(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステータコイルを有するブラシレスモータと、
前記複数のステータコイルに接続された複数の上アーム側スイッチング素子と複数の下アーム側スイッチング素子を有し、前記ブラシレスモータの前記複数のステータコイルに電流を供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させる際、
前記インバータ回路の前記複数の上アーム側スイッチング素子又は前記複数の下アーム側スイッチング素子のうち、一方のアーム側の全てのスイッチング素子をオフしつつ、他方のアーム側の少なくともいずれかのスイッチング素子をオンする第１ブレーキ制御を行い、
その後、前記インバータ回路の前記複数の上アーム側スイッチング素子又は前記複数の下アーム側スイッチング素子のうち、一方のアーム側の全てのスイッチング素子をオフしつつ、他方のアーム側の少なくともいずれかのスイッチング素子のオンオフを繰り返す第２ブレーキ制御を行うよう構成されたことを特徴とする、電動工具。
【請求項２】
ブラシレスモータと、
複数の上アーム側スイッチング素子と複数の下アーム側スイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の上アーム側スイッチング素子の少なくとも一つと前記複数の下アーム側スイッチング素子の少なくとも一つとをオン状態とすることで前記ブラシレスモータに電流を供給すると共に、一方のアーム側の少なくとも一つのスイッチング素子をオン状態として他方のアーム側の全てのスイッチング素子をオフ状態とすることで前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させるよう構成され、
前記制御部は、前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させる際、電気制動力を発生させ続ける第１ブレーキ制御を行い、その後、電気制動力を断続的に発生させる第２ブレーキ制御を行うよう構成されたことを特徴とする、電動工具。
【請求項３】
前記制御部は、前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させる際、前記ブラシレスモータの回転数が所定回転数以下になると前記第１ブレーキ制御から前記第２ブレーキ制御に切り替えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記ブラシレスモータによって駆動される回転具を備え、
前記制御部は、前記回転具の慣性モーメントに応じて前記所定回転数を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電動工具。
【請求項５】
前記制御部は、前記ブラシレスモータの加速時ないし減速時における回転数の時間変化率、又は前記ブラシレスモータの起動電流に基づいて、前記回転具の慣性モーメントを判断することを特徴とする、請求項４に記載の電動工具。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２ブレーキ制御において、前記いずれかのスイッチング素子のオン期間のデューティ比を一定とすることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電動工具
【請求項７】
前記制御部は、前記第２ブレーキ制御において、前記いずれかのスイッチング素子のオン期間のデューティ比を可変とすることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２ブレーキ制御において、前記デューティ比を徐々に高くすることを特徴とする、請求項７に記載の電動工具。
【請求項９】
前記インバータ回路の入力側に設けられたコンデンサを備え、
前記制御部は、回生エネルギーにより前記コンデンサに加わる電圧が前記コンデンサの耐電圧を超えないように、前記第２ブレーキ制御を行うことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項１０】
前記ブラシレスモータの駆動、停止を切り替える操作スイッチを備え、
前記制御部は、前記操作スイッチが前記ブラシレスモータの停止を指示する状態になると前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項１１】
外部から供給される交流電力で動作することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、制動機能を有するグラインダ等の電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】従来から、グラインダ等の電動工具において、トリガ等の操作スイッチがオフされると自動的に制動を行う（ブレーキをかける）ものが知られている。駆動源がブラシレスモータである場合、例えば、ブラシレスモータに電流を供給するインバータ回路の下アーム側スイッチング素子をオンすることで電気制動力を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】下アーム側スイッチング素子をオンし続けるブレーキ制御の場合、反動が大きくなり、回転具をスピンドルに固定するホイルナットが緩みやすくなる。ここで、下アーム側スイッチング素子を例えばＰＷＭ制御によりオンオフすれば、反動を小さくし、ホイルナットの緩みを抑制できる。しかし、ＰＷＭ制御の場合、回生エネルギーにより電圧が跳ね上がり、素子の耐電圧を超えるリスクが高くなるという課題があった。【０００５】本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、ブレーキによる反動の抑制、及び回生エネルギーによる電圧の跳ね上がりの抑制を、バランス良く実現可能な電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、電動工具である。この電動工具は、
複数のステータコイルを有するブラシレスモータと、
前記複数のステータコイルに接続された複数の上アーム側スイッチング素子と複数の下アーム側スイッチング素子を有し、前記ブラシレスモータの前記複数のステータコイルに電流を供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させる際、
前記インバータ回路の前記複数の上アーム側スイッチング素子又は前記複数の下アーム側スイッチング素子のうち、一方のアーム側の全てのスイッチング素子をオフしつつ、他方のアーム側の少なくともいずれかのスイッチング素子をオンする第１ブレーキ制御を行い、
その後、前記インバータ回路の前記複数の上アーム側スイッチング素子又は前記複数の下アーム側スイッチング素子のうち、一方のアーム側の全てのスイッチング素子をオフしつつ、他方のアーム側の少なくともいずれかのスイッチング素子のオンオフを繰り返す第２ブレーキ制御を行うよう構成されたことを特徴とする。
本発明のもう１つの態様は、電動工具である。この電動工具は、
ブラシレスモータと、
複数の上アーム側スイッチング素子と複数の下アーム側スイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の上アーム側スイッチング素子の少なくとも一つと前記複数の下アーム側スイッチング素子の少なくとも一つとをオン状態とすることで前記ブラシレスモータに電流を供給すると共に、一方のアーム側の少なくとも一つのスイッチング素子をオン状態として他方のアーム側の全てのスイッチング素子をオフ状態とすることで前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させるよう構成され、
前記制御部は、前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させる際、電気制動力を発生させ続ける第１ブレーキ制御を行い、その後、電気制動力を断続的に発生させる第２ブレーキ制御を行うよう構成されたことを特徴とする。
【０００７】
前記制御部は、前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させる際、前記ブラシレスモータの回転数が所定回転数以下になると前記第１ブレーキ制御から前記第２ブレーキ制御に切り替えてもよい。
【０００８】
前記ブラシレスモータによって駆動される回転具を備え、
前記制御部は、前記回転具の慣性モーメントに応じて前記所定回転数を設定してもよい。
【０００９】
前記制御部は、前記ブラシレスモータの加速時ないし減速時における回転数の時間変化率、又は前記ブラシレスモータの起動電流に基づいて、前記回転具の慣性モーメントを判断してもよい。
【００１１】
前記制御部は、前記第２ブレーキ制御において、前記いずれかのスイッチング素子のオン期間のデューティ比を一定としてもよい。
【００１２】
前記制御部は、前記第２ブレーキ制御において、前記いずれかのスイッチング素子のオン期間のデューティ比を可変としてもよい。
【００１３】前記制御部は、前記第２ブレーキ制御において、前記デューティ比を徐々に高くしてもよい。【００１４】前記インバータ回路の入力側に設けられたコンデンサを備え、前記制御部は、回生エネルギーにより前記コンデンサに加わる電圧が前記コンデンサの耐電圧を超えないように、前記第２ブレーキ制御を行ってもよい。【００１７】
前記ブラシレスモータの駆動、停止を切り替える操作スイッチを備え、
前記制御部は、前記操作スイッチが前記ブラシレスモータの停止を指示する状態になると前記ブラシレスモータに電気制動力を発生させてもよい。
【００１８】前記電動工具は、外部から供給される交流電力で動作してもよい。【００１９】なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】本発明によれば、ブレーキによる反動の抑制、及び回生エネルギーによる電圧の跳ね上がりの抑制を、バランス良く実現可能な電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るグラインダ１の、操作スイッチ５がオフの状態の側断面図。
【図２】グラインダ１の、操作スイッチ５がオンの状態の側断面図。
【図３】グラインダ１の制御ブロック図。
【図４】グラインダ１の制御フローチャート。
【図５】第２ブレーキ制御においてスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のＰＷＭ制御のデューティ比を一定とする場合のグラインダ１の減速期間のタイムチャート。
【図６】第２ブレーキ制御においてスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のＰＷＭ制御のデューティ比を可変とする場合のグラインダ１の減速期間のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２３】図１は、本発明の実施の形態１に係るグラインダ１の、操作スイッチ５がオフの状態の側断面図である。図２は、グラインダ１の、操作スイッチ５がオンの状態の側断面図である。図１に示すように、グラインダ１は、砥石等の例えば円板形状の回転具（先端工具）１０を備え、コンクリートや石材などの表面を平坦にする研削作業などに用いられる。なお、回転具１０としては、円板状の研磨用砥石や切断用砥石の他に、円板状のブラシやカッター等も取付け可能である。グラインダ１は、ハウジング３（例えば樹脂製）と、ギヤケース４とを備える。
【００２４】ハウジング３は、全体として略円筒形状を成しており、ハウジング３の内部には、原動機としてのモータ（電動モータ）６が収容されている。モータ６は、ハウジング３の後端から引き出された電源コード７を介して商用電源等の外部交流電源に接続される。モータ６の出力軸６ａの前端部には、第１のベベルギヤ２１が設けられる。ハウジング３には、モータ６への通電有無（モータ６の駆動、停止）を切り替える操作スイッチ（トリガスイッチ）５が設けられる。操作スイッチ５は、スプリング５ｃによって後方（オフになる方向）に付勢されているが、操作スイッチ５を前方にスライドさせて図２に示すように係止凸部５ａをハウジング３の係止凹部３ａに引っ掛けることで、操作スイッチ５をオン状態に係止できる。
【００２５】ギヤケース４は、例えばアルミ合金等の金属製であり、ハウジング３の前端部に取り付けられる。ギヤケース４の開口部は、蓋部材としてのパッキングランド１１によって塞がれる。パッキングランド１１は、ギヤケース４に対して例えばネジ止め等により固定される。パッキングランド１１は、後述のホイルガード３０を保持する保持部材となる。ギヤケース４の内部には、２つの軸受（ニードルベアリング１２及びボールベアリング１３）が設けられており、これら軸受によってスピンドル２０が回転自在に保持されている。スピンドル２０は、モータ６の出力軸６ａ（ロータ回転軸）と略直交しており、その一端はパッキングランド１１を貫通して外部に突出している。一方、ギヤケース４内に位置するスピンドル２０の他端には、モータ６の出力軸６ａに取り付けられた第１のベベルギヤ２１と噛み合う第２のベベルギヤ２２が設けられる（取り付けられる）。モータ６の回転は、減速部としての第１のベベルギヤ２１及び第２のベベルギヤ２２によって回転方向が９０度変換されるとともに、回転速度が減速されてスピンドル２０に伝達される。すなわち、スピンドル２０はモータ６によって回転駆動される。
【００２６】回転具１０は、ホイルワッシャ１４及びホイルナット（ロックナット）１５によってスピンドル２０に固定され、スピンドル２０と一体的に回転する。ハウジング３に設けられた操作スイッチ５が操作されると、モータ６に電力が供給され、モータ６の出力軸６ａが回転する。すると、第１のベベルギヤ２１及び第２のベベルギヤ２２を介して出力軸６ａに連結されているスピンドル２０が回転し、スピンドル２０に固定されている回転具１０が回転する。パッキングランド１１には、回転具１０の外周の少なくとも１／２以上を覆うホイルガード３０が取り付けられている。ホイルガード３０は、作業中にその回動位置が変化しないように回り止めされているとともに、回り止めを解除すれば作業内容に合わせて回動位置を変更できるようになっている。
【００２７】モータ６は、本実施の形態ではインナーロータ型のブラシレスモータであり、出力軸６ａの周囲に出力軸６ａと一体に回転する磁性体からなるロータコア６ｂが設けられる。ロータコア６ｂには、複数の（例えば４つの）ロータマグネット（永久磁石）６ｃが挿入保持される。ロータコア６ｂの周囲には、ステータコア６ｄが設けられる（ハウジング３に固定される）。ステータコア６ｄには、インシュレータ６ｆを介してステータコイル６ｅが設けられる。なお、ステータコア６ｄを保持しているハウジング３は、グラインダ１のハンドルとして用いられる。
【００２８】ハウジング３内において、モータ６の後方には、コントローラボックス４０が設けられる。コントローラボックス４０には、メイン基板４１、センサ基板４４、及びスイッチ基板４６が収容される。メイン基板４１には、ダイオードブリッジ４２やインバータ回路４３、図３に示す制御部５０等が設けられる。センサ基板４４は、モータ６の出力軸６ａの後端部に設けられたセンサマグネット８と対向する。センサ基板４４の、センサマグネット８との対向面には、回転位置検出手段としての３つのホールＩＣ（磁気センサ）４５が例えば６０°間隔で設けられる。センサマグネット８の発生する磁界をホールＩＣ４５で検出することで、モータ６の回転位置（ロータ回転位置）を検出することができる。スイッチ基板４６は、操作スイッチ５の操作に連動してスライドするスライドバー５ｂの先端部に設けられたスイッチマグネット５ｄと対向する。スイッチ基板４６の、スイッチマグネット５ｄとの対向面には、２つのホールＩＣ（磁気センサ）４７が設けられる。スイッチマグネット５ｄは、操作スイッチ５のオンオフに応じていずれかのホールＩＣ４７と正対する。
【００２９】ハウジング３の後端部には、作業者（使用者）が操作する速度設定手段としての速度設定ダイヤル６２が設けられる（保持される）。速度設定ダイヤル６２はダイヤル式の可変抵抗器であり、速度設定ダイヤル６２を回すと可変抵抗器の抵抗値が変化する。作業者による速度設定ダイヤル６２の回転量（操作状態）に応じた値（電圧）を示す速度設定信号が、図３に示す制御部５０に入力される。制御部５０は、入力された速度設定信号の値、すなわち速度設定ダイヤル６２の操作状態に応じてモータ６の回転速度を設定し、モータ６の駆動を制御する。作業者は、速度設定ダイヤル６２の操作により、モータ６の回転速度（回転具１０の回転速度）を所望の速度に設定（調節）できる。制御部５０は、速度設定ダイヤル６２の操作状態に応じてモータ６の回転速度を連続的に変化させる。
【００３０】図３は、グラインダ１の制御ブロック図である。交流電源５１には、ノイズ対策用のフィルタ回路５２を介してダイオードブリッジ４２が接続される。フィルタ回路５２は、ヒューズＦin、バリスタＺ１、パターンヒューズＦ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１、及びチョークコイルＬ１を含む。ヒューズＦinは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が短絡した場合の保護用である。バリスタＺ１は、サージ電圧吸収用である。パターンヒューズＦ１は、バリスタＺ１が働いた場合に線間がショートするのを防止する役割を持つ。コンデンサＣ１及びチョークコイルＬ１は、線間のノイズ除去用である。抵抗Ｒ１は、コンデンサＣ１の放電抵抗である。整流回路としてのダイオードブリッジ４２は、フィルタ回路５２からの出力電圧を全波整流して直流に変換する。電解コンデンサＣ２は、サージ吸収用であり、ダイオードブリッジ４２の出力端子間に設けられる。
【００３１】インバータ回路４３は、三相ブリッジ接続されたＩＧＢＴやＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含み、ダイオードブリッジ４２及び電解コンデンサＣ２によって整流、平滑された電圧を、制御部５０の制御に従ってスイッチングし、モータ６のステータコイル６ｅ（Ｕ，Ｖ，Ｗの各巻線）に駆動電流を供給する。抵抗Ｒsは、モータ６の電流経路に設けられる。抵抗Ｒsの両端間の電圧により、制御部５０はモータ６の電流を検出する。また、制御部５０は、複数のホールＩＣ４５の出力電圧により、モータ６の回転位置（ロータ回転位置）を検出する。
【００３２】ＩＰＤ回路５３は、インテリジェント・パワー・デバイス（Intelligent Power Device）であるＩＰＤ素子やコンデンサ等により構成された回路であり、ダイオードブリッジ４２及び電解コンデンサＣ２によって整流、平滑された電圧を例えば約１８Ｖに降圧するＤＣ−ＤＣスイッチング電源回路である。ＩＰＤ回路５３は、集積回路であり、消費電力が小さく省エネルギーであるというメリットがある。ＩＰＤ回路５３の出力電圧は、レギュレータ５４によって例えば約５Ｖに更に降圧され、制御部５０に動作電圧（電源電圧Ｖcc）として供給される。制御部５０は、例えばマイクロコントローラ（マイコン）である。
【００３３】操作スイッチ検出回路５５は、図１のスイッチ基板４６に搭載された２つのホールＩＣ４７であり、操作スイッチ５の位置（オンオフ）に応じたスイッチ操作検出信号を制御部５０に送信する。制御部５０は、スイッチ操作検出信号（操作スイッチ５の位置）、及び速度設定ダイヤル６２の回転量に応じた速度設定信号を基に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチング制御（例えばＰＷＭ制御）し、モータ６を駆動する。制御部５０は、スイッチ操作検出信号により操作スイッチ５がオフになったことを検出すると、モータ６に電気制動力を発生させるブレーキ制御を行う。以下、本実施の形態のブレーキ制御について説明する。
【００３４】制御部５０は、操作スイッチ５がオフになると、まず、インバータ回路４３の上アーム側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフに維持しながら下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の少なくともいずれかをオンし続ける第１ブレーキ制御を行った後に、上アーム側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフに維持しながら下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の少なくともいずれかを例えばＰＷＭ制御によりオンオフする第２ブレーキ制御を行う。第１ブレーキ制御は、下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオフに維持しながら上アーム側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の少なくともいずれかをオンし続けるブレーキ制御であってもよい。同様に、第２ブレーキ制御は、下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオフに維持しながら上アーム側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の少なくともいずれかを例えばＰＷＭ制御によりオンオフするブレーキ制御であってもよい。第１及び第２ブレーキ制御においてオンされる下アーム側スイッチング素子又は上アーム側スイッチング素子は、一つでもよいし、二つでもよいし、三つ（全て）であってもよい。以下の説明では、第１及び第２ブレーキ制御においてオンされるスイッチング素子を、下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の三つとする。
【００３５】
制御部５０は、第１ブレーキ制御から第２ブレーキ制御への切替を、例えばモータ６の回転数Ｒが所定回転数Ｒth以下になったタイミングで行う。制御部５０は、回転具１０の慣性モーメントに応じて所定回転数Ｒthを設定してもよい。この場合、制御部５０は、回転具１０の慣性モーメントが大きいほど、所定回転数Ｒthを低く設定する（慣性モーメントが大きいときの所定回転数Ｒthを、慣性モーメントが小さいときの所定回転数Ｒthよりも低く設定する）とよい。制御部５０は、モータ６の加速時ないし減速時における回転数の時間変化率、又は前記モータ６の起動電流に基づいて、回転具１０の慣性モーメントを判断することができる。制御部５０は、第２ブレーキ制御において、下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のオン期間のデューティ比を一定としてもよいし、可変としてもよい。可変とする場合には、デューティ比を徐々に高くするとよく、そうすることでモータ６の完全停止を迅速かつ高精度のタイミングで行える。制御部５０は、回生エネルギーにより電解コンデンサＣ２に加わる電圧が、電解コンデンサＣ２の耐電圧を超えないように、第２ブレーキ制御を行う。
【００３６】第１及び第２ブレーキ制御を組み合わせるブレーキ制御の背景は以下のとおりである。すなわち、全減速期間を通して第１ブレーキ制御のみを行う場合、反動が大きくなり、回転具１０をスピンドル２０に固定するホイルナット１５が緩みやすくなる。一方、全減速期間を通して第２ブレーキ制御のみを行う場合、反動を小さくしてホイルナット１５の緩みを抑制できるが、回生エネルギーにより例えば７００Ｖ程度まで電圧が跳ね上がり、電解コンデンサＣ２等の素子の耐電圧を超えるリスクが高くなる。ここで、電圧の跳ね上がりにも耐えられるように耐電圧の高い素子とする場合、例えば電解コンデンサＣ２の容量を５Ｆとする必要があり、素子サイズが大型化し、コストも高くなる。特に外部から供給される交流電力で動作するグラインダ１では、回生エネルギーを電池パックに逃がすことができないため、電圧の跳ね上がりの問題への対処が重要となる。そこで本実施の形態では、上述のように第１及び第２ブレーキ制御を組み合わせることで、ブレーキによる反動及び回生エネルギーによる電圧の跳ね上がりの抑制をバランス良く実現可能としている。具体的には、スイッチングを行わないため回生エネルギーによる電圧の跳ね上がりが起こらない第１ブレーキ制御により回生エネルギーを消費（一定以下まで低減）し、その後にＰＷＭ制御による第２ブレーキ制御を行うことで、反動を小さくしてホイルナット１５の緩みを抑制することができる。
【００３７】図４は、グラインダ１の制御フローチャートである。制御部５０は、操作スイッチ５がオンされると（Ｓ１のＹｅｓ）、モータ６を起動する（Ｓ２）。制御部５０は、モータ６の起動電流により、回転具１０の慣性モーメントを特定し、所定回転数Ｒthを設定する（Ｓ３）。その後、制御部５０は、速度設定ダイヤル６２によって設定された回転速度でモータ６を駆動する（Ｓ４）。制御部５０は、操作スイッチ５がオフされると（Ｓ５のＹｅｓ）、第１ブレーキ制御を行う（Ｓ６）。すなわち、制御部５０は、上アーム側のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフにした状態で下アーム側のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオンし続けるブレーキ制御を行う。制御部５０は、モータ６の回転数Ｒが所定回転数Ｒthを超えている間、第１ブレーキ制御を継続する（Ｓ７のＮｏ→Ｓ６）。制御部５０は、モータ６の回転数Ｒが所定回転数Ｒth以下になると（Ｓ７のＹｅｓ）、第２ブレーキ制御を行う（Ｓ８）。すなわち、制御部５０は、上アーム側のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフにした状態で下アーム側のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のオンオフを繰り返すブレーキ制御（スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のＰＷＭ制御によるブレーキ制御）を行う。制御部５０は、モータ６が停止するまで、第２ブレーキ制御を継続する（Ｓ９のＮｏ→Ｓ８）。図４のフローチャートでは、ステップＳ３において、モータ６の起動電流により回転具１０の慣性モーメントを特定したが、モータ６の起動による加速時における回転数の時間変化率により回転具１０の慣性モーメントを特定してもよい。また、操作スイッチ５がオフされたことによる減速時における回転数の時間変化率により回転具１０の慣性モーメントを特定してもよく、この場合、ステップＳ５とステップＳ６の間に、ブレーキ制御を行わずにモータ６を自然減速させる期間を設け、その期間における回転数の時間変化率により回転具１０の慣性モーメントを特定してもよい。
【００３８】図５は、第２ブレーキ制御においてスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のＰＷＭ制御のデューティ比を一定とする場合のグラインダ１の減速期間のタイムチャートである。なお、図５の時刻ｔ１以降における下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のゲート信号のオンオフは、固定デューティ比を概念的に示すものであり、実際のオンオフ周期よりも遥に長い周期でのオンオフを示している。時刻ｔ０において操作スイッチ５がオフになると、制御部５０は、下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオンし続ける（デューティ比１００％でオンする）第１ブレーキ制御を行う。時刻ｔ１においてモータ６の回転数Ｒが所定回転数Ｒth（例えば5000rpm）以下になると、制御部５０は、下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をＰＷＭ制御により繰り返しオンオフする第２ブレーキ制御を行う。図５の例では、第２ブレーキ制御における下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のオン期間のデューティ比を４０％で一定としている。一定とするデューティ比は、４０％に限定されず、任意に設定できる。その後、時刻ｔ２においてモータ６が停止すると、制御部５０は、ブレーキ制御を停止する。
【００３９】図６は、第２ブレーキ制御においてスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のＰＷＭ制御のデューティ比を可変とする場合のグラインダ１の減速期間のタイムチャートである。なお、図６の時刻ｔ１以降における下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のゲート信号のオンオフは、徐々に高くなるデューティ比を概念的に示すものであり、実際のオンオフ周期よりも遥に長い周期でのオンオフを示している。図６のタイムチャートは、図５と比較して、時刻ｔ１〜ｔ２の期間の第２ブレーキ制御において下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のオン期間のデューティ比を徐々に高めていく点で相違し、その他の点で一致する。図６の例では、第２ブレーキ制御における下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のオン期間のデューティ比を、０％から１００％まで連続的に高めている。デューティ比の高め方は、連続的に限定されず、段階的でもよい。第２ブレーキ制御の最初のデューティ比は、０％に限定されず、任意に設定できる。また、第２ブレーキ制御の終わりのデューティ比は、１００％に限定されず、任意に設定できる。
【００４０】本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００４１】(1) 下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をオンし続ける第１ブレーキ制御で回生エネルギーを消費した後に下アーム側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をＰＷＭ制御する第２ブレーキ制御を行うことで、ブレーキによる反動を小さくしてホイルナット１５の緩みを抑制すること、及び回生エネルギーによる電圧の跳ね上がりの抑制を、バランスよく実現可能である。これにより、例えば電解コンデンサＣ２は、耐電圧２５０Ｖ、容量１８０μＦと小型で済む。
【００４２】(2) 制御部５０は、回転具１０の慣性モーメントに応じて所定回転数Ｒthを設定するため、回転具１０の種類等に応じた最適なブレーキ制御を行える。
【００４３】(3) 制御部５０は、電動モータ６の加速時ないし減速時の回転数変化率によって慣性モーメントを判断するため、通常行っている回転数監視の構成を慣性モーメントの判断にも利用でき、慣性モーメント判定のための回路構成が簡易で済む。
【００４４】以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００４５】実施の形態では電動工具としてグラインダ１を例示したが、電動工具は、丸鋸等の他の種類のものであってもよい。電動工具は、コード付きタイプに限定されず、着脱可能に装着した電池パックの電力で動作するコードレスタイプであってもよい。
【符号の説明】
【００４６】１…グラインダ、３…ハウジング、３ａ…係止凹部、４…ギヤケース、５…操作スイッチ（トリガスイッチ）、５ａ…係止凸部、５ｂ…スライドバー、５ｃ…スプリング、５ｄ…スイッチマグネット、６…モータ（電動モータ）、６ａ…出力軸、６ｂ…ロータコア、６ｃ…ロータマグネット（永久磁石）、６ｄ…ステータコア、６ｅ…ステータコイル、６ｆ…インシュレータ、７…電源コード、８…センサマグネット、１０…砥石、１１…パッキングランド（保持部材）、１２…ニードルベアリング、１３…ボールベアリング、１４…ホイルワッシャ、１５…ホイルナット（ロックナット）、２０…スピンドル、２１…第１のベベルギヤ、２２…第２のベベルギヤ、３０…ホイルガード、４０…コントローラボックス、４１…メイン基板、４２…ダイオードブリッジ、４３…インバータ回路、４４…センサ基板、４５…ホールＩＣ（磁気センサ）、４６…スイッチ基板、４７…ホールＩＣ（磁気センサ）、５０…制御部（マイクロコントローラ）、５１…交流電源、５２…フィルタ回路、５３…ＩＰＤ回路、５４…レギュレータ、５５…操作スイッチ検出回路、６２…速度設定ダイヤル、Ｒｓ…検出抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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