(57)【要約】【課題】電動工具本体に発生するキックバックを検出しモータの駆動を停止させる制御を行いつつ作業性を向上させることが可能な電動工具を提供する。【解決手段】モータ３が駆動している状態において検出部により検出された回転数に関する第１条件及び検出部により検出された加速度に関する第２条件の少なくともいずれか一方の条件が満たされる場合にモータ３の駆動を停止させる第１制御と、第１条件及び第２条件の少なくともいずれか一方が満たされる場合でもモータ３の駆動を継続させる第２制御と、の間でモータ３の制御を切替え可能なコントローラ５１Ａと、を有し、コントローラ５１Ａは、モータの駆動開始から所定時間経過後に、モータ３の制御を前記第２制御から前記第１制御に切り替える。【選択図】図９
2019150897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、
前記モータによって駆動され先端工具が着脱可能な出力部と、
前記モータと前記出力部との間に介在し前記モータの駆動力を前記出力部に伝達可能且つ前記出力部に所定値以上の負荷がかかった場合に前記駆動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構を有する動力伝達部と、
前記回転軸の回転数及び前記ハウジングに発生する加速度の少なくともいずれか一方を検出する検出部と、
前記モータが駆動している状態において前記検出部により検出された前記回転数に関する第１条件及び前記検出部により検出された前記加速度に関する第２条件の少なくともいずれか一方の条件が満たされる場合に前記モータの駆動を停止させる第１制御と、前記第１条件及び前記第２条件の少なくともいずれか一方が満たされる場合でも前記モータの駆動を継続させる第２制御と、の間で前記モータの制御を切替え可能な制御部と、を有し、
前記制御部は、モータの駆動開始から所定時間経過後に、前記制御部の制御を前記第２制御から前記第１制御に切り替えることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記所定時間は、前記クラッチ機構の特性に基づいて定められ、前記出力部に前記所定値以上の負荷がかかった場合において、前記クラッチ機構が前記駆動力の伝達を遮断するのに十分な時間であることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記所定時間は５０ｍｓ以上２００ｍｓ未満であることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記動力伝達部は、前記回転軸の回転運動を第１方向への往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向への打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記出力部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成され、前記先端工具に前記打撃力が伝達される一方前記回転力は伝達されない第１動力伝達状態と前記先端工具に少なくとも前記回転力が伝達される第２動力伝達状態との間で動力伝達状態を切替可能であり、
前記クラッチ機構は、前記回転力の伝達経路上に設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動工具。
【請求項５】
前記第１条件は、前記回転数が前記回転数に関する第１閾値よりも小さいことを条件とし、
前記第２条件は、前記ハウジングに発生する前記第２方向における前記加速度が第２閾値よりも大きいことを条件としてい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、前記所定時間経過後において前記第１条件が満たされる場合には、前記第２条件が満たされるか否かに関わらず、前記モータを停止させることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
【請求項７】
前記制御部は、前記所定時間経過後において前記第１条件が満たされ且つ前記第２条件が満たされる場合に、前記モータを停止させることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
【請求項８】
前記制御部は、前記検出部により検出された前記加速度が前記第２条件を満たすか否かを判断する第１処理の実行を開始した後に、前記検出部により検出された前記回転数が前記第１条件を満たすか否かを判断する第２処理を実行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】
手動操作可能で、前記動力伝達部の前記動力伝達状態を機械的に切替可能な切替操作部を、さらに有することを特徴とする請求項４乃至８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】
本発明は電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータの駆動によって先端工具を回転させることで被加工材（例えば、コンクリート、鉄鋼、木材等）に穿孔穴を形成したり、先端工具に打撃力を加えることによって破砕したりするための電動工具が広く知られている。このような電動工具の一例としては、動作モードとして、先端工具に打撃力のみを加え被加工材を破砕する打撃モードと、先端工具に上記打撃力を加え、且つ、先端工具に回転力を伝達し先端工具を回転させることにより被加工材に穴あけを行う回転・打撃モードとに機械的に切替可能なハンマドリルが知られている。
【０００３】
このようなハンマドリルにおいて、回転・打撃モードによる穴あけ作業時に先端工具が被加工材の固い箇所に引っ掛かり先端工具がロックしてしまう場合があり、ハンマドリル本体が先端工具の駆動によって大きく振り回されるキックバックが生じ、作業性が悪くなってしまう可能性があった。
【０００４】
上記キックバックに対処するために、駆動力の伝達経路上に駆動力の伝達を遮断するように作動するクラッチ機構が設けられたハンマドリルが知られている。例えば、特許文献１に開示されているハンマドリルは、回転伝達の経路上にスリップ特性の異なるスリップクラッチを２つ以上配設し、作動するスリップクラッチを選択可能に構成されている。同様にして、上記キックバックに対処するために、電動工具本体に発生する加速度等を検出し、当該加速度が閾値を超えた場合にキックバックが生じたと判断し制御部がモータの回転を停止させる振り回し防止制御を行うハンマドリルが知られている。また、上記クラッチ機構と、上記振り回し防止制御とは、併用されることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対し、大型の電動工具においては、負荷トルクが大きくクラッチ機構が回転力の伝達を遮断する（作動する）境界付近のトルクで先端工具を駆動したいという要望がある。しかしながら、上記のようなクラッチ機構を有し、且つ、上記のような振り回し防止の制御を行う電動工具において、電動工具の作業内容によっては、クラッチ機構が作動するのに十分な時間が経過する前に、つまりモータの回転数が低く、トルクが充分に生じない間に制御部がキックバックを検出し、モータの駆動を停止させてしまい、作業性が低下してしまう可能性があった。
【０００７】
そこで本発明は、電動工具本体に発生するキックバックを検出しモータの駆動を停止させる制御を行いつつ作業性を向上させることが可能な電動工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、前記モータによって駆動され先端工具が着脱可能な出力部と、前記モータと前記出力部との間に介在し前記モータの駆動力を前記出力部に伝達可能且つ前記出力部に所定値以上の負荷がかかった場合に前記駆動力の伝達を遮断可能なクラッチ機構を有する動力伝達部と、前記回転軸の回転数及び前記ハウジングに発生する加速度の少なくともいずれか一方を検出する検出部と、前記モータが駆動している状態において前記検出部により検出された前記回転数に関する第１条件及び前記検出部により検出された前記加速度に関する第２条件の少なくともいずれか一方の条件が満たされる場合に前記モータの駆動を停止させる第１制御と、前記第１条件及び前記第２条件の少なくともいずれか一方が満たされる場合でも前記モータの駆動を継続させる第２制御と、の間で前記モータの制御を切替え可能な制御部と、を有し、前記制御部は、モータの駆動開始から所定時間経過後に、前記制御部の制御を前記第２制御から前記第１制御に切り替えることを特徴とする電動工具を提供している。
【０００９】
上記構成の電動工具によれば、モータの駆動開始からの所定時間の間は、モータの駆動を停止させる第１制御を行わないため、負荷トルクの大きい作業を行っている際にキックバックが発生した場合に、電動工具本体を把持する作業者の先端工具の被加工部材への押し付けが十分でありクラッチ機構がモータの駆動力の伝達を遮断可能（作動可能）な所定のトルクがクラッチ機構にかかる場合には、所定時間の間にクラッチ機構が作動することにより、モータを停止させることなく作業を継続することが可能となる。また、電動工具本体を把持する作業者の先端工具の被加工材への押し付けが不十分であり、上記所定のトルクがクラッチ機構にかからない場合において、所定時間経過後に制御部の制御が第１制御に切り替わり、モータの駆動を停止させることができる。これにより、作業性を向上させることが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記所定時間は、前記クラッチ機構の特性に基づいて定められ、前記出力部に前記所定値以上の負荷がかかった場合において、前記クラッチ機構が前記駆動力の伝達を遮断するのに十分な時間であることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、クラッチの特性に基づいて、モータの駆動開始からクラッチが駆動力の伝達を遮断するのに十分な時間の間は、モータの駆動を停止させる第１制御を行わないため、負荷トルクの大きい作業を行っている際にキックバックが発生した場合に、電動工具本体を把持する作業者の先端工具の被加工部材への押し付けが十分でありクラッチ機構がモータの回転力の伝達を遮断可能な所定のトルクがクラッチ機構にかかる場合には、所定時間の間にクラッチ機構が回転力の伝達を遮断することにより、モータを停止させることなく作業を継続することが可能となる。これにより、作業性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、前記所定時間は５０ｍｓ以上２００ｍｓ未満であることが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、作業性をより向上させることが可能となる。
【００１４】
また、前記動力伝達部は、前記回転軸の回転運動を第１方向への往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向への打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記出力部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成され、前記先端工具に前記打撃力が伝達される一方前記回転力は伝達されない第１動力伝達状態と前記先端工具に少なくとも前記回転力が伝達される第２動力伝達状態との間で動力伝達状態を切替可能であり、前記クラッチ機構は、前記回転力の伝達経路上に設けられることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、先端工具に回転力が伝達される第２動力伝達状態による穴あけ作業時におけるキックバック発生時に大きく変化するモータの回転軸の回転数及びハウジングに発生する加速度に応じてモータの駆動を停止させるため、先端工具に打撃力のみが伝達され穴あけ作業時と比較してモータの回転軸の回転速度の変化の小さい第１動力伝達状態によるハツリ作業時において、作業者の打撃作業機本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性が向上する。
【００１６】
また、前記第１条件は、前記回転数が前記回転数に関する第１閾値よりも小さいことを条件とし、前記第２条件は、前記ハウジングに発生する前記第２方向における前記加速度が第２閾値よりも大きいことを条件としていることが好ましい。
【００１７】
このような条件によれば、精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、好適にモータを停止させることが可能となる。
【００１８】
また、前記制御部は、前記所定時間経過後において前記第１条件が満たされる場合には、前記第２条件が満たされるか否かに関わらず、前記モータを停止させることが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、先端工具に回転力が伝達される第２動力伝達状態による穴あけ作業時におけるキックバック発生時に大きく変化するモータの回転軸の回転数（回転速度）に応じて回転軸の回転を停止させるため、先端工具に打撃力のみが伝達され穴あけ作業時と比較してモータの回転軸の回転数の変化の小さい第１動力伝達状態によるハツリ作業時において、作業者の電動工具本体の振り回し動作等に起因する予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、前記制御部は、前記所定時間経過後において前記第１条件が満たされ且つ前記第２条件が満たされる場合に、前記モータを停止させることが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、回転軸の回転数に関する条件を満たすのと同時に、ハウジングに発生する加速度に関する条件を満たした場合にモータの駆動を停止させるように構成されているため、より精度よく、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータの駆動を停止させることができる。これにより、先端工具に打撃力のみが伝達され穴あけ作業時と比較してモータの回転軸の回転数の変化の小さい第１動力伝達状態によるハツリ作業時において、作業者の電動工具本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性が向上させることが可能となる。
【００２２】
また、前記制御部は、前記検出部により検出された前記加速度が前記第２条件を満たすか否かを判断する第１処理の実行を開始した後に、前記検出部により検出された前記回転数が前記第１条件を満たすか否かを判断する第２処理を実行することが好ましい。
【００２３】
キックバックの発生時には、一般に、加速度が増大するのに遅れて回転数が減少するところ、このような構成によれば、加速度に関する第２条件を満たすか否かを先に判断するため、制御部の有するＲＡＭ等のデータ記憶領域を有効に活用することが可能となる。
【００２４】
また、手動操作可能で、前記動力伝達部の前記動力伝達状態を機械的に切替可能な切替操作部を、さらに有することが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、モータの回転軸の回転数（回転速度）及びハウジングに発生する加速度の少なくともいずれか一方に応じてモータの駆動を停止するため、上記のように電動工具の動力伝達状態を切替操作部によって機械的に切替える場合において、切替操作部に動力伝達状態を判別するためのセンサ等を設ける必要がない。つまり、部品点数を増大させることなく第２動力伝達状態による穴あけ作業時に発生するキックバックを検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の電動工具によれば、電動工具本体に発生するキックバックを検出しモータの駆動を停止させる制御を行いつつ作業性を向上させること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの内部構造を示す全体断面図である。
【図２】回転力伝達機構及びクラッチ機構の拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの平面図である。
【図５】図１のＶ部分拡大断面図であり、本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの加速度センサ支持部が加速度センサを支持する態様が示されている。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの加速度センサ支持部が加速度センサを支持する態様が示されている。
【図７】図１の矢印ＶＩＩ方向矢視図であり、本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの加速度センサ支持部が加速度センサを支持する態様が示されている。
【図８】本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの電気的構成を示す回路図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの制御部のコントローラによるモータの駆動制御を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、本発明の実施の形態にかかるハンマドリルを用いた作業時におけるモータ駆動開始時からの経過時間とモータの回転軸の回転数との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、モータ駆動開始時からの経過時間とハウジングに発生する回転方向の加速度との関係を示すグラフである。
【図１１】（ａ）は、通常作業時のクラッチ機構の状態を示す図であり、（ｂ）は、先端工具に所定値以上の負荷がかかった場合のクラッチ機構の動作の様子を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態にかかるハンマドリルの制御部のコントローラによるモータの駆動制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の第１の実施の形態による電動工具の一例であるハンマドリル１について、図１乃至図１１を参照しながら説明する。ハンマドリル１は、被加工材（例えば、コンクリート、鉄鋼、木材等）に穿孔穴を形成したり、打撃力を加えることによって破砕したりするための電動式の電動工具である。ハンマドリル１は、動作モードとして、先端工具Ｐが回転し被加工材に穿孔し、且つ、被加工材を打撃する「回転・打撃モード」と、先端工具Ｐが被加工材を打撃する「打撃モード」とを備えている。
【００２９】
以下の説明においては、図１に示されている「上」を上方向、「下」を下方向、「前」を前方向、「後」を後方向と定義する。また、ハンマドリル１を後から見た場合の「右」を右方向、「左」を左方向と定義する。本明細書において寸法、数値等について言及した場合には、当該寸法及び数値等と完全に一致する寸法及び数値だけでなく、略一致する寸法及び数値等（例えば、製造誤差の範囲内である場合）を含むものとする。「同一」、「直交」、「平行」、「一致」、「面一」、「一定」等についても同様に「略同一」、「略直交」、「略平行」、「略一致」、「略面一」、「略一定」等を含むものとする。
【００３０】
図１に示されているように、ハンマドリル１は、ハウジング２と、モータ３と、インバータ回路基板部４と、制御部５と、動力伝達部６と、出力部７と、加速度センサ８と、動作モード切替部９とを主に有している。
【００３１】
図１に示されているように、ハウジング２は、モータハウジング２１と、ギヤハウジング２２と、バックカバー２３と、電池パックＱを着脱可能なハンドルハウジング２４と、加速度センサ支持部２５とを有している。ハウジング２は、本発明における「ハウジング」の一例である。
【００３２】
モータハウジング２１は、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、モータ３と、インバータ回路基板部４とを収容している。
【００３３】
モータ３は、ＤＣブラシレスモータであり、回転軸３１、ロータ３２、ステータ３３及びファン３４を有している。モータ３は、本発明における「モータ」の一例である。
【００３４】
回転軸３１は、上下方向に延び、ハウジング２に複数のベアリングを介して回転可能に支承されている。回転軸３１の上端部には、回転軸３１と一体に回転するピニオン３１Ａが固定されている。ピニオン３１Ａには、ギヤ歯が形成されている。回転軸３１は、本発明における「回転軸」の一例である。
【００３５】
ロータ３２は、図示せぬ永久磁石を有する回転子であり、回転軸３１と一体回転可能に回転軸３１に設けられている。
【００３６】
ステータ３３は、ステータ巻線３３Ａ（図８）を有する固定子である。ステータ３３は、モータハウジング２１の内周面に固定されている。また、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を有している。
【００３７】
ファン３４は、ピニオン３１Ａの下方において、回転軸３１と一体回転可能に回転軸３１に固定されている。ファン３４の下部には、磁石３４Ａが固定されている。
【００３８】
インバータ回路基板部４は、モータ３のステータ３３の上方に設けられている。インバータ回路基板部４は、基板４０を有している。基板４０には、電池パックＱの電力をモータ３に供給するとともにモータ３の回転を制御するためのスイッチング回路４１、ファン３４の磁石３４Ａの磁場を検出可能な磁気センサ部４２等が実装されている（図８参照）。
【００３９】
ギヤハウジング２２は、金属製であり、モータハウジング２１の上部に接続されており、前後方向に延びている。ギヤハウジング２２は、その内部に、動力伝達部６と、出力部７と、動作モード切替部９の一部とを収容している。また、ギヤハウジング２２には、作業者が把持するサイドハンドル２Ａが取付けられている。
【００４０】
動力伝達部６は、モータ３と出力部７との間に介在している。動力伝達部６は、動力伝達部６は、動力変換機構６１と、上下方向に延びる略円柱状をなし上端部にベベルギヤが形成された回転力伝達機構６２とを有しており、モータ３の回転軸３１の回転運動を前後方向への往復動に変換し出力部７が先端工具Ｐを打撃することで先端工具Ｐに前後方向への打撃力を生じさせることが可能、且つ、回転軸３１の回転運動を出力部７に伝達することにより、先端工具Ｐに軸線Ａを中心とする回転方向に回転力を生じさせることが可能に構成されている。また、動力伝達部６は、動力伝達状態を切替えることで先端工具Ｐの駆動状態を変更可能に構成されている。具体的には、動力伝達部６は、先端工具Ｐに打撃力が伝達される一方回転力は伝達されない「打撃モード」と、先端工具Ｐに打撃力及び回転力が伝達される「回転・打撃モード」との間で動力伝達状態を切替可能に構成されている。なお、先端工具に打撃力が伝達される一方回転力は伝達されない「打撃モード」と、先端工具に回転力が伝達される一方打撃力は伝達されない「回転モード」との間で動力伝達状態を切替可能に構成されていても良い。なお、以下の説明においては、「軸線Ａを中心とする回転方向」のことを単に「回転方向」と呼ぶ。また、図３に示されているように、回転力伝達機構６２には、その外周面から径方向内方に略矩形状に窪み上下方向に延びる溝が形成されている。動力伝達部６は、本発明における「動力伝達部」の一例である。前後方向は、本発明における「第１方向」の一例であり、回転方向は、本発明における「第１方向と交差する第２方向」の一例である。打撃モードは、本発明における「第１動力伝達状態」の一例であり、回転打撃モードは、本発明における「第２動力伝達状態」の一例である。
【００４１】
また、図１乃至図３に示されているように、動力伝達部６は、クラッチ機構６３を有している。クラッチ機構６３は、モータ３と出力部７との間に介在している。詳細には、クラッチ機構６３は、回転力伝達機構６２に設けられている。言い換えると、クラッチ機構６３は、モータ３の回転軸の回転力の伝達経路上に設けられている。クラッチ機構６３は、モータ３の駆動力を出力部７に伝達可能であり、且つ、モータ３の駆動力の出力部７への伝達を遮断可能に構成されている。クラッチ機構６３は、本発明における「クラッチ機構」の一例である。
【００４２】
図３に示されているように、クラッチ機構６３は、外輪部６３Ａと、内輪部６３Ｂと、複数のスプリング６３Ｃと、複数のボール６３Ｄと、キー部材６３Ｅとを有している。
【００４３】
外輪部６３Ａは、上下方向に延びる略円筒形状をなし、その外周には、モータ３の回転軸３１に設けられたピニオン３１Ａのギヤ歯と噛合するギヤ歯が形成されている。外輪部６３Ａは、複数の係合部６３Ｆを有している。
【００４４】
複数の係合部６３Ｆは、外輪部６３Ａの周方向において、略３６度おきに設けられている。つまり、本実施の形態においては、係合部６３Ｆは、１０個設けられている。複数の係合部６３Ｆのそれぞれには、外輪部６３Ａの回転方向（図３の矢印Ｂ方向）の下流側から上流側へ進むにつれて外輪部６３Ａの径方向外方へ窪む面が規定されている。また、各係合部６３Ｆの矢印Ｂ方向における上流側端部には、外輪部６３Ａの内周から径方向内方に突出する突起が設けられている。各係合部６３Ｆの突起は、各ボール６３Ｄと係合可能に構成されている。
【００４５】
内輪部６３Ｂは、その中央に穴が形成された略円板状に形成され、外輪部６３Ａの径方向内方に位置している。内輪部６３Ｂには、その周方向において、略３６度おきに、平面視において放射状に延びるように複数の溝６３ａが形成されている。つまり、本実施の形態においては、溝６３ａは、３６度おきに１０箇所に形成されている。各溝６３ａには、一組のスプリング６３Ｃ及びボール６３Ｄが配置されている。内輪部６３Ｂは、円筒部６３Ｇを有している。なお、溝６３ａに代えて、貫通孔としてもよい。
【００４６】
円筒部６３Ｇは、上下方向に延びる略円筒形状に形成されている。円筒部６３Ｇには、回転力伝達機構６２の外径と同径の挿通孔６３ｂが上下方向に延びるように形成されている。また、円筒部６３Ｇには、その内周面から径方向外方に略矩形状に窪み上下方向に延びる溝が形成されている。
【００４７】
キー部材６３Ｅは、上下方向に延びる角柱状に形成された部材である。本実施の形態においては、円筒部６３Ｇに形成された溝と回転力伝達機構６２に形成された溝とによって規定された空間にキー部材６３Ｅが配置されることにより、内輪部６３Ｂは、回転力伝達機構６２に対して相対回転不能に構成されている。言い換えると、内輪部６３Ｂと回転力伝達機構６２とは、一体に回転可能である。
【００４８】
複数のスプリング６３Ｃのそれぞれは、平面視において放射状に延びるように、内輪部６３Ｂの複数の溝６３ａのそれぞれに配置されている。つまり、本実施の形態においては、スプリング６３Ｃは、１０個設けられている。また、各スプリング６３Ｃは、内輪部６３Ｂの周方向に移動不能である。各スプリング６３Ｃの内輪部６３Ｂの径方向内方に位置する端部は、円筒部６３Ｇの外周面と着座している。
【００４９】
複数のボール６３Ｄのそれぞれは、内輪部６３Ｂの複数の溝６３ａのそれぞれに配置されている。つまり、本実施の形態においては、複数のボール６３Ｄは、１０個設けられている。また、各ボール６３Ｄは、内輪部６３Ｂに対して内輪部６３Ｂの周方向に移動不能である。各ボール６３Ｄは、各スプリング６３Ｃの径方向外方の端部と当接している。本実施の形態においては、各ボール６３Ｄが各スプリング６３Ｃから径方向外方へ向かう付勢力を受けることにより、各ボール６３Ｄが外輪部６３Ａの各係合部６３Ｆの突起と係合している状態が保持されるように構成されている。
【００５０】
また、クラッチ機構６３が作動するのに十分な負荷トルク（先端工具Ｐに係る負荷トルク、又は、先端工具Ｐを介してモータ３にかかる負荷トルク）がかかった場合に、クラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断するのにかかる時間は、クラッチ機構６３の特性に基づいて定められ、本実施の形態においては５０〜７０[ｍｓ]である（図１０参照）。なお、本明細書中において「クラッチ機構が作動する」とは、「クラッチ機構が駆動力（又は回転力）の伝達を遮断するように動作する」と同義である。
【００５１】
図１に示されているように、出力部７は、ギヤハウジング２２内において回転力伝達機構６２の上方に配置され、モータ３によって駆動される。出力部７は、打撃子７１とシリンダ７２と、先端工具Ｐを着脱可能な装着部７３とを有している。
【００５２】
打撃子７１は、動力変換機構６１により往復動可能に構成されている。具体的には、打撃子７１の前端は、装着部７３に装着される先端工具Ｐの後端に当接可能に構成され、打撃子７１が前後方向に往復動することに伴い、先端工具Ｐに打撃力が伝達される。
【００５３】
シリンダ７２は、回転力伝達機構６２を介してモータ３の回転力を受けることによって軸線Ａを中心に（回転方向に）回転可能に構成されている。また、シリンダ７２が回転することによって装着部７３が回転し、装着部７３に装着された先端工具Ｐが軸線Ａを中心に（回転方向に）回転可能に構成されている。
【００５４】
図１及び図４に示されているように、動作モード切替部９は、ギヤハウジング２２の後部の上部に位置し、動力伝達部６の動力伝達状態を機械的に切替可能に構成されている。より詳細には、動作モード切替部９は、回転力伝達機構６２を介して回転運動を出力部７に伝達する状態と、回転力伝達機構６２を介した回転運動の出力部７への伝達を遮断する状態とを切替えることにより、打撃モードと回転・打撃モードとを切替可能に構成されている。また、本実施の形態においては、作業時における、動力変換機構６１を介した先端工具Ｐへの打撃力の伝達は、遮断不能に構成されている。図１に示されているように、動作モード切替部９は、操作部９１と、スリーブ９２とを有している。動作モード切替部９は、本発明における「切替操作部」の一例である。
【００５５】
操作部９１は、動作モードを切替える際に作業者が操作する部分であり、図４に示されているように、上面視略円形状をなしている。操作部９１は、図４の時計回り方向及び反時計回り方向に、回転操作可能に構成されている。
【００５６】
図１に示されているように、スリーブ９２は、前後方向に延びる略円筒形状をなしている。スリーブ９２の前端部には、回転力伝達機構６２のベベルギヤと噛合可能なベベルギヤが形成されている。スリーブ９２の内径は、シリンダ７２の外径よりも僅かに大きく構成されている。スリーブ９２には、シリンダ７２が挿通されている。スリーブ９２は、操作部９１に対する操作（操作部９１の図４の時計回り方向の回転、又は、反時計回り方向の回転）に応じ、シリンダ７２に対して前後方向に相対移動可能に構成されている。また、スリーブ９２は、シリンダ７２と一体回転可能に構成されている。
【００５７】
バックカバー２３は、上下方向に延び、モータハウジング２１及びギヤハウジング２２の後部を覆うように配置されている。バックカバー２３には、被挿通部２３Ａ及び接続部２３Ｂが設けられている。また、バックカバー２３の下部は、加速度センサ８を覆っている。
【００５８】
被挿通部２３Ａは、バックカバー２３の下部において後方に突出している。被挿通部２３Ａには、左右方向に貫通する貫通孔が形成されている。
【００５９】
接続部２３Ｂは、バックカバー２３の上端部において、前後方向に延びている。
【００６０】
また、バックカバー２３内には、制御部５が固定されている。制御部５は、ハンマドリル１の各種制御を行うように構成されている。制御部５は、平板状の基板５１を有しており、当該基板にハンマドリル１を制御する各種回路等が実装されている（図８参照）。
【００６１】
図１に示されているように、ハンドルハウジング２４は、側面視略コ字状をなしており、バックカバー２３の後方に位置している。ハンドルハウジング２４は、把持部２４Ａ、第１接続部２４Ｂ及び第２接続部２４Ｃを有している。
【００６２】
把持部２４Ａは、作業時に作業者によって把持される部分であり、上下方向に延びている。把持部２４Ａの前部上部には、モータ３の始動及び停止を制御するための手動操作可能なトリガ２４Ｄが設けられている。なお、把持部２４Ａの内部には、制御部５に接続されている図示せぬスイッチ機構が設けられている。スイッチ機構は、トリガ２４Ｄが引操作すなわち始動操作された場合（例えば、作業者の指によってハンドルハウジング２４内に向けて押込まれた場合）、モータ３を始動するための工具始動信号を制御部５に出力し、トリガ２４Ｄに対する引操作が解除、すなわち、停止操作された場合（例えば、作業者がトリガ２４Ｄから指を離して引操作を解除した場合）工具始動信号の出力を停止するように構成されている。
【００６３】
第１接続部２４Ｂは、把持部２４Ａの下端部から前方に延出している。第１接続部２４Ｂの前部の内部には、左右方向に延びるシャフト２４Ｅが設けられている。シャフト２４Ｅは、被挿通部２３Ａの貫通孔に挿通されている。ハンドルハウジング２４は、シャフト２４Ｅを支点として回動可能に構成されている。また、第１接続部２４Ｂの下部には、電池パックＱを装着可能な電池装着部２４Ｆが設けられている。ハンマドリル１は、電池装着部２４Ｆに装着された電池パックＱからの電力供給によって駆動可能に構成されている。
【００６４】
第２接続部２４Ｃは、把持部２４Ａの上端部から前方に延出している。第２接続部２４Ｃには、図示せぬ弾性体を有する振動低減機構２Ｂが設けられ、第２接続部２４Ｃは、振動低減機構２Ｂを介してバックカバー２３の接続部２３Ｂと接続されている。出力部７に前後方向の振動が発生した場合においても、ハンドルハウジング２４がシャフト２４Ｅを中心に回動し、振動低減機構２Ｂの図示せぬ弾性体が伸縮されることにより前後方向の振動が吸収され、把持部２４Ａを把持する作業者に前後方向の振動が伝わることが抑制される。
【００６５】
加速度センサ支持部２５は、モータハウジング２１の後壁部の下部に設けられ、加速度センサ８を支持している。図６及び図７に示されているように、加速度センサ支持部２５は、左右対称に構成されている。図５乃至図７に示されているように、加速度センサ支持部２５は、収容壁部２５１と、弾性体２５２と、ネジを有する押圧部２５３とを有している。
【００６６】
図６に示されているように、収容壁部２５１は、後面視において略Ｕ字状をなし、図５に示されているように、モータハウジング２１の後壁部から後方に突出している。
【００６７】
図５に示されているように、弾性体２５２は、収容壁部２５１内に収容されている。弾性体２５２のバネ定数は、収容壁部２５１の左右側壁よりも小さく構成されている。
【００６８】
加速度センサ８は、加速度センサ支持部２５の収容壁部２５１内に配置され、ハウジング２の複数の方向におけるそれぞれの加速度を検出可能に構成されている。図１に示されているように、加速度センサ８は、導線８Ａを介して制御部５と電気的に接続されており、検出したハウジング２の加速度の方向及び大きさに応じた加速度信号を制御部５に出力可能に構成されている。本実施の形態において、加速度センサ８は、少なくともハウジング２の前後方向及び回転方向（左右方向）の加速度を独立して検出可能に構成されている。また、加速度センサ８は、先端工具Ｐの軸線Ａから離間した位置に位置している。より詳細には、加速度センサ８は、上下方向における位置が電池パックＱと重なるように設けられている。これにより、ハウジング２に生じる回転方向（左右方向）の加速度を適切に検出することが可能となる。加速度センサ８は、基板８１と、ケース８２とを有している。加速度センサ８は、本発明における「検出部」の一例である。
【００６９】
ケース８２は、樹脂製であり、図５に示されているように、前後対称、図６に示されているように、左右対称に構成されている。基板８１は、ケース８２内に配置されている。基板８１は、上下方向及び左右方向に延びる平板状をなしている。基板８１の後面には、ハウジング２の加速度を検出するための各種素子が実装されている。
【００７０】
図５に示されているように、ケース８２は、その前後側面が弾性体２５２と当接した状態で、押圧部２５３によってハウジング２に固定されている。また、図６に示されているように、ケース８２の左右側面は、収容壁部２５１の左右側壁と直接当接している。
【００７１】
ここで、弾性体２５２のバネ定数が収容壁部２５１の左右側壁よりも小さく構成されているため、加速度センサ８は、加速度センサ８のハウジング２に対する前後方向の移動許容量が加速度センサ８のハウジング２に対する回転方向の移動許容量よりも大きくなるように加速度センサ支持部２５に支持されている。これにより、先端工具Ｐの打撃方向におけるハウジング２の振動を検知してしまうことを抑制しつつ適切に回転方向におけるハウジング２の加速度を検出することが可能となる。
【００７２】
次に、図８を参照しながら、ハンマドリル１、電池パックＱの電気的構成について説明する。
【００７３】
図８に示されているように、電池パックＱは、モータ３、制御部５等の電源となる複数の電池を収容している。
【００７４】
電池パックＱは、プラス端子及びマイナス端子を有している。電池パックＱがハンドルハウジング２４の電池装着部２４Ｆに装着されると、電池パックＱのプラス端子及びマイナス端子は、それぞれハンマドリル１本体側の所定の端子に接続され、電池パックＱの電圧が当該所定の端子間に印加されるように構成されている。
【００７５】
スイッチング回路４１は、電池パックＱの電力をモータ３に供給するとともにモータ３の回転を制御するためのインバータ回路であり、電池パックＱとモータとの間に接続されている。スイッチング回路４１を構成する６個のスイッチング部材は、３相ブリッジ形式に接続されており、各ゲートは制御部５に接続され、各ドレイン又は各ソースは、モータ３のステータ巻線３３ＡのコイルＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。６個のスイッチング部材は、制御部５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スイッチング動作を行う。
【００７６】
磁気センサ部４２は、３個の磁気センサを有している。３個の磁気センサは、例えばホール素子である。３個の磁気センサのそれぞれは、ファン３４に固定された磁石３４Ａの磁場を検出可能に構成されている。また、磁石３４Ａの磁場を検出した場合、３個の磁気センサのそれぞれは、制御部５に信号を出力する。磁気センサ部４２は、本発明における「検出部」の一例である。
【００７７】
加速度センサ８は、加速度検出回路８０を有している。加速度検出回路８０は、検出されたハウジング２の前後方向及び回転方向の加速度の値（大きさ）を示す信号（加速度信号）を制御部５に出力する回路である。
【００７８】
制御部５の基板５１には、コントローラ５１Ａ、制御信号出力回路５１Ｂ、回転子位置検出回路５１Ｃ、温度検出回路５１Ｄ、電池電圧検出回路５１Ｅ、電流検出回路５１Ｆ、降圧回路５１Ｇ、制御系電源回路５１Ｈ、通信回路５１Ｉ、電池温度検出回路５１Ｊ及び過放電検出回路５１Ｋが搭載されている。
【００７９】
コントローラ５１Ａは、モータ３の制御に用いる処理プログラム及び各種データに基づいて演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）を有する図示せぬ演算部と、当該処理プログラム、各種データ、各種閾値等を記憶するための図示せぬＲＯＭと、データを一時記憶するための図示せぬＲＡＭを有する制御部とを備えている。コントローラ５１Ａは、処理プログラムに従って、モータ３の制御を行う。
【００８０】
また、コントローラ５１Ａは、モータ３に対する基本的な制御として回転駆動制御を行う。回転駆動制御は、モータ３のロータ３２を所定の回転方向に回転駆動させる制御であり、制御信号出力回路５１Ｂに制御信号を出力することで行う。より詳細には、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力された回転位置信号に基づいて、スイッチング部材のうちの導通させるスイッチング部材を交互に切り換えるための制御信号を形成し、当該制御信号を制御信号出力回路５１Ｂに出力する。当該回転駆動制御において、コントローラ５１Ａは、スイッチング部材を駆動するための制御信号をパルス幅変調信号（ＰＷＭ）信号として出力する。コントローラ５１Ａは、本発明における「制御部」の一例である。
【００８１】
また、本実施の形態においては、モータ３の回転軸３１の単位時間当たりの回転数[ｒｐｍ]（以下の説明においては、単に「回転数」と呼ぶ。）が各動作モードに応じた目標回転数となるようにフィードバック制御を行いながら回転駆動制御を行う。より詳細には、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力される回転位置信号に基づいて回転軸３１の回転数を算出し、算出した回転数と目標回転数とを比較し、当該比較結果に基づいて、回転軸３１の回転数が目標回転数となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を変更する処理を高速で繰り返し実行することによって、定回転数制御を行う。
【００８２】
また、本実施の形態においては、モータ３の回転軸３１の回転数は、トリガ２４Ｄの押圧量によらない。モータ３の回転軸３１の回転数がトリガ２４Ｄの押圧量によらずに制御部５によって制御されるため、好適に動作モードに応じた作業を行うことが可能となる。
【００８３】
制御信号出力回路５１Ｂは、６個のスイッチング部材のそれぞれのゲート及びコントローラ５１Ａに接続されている。制御信号出力回路５１Ｂは、コントローラ５１Ａから出力された制御信号に基づいて６個のスイッチング部材の各ゲートに駆動信号を出力する回路である。
【００８４】
回転子位置検出回路５１Ｃは、磁気センサ部４２から出力された信号に基づいてロータ３２の回転位置を検出し、検出した回転位置を示す信号（回転位置信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。本実施の形態においては、回転軸３１と一体に回転するファン３４に取付けられた磁石３４Ａの磁場を検出することで回転軸３１の回転位置を検出するように構成されているが、回転軸３１の回転位置を直接検出するように構成されていても良い。
【００８５】
温度検出回路５１Ｄは、スイッチング回路４１の温度検出のための回路であり、スイッチング回路４１の近傍に設けられた図示せぬサーミスタ等の感温素子を含んで構成されている。温度検出回路５１Ｄは、検出した温度の値を示す信号（回路温度信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。
【００８６】
電池電圧検出回路５１Ｅは、電池パックＱの電池電圧を検出し、検出した電圧の値を示す信号（電池電圧信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。
【００８７】
電流検出回路５１Ｆは、スイッチング回路４１と、電池パックＱとの間に設けられたシャント抵抗５０の電圧降下値を用いて、モータ３に流れる電流（モータ電流）を検出し、検出したモータ電流の値を示す信号（電流値信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。
【００８８】
降圧回路５１Ｇは、電池パックＱの電池から入力された電圧（例えば１４．４Ｖ）を降圧（例えば５Ｖ）して制御系電源回路５１Ｈに出力する回路である。
【００８９】
制御系電源回路５１Ｈは、コントローラ５１Ａに電源電圧を供給するための定電圧回路である。制御系電源回路５１Ｈは、降圧回路５１Ｇから入力された電圧（降圧後の電圧）を安定化してコントローラ５１Ａに供給する。
【００９０】
通信回路５１Ｉは、電池識別情報や工具識別情報をコントローラ５１Ａと電池パックＱ内に設けられるマイコンとの間で入出力する回路である。
【００９１】
電池温度検出回路５１Ｊは、電池パックＱの電池の温度を検出し、検出した温度の値を示す信号（電池温度信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。
【００９２】
過放電検出回路５１Ｋは、電池パックＱの過放電を検出可能であり、過放電を検出した場合には、過放電を示す信号をコントローラ５１Ａに出力する回路である。
【００９３】
次に、図１及び図４を参照しながら、ハンマドリル１の動作モード切替作業について、説明する。本実施の形態においては、図４に示されているように、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略後方を向いているときには回転打撃モードが選択された状態となる。一方で、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略前方を向いているときには打撃モードが選択された状態となる。
【００９４】
具体的には、図４に示されているように、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略後方を向いている場合には、図１に示されているスリーブ９２がシリンダ７２に対して前方に移動し、スリーブ９２のベベルギヤが回転力伝達機構６２のベベルギヤと噛合することにより、回転力伝達機構６２を介して出力部７（打撃子７１）を回転運動させ先端工具Ｐに回転力を伝達可能な状態となる。本実施の形態においては、これと同時に、動力変換機構６１を介して出力部７（打撃子７１）を往復動させ先端工具Ｐへ打撃力を伝達可能である。つまり、打撃力及び回転力を先端工具Ｐに伝達可能な回転打撃モードとなる。
【００９５】
また、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略前方を向いている場合には、スリーブ９２がシリンダ７２に対して後方に移動し、スリーブ９２のベベルギヤと回転力伝達機構６２のベベルギヤとの噛合が解除されることにより回転力伝達機構６２を介した出力部７（シリンダ７２）への回転力の伝達が遮断される。このときに、動力変換機構６１を介して出力部７を往復動させ先端工具Ｐへ打撃力のみが伝達可能な打撃モードとなる。
【００９６】
次に、図９に示すフローチャートに沿って、制御部５のコントローラ５１Ａによるモータ３の駆動制御について、詳細に説明する。なお、図１０に示すグラフを適宜参照する。
【００９７】
作業者が、電池パックＱをハンドルハウジング２４の電池装着部２４Ｆに装着すると、コントローラ５１Ａ（制御部５）に電力が供給され、これを契機に図９のフローチャートに示される処理が開始される。
【００９８】
ステップＳ１０１において、コントローラ５１Ａは、トリガ２４Ｄに対して引操作が行われているか否かを判断する。当該判断は、図示せぬスイッチ機構から工具始動信号が出力されているか否かで判断する。
【００９９】
ステップＳ１０１において、トリガ２４Ｄに対して引操作が行われていないと判断した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０１の判断処理を繰り返し行う。なお、作業開始時（トリガ２４Ｄに引操作を行った直後）においては、モータ３は駆動していないため、ステップＳ１０７の処理は、実行されない。一方、ステップＳ１０１において、トリガ２４Ｄに対して引操作が行われていると判断した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０２でモータの駆動制御（定速度制御）を開始する。
【０１００】
具体的には、ステップＳ１０２において、制御部５の制御信号出力回路５１Ｂは、コントローラ５１Ａから出力された信号に基づいてスイッチング回路４１の各スイッチング部材の各ゲートに駆動信号を出力する。スイッチング部材は、制御信号出力回路５１Ｂから出力される駆動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スイッチング動作を開始する。これによりモータ３が駆動し、モータ３の駆動力は動力伝達部６を介して出力部に伝達され、作業者が選択した動作モードに応じて先端工具Ｐが回転・打撃を開始する。
【０１０１】
次に、コントローラ５１Ａは、モータ３の駆動開始時からの経過時間が「所定時間」を超えたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。本実施の形態においては、当該所定時間は、９０[ｍｓ]である（図１０のグラフにおいて、時間Ｔ[ｍｓ]で示される）。本実施の形態において、９０[ｍｓ]は、作業者がハンマドリル１を被加工部材に押し付ける時間等を考慮して決定され、所定のトルクがかかった場合において、クラッチ機構６３がモータ３の回転力を遮断する（作動する）のに十分な時間である。所定時間は、本発明における「所定時間」の一例である。なお、本実施の形態において、所定時間は９０ｍｓであったが、クラッチ機構等の特性に基づいて５０ｍｓ〜２００ｍｓ（５０ｍｓ以上２００ｍｓ未満）の間で定められていてもよい。
【０１０２】
ステップＳ１０３において、モータ３の駆動開始時から９０[ｍｓ]経過していないと判断する場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、コントローラ５１Ａは、トリガ２４Ｄに引操作が行われているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。当該判断は、上述のステップＳ１０１と同様に、図示せぬスイッチ機構から工具始動信号が出力されているか否かで判断する。
【０１０３】
ステップＳ１０４において、トリガ２４Ｄに引操作が行われていると判断する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０３の判断処理を繰り返し行う。一方、ステップＳ１０４において、トリガ２４Ｄに引操作が行われていないと判断する場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０７において、モータ３の駆動を停止させる。以降、コントローラ５１Ａは、モータ３の駆動開始から９０[ｍｓ]を経過するまでは、トリガ２４Ｄに引操作がされている限り、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰り返し実行する。つまり、本実施の形態においては、モータ３の駆動開始から９０[ｍｓ]経過するまでの間において、トリガ２４Ｄに引操作がされている限りは、モータ３を停止させる制御（振り回し防止制御）を行わない。ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰り返し実行する制御は、本発明における「第２制御」の一例である。
【０１０４】
ステップＳ１０３において、モータ３の駆動開始時から９０[ｍｓ]を経過していると判断する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力される回転位置信号に基づいて算出されるモータ３の回転軸３１の回転数と、「第１閾値」とを比較する（ステップＳ１０５）。本実施の形態において、第１閾値は、５０００[ｒｐｍ]であり、図１０（ａ）において、Ｘ[ｒｐｍ]で示されている。第１閾値は、本発明における「第１閾値」の一例である。
【０１０５】
ステップＳ１０５において、回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも大きいと判断する場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、コントローラ５１Ａは、モータ３の定速度制御を継続し、以降、モータ３が停止するまでは、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理を繰り返し実行する。ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理を繰り返し実行する制御は、本発明における「第１制御」の一例である。
【０１０６】
ステップＳ１０５において、回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも小さいと判断する場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、コントローラ５１Ａは、キックバックが発生していると判断し、モータを停止する（ステップＳ１０７）。「回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも小さい」ことは、本発明における「第１条件」の一例である。
【０１０７】
次に、本実施形態にかかるハンマドリル１の効果について、図１０（ａ）及び図１１を参照しながら、詳細に説明する。なお、図１０中の（ｉ）は、キックバックが発生しない場合における回転軸３１の回転数及びハウジング２に発生する回転方向の加速度とモータ３の駆動開始時からの経過時間との関係を示している。また、（ｉｉ）は、モータ３の駆動開始時にキックバックが発生した場合において、ハンマドリル１本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工部材への押し付けが十分である場合における回転軸３１の回転数及びハウジング２に発生する回転方向の加速度とモータ３の駆動開始時からの経過時間との関係を示している。（ｉｉｉ）は、モータ３の駆動開始時にキックバックが発生した場合において、ハンマドリル１本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工部材への押し付けが不十分である場合における回転軸３１の回転数及びハウジング２に発生する回転方向の加速度とモータ３の駆動開始時からの経過時間との関係を示している。
【０１０８】
図１０（ａ）の実線（ｉ）に示されているように、キックバックが発生しない場合には、モータ３の回転軸３１の回転数は、目標回転数（本実施の形態においては、２００００[ｒｐｍ]）まで直線的に増加する。詳細には、図１１（ａ）に示されているように、モータ３の回転軸３１に設けられたピニオン３１Ａと噛合するクラッチ機構６３の外輪部６３Ａが矢印Ｂ方向に回転することに伴い、複数の係合部６３Ｆと複数のボール６３Ｄとの係合を介して、クラッチ機構６３と回転力伝達機構６２とが一体に回転し、回転力が伝達される。
【０１０９】
一方で、モータ３の駆動開始時において、キックバックが発生した場合、つまり、先端工具Ｐ（出力部７）に所定値以上の負荷がかかった場合（言い換えると、前記モータ３に所定値以上の負荷がかかった場合）、図１１（ｂ）に示されているように、先端工具Ｐがロックされることに伴い、回転力伝達機構６２及び内輪部６３Ｂの回転が規制される。この状態において、ハンマドリル１本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工部材への押し付けが十分でありクラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断することが可能な所定のトルクがクラッチ機構６３にかかる場合には、外輪部６３Ａの複数の係合部６３Ｆの突起部分が複数のボール６３Ｄを複数のスプリング６３Ｃの付勢力に抗して内輪部６３Ｂの径方向内方に押し込み、外輪部６３Ａは、内輪部６３Ｂに対して相対的に矢印Ｂ方向に回転する。つまり、クラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断する。本実施の形態においては、図１０（ｂ）の点線（ｉｉ）に示されているように、５０[ｍｓ]から７０[ｍｓ]の間でクラッチが作動し、モータ３の回転力の伝達を遮断するように構成されている。
【０１１０】
上述のように、本実施の形態においては、モータ３の駆動開始から９０[ｍｓ]経過するまでの間において、トリガ２４Ｄに引操作がされている限りは、モータ３を停止させる制御（振り回し防止制御）を行わない。これにより、負荷トルクの大きい作業を行っている際にキックバックが発生した場合に、ハンマドリル１本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工部材への押し付け力が充分でありクラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断可能な所定のトルクがクラッチ機構６３にかかる場合には、所定時間（９０[ｍｓ]）の間にクラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断することにより、モータ３を停止させることなく作業を継続することが可能となる。これにより、作業性を向上させることが可能となる。
【０１１１】
また、これに対して、キックバックが発生した場合において、つまり、先端工具Ｐ（出力部７）に所定値以上の負荷がかかった場合（言い換えると、前記モータ３に所定値以上の負荷がかかった場合）、ハンマドリル１本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工部材への押し付けが十分でなくクラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断可能な所定のトルクがクラッチ機構６３にかからない場合には、モータの駆動開始から９０[ｍｓ]を経過した後に、実際の回転軸３１の回転数と回転数閾値Ｘ[ｒｐｍ]（本実施の形態においては、５０００[ｒｐｍ]）とを比較する。そして、図１０（ａ）の（ｉｉｉ）に示されているように、実際の回転数が５０００［ｒｐｍ］よりも小さい場合には、キックバックが発生しているものと判断して、モータ３の駆動を停止させる。
【０１１２】
このように、本実施の形態においては、ハンマドリル１本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工材への押し付けが不十分であり、所定のトルクがクラッチ機構６３にかからない場合において、所定時間（９０[ｍｓ]）経過後に制御部の制御が第２制御（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４を繰り返す制御）から第１制御（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６を繰り返す制御）に切り替わり、モータ３の駆動を停止させることができる。これにより、作業性を向上させることが可能となる。
【０１１３】
また、本実施の形態において、コントローラ５１Ａは、９０[ｍｓ]経過後においては、回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]を下回るか否かによって、キックバックの発生を判別している。このように、先端工具Ｐに回転力が伝達される回転・打撃モードによる穴あけ作業時におけるキックバック発生時に大きく変化する回転軸３１の回転数（回転速度）に応じて回転軸３１の回転を停止させるため、先端工具に打撃力のみが伝達され穴あけ作業時と比較して回転軸３１の回転数の変化の小さい打撃モードによるハツリ（破砕）作業時において、作業者のハンマドリル１本体の振り回し動作等に起因する予期せぬモータ３の駆動停止が抑制され、作業性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
なお、本実施の形態においては、回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]を下回るか否かによってキックバックの発生を判別しているが、回転軸３１の回転数の減少率が回転数に関する所定の閾値を超えるか否かによってキックバックの発生を判別するように構成されていても良い。
【０１１５】
また、本実施の形態においては、回転軸３１の回転数に関して閾値Ｘ（５０００[ｒｐｍ]）を設定したが、回転方向の加速度に関する閾値（例えば、２[Ｇ]）を設定し、実際にハウジング２に発生する回転方向の加速度と当該閾値を比較して、実際の加速度が閾値を超えた場合にキックバックが発生したと判断するように構成されていても良い。
【０１１６】
次に、図１２を参照しながら、本発明の第２の実施の形態による電動工具の一例であるハンマドリルについて説明する。第２の実施の形態によるハンマドリルは、第１の実施の形態によるハンマドリル１と同一の構成を有しており、図１２のフローチャートに示されているように、モータ３の駆動制御方法のみが第１の実施の形態によるハンマドリル１と異なり、その他の点においては、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。したがって、以下の説明において、構成を言及する場合には、第１の実施の形態における参照符号と同一の参照符号を用いて説明を行う。なお、図１０に示すグラフを適宜参照する。
【０１１７】
以下、図１２に示すフローチャートに沿って、制御部５のコントローラ５１Ａによるモータ３の駆動制御について、詳細に説明する。なお、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４までの処理は、第１の実施の形態によるハンマドリル１におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０４までの処理と同様のため、説明を省略し、ステップＳ２０５以降の処理について主に説明する。なお、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４までの処理を繰り返す制御は、本発明における「第２制御」に相当する。
【０１１８】
ステップＳ２０５において、コントローラ５１Ａは、ハウジング２に発生している回転方向の加速度の大きさが「第２閾値」を超えるか否かを判断する。本実施の形態において、第２閾値は、２[Ｇ]であり、図１０（ｂ）において、Ｙ[Ｇ]で示されている。なお、前記第２閾値は、キックバックの発生を判別するために適切な範囲にあればよく、例えば、２[Ｇ]よりも大きい値や小さい値とすることも可能である。第２閾値は、本発明における「第２閾値」の一例である。
【０１１９】
ステップＳ２０５において、ハウジング２に発生している加速度の大きさが２[Ｇ]よりも小さいと判断する場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、コントローラ５１Ａは、モータ３の定速度制御を継続する。
【０１２０】
ステップＳ２０５において、ハウジング２に発生している加速度の大きさが２[Ｇ]よりも大きいと判断する場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、コントローラ５１Ａは、続けてステップＳ２０６の処理を実行する。「ハウジング２に発生している加速度の大きさが２[Ｇ]よりも大きい」ことは、本発明における「第２条件」の一例である。
【０１２１】
ステップＳ２０６において、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力される回転位置信号に基づいて算出されるモータ３の回転軸３１の回転数と、「第１閾値」とを比較する（ステップＳ２０６）。本実施の形態において、第１閾値は、５０００[ｒｐｍ]であり、図１０（ａ）において、Ｘ[ｒｐｍ]で示されている。第１閾値は、本発明における「第１閾値」の一例である。
【０１２２】
ステップＳ２０６において、回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも大きいと判断する場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、コントローラ５１Ａは、モータ３の定速度制御を継続し、以降、モータ３が停止するまでは、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理を繰り返し実行する。ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理を繰り返し実行する制御は、本発明における「第１制御」の一例である。
【０１２３】
ステップＳ２０６において、回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも小さいと判断する場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、コントローラ５１Ａは、キックバックが発生していると判断し、モータを停止する（ステップＳ２０８）。「回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも小さい」ことは、本発明における「第１条件」の一例である。
【０１２４】
上述のように、第２の実施の形態においては、コントローラ５１Ａは、第１制御（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理を繰り返す制御）開始時からモータ３の駆動停止時まで継続してハウジング２に発生する回転方向の加速度が「ハウジング２に発生している加速度の大きさが２[Ｇ]よりも大きい」か否かを判断する。キックバックの発生時には、一般に、ハウジングに発生する回転方向の加速度が増大するのに遅れてモータの回転軸の回転数が減少するところ、このような構成によれば、加速度の変化を第１制御開始時から常に監視するため、好適にキックバックを検出しモータ３を停止させることができる。これにより、作業性を向上させることが可能となる。ステップＳ２０５は、本発明における「第１処理」に相当する。
【０１２５】
また、コントローラ５１Ａは、ステップＳ２０５の実行を開始した後に、モータ３の駆動停止時まで継続して回転軸３１の回転数が「回転軸３１の回転数が５０００[ｒｐｍ]よりも小さい」か否かを判断する（ステップＳ２０６）。上述のように、キックバック発生時には、一般に、加速度が増大するのに遅れて回転数が減少するところ、このような構成によれば、ハウジング２に発生する回転方向の加速度に関する条件を満たすか否かを先に判断するため、制御部５の有するＲＡＭ等のデータ記憶領域を有効に活用することが可能となる。ステップＳ２０６は、本発明における「第２処理」に相当する。
【０１２６】
次に、本実施形態にかかるハンマドリルの効果について、図１０を参照しながら、説明する。
【０１２７】
上述のように、本実施の形態では、キックバックが発生した場合において、つまり、先端工具Ｐ（出力部７）に所定値以上の負荷がかかった場合（言い換えると、前記モータ３に所定値以上の負荷がかかった場合）、ハンマドリル本体を把持する作業者の先端工具Ｐの被加工部材への押し付けが十分でなくクラッチ機構６３がモータ３の回転力の伝達を遮断可能な所定のトルクがクラッチ機構６３にかからない場合には、モータの駆動開始から９０[ｍｓ]を経過した後に、実際にハウジング２に発生する回転方向の加速度と加速度閾値Ｙ[Ｇ]（本実施の形態においては、２[Ｇ]）とを比較する。図１０（ｂ）の（ｉｉｉ）に示されているように実際の加速度が２[Ｇ]よりも大きい場合には、実際の回転軸３１の回転数と回転数閾値Ｘ[ｒｐｍ]（本実施の形態においては、５０００[ｒｐｍ]）とを比較する。そして、図１０（ａ）の（ｉｉｉ）に示されているように、実際の回転数が５０００［ｒｐｍ］よりも小さい場合には、キックバックが発生しているものと判断して、モータ３の駆動を停止させる。
【０１２８】
このように、本実施の形態においては、回転軸３１の回転数に関する条件を満たすのと同時に、ハウジング２に発生する回転方向の加速度に関する条件を満たした場合にモータ３の駆動を停止させるように構成されているため、より精度よく、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータ３の駆動を停止させることができる。これにより、作業性を向上させることが可能となる。
【０１２９】
また、回転数と加速度のそれぞれの条件を満たしたかどうかを示す回転数フラグ及び加速度フラグを用いることで、回転数フラグ及び加速度フラグのいずれもに、所定の値（例えば「１」）がセットされた場合に、モータを停止させるように構成されていてもよい。
【０１３０】
本明細書においては、上記実施の形態を例に説明したが、本発明は上記実施の形態の各構成要素や各処理プロセスにおいて請求項に記載の範囲で種々の変更が可能であることは、当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【０１３１】
１…ハンマドリル  ２…ハウジング  ３…モータ  ４…インバータ回路基板部  ５…制御部  ６…動力伝達部  ７…出力部  ８…加速度センサ  ９…動作モード切替部
【図１】
2019150897.tif 000003
【図２】
2019150897.tif 000004
【図３】
2019150897.tif 000005
【図４】
2019150897.tif 000006
【図５】
2019150897.tif 000007
【図６】
2019150897.tif 000008
【図７】
2019150897.tif 000009
【図８】
2019150897.tif 000010
【図９】
2019150897.tif 000011
【図１０】
2019150897.tif 000012
【図１１】
2019150897.tif 000013
【図１２】
2019150897.tif 000014