接有弹簧24的一端,弹簧24的另一端
与磁铁23的一端(在本实施方式中为N极侧的端部)连接。
换句话说,磁铁23被构成为在形成于螺母壳体15的收纳部15a内被弹簧24弹性支
承,能够向前后方向移动。磁铁23的另一端(在本实施方式中为S极侧的端部)通过弹簧24的
作用力与触发器臂6a的后方侧的面抵接。
传感器单元20与螺母壳体15被一体化。因此,若马达10旋转,则螺母壳体15向前后
方向移动,上刀3开闭,并且传感器单元20也向前后方向移动。
图2A表示磁铁23的前后方向的中间位置(N极与S极的边界位置)接近霍尔传感器
21的前后方向的中间位置的状态。将像这样在前后方向,磁铁23的中间位置位于包括霍尔
传感器21的中间位置的一定范围内的状态称作中立状态。
在磁铁23处于中立状态时,从传感器单元20输出的触发器信号St成为规定的中立
范围内的电压值(在本实施方式中为2.3V以上2.7V以下)的信号。因此,换言之,也能够将中
立状态说成磁铁23处于从传感器单元20输出中立范围内的电压值的触发器信号St的位置
的状态。
在本实施方式中,在触发器6未被使用者操作而释放,从而处于初始位置时,以磁
铁23成为中立状态的方式控制马达10。另外,在虽然对触发器6向比初始位置靠后方进行拉
动操作,但处于静止的状态(以下也称作“拉动保持状态”)时,以磁铁23成为中立状态的方
式控制马达10。换句话说,马达10被以磁铁23成为中立状态的方式控制,若成为中立状态,
则停止。
若从图2A所示的中立状态对触发器6进行拉动操作,则如图2B所示,触发器臂6a按
压磁铁23向后方(箭头Xa方向)移动,由此,磁铁23抵抗弹簧24的作用力而向后方移动。像这
样,磁铁23向比中立状态靠后方移动,在处于磁铁23的S极接近霍尔传感器21的状态时,从
传感器单元20输出的触发器信号St成为比中立范围低的电压值(在本实施方式中小于
2.3V)的信号。
在对触发器6进行拉动操作,触发器信号St成为比中立范围低的电压值的情况下,
马达10被以向CCW方向旋转的方式控制,由此,上刀3进行闭动作。若马达10向CCW方向旋转,
则传感器单元20本身也向后方移动。因此,若停止触发器6的拉动操作,则传感器单元20远
离触发器臂6a,因此,磁铁23接近中立状态。而且,在磁铁23成为中立状态的时刻(即,触发
器信号St的值成为中立范围内的值的时刻),马达10的旋转停止,上刀3的闭动作以及传感
器单元20的后方移动停止。
在触发器6被从初始状态向后方进行拉动操作并静止的拉动保持状态下,磁铁23
与初始状态的情况相同,如图2A所示成为中立状态。若从该拉动保持状态对触发器6进行返
回操作,则如图2C所示,触发器臂6a向前方(箭头Xb方向)移动。由此,磁铁23也通过弹簧24
的作用力向前方移动。像这样,在磁铁23向比中立状态靠前方移动,处于磁铁23的N极接近
霍尔传感器21的状态时,从传感器单元20输出的触发器信号St成为比中立范围高的电压值
(在本实施方式中为比2.7V高的值)的信号。
在触发器6被进行返回操作,触发器信号St成为比中立范围高的电压值的情况下,
马达10被以向CW方向旋转的方式控制,由此,上刀3进行开动作。若马达10向CW方向旋转,则
传感器单元20本身也向前方移动。因此,若停止触发器6的返回操作,则传感器单元20接近
触发器臂6a,因此,磁铁23接近中立状态。而且,在磁铁23处于中立状态的时刻(即,触发器
信号St的值成为中立范围内的值的时刻),马达10的旋转停止,上刀3的开动作以及传感器
单元20的前方移动停止。
(2)电动剪刀的电构成
接下来,使用图3对电动剪刀1的电构成进行说明。图3表示在控制单元110安装电
池单元120,并且控制单元110与剪刀主体100经由连接线130连接的状态。其中,在图3中省
略了连接线130的图示,图示了通过连接线130将控制单元110和剪刀主体100电连接的状
态。
在电池单元120收纳有电池30。另外,电池单元120具备正极端子120a以及负极端
子120b。正极端子120a与电池30的正极连接,负极端子120b与电池30的负极连接。
控制单元110具备用于使电池30的电力输入的、正极输入端子112a以及负极输入
端子112b。若对控制单元110安装电池单元120,则控制单元110的正极输入端子112a与电池
单元120的正极端子120a连接,控制单元110的负极输入端子112b与电池单元120的负极端
子120b连接。
另外,控制单元110的连接器111具有单元侧第一端子111a、单元侧第二端子111b、
以及单元侧第三端子111c。另外,剪刀主体100的连接器7具有主体侧第一端子7a、主体侧第
二端子7b、以及主体侧第三端子7c。
若剪刀主体100和控制单元110通过连接线130连接,则主体侧第一端子7a和单元
侧第一端子111a连接,主体侧第二端子7b和单元侧第二端子111b连接,主体侧第三端子7c
和单元侧第三端子111c连接。
剪刀主体100作为电气的构成部件具备马达10以及传感器单元20。
本实施方式的马达10是直流马达。即,马达10具备用于输入驱动用的电力的一对
端子10a、10b。该一对端子10a、10b中,第一端子10a与连接器7的主体侧第一端子7a连接,第
二端子10b与连接器7的主体侧第二端子7b连接。通过对该一对端子10a、10b间被施加直流
电压使马达10旋转。另外,根据被施加至一对端子10a、10b间的直流电压的极性来切换马达
10的旋转方向。
如上所述,传感器单元20具备霍尔传感器21。另外,传感器单元20具备放大器22a。
放大器22a对从霍尔传感器21输出的模拟信号进行放大。放大器22a的输出端子与连接器7
的主体侧第三端子7c连接。因此,通过放大器22a放大后的信号作为触发器信号St被输出至
控制单元110。
接下来,对搭载于控制单元110的各种电路等进行说明。在控制单元110搭载有H桥
电路31、控制部32、保护部33、以及调整器34。
调整器34对电池30的电压亦即电池电压VB进行降压,生成规定电压值(例如5V)的
直流的控制电压Vc并将其输出。从调整器34输出的控制电压Vc作为控制单元110内的各部
的动作用电源使用。
H桥电路31具备第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、以及第四开关Q4。通过该4
个开关Q1~Q4分别独立地接通、断开,马达10动作。在本实施方式中,构成H桥电路31的4个
开关Q1~Q4是N沟道MOSFET。
在H桥电路31中,第一开关Q1的源极以及第二开关Q2的漏极与连接器111的单元侧
第一端子111a连接。因而,第一开关Q1的源极以及第二开关Q2的漏极与马达10的一对端子
10a、10b中的第一端子10a连接。另外,第三开关Q3的源极以及第四开关Q4的漏极与连接器
111的单元侧第二端子111b连接。因而,第三开关Q3的源极以及第四开关Q4的漏极与马达10
的一对端子10a、10b中的第二端子10b连接。
第二开关Q2的源极以及第四开关Q4的源极与成为基准电位的接地线电连接。第一
开关Q1的漏极以及第三开关Q3的漏极经由路径开关Q5与正极输入端子112a连接。接地线与
负极输入端子112b连接。
构成H桥电路31的4个开关Q1~Q4通过控制部32分别独立地接通、断开。具体而言,
从控制部32输出的第一控制信号Sc1经由第一缓冲器41被输入至第一开关Q1的栅极。从控
制部32输出的第二控制信号Sc2经由第二缓冲器42被输入至第二开关Q2的栅极。从控制部
32输出的第三控制信号Sc3经由第三缓冲器43被输入至第三开关Q3的栅极。从控制部32输
出的第四控制信号Sc4经由第四缓冲器44被输入至第四开关Q4的栅极。各控制信号Sc1~
Sc4是高电平(以下称作“H电平”)或者是低电平(以下称作“L电平”)的二进制信号。
路径开关Q5的漏极与正极输入端子112a连接,源极与第一开关Q1的漏极以及第三
开关Q3的漏极连接。AND电路55的输出信号经由第五缓冲器45被输入至路径开关Q5的栅极。
在本实施方式中,路径开关Q5是N沟道MOSFET。应予说明,以下,将设置于第五缓冲器45的前
段的AND电路55称作保护用AND电路55。
应予说明,各开关Q1~Q5也可以是N沟道MOSFET以外的其它的开关元件。具体而
言,例如也可以将IGBT(绝缘栅极双极晶体管)、GTO(门极可关断晶闸管)、双向可控硅等作
为各开关Q1~Q5使用。另外,作为各开关Q1~Q5,并非必须使用半导体开关元件,也可以使
用能够使通电路径导通、切断的开关元件。
向保护用AND电路55输入电源输入信号So以及保护信号Sp的2个信号,输出该2个
信号So、Sp的逻辑积。
保护信号Sp从保护部33输入。保护信号Sp在未产生下述的异常状态的通常时为H
电平的信号。而且,若产生异常状态,则成为L电平的信号,然后,维持L电平,直至下述的特
定的条件成立。
电源输入信号So是利用调整器34生成的控制电压Vc。即,控制电压Vc作为电源输
入信号So被输入至保护用AND电路55。因此,在调整器34正常动作的情况(即,在正常地生成
控制电压Vc的情况)下,被输入至保护用AND电路55的电源输入信号So在保护用AND电路55
中被作为H电平的输入信号处理。另一方面,在调整器34停止、或未正常地生成控制电压Vc
的情况(例如在电压值比一定电平低的情况)下,被输入至保护用AND电路55的电源输入信
号So在保护用AND电路55中被作为L电平的输入信号处理。
因而,在调整器34正常动作的期间,只要未产生异常,则被输入至保护用AND电路
55的2个信号So、Sp均为H电平,路径开关Q5被接通,从电池30的正极向H桥电路31的电力供
给路径成为导通状态。
来自传感器单元20的触发器信号St被输入至控制部32。控制部32基于触发器信号
St的值来判断使马达10向CW方向旋转、或向CCW方向旋转、或者使其停止。然后,根据该判断
结果输出各控制信号Sc1~Sc4。
具体而言,如图5A所示,在例如通过触发器6被释放、或在拉动操作的中途静止等,
触发器信号St的值处在中立范围(在本实施方式中为2.3V以上2.7V以下)内的情况下,控制
部32作为各控制信号Sc1~Sc4,全部输出L电平的信号。由此,H桥电路31的4个开关Q1~Q4
全部断开,从电池30向马达10的通电停止,马达10停止。因此,上刀3成为停止的状态。
另一方面,例如,在通过对触发器6进行拉动操作等,触发器信号St的值比中立范
围低的情况(在本实施方式中小于2.3V的情况)下,如图5A所示,控制部32使第一控制信号
Sc1以及第四控制信号Sc4为H电平。由此,H桥电路31的4个开关Q1~Q4中的第一开关Q1以及
第四开关Q4被接通,成为电池30的正极与马达10的第一端子10a连接,接地线与第二端子
10b连接的状态。因此,从电池30向马达10进行通电,马达10向CCW方向旋转。因而,上刀3进
行闭动作。
相反,例如在通过对触发器6进行返回操作等,触发器信号St的值比中立范围高的
情况(在本实施方式中大于2.7V的情况)下,如图5A所示,控制部32使第二控制信号Sc2以及
第三控制信号Sc3为H电平。由此,H桥电路31的4个开关Q1~Q4中的第二开关Q2以及第三开
关Q3被接通,成为电池30的正极与马达10的第二端子10b连接,接地线与第一端子10a连接
的状态。因此,从电池30向马达10进行通电,马达10向CW方向旋转。因而,上刀3进行开动作。
应予说明,控制部32作为具有CPU36以及存储器37的微型计算机而构成。控制部32
具有的各种功能通过CPU36从存储器37读入那些各种功能的程序并执行来实现。上述的、通
过基于触发器信号St的值输出各控制信号Sc1~Sc4来控制向马达10的通电的功能,也是通
过CPU36从存储器37读入该程序并执行来实现的,是所谓的软件处理之一。
保护部33在产生异常状态的情况下,用于通过使保护信号Sp为L电平来强制性地
停止马达10的构成部件。触发器信号St从传感器单元20被输入至保护部33。另外,对于保护
部33,输入马达10的第一端子10a的电压作为第一马达信号m1,且输入马达10的第二端子
10b的电压作为第二马达信号m2。
保护部33在产生是触发器信号St的值为在控制部32中被判断为是使马达10向特
定的旋转方向旋转或者停止的值,且马达10实际向与特定的旋转方向相反的方向旋转的状
态的、异常状态的情况下,通过作为保护信号Sp,输出用于使马达10停止的L电平的信号,使
马达10强制停止。
在本实施方式中,特定的旋转方向是上刀3进行开动作的方向。因此,在本实施方
式中,特定的旋转方向是CW方向。换句话说,在本实施方式中,异常状态是尽管触发器信号
St的值成为在控制部32被判断为使马达10向CW方向旋转或者使其停止的值(2.3V以上的
值),但马达10实际向CCW方向旋转的状态。换言之,异常状态本质上是指尽管触发器信号St
的值成为上刀3通过控制部32进行开动作或者停止的值,但实际上上刀3进行闭动作的状
态。若产生该异常状态,则尽管使用者没有使上刀3进行闭动作的意图,但成为上刀3进行闭
动作的状态。
因此,保护部33在产生异常状态的情况系,通过使保护信号Sp为L电平来使马达10
强制停止,由此,使上刀3的闭动作停止。由于在保护信号Sp为L电平的期间,路径开关Q5维
持断开,因此,与基于控制部32的各开关Q1~Q4的控制内容无关,向马达10的通电继续被停
止。
保护信号Sp的L电平状态持续至特定的条件成立。在本实施方式中,特定的条件是
触发器6被进行拉动操作(即,输出比中立范围低的值的触发器信号St)。若特定的条件成
立,则保护信号Sp成为H电平,马达10再次按照来自控制部32的各控制信号Sc1~Sc4进行动
作。
在本实施方式中,保护部33由硬件电路构成。使用图4对保护部33的内部构成进行
说明。如图4所示,保护部33具备触发器状态检测部61、马达状态检测部62、以及保护判断部
63。
触发器状态检测部61被输入从传感器单元20输出的触发器信号St,并输出与该输
入的触发器信号St的值相应的触发器状态检测信号Pt。具体而言,触发器状态检测部61具
备比较器66,并向该比较器66的反相输入端子输入触发器信号St。向比较器66的非反相输
入端子作为阈值输入控制电压Vc被电阻R1以及电阻R2分压而成的电压(在本实施方式中为
2.3V)。
该阈值是用于识别触发器信号St的值是在控制部32中被判断为使马达10向CW方
向旋转或者停止的值,还是被判断为使马达10向CCW方向旋转的值的阈值。在本实施方式
中,控制部32被构成为在触发器信号St的值小于2.3V的情况下使马达10向CCW方向旋转。因
此,被输入至比较器66的非反相输入端子的阈值被设定为2.3V。
在触发器信号St的值为阈值以上的情况下,从比较器66输出L电平的信号,在触发
器信号St的值小于阈值的情况下,从比较器66输出H电平的信号。
比较器66的输出端子经由电阻R3被完全上拉至控制电压Vc,并且被输入至NOT电
路67。在比较器66的输出信号为L电平的情况下,NOT电路67的输出信号成为H电平,在比较
器66的输出信号为H电平的情况下,NOT电路67的输出信号成为L电平。NOT电路67的输出信
号被作为触发器状态检测信号Pt从触发器状态检测部61输出。
因此,如图5B所示,在触发器信号St的值处于中立范围以及比该中立范围高的范
围内的情况(即2.3V以上的情况)下,从触发器状态检测部61输出的触发器状态检测信号Pt
成为H电平。另一方面,在触发器信号St的值比中立范围低的情况(即小于2.3V的情况)下,
从触发器状态检测部61输出的触发器状态检测信号Pt成为L电平。
马达状态检测部62获取表示马达10的实际的动作状态的信息亦即实际动作信息,
并输出与该获取的实际动作信息相应的马达状态检测信号Pm。具体而言,作为实际动作信
息,向马达状态检测部62输入作为马达10的第一端子10a的电压的第一马达信号m1、以及作
为马达10的第二端子10b的电压的第二马达信号m2。第一马达信号m1经由电阻R4被输入至
第一晶体管Tr1的基极。第二马达信号m2被输入至第一晶体管Tr1的射极。在第一晶体管Tr1
的基极-射极间连接电阻R5,并且,反向连接有二极管D1。
在第一晶体管Tr1的集电极连接有二极管D2的阴极。二极管D2的阳极经由电阻R7
与第二晶体管Tr2的基极连接。应予说明,第一晶体管Tr1是NPN型双极晶体管,第二晶体管
Tr2是PNP型双极晶体管。
对第二晶体管Tr2的射极施加有控制电压Vc。另外,在第二晶体管Tr2的基极-射极
间连接有电阻R6。另外,第二晶体管Tr2的集电极与电阻R8以及电阻R9的一端连接。电阻R8
的另一端与接地线连接。电阻R9的另一端经由电容器C1与接地线连接。该电阻R9的另一端
的电压经由串联连接的2个NOT电路68、69被作为马达状态检测信号Pm输出。
通过这样的构成,如图5A、图5B所示,由于在马达10向CW方向旋转的情况下,第一
马达信号m1的电压电平成为L电平,第二马达信号m2的电压电平成为H电平,所以第一晶体
管Tr1断开。另外,由于在马达10停止的情况下,各马达信号m1、m2的电压电平也均为L电平,
所以第一晶体管Tr1断开。
因此,在马达10向CW方向旋转的情况以及停止的情况下,第二晶体管Tr2断开,电
阻R9的另一端的电压的电平成为L电平,经由2个NOT电路68、69输出的马达状态检测信号Pm
成为L电平。
另一方面,在马达10向CCW方向旋转的情况下,由于第一马达信号m1的电压电平成
为H电平,第二马达信号m2的电压电平成为L电平,所以第一晶体管Tr1接通,第二晶体管Tr2
也接通。因此,电阻R9的另一端的电压的电平成为H电平,经由2个NOT电路68、69输出的马达
状态检测信号Pm成为H电平。
保护判断部63具备AND电路56和带复位端子的D型触发电路(以下称作“D-FF”)57。
向AND电路56输入来自触发器状态检测部61的触发器状态检测信号Pt、以及来自马达状态
检测部62的马达状态检测信号Pm,输出这些各输入信号Pt、Pm的逻辑积。AND电路56的输出
信号被输入至D-FF57的时钟输入端子。
向D-FF57的反相复位输入端子输入触发器状态检测信号Pt。向D-FF57的数据输入
端子输入控制电压Vc。因此,在调整器34正常动作的情况(即,正常地生成控制电压Vc的情
况)下,被输入至D-FF57的数据输入端子的输入信号在D-FF57中作为H电平的输入信号处
理。
然后,从D-FF57的反相输出端子输出的信号作为保护信号Sp从保护判断部63输
出。如上所述,该保护信号Sp从保护部33输出,被输入至保护用AND电路55。应予说明,D-
FF57在起动后先被复位,从反相输出端子输出的保护信号Sp成为H电平。然后,保护信号Sp
被维持在H电平,直至被输入至时钟输入端子的时钟信号CL从L电平跳至H电平。
通过这样的构成,在控制部32基于触发器信号St正常动作的情况下,如图5A、图5B
所示,保护信号Sp被维持在H电平。即,例如,在触发器6停止的情况下,在传感器单元20的磁
铁23成为中立状态的状态下,马达10被停止。因此,触发器信号St的值成为中立范围内
(2.3V以上2.7V以下)的值,触发器状态检测信号Pt成为H电平。另外,第一马达信号m1以及
第二马达信号m2均成为L电平,马达状态检测信号Pm成为L电平。因此,从AND电路56被输入
至D-FF57的时钟输入端子的时钟信号CL是L电平,从反相输出端子输出的保护信号Sp被维
持在H电平。
另外,例如若触发器6被进行拉动操作,则触发器信号St的值成为比中立范围低的
值,马达10向CCW方向旋转。因此,触发器状态检测信号Pt成为L电平。另外,第一马达信号m1
成为H电平,第二马达信号m2成为L电平,马达状态检测信号Pm成为H电平。因此,从AND电路
56输入至DFF57的时钟输入端子的时钟信号CL是L电平,从反相输出端子输出的保护信号Sp
被维持在H电平。
另外,例如若触发器6被进行返回操作,则触发器信号St的值成为比中立范围高的
值,马达10向CW方向旋转。因此,触发器状态检测信号Pt成为H电平。另外,第一马达信号m1
成为L电平,第二马达信号m2成为H电平,马达状态检测信号Pm成为L电平。因此,从AND电路
56输入至D-FF57的时钟输入端子的时钟信号CL是L电平,从反相输出端子输出的保护信号
Sp被维持在H电平。
另一方面,假设在控制部32中产生软件处理的异常(所谓的失控)、其它的异常、故
障等,尽管触发器6未被进行拉动操作(即,进行返回操作或停止),但马达10向CCW方向旋
转,上刀3未意图地开始进行闭动作。其即是产生尽管触发器信号St的值成为在控制部32中
被判断为使马达10向CW方向旋转或者停止的值(2.3V以上的值),但马达10实际向CCW方向
旋转这样的异常状态。
在这种情况下,如图5A、图5B所示,触发器状态检测信号Pt成为H电平。另外,马达
10实际开始向CCW方向的旋转是指第一马达信号m1成为H电平,第二马达信号m2成为L电平。
因此,马达状态检测信号Pm从L电平变化至H电平。由此,AND电路56的输出信号、即输入至D-
FF57的时钟输入端子的时钟信号CL从L电平变化至H电平。
结果,从D-FF57的反相输出端子输出的保护信号Sp从H电平变化至L电平。因而,路
径开关Q5被强制性地断开,向马达10的通电停止,马达10停止。
若像这样,马达10停止,则由于第一马达信号m1以及第二马达信号m2均成为L电
平,所以马达状态检测信号Pm再次变化至L电平。由此,时钟信号也变化至L电平。但是,由于
只要触发器信号St为2.3V以上,触发器状态检测信号Pt就保持H电平,所以D-FF57不被复
位,保护信号Sp成为被锁定至L电平的状态。
而且,在特定的条件成立的情况下,即,触发器6被进行拉动操作,由此触发器信号
St的值小于2.3V的情况下,触发器状态检测信号Pt成为L电平,D-FF57被复位,保护信号Sp
的L电平的锁定被解除,保护信号Sp变化至H电平。若保护信号Sp变化至H电平,则路径开关
Q5接通,从电池30向H桥电路31的电力供给路径被接通,因此,马达10能够按照来自控制部
32的各控制信号Sc1~Sc4再次动作。应予说明,在本实施方式中,由于通过对触发器6进行
拉动操作会解除锁定,所以若锁定被解除,控制部32若能够正常动作,则马达10向CCW方向
旋转,上刀3将进行闭动作。
(3)第一实施方式的效果
根据以上说明的第一实施方式的电动剪刀1,在尽管从传感器单元20输出的触发
器信号St是在控制部32中被判断为向CW方向旋转(即,使上刀3进行开动作)或者停止的值
的信号(换句话说,使用者没有使上刀3进行闭动作的意图),但马达10实际向CCW方向旋转
(即上刀3进行闭动作)的情况下,从保护部33输出L电平的保护信号Sp,由此,CCW方向的旋
转停止。
因此,即使在控制部32中产生一些异常,上刀3开始进行使用者未意图的动作,也
能够通过与控制部32另行设置的保护部33抑制该动作。
尤其是在本实施方式中,被构成为在上刀3未意图地开始进行闭动作的情况下能
够抑制该动作。因此,能够抑制由于控制部32的异常等导致切断对象被未意图地切断。
另外,本实施方式的保护部33由硬件电路构成。假设通过基于计算机的软件处理
实现保护部33的功能,则存在产生计算机的软件处理的异常(所谓的失控或与其类似的现
象)的可能性。另一方面,若像本实施方式那样通过硬件电路构成保护部33,则不产生上述
那样的软件处理特有的异常,能够实现可靠性较高的保护部33。
另外,具体而言,保护部33具备触发器状态检测部61、马达状态检测部62、以及保
护判断部63。换句话说,具备进行基于触发器信号St的信号处理的功能模块、进行基于马达
10的旋转方向的信号处理的功能模块、以及基于这2个功能模块的处理结果进行是否应使
马达10停止的最终判断的功能模块。因此,通过使保护部33为这样的构成,能够抑制保护部
33的设计负荷,低价且高效地实现保护部33。
另外,在由于产生异常状态导致来自保护部33的保护信号Sp成为L电平的情况下,
该L电平的状态被保持,直至特定的条件成立。在本实施方式中,作为特定的条件,设定对触
发器6进行拉动操作。因此,能够在产生异常状态后,使马达10停止的状态被适当地维持,并
且,能够在基于使用者的意思的适当的时刻解除该停止状态。
应予说明,在第一实施方式中,上刀3相当于可动刀的一个例子。另外,触发器6相
当于操作部的一个例子。另外,触发器信号St相当于操作信号的一个例子。另外,滚珠丝杠
单元12以及连结部件16相当于传递机构的一个例子。另外,传感器单元20相当于操作信号
输出部的一个例子。另外,马达10的旋转方向中的CW方向相当于第二旋转方向,CCW方向相
当于第一旋转方向。另外,H桥电路31相当于驱动电路的一个例子。另外,保护部33相当于停
止信号输出部的一个例子,保护用AND电路55以及路径开关Q5相当于停止电路的一个例子,
L电平的保护信号Sp相当于停止信号的一个例子。应予说明,路径开关Q5也相当于开关部的
一个例子,保护用AND电路55也相当于开关驱动部的一个例子。另外,在保护部33中,触发器
状态检测部61相当于第一信号输出部的一个例子,H电平的触发器状态检测信号Pt相当于
第一信号的一个例子,马达状态检测部62相当于第二信号输出部的一个例子,H电平的马达
状态检测信号Pm相当于第二信号的一个例子,保护判断部63相当于第三信号输出部的一个
例子。
[第二实施方式]
使用图6对第二实施方式的电动剪刀50进行说明。第二实施方式的电动剪刀50除
部分构成外,是与图3所示的第一实施方式的电动剪刀1相同的构成。因此,对于与第一实施
方式的电动剪刀1共用的构成省略说明,以与第一实施方式的电动剪刀1不同的点为中心进
行说明。
在上述的第一实施方式中,来自控制部32的各控制信号Sc1~Sc4分别被输入至各
缓冲器41~44。与此相对,在第二实施方式中,在各缓冲器41~44的前段分别设置有AND电
路71~74。
向设置于第一缓冲器41的前段的第一AND电路71输入来自控制部32的第一控制信
号Sc1和来自保护部33的保护信号Sp,这些各输入信号Sc1、Sp的逻辑积被输入至第一缓冲
器41。
向设置于第二缓冲器42的前段的第二AND电路72输入来自控制部32的第二控制信
号Sc2和来自保护部33的保护信号Sp,这些各输入信号Sc2、Sp的逻辑积被输入至第二缓冲
器42。
向设置于第三缓冲器43的前段的第三AND电路73输入来自控制部32的第三控制信
号Sc3和来自保护部33的保护信号Sp,这些各输入信号Sc3、Sp的逻辑积被输入至第三缓冲
器43。
向设置于第四缓冲器44的前段的第四AND电路74输入来自控制部32的第四控制信
号Sc4和来自保护部33的保护信号Sp,这些各输入信号Sc4、Sp的逻辑积被输入至第四缓冲
器44。
通过这样的构成,在控制部32基于触发器信号St正常地控制向马达10的通电的期
间,来自保护部33的保护信号Sp被维持在H电平,因此,H桥电路31的各开关Q1~Q4分别按照
来自控制部32的各控制信号Sc1~Sc4接通、断开。
另一方面,若产生异常状态,则保护信号Sp成为L电平。该L电平的保护信号Sp不仅
被输入至保护用AND电路55,在本第二实施方式中,也被输入至设置于各缓冲器41~44的前
段的各AND电路71~74。
因此,如图7A所示,若保护信号Sp成为L电平,则除了路径开关Q5被断开外,构成H
桥电路31的4个开关Q1~Q4也与来自控制部32的各控制信号Sc1~Sc4无关地被强制性断
开。换句话说,来自控制部32的各控制信号Sc1~Sc4被无效化。
应予说明,图7A与图5A不同的是在产生上刀3未意图地进行闭动作的异常状态的
情况下,不仅路径开关Q5根据L电平的保护信号Sp从接通变化至断开,第一开关Q1以及第四
开关Q4也从接通变化至断开,除此以外与图5A相同。另外,图7B与图5B完全相同。
若保护信号Sp成为L电平,则与第一实施方式相同,该L电平被锁定,直至特定的条
件(在本实施方式中也与第一实施方式相同,为触发器6被进行拉动操作)成立,在该期间,5
个开关Q1~Q5被全部强制性断开。并且,若特定的条件成立,则保护信号Sp的锁定被解除,
保护信号Sp成为H电平,路径开关Q5接通,并且,针对H桥电路31的各开关Q1~Q4的来自控制
部32的各控制信号Sc1~Sc4成为有效作用的状态。
根据以上说明的第二实施方式的电动剪刀50,除上述的第一实施方式的效果外,
能够得到以下的效果。即,根据第二实施方式的电动剪刀50,在产生异常状态的情况下,5个
开关Q1~Q5被全部强制性断开,因此,能够更加可靠地抑制上刀3的未意图的闭动作。
应予说明,在第二实施方式中,第一AND电路71、第二AND电路72、第三AND电路73、
以及第四AND电路74相当于停止电路的一个例子。
[第三实施方式]
第三实施方式的电动剪刀是除了保护部的构成外,与第二实施方式的电动剪刀50
相同的构成。
在第二实施方式的电动剪刀50中,以在由控制部32的误动作等导致未意图地开始
进行上刀3的闭动作的情况下抑制该闭动作为目的,设定了应使马达10强制停止的异常状
态。即,在第二实施方式中,应使马达10的旋转强制停止的异常状态是尽管触发器信号St的
值成为在控制部32中被判断为使马达10向CW方向旋转或者停止的值(2.3V以上的值),但马
达10实际向CCW方向旋转的状态。
与此相对,在第三实施方式中,以在由控制部32的误动作等导致未意图地开始进
行上刀3的开动作的情况下抑制该开动作为目的,设定有异常状态。即,第三实施方式中的
异常状态是尽管触发器信号St的值成为在控制部32中被判断为使马达10向CCW方向旋转或
者停止的值(小于2.7V的值),但马达10实际向CW方向旋转的状态。换言之,在第三实施方式
中设定的异常状态本质上是尽管触发器信号St的值成为上刀3通过控制部32进行闭动作或
者停止的值,但上刀3实际进行开动作这样的状态。若产生该异常状态,则成为尽管使用者
没有使上刀3进行开动作的意图,但上刀3进行开动作的状态。在第三实施方式中,在产生这
样的异常状态的情况下,保护信号Sp变化至L电平。
如图8所示,第三实施方式的保护部80主要在2个点上与第二实施方式的保护部33
不同。2个不同点中的一个是输入至马达状态检测部62的各马达信号m1、m2的输入目的地相
反。即,在本第三实施方式中,第二马达信号m2被输入至电阻R4的一端,第一马达信号m1被
输入至第一晶体管Tr1的射极。
因此,马达10的旋转方向与马达状态检测信号Pm的逻辑关系与第二实施方式相
反,在本第三实施方式中,如图9B所示,在马达10向CW方向旋转,上刀3进行开动作时,第一
晶体管Tr1以及第二晶体管Tr2接通,马达状态检测信号Pm成为H电平,在马达10向CCW方向
旋转,上刀3进行闭动作时,马达状态检测信号Pm成为L电平。
相对于第二实施方式的2个不同点中的另一个是触发器状态检测部81的构成。如
图8所示,在本第三实施方式的触发器状态检测部81中,向比较器66的非反相输入端子输入
触发器信号St,向反相输入端子输入阈值。另外,该阈值与第二实施方式不同,在本第三实
施方式中为2.7V。
本第三实施方式的触发器状态检测部81被构成为识别触发器信号St的值是在控
制部32中被判断为使马达10向CCW方向旋转或者停止的值,还是被判断为使马达10向CW方
向旋转的值。另一方面,控制部32被构成为在触发器信号St的值比2.7V高的情况下使马达
10向CW方向旋转。因此,输入至比较器66的反相输入端子的阈值在本第三实施方式中被设
定为2.7V。该2.7V的阈值通过将控制电压Vc由电阻R11、R12分压来生成。
因此,如图9B所示,在触发器信号St的值为2.7V以下的情况下,从触发器状态检测
部81输出的触发器状态检测信号Pt成为H电平。另一方面,在触发器信号St的值比2.7V高的
情况下,从触发器状态检测部81输出的触发器状态检测信号Pt成为L电平。
在这样的构成中,假设在控制部32中产生软件处理的异常(所谓的失控)、其它的
异常、故障等,尽管触发器6未被进行返回操作(即进行拉动操作或停止),但马达10向CW方
向旋转,上刀3未意图地开始进行开动作。其即是产生尽管触发器信号St的值成为在控制部
32中被判断为使马达10向CCW方向旋转或者停止的值(2.7V以下的值),但马达10实际向CW
方向旋转这样的异常状态。
在这种情况下,如图9A、图9B所示,触发器状态检测信号Pt成为H电平。另外,马达
10实际开始向CW方向的旋转是指第一马达信号m1成为L电平,第二马达信号m2成为H电平。
因此,马达状态检测信号Pm从L电平变化至H电平。由此,AND电路56的输出信号,即输入至D-
FF57的时钟输入端子的时钟信号CL从L电平变化至H电平,保护信号Sp从H电平变化至L电
平。因而,各开关Q1~Q5被强制性断开,向马达10的通电停止,马达10停止。
若像这样,马达10停止,则第一马达信号m1以及第二马达信号m2均成为L电平,因
此,马达状态检测信号Pm再次变化至L电平。由此,时钟信号也变化至L电平。但是,只要触发
器信号St为2.7V以下,则触发器状态检测信号Pt保持H电平,因此,D-FF57不被复位,保护信
号Sp成为被锁定至L电平的状态。
然后,在特定的条件成立的情况下,触发器状态检测信号Pt成为L电平。本第三实
施方式中的特定的条件是触发器6被进行返回操作,由此触发器信号St的值比2.7V高。若通
过特定的条件成立,触发器状态检测信号Pt成为L电平,则D-FF57被复位,保护信号Sp的L电
平的锁定被解除,保护信号Sp变化至H电平。若保护信号Sp变化至H电平,则各开关Q1~Q5的
强制断开状态被解除。
根据以上说明的第三实施方式,能够在由于控制部32的异常等导致违背使用者的
意图,上刀3开始进行开动作的情况下,抑制该开动作。应予说明,在第三实施方式中,特定
的旋转方向是CCW方向。
[其它的实施方式]
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不局限于上述实施方式,能够采
用各种方式。
(1)输出保护信号Sp的保护部的构成也可以是图4所示的保护部33(图4)以及图8
所示的保护部80以外的其它构成。即,也可以是在触发器信号St成为在控制部32中被判断
为使马达10向特定的旋转方向旋转或者停止的值,且马达10实际向与特定的旋转方向相反
的方向旋转的情况下,能够对其进行检测,并能够输出表示其主旨的信号的其它的构成。
(2)另外,并非必须利用硬件电路构成保护部33、80,例如也可以被构成为通过基
于微型计算机的软件处理,输出保护信号Sp或与其类似的信号。
(3)在第一实施方式中,是在产生异常状态的情况下,通过使路径开关Q5断开来使
马达10停止的构成,但在产生异常状态的情况下,对于具体地如何使马达10停止,也可以采
用其它的各种方法。
例如,也可以在H桥电路31的各开关Q1~Q4中,使作为高侧开关的第一开关Q1以及
第三开关Q3共同强制断开,或者使作为低侧开关的第二开关Q2以及第四开关Q4共同断开。
另外,例如也可以在从电池30至马达10的电力供给路径上以串联状设置多个路径
开关Q5,使该多个路径开关Q5共同强制性地断开。另外,对于电力供给路径中的路径开关Q5
的连接位置,能够任意地决定。
另外,例如也可以代替保护用AND电路55,采用通过使路径开关Q5的栅极与接地线
强制性地接通来使路径开关Q5断开的构成。对于第二实施方式的电动剪刀50中的H桥电路
31的4个开关Q1~Q4,也可以代替各AND电路71~74,与上述同样地采用使各开关Q1~Q4的
栅极与地线导通的构成。
另外,例如也可以在电池单元120内,在从电池30向各端子120a、120b的通电路径
的至少一方设置能够使该通电路径接通、切断的开关元件,通过由控制单元110使该开关元
件断开,使得能够强制性地切断从电池30向控制单元110的电力的供给。
(4)也可以从第二实施方式的电动剪刀50的构成去除路径开关Q5、第五缓冲器45、
以及保护用AND电路55。即使这样,在产生异常状态的情况下,由于H桥电路31的各开关Q1~
Q4也被断开,所以能够使马达10停止。
(5)在第一实施方式中,保护信号Sp的L电平的锁定状态被解除的特定的条件是触
发器6被进行拉动操作,但作为特定的条件也可以采用其它的条件。例如,也可以设置锁定
状态解除用的开关并操作该开关。对于第二实施方式也相同。
(6)在上述实施方式中,作为表示触发器6的操作状态的操作信号,例示了将霍尔
传感器21的检测信号通过放大器22a放大后的触发器信号St,但也可以是表示触发器6的操
作状态的其它的信号。另外,并非必须使用具有霍尔传感器以及磁铁的传感器单元20。
另外,在上述实施方式中,是追随马达10的旋转(即,追随上刀3的转动),传感器单
元20向前后方向移动的构成,通过这样的构成,实现使上刀3在与触发器6的拉动量相应的
位置停止,但也可以使用其它的构成,使上刀3在与触发器拉动量相应的位置停止。
例如,也可以使用专利文献1所记载的机构,使上刀3停止在与触发器6的拉动量相
应的位置。另外,例如也可以基于表示触发器6的拉动量的信号和表示上刀3的位置的信号,
以上刀3的位置和与触发器6的拉动量相应的位置一致的方式对上刀3的转动进行位置反馈
控制。
该情况下,控制部基于触发器6的拉动量和上刀3的位置来控制马达10。因此,该情
况下,也可以也向保护部输入表示触发器6的拉动量的信号和表示上刀3的位置的信号,保
护部基于这些各信号来判断是控制部想要如何控制马达10的信号。而且,也可以在基于该
判断的结果和马达10的实际的动作状态,基于控制部的控制内容和实际的马达10的动作状
态不同的情况下,使马达10强制停止(在上述实施方式中,使保护信号Sp为L电平)。
换句话说,也可以通过向保护部输入能够判断控制部如何使马达10动作的信息,
能够基于这些信息判断控制部的控制内容。具体而言,例如,也可以也将控制部为了控制马
达10而获取的信息(在上述实施方式中是触发器信号St,在进行基于上刀3的位置的反馈控
制的构成的情况下,是表示触发器6的拉动量的信号以及表示上刀3的位置的信号)也输入
至保护部,并是保护部基于这些信号判断。
(7)在上述实施方式中,作为操作部示出了触发器6,但由使用者操作的操作部也
可以是触发器6以外的其它的构成部件。
(8)作为将马达10的旋转力传递至上刀3的传递机构,具有滚珠丝杠单元12以及连
结部件16的机构只是一个例子。也可以使用能够将马达10的旋转力传递至上刀3而使上刀3
转动的其它的构成的传递机构。
(9)在上述实施方式中,作为通过马达10的旋转力转动的可动刀,示出了上刀243,
但不对可动刀的形状、数量、设置位置等进行特别限定。例如,也可以被构成为上刀3和下刀
4共同转动。
(10)在上述实施方式中,被构成为若马达10向CCW方向旋转,则上刀3进行闭动作,
若马达10向CW方向旋转,则上刀3进行开动作,但马达10的旋转方向与上刀3的动作方向的
关系并不局限于上述关系。也可以与上述关系相反,若马达10向CCW方向旋转,则上刀3进行
开动作,若马达10向CW方向旋转,则上刀3进行闭动作。
(11)在上述实施方式中,作为对马达10进行通电的驱动电路,例示了H桥电路31,
但并不局限于H桥电路31,也可以使用以马达10能够按照基于控制部32的控制内容来动作
的方式进行向马达10的通电的其它的构成的驱动电路。
(12)在上述实施方式中,作为控制部32由微型计算机构成进行了说明,但控制部
32并不局限于微型计算机,例如也可以由ASIC、FPGA、其它的各种IC、逻辑电路等构成。
(13)在上述实施方式中,示出了马达10是直流马达的例子,但马达10也可以是直
流马达以外的其它的马达(例如无刷马达、感应马达、步进马达等)。
(14)除此之外,也可以将上述实施方式中的一个构成部件具有的功能作为多个构
成部件分散,将多个构成部件具有的功能统一至一个构成部件。另外,也可以将上述实施方
式的构成的至少一部分置换为具有相同的功能的公知的构成。另外,也可以省略上述实施
方式的构成的一部分。另外,也可以将上述实施方式的构成的至少一部分针对其它的上述
实施方式的构成进行附加或者置换。应予说明,仅通过权利要求书记载的文字确定出的技
术构思所包括的所有方式都是本发明的实施方式。