JP7392748B2

JP7392748B2 - 回転工具

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Publication number: JP7392748B2
Application number: JP2022031760A
Authority: JP
Inventors: 裕紀坂井; 拓家吉成; 弘識益子
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2023-12-06
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: JP6708300B2; CN110475647A; US11745301B2; EP3603895A1; JP2020146837A; JP2022079474A; EP3603895B1; EP3603895A4; CN110475647B; JP7036148B2; JPWO2018180083A1; US20200055159A1; WO2018180083A1

Description

本発明は先端工具を回転させる回転工具であって、先端工具を固定している固定具が緩むことを抑制するものである。

電気モータを用いて先端工具を回転させる回転工具が知られている。特許文献１ではブラシレスＤＣモータを駆動源としたグラインダが開示されている。このグラインダは、モータのコイルに回転磁界（三相交流）を供給するためのインバータ回路を搭載し、磁気センサを用いてロータの回転位置を検出し、コントローラによってモータのコイルに供給される駆動電流を制御する。モータの回転力は２つの傘歯車を介してスピンドルに伝達される。スピンドルには回転する砥石等の先端工具が取り付けられる。スピンドルへの先端工具の固定方法は、スピンドル側に雄ネジを形成し、先端工具の貫通孔にスピンドルを通した後に雌ネジを有する固定具をスピンドルに螺合することにより行う。回転するスピンドルは回転中の先端工具を介して大きな負荷トルクを受けるため、スピンドルの回転トルクと反対方向に先端工具を回すような力を受ける。そこで先端工具の作業中に固定具が緩まないように、スピンドルの回転方向と反対方向に砥石を回転させると固定具が締まるように、スピンドルのネジ山と固定具のネジ山の方向が決定される。

近年、グラインダや丸鋸等のように先端工具を一方向に回転させる回転工具において、特許文献２のようにモータのスイッチをオフにした際にブレーキをかけて、先端工具が素早く停止するようにする技術が実現されている。特許文献２ではスイッチがモータのオフを選択しているときに、モータに対して摩擦による制動力を働かせる。そのためにモータの回転軸と同軸上にブレーキ機構を設けている。別のブレーキ機構として、特許文献３ではブラシレスモータのコイルを短絡させることによって電気的なブレーキを掛けることが提案されている。

特開２０１０－２６９４０９号公報特開２０１７－１３１６６号公報特開２０１３－１６５６７７号公報

回転工具においてモータのスイッチをオフにした際に自動的に作用するブレーキ機構を適用すると、先端工具を素早く停止させることができる。しかしながら、強いブレーキを作用させる際には、減速しようとするスピンドルに対して、先端工具が慣性で回り続けようとするため、これらを相対回転させようとする力が働き、ネジ山を有する固定具を緩める方向への緩めトルクが発生する。一方、モータの起動時には、静止している先端工具に対してスピンドルを加速させるため、ネジ山を有する固定具を締めつける方向への締付トルクが発生する。このような特徴を有する回転工具において、作業者がモータのスイッチをオンにしてモータが起動した直後に、すぐにスイッチをオフにしてブレーキを掛ける操作を繰り返すと、締付トルクよりも緩めトルクの大きさが大きくなって固定具がスピンドルから緩んでしまう虞がある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、スイッチがオフされて先端工具を停止させる際に、先端工具を固定している固定具が緩むことを抑制できるようにした回転工具を提供することにある。
本発明の他の目的は、スイッチがオフされた際に先端工具を停止させるブレーキの適用可否を最適に制御して、固定具が緩むことを抑制するようにした回転工具を提供することにある。
本発明の他の目的は、スイッチがオンにされた直後に、先端工具を固定している固定具が締まるような締付トルクを確実に与えるようにした回転工具を提供することにある。

本願で開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、先端工具が装着されるスピンドルと、スピンドルを回転させるモータと、スピンドルに螺合して先端工具を固定する固定具と、作業者が操作可能なスイッチと、作業者が操作可能で少なくとも第１回転速度と第１回転速度よりも高い第２回転速度を含む２つ以上の目標回転速度のうち１つの目標回転速度を選択可能な速度調整装置と、スイッチをオンすると、モータを起動させ、起動後には選択された１つの目標回転速度でモータが回転するよう制御し、かつスイッチをオフするとモータを制動するように構成された制御装置と、を有する回転工具であって、制御装置は、モータの起動からモータが目標回転速度で駆動される過程においてモータの回転速度が一時的に目標回転速度を超える回転速度の超過量が、目標回転速度として第２回転速度が選択された場合よりも第１回転速度が選択された場合のほうが大きくなるようにモータを制御する。また、制御装置は、モータの起動から目標回転速度で駆動される過程においてモータの回転速度が一時的に目標回転速度を超える回転速度の超過量が、選択可能な目標回転速度のうち最も高速の回転速度が選択されているよりも最も低速の回転速度が選択されているほうが大きくなるようにモータを制御するようにした。

本発明の他の特徴によれば、制御装置は、起動時におけるモータの加速方向の加速度と、制動時におけるモータの減速方向の加速度を、速度調整装置に対する操作に応じて変更するように構成される。また、制御装置は、１つの目標回転速度が選択されている状態で、起動時におけるモータの加速方向の加速度が、制動時におけるモータの減速方向の加速度よりも大きくなるように構成される。さらに、制御装置は、モータが起動して目標回転速度に到達した直後にスイッチが操作されてモータを制動するとき、目標回転速度が小さい場合には弱い制動力にてモータを減速し、目標回転速度が高い場合には強い制動力にてモータを減速するように構成される。

本発明のさらに他の特徴によれば、制御装置は、モータを起動してからモータが目標回転速度で回転するよう制御されるまでの過程において、固定具に加えられる固定具を締め付ける力が、目標回転速度が小さい場合は目標回転速度が大きい場合と比較して小さくなるようにモータを制御する。また、制御装置は、モータが大きい目標回転速度で駆動されているときにスイッチがオフされたときは、目標回転速度が小さい場合と比較して強い制動力にてモータを減速するように構成される。このモータはブラシレスモータであり、モータを制御するためのスイッチ素子を含むインバータ回路をさらに有し、制御装置は、インバータ回路を制御することで、制動力を調整する。さらに、制御装置は、起動時に固定具へ加わる締付けトルクが制動時に固定具へ加わる緩みトルクを超えないように、起動時と制動時におけるモータに対する制御を変更する。この回転工具は、例えばグラインダであり、先端工具として円形の砥石がスピンドルに装着される。

本発明によれば、固定具が緩むことを抑制可能な回転工具を実現できる。

本発明の実施例に係る回転工具１の側面図である。本発明の実施例に係る回転工具１の全体構造を示す縦断面図である。図２のスピンドル３０への砥石４０の取り付け構造を示す展開斜視図である。図１のモータ５の駆動制御系の回路構成を示すブロック図である。ケース５０を図２の矢印Ａ方向から見た矢視図である。スピンドル３０の起動から停止までの回転速度の推移例を示す図である。スピンドル３０への制動を加える際の電気ブレーキの動作を説明するための回路図である。スイッチをオフした際のブレーキ制御手順を示すフローチャートである。スピンドル３０の起動から停止までの回転速度の推移例を示す図である（その２）。砥石のイナーシャの差による起動時の加速状況を示す図である。第二の実施例における加速制御を説明するための図であり、変速ダイヤル１７による設定速度毎の加速度曲線と減速曲線を示す。第二の実施例において、スイッチをオンにした際のモータの加速制御手順を示すフローチャートである。速度設定ダイヤルとモータの加減速状況を説明するための別の図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は、本発明の実施例に係る回転工具１の側面図である。ここでは回転工具１の一例として、円筒状のハウジングの軸線Ａ１に対して直交する軸線Ｂ１を中心に回転するスピンドルを有し、スピンドルに固定される作業機器が円形の砥石４０であるディスクグラインダを示している。回転工具１のハウジング（外枠又は筐体）は、動力伝達機構を収容するギヤケース２１と、モータを収容する筒形状のモータハウジング２と、モータハウジング２の後方に取り付けられ電気機器類を収容するリヤカバー３の３つの部品により構成される。ハウジングの形状や分割の仕方は任意であり、本実施例のように前後方向に３つに分割された部分により構成しても良いし、その他の分割形状で形成しても良い。モータハウジング２は樹脂又は金属の一体構成であって、前方側に開口を有する略円筒形に構成される。モータハウジング２の後方には、リヤカバー３が取り付けられる。リヤカバー３は、長手方向中心軸（モータの回転軸の延長線たる軸線Ａ１）を通る鉛直面で左右方向に分割可能に構成され、図示しないネジによって固定される。リヤカバー３の右側及び左側側面には外気を取り込むための複数の風窓３ｂが設けられる。またリヤカバー３の後端には商用電源を供給するための電源コード１９が設けられる。

モータハウジング２の左側側面には後述するモータの回転又は停止を切替えるスイッチレバー１１が設けられる。スイッチレバー１１は前後方向にスライド式で、図１のようにスイッチレバー１１が後方側に位置する際はスイッチオフの状態で、前方側に位置する際にはスイッチオンの状態となる。

図２は回転工具１の全体構造を示す縦断面図である。モータ５はブラシレスＤＣモータであって、モータハウジング２の中心軸方向（前後方向）に沿うように回転軸９が配置される。モータ５はステータ８の内周側空間内にてロータ６が回転する、いわゆるインナーロータタイプである。ステータ８は、プレス加工によって切り抜かれた円環状の薄い鉄板を軸方向に多数枚積層した積層構造で製造されるコアに銅線を巻くことでコイルが形成される。本実施例ではコイルは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相を有するスター結線とされるが、デルタ結線としても良い。ロータ６にはＮ極およびＳ極を有する平板状の永久磁石７が設けられる。

回転軸９は、ギヤケース２１とモータハウジング２との接続部付近で固定される前方側の軸受（第一の軸受）１４ａと、モータハウジング２に固定される後方側の軸受（第二の軸受）１４ｂとにより回転可能に保持される。回転軸９の軸方向に見て軸受１４ａとモータ５の間には冷却ファン１５が設けられる。冷却ファン１５は例えばプラスチック製の遠心ファンであって、モータ５の回転軸９に取り付けられ、モータ５の回転によってハウジングの内部において複数の黒矢印で示す方向に、モータ５や制御回路等を冷却するための風の流れ（冷却風）を発生させる。冷却風は、リヤカバー３の左右両側面に設けられた風窓３ｂ（図１参照）から吸引され、回路基板５１を収容するケース５０の周囲を後方から前方側に流れて、モータハウジング２の軸受ホルダ部２ｂに設けられた開口（図示せず）を通過して、モータ５の収容空間内に流入する。モータ５の収容空間に流入した冷却風は、ステータ８の外周側であってモータハウジング２との間の隙間（図中の黒矢印参照）やステータ８の内側空間を通って冷却ファン１５によって吸引され、ファンカバー１６の貫通穴を通ってギヤケース２１の貫通穴から矢印１５ａのように前方側に、又はファンカバー１６の下側の穴から矢印１５ｂのように前方に排出される。

ギヤケース２１は、例えばアルミニウム等の金属の一体成形により構成され、１組の傘歯車機構（２２、２３）を収容すると共に、出力軸となるスピンドル３０を回転可能に保持する。スピンドル３０の軸線Ｂ１は、モータ５の回転軸９の軸線Ａ１とは略直交方向（ここでは上下方向）に延びるように配置される。回転軸９の前端部分には第１の傘歯車２２が設けられ、第１の傘歯車２２はスピンドル３０の上側端部に取り付けられた第２の傘歯車２３に噛合する。第２の傘歯車２３は直径が大きく、第１の傘歯車２２に比べて歯車数が多いので、これらの動力伝達手段は減速機構として作用する。スピンドル３０の上端側はメタル２５によってギヤケース２１に回転可能に軸支され、中央付近にはボールベアリングによる軸受２６によって軸支される。軸受２６はスピンドルカバー２７を介してギヤケース２１に固定される。

スピンドル３０の先端にはサポートボディ３３が設けられ、サポートボディ３３の下側に砥石４０等の先端工具が装着される。砥石４０は、ホイルワッシャ３５とワッシャナット４５に挟持されることによって固定される。砥石４０は、例えば直径１００ｍｍのフレキシブルトイシ、レジノイドトイシ、サンディングディスク等であり、用いる砥粒の種類の選択により金属、合成樹脂、大理石、コンクリートなどの表面研磨、曲面研磨が可能である。砥石４０の後方側の径方向外側及び上側はホイールガード３９にて覆われる。尚、回転工具１に装着される先端工具としては、砥石４０だけに限られず、ベベルワイヤブラシ、不織布ブラシ、ダイヤモンドホイール等のその他の工具を取り付けるようにしても良い。

モータ５の回転軸９の後端には、回転方向に磁極が異なる磁性体であるセンサ磁石１０が取り付けられる。センサ磁石１０はロータ６の回転位置検出のために取り付けられる薄い円柱形の永久磁石であって、周方向に９０度ずつ隔ててＮＳＮＳ極が順に形成される。センサ磁石１０の後ろ側であってケース５０の内側部分には、回転軸９と垂直方向に配置される略半円形のセンサ基板５２が設けられ、センサ基板５２にはセンサ磁石１０の位置を検出する回転位置検出素子６９が設けられる。回転位置検出素子６９は、回転するセンサ磁石１０の磁界の変化を検出することにより、ロータ６の回転位置を検出するものであり、例えば３つのホールＩＣが用いられ、回転方向に所定角度毎、ここでは６０°毎に配置される。

略円筒形に形成されるリヤカバー３の内部には、モータ５の回転制御を行う制御装置（後述する制御回路７０）と、モータ５を駆動させるためのインバータ回路と、外部から図示しない電源コードにて供給される交流を直流に変換するための電源回路が収容される。本実施例では、これらの回路は、回転工具１の長手方向中心軸（モータ５の回転軸９と同軸）に対して平行に配置される回路基板５１に搭載した。回路基板５１は、下側の一面が開口部となっている容器状のケース５０の内部に配置され、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が基板から下方向に配置され、液体状の樹脂を硬化させる硬化性樹脂によってケース５０の所定の深さ部分まで固められる。ここでは樹脂５６の液面がケースの深さの半分以上まで到達する。モータハウジング２の軸受ホルダ部２ｂは、軸受１４ｂ（図２参照）の外輪部分を保持する円筒部分から外側に向けて複数の支柱（図示せず）が形成され、支柱以外の場所では空洞となっているので、ケース５０が収容される空間からモータ５側が収容される空間へ冷却風が流れる構造となっている。ケース５０により画定される空間内（容器内）には、回路基板５１に加えてさらに、スイッチ１８と、回転位置検出素子６９を搭載するセンサ基板５２が設けられる。スイッチ１８は、モータ５のオンオフを切り換えるもので、スイッチレバー１１と連動して移動する連結アーム１２によってプランジャ部分が押下されるか開放されるかで、オン状態とオフ状態を切り換える。センサ基板５２はモータ５の回転軸方向と直交するように配置される。

図３はスピンドル３０への砥石４０の取り付け構造を示す展開斜視図である。ギヤケース２１は金属製であって、モータ５の回転力を出力軸たるスピンドル３０に伝達する動力伝達機構を収容する。ギヤケース２１には４箇所のネジ穴２１ａ～２１ｄが形成され、図示しないネジによってギヤケース２１がモータハウジング２に固定される。スピンドル３０は、上端部分がメタル２５（図２参照）によって軸支される細径部３１ａが形成され、細径部３１ａの下側は傘歯車２３を固定する主軸部３１ｂが形成され、主軸部３１ｂの下側部分は軸受２６を固定するための軸受保持部３１ｃが形成される。スピンドル３０の下端部分には、ワッシャナット４５を固定するための雄ネジ３２が形成される。雄ネジ３２はワッシャナット４５を矢印４８ａの方向に回転させることにより締め付けられ、矢印４８ｂの方向に回転させることにより緩められる正ネジである。スピンドル３０の主軸部３１ｂの中央付近には、スピンドルカバー２７が設けられる。スピンドルカバー２７は、軸受２６を軸支するための固定部材であって、下側に開口部２７ａが形成され、開口部２７ａの内周側がラビリンス部２７ｂになっている。

スピンドル３０の上端側はメタル２５によってギヤケース２１に回転可能に軸支され、中央付近にはボールベアリングによる軸受２６（図２参照）によって軸支される。軸受２６はサポートボディ３３が設けられる。サポートボディ３３は二面幅を有してスピンドル３０と共に相対回転できないように接続され、スピンドル３０と共に回転する。サポートボディ３３の上方側にはラビリンス部３３ａが形成される。ラビリンス部３３ａはスピンドルカバー２７のラビリンス部２７ｂとの間に近接した狭い空間を形成することによりギヤケース２１の内部に塵埃等の侵入を防止するものである。サポートボディ３３の中央付近には円盤状の部分が形成され、その外縁２箇所から軸線Ｂ１方向と平行方向に延びる回り止め防止用の突起部３４ａ、３４ｂが形成される。突起部３４ａ、３４ｂはホイルワッシャ３５に形成された穴部に嵌合する。ホイルワッシャ３５は中央に雄ネジ３２を貫通させるための貫通穴３５ａが形成された金属製の部材であって、装着される砥石４０の一方の面（凸側の面）を保持すると共に、砥石４０の貫通孔４１ａ内に位置する円筒部３５ｂを有する。砥石４０は中央付近が軸方向にオフセットされた突出部４１が形成され、突出部４１の中心に円筒部３５ｂを貫通させる貫通孔４１ａが形成され、砥石４０をスピンドル３０と同心上に正確に位置づけることができる。砥石４０の径方向の外側部分は、研削に使用できる作業面４３が形成され、作業面４３と突出部４１の間が、斜面上に形成される接続面４２にて形成される。ワッシャナット４５は砥石４０を軸方向に締め付けることにより砥石４０をスピンドル３０に固定するための固定部材であって、中央に雌ネジ４５ａが形成される。ワッシャナット４５の締め付けには、スピンドル３０の回転を阻止するスピンドルロック機構（図示せず）を作用させて、専用の締め付け工具（図示せず）を用いて締め付ける。

回転工具１のスイッチレバー１１がオンにされた際のスピンドル３０の回転方向は矢印４６の方向であり、モータ５の起動に応じて砥石４０も回転を開始する。この起動の際には停止している砥石４０は、スピンドル３０の矢印４６の方向への反力として矢印４７ａの方向への相対回転をする力が作用する。この際、砥石４０を固定する締付具であるワッシャナット４５にも同方向の矢印４８ａの力が作用する。この矢印４７ａ、４８ａの方向の力はスピンドル３０の加速開始時のわずかな時間にだけ作用するが、ワッシャナット４５にかかる矢印４８ａの回転方向は、ワッシャナット４５を締め付ける方向に作用するため、モータ５を起動させる際にワッシャナット４５が締まることになる。逆に、定速回転中のモータ５に対して、電気ブレーキ等の強い制動力を掛ける場合は、スピンドル３０が減速を開始する際に、砥石４０の慣性力によって砥石４０には矢印４７ｂの方向に相対回転させる回転力が作用することになる。この矢印４７ｂの回転力は、ワッシャナット４５にも矢印４８ｂの回転力として作用するため、電気ブレーキを急激に掛けてしまうと掛けた瞬間にワッシャナット４５に緩めトルクを作用させることになり、ワッシャナット４５がわずかに緩んでしまう虞がある。そこで、本実施例では起動時の矢印４７ａ、４８ａに加わる相対回転力を確実に付与して締付けトルクを加えることにより、ワッシャナット４５をスピンドル３０に対して十分に締め付けるようにして、制動時にワッシャナット４５が緩まないように構成した。

さらに、起動時において十分加速が完了していない状態、即ち、矢印４８ａの方向への締め付け力が十分付与される前に、ブレーキが掛けられる状態を判断して、トリガを１回引くことによるモータの加速から停止までの一連の動きの中で、矢印４８ａの締め付け力よりも、矢印４８ｂの緩め力が大きくならないようにした。このように（矢印４８ａの総締付けトルク量）≧（矢印４８ａの総緩めトルク量）の関係を維持することによってブレーキ付与時に先端工具を固定する固定具（ワッシャナット４５）が緩むことを回避できる。

次に図４を用いてモータ５の駆動制御系の回路構成を説明する。電源コード１９によって入力される交流電源９０から供給される交流はダイオードブリッジ６０によって整流され、インバータ回路７１に入力される。ダイオードブリッジ６０の下流側には平滑用のコンデンサ６１が設けられる。図４では１つのコンデンサ６１だけを図示しているが、これらを複数のコンデンサとしても良いし、ダイオードブリッジ６０の入力側にもコンデンサを設けても良い。また、コンデンサ６１だけでなくチョークコイル等を付加しても良い。インバータ回路７１は６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含んで構成され、制御回路７０から供給されるゲート信号Ｈ１～Ｈ６によってスイッチング動作が制御される。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６としては、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタが用いられる。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３のドレイン端子は、ダイオードブリッジ６０の正極側に共通に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６のドレイン端子はスイッチング素子Ｑ１～Ｑ３のソース端子と、モータのＶ相、Ｕ相、Ｗ相の端子にそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６のソース端子はダイオードブリッジ６０の負極側に共通に接続されている。モータ５のステータ８の内側では、永久磁石７を有するロータ６が回転する。ロータの回転軸９には位置検出用のセンサ磁石１０が接続され、センサ磁石１０の位置をホールＩＣ等の回転位置検出素子６９にて検出することにより制御回路７０はモータ５の回転位置を検出する。

ダイオードブリッジ６０の出力側にはさらに定電圧電源回路６３が接続される。定電圧電源回路６３は制御回路７０への安定化した基準電圧（低電圧）の直流を供給するための電源回路である。定電圧電源回路６３は、ダイオード６４、平滑用の電解コンデンサ６５、ＩＰＤ回路６６、コンデンサ６７及びレギュレータ６８を含んで構成される。

制御回路７０は、モータ５の起動、停止、及び、回転速度制御を行うための制御手段であって、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）を含んで構成される。制御回路７０はスイッチ１８の操作に伴い入力される起動信号と、変速ダイヤル１７によって設定された可変抵抗７２の信号に基づき、モータ５の回転速度を制御し、コイルＵ、Ｖ、Ｗへの通電時間と駆動電圧を制御する。制御回路７０は、インバータ回路７１の６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ゲートに接続され、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオンオフするための駆動信号Ｈ１～Ｈ６を供給する。

制御回路７０がロータ６の回転位置をホールＩＣから構成される回転位置検出素子６９にて検出し、複数のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に駆動信号Ｈ１～Ｈ６を出力してスイッチング動作を行うことにより、インバータ回路７１はダイオードブリッジ６０から出力された直流電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、モータ５に供給する。モータ５に供給される電流の大きさは、ダイオードブリッジ６０とインバータ回路７１との間に接続された電流検出用のシャント抵抗６２の両端電圧を測定することにより制御回路７０によって検出される。このように、インバータ回路７１を用いてモータ５の所定のコイルに順次駆動電力を供給することにより、回転磁界を形成してモータ５を回転させる。

図５は図２の矢印Ａの方向からケース５０の内部を見た矢視図であって、回路基板５１へのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の搭載状況を示す図である。ケース５０の内部に収容される回路基板５１は、ケース５０の内形とほぼ同等の形状とされ、液体から硬化させた樹脂５６（図２参照）にて浸漬される。回路基板５１に搭載されるのは、主に、ダイオードブリッジ６０等の整流回路と、６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含むインバータ回路７１と、制御回路７０を構成するマイコンと、定電圧電源回路６３等（図示せず）である。回路基板５１の入力側には、回転工具１の外部から図示しない電源コード１９（図２参照）が接続され、商用交流がダイオードブリッジ６０に入力される。図示しない電源コード１９は電源コード保持部５５によって固定される。回路基板５１の出力側は、端子８４ａ～８４ｃであって、図示しない３本リード線によってモータ５のコイルのＶ相、Ｕ相、Ｗ相に接続される。

回路基板５１においては、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３、Ｑ４～Ｑ６がそれぞれ３個ずつ軸方向に並ぶように配置される。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、３本の金属端子がパッケージの下側から延びるものであって、パッケージの背面側には金属製の放熱板が設けられる。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３にはさらに放熱用の共通の金属板８２が設けられる。残りの３つのスイッチング素子Ｑ４～Ｑ６は、一列に並ぶように配置され、背面の放熱板には独立した金属板８３ａ～８３ｃがそれぞれ設けられる。

回路基板５１の前方側には、３つの回転位置検出素子６９（図２参照）を搭載するセンサ基板５２が、回路基板５１と直交するように配置され、その後方にはスイッチレバー１１と連動して動作するスイッチ１８が搭載される。ケース５０の後方側には可変抵抗７２が設けられる。可変抵抗７２の回転軸には変速ダイヤル１７が設けられ、変速ダイヤル１７はリヤカバー３の開口部分（図示せず）から一部が露出するように設けられ、作業者による回転操作を可能としている。回路基板５１と可変抵抗７２は、リード線８５によって配線される。

次に図６を用いてスピンドル３０の起動から停止までの回転速度例を説明する。図６の横軸は時間（単位：秒）であり、縦軸はモータ５の回転数ｒ（単位：ｒｐｍ）である。本実施例の回転工具１では、スイッチレバー１１をオンにした際のモータの回転速度として６段階の速度の設定が可能である。ここでは、時間と回転数の関係を表す速度カーブとして、ダイヤル１の時のスピンドル３０の回転速度１０１、ダイヤル４の時の回転速度１０４、ダイヤル６の時の回転速度の例を示している。ダイヤル６が選択されている場合は、回転数ｒ_６は２７０００ｒｐｍであって、時刻０の時に作業者がスイッチレバー１１にオンにすると、モータ５が起動して矢印１０１ａ、１０４ａ、１０６ａのようにモータ５の回転が加速して、矢印１０６ｂのように所定の回転速度ｒ_６に到達して定速回転に移行する。このまま定速回転を続けると点線で示す矢印１０６ｃのように定速回転を維持する。ここで、定速回転中の時刻ｔ_ｅにおいて作業者がスイッチレバー１１をオフにすると、制御回路７０はモータ５のコイルの各相を短絡させることによって電気ブレーキを作動させる。すると、モータ５の回転軸９に強い制動力が加わるため、矢印１０６ｄのようにスピンドル３０の回転数が急激に減少し、時刻ｔ_ｆにおいてスピンドル３０及びスピンドル３０に装着されている砥石４０が停止する。尚、時刻ｔ_ｅから時刻ｔ_ｆまでの時間は、例えば１秒程度である。ちなみに回転数ｒ_６（＝２７０００ｒｐｍ）程度から電気ブレーキ無しで慣性だけで停止させようとすると８秒程度かかるが、電気ブレーキを併用すると迅速に停止する。

ダイヤル４が選択されている場合のスピンドル３０の回転数ｒ_４は２２０００ｒｐｍであって、時刻０でスイッチレバー１１にオンになると、モータ５が起動して矢印１０１ａ、１０４ａのように加速し、そのままスイッチレバー１１がオンの状態ならば時刻ｔ_４において回転数ｒ_４に到達し、矢印１０４ｂで示す点線のように定速回転する。ここで定速回転に至る時刻ｔ_ｂ（＞ｔ_１）で、作業者がスイッチレバー１１をオフにした場合は電気ブレーキを作用させるので回転速度１０４は矢印１０４ｄのように減速し、時刻ｔ_ｄにて砥石４０が停止する。

ダイヤル１が選択されている場合、目標とする回転数ｒ_１は９６００ｒｐｍであって、時刻０でスイッチレバー１１にオンになると、モータ５が起動して矢印１０１ａのように加速し、そのままスイッチレバー１１がオンの状態ならば時刻ｔ_１において回転数ｒ_１に到達し、矢印１０１ｂのように定速回転する。ここで定速回転に至る前のｔ_ａ（≦ｔ_１）で作業者がスイッチレバー１１をオフにした場合は、電気ブレーキを作用させないでスピンドル３０の回転速度を惰性で減速させ、矢印１０１ｄのように時刻ｔ_ｃにて砥石４０が停止する。本実施例では、駆動源たるモータ５が起動してから所要回転状態となるまで、即ち時間Ｔが経過する前にスイッチがオフにされたら電気ブレーキを付与しないようにした。ここでは、所要回転状態に到達したか否かの閾値は、スイッチレバー１１をオンにした後の経過時間で判断し、時刻０～ｔ_１と等しい時間Ｔが経過するまでは電気ブレーキの付与をしないように制限する。尚、時間Ｔが経過するまでブレーキを掛けることを制限するのは、ブレーキ時にワッシャナット４５が緩まないようにするためである。従って、ブレーキを一切掛けないように構成することも可能であるが、制動力が十分弱くなるようにブレーキを掛けるものでも良い。

以上のように本実施例では、モータ５が起動した際にワッシャナット４５を締め付ける方向（図３の矢印４８ａの方向）に十分回転させる前に、フルブレーキが掛からないようにした。よって、起動時のワッシャナット４５の締め付け量が、減速時のワッシャナット４５の緩め量よりも大きくなるので、砥石４０の緩み現象の発生を回避できる。

次に図７を用いて電気ブレーキの原理について説明する。図７はスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を用いたインバータ回路７１の拡大図である。ここでは各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に含まれる還流ダイオード７３ａ～７３ｆも図示している。電気ブレーキを掛ける場合は、制御回路７０は下アーム側のスイッチング素子Ｑ４～Ｑ６のゲート信号をオンにすることにより、スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６のソースとドレイン間を短絡させる。この短絡状況においては、モータの逆起電力によりＶ～Ｗ相にそれぞれ矢印７５ａ～７５ｅの短絡電流が流れ、制動力が発生する。また、Ｕ～Ｖ相には点線で示す７５ａ、７５ｂ、７５ｅの方向に電流が流れ、Ｕ～Ｗ相には７５ａ、７５ｃ、７５ｅの短絡電流が流れる。この時、スイッチング素子Ｑ４を通る電流７５ｅは、通常駆動時と逆方向の電流であるが、スイッチング素子Ｑ４内に設けた還流ダイオード７３ｄに電流７５ｅが流れることでスイッチング素子Ｑ４の破壊を抑制している。同様にしてスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６も還流ダイオード７３ｅ、７３ｆにそれぞれ電流７５ｂ、７５ｄが流れる。スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６のゲート信号がオフになると、Ｕ～Ｗ相の短絡状態が解消される。従って、電気ブレーキを付与する際に、スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６のうちオンさせるゲート数や、ゲート信号をオンオフさせるＰＷＭ制御をすることにより制御回路７０は電気ブレーキの制動力を調整できる。

図８は、回転工具の起動時の制御を示すフローチャートである。図８に示す一連の手順は、制御回路７０にあらかじめ格納されたプログラムによってソフトウェア的に実行可能である。モータ５の起動は、作業者がスイッチレバー１１を前方側にスライドさせてオンにすることにより行われる。スイッチレバー１１がオンになると、制御回路７０は変速ダイヤル１７（図５参照）の設定値を検出すると共に、設定された回転速度に到達すべくモータ５を起動して加速させる（ステップ２０１、２０２）。次に、制御回路７０は、スイッチレバー１１がオフにされたかを判定し（ステップ２０３）、オンのままである場合は、マイコンよってモータの加速と設定された回転速度での定速運転の制御が行われ、ステップ２０３に戻り同様の処理を続ける（ステップ２０４）。ステップ２０４におけるモータ５の回転制御は、従来のグラインダにおけるモータの回転制御方法と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

ステップ２０３にてスイッチレバー１１がオフにされた場合は、制御回路７０はスイッチレバー１１がオンにされてからオフにされたまでの経過時間が所定時間Ｔ（＝１秒）に到達前であるか否かを判定する（ステップ２０５）。ステップ２０５にて時間間隔が１秒よりも大きい場合は、制御回路７０はインバータ回路７１の複数のスイッチング素子を短絡させて、モータ５の各相のコイル間を短絡させるブレーキ制御を行うことにより、モータ５は迅速に停止する（ステップ２０７）。ステップ２０５にて、時間間隔が１秒以下の場合は、制御回路７０はインバータ回路７１を用いたいわゆる電気ブレーキを適用せずに、砥石４０を惰性で停止させる（ステップ２０６）。尚、この閾値たる経過時間Ｔは設計開発時に実験等によって予め設定しておき、マイコンに記録しておけば良い。また、電気ブレーキを適用するか否かの判断閾値を経過時間Ｔだけに限られずに、回転速度ｒを用いた閾値としても良い。その場合は加速中の回転速度ｒが所定の閾値に到達するまでは電気ブレーキを適用せずに、所定の回転速度ｒに到達したら電気ブレーキを適用するように構成すれば良い。さらには、電気ブレーキを適用するか否かの判断閾値として、起動時に一時的に増加した起動電流が所定の値にまで低下してから適用するように、シャント抵抗６２を用いて検出される電流の測定値を用いて検知するように構成しても良い。ステップ２０８において砥石４０が停止するとフローチャートに基づく制御を停止する。

図６～図８にて説明した本実施例では電気ブレーキを適用するか否かの“所要回転経過”状態を判断するのに経過時間Ｔを用いて、その時間を１秒としたが、図６で説明したどの状態をもって電気ブレーキの適用の回避を判断する“所要回転経過”状態とするかは、使用されるモータ、減速機構、回転機構等の特性、砥石の種類に合わせて適宜設定すれば良い。

次に図９を用いて、電気ブレーキを適用するか否かの判断閾値として別の値を用いる例を説明する。図９では変速ダイヤル１７による最高回転速度（ここではダイヤル６）の設定回転速度ｒ_６に到達したかどうかを所要回転経過状態の判断閾値とする。設定回転速度ｒ_６に到達したからはホールＩＣ等の回転位置検出素子６９によって検出された位置信号によって制御回路７０にて容易に検出することができる。

図９において、ダイヤル６の時に時刻０でスイッチレバー１１がオンになり矢印１１１ａ、１１４ａ、１１６ａのように回転速度１１６が上昇し、電気ブレーキを適用するか否かを判断する閾値回転数たるｒ_６に到達する。この状態以降において、時刻ｔ_ｅにてスイッチレバー１１がオフになると、電気ブレーキが適用され矢印１１６ｄのように急激に減速して時刻ｔ_ｆにおいて砥石４０が停止する。ダイヤル４が選択されている場合は、定速回転の回転数ｒ_４は２２０００ｒｐｍであって、時刻０の時に作業者がスイッチレバー１１にオンにすると、モータ５が起動して矢印１１１ａ、１１４ａのように回転が加速する。この際、時刻ｔ_ｂにて作業者がスイッチレバー１１をオフにしても閾値たる回転数ｒ_６に到達していないため、矢印１１４ｄのように電気ブレーキを適用せずに惰性で砥石４０を停止させる。同様にして、ダイヤル１の際に時刻ｔａでスイッチレバー１１をオフにしたら、電気ブレーキを適用せずに惰性で砥石４０を停止させる。図９のように電気ブレーキを適用するか否かを判断する閾値回転数をｒ_６としたが、このように設定するとダイヤル１～５においては電気ブレーキが作動する状態が無くなってしまう。そこで、実際にはｒ_ａ～ｒ_６の範囲内において適切な閾値を設けるようにすれば良い。さらには、後述する実施例２のように、ダイヤル１～５の起動時に一旦閾値回転数ｒ_６まで回転速度を上昇させた後に、設定速度まで減速させるように構成しても良い。なお、実施例１では所要回転経過前にスイッチレバー１１がオフされたときには電気ブレーキを適用せずに砥石４０を惰性で停止させるように構成したが、所要回転経過前にスイッチレバー１１がオフされたときには所要回転経過後に適用される電気ブレーキよりも弱い制動力で電気ブレーキをかけることで、ワッシャナット４５にかかる緩み勝手の力を弱めるようにしてもよい。

次に図１０～図１３を用いて本願発明の第二の実施例を説明する。第二の実施例においては、起動時に固定具の緩みを抑制するため、ブレーキ付与時の緩みを防止することに加えて、起動時に図３の矢印４８ａの方向への固定具のしまり具合を強化させるようにしたものである。図１０は砥石４０の違いによるスピンドル３０の加速度の違いを示す図である。スピンドル３０に取り付けられた砥石４０が最も軽くてイナーシャが小さいものである場合は、矢印１２１ａのように大きな加速度にて上昇して、矢印１２１ｂで示すように変速ダイヤル１７（図５参照）にて設定された速度ｒ_ｃにて一定速度で回転する。一方、装着できる砥石４０のうち最も重くてイナーシャが大きいものである場合は、矢印１２２ａのように点線にて示す小さな加速度にて上昇して、矢印１２１ｂで示す速度ｒ_ｃにて回転する。つまりイナーシャが小さいものは加速に要する時間がｔ_１であり、大きいものは加速に要する時間がｔ_２であるように、砥石４０の種類によって所要加速時間がばらつくことになる。しかしながら、本実施例ではどのような砥石４０が使われようとも、加速時の制御によってワッシャナット４５が緩むことを抑制する。

図１１は第二の実施例に係る加速制御を説明するための図であり、変速ダイヤル１７による設定速度毎の加速度曲線と減速曲線を示す。本実施例では、加速時にはＰＷＭ制御のＤｕｔｙ（比）を徐々に大きくして加速させるソフトスタート制御を行う。本実施例では、変速ダイヤル１７の設定値が１～３の時の加速度を、従来の加速度よりも高くなるようにした。ダイヤル４～６の場合は、矢印１３４ａ、１３５ａ、１３６ａに示すような従前通りの加速カーブによって加速を行い、矢印１３４ｂ、１３５ｂ、１３６ｂのような設定された速度に到達する。従来の加速制御では、ダイヤル１～３の状態も矢印１３４ａ、１３５ａ、１３６ａに示す加速カーブと同様の傾斜で加速をしていた。しかしながら、本実施例では起動時のワッシャナット４５の締め付け具合が不足がちになる低速設定時、即ちダイヤル１～３を選択した際の加速度を矢印１３１ａ、１３２ａ、１３３ａのように大きくすることで、加速時におけるワッシャナット４５に付与する締まり勝手の力を大きくした。さらに、起動時に最もワッシャナット４５の締め付け具合が不足するダイヤル１の時は、矢印１３７ａのようにダイヤル２の設定回転数まで回転数１３１を一旦上昇させてから、矢印１３７ｂのように減速させて矢印１３１ｂのような定速状態に到達させるようにした。具体的には、ｔ_１からの減速を緩やかにし、その後急に減速し、矢印１３１ｂの回転数に到達する直前は再び緩やかに減速するような（３次曲線を描くような）制御を行う。ｔ_１からの減速を緩やかにしたことで、加速から減速に切り替わる際に砥石４０のイナーシャによってワッシャナット４５が緩むことを好適に抑制可能であるとともに、矢印１３７ｂが示す曲線の中腹では減速率を高めているので素早く目標回転数に到達することができる。ダイヤル２の場合は、矢印１３１ａ～１３２ａのように加速させて、矢印１３７ａから矢印１３２ｂのようにして減速無しで設定回転数になるように制御をする。

図１１において、電気ブレーキの制動を行うか否かの閾値は実施例１と同様に時刻ｔ_１に到達したか否か、即ち時間Ｔ１が経過したか否かで判定するようにした。従って、ダイヤル１の設定時に、矢印１３１ａのように加速中にスイッチレバー１１をオフにしたら、矢印１３１ｄのように電気ブレーキを掛けずに惰性にて停止させる。同様にダイヤル４の回転速度１３４のカーブにおいて、加速中であって時刻ｔ_１に到達する前にスイッチレバー１１をオフにしたら、矢印１３４ｄのように電気ブレーキを掛けずに惰性にて停止させる。一方、ダイヤル１において矢印１３１ｂのように定速回転中にスイッチレバー１１をオフにした場合は、閾値の時刻ｔ_１に到達した後であるため、電気ブレーキを適用して矢印１３１ｃのように急激にスピンドル３０を停止させる。

次に図１１にて説明した加速制御の手順を、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１２のフローチャートはモータ５が停止中から加速して定速制御に移行するまでの間に実行されるものである。最初にスイッチレバー１１がオン状態になったか否かを判断し、オフのままの場合はそのまま待機する（ステップ２１１）。スイッチレバー１１がオンになったら、制御回路７０は変速ダイヤル１７の設定値が、４以上であるかを判定し（ステップ２１２）、変速ダイヤル１７の設定値が４未満、即ち１～３の場合は、起動時の加速度として０．３％／ｍｓでＤｕｔｙを上昇させるように設定し（ステップ２１３）、４以上の場合は起動時の加速度として従来と同様の０．１％／ｍｓでＤｕｔｙを上昇させるように設定する（ステップ２１４）。

次に、変速ダイヤル１７の設定値が２以上か否かを判定し（ステップ２１５）、２以上の場合は従来例の回転工具１と同様に変速ダイヤル１７にて設定した設定値の目標回転数まで加速させて、一定速度にて整定させる（ステップ２１７）。尚、この際の加速度は、ステップ２１３又は２１４で設定された加速度に従う。ステップ２１５にて、変速ダイヤル１７の設定値が２未満の場合は、目標回転数として１２０００ｒｐｍを設定し、目標回転数に至るまでステップ２１３にて設定された加速度にてスピンドル３０を加速させる（ステップ２１６）。次に、制御回路７０はスピンドル３０の回転数が１２０００ｒｐｍ以上を所定の時間、例えば１０ｍｓ検出したかどうかを判定する（ステップ２１８）。検出した場合は変速ダイヤル１７にて設定された回転速度にて定速回転させる（ステップ２２０）。変速ダイヤル１７の設定値が“１”の場合は、スピンドル３０の回転速度が９６００ｒｐｍであるため、１２０００ｒｐｍから９６００ｒｐｍまで減速させることになる。ステップ２１８にて１２０００ｒｐｍ以上を１０ｍｓ以上検出していない場合は、起動から１．２秒以上経過しているかを判定し、経過していない場合はステップ２１８に戻る（ステップ２１９）。ステップ２１９で１．２秒以上経過している場合は、時間的に十分な加速時間が経過しているので、起動時におけるワッシャナット４５の締め付けが十分であるとして、ステップ２２０に進む。ステップ２１９は、ステップ２１１の直後に砥石４０に負荷がかかり、万が一スピンドル３０の回転数が１２０００ｒｐｍに到達しなかった場合にも、変速ダイヤル１７の設定で目標回転数を整定するためのステップである。以上の手順によって制御回路７０は、変速ダイヤル１７にて設定された目標回転数で定速回転制御を行い、スイッチレバー１１がオフになるまでモータを回転させる（ステップ２２１）。尚、ステップ２２１でスイッチレバー１１がオフになった後の手順は図８のフローチャートで示した通りである。

以上説明したように、第二の実施例ではダイヤル値が４以上の場合は従前どおりのソフトスタートにて起動して、従前の回転工具と同様にワッシャナット４５に対して締まり勝手の力を付与する。そして、所要回転状態となる時間Ｔ２経過前にスイッチがオフされた際にはブレーキをかけないように制御する。一方、ダイヤル値が３以下の場合は、起動時には一端高速（例：Ｄｕｔｙ５０％）で回転させて、締まり勝手方向のトルクを多く付与させることによりワッシャナット４５を十分締め付けた後、定速（Ｄｕｔｙ４０％）で回転させるようにした。時間Ｔ２経過前にスイッチをオフした際には、ブレーキを掛けないで惰性で回転工具が停止するようにして、ワッシャナット４５の緩みを防止した。

次に図１３を用いて第二の実施例の変形例を説明する。図１１に示す図では、加速直後に電気ブレーキを付与するか否かの閾値を、ダイヤル設定値が３の回転時の定速回転に移行するまでの時間Ｔ１（＝０～時刻ｔ_１）を基準にした。しかしながら、本変形例はこの閾値をダイヤル設定値が最高回転時の定速回転に移行するまでの時間Ｔ２（＝０～時刻ｔ_６）を基準に設定した。その他の制御は同じである。ここでは時刻ｔ_１の経過前にスイッチレバー１１をオフにすると矢印１３１ｄ、１３４ｄのように電気ブレーキを付与せずに惰性にて回転を停止させる。また回転速度１３１の際に、矢印１３１ｂに示す定速回転状態であっても、閾値たる時刻ｔ_６よりも前にスイッチレバー１１がオフにされたら矢印１３７ｄのように電気ブレーキを付与せずに惰性にて減速するようにした。閾値たる時刻ｔ_６よりも後にスイッチレバー１１をオフにした場合は、矢印１３１ｃのように電気ブレーキを適用して即座に先端工具の回転を停止させる。尚、“所要回転経過”状態を判定する閾値として、経過時間Ｔ２を用いるだけに限られずに、実際の回転数を用いて検出しても良い。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例においては、回転工具１の例として電気モータを動力源としてスピンドル３０に取り付けられる砥石等を回転させるグラインダを例に説明したが、グラインダだけに限られずに、動力源によって回転される回転軸を有し、ワッシャナットのような締め付け具を用いて回転軸へ先端工具を固定するような回転工具であれば、他の回転工具であっても良い。また、本発明の動力源は電気モータに限定されずに任意の動力源であっても良い。さらに、本発明のブレーキ手段は、モータのコイルを短絡させる電気ブレーキだけに限定されずに、機械的なブレーキやその他のブレーキ手段であっても良い。

１…回転工具、２…モータハウジング、２ｂ…軸受ホルダ部、３…リヤカバー、
３ｂ…風窓、５…モータ、６…ロータ、７…永久磁石、８…ステータ、
９…回転軸、１０…センサ磁石、１１…スイッチレバー、１２…連結アーム、
１４ａ，１４ｂ…軸受、１５…冷却ファン、１５ａ，１５ｂ…冷却風の流れ、
１６…ファンカバー、１７…変速ダイヤル、１８…スイッチ、１９…電源コード、
２１…ギヤケース、２１ａ～２１ｄ…ネジ穴、２２，２３…傘歯車、
２５…メタル、２６…軸受、２７…スピンドルカバー、２７ａ…開口部、
２７ｂ…ラビリンス部、３０…スピンドル、３１ａ…細径部、３１ｂ…主軸部、
３１ｃ…軸受保持部、３２…雄ネジ、３３…サポートボディ、
３３ａ…ラビリンス部、３４ａ，３４ｂ…突起部、３５…ホイルワッシャ、
３５ａ…貫通穴、３５ｂ…円筒部、３９…ホイールガード、４０…砥石、
４１…突出部、４１ａ…貫通孔、４２…接続面、４３…作業面、
４５…ワッシャナット、４５ａ…雌ネジ、５０…ケース、５１…回路基板、
５２…センサ基板、５５…電源コード保持部、５６…樹脂、
６０…ダイオードブリッジ、６１…コンデンサ、６２…シャント抵抗、
６３…定電圧電源回路、６４…ダイオード、６５…電解コンデンサ、
６６…ＩＰＤ回路、６７…コンデンサ、６８…レギュレータ、
６９…回転位置検出素子、７０…制御回路、７１…インバータ回路、
７２…可変抵抗、７３ａ～７３ｆ…還流ダイオード、
７５ａ～７５ｅ…ブレーキ電流、８２，８３ａ～８３ｃ…金属板、
８４ａ～８４ｃ…端子、８５…リード線、９０…交流電源、
１１１，１１４，１１６，１２１…回転速度、１３１～１３６…回転速度、
Ｑ１～Ｑ６…スイッチング素子、
Ａ１…（モータの）軸線、Ｂ１…（スピンドルの）軸線

Claims

先端工具が装着されるスピンドルと、
前記スピンドルを回転させるモータと、
前記スピンドルに螺合して前記先端工具を固定する固定具と、
作業者が操作可能なスイッチと、
作業者が操作可能で、少なくとも第１回転速度と前記第１回転速度よりも高い第２回転速度を含む２つ以上の目標回転速度のうち１つの目標回転速度を選択可能な速度調整装置と、
前記スイッチをオンすると、前記モータを起動させ、起動後には選択された前記１つの目標回転速度で前記モータが回転するよう制御し、かつ前記スイッチをオフすると前記モータを制動するように構成された制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記モータの起動から前記モータが前記目標回転速度で駆動される過程において前記モータの回転速度が一時的に前記目標回転速度を超える回転速度の超過量が、目標回転速度として前記第２回転速度が選択された場合よりも前記第１回転速度が選択された場合のほうが大きくなるように前記モータを制御することを特徴とする回転工具。
前記制御装置は、目標回転速度で前記モータを駆動中に前記スイッチをオフした際の制動時における時間当たりの前記モータの回転速度の変化量が、目標回転速度として前記第２回転速度が選択された場合よりも前記第１回転速度が選択された場合のほうが小さくなるよう前記モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
先端工具が装着されるスピンドルと、
前記スピンドルを回転させるモータと、
前記スピンドルに螺合して前記先端工具を固定する固定具と、
作業者が操作可能なスイッチと、
作業者が操作可能で少なくとも２つ以上の目標回転速度のうち１つの目標回転速度を選択可能な速度調整装置と、
前記スイッチをオンすると、前記モータを起動させ、起動後には選択された前記１つの目標回転速度で前記モータが回転するよう制御し、かつ前記スイッチをオフすると前記モータを制動するように構成された制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記モータの起動から前記モータが前記目標回転速度で駆動される過程において、前記モータの回転速度が一時的に前記目標回転速度を超える回転速度の超過量が、選択可能な目標回転速度のうち最も高速の回転速度が選択されているよりも最も低速の回転速度が選択されているほうが大きくなるように前記モータを制御することを特徴とする回転工具。
前記制御装置は、起動時における前記モータの加速方向の加速度と、制動時における前記モータの減速方向の加速度を、前記速度調整装置に対する操作に応じて変更するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転工具。
前記制御装置は、前記１つの目標回転速度が選択されている状態で、起動時における前記モータの加速方向の加速度が、制動時における前記モータの減速方向の加速度よりも大きくなるように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転工具。
前記制御装置は、前記モータが起動して前記目標回転速度に到達した直後に前記スイッチが操作されて前記モータを制動するとき、前記目標回転速度が小さい場合には弱い制動力にて前記モータを減速し、前記目標回転速度が高い場合には強い制動力にて前記モータを減速するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転工具。
前記制御装置は、前記モータを起動してから前記モータが前記目標回転速度で回転するよう制御されるまでの過程において前記固定具に加えられる前記固定具を締め付ける力が、前記目標回転速度が小さい場合は前記目標回転速度が大きい場合と比較して小さくなるように前記モータを制御し、
前記モータが前記目標回転速度で駆動されているときに前記スイッチがオフされたとき、前記制御装置は、前記目標回転速度が大きい場合には、前記目標回転速度が小さい場合と比較して強い制動力にて前記モータを減速するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転工具。
前記制御装置は、前記起動時に前記固定具へ加わる締付けトルクが前記制動時に前記固定具へ加わる緩みトルクを超えないように前記起動時と前記制動時における前記モータに対する制御を変更するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転工具。