JP2017100224A

JP2017100224A - 電動工具

Info

Publication number: JP2017100224A
Application number: JP2015234262A
Authority: JP
Inventors: 拓家吉成; Takuya Yoshinari; 俊彰小泉; Toshiaki Koizumi
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2035-11-30
Also published as: JP6617918B2

Abstract

【課題】無負荷時の騒音を低減可能な電動工具。
【解決手段】
モータと、該モータの回転数を設定するための操作部と、該操作部によって設定された設定回転数又は該操作部の被操作量に応じて該モータの回転数を制御する回転数制御手段と、を備え、該モータが無負荷状態の場合において、該回転数制御手段は、該設定回転数が所定回転数を超えている場合又は該被操作量が所定量を超えている場合に該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電動工具に関する。

従来より、モータの回転力（ロータの回転力）で先端工具を回転又は振動させ、当該先端工具の回転又は振動によって研磨、切削、切断等を行う電動工具が広く用いられている。このような電動工具においては、モータの回転数（ロータの回転数）を設定するための変速ダイヤルを備え、ロータの回転数が変速ダイヤルによって設定された回転数に近づくようにモータを制御する電動工具が知られている（特許文献１）。

特許文献１に記載の電動工具においては、変速ダイヤルの操作位置に応じて無負荷時の回転数が設定される。また、変速ダイヤルは、無負荷時の回転数が最も小さく設定される位置（最小位置）と最も大きく設定される位置（最大位置）との間を操作可能に構成されており、操作位置が最大位置に近づく程、無負荷時の回転数はより大きな値に設定される。

特開平２０１４−２３３７９３号公報

電動工具においては、有負荷時すなわち先端工具によって作業が行われている状態においては、多少騒音が発生しても回転数を大きくして作業を効率的に行い、無負荷時すなわち作業を行っていない状態では、騒音を低減することが望まれる。しかしながら、特許文献１に記載の電動工具では、操作位置を最大位置付近としている場合、無負荷時においてもロータの回転数が比較的大きな値となり、大きな騒音が発生してしまうという問題があった。

そこで本発明は、無負荷時の騒音を低減することができる電動工具を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明は、モータと、該モータの回転数を設定するための操作部と、該操作部によって設定された設定回転数又は該操作部の被操作量に応じて該モータの回転数を制御する回転数制御手段と、を備え、該モータが無負荷状態の場合において、該回転数制御手段は、該設定回転数が所定回転数を超えている場合又は該被操作量が所定量を超えている場合に該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限することを特徴とする電動工具を提供している。

このような構成によると、無負荷状態である場合にモータの回転数（実回転数）の上限を制限することができる。このため、モータの回転数の上限を大きな騒音が発生しない回転数に制限することで、無負荷状態（無負荷時）の騒音を低減することができる。

上記構成において、該回転数制御手段は、該設定回転数が該所定回転数を超えていない場合又は該被操作量が所定量を超えていない場合には、該設定回転数又は該被操作量が大きくなるに従い該モータの回転数を高くすることが好ましい。

このような構成によると、騒音の影響を受け難くすることができる。

また、該回転数制御手段は、該モータが該無負荷状態でない場合、該設定回転数又は該被操作量に応じて該モータの回転数を制御することが好ましい。

このような構成によると、無負荷状態でない場合（有負荷時）において、作業効率を向上させることができる。

また、該モータが無負荷状態であるか否かを判別する無負荷判別手段を備え、該回転数制御手段は、該無負荷状態である場合、該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータが該所定回転数以下で回転するように該モータを制御することが好ましい。

このような構成によると、無負荷状態である場合に回転軸の回転数（実回転数）を所定回転数以下に制限することができる。このため、大きな騒音が発生しない回転数を所定回転数として採用することで、無負荷状態（無負荷時）の騒音を低減することができる。

また、該回転数制御手段は、該無負荷状態であり、且つ、該設定回転数が該所定回転数を超えている場合又は該被操作量が該所定量を超えている場合、該所定回転数で該モータが回転するように該モータを制御することが好ましい。

このような構成によると、無負荷状態であり、且つ、設定回転数が所定回転数を超えている場合又は被操作量が該所定量を超えている場合、所定回転数以下の回転数範囲において最大回転数である所定回転数でモータが回転するようにモータを制御する。このため、無負荷状態から作業を開始して無負荷状態でない状態（有負荷状態）となった場合にモータの回転数を短時間で設定回転数まで上昇させることができ、作業効率を向上させることができる。

また、該無負荷判別手段は、該モータに流れる電流に基づいて該モータが該無負荷状態であるか否かを判別することが好ましい。

このような構成によると、簡易な構成で確実に無負荷状態であるか否かを判断できる。

また、外部交流電源と接続可能な電源接続部と、該外部交流電源が出力する交流電圧を整流平滑することで変動直流電圧に変換して出力する変換回路部と、該変動直流電圧を該モータに印加するインバータ回路部と、をさらに備え、該変換回路部は、該交流電圧を整流し整流後の整流電圧を出力する整流回路と、該モータが該所定回転数超で回転した場合又は該被操作量が該所定量超の場合は該変動直流電圧の最小値が該モータに発生する誘起電圧以下となり且つ該モータが該所定回転数以下で回転している場合は該最小値が該誘起電圧よりも高くなるように該整流電圧を平滑する平滑コンデンサと、を有することが好ましい。

このような構成によると、モータの回転数が所定回転数以下で回転している状態又は被操作量が所定量以下の状態では、無通電期間が発生せず、回転数脈動の変動幅も小さいため、顕著な騒音は発生しない。また、仮に、モータの回転数が所定回転数超となった場合には、無通電期間が生じて回転数脈動が発生し、騒音が顕著となるが、無負荷状態においては、モータの回転数は所定回転数以下に制限されているため、顕著な騒音が発生することを抑制できる。

また、該平滑コンデンサの容量は、１８０μＦ以下であることが好ましい。

上記課題を解決するために本発明はさらに、モータと、該モータの回転数を設定するための操作部と、該操作部の被操作量に基づいて、該モータの回転数を第１回転数から該第１回転数よりも大きい第２回転数までの範囲において制御する回転数制御手段と、を備える電動工具であって、該モータの該回転数は、該モータが無負荷状態である場合、該被操作量が第１量から該第１量よりも多く第２量よりも少ない第３量まで増加するに従って、該第１回転数から該第１回転数よりも大きく該第２回転数よりも小さい第３回転数まで増加し、該被操作量が該第３量から該第２量まで増加する間、該第３回転数以下に制限されることを特徴とする電動工具を提供している。

このような構成によると、無負荷状態である場合に回転軸の回転数は第３回転数以下に制限される。このため、大きな騒音が発生しない回転数を第３回転数として採用することで、無負荷状態（無負荷時）の騒音を低減することができる。

上記構成において、該モータの該回転数は、該無負荷状態である場合において、該被操作量が該第３量から該第２量まで増加する間、該第３回転数に維持されることが好ましい。

このような構成によると、無負荷状態であり、且つ、被操作量が第２量を超える場合、回転軸の回転数は、第３回転数以下の回転数範囲において最大回転数である第３回転数に維持される。このため、無負荷状態から作業を開始して無負荷状態でない状態（有負荷状態）となった場合に回転軸の回転数を短時間で被操作量に応じた回転数（第３回転数よりも大きい回転数）まで上昇させることができ、作業効率を向上させることができる。

また、該回転数制御手段は、該モータが負荷状態である場合、該操作部によって設定された該設定回転数又は該操作部の被操作量に応じて該モータの回転数を制御することが好ましい。

このような構成によると、有負荷時の作業効率を向上させることができる。

上記課題を解決するために本発明はさらに、モータと、該モータの回転数を設定するための操作部と、該モータが無負荷状態である場合、該操作部によって設定された設定回転数又は該操作部の被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限するように該モータを制御する回転数制御手段と、を備えることを特徴とする電動工具を提供している。

上記構成において、該回転数制御手段は、該モータが無負荷状態であり、且つ、該設定回転数が所定回転数を超えている場合又は該被操作量が所定量を超えている場合、該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限するように又は該所定回転数で該モータが回転するように、該モータを制御することが好ましい。

このような構成によると、無負荷時の騒音を低減することができる。

本発明の電動工具によれば、無負荷時の騒音を低減することができる。

本発明の実施の形態によるディスクグラインダの全体を示す部分断面側面図である。本発明の実施の形態によるディスクグラインダの外観を示す平面図である。本発明の実施の形態によるディスクグラインダのユーザ設定回転数とダイヤル設定状態との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態によるディスクグラインダの電気的構成を示すブロック図を含む回路図である。本発明の実施の形態によるディスクグラインダのユーザ設定回転数及び無負荷状態における目標回転数とダイヤル設定の状態との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態によるディスクグラインダのピニオンギヤの歯と傘歯車の歯との噛合箇所を模式的に表した図であり、（ａ）は、ピニオンギヤの歯の下流面が傘歯車の歯の上流面に当接している状態を示し、（ｂ）は、ピニオンギヤの歯の上流面が傘歯車の歯の下流面に当接している状態を示している。本発明の実施の形態によるディスクグラインダの回転軸の実回転数、変動直流電圧、モータ電流、ギヤ衝突音の変化を示すタイムチャートであり、無負荷状態で仮に目標回転数を３２４００ｒｐｍ（ダイヤル設定「６」）とした場合を示している。本発明の実施の形態によるディスクグラインダの回転軸の実回転数、変動直流電圧、モータ電流、ギヤ衝突音の変化を示すタイムチャートであり、無負荷状態で目標回転数を２２６８０ｒｐｍ（ダイヤル設定「４」）とした場合を示している。本発明の実施の形態によるディスクグラインダの制御回路部によるモータの駆動制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、具体的な数値に言及した場合、例えば、角度について「９０°」のように言及した場合、当該数値と完全に一致する場合だけでなく、当該数値と略同一である場合も含むものとする。また、位置関係等に言及した場合、例えば、平行、直交、反対等のように言及した場合、完全に平行、直交、反対等である場合だけでなく、略平行、略直交、略反対等である場合を含むものとする。

図１は、本発明の実施の形態による電動工具の一例であるディスクグラインダ１の全体を示す部分断面側面図である。図１に示されているように、ディスクグラインダ１は、ハウジング２、モータ３、動力伝達機構４、砥石Ｔ（先端工具）を着脱可能に保持する出力軸部５、インバータ回路６２、制御回路部７２（図４）、及び、交流電源に接続可能な電源コード８を備えている。ディスクグラインダ１は、出力軸部５に保持された状態で回転する砥石Ｔを用いて研磨、研削等の作業を行う携帯用電動工具である。なお、図１において、矢印で示された「前」を前方向、「後」を後方向、「上」を上方向、「下」を下方向と定義する。さらに、ディスクグラインダ１を後方から見た場合の左を左方向、右を右方向と定義する。

ハウジング２は、ディスクグラインダ１の外郭をなす部分であり、モータハウジング２１と、モータハウジング２１の前方に設けられたギヤハウジング２２と、モータハウジング２１の後方に設けられたリアハウジング２３とを備えている。本実施の形態においては、ハウジング２は前後方向に並んだ３つの部分により構成されているが、これに限られない。例えば、モータハウジング２１とリアハウジング２３とを一体に構成しても良いし、その他の分割形状でも良い。

モータハウジング２１は、樹脂製又は金属製であり、外郭部２１Ａ及び軸受ホルダ部２１Ｂを有しており、モータ３を収容している。また、図２に示されているように、モータハウジング２１の左側面には駆動スイッチ２１Ｄが設けられている。図２は、ディスクグラインダ１の外観を示す平面図である。

図１に戻り、外郭部２１Ａは、ディスクグラインダ１が使用される際にユーザによって把持される部分であり、前後方向に延びる略円筒形状をなしている。軸受ホルダ部２１Ｂは、外郭部２１Ａ内部の後端部に設けられており、ボールベアリング２１Ｃの外輪を支持する前後方向に延びる円筒部分及び当該円筒部分の周面と外郭部２１Ａとを接続する複数の支柱を有している。複数の支柱は、当該円筒部分の周面から当該円筒部分の径方向外方に延出しており、当該円筒部分の周面において周方向に所定間隔で配置されている。また、互いに隣合う２本の支柱の間には、隙間が形成されており、当該隙間によって、モータハウジング２１の内部空間とリアハウジング２３の内部空間とが連通している。

モータ３は、回転軸３１と、ロータ３２と、ステータ３３とを有している。回転軸３１は、前後方向に延びる軸であって、ボールベアリング２１Ｃとギヤハウジング２２の後部に設けられたボールベアリング２２Ａとによって回転可能に支持されている。また、回転軸３１の前部には、冷却ファン３１Ａが設けられている。また、回転軸３１の後端部には、回転軸３１（ロータ３２）の回転位置の検出のためのセンサ磁石３１Ｂが取付けられている。センサ磁石３１Ｂは、薄い円柱形状をなす永久磁石であり、回転軸３１の周方向において９０度間隔でＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極の順に形成されるように配置されている。

冷却ファン３１Ａは、例えば、プラスチック製の遠心ファンであり、回転軸３１と一体に回転し、ハウジング２内に冷却風を発生させる。冷却ファン３１Ａの回転によって発生した冷却風は、リアハウジング２３の後部に形成された複数の吸気口２３ａからリアハウジング２３内に流入し、電源変換回路６１、インバータ回路６２等の回路を冷却した後、軸受ホルダ部２１Ｂの複数の支柱の間の隙間を通過してモータハウジング２１内に流入する。モータハウジング２１内に流入した冷却風は、モータ３を冷却した後、モータハウジング２１の前端部側面に形成された図示せぬ排気孔から排出される。

ロータ３２は、円環上の薄い鉄板を前後方向に多数枚積層して形成された回転子であり、複数の永久磁石３２Ａを有している。また、ロータ３２は、回転軸３１に固定されており、回転軸３１と一体回転するように構成されている。ステータ３３は、円環状の薄い鉄板の積層構造を有する固定子であり、ステータ巻線３３Ａを有している。ステータ巻線３３Ａは、ステータ３３の内周部に形成された図示せぬティースに巻回されている。なお、モータ３の電気的構成については、後述する。

図２に示されているように、駆動スイッチ２１Ｄは、モータ３の駆動をオン／オフするためのスイッチである。駆動スイッチ２１Ｄは、オフ位置（図２に示されている位置）とオン位置（オフ位置から所定距離後方に移動した位置）との間をスライド可能に構成されている。駆動スイッチ２１Ｄは、制御回路部７２（図４）と接続されており、オン位置である場合、モータ３を駆動させるための始動信号を制御回路部７２に出力する。

図１に戻り、ギヤハウジング２２は、例えば、アルミニウム等の金属の一体成形によって製造されており、動力伝達機構４を収容するとともに出力軸部５を回転可能に支持している。

動力伝達機構４は、回転軸３１の回転を減速して出力軸部５に伝達する機構であり、互いに噛合するピニオンギヤ４１と傘歯車４２とを有している。ピニオンギヤ４１は、回転軸３１の前端に固定され、回転軸３１と同軸一体回転するように構成されている。傘歯車４２は、ピニオンギヤ４１の回転軸心と略直交する方向（上下方向）に延びる軸心を中心に回転するように構成されている。

出力軸部５は、軸部５Ａと、砥石Ｔを着脱可能に保持する取付ベース５Ｂ及びワッシャナット５Ｃとを有している。軸部５Ａは、動力伝達機構４の傘歯車４２に固定された上下方向に延びる軸であり、傘歯車４２と同軸一体回転するように構成されている。軸部５Ａは、その上端部においてメタル２２Ｂを介して、上下方向略中央においてボールベアリング２２Ｃを介してギヤハウジング２２に回転可能に支持されている。

取付ベース５Ｂは、軸部５Ａの下端部に設けられており、底面視において略円形状をなす円板部と当該円板部の底面視中央から下方に延出するネジ部とを有している。ワッシャナット５Ｃは、取付ベース５Ｂのネジ部に螺合可能に構成されている。砥石Ｔの出力軸部５への固定は、砥石Ｔの平面視中央に形成された貫通孔に取付ベース５Ｂのネジ部を挿通させ、砥石Ｔの上面を取付ベース５Ｂの円板部の底面に当接させた状態で、取付ベース５Ｂのネジ部にワッシャナット５Ｃを螺合することにより行う。また、砥石Ｔの出力軸部５からの取外しは、取付ベース５Ｂのネジ部とワッシャナット５Ｃとの螺合を解除することにより行う。

砥石Ｔは、例えば、平面視略円形状の直径１００ｍｍのレジノイドフレキシブルトイシ、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Ｔの後方側の径方向外方は、砥石Ｔが出力軸部５に固定された状態で、ギヤハウジング２２の下端部後部に設けられたホイールガード２２Ｄに覆われる。なお、本実施の形態においては、出力軸部５に砥石Ｔを取付けたが、これに限られない。例えば、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先端工具も出力軸部５に取り付け可能である。

リアハウジング２３は、樹脂製であり、前後方向に延びる略円筒形状をなしている。リアハウジング２３の内部には、基板収容ケース２３Ａ、センサ基板２３Ｂ、第１基板６及び第２基板７が配置されている。また、リアハウジング２３の後端部からは電源コード８が後方に延出している。さらに、図２に示されているように、リアハウジング２３の後端部において電源コード８の左側には変速ダイヤル部９が設けられている。

図１に戻り、基板収容ケース２３Ａは、下方が開口した箱形状をなしており、センサ基板２３Ｂ、第１基板６及び第２基板７を収容している。センサ基板２３Ｂ、第１基板６及び第２基板７のそれぞれは、基板収容ケース２３Ａの内部に収容された状態で、硬化性樹脂によってその全体が覆われている。

センサ基板２３Ｂは、後面視において半円形状をなす基板であって、基板収容ケース２３Ａの前側の壁の後面においてセンサ磁石３１Ｂの近傍に設けられている。センサ基板２３Ｂには、センサ磁石３１Ｂの位置すなわち回転軸３１（ロータ３２）の回転位置（回転角度）を検出するための３個のホールＩＣ２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅが実装されている。３つのホールＩＣ２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅは、後面視において、回転軸３１の周方向（回転方向）に所定角度の間隔で配置されている。本実施の形態においては、６０°間隔で配置されている。また、３個のホールＩＣ２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅは、回転するセンサ磁石３１Ｂの磁界の変化に応じて、すなわち、回転軸３１の回転位置に応じてハイ信号又はロー信号を制御回路部７２に出力する。

第１基板６は、平板形状の回路基板であって、上下方向に直交する仮想平面と略平行に配置されている。第１基板６には、整流回路６１Ａ及び平滑コンデンサ６１Ｂを含む電源変換回路６１と、６個のスイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆを有するインバータ回路６２とが実装されている。６個のスイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆ、整流回路６１Ａ及び平滑コンデンサ６１Ｂのそれぞれは、第１基板６から下方に延びるように設けられている。本実施の形態において、スイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆは、例えば、大容量のＦＥＴ（電解効果トランジスタ）又はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような出力用トランジスタである。

第２基板７は、平板形状の回路基板であって、第１基板６の上方において第１基板６と略平行に配置されている。第２基板７には、制御用電源回路部７１及び制御回路部７２（図４）が実装されている。なお、第１基板６及び第２基板７に実装された各回路の電気的構成については、後述する。

電源コード８は、図示せぬ先端接続部とケーブル部８１とを有している。先端接続部は、交流電源（例えば、図４に示されている商用交流電源Ｐ）に接続可能な第１接続端子８Ａ及び第２接続端子８Ｂ（図４）を備えている。ケーブル部８１は、第１接続端子８Ａ及び第２接続端子８Ｂと電源変換回路６１とを接続する配線を有している。第１接続端子８Ａ及び第２接続端子８Ｂは、本発明における「電源接続部」の一例である。また、商用交流電源Ｐは、本発明における「外部交流電源」の一例である。

図２に示されているように、変速ダイヤル部９は、ユーザが回転軸３１（ロータ３２）の回転数を設定するための手動操作可能な操作部であり、ダイヤル９Ａと、図示せぬ可変抵抗と、図示せぬ分圧抵抗とを含んで構成されている。変速ダイヤル部９は、本発明における「操作部」の一例である。

ダイヤル９Ａは、円板形状の手動操作可能なダイヤルであり、左右方向に延びる軸心を中心として回動可能にリアハウジング２３に支持されている。ダイヤル９Ａの周面には、「１」〜「６」までの数字がその順で等間隔に刻印されている。ダイヤル９Ａは、刻印「１」が左側面視において３時の方向に位置する状態（ダイヤル設定「１」の状態）から左側面視で時計回りに略２００°回動可能に構成されている。ダイヤル９Ａをダイヤル設定「１」の状態から左側面視で時計回りに略４０°回動させると、刻印「２」が左側面視において３時の方向に位置するダイヤル設定「２」の状態となる。同様に、略８０°でダイヤル設定「３」、略１２０°でダイヤル設定「４」、略１６０°でダイヤル設定「５」、略２００°でダイヤル設定「６」の状態となる。ダイヤル９Ａのダイヤル設定「１」の状態からの回動角度は、本発明における「被操作量」の一例である。また、回動角度０°は本発明における「第１量」の一例、回動角度２００°は、本発明における「第２量」の一例、回動角度１２０°は、本発明における「第３量」及び「所定量」の一例である。

変速ダイヤル部９が備える可変抵抗は、ダイヤル設定「１」の状態を基準としたダイヤル９Ａの回動角度（被操作量）の変化に伴って、その抵抗値が変化するように構成されており、後述の基準電圧ＶＣＣと図示せぬＧＮＤとの間に分圧抵抗と直列に接続されている。基準電圧ＶＣＣは、可変抵抗及び分圧抵抗によって分圧され、当該分圧電圧は、ユーザによって設定された回転数であるユーザ設定回転数を示すユーザ設定信号として制御回路部７２に出力される。ユーザ設定回転数は、本発明における「設定回転数」の一例である。

ここで図３を参照しながら、変速ダイヤル部９によって設定されるユーザ設定回転数の具体的な数値について説明する。図３は、ユーザ設定回転数とダイヤル設定状態との関係を示すグラフである。なお、図３中の実線Ｒは、ダイヤル設定状態に応じたユーザ設定回転数を示している。

図３に示されているように、本実施の形態において、回転軸３１の回転数は、９１５６ｒｐｍ〜３２４００ｒｐｍの範囲内において設定可能である。ユーザによって設定されたユーザ設定回転数は、ダイヤル９Ａがダイヤル設定「１」の状態から「６」の状態まで回動するに従って直線的に増加し、ダイヤル９Ａがダイヤル設定「１」の状態で最も小さい９１５６ｒｐｍに設定され、ダイヤル設定「６」の状態で最も大きい３２４００ｒｐｍに設定される。また、ダイヤル設定「１」及び「６」以外では、例えば、ダイヤル設定「４」の状態ではユーザ設定回転数は、２２６８０ｒｐｍに設定される。９１５６ｒｐｍは、本発明における「第１回転数」の一例である。また、３２４００ｒｐｍは、本発明における「第２回転数」の一例である。

次に、図４を参照しながらディスクグラインダ１の電気的構成、すなわち、モータ３、第１基板６に実装されている電源変換回路６１及びインバータ回路６２、第２基板７に実装されている制御用電源回路部７１及び制御回路部７２について説明する。図４は、ディスクグラインダ１の電気的構成を示すブロック図を含む回路図である。

図４に示されているように、モータ３は、３相ブラシレスモータであり、ロータ３２は、Ｎ極及びＳ極を１組とした永久磁石３２Ａを２組備えている。また、ステータ３３のステータ巻線３３Ａは、スター結線された３相のコイルＵ、Ｖ、Ｗを有し、コイルＵ、Ｖ、Ｗはそれぞれインバータ回路６２に接続されている。

電源変換回路６１は、商用交流電源Ｐから出力される交流電圧を変動する直流電圧（変動直流電圧）に変換して出力する回路であり、整流回路６１Ａ及び平滑コンデンサ６１Ｂを有している。整流回路６１Ａは、第１接続端子８Ａ及び第２接続端子８Ｂに接続されており、商用交流電源Ｐから出力される交流電圧を全波整流する、すなわち、当該交流電圧を全波整流波形を有する直流電圧に変換して出力する回路である。平滑コンデンサ６１Ｂは、整流回路６１Ａから出力された全波整流波形の直流電圧を平滑する電解コンデンサである。なお、本実施の形態における平滑コンデンサ６１Ｂは、小容量（１８０μＦ程度）であるため、整流回路６１Ａから出力された全波整流波形の直流電圧は完全には平滑されず、電源変換回路６１から出力される電圧は、商用交流電源Ｐの周波数の２倍の周波数で変動する直流電圧（変動直流電圧）となる。電源変換回路６１は、本発明における「変換回路部」の一例である。また、整流回路６１Ａが出力する全波整流波形を有する直流電圧は、本発明における「整流電圧」の一例である。

インバータ回路６２は、電源変換回路６１が出力する変動直流電圧をモータ３に印加する回路であり、第１接続端子８Ａ及び第２接続端子８Ｂとモータ３との間に接続されている。インバータ回路６２の６個のスイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆは、３相ブリッジ形式に接続されており、各ゲートは制御回路部７２に接続され、各ドレイン又は各ソースは、モータ３のコイルＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。６個のスイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆは、制御回路部７２から出力される駆動信号（ゲート信号）に基づいて、ロータ３２を所定の回転方向に回転させるための回転磁界を発生させるスイッチング動作を行う。インバータ回路６２は、本発明の「インバータ回路部」の一例である。

制御用電源回路部７１は、制御回路部７２及びその他の回路の電源となる基準電圧ＶＣＣを生成する回路部であり、電源変換回路６１が出力する変動直流電圧を定電圧化するＩＰＤ回路７１Ａ、ＩＰＤ回路７１Ａによって定電圧化された電圧を基準電圧ＶＣＣ（本実施の形態においては、５Ｖ）に変換するレギュレータ７１Ｂ及びサージ吸収用のコンデンサ等を含んで構成されている。

制御回路部７２は、モータ３の駆動制御に用いる駆動制御プログラム、各種データに基づいて演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と、駆動制御プログラム、ユーザ設定回転数とユーザ設定信号との対応を示す設定テーブル、各種データ、各種閾値等を記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、時間を計測する計時部と、６個のスイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆのゲートに駆動信号を増幅して出力する信号出力部とを備えており、当該駆動制御プログラムに従ったモータ３の駆動制御を行う。

制御回路部７２はモータ３の駆動制御において、モータ３に流れる電流すなわちモータ電流の検出、回転軸３１の回転位置及び回転数（実回転数）の検出、及び、ユーザ設定回転数の検出を行う。なお、本実施の形態においては、回転軸３１の回転位置及び実回転数は、ロータ３２の回転位置及び実回転数とそれぞれ一致する。

モータ電流の検出は、電源変換回路６１とインバータ回路６２との間に設けられたシャント抵抗６Ａの電圧降下値を読み取り、当該電圧降下値から算出することで行われる。回転軸３１の回転位置の検出は、３個のホールＩＣ２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅから出力されるハイ信号又はロー信号に基いて算出することで行われる。回転軸３１の実回転数の検出は、検出した回転軸３１の回転位置から算出することで行われる。ユーザ設定回転数の検出は、変速ダイヤル部９から出力されるユーザ設定信号の値を読み取り、設定テーブルを参照することで行われる。

また、制御回路部７２は、検出した回転軸３１の回転位置に基づいて、スイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆのうちの導通させるスイッチング素子を順次切換えるための駆動信号を形成し、信号出力部から駆動信号を増幅してスイッチング素子６２Ａ〜６２Ｆのそれぞれのゲートに出力する。これにより、モータ３のコイルＵ、Ｖ、Ｗのうちの所定のコイルに順次通電して回転磁界を発生させ、ロータ３２を所定の回転方向に回転させる。この場合、インバータ回路６２の負電源側ライン（第２接続端子８Ｂ側ライン、マイナスライン）に接続されているスイッチング素子６２Ｄ〜６２Ｆを駆動する（導通させる）ための駆動信号は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）として出力される。なお、ＰＷＭ信号は、デューティ比を変更可能な信号である。

さらに、制御回路部７２は、目標回転数を決定し、回転軸３１の実回転数が目標回転数となるように、モータ３を制御する、すなわち、定回転数制御を行う。より詳細には、目標回転数と検出された回転軸３１の実回転数とを比較し、当該比較結果に応じてスイッチング素子６２Ｄ〜６２Ｆに出力するＰＷＭ信号のデューティ比を変更することで、回転軸３１の実回転数を目標回転数に近づけるフィードバック制御を行う。制御回路部７２は、本発明における「回転数制御手段」及び「モータ制御手段」の一例である。

次に、制御回路部７２による駆動制御プログラムに従ったモータ３の駆動制御について説明する。制御回路部７２による駆動制御においては、無負荷状態（作業を行っていない状態）における騒音低減及び有負荷状態における作業効率の維持が図られる。

モータ３が無負荷状態である場合の制御について図５を参照しながら説明する。図５は、ユーザ設定回転数及び無負荷状態における目標回転数とダイヤル設定状態との関係を示すグラフである。なお、図５中の破線Ｒは、ダイヤル設定状態に応じたユーザ設定回転数を示し、実線Ｓは、ダイヤル設定状態に応じた目標回転数を示している。

図５に示されているように、無負荷状態においては、回転軸３１の実回転数が所定回転数Ｎｔ（本実施の形態においては、２２６８０ｒｐｍ）を超えると顕著な騒音が発生することに鑑みて、変速ダイヤル部９によって設定されたユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔを超えている場合、ユーザ設定回転数にかかわらず目標回転数を所定回転数Ｎｔ以下の値とし、回転軸３１の実回転数が所定回転数Ｎｔ以下となるように制御する（所定回転数Ｎｔ以下に制限する、すなわち、実回転数の上限を制限する）。これにより、無負荷状態において顕著な騒音が発生することを抑制する。なお、本実施の形態においては、ダイヤル設定「４」を超えている場合、ユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔを超えるため、目標回転数を所定回転数Ｎｔとし、無負荷状態における回転軸３１の実回転数が所定回転数Ｎｔとなるようにモータ３を制御する。なお、本実施の形態においては、無負荷状態において変速ダイヤル部９によって設定されたユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔを超えている場合、目標回転数を所定回転数Ｎｔとしたが、所定回転数Ｎｔ以下であればよく、これに限られない。所定回転数Ｎｔは、本発明における「第３回転数」の一例である。

他方、無負荷状態において、ユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔ以下（本実施の形態においては、ダイヤル設定「４」以下）に設定されている場合は、顕著な騒音は発生しないため、ユーザ設定回転数を目標回転数にとし、回転軸３１の実回転数が目標回転数となるように、言い換えれば、設定されたユーザ設定回転数になるようにモータ３を制御する。

次に、モータ３が有負荷状態である場合の制御について説明する。有負荷状態においては、騒音低減よりも作業効率を優先させるため、回転軸３１の実回転数の制限は行わず、回転軸３１の実回転数がユーザによって設定されたユーザ設定回転数になるようにモータ３が制御される。すなわち、図３に示されているユーザ設定回転数をそのまま目標回転数とする。

ここで、回転軸３１の回転数とモータ３の駆動中の騒音との関係について説明する。一般に、電動工具のモータの駆動中における騒音は、回転軸の回転数が大きくなるに従って大きくなる。特に、本実施の形態によるディスクグラインダ１のように、商用交流電源から出力される交流電圧を変動直流電圧に変換し、当該変動直流電圧をモータのコイルに印加する構成においては、回転軸の実回転数がある値を超えると騒音がより顕著となる。これは、回転軸の回転に起因してモータのコイルで発生する誘起電圧が変動直流電圧の最小値よりも高くなり、当該コイルに電流が流れない無通電期間と当該コイルに電流が流れる通電期間とが交互に生じることで、変動幅の大きい回転数脈動が発生し、電動工具が備えるギヤ機構において互いに噛合するギヤの歯同士が激しく衝突を繰り返し当該衝突毎に大きな衝突音が発生するからである。

本実施の形態においては、回転軸３１の実回転数が所定回転数Ｎｔを超えた場合、無通電期間が生じて変動幅の大きい回転数脈動が発生し、ピニオンギヤ４１と傘歯車４２との噛合箇所で大きな衝突音が発生する。このため、無負荷状態において回転軸３１の実回転数を制限するための閾値として所定回転数Ｎｔを用いている。

ここで、本実施の形態おいて回転数脈動が発生した場合のピニオンギヤ４１及び傘歯車４２の歯同士の衝突について、図６を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態におけるピニオンギヤ４１の歯と傘歯車４２の歯との噛合箇所を模式的に表した図であり、（ａ）は、ピニオンギヤ４１の歯の下流面４１Ａが傘歯車４２の歯の上流面４２Ｂに当接している状態を示し、（ｂ）は、ピニオンギヤ４１の歯の上流面４１Ｂが傘歯車４２の歯の下流面４２Ａに当接している状態を示している。なお、図６に示されている矢印Ｃ１は、ピニオンギヤ４１の回転方向を示し、矢印Ｃ２は、傘歯車４２の回転方向を示している。

回転数脈動が発生すると、回転軸３１が減速及び加速を繰り返すため、回転軸３１に固定されているピニオンギヤ４１も減速及び加速を繰り返す。ピニオンギヤ４１の歯の下流面４１Ａが傘歯車４２の歯の上流面４１Ｂに当接している状態（図６（ａ）に示されている状態、例えば、回転軸３１の実回転数が回転数脈動の変動幅において最大回転数となった瞬間）からピニオンギヤ４１が減速すると、ピニオンギヤ４１が減速する直前の回転速度と同一の回転速度を維持する傘歯車４２に対してピニオンギヤ４１の回転速度は略減速した分だけ遅くなる。これは、傘歯車４２と砥石Ｔを保持した出力軸部５とが一体なって回転する構成であり、その一体となった回転体のイナーシャが大きいため、僅かな時間であればピニオンギヤ４１によって回転駆動されていなくても傘歯車４２は、回転速度を維持することができるためである。

ピニオンギヤ４１の回転速度が傘歯車４２の回転速度に対して遅くなると、ピニオンギヤ４１の歯の下流面４１Ａと傘歯車４２の歯の上流面４２Ｂとが離間し、ピニオンギヤ４１の歯の上流面４１Ｂが傘歯車４２の歯の下流面４２Ａに衝突する（図６（ｂ）に示されている状態）。この衝突の瞬間に衝突音が発生する。当該衝突音の大きさは、ピニオンギヤ４１の減速の程度、すなわち、減速率（回転数の下降率、下降の傾き）に依存し、減速の程度が大きい程衝突音も大きくなる。

さらに、上述の衝突後、ピニオンギヤ４１の歯の上流面４１Ｂが傘歯車４２の歯の下流面４２Ａに当接している状態（図６（ｂ）に示されている状態）からピニオンギヤ４１が加速すると、ピニオンギヤ４１の回転速度は傘歯車４２の回転速度に対して略加速した分だけ速くなり、ピニオンギヤ４１の歯の上流面４１Ｂと傘歯車４２の歯の下流面４２Ａとが離間し、ピニオンギヤ４１の歯の下流面４１Ａが傘歯車４２の歯の上流面４２Ｂに衝突する（図６（ａ）に示されている状態）。この衝突の瞬間に再び衝突音が発生する。当該衝突音の大きさは、ピニオンギヤ４１の加速の程度（回転数の上昇率、上昇の傾き）に依存し、加速の程度が大きい程衝突音も大きくなる。この後も上述の衝突を高速で繰り返す。

このように、回転軸３１において回転数脈動が発生すると、ピニオンギヤ４１と傘歯車４２とが高速で衝突を繰り返し、当該衝突毎にギヤ衝突音が発生する。また、回転数脈動の変動幅が大きくなる程（減速及び加速の程度が大きくなる程）、ギヤ衝突音が大きくなり、モータ３駆動中の騒音が顕著となる。

ここで、図７及び図８を参照しながら、本実施の形態における無通電期間が生じる場合及び無通電期間が生じない場合の２つの場合に関して、回転数脈動の変動幅とギヤ衝突音に起因する騒音の程度との関係について説明する。図７及び図８は、回転軸３１の実回転数、変動直流電圧、モータ電流、ギヤ衝突音の変化を示すタイムチャートであり、図７は、仮に、無負荷状態で目標回転数を３２４００ｒｐｍ（ダイヤル設定「６」）とした場合を示し、図８は、無負荷状態で目標回転数を２２６８０ｒｐｍ（ダイヤル設定「４」）とした場合を示している。なお、図７の場合、フィードバック制御に起因してＰＷＭ信号のデューティ比は、８０％を中心に僅かに変動し、図８の場合、デューティ比は、６０％を中心に僅かに変動する。また、図７及び図８に示されているギヤ衝突音は、その大きさを示すために描かれたにすぎず、その発生タイミングは実際の発生タイミングとは異なる。

図７に示されているように、仮に、無負荷状態で目標回転数を３２４００ｒｐｍ（ダイヤル設定「６」）とした場合、インバータ回路６２を介してモータ３に印加される変動直流電圧は、６０Ｖ（最小値）〜１４１Ｖ（最大値）の間で周期的に変動し、モータ３において発生する誘起電圧は、約１００Ｖとなる。すなわち、誘起電圧は、変動直流電圧の最小値と最大値との間の値となる（最小値が誘起電圧以下となる）。このため、変動直流電圧が誘起電圧以下となりモータ電流が流れない無通電期間Ｘと、変動直流電圧が誘起電圧超となりモータ電流が流れる通電期間Ｙと、が交互に生じる。無通電期間Ｘにおいては、モータ電流が流れないため、回転軸３１が減速し回転数が落ち、他方、通電期間Ｙにおいては、最大１０Ａのモータ電流が流れるため、回転軸３１が加速し回転数が上昇する。すなわち、モータ電流の変動幅が１０Ａと大きいため、回転軸３１の加速及び減速の程度が大きくなり、その結果、回転軸３１において、３００００〜３２４００ｒｐｍの間を変動する回転数脈動すなわち２４００ｒｐｍもの大きな変動幅を有する回転数脈動が発生する。これにより、ピニオンギヤ４１及び傘歯車４２の歯同士の衝突音が大きくなり、顕著な騒音が発生する。

図８に示されているように、無負荷状態で目標回転数を２２６８０ｒｐｍ（ダイヤル設定「４」）とした場合、モータ３に印加される変動直流電圧は、１００Ｖ（最小値）〜１４１Ｖ（最大値）の間で周期的に変動し、モータ３において発生する誘起電圧は、約８０Ｖとなる。すなわち、誘起電圧は、変動直流電圧の最小値よりも小さい値となり、変動直流電圧が常に誘起電圧を超えている状態となる。このため、モータ電流が流れない無通電期間が発生せず、モータ電流は３〜５Ａの間で変動し（変動幅２Ａ）、回転軸３１の加速及び減速の程度は、無負荷状態で仮に目標回転数を３２４００ｒｐｍとした場合（図７）と比較して、大幅に小さい。この結果、回転軸３１において、２２０００〜２２６８０ｒｐｍの間を変動する回転数脈動すなわち６８０ｒｐｍ程度の小さな変動幅の回転数脈動が発生するのみである。この場合、ピニオンギヤ４１及び傘歯車４２の歯同士の衝突音は小さいものとなり、顕著な騒音は発生しない。なお、変動直流電圧の最小値が図７の場合と図８の場合とで異なるのは、駆動制御におけるデューティ比が異なりモータ３に供給する電流が異なることに起因する。より具体的には、デューティ比及びモータ電流は、図８の場合よりも図７の場合の方が大きく、図７の場合の方が電源変換回路６１の平滑コンデンサ６１Ｂの端子間電圧が降下するためである。

次に、図９を参照しながら、制御回路部７２によるモータ３の駆動制御の具体的な処理について説明する。図９は、制御回路部７２による駆動制御を示すフローチャートである。

ディスクグラインダ１の電源コード８を商用交流電源Ｐに接続すると、制御回路部７２による駆動制御が開始され、Ｓ１０１において、駆動スイッチ２１Ｄがオン位置であるか否かを判断する。当該判断は、駆動スイッチ２１Ｄから始動信号が出力されているか否かで判断する。

駆動スイッチ２１Ｄがオン位置でない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、再び、Ｓ１０１で駆動スイッチ２１Ｄがオン位置であるか否かを判断する。すなわち、駆動スイッチ２１Ｄがオン位置となるまでＳ１０１の判断を繰り返しながら待機する。

一方、駆動スイッチ２１Ｄがオン位置である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、Ｓ１０２でユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔ以下であるか否かを判断する。なお、所定回転数Ｎｔは、予め、制御回路部７２に記憶されている。

ユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔ以下である場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、Ｓ１０３において、目標回転数をユーザ設定回転数とし、Ｓ１０４でモータ３の駆動を開始する。例えば、ユーザによってダイヤル設定が「１」とされている場合であれば、ユーザ設定回転数は９１５６ｒｐｍであるため、目標回転数を９１５６ｒｐｍとし、回転軸３１が９１５６ｒｐｍで回転するようにモータ３の制御（定回転制御）を開始する。モータ３が駆動されると、ロータ３２、回転軸３１及びピニオンギヤ４１が一体に回転し、ピニオンギヤ４１の回転により傘歯車４２及び砥石Ｔを保持している出力軸部５が一体に回転し、作業可能な状態となる。

モータ３の駆動を開始した後は、Ｓ１０５において、駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置となっているか否かを判断する。駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置でない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、再び、駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置となっているか否かを判断する。すなわち、駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置となるまでＳ１０５の判断を繰り返しながらモータ３の駆動を継続する。

駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、モータ３の駆動を停止し、Ｓ１０１に戻り、再び、駆動スイッチ２１Ｄがオン位置となるまで待機する。

Ｓ１０２に戻り、ユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔ以下でない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、Ｓ１０７において目標回転数を所定回転数Ｎｔとし、Ｓ１０８でモータ３の駆動を開始する。例えば、ユーザによってダイヤル設定が「６」とされている場合であれば、ユーザ設定回転数は３２４００ｒｐｍであるが、これにかかわらず目標回転数を所定回転数Ｎｔとし、回転軸３１が所定回転数Ｎｔで回転するようにモータ３の制御（定回転制御）を開始する。

モータ３の駆動を開始した後は、Ｓ１０９で、駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置となっているか否かを判断する。駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置である場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、Ｓ１０６でモータ３を停止し、Ｓ１０１に戻り、再び、駆動スイッチ２１Ｄがオン位置となるまで待機する。

駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置でない場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）、Ｓ１１０においてモータ電流（Ｉ）を検出し、Ｓ１１１でモータ電流（Ｉ）が電流閾値Ｉｔ以下であるか否かを判断する。当該判断は、モータ３が無負荷状態であるか有負荷状態であるかを判別するためであり、モータ電流（Ｉ）が電流閾値Ｉｔ以下である場合、無負荷状態であると判別し、モータ電流（Ｉ）が電流閾値Ｉｔ以下でない場合、無負荷状態でない（有負荷状態である）と判別する。本実施の形態においては、電流閾値Ｉｔは、例えば、８Ａであるが、これに限られず、無負荷状態であるか有負荷状態であるかを判別可能な値であればよい。なお、電流閾値Ｉｔは、予め制御回路部７２に記憶されている。制御回路部７２は、本発明における「無負荷判別手段」の一例である。

モータ電流（Ｉ）が電流閾値Ｉｔ以下である場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、無負荷状態であると判断して目標回転数を所定回転数Ｎｔに維持した状態でＳ１０９に戻る。一方、モータ電流（Ｉ）が電流閾値Ｉｔ以下でない場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、有負荷状態であると判断し、目標回転数を所定回転数Ｎｔからユーザ設定回転数に変更し、Ｓ１０９に戻る。

すなわち、Ｓ１０９〜Ｓ１１２までの処理においては、ユーザによって駆動スイッチ２１Ｄがオフ位置とされない限り、無負荷状態となると目標回転数を所定回転数Ｎｔとして回転軸３１が所定回転数Ｎｔで回転するようにモータ３を制御し、有負荷状態となると目標回転数をユーザ設定回転数として回転軸３１がユーザ設定回転数で回転するようにモータ３を制御する。例えば、ユーザによってダイヤル設定が「６」とされている場合であれば、無負荷状態から有負荷状態になると回転軸３１の実回転数は所定回転数Ｎｔ付近から３２４００ｒｐｍ付近まで上昇する。逆に、有負荷状態から無負荷状態になると回転軸３１の実回転数は３２４００ｒｐｍ付近から所定回転数Ｎｔ付近まで降下する。なお、電源コード８と商用交流電源Ｐとを非接続状態となった場合、制御回路部７２による駆動制御は終了する。

上述したように、本発明の実施の形態によるディスクグラインダ１は、回転軸３１を有するモータ３と、回転軸３１の回転数を設定するための手動操作可能な変速ダイヤル部９と、を備えており、制御回路部７２は、モータ３が無負荷状態であるか否かを判別し、無負荷状態でない場合、変速ダイヤル部９によって設定されたユーザ設定回転数で回転軸３１が回転するようにモータ３を制御し、無負荷状態である場合、ユーザ設定回転数にかかわらず回転軸３１が所定回転数Ｎｔ以下で回転するようにモータ３を制御するように構成されている。

このような構成によると、無負荷状態である場合に回転軸３１の回転数（実回転数）を所定回転数Ｎｔ以下に制限することができる。このため、大きな騒音が発生しない回転数を所定回転数Ｎｔとして採用することで、無負荷状態（無負荷時）の騒音を低減することができる。

また、本実施の形態における制御回路部７２は、無負荷状態であり、且つ、ユーザ設定回転数が所定回転数Ｎｔを超えている場合、所定回転数Ｎｔ以下の回転数範囲において最大回転数である所定回転数Ｎｔで回転軸３１が回転するようにモータ３を制御する。このため、無負荷状態から作業を開始して無負荷状態でない状態（有負荷状態）となった場合に回転軸の回転数を短時間で設定回転数まで上昇させることができ、作業効率を向上させることができる。

また、本実施の形態において、制御回路部７２は、モータ電流に基づいてモータ３が無負荷状態であるか否かを判別している。これにより、簡易な構成で確実に無負荷状態であるか否かを判断できる。

また、本実施の形態によるディスクグラインダ１は、商用交流電源Ｐと接続可能な第１接続端子８Ａ及び第２接続端子８Ｂと、商用交流電源Ｐが出力する交流電圧を整流平滑することで変動直流電圧に変換して出力する電源変換回路６１と、変動直流電圧をモータ３に印加するインバータ回路６２とを備えており、電源変換回路６１は、当該交流電圧を整流し整流後の整流電圧を出力する整流回路６１Ａと、回転軸３１が所定回転数Ｎｔ超で回転した場合は変動直流電圧の最小値がモータ３に発生する誘起電圧以下となり且つ回転軸３１が該所定回転数Ｎｔ以下で回転している場合は当該最小値が当該誘起電圧よりも高くなるように当該整流電圧を平滑する平滑コンデンサと、を有している。

このような構成によると、回転軸３１の実回転数が所定回転数Ｎｔ以下で回転している状態では、無通電期間が発生せず、回転数脈動の変動幅も小さいため、顕著な騒音は発生しない。また、仮に、回転軸３１の実回転数が所定回転数Ｎｔ超となった場合には、無通電期間が生じて回転数脈動が発生し、騒音が顕著となるが、無負荷状態においては、回転軸３１の実回転数は所定回転数Ｎｔ以下に制限されているため、顕著な騒音が発生することを抑制できる。

また、ディスクグラインダ１においては、変速ダイヤル部９の被操作量すなわちダイヤル９Ａのダイヤル設定「１」の状態を基準とした回動角度に基づいて、回転軸３１の回転数を９１５６ｒｐｍから３２４００ｒｐｍまでの範囲において制御する制御回路部７２を備えており、回転軸３１の実回転数は、無負荷状態でない場合、当該回動角度が０°から２００°まで増加するに従って、９１５６ｒｐｍから３２４００ｒｐｍまで増加する。また、無負荷状態である場合、回転軸３１の実回転数は、当該回動角度が０°から１２０°まで増加するに従って、９１５６ｒｐｍから所定回転数Ｎｔまで増加し、１２０°から２００°まで増加する間、所定回転数Ｎｔ以下に制限される。このため、無負荷状態である場合に回転軸３１の実回転数は所定回転数Ｎｔ以下に制限される。これにより、大きな騒音が発生しない回転数を所定回転数Ｎｔとして採用することで、無負荷状態（無負荷時）の騒音を低減することができる。

また、本実施の形態においては、回転軸３１の実回転数は、無負荷状態である場合において、ダイヤル９Ａのダイヤル設定「１」の状態を基準とした回動角度が１２０°から２００°まで増加する間、所定回転数Ｎｔに維持される。このため、無負荷状態であり、且つ、当該回動角度が１２０°を超える場合、回転軸３１の実回転数は、所定回転数Ｎｔ以下の回転数範囲において最大回転数である所定回転数Ｎｔに維持される。これにより、無負荷状態から作業を開始して無負荷状態でない状態（有負荷状態）となった場合に回転軸３１の実回転数を短時間で当該回動角度に応じた実回転数（所定回転数Ｎｔよりも大きい回転数）まで上昇させることができ、作業効率を向上させることができる。

本発明による電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記の実施の形態においては、ディスクグラインダ１を例にとって説明したが、これに限定されず、マルチカッタ、セーバソー、サンダ、ポリッシャ等に適用可能である。

また、本実施の形態においては、ユーザ設定回転数は変速ダイヤル部９のダイヤル９Ａのダイヤル設定「１」の状態からの回動角度（被操作量）で設定したが、これに限られない。例えば、変速ダイヤル部９に替えて押ボタン式スイッチを設けユーザ設定回転数を押ボタン式スイッチの押圧回数で設定する構成としてもよい。この場合、被操作量は、押ボタンの押圧回数となる。さらに、変速ダイヤル部９に替えて液晶タッチパネルを設けユーザ設定回転数をタッチ回数で設定する構成としてもよい。この場合、被操作量は、タッチ回数となる。

また、本実施の形態においては、モータ３は、ブラシレスモータであったが、ブラシ付モータであってもよい。この場合、上述したピニオンギヤ４１及び傘歯車４２の歯同士の衝突音に起因する顕著な騒音は発生しないが、上述した無負荷状態における回転軸３１の実回転数を制限する制御を行うことにより、無負荷状態における騒音を低減することができる。

１…ディスクグラインダ２…ハウジング３…モータ４…動力伝達機構５…出力軸部６…第１基板７…第２基板８…電源コード８Ａ…第１接続端子８Ｂ…第２接続端子９…変速ダイヤル部９Ａ…ダイヤル２１…モータハウジング２２…ギヤハウジング２３…リアハウジング３１…回転軸３２…ロータ４１…ピニオンギヤ４２…傘歯車６１…電源変換回路６１Ａ…整流回路６１Ｂ…平滑コンデンサ６２…インバータ回路７１…制御用電源回路部７２…制御回路部Ｉｔ…電流閾値Ｎｔ…所定回転数Ｐ…商用交流電源Ｔ…砥石ＶＣＣ…基準電圧

Claims

モータと、
該モータの回転数を設定するための操作部と、
該操作部によって設定された設定回転数又は該操作部の被操作量に応じて該モータの回転数を制御する回転数制御手段と、を備え、
該モータが無負荷状態の場合において、該回転数制御手段は、該設定回転数が所定回転数を超えている場合又は該被操作量が所定量を超えている場合に該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限することを特徴とする電動工具。
該回転数制御手段は、該設定回転数が該所定回転数を超えていない場合又は該被操作量が所定量を超えていない場合には、該設定回転数又は該被操作量が大きくなるに従い該モータの回転数を高くすることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
該回転数制御手段は、該モータが該無負荷状態でない場合、該設定回転数又は該被操作量に応じて該モータの回転数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
該モータが無負荷状態であるか否かを判別する無負荷判別手段を備え、
該回転数制御手段は、該無負荷状態である場合、該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータが該所定回転数以下で回転するように該モータを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動工具。
該回転数制御手段は、該無負荷状態であり、且つ、該設定回転数が該所定回転数を超えている場合又は該被操作量が該所定量を超えている場合、該所定回転数で該モータが回転するように該モータを制御することを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
該無負荷判別手段は、該モータに流れる電流に基づいて該モータが該無負荷状態であるか否かを判別することを特徴とする請求項４又は５に記載の電動工具。
外部交流電源と接続可能な電源接続部と、
該外部交流電源が出力する交流電圧を整流平滑することで変動直流電圧に変換して出力する変換回路部と、
該変動直流電圧を該モータに印加するインバータ回路部と、をさらに備え、
該変換回路部は、
該交流電圧を整流し整流後の整流電圧を出力する整流回路と、
該モータが該所定回転数超で回転した場合又は該被操作量が該所定量超の場合は該変動直流電圧の最小値が該モータに発生する誘起電圧以下となり且つ該モータが該所定回転数以下で回転している場合は該最小値が該誘起電圧よりも高くなるように該整流電圧を平滑する平滑コンデンサと、を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動工具。
該平滑コンデンサの容量は、１８０μＦ以下であることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
モータと、
該モータの回転数を設定するための操作部と、
該操作部の被操作量に基づいて、該モータの回転数を第１回転数から該第１回転数よりも大きい第２回転数までの範囲において制御する回転数制御手段と、を備える電動工具であって、
該モータの該回転数は、
該モータが無負荷状態である場合、該被操作量が第１量から該第１量よりも多く第２量よりも少ない第３量まで増加するに従って、該第１回転数から該第１回転数よりも大きく該第２回転数よりも小さい第３回転数まで増加し、該被操作量が該第３量から該第２量まで増加する間、該第３回転数以下に制限されることを特徴とする電動工具。
該モータの該回転数は、該無負荷状態である場合において、該被操作量が該第３量から該第２量まで増加する間、該第３回転数に維持されることを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
該回転数制御手段は、該モータが負荷状態である場合、該操作部によって設定された該設定回転数又は該操作部の被操作量に応じて該モータの回転数を制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電動工具。
モータと、
該モータの回転数を設定するための操作部と、
該モータが無負荷状態である場合、該操作部によって設定された設定回転数又は該操作部の被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限するように該モータを制御する回転数制御手段と、を備えることを特徴とする電動工具。
該回転数制御手段は、該モータが無負荷状態であり、且つ、該設定回転数が所定回転数を超えている場合又は該被操作量が所定量を超えている場合、該設定回転数又は該被操作量にかかわらず該モータの回転数の上限を制限するように又は該所定回転数で該モータが回転するように、該モータを制御することを特徴とする請求項１２に記載の電動工具。