(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が運転速度を調節するときに操作する位置保持機構付き速度調節部材を備えた速度可変式動力工具において、操作者が操作したときに、前記速度調節部材の調節位置に対応する速度に運転速度を調整する状態と、前記速度調節部材の調節位置に優先して、プリセットされている速度に運転速度を調整する状態とを切換えるプリセット速度実現スイッチが付加されており、そのプリセット速度が増減調整可能であって予め調整されていることを特徴とする速度可変式動力工具。
【請求項２】
操作者が最高速度を調節するときに操作する位置保持機構付き最高速度調節部材と、操作者が当該最高速度の中で運転速度を調節するために操作する原点復帰機構付き速度調節部材を備えた速度可変式動力工具において、操作者が操作したときに、前記最高速度調節部材の調節位置に優先して、プリセットされている速度に最高速度を調整するプリセット最高速度実現スイッチが付加されている速度可変式動力工具。
【請求項３】
一つの入力端子に目標速度に対応する電圧を入力し、今一つの入力端子に運転速度に対応する電圧を入力し、出力端子から半導体素子にオン信号を出力して運転速度を目標速度にフィードバック制御する集積回路を内蔵した速度可変式動力工具において、その一つの入力端子に入力する目標速度に対応する電圧を、操作者が運転速度を調節するときに操作する位置保持機構付き速度調節部材の調節位置に連動する電圧と、プリセットされた電圧のいずれかに切換える切換手段が内蔵されており、そのプリセットされた電圧が増減調整可能であって予め調整されていることを特徴とする速度可変式動力工具。
【請求項４】
一つの入力端子に目標速度に対応する電圧を入力し、今一つの入力端子に運転速度に対応する電圧を入力し、出力端子から半導体素子にオン信号を出力して運転速度を目標速度にフィードバック制御する集積回路を内蔵した速度可変式動力工具において、その一つの入力端子に入力する目標速度に対応する電圧を、操作者が最高速度を調節するときに操作する位置保持機構付き最高速度調節部材の調節位置に連動する電圧を操作者が当該最高速度の中で運転速度を調節するために操作する原点復帰機構付き速度調節部材の調節位置に連動する比率で分圧した電圧と、プリセットされた電圧を当該原点復帰機構付き速度調節部材の調節位置に連動する比率で分圧した電圧のいずれかに切換える切換手段が内蔵されている速度可変式動力工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池等の直流電源や交流電源や圧縮空気等で駆動される動力工具の運転速度調整技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記動力工具のうちのある種のタイプでは、ときに高速運転し、ときに低速運転することが求められる。例えばワックスがけに用いられる電動式ポリッシャの場合、バフにワックスを塗布した直後にはバフを低速回転させてワックスが周囲に飛び散らないようにし、ワックスがバフになじんだ後はバフを高速回転させて作業効率を上げることが好ましい。
【０００３】
操作者が運転速度を調節できるように、位置保持機構付き速度調節部材、例えば、操作者が回転操作すると回転し、回転操作をやめるとそのときの回転位置を保持するダイヤル式操作部材、あるいは、操作者がスライド操作するとスライドし、スライド操作をやめるとそのときのスライド位置を保持するスライド式操作部材等を備えた速度可変式動力工具が開発されている。この位置保持機構付き速度調節部材を備えた動力工具の場合、操作者が速度調節部材を一旦操作して必要とする運転速度に対応する位置に調節すると、以後は速度調節の負担から開放され、必要とする運転速度で作業を続けられる。
【０００４】
同種の位置保持機構付き最高速度調節部材を備える動力工具も開発されている。この種の動力工具の場合、操作者が常時操作する速度調節部材を別に有し、この常時操作される速度調節部材は原点に復帰するように付勢されている。操作者がこの速度調節部材を大きく操作しているときほど動力工具は高速で運転される。操作者がこの速度調節部材を最大に操作したときに得られる最大速度が、先に述べたダイヤル式操作部材やスライド式操作部材等の位置保持機構付き最高速度調節部材の調節位置によって規制される。
【０００５】
位置保持機構付き速度調節部材、又は、位置保持機構付き最高速度調節部材を備えた動力工具によると、操作者は基本的に速度調節の負担から開放される（最高速度が規制されるタイプでは操作者は速度調節部材を最大に操作するだけで予め調節された最高速度を得ることができ、多くの場合に速度調節部材の操作量を調節する負担から開放される）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、位置保持機構付き速度調節部材、又は、位置保持機構付き最高速度調節部材を備えた動力工具によると、操作者は速度調節の負担から開放され、例えば、最高速度、最低速度、あるいはその間の任意の運転速度で作業を継続することができる。
しかしながら、長時間の作業の間にちょくちょくと例外的な運転速度に調節する必要が存在する。例えば電動式ポリッシャの場合、通常は高速度で運転して磨き作業を高効率で実施しているが、その作業の合間合間にワックスをバフに補給する必要があり、補給直後には一時的に低速度に切り換えて作業を進める必要がある。このような場合には、高速位置に調節されている速度調節部材を低速位置に調整しなおさなければならず、これが度重なるとその調節操作がわずらわしいものとなる。特に、最高速度から最低速度へ、あるいは、最低速度から最高速度に切りかえるためには、速度調節部材や最高速度調節部材を大きく操作しなければならず、短時間で意図した運転速度に切換えることが困難となる。
本発明は、速度調節部材、又は、最高速度調節部材の調節位置で調節される速度（又は最高速度）から、一時的に他の速度に切換える作業がやりやすく改良された動力工具を実現するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用と効果】
上記の課題は、操作者が運転速度を調節するときに操作する位置保持機構付き速度調節部材を備えた速度可変式動力工具において、操作者が操作したときに、速度調節部材の調節位置に対応する速度に運転速度を調整する状態と、速度調節部材の調節位置に優先して、プリセットされている速度に運転速度を調整する状態とを切換えるプリセット速度実現スイッチを付加することで解決される。そのプリセット速度は、増減調整可能であって予め調整されている。
このプリセット速度実現スイッチが付加されていると、速度調節部材の調節位置をプリセット速度に対応する調節位置に調節操作する必要がなく、単に、プリセット速度実現スイッチを切換操作するだけで、一時的に必要とされるプリセット速度に切換えることができ、あるいは、逆に操作することで、速度調節部材の調節位置に対応する運転速度に復帰させることができる。このために、一時的にプリセット速度に切換え、あるいはプリセット速度から速度調節部材の調節位置に対応する運転速度に切換える操作が極めて簡単化され、操作性が向上する。
さらに、このようにして切換えられるプリセット速度は予め定められた速度であり、操作者には一時的に切換える速度を増減調節する操作が必要とされない。その反面、増減調整することは可能であり、必要とされるプリセット速度に予め調整しておくことができる。
【０００８】
あるいは、本発明が解決しようとする課題は、操作者が最高速度を調節するときに操作する位置保持機構付き最高速度調節部材と、操作者が当該最高速度の中で運転速度を調節するために操作する原点復帰機構付きの速度調節部材を備えた速度可変式動力工具において、操作者が操作したときに、前記最高速度調節部材の調節位置に優先して、プリセットされている速度に最高速度を調整するプリセット最高速度実現スイッチを付加することで解決される。
この動力工具によると、操作者が原点復帰機構付き速度調節部材を最大に操作したときに実現される最大速度を一時的に増減する操作が極めて簡単化され、操作性が向上する。
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、動力工具の制御回路に、一つの入力端子に目標速度に対応する電圧を入力し、今一つの入力端子に運転速度に対応する電圧を入力し、出力端子から半導体素子にオン信号を出力して運転速度を目標速度にフィードバック制御する集積回路と、その一つの入力端子に入力する目標速度に対応する電圧を、操作者が運転速度を調節するときに操作する位置保持機構付き速度調節部材の調節位置に連動する電圧とプリセットされた電圧のいずれかに切換える切換手段を組込むことで解決される。
この制御回路によると、そのときの運転速度と目標速度を比較して運転速度を目標速度にフィードバック制御する集積回路に、操作者が運転速度を調節するときに操作する速度調節部材の調節位置に連動する電圧か、あるいは、プリセットされた電圧かのいずれかが入力され、速度調節部材の調節位置に連動する電圧が入力されている間は速度調節部材の調節位置を基準として運転速度がフィードバック制御され、プリセットされている電圧が入力されている間はプリセット速度を基準として運転速度がフィードバック制御され、請求項１に記載の動力工具を安価に実現することができる。このようにして切換えられるプリセット電圧は予め定められた電圧であり、操作者には一時的に切換える電圧を増減調節する操作が必要とされない。その反面、増減調整することは可能であり、必要とされるプリセット電圧に予め調整しておくことができる。なお、請求項１に記載の動力工具は請求項３に記載の動力工具によらないでも実現することができる。
【００１０】
操作者が最高速度を調節するときに操作する位置保持機構付きの最高速度調節部材と、操作者が当該最高速度の中で運転速度を調節するために操作する原点復帰機構付き速度調節部材を併せ持つ動力工具の場合には、その制御回路に、一つの入力端子に目標速度に対応する電圧を入力し、今一つの入力端子に運転速度に対応する電圧を入力し、出力端子から半導体素子にオン信号を出力して運転速度を目標速度にフィードバック制御する集積回路と、その一つの入力端子に入力する目標速度に対応する電圧を、最高速度調節部材の調節位置に連動する電圧を原点復帰機構付き速度調節部材の調節位置に連動する比率で分圧した電圧と、プリセットされた電圧を原点復帰機構付き速度調節部材の調節位置に連動する比率で分圧した電圧のいずれかに切換える切換手段を組込むことで解決される。
この制御回路によると、請求項２に記載の動力工具を安価に実現することができる。なお、請求項２に記載の動力工具は請求項４に記載の動力工具によらないでも実現することができる。
【００１１】
本発明は、電動工具において最も広く応用されるが、圧縮空気で作動するネジ締用動力工具等の非電動式動力工具においても応用でき、動力源として用いられる圧縮空気の流量を調整する電磁流量弁の開閉を制御する制御回路、又はコンピュータ制御回路を通して本発明を具現化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電動式ポリッシャに具現化した第1の実施形態について、図1と２を参照して説明する。図1は第1実施形態の電動式ポリッシャの断面を示し、図２はその電動機制御回路を示す。なお、以下の各実施形態では、交流の整流子モータ(以下モータと略称する)を用いた動力工具について説明するが、本発明の技術は交流整流子モータに限って有効なものでなく、その他の交流モータ、直流モータ、空気駆動式モータ等を用いる動力工具においても有効である。
【００１３】
図１を参照して電動式ポリッシャを概観すると、操作者がハンドルＨを握ってモータＭで回転されるバフＰを被研磨面に押付けることで、被研磨面がバフＰで磨かれる。操作者がメインスイッチＳ１を押しこむことでモータＭに通電されてバフＰが回転し、操作者がメインスイッチＳ１から指を離すことでモータＭに対する通電が停止してバフＰは回転を停止する。メインスイッチＳ１がオン操作されている間のモータＭの回転数は、操作者が位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２の回転位置を調節操作することで調整される。速度調節部材Ｓ２は回転操作式であり、操作者が回転操作することで回転位置が調節され、操作者が回転操作を停止するとそのときの調整位置を保持する。速度調節部材Ｓ２の調整位置によって後述する可変抵抗Ｒ５の抵抗値が増減する。
操作者が一時的にプリセット速度に切換えるためのスイッチＳ３がハンドルＨに設けられており、操作者は片手で電動式ポリッシャをつかんだまま、プリセット速度実現スイッチＳ３を切換操作できる。
メインスイッチＳ１はオフ位置に付勢されており、速度調節部材Ｓ２は位置保持式であり、プリセット速度実現スイッチＳ３は一旦切換操作されると次に切換操作されるまで切換えられた位置を保持するスイッチである。
【００１４】
次に、図２を参照して、電動機制御回路１の構成について説明する。電動機制御回路1は、交流電源２０に接続されて用いられ、メインスイッチＳ１と、電源２０から供給される交流電流の導通を制御する半導体素子（トライアックＱ２）と、トライアックＱ２の点弧タイミングを制御する集積回路（ＩＣ２１）を主体に構成されている。
ＩＣ２１は、一つの入力端子Ｐ１１に目標速度に対応する電圧を入力し、今一つの入力端子Ｐ１０に運転速度に対応する電圧を入力し、出力端子Ｐ４から半導体素子（トライアックＱ２）にオン信号（ゲートオン信号）を出力することで、モータＭの運転速度を目標速度にフィードバック制御する集積回路であり、ドイツのTEMICTELEFUNKEN社製のU209B3一(FP),U211B2,U211B3が好適に用いられる。
【００１５】
ＩＣ２１の運転速度に対応する電圧を入力する端子Ｐ１０には、モータＭの回転速度に対応した周波数の信号を出力するタコジェネレータＴＧが、周波数を電圧に変換する変換器６を介して接続されている。
ＩＣ２１の目標速度に対応する電圧を入力する入力端子Ｐ１１には、モータＭの通常時の目標速度に対応する電圧を調整する可変抵抗Ｒ５や、モータＭの目標速度に対応する電圧をプリセット電圧に切換えるスイッチＳ３（プリセット速度実現スイッチＳ３）や、プリセット速度実現スイッチＳ３のオン時に入力されるプリセット電圧を調整する可変抵抗Ｒ１７等が接続されている。
前記したように、可変抵抗Ｒ５の抵抗値は、図１で参照した位置保持機構付きダイヤル式速度調節部材Ｓ２の調節位置に応じて変化する。可変抵抗Ｒ１７の抵抗値は工場出荷段階で調節されており、プリセット速度を所定値に規制する。
ＩＣ２１は、モータＭの回転速度を制御する他、モータＭのソフトスタートや自動再トリガなどの機能を営む。
【００１６】
ＩＣ２１には、安定化電源回路１４と、参照電圧発生回路２と、モータＭに印加される電圧を検出する電圧検出回路３と、モータＭに流れる電流を検出する電流検出回路４と、トライアックＱ２ヘゲートオン信号を出力するオン信号出力回路９と、オン信号出力回路９から出力されるゲートオン信号の出力タイミングを制御することによってモータＭに印加される電流の位相を制御する位相制御回路５と、タコジェネレータＴＧから出力される信号を入力して入力された信号の周波数に対応した電圧に変換する周波数/電圧変換器６と、電圧調整器７と、ソフトスタート回路8と、ミストリガを補う自動再トリガ回路１０と、電流リミット回路１１と、安定化電源回路１４の動作状態を監視する電源監視回路１２と、タコジェネレータＴＧの動作状態を監視するタコジェネ監視回路１３とが内蔵されている。
トライアックＱ２には、動作安定用コンデンサＣ１０および抵抗Ｒ１０からなる直列回路が並列に接続されている。
【００１７】
電流検出回路４は、トライアックＱ２の負荷が誘導負荷であり、電流が電圧より遅れるため、電流が交流の零点を通過するまでオン信号出力回路９からトライアックＱ２のゲートにゲートオン信号を出力させないようにする。周波数/電圧変換器６の出力Ｅ３はソフトスタート回路８に与えられ、端子Ｐ１３に接続されたコンデンサＣ５を充電する。この充電回路によって、ソフトスタート回路８はメインスイッチＳ１をオン操作した際に、モータＭが急速に高速回転となるのを防止する。電流リミット回路１１は、負荷電流が大幅に増大したときに抵抗Ｒ１１の両端の電圧を検出し、抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ１２で定められる遅延時間後に端子Ｐ１２から電流を引き込んで電圧Ｕ１２を低下させることにより、モータＭに対する印加電圧を急激に低下させる。
【００１８】
ＩＣ２１の端子Ｐ１，Ｐ１７，Ｐ６およびＰ１４には、それぞれ抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４およびＲ１２が接続されており、端子Ｐ９にはコンデンサＣ９が接続されている。さらに、端子Ｐ１５には抵抗Ｒ１３およびコンデンサＣ１２からなる並列回路が直列に接続されており、端子Ｐ１２にはコンデンサＣ７および抵抗Ｒ７とコンデンサＣ４からなる並列回路が直列に接続されており、端子Ｐ８には抵抗Ｒ８およびコンデンサＣ８からなる並列回路が直列に接続されている。
【００１９】
電圧調整器７の一方の入力端子Ｐ１１には目標速度に対応する電圧が入力される。電圧調整器７の今一つの入力端子Ｐ１０には周波数／電圧変換器６で変換された動力工具の運転速度に対応する電圧が入力される。電圧調整器７は、目標速度に対応する電圧と運転速度に対応する電圧に基づいて出力電圧Ｕ１２の値を変える。出力電圧Ｕ１２は位相制御回路５に入力される。位相制御回路５は、目標速度よりも実際の運転速度が低ければトライアックＱ２の点弧タイミングを早めることでモータＭの回転速度を増大させ、目標速度よりも実際の運転速度が高ければトライアックＱ２の点弧タイミングを遅らせることでモータＭの回転速度を減少させ、このフィードバック制御によって、モータＭの回転速度を目標速度に調整する。
【００２０】
次に、電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される目標速度に対応する電圧を決定する回路について説明する。以下では、Ｒの符号で抵抗自身を示したり、あるいはその抵抗の抵抗値を示したりする。
【００２１】
参照電圧発生回路２で安定化された参照電圧が抵抗Ｒ１６の下端に加えられる。この参照電圧はマイナスの電圧である。一方抵抗Ｒ１５の上端がグランドされている。
プリセット速度実現スイッチＳ３が接点Ａ側にあるときには、抵抗値Ｒ１５と、可変抵抗値Ｒ５と抵抗値Ｒ１６の加算抵抗値（Ｒ５＋Ｒ１６）で参照電圧が分圧された電圧が電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される。可変抵抗の抵抗値Ｒ５は、ダイヤル操作式速度調節部材Ｓ２の調節位置に連動して変化し、この場合、ダイヤル操作式速度調節部材Ｓ２の調節位置が高速側であるときに抵抗値Ｒ５は高く、速度調節部材Ｓ２の調節位置が低速側であるときに抵抗値Ｒ５は低くなる。このために、電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される目標速度に関する電圧は、速度調節部材Ｓ２の調節位置が高速側であるときに高く、速度調節部材Ｓ２の調節位置が低速側であるとき低く調整される。この様子が図３の（Ａ）に示され、レベル１がダイヤル操作式速度調節部材Ｓ２の調節位置が高速側であるときに入力端子Ｐ１１に入力される目標速度に関する電圧を示し、レベル２がダイヤル操作式速度調節部材Ｓ２の調節位置が低速側であるときに入力端子Ｐ１１に入力される目標速度に関する電圧を示している。
電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される目標速度に対応する電圧は、参照電圧をＲ１５：Ｒ５+Ｒ１６で分圧した電圧となり、その分圧の比が位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２の調節位置ないしは可変抵抗Ｒ５の抵抗値で増減され、速度調節部材Ｓ２の調節位置が高速側であるときに分圧された電圧は高くなるのである。
【００２２】
一方、プリセット速度実現スイッチＳ３が接点Ｂ側にあるときには、抵抗値Ｒ１５と、可変抵抗値Ｒ１７と抵抗値Ｒ１６の加算抵抗値（Ｒ１７＋Ｒ１６）で参照電圧が分圧された電圧が電圧差増幅器７に入力される。即ち、電圧調整器７に入力される目標速度に対応する電圧に、可変抵抗値Ｒ５が関係しなくなる。可変抵抗値Ｒ１７は工場出荷段階で調整されており、使用状態では一定値である。このために、プリセット速度実現スイッチＳ３が接点Ｂ側にあるときには、位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２の調節位置よりも優先して、参照電圧がＲ１５：Ｒ１７＋Ｒ１６の比で分圧された電圧（これは一定の電圧であり、これがプリセット電圧である）が電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される。
【００２３】
通常は、プリセット速度実現スイッチＳ３は接点Ａ側に維持されており、操作されて接点Ｂ側に切換わる。接点Ｂ側からＡ側に切換える際にも操作されるが、プリセット速度実現スイッチＳ３の機能からいうとプリセット速度を中止ないし停止させる操作であり、単に操作を中止するということもできる。
【００２４】
電圧調整器７の今一つの端子Ｐ１０には、タコジェネレータＴＧで検出されて変換器６で変換された運転速度に対応する電圧が入力され、これは、図３（Ｂ）に示すように、高速回転時に高く、低速回転時に低い。
電圧調整器７の出力にはコンデンサＣ４とＣ３を介して入力端子Ｐ１１が接続されており、基本的には入力端子Ｐ１１に入力される電圧と連動して増減する電圧が出力される。図３の（Ｃ）のレベル５とレベル６に示すように、目標速度が高速なときには高い電圧が出力され（レベル５参照）、目標速度が低速なときには低い電圧が出力される（レベル６参照）。ただし、目標速度に比して運転速度が低いときには出力電圧が高く修正され（レベル５Ｌ，６Ｌ参照）、目標速度に比して運転速度が高いときには出力電圧が低く修正される（レベル５Ｈ，６Ｈ参照）。
【００２５】
上記構成の電動機制御回路1の動作について説明する。最初に、プリセット速度実現スイッチＳ３が操作されていない間、即ち、接点Ａ側に切換えられている場合を説明する。
操作者が位置保持機構付きダイヤル式速度調節部材Ｓ２を操作して位置を調節し、次にメインスイッチＳ１をオンすると、交流電源２０から供給される交流電流は、ダイオードＤ１により半波整流され、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１で平滑化され、この半波整流されて平滑化された電流が安定化電源回路14に供給され、参照電圧発生回路２の端子Ｐ１６に安定した参照電圧が供給される。
【００２６】
位相制御回路５は安定化電源の供給を受けて、電圧検出回路3で検出される交流電源２０に同期する鋸歯電圧を作る。位相制御回路５はこの鋸刃電圧と電圧調整器７から出力される電圧を比較し、後者が前者を上回るタイミングにおいてオン信号出力回路９にタイミング信号を送り、オン信号出力回路９がそのタイミング信号を受けたときにトライアックＱ２のゲートにゲートオン信号を送ってトライアックＱ２を点弧させる。
前記したように、電圧調整器７から出力される電圧は、基本的には、目標速度が高速なときには高い電圧が出力され（レベル５参照）、目標速度が低速なときには低い電圧が出力される（レベル６参照）。ただし、目標速度に比して運転速度が低いときには出力電圧が高く修正され（レベル５Ｌ，６Ｌ参照）、目標速度に比して運転速度が高いときには出力電圧が低く修正される（レベル５Ｈ，６Ｈ参照）。
【００２７】
上記のように、位相制御回路５は、鋸歯電圧（図３（Ｄ）のライン７に示される）と電圧調整器７から出力される電圧を比較し、後者が前者を超えたときにオン信号出力回路９にタイミング信号を送り、オン信号出力回路９がゲートオン信号を送ってトライアックＱ２を点弧させる。
このタイミングは、電圧調整器７から出力される電圧が高いときほど早くなり、早いほどモータＭに対する通電期間が延び、モータＭの回転速度が高速化される。
電圧調整器７から出力される電圧は、基本的に、目標速度が高いときほど高い電圧となるためにモータＭの通電期間が長く確保され、実際のモータ速度が目標速度よりも低いときにはさらに高い電圧に修正されてさらに長く通電され、モータ速度が目標速度よりも高いときには低く修正されて通電期間が短くなる。このようにしてモータＭの回転速度は高く設定されている目標速度に調整される。
同様に、電圧調整器７から出力される電圧は、目標速度が低いときほど低い電圧となるためにモータＭの通電期間が短くなり、実際のモータ速度が目標速度よりも高いときにはさらに低い電圧に修正されてさらに通電期間は短くなり、モータ速度が目標速度よりも低いときには高い電圧に修正されて通電期間が長く修正させる。このようにしてモータＭの回転速度は低く設定されている目標速度に調整される。
【００２８】
プリセット速度実現スイッチＳ３が操作されて接点Ｂ側に切換えられると、電圧調整器７に、参照電圧をＲ１５：Ｒ１７+Ｒ１６で分圧された電圧が入力される。このときの入力電圧は、速度調節部材Ｓ２が最も低速側に調節されて可変抵抗値Ｒ５が最も低い値に調節されたときの電圧に等しい。即ち、可変抵抗Ｒ１７の抵抗値は、工場出荷時に、可変抵抗Ｒ５が最も抵抗値の低い状態に調節されたときの抵抗値に等しく調節されている。
このために、プリセット速度実現スイッチＳ３が操作されて接点Ｂ側に切換えられている間は、位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２の調節位置に無関係に、速度調節部材Ｓ２が最低速位置に調節されているときと同じ電圧が電圧調整器７に入力される。この結果、モータＭの速度は、速度調節部材Ｓ２の調節位置に無関係に、即ち、速度調節部材Ｓ２の調節位置によって決められる速度に優先して最低速度に調整される。即ち、図２の場合、プリセット速度が最低速度に設定されている。
【００２９】
この制御回路によると、常時は速度調節部材Ｓ２を高速度位置に調節しておき、ワックスを補充した直後にのみプリセット速度実現スイッチＳ３を操作して最低速に切換えることができ、電動式ポリッシャの操作性が非常によい。
【００３０】
上記の実施形態では、可変抵抗Ｒ１７の値が工場出荷段階で調整されている。これに対し、可変抵抗Ｒ１７の値を動力工具の使用者が増減調整できるようにしても良い。このように変形すると、プリセット速度実現スイッチＳ３を切換操作したときに調整される運転速度を使用者サイドで調節することができ、使用者が動力工具を好みの仕様に調節することができる。
【００３１】
次に図４を参照して電動機制御回路の第２の実施形態を説明する。この実施形態は、大部分が第１の実施形態と同様であり、以下相違点だけを説明する。
この実施形態では、プリセット速度実現スイッチＳ３を切換操作することで、可変抵抗Ｒ５をバイパスする短絡回路を成立させる。先と同様に、抵抗Ｒ１６の側にマイナスの参照電圧が印可され、抵抗Ｒ１５の側がグランドされているために、短絡回路が完成することで、電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される電圧は最も低くなる。即ち、スイッチＳ３がオン状態に切換操作されている間に入力端子Ｐ１１に入力される電圧は、スイッチＳ３がオフ状態に切換操作されている間に位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２が最低速位置に調節されて可変抵抗Ｒ５の抵抗がほぼゼロになったときに入力される電圧に等しい。
この結果、プリセット速度実現スイッチＳ３が切換操作されてオンして短絡回路が完成している間は、位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２の調節位置に無関係に、速度調節部材Ｓ２が最低速位置に調節されているときの電圧に等しい電圧が速度調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される。この結果、モータＭの速度は、速度調節部材Ｓ２の調節位置に無関係に、即ち、速度調節部材Ｓ２の調節位置によって決められる速度に優先して最低速度に調整される。即ち、図４の場合、プリセット速度が最低速度に設定されている。
【００３２】
この実施の形態では、図1に示した独立したプリセット速度実現スイッチＳ３が無くされている。代りに、位置保持機構付きダイヤル式操作部部材Ｓ２が接点付きのボリュームスイッチで構成されており、その接点がプリセット速度実現スイッチＳ３として利用されている。このダイヤル操作式有接点ボリュームスイッチ（Ｓ２＋Ｓ３）は、可変抵抗Ｒ5の抵抗値が最も低い回転位置（低速位置）から抵抗値が最も大きい回転位置（高速位置）を経てプリセット速度実現スイッチＳ３がオンする回転位置までの間で回転可能であり、通常の作業の場合には、ダイヤル操作式有接点ボリュームスイッチＳ２を高速位置に調節することで高能率で作業を進め、一時的に低速運転を必要とするときにはそのダイヤル操作式有接点ボリュームスイッチをわずかに回転させて接点をオンさせることで低速運転に切り返ることができる。
仮にプリセット速度実現スイッチＳ３が内蔵されていなければ、高速状態から低速状態に切換えるには、ダイヤル操作式ボリュームスイッチを回転限界位置から反対の回転限界位置まで大きく回転させなければならず、その操作がわずらわしく時間もかかる。これに対してこの実施の形態では、ダイヤル式操作部材の高速位置に隣接してプリセット速度実現スイッチＳ３をオンさせる位置が割付けられているために、操作者はわずかに回転させるだけで速度を切換えることができ、操作が非常に簡単化されている。
この実施の形態の動力工具では、オン・オフスイッチでプリセット速度実現スイッチＳ３が構成され、しかもそのスイッチがダイヤル操作式の速度調節部材と一体化されており、安価な部品で回路を構成することができる。
【００３３】
図５を参照して、第３の実施形態を説明する。この場合、プリセット速度が最大速度に調節されている。
プリセット速度実現スイッチＳ３がオフである場合、参照電圧をＲ１５＋Ｒ５：Ｒ１８で分圧した電圧が電圧調整器７に入力される。可変抵抗値Ｒ５は、速度調節部材Ｓ２が低速側に調節されているときに大きな値を取り、高速側に調節されているときに小さな値を取る。このために、電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される電圧は、速度調節部材Ｓ２が低速側に調節されているときに低い電圧となり、高速側に調節されているときに高い電圧となる。このために、第１の実施形態と同様に、速度調節部材Ｓ２が低速側に調節されているときにモータ回転速度が低く調整され、速度調節部材Ｓ２が高速側に調節されているときにモータ回転速度が高く調整される。
【００３４】
プリセット速度実現スイッチＳ３が操作されてオンすると、抵抗値Ｒ５がバイパスされ、電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される電圧は、速度調節部材Ｓ２が最高速度位置に調節されているときの電圧に等しくなる。このために、モータＭの回転速度は、速度調節部材Ｓ２の調節位置に無関係に、即ち、速度調節部材Ｓ２の位置によって決められる速度に優先して最高速度に調整される。即ち、図５の場合、プリセット速度が最高速度に設定されている。
【００３５】
図６を参照して、第４の実施形態を説明する。この実施形態は、第１の実施形態の分圧回路にさらにトランジスタを付加することで、最高速度の調節機能と、その最高速度の中で操作者がモータの回転速度を調節する機能と、操作されることで最高速度を予めプリセットされている最高速度に切換える機能を具備している。
【００３６】
第１の実施形態で示したように、図６の回路の場合、仮にトランジスタＱ１よりも左側の回路が無ければ、電圧調整器７の入力端子Ｐ１１に入力される電圧はマイナスの参照電圧をＲ１５：Ｒ５＋Ｒ１６で分圧した電圧となり、この電圧は位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２が高速側に調節されているほど高い電圧となり、低速側に調節されているほど低い電圧となる。
図６の回路では、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の抵抗を利用して入力端子Ｐ１１に入力される電圧を第１の実施形態の場合に入力される分圧電圧よりも下げる回路が付加されており、位置保持機構付き速度調節部材Ｓ２で調整されるものが目標速度そのものでなく、最高速度が調節されるようになっている。したがってこの実施の形態では、調節部材Ｓ２が位置保持機構付き速度調節部材でなく、位置保持機構付き最高速度調節部材となっている。
【００３７】
この実施の形態に示した電動工具では、図１のスイッチ（Ｓ１＋Ｓ４）が、オン・オフするメインスイッチＳ１であるだけでなく、操作者が操作する量に応じて可変抵抗Ｒ１８の値を増減させるボリュームスイッチＳ４を兼用している。スイッチ（Ｓ１＋Ｓ４）は、図示されないばねによってオフ位置に付勢されている。これが原点位置である。
操作者が図１のスイッチ（Ｓ１＋Ｓ４）をわずかに引くことで図６のメインスイッチＳ１がオンし、さらに深く引くことで可変抵抗Ｒ１８のブラシは上方に移動する。操作者が指を緩めればブラシは下方に移動し、さらに指を緩めればメインスイッチＳ１がオフする。スイッチＳ４は、位置保持機構付き最高速度調節部材Ｓ２の位置で調節される最高速度のなかで操作者が速度を調節するために位置を調節する部材であり、操作されなければ原点に復帰する。
【００３８】
この回路では、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の抵抗（以下単にトランジスタの抵抗という）が分圧に寄与して電圧調整器７に入力される電圧を調整する。
トランジスタＱ１の抵抗は可変抵抗Ｒ１８で分圧されるトランジスタＱ１のベース電圧によって変化し、速度調整部材Ｓ４が少ししか操作されず、ブラシ位置が図示下方にあってベース電圧が低い程（抵抗Ｒ１８の下方にマイナスの参照電圧が印可され、上方はグランドされている）、トランジスタＱ１の抵抗は低い。速度調節部材Ｓ４が大きく操作されてブラシ位置が上方に移動すると、ベース電圧は高くなり（グランド電圧に近づく）、トランジスタの抵抗は高くなる。この実施の形態では、速度調整部材Ｓ４が最大に操作される以前にベース電圧が十分にグランド電圧に近くなり、トランジスタＱ１はオフする。即ち抵抗が実質上の無限大となる。
【００３９】
トランジスタＱ１の抵抗が実施上の無限大であるときには、図６の回路は図２の回路と等しい作動をする。
これに対して、トランジスタＱ１が導通していると、抵抗Ｒ５とＲ１６の直列回路に並列する回路が完成し、抵抗Ｒ５とＲ１５の間の電圧（これが電圧調整器7の入力端子Ｐ１１に入力される）は低くなる。電圧調整器7の入力端子Ｐ１１に入力される抵抗Ｒ５とＲ１５の間の電圧は、トランジスタＱ1の抵抗が下がるほど低くなる。
【００４０】
前記したように、電圧調整器7の入力端子Ｐ１１に入力される抵抗Ｒ５とＲ１５の間の電圧は、目標速度に対応するものであり、この電圧が高いほど目標回転速度は高く、電圧が低いほど目標回転速度が低い関係にあるところ、速度調節部材Ｓ４が大きく操作されてトランジスタＱ1がオフしているときには最高速度調整部材Ｓ２の位置で調整される電圧がそのまま電圧差増幅器7に入力されるのに対し、速度調節部材が小さく操作されてトランジスタＱ1の抵抗が低い場合には最高速度調整部材Ｓ２の位置で調整される電圧よりも低い電圧が電圧調整器7の入力端子Ｐ１１に入力される。
可変抵抗Ｒ5の抵抗値は、原点復帰機構付き速度調節部材Ｓ４が大きく操作されたときの目標速度、即ち、最高速度を決定することになり、したがって、調節部材Ｓ２は最高速度調節部材として機能することになる。一方、トランジスタＱ１の抵抗を決める調節部材Ｓ４は、最高速度調節部材Ｓ２の位置で規制される最高速度の範囲内でモータの回転速度を調整する機能をはたす。明らかに、電圧調整器7の入力端子Ｐ１１に入力される電圧は、位置保持機構付き最高速度調節部材Ｓ２の調節位置に連動する電圧を原点復帰機構付き速度調節部材Ｓ４の調節位置に連動する比率で分圧した電圧となる。なお、トランジスタＱ1の存在によって、図2の場合に得られる分圧電圧よりも高い電圧に修正されることはなく、最高速度調節部材Ｓ２の位置で調節される回転速度以上の速度に調節されることはない。
【００４１】
原点復帰機構付き速度調節部材Ｓ４を引いた際に、トランジスタＱ１のべ一ス電圧が急に増加すると、モータに急に大きな電力が印可されて電動工具が振られるが、抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ１３による時定数回路２３を加えてベース電圧が徐々に上昇するようにしているために、速度調節部材Ｓ４を引いた際にモータの回転速度をソフトに上昇させることができる。
【００４２】
図６の回路では、Ｒ１５：Ｒ５（最高速度調節部材Ｓ２の調節位置で変化する）＋Ｒ１６の比で分圧される電圧（したがってこの電圧は、最高速度調節部材Ｓ２の調節位置に連動して変化する）を、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の抵抗値（これは速度調節部材Ｓ４の調節位置に連動してする）によって変化する比率で分圧した電圧を目標電圧とする。
ここでスイッチＳ３がＢ接点に切換えられると、図２で説明したプリセット電圧がトランジスタＱ１の抵抗に応じて連動する比率で分圧され、その分圧された電圧が目標電圧として電圧変換器７に入力される。この場合には、プリセットされた電圧を速度調節部材Ｓ４の調節位置に連動する比率で分圧した電圧が入力されるのである。
【００４３】
上記の実施態様では、本発明を電動工具に適用した場合を代表に説明したが、圧縮空気で駆動されるモータで駆動される動力工具にも適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる電動式ポリッシャを示す。
【図２】本発明の第1実施形態の電動機制御回路の電気回路図である。
【図３】第１の実施形態の制御回路によってフィードバック制御されることを示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態の電動機制御回路の電気回路図である。
【図５】本発明の第３実施形態の電動機制御回路の電気回路図である。
【図６】本発明の第４実施形態の電動機制御回路の電気回路図である。
【符号の説明】
Ｓ１：メインスイッチ
Ｓ２：位置保持機構付き（最高）速度調節部材
Ｓ３：プリセット速度実現スイッチ
Ｓ４：原点復帰機構付き速度調節部材
２１：集積回路
Ｐ１１：目標速度対応電圧入力端子
Ｐ１０：運転速度対応電圧入力端子
【図１】
0003673128.tif 000002
【図２】
0003673128.tif 000003
【図３】
0003673128.tif 000004
0003673128.tif 000005
【図４】
0003673128.tif 000006
【図５】
0003673128.tif 000007
【図６】
0003673128.tif 000008