(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモータと、
前記第１のモータの駆動源となる電池パックを装着可能な電池装着部と、
第２のモータを有するアタッチメントを装着可能なアタッチメント装着部と、
前記アタッチメント装着部に装着されたアタッチメントに、第２のモータの駆動電圧を供給する供給手段と、
前記第１のモータ及び前記第２のモータの駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電池電圧が所定電圧よりも高い場合は、前記電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を前記第２のモータ用の前記駆動電圧に変更する変更制御を行い、前記駆動電圧を前記第２のモータに供給し、前記電池電圧が前記所定電圧以下の場合は、前記変更制御を行わずに、前記電池電圧を前記第２のモータに供給することを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記電池装着部は、定格電圧の異なる複数種の電池パックを装着可能であり、
前記制御手段は、前記電池装着部に装着された電池パックを識別して、該電池パックの定格電圧を電池電圧として取得し、取得された前記電池電圧に基づき前記変更制御における変圧の程度を異ならせることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を検出する電圧検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された前記電池電圧に基づき前記変更制御における変圧の程度を異ならせることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項４】
前記電池装着部は、定格電圧の異なる複数種の電池パックを装着可能であることを特徴とする請求項３記載の電動工具。
【請求項５】
前記制御手段により前記電池パックの電池電圧を前記駆動電圧に変更するためのスイッチング素子を有する降圧手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電池電圧が前記所定電圧より高い場合は、前記降圧手段により前記電池電圧を前記所定電圧以下に降圧し、降圧された前記電池電圧を前記駆動電圧として、前記第２のモータに供給す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】
前記降圧手段は、前記電池電圧を前記所定電圧以下に降圧する降圧回路であることを特徴とする請求項６に記載の電動工具。
【請求項８】
前記制御手段は、前記スイッチング素子に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比を変更することにより、前記電池電圧の変更制御を行うことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項９】
前記第２のモータの電流値を検出する電流検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記電流値が所定電流値を超えると、前記第２のモータへの前記駆動電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第１のモータの駆動開始後、所定時間が経過した後に、前記第２のモータへの前記駆動電圧の供給を開始することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第１のモータの駆動停止後、所定時間が経過した後に、前記第２のモータへの前記駆動電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項１２】
第１のモータと、
前記第１のモータの駆動源となる電池パックを装着可能な電池装着部と、
第２のモータを有するアタッチメントを装着可能なアタッチメント装着部と、
前記アタッチメント装着部に装着されたアタッチメントに、第２のモータの駆動電圧を供給する供給手段と、
前記第１のモータ及び前記第２のモータの駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を前記第２のモータ用の前記駆動電圧に変更する変更制御を行い、前記駆動電圧を前記第２のモータに供給し、
前記アタッチメント装着部へのアタッチメントの装着の有無を判別する判別手段を更に備え、
前記制御手段は、前記判別手段により前記アタッチメントの装着が無いと判別された場合、前記第２のモータへの前記駆動電圧の供給を停止することを特徴とする電動工具。
【請求項１３】
前記アタッチメントは、吸引手段、集塵手段及びファンを有する集塵装置であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項１４】
前記電池パックは、リチウムイオン電池を有することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の電動工具。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の電動工具と、第２のモータを有し、前記電動工具の前記アタッチメント装着部に装着されるアタッチメントと、により構成されることを特徴とする電動工具とアタッチメントとの組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アタッチメントを装着可能な電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集塵用のアタッチメントを装着可能なハンマドリル等の電動工具が、広く使用されている。この種の電動工具では、工具本体内のモータの回転軸に、モータ冷却用のファンに加えて集塵用のファンが取り付けられ、モータの回転に伴い、２つのファンが同軸一体回転する。そして、集塵用のファンの回転により発生した風が工具本体からアタッチメントへ通過する際に、穿孔作業により発生した粉塵等がアタッチメント内に吸引される（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の電動工具では、モータの回転軸に２つのファンが設けられるとともに、工具本体側からアタッチメント内部に連通する風路を確保する必要があるため、工具本体が大型化するとともに、構成が複雑化してしまうという問題があった。また、作業時に負荷の増大によりモータの回転数が低下すると、集塵用のファンの回転数も低下するため、集塵効率が低下し、作業性が損なわれるといった問題もあった。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、工具本体の小型化が可能であり且つ良好な作業性が得られる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】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１のモータと、前記第１のモータの駆動源となる電池パックを装着可能な電池装着部と、第２のモータを有するアタッチメントを装着可能なアタッチメント装着部と、前記アタッチメント装着部に装着されたアタッチメントに、第２のモータの駆動電圧を供給する供給手段と、前記第１のモータ及び前記第２のモータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電池電圧が所定電圧よりも高い場合は、前記電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を前記第２のモータ用の前記駆動電圧に変更する変更制御を行い、前記駆動電圧を前記第２のモータに供給し、前記電池電圧が前記所定電圧以下の場合は、前記変更制御を行わずに、前記電池電圧を前記第２のモータに供給することを特徴とする電動工具を提供する。
上記課題を解決するために、本発明はさらに、第１のモータと、第１のモータの駆動源となる電池パックを装着可能な電池装着部と、第２のモータを有するアタッチメントを装着可能なアタッチメント装着部と、アタッチメント装着部に装着されたアタッチメントに、第２のモータの駆動電圧を供給する供給手段と、第１のモータ及び第２のモータの駆動を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を第２のモータ用の駆動電圧に変更し、駆動電圧を第２のモータに供給することを特徴とする電動工具を提供する。
【０００７】
かかる構成によれば、第１のモータ及び第２のモータが独立して設けられるので、第１のモータの動作状況にかかわらず第２のモータを駆動可能となる。したがって、負荷により第１のモータの回転速度が低下した場合も、所望の回転速度で第２のモータを駆動可能となり、作業性が向上される。また、電動工具本体には第１のモータのみが搭載され、第２のモータはアタッチメント側に搭載されるので、工具本体の小型化が実現される。更に、工具本体に装着された電池パックが、第１のモータ及び第２のモータの駆動源となるので、アタッチメント側には電池パックの装着が不要となり、アタッチメントの小型化も可能となる。また、電池パックの電池電圧を変更して第２のモータの駆動電圧が供給されるので、駆動電圧の異なるモータを工具本体及びアタッチメントにそれぞれ搭載可能となる。したがって、作業内容に応じたモータ及び電池パックを選択可能となるので、更なる作業性の向上が可能となる。更に、工具本体に設けられた制御手段が、電池電圧の変更制御を行うので、アタッチメント側には制御手段が不要となり、部品点数及びコストの削減が可能となる。
【０００８】
上記した電動工具において、電池装着部は、定格電圧の異なる複数種の電池パックを装着可能であり、制御手段は、電池装着部に装着された電池パックを識別して、該電池パックの定格電圧を電池電圧として取得し、取得された前記電池電圧に基づき前記変更制御における変圧の程度を異ならせることが好ましい。
【０００９】
かかる構成によれば、装着された電池パックの種別に応じて、第２のモータへの給電制御が変更されるので、複数種の電池パックを利用可能となり、利便性が向上される。
【００１０】
上記した電動工具は、電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を検出する電圧検出手段を更に備えても良い。この場合、制御手段は、電圧検出手段により検出された電池電圧に基づき前記変更制御における変圧の程度を異ならせることが好ましい。
【００１１】
かかる構成によれば、検出された電池電圧に応じて、第２のモータへの給電制御が変更されるので、電池の使用状況に応じた制御が可能となる。したがって、更なる作業性の向上が可能となる。
【００１２】
また、電池装着部は、定格電圧の異なる複数種の電池パックを装着可能であることが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、複数種の電池パックを利用可能となるので、利便性が向上される。
【００１４】
また、制御手段は、電池電圧が所定電圧以下の場合は、変更制御を行わずに、電池電圧を第２のモータに供給することが好ましい。
【００１５】
かかる構成によれば、電池電圧が所定電圧以下の場合には、電圧変更を行わないので、電圧変更に伴う電力消費を抑制可能となるとともに、作業性の低下を防止可能となる。
【００１６】
上記した電動工具は、供給手段と、電池パックとの間に設けられ、制御手段により電池パックの電池電圧を駆動電圧に変更するためのスイッチング素子を有する降圧手段を更に備えることが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、電池電圧を適切な電圧値に変更して、第２のモータへ給電可能となる。
【００１８】
上記した電動工具において、制御手段は、電池電圧が所定電圧より高い場合は、降圧手段により電池電圧を所定電圧以下に降圧し、降圧された電池電圧を駆動電圧として、第２のモータに供給することが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、電池電圧が所定電圧より高い場合は、適切な電圧値まで降圧して、第２のモータへ給電されるので、第２のモータの破損等の不具合の発生を防止可能となる。
【００２０】
また、降圧手段は、電池電圧を所定電圧以下に降圧する降圧回路であることが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、降圧回路により、電池電圧を適切な電圧値まで降圧して、第２のモータへ給電可能となるので、高電圧の印加による第２のモータの破損を防止可能となる。
【００２２】
また、制御手段は、スイッチング素子に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比を変更することにより、電池電圧の変更制御を行うことが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、デューティ比の変更により電圧平均値を降下させることが可能となるので、簡易な構成により電池電圧を適切な電圧値に降圧して、第２のモータに給電可能となる。
【００２４】
上記した電動工具は、第２のモータの電流値を検出する電流検出手段を更に備えても良い。この場合、制御手段は、電流値が所定電流値を超えると、第２のモータへの駆動電圧の供給を停止することが好ましい。
【００２５】
かかる構成によれば、第２のモータに大電流が流れることを防止可能となるので、第２のモータの破損を抑制し、アタッチメントの長寿命化が可能となる。
【００２６】
上記した電動工具において、制御手段は、第１のモータの駆動開始後、所定時間が経過した後に、第２のモータへの駆動電圧の供給を開始することが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、第１のモータの駆動開始から遅れて第２のモータの駆動が開始されるので、それぞれのモータの駆動開始時に起動電流が発生した場合も、起動電流の同時発生が抑制される。したがって、スイッチング素子等あの部品の破損を抑制可能となり、工具本体の長寿命化が可能となる。
【００２８】
また、制御手段は、第１のモータの駆動停止後、所定時間が経過した後に、第２のモータへの駆動電圧の供給を停止することが好ましい。
【００２９】
かかる構成によれば、第１のモータの駆動が停止されると、第２のモータの駆動も停止されるので、電池の消耗を抑制して省電力化が可能となる。
【００３０】
上記した電動工具は、アタッチメント装着部へのアタッチメントの装着の有無を判別する判別手段を更に備えても良い。この場合、制御手段は、判別手段によりアタッチメントの装着が無いと判別された場合、第２のモータへの駆動電圧の供給を停止することが好ましい。
【００３１】
かかる構成によれば、アタッチメントが装着された場合にのみ、給電動作を行うので、電池の消耗を抑制可能となる。また、第１のモータを駆動して工具本体による作業中に、アタッチメントが取り外された場合も、電池電圧の降圧動作を停止可能となるので、省電力化が可能となる。
【００３２】
上記した電動工具において、アタッチメントは、吸引手段、集塵手段及びファンを有する集塵装置であることが好ましい。
【００３３】
かかる構成によれば、アタッチメントを装着し、工具本体からの給電により第２のモータを駆動することにより、アタッチメント側のファンを回転させて、工具本体による作業で発生した粉塵等を吸引・集塵可能となる。また、上記したように、第１のモータの駆動停止後、所定時間が経過した後に、第２のモータへの駆動電圧の供給を停止させた場合、工具本体の作業により発生した粉塵等を確実に吸引可能となる。
【００３４】
また、電池パックは、リチウムイオン電池を有することが好ましい。
【００３５】
かかる構成によれば、充放電による電池電圧の変動幅が大きいリチウムイオン電池を使用する場合も、適切な電圧に変更して第２のモータに給電可能となるので、良好な作業性の確保が可能となる。
【００３６】
また、本発明は、上記した電動工具と、第２のモータを有し、電動工具のアタッチメント装着部に装着されるアタッチメントと、により構成されることを特徴とする電動工具とアタッチメントとの組合せを提供する。
また、上記課題を解決するために、本発明はさらに、第１のモータと、前記第１のモータの駆動源となる電池パックを装着可能な電池装着部と、第２のモータを有するアタッチメントを装着可能なアタッチメント装着部と、前記アタッチメント装着部に装着されたアタッチメントに、第２のモータの駆動電圧を供給する供給手段と、前記第１のモータ及び前記第２のモータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電池装着部に装着された電池パックの電池電圧を前記第２のモータ用の前記駆動電圧に変更する変更制御を行い、前記駆動電圧を前記第２のモータに供給し、前記アタッチメント装着部へのアタッチメントの装着の有無を判別する判別手段を更に備え、前記制御手段は、前記判別手段により前記アタッチメントの装着が無いと判別された場合、前記第２のモータへの前記駆動電圧の供給を停止することを特徴とする電動工具を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る電動工具及び電動工具とアタッチメントとの組合せによれば、工具本体の小型化が可能であり且つ良好な作業性の確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの外観を示す側面図である。（ａ）はハンマドリルを示し、（ｂ）は集塵アタッチメントを示す。
【図２】本発明の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの内部構成を示す側断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの電気的構成を示す回路図である。
【図４】第１の実施の形態に係るハンマドリルの動作を示すフローチャートである。
【図５】電池電圧が４２Ｖの場合に集塵モータに供給される電圧の時間変化を示す説明図である。
【図６】電池電圧が３６Ｖの場合に集塵モータに供給される電圧の時間変化を示す説明図である。
【図７】電池電圧が２４Ｖの場合に集塵モータに供給される電圧の時間変化を示す説明図である。
【図８】電池電圧が２１Ｖの場合に集塵モータに供給される電圧の時間変化を示す説明図である。
【図９】電池電圧が１８Ｖ以下の場合に集塵モータに供給される電圧の時間変化を示す説明図である。（ａ）は電池電圧が１８Ｖの場合を示し、（ｂ）は電池電圧が１５Ｖの場合を示す。
【図１０】第２の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの電気的構成を示す回路図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るハンマドリルの動作を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの電気的構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。ここでは、本発明を、集塵アタッチメントを装着可能なコードレスのハンマドリルに適用した場合を例に、説明を行う。尚、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。また、各実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、各実施の形態に記載されるすべての特徴やその組み合わせ等は、必ずしも本質的なものであるとは限らない。
【００４０】
まず、本発明の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの構成について、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に基づき説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの外観を示す側面図であり、図１（ａ）がハンマドリルを示し、図１（ｂ）が集塵アタッチメントを示す。図２は、本発明の実施の形態に係るハンマドリル及び集塵アタッチメントの内部構成を示す側断面図である。ハンマドリル１００は、電池パック２００及び集塵アタッチメント３００を装着可能であり、ドリル刃等の先端工具（不図示）を駆動して穿孔作業を行う工具である。図２は、ハンマドリル１００に電池パック２００及び集塵アタッチメント３００が装着された状態を示す。説明の便宜のため、図面において、図中に示す前を前方向、後を後方向、上を上方向、下を下方向と定義し、後方向から見て右を右方向、左を左方向と定義する。
【００４１】
ハンマドリル１００は、図２に示されるように、ハウジング１、工具モータ２、動力伝達機構４及び先端工具着脱機構５を備え、図示せぬ先端工具を先端工具着脱機構５に取り付けた状態で使用される。ハンマドリル１００は、動作モードとして、先端工具が回転及び打撃を行う回転打撃モードと、回転のみを行う回転モードと、打撃のみを行う打撃モードとを備えている。
【００４２】
ハウジング１は、ハンマドリル１００の外郭をなしており、モータハウジング１１と、ギヤハウジング１２と、ハンドルハウジング１５とから構成される。
【００４３】
モータハウジング１１は、例えば樹脂製であり、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、工具モータ２を内部に収容する。モータハウジング１１の側面には、冷却風を取り込むための吸気口１１ａと、取り込んだ冷却風を排出するための排気口１１ｂとが、それぞれ形成されている。また、モータハウジング１１には、集塵アタッチメント３００を装着するためのアタッチメント装着面１１ｄと、装着された集塵アタッチメント３００と電気的に接続するための１組の端子１１ｃが設けられる。アタッチメント装着面１１ｄは、本発明のアタッチメント装着部に相当し、端子１１ｃは、本発明の供給手段に相当する。
【００４４】
ギヤハウジング１２は、例えば樹脂製であり、筒型形状をなし、前方及び後方がそれぞれ開口する。ギヤハウジング１２は、モータハウジング１１の上部で、且つハンドルハウジング１５の前方に接続される。実施の形態において、ハンドルハウジング１５とモータハウジング１１とは一体の樹脂部材により形成され、前後方向に併せ面を持つ左右方向に二分割されており、その内部に、モータ２及び制御基板３を収容する。ギヤハウジング１２は、動力伝達機構４を内部に収容する。
【００４５】
ギヤハウジング１２の内部には、図２に示されるように、シリンダケース１３が配置される。シリンダケース１３は、鋼材からなり、略円筒形状をなしており、その円筒の軸方向が前後方向と一致するように、ギヤハウジング１２の内部に配置される。シリンダケース１３の前方には、図示せぬ先端工具を着脱するための先端工具着脱機構５が設けられる。
【００４６】
ハンドルハウジング１５は、図１及び図２に示されるように、ハンドル１４を有する。ハンドル１４は、ユーザがハンマドリル１００を使用する際に把持する部分であり、側面視略Ｕ字形状をなし、モータハウジング１１及びギヤハウジング１２の後方に配置される。また、ハンドル１４には、図１（ａ）及び図２に示されるように、工具モータ２の駆動を制御するためのトリガ１４ａが設けられる。
【００４７】
トリガ１４ａは、ハンドルハウジング１５の内部において制御基板３と電気的に接続される。ユーザがトリガ１４ａを後方に引くことにより、工具モータ２を始動させる信号が、制御基板３に出力される。また、トリガ１４ａを引き込む量によって、工具モータ２の回転数を変化させることができる。
【００４８】
ハンドルハウジング１５のハンドル１４の下部には、電池パック装着面１４ｂが形成される。電池パック装着面１４ｂには、リチウムイオン電池等の複数の電池セルが収容された電池パック２００が着脱可能に装着される。電池パック装着面１４ｂは、本発明の電池装着部に相当する。
【００４９】
工具モータ２は、先端工具着脱機構５に装着された先端工具を駆動する駆動源である。工具モータ２は、図２に示されるように、上方に延出する回転軸２１を有し、モータハウジング１１内に収容されるとともに、回転軸２１が鋼材からなるギヤケース１６内に位置し、当該回転軸２１の軸方向が上下方向と一致するように配置され、回転可能に支承されている。回転軸２１の上端には、ピニオンギヤ２１ａが回転軸２１と一体に形成される。ピニオンギヤ２１ａは、動力伝達機構４に工具モータ２の回転を伝達する。また、回転軸２１の基端部には、モータ冷却用のファン２２が同軸一体回転するように装着されている。更に、工具モータ２の下方には、後述するインバータ回路等が搭載されるセンサ基板６が配置される。
【００５０】
制御基板３は、ハンドルハウジング１５の内部においてハンドル１４の前方に配置される回路基板であり、トリガ１４ａやセンサ基板６等に接続される。制御基板３には、後述する制御回路や降圧用スイッチング素子等が搭載される。
【００５１】
動力伝達機構４は、ベベルギヤ４０と、中間軸４１と、スリーブ４２と、クラッチ機構４３と、伝達ギヤ４４と、運動変換部４５と、シリンダ４６と、ピストン４７と、打撃子４８と、中間子４９とにより構成されている。
【００５２】
中間軸４１は、図２に示されるように、工具モータ２の回転軸２１に略直交するように、ギヤケース１６及びギヤハウジング１２内において前後方向に一致するように配置され、回転可能に支承されている。中間軸４１の後端にはベベルギヤ４０が配置され、回転軸２１のピニオンギヤ２１ａに噛合する。ベベルギヤ４０は、ピニオンギヤ２１ａの回転に伴い、中間軸４１とともに回転する。
【００５３】
中間軸４１の前部にはスリーブ４２が設けられている。また、スリーブ４２とベベルギヤ４０との間には、前方からクラッチ機構４３及び運動変換部４５が配置される。
【００５４】
スリーブ４２は、中間軸４１と一体回転可能であり、伝達ギヤ４４と噛合している。中間軸４１の回転力は、クラッチ機構４３を介してスリーブ４２に伝達される。伝達ギヤ４４は、スリーブ４２と噛合するとともに、シリンダ４６に固定されていて、スリーブ４２の回転をシリンダ４６に伝達する。
【００５５】
クラッチ機構４３は、中間軸４１の回転をスリーブ４２及び運動変換部４５に伝達する回転打撃モードと、スリーブ４２のみに伝達する回転モードと、運動変換部４５にのみ伝達する打撃モードとを切り替えている。ハンマドリル１００の動作モードは、クラッチ機構４３の動作に基づいて切り替わる。
【００５６】
運動変換部４５は、回転部４５ａと、ボール４５ｂと、アーム部４５ｃとを含んで構成される。
【００５７】
回転部４５ａは、中間軸４１と一体回転可能であり、内側に窪んだ溝４５ｄが形成されている。ボール４５ｂは、溝４５ｄ及びアーム部４５ｃに形成された受け部４５ｅに係合している。回転部４５ａが回転すると、ボール４５ｂは溝４５ｄに沿って移動する。これにより、アーム部４５ｃの上端部が前後方向に往復動し、回転部４５ａの回転運動がアーム部４５ｃの先端部の往復動に変換される。
【００５８】
ピストン４７には、アーム部４５ｃの上端部が接続されており、アーム部４５ｃの往復動と連動してシリンダ４６内において前後方向に往復運動を行う。シリンダ４６は、ピストン４７、中間子４９を収容する。打撃子４８は、略円柱形状であり、ピストン４７内に前後方向に摺動可能に設けられている。また、ピストン４７には、打撃子４８の後端面とピストン４７の内周面とによって空気室４７ａが画成されている。中間子４９は、略円柱形状であり、打撃子４８の前方に位置している。
【００５９】
先端工具着脱機構５は、ギヤハウジング１２の前方に設けられ、先端工具を着脱可能に保持する工具保持部５０を備える。
【００６０】
集塵アタッチメント３００は、図２に示されるように、ハウジング５１、集塵モータ５２、スライダ部５３及びアダプタ部５４を備え、ハンマドリル１００に装着されて使用される。集塵アタッチメント３００は、ハンマドリル１００の先端工具によって生じた粉塵を吸引する機能を有する。
【００６１】
ハウジング５１は、例えば樹脂製であり、モータハウジング５５と、集塵ハウジング５６とから構成される。
【００６２】
モータハウジング５５は、側面視略Ｌ字形状をなし、集塵モータ５２を内部に収容する。モータハウジング５５の側面には、排気口５５ａが形成されている。また、モータハウジング５５の上部には、ハンマドリル１００のモータハウジング１１に形成されたアタッチメント装着面１１ｄに集塵アタッチメント３００を装着するための取付部５５ｂが形成される。取付部５５ｂには、取付ボタン５５ｃが設けられる。ユーザは、取付ボタン５５ｃを押圧しながら、ハンマドリル１００への集塵アタッチメント３００の着脱を行う。
【００６３】
集塵ハウジング５６は、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、モータハウジング５５の前方及びスライダ部５３の下方に着脱可能に取り付けられる。集塵ハウジング５６は、内部に集塵ケース５７を収容する。集塵ケース５７は、例えば紙製のフィルタであり、集塵ハウジング５６に対して着脱可能に取り付けられ、吸引された粉塵を収容する。
【００６４】
集塵モータ５２は、ブラシ付きモータであり、モータハウジング５５内に収容され、回転軸５２ａが前後方向に一致するように配置される。集塵モータ５２の回転軸５２ａの基端部には、集塵用のファン５８が同軸一体回転するように装着されている。また、集塵モータ５２には、駆動電圧を供給するための１組のリード線５２ｂが接続される。リード線５２ｂの端子５２ｃは、モータハウジング５５の取付部５５ｂに形成された図示せぬ孔部から引き出し可能となっている。
【００６５】
スライダ部５３は、例えば樹脂製であり、スライダケース５３ａと、アダプタ装着部５３ｂとから構成される。スライダケース５３ａは、前後方向に延びる略円筒形状をなしており、集塵ハウジング５６の上方に配置される。アダプタ装着部５３ｂは、スライダケース５３ａの内部に収容可能且つ前方に引出可能であり、前端部にアダプタ部５４が装着される。図２では、アダプタ装着部５３ｂは前方に引き出され、最伸長位置に配置されている。アダプタ装着部５３ｂは、集塵アタッチメント３００の使用時に引き出され、使用しない時にはスライダケース５３ａの内部に収容される。
【００６６】
アダプタ部５４は、例えば樹脂製であり、スライダ部５３の前端部に装着され、上方向に延びる形状をなす。アダプタ部５４の上端部は前面視円環形状をなし、集塵アタッチメント３００のハンマドリル１００への装着時に、ハンマドリル１００の先端工具が、アダプタ部５４の上端部の円環内を前後方向に通過可能となっている。また、アダプタ部５４には、図示せぬ吸引口が形成されている。
【００６７】
次に、集塵アタッチメント３００のハンマドリル１００への装着について、説明する。集塵アタッチメント３００は、ハンマドリル１００に対して上下方向に着脱される。ユーザは、集塵アタッチメント３００の取付ボタン５５ｃを押圧しながら、取付部５５ｂを、ハンマドリル１００のアタッチメント装着面１１ｄ上で上方にスライドさせて、集塵アタッチメント３００をハンマドリル１００に装着する。取付ボタン５５ｃの押圧を解除すると、取付部５５ｂがハンマドリル１００のアタッチメント装着面１１ｄに係止される。また、集塵アタッチメント３００から引き出された１組の端子５２ｃを、ハンマドリル１００の端子１１ｃに挿入して接続する。これにより、集塵アタッチメント３００は、ハンマドリル１００に電気的に接続される。
【００６８】
集塵アタッチメント３００がハンマドリル１００に装着されると、図２に示されるように、集塵アタッチメント３００のアダプタ部５４の上端は、ハンマドリル１００の先端工具着脱機構５の前方向に配置される。工具保持部５０に先端工具を装着すると、当該先端工具の先端はアダプタ部５４の上部を通過して前方に突出することとなる。この状態で、ハンマドリル１００は、先端工具を駆動して、穿孔作業等を行う。
【００６９】
集塵アタッチメント３００をハンマドリル１００から取り外す際には、ユーザは、集塵アタッチメント３００の端子５２ｃをハンマドリル１００の端子１１ｃから取り外す。そして、ユーザは、取付ボタン５５ｃを押圧しながら、取付部５５ｂをハンマドリル１００のアタッチメント装着面１１ｄ上で下方にスライドさせる。これにより、取付部５５ｂのアタッチメント装着面１１ｄへの係止状態は解除され、集塵アタッチメント３００はハンマドリル１００から取り外される。
【００７０】
次に、ハンマドリル１００の動作の概略について、説明する。
【００７１】
ユーザがハンドル１４を把持し、工具保持部５０に保持した先端工具を図示せぬ被穿孔材に押し当てたままトリガ１４ａを引くと、電池パック２００の電力が工具モータ２に供給され、工具モータ２の回転軸２１が回転する。回転軸２１の回転力は、ピニオンギヤ２１ａ及びベベルギヤ４０を介して中間軸４１に伝達される。
【００７２】
回転打撃モードでは、中間軸４１が回転することで、スリーブ４２を介してシリンダ４６に回転力が伝達され、シリンダ４６及び先端工具着脱機構５が回転する。同時に、中間軸４１が回転することで運動変換部４５のアーム部４５ｃが前後方向に往復運動を行う。
【００７３】
アーム部４５ｃが往復運動を開始し、アーム部４５ｃに接続されたピストン４７が後方に移動すると、空気室４７ａ内の空気が膨張し、圧力が低下する。この際、打撃子４８と中間子４９との間に画成される空間の圧力は、空気室４７ａの圧力よりも高いため、打撃子４８が後方に移動する。
【００７４】
ピストン４７は往復運動により前方に移動し、打撃子４８が後方に移動することにより空気室４７ａの空気は圧縮される。打撃子４８は、空気室４７ａの圧縮された空気が膨張することにより前方に加速される。中間子４９は、打撃子４８によって打撃され、中間子４９を介して先端工具に打撃力が付与される。そして、往復運動によりピストン４７が再び後方に移動し、打撃子４８は後方に移動する。
【００７５】
このように、アーム部４５ｃが往復運動を行うことにより、ピストン４７が往復動し、空気室４７ａ内に空気が圧縮膨張を繰り返す。これにより、打撃子４８が前後方向に往復し、中間子４９を介して先端工具に打撃力が伝達される。回転打撃モードにおいては、先端工具が回転且つ打撃を行うことにより、被穿孔材を加工する。
【００７６】
回転モードでは、トリガ１４ａを引くことにより工具モータ２の回転軸２１が回転し、回転軸２１の回転力は、ピニオンギヤ２１ａ及びベベルギヤ４０を介して中間軸４１に伝達される。
【００７７】
中間軸４１が回転することでスリーブ４２及び伝達ギヤ４４を介してシリンダ４６に回転力が伝達され、先端工具が回転する。このとき、クラッチ機構４３は中間軸４１の回転を運動変換部４５に伝達しないため、アーム部４５ｃは往復運動を行わない。これにより、先端工具には回転力のみが伝達される。
【００７８】
打撃モードでは、トリガ１４ａを引くことにより工具モータ２の回転軸２１が回転し、回転軸２１の回転力はクラッチ機構４３を介して運動変換部４５にのみ伝達される。回転軸２１の回転力は、運動変換部４５によって往復運動に変換され、シリンダ４６に伝達される。
【００７９】
シリンダ４６が往復運動することにより、打撃子４８及び中間子４９を介して先端工具に打撃力のみが伝達される。
【００８０】
次に、集塵アタッチメント３００の動作の概略について、説明する。
【００８１】
集塵アタッチメント３００は、ハンマドリル１００に装着された状態で、集塵モータ５２が駆動されると、回転軸５２ａと共にファン５８が回転する。これにより、アダプタ部５４に形成された吸引口から、粉塵等を含む空気が吸引される。この空気流は、アダプタ部５４の内部を下降し、スライダ部５３の内部を後方向に通過した後、下降し、集塵ハウジング５６内の集塵ケース５７の内部へと導かれる。そして、集塵ケース５７により空気と粉塵等とが分離され、粉塵は集塵ケース５７内に留まり、空気のみが後方向に導かれ、モータハウジング５５の排気口５５ａから排気される。
【００８２】
続いて、ハンマドリル１００及び集塵アタッチメント３００の電気的構成について、詳しく説明する。図３は、第１の実施の形態に係るハンマドリル１００及び集塵アタッチメント３００の電気的構成を示す回路図である。ハンマドリル１００は、図３に示されるように、電池パック２００及び集塵アタッチメント３００と電気的に接続される。
【００８３】
ハンマドリル１００の電池パック装着面１４ｂには、１４．４Ｖ、１８Ｖ、２５．２Ｖ、３６Ｖ等の定格電圧の異なる複数種の電池パックを装着可能である。図３に示される一例では、ハンマドリル１００に装着される電池パック２００は、電池組２０１と、電池保護ＩＣ２０２と、プラス端子２０３と、信号端子２０４と、マイナス端子２０５とを備えており、電池パック２００は定格電圧が３６Ｖであるものとする。
【００８４】
電池組２０１は、例えば複数のリチウムイオン電池セルを含んで構成される。電池組２０１の中で最も電位の低い電池セルのマイナス端子は、マイナス端子２０５に接続され、最も電位の高い電池セルのプラス端子は、プラス端子２０３に接続される。
【００８５】
尚、リチウムイオン電池は、１セルあたりの定格電圧は３．６Ｖであり、大きな出力が得られる一方、電池電圧の変動幅が大きく、出力の大きなハンマドリル１００では、長時間継続して穿孔作業を行った場合、電池電圧が大きく低下することが知られている。
【００８６】
電池保護ＩＣ２０２は、電池組２０１の個々の電池セルの電圧を監視する回路であり、信号端子２０４に接続される。電池保護ＩＣ２０２は、例えば電池組２０１を構成する電池セルの何れかが所定の電圧より低い過放電状態になった場合には、信号端子２０４を介してモータ停止信号を出力する。
【００８７】
ハンマドリル１００は、図３に示されるように、プラス端子１０１、信号端子１０２、マイナス端子１０３、端子１１ｃ、工具モータ２、インバータ回路７、トリガ１４ａ及び制御部８を含んで構成される。
【００８８】
プラス端子１０１、信号端子１０２及びマイナス端子１０３は、それぞれ、電池パック装着面１４ｂ上に設けられる。電池パック２００は、プラス端子２０３、信号端子２０４及びマイナス端子２０５が、ハンマドリル１００のプラス端子１０１、信号端子１０２及びマイナス端子１０３にそれぞれ接続して、ハンマドリル１００に電気的に接続される。
【００８９】
端子１１ｃは、電圧供給用の１組の端子であり、図２に示されるように、モータハウジング１１に設けられる。端子１１ｃには、集塵アタッチメント３００の１組の端子５２ｃが接続される。
【００９０】
工具モータ２は、本実施の形態では３相のブラシレスモータであり、定格電圧は３６Ｖである。工具モータ２は、回転軸２１（図２）及び複数の磁石を備えるロータと、３相のコイルにより構成されるステータとを含んで構成され、工具モータ２のコイルは、インバータ回路７に接続される。工具モータ２は、本発明の第１のモータに相当する。
【００９１】
インバータ回路７は、３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含んで構成される。ここで、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、センサ基板６（図２）に搭載される。６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御部８に接続され、各ドレイン又は各ソースは、コイルに接続される。インバータ回路７は、スイッチング動作を行うことにより、工具モータ２のコイルに駆動電力を供給する。
【００９２】
トリガ１４ａは、制御部８とインバータ回路７との間に配置される。ユーザによりトリガ１４ａが引かれると、トリガ１４ａからの信号に基づき、制御部８がインバータ回路７への駆動信号の供給を開始する。これにより、インバータ回路７のスイッチング動作及び工具モータ２への駆動電力の供給が開始される。
【００９３】
制御部８は、ギヤハウジング１２内の制御基板３に搭載され、本実施の形態では、制御回路８１及び降圧用スイッチング素子８２を含んで構成される。
【００９４】
制御回路８１は、本実施の形態では、マイクロコンピュータとマイクロコンピュータ用の電源を生成する電源生成回路とを含んで構成され、電池パック２００からの電池電圧の入力により起動する。制御回路８１は、トリガ１４ａの操作に応じて、工具モータ２の回転方向や回転速度等を制御すべく、コイルへの通電方向及び通電時間を制御する。制御回路８１は、インバータ回路７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を供給する。また、制御回路８１は、信号端子１０２に接続され、電池パック２００からモータ停止信号が入力されると、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６への駆動信号の供給を停止して、工具モータ２を停止する。制御回路８１は、本発明の制御手段に相当する。
【００９５】
更に、制御回路８１は、電池パック２００の電池組２０１の電池電圧ＶＢを検出する電圧検出回路（不図示）を含んでおり、検出された電池電圧ＶＢに応じて、集塵アタッチメント３００への駆動電圧の供給制御を行う。また、制御回路８１は、集塵アタッチメント３００の集塵モータ５２に流れるモータ電流ＩＡを検出する電流検出回路（不図示）を含んでおり、モータ電流ＩＡが所定の電流閾値ＩＴＨを超えた場合、集塵モータ５２の駆動を停止する。制御回路８１は、本発明の電圧検出手段及び電流検出手段に相当する。
【００９６】
降圧用スイッチング素子８２は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴであり、電池パック２００に接続するマイナス端子１０３と、集塵アタッチメント３００に接続する端子１１ｃとの間に配置される。降圧用スイッチング素子８２のゲートは制御回路８１に接続され、制御回路８１からの駆動信号によりオン・オフされる。
【００９７】
制御回路８１は、本実施の形態では、駆動信号としてパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を、降圧用スイッチング素子８２のゲートに供給する。制御回路８１は、ＰＷＭ信号のパルス幅を変更することにより、電池電圧ＶＢを所望の電圧に降圧する。以下、ＰＷＭ信号のパルス幅をデューティ比Ｄ（％）で表す。つまり、制御回路８１は、デューティ比ＤのＰＷＭ信号を、降圧用スイッチング素子８２のゲートに供給する。
【００９８】
集塵アタッチメント３００は、図３に示されるように、１組の端子５２ｃと、集塵モータ５２とを含んで構成される。
【００９９】
端子５２ｃは、ハンマドリル１００に設けられた電圧供給用の端子１１ｃに挿入されて接続する。集塵アタッチメント３００には、ハンマドリル１００から集塵モータ５２の駆動電圧が端子５２ｃを介して入力される。
【０１００】
集塵モータ５２は、本実施の形態ではブラシ付きモータであり、端子５２ｃを介して入力される駆動電圧に基づき駆動され、ファン５８（図２）を回転させる。ここで、集塵アタッチメント３００に搭載される集塵モータ５２は、ハンマドリル１００に搭載される工具モータ２とは異なり、ファン５８の回転のためのみに使用されるため、大きな出力は不要である。したがって、集塵モータ５２は、工具モータ２よりも小型であり、本実施の形態では、定格電圧が１８Ｖのモータが採用される。集塵モータ５２は、本発明の第２のモータに相当する。
【０１０１】
ところで、ハンマドリル１００の電池パック装着面１４ｂには、上述したように、複数種の電池パックを装着可能であるが、ハンマドリル１００の工具モータ２の定格電圧が３６Ｖであることから、通常、定格電圧が３６Ｖの電池パック２００が装着される。ハンマドリル１００は、この電池パック２００の電池電圧を工具モータ２の駆動電圧とすることにより、十分な出力を得ることができる。一方、集塵アタッチメント３００の集塵モータ５２の定格電圧は１８Ｖであるため、定格電圧が３６Ｖの電池パックの電池電圧を、集塵モータ５２の駆動電圧としてそのまま供給した場合、集塵モータ５２が破損してしまうことがある。集塵モータ５２の破損を防止するためには、例えば、集塵アタッチメント３００にも別個に電池パックを装着することや、集塵アタッチメント３００内に、ハンマドリル１００側から供給された駆動電圧を降圧するための降圧回路と、降圧回路を制御するための制御回路とを設けること等が考えられるが、何れも部品点数の増加につながり、集塵アタッチメント３００の大型化やコストの増大といった問題が生じる。
【０１０２】
そこで、本実施の形態では、ハンマドリル１００内に降圧用スイッチング素子８２を設け、電池電圧を降圧して集塵アタッチメント３００に供給することにより、集塵モータ５２の破損を防止する。また、一つの制御回路８１により、インバータ回路７及び降圧用スイッチング素子８２の両方を制御可能とすることにより、部品点数の増加を抑制し、ハンマドリル１００及び集塵アタッチメント３００の小型化を図る。
【０１０３】
図４は、第１の実施の形態に係るハンマドリル１００の動作を示すフローチャートである。このフローチャートに沿って、本実施の形態に係るハンマドリル１００の動作について、詳しく説明する。
【０１０４】
ユーザがハンドル１４を把持して、トリガ１４ａを引くと、トリガ１４ａから制御回路８１へ信号が送られる。この信号を契機に、図４のフローチャートが開始される。制御回路８１は、インバータ回路７へ駆動信号を供給して、工具モータ２の駆動を開始する（ステップＳ１０１）。これにより、先端工具の駆動が開始される。
【０１０５】
工具モータ２の駆動開始後、制御回路８１は、所定時間待機する（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、所定時間は０．２秒である。ここで、制御回路８１は、工具モータ２の起動電流と集塵モータ５２の起動電流とが同時に発生することを回避するために、工具モータ２の駆動開始後、所定時間の待機を行う。
【０１０６】
０．２秒が経過した後、制御回路８１は、電池パック装着面１４ｂに装着された電池パック２００の電池電圧ＶＢを検出し（ステップＳ１０３）、電池電圧ＶＢが１８Ｖより高いか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ここで、１８Ｖとは、集塵アタッチメント３００に搭載される集塵モータ５２の定格電圧を意味する。
【０１０７】
電池電圧ＶＢが１８Ｖより高い場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御回路８１は、降圧用スイッチング素子８２に供給するＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを、計算式Ｄ＝１８／ＶＢ×１００（％）に基づき算出し、設定する（ステップＳ１０５）。また、電池電圧ＶＢが１８Ｖ以下の場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御回路８１は、Ｄ＝１００（％）に設定する（ステップＳ１０６）。
【０１０８】
そして、制御回路８１は、設定したデューティ比ＤのＰＷＭ信号を、降圧用スイッチング素子８２に供給する（ステップＳ１０７）。これにより、降圧用スイッチング素子８２がオンされ、端子１１ｃを介して、集塵アタッチメント３００の集塵モータ５２には、駆動電圧ＶＡが供給される。集塵モータ５２は、駆動電圧ＶＡの供給に基づきファン５８とともに回転を行い、集塵アタッチメント３００は、ファン５８の風により集塵を開始する。
【０１０９】
集塵アタッチメント３００への駆動電圧ＶＡの供給を開始すると、制御回路８１は、集塵モータ５２に流れるモータ電流ＩＡを検出し、電流閾値ＩＴＨに達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。モータ電流ＩＡが電流閾値ＩＴＨ未満であり（ステップＳ１０８：ＮＯ）、電池パック２００からのモータ停止信号の入力も無く（ステップＳ１０９：ＮＯ）、トリガ１４ａがオンされている場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御回路８１は、再度、電池電圧ＶＢの検出を行う（ステップＳ１０３）。そして、新たに検出した電池電圧ＶＢに基づき、デューティ比Ｄの設定を行い、設定されたデューティ比ＤのＰＷＭ信号を、降圧用スイッチング素子８２に供給する（ステップＳ１０４〜Ｓ１０７）。
【０１１０】
トリガがオフされると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御回路８１は、インバータ回路７への駆動信号の供給を停止して、工具モータ２の駆動を停止する（ステップＳ１１１）。同様に、モータ電流ＩＡが電流閾値ＩＴＨに達した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）や、電池パック２００から信号端子１０２を介してモータ停止信号が入力された場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）も、制御回路８１は、工具モータ２の駆動を停止する（ステップＳ１１１）。
【０１１１】
工具モータ２の駆動停止後、制御回路８１は、所定時間待機する（ステップＳ１１２）。本実施の形態では、所定時間は２秒である。制御回路８１が待機する間、工具モータ２の駆動は停止しているが、集塵モータ５２の駆動は継続され、集塵アタッチメント３００は集塵作業を継続する。
【０１１２】
２秒が経過した後、制御回路８１は、降圧用スイッチング素子８２へのＰＷＭ信号の供給を停止する（ステップＳ１１３）。これにより、集塵アタッチメント３００への駆動電圧ＶＡの供給は停止され、集塵モータ５２の駆動が停止される。
【０１１３】
上記のように、検出された電池電圧ＶＢに基づいて、降圧用スイッチング素子８２に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比Ｄが設定される。
【０１１４】
ここで、電池電圧ＶＢ、デューティ比Ｄ及び集塵モータ５２に供給される駆動電圧ＶＡの関係について、図５乃至図９を参照して説明する。図５から図８は、それぞれ、電池電圧ＶＢが４２Ｖ、３６Ｖ、２４Ｖ及び２１Ｖの場合に集塵モータ５２に供給される電圧の時間変化を示す。また、図９は、電池電圧ＶＢが１８Ｖ以下の場合に集塵モータ５２に供給される電圧の時間変化を示す。
【０１１５】
定格電圧が３６Ｖのリチウムイオン電池の電池パック２００は、満充電時において、４２Ｖの電池電圧ＶＢを出力可能であることが知られている。制御回路８１は、電池電圧ＶＢ＝４２Ｖを検出すると、ＰＷＭ信号のデューティ比Ｄとして、Ｄ＝４３％を設定する。このとき、端子１１ｃを介して集塵モータ５２に供給される電圧の時間変化は、図５に示されるような波形となる。すなわち、集塵モータ５２に供給される電圧の波形は、最大電圧が４２Ｖで、オン期間４３％及びオフ期間５７％が交互に出現する矩形波である。このとき、集塵モータ５２に供給される電圧の時間平均値は１８Ｖとなる。すなわち、集塵モータ５２には、定格電圧と同じ値である駆動電圧ＶＡ＝１８Ｖが供給されることとなる。
【０１１６】
電池パック２００を装着してハンマドリル１００の駆動を継続すると、電池電圧ＶＢは次第に低下する。制御回路８１が、例えば満充電時よりも低い電池電圧ＶＢ＝３６Ｖを検出すると、満充電時よりも高いデューティ比Ｄ＝５０％を設定する。このとき、端子１１ｃを介して集塵モータ５２に供給される電圧の波形は、図６に示されるように、最大電圧が３６Ｖで、オン期間５０％及びオフ期間５０％が交互に出現する矩形波である。この電圧の時間平均値は１８Ｖとなり、集塵モータ５２には、駆動電圧ＶＡ＝１８Ｖが供給されることとなる。
【０１１７】
また、制御回路８１が電池電圧ＶＢ＝２４Ｖを検出すると、更に高いデューティ比Ｄ＝７５％を設定する。このとき、集塵モータ５２に供給される電圧波形は、図７に示されるように、最大電圧が２４Ｖで、オン期間７５％及びオフ期間２５％が交互に出現する矩形波である。この電圧の時間平均値も１８Ｖとなり、集塵モータ５２には、駆動電圧ＶＡ＝１８Ｖが供給されることとなる。
【０１１８】
同様に、制御回路８１が電池電圧ＶＢ＝２１Ｖを検出すると、更に高いデューティ比Ｄ＝８６％を設定する。このとき、集塵モータ５２に供給される電圧波形は、図８に示されるように、最大電圧が２１Ｖで、オン期間８６％及びオフ期間１４％が交互に出現する矩形波であり、時間平均値は１８Ｖとなる。集塵モータ５２には、駆動電圧ＶＡ＝１８Ｖが供給されることとなる。
【０１１９】
電池電圧ＶＢが更に低下し、制御回路８１が電池電圧ＶＢ＝１８Ｖを検出すると、デューティ比Ｄ＝１００％を設定する。このとき、集塵モータ５２には、図９（ａ）に示されるように、一定値１８Ｖの駆動電圧ＶＡが供給される。
【０１２０】
電池電圧ＶＢが１８Ｖ以下に低下すると、制御回路８１は、デューティ比Ｄ＝１００％を設定する。このとき、集塵モータ５２には、電池電圧ＶＢに等しい一定の電圧が、駆動電圧ＶＡとして供給される。例えば、電池電圧ＶＢ＝１５Ｖの場合、図９（ｂ）に示されるように、集塵モータ５２には、一定値１５Ｖの駆動電圧ＶＡが供給される。
【０１２１】
以上のように、本実施の形態のハンマドリル１００では、ハンマドリル１００側の工具モータ２とは独立して、集塵アタッチメント３００側にも集塵モータ５２が設けられるので、工具モータ２の動作状況にかかわらず集塵モータ５２の駆動が可能となる。したがって、負荷により工具モータ２の回転数が低下した場合も、集塵モータ５２を安定して回転駆動可能となり、良好な作業性を得ることができる。
【０１２２】
また、ハンマドリル１００本体には、工具モータ２及び工具モータ２の冷却用のファン２２のみが搭載され、集塵用のファン５８は、集塵モータ５２とともに集塵アタッチメント３００側に搭載されるので、ハンマドリル１００本体の小型化が可能となるとともに、複雑な風路の確保も不要となる。
【０１２３】
また、ハンマドリル１００に装着された電池パック２００が、工具モータ２のみならず集塵モータ５２の駆動源ともなるので、集塵アタッチメント３００側には電池パックの装着が不要となり、集塵アタッチメント３００の小型化も可能となる。また、集塵モータ５２の駆動電圧が電池パック２００の電池電圧よりも低い場合も、電池電圧を降圧して、適切な駆動電圧を集塵モータ５２に供給可能となるので、作業内容に応じたモータ及び電池パックを選択可能となるとともに、高電圧の印加による集塵モータ５２の破損等の不具合の発生を防止可能となる。したがって、利便性及び作業性の向上や、集塵アタッチメント３００の長寿命化が可能となる。更に、集塵アタッチメント３００側には制御回路を設けずとも、ハンマドリル１００側の制御回路８１により、工具モータ２及び集塵モータ５２双方への給電制御が実施されるので、部品点数及びコストの削減が可能となる。
【０１２４】
また、本実施の形態のハンマドリル１００では、降圧用スイッチング素子８２に供給するＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを変更することにより、電池電圧の降圧が実施される。したがって、簡易な構成により電池電圧の降圧が可能となり、ハンマドリル１００本体の大型化が抑制されるとともに、複雑な制御が不要となる。更に、デューティ比Ｄは、工具モータ２の駆動中に検出した電池電圧に応じて変更されるので、作業に伴い電池電圧が変動した場合も、適切な駆動電圧が集塵モータ５２に供給される。したがって、電池電圧の低下に伴う作業性の低下を抑制可能となる。
【０１２５】
また、工具モータ２の駆動開始後、所定時間が経過した後に、集塵モータ５２の駆動が開始されるので、起動電流の同時発生に伴う部品の破損を抑制可能となる。したがって、ハンマドリル１００の長寿命化が可能となる。更に、工具モータ２の駆動が停止された後、所定時間経過後に、集塵モータ５２の駆動が自動的に停止されるので、電池の消耗を抑制して省電力化が可能となるとともに、ハンマドリル１００による穿孔作業終了後、所定時間は集塵アタッチメント３００による集塵作業が継続されるので、発生した粉塵等を確実に吸引可能となる。
【０１２６】
更に、電池パック２００からモータ停止信号が入力された場合や、集塵モータ５２に流れるモータ電流が所定の電流閾値に達した場合、ハンマドリル１００及び集塵アタッチメント３００の駆動が停止されるので、電池パック２００及び集塵アタッチメント３００の長寿命化が可能となる。
【０１２７】
次に、第２の実施の形態に係るハンマドリル４００及び集塵アタッチメント５００について、説明する。第２の実施の形態に係るハンマドリル４００は、集塵アタッチメント５００の装着を判別するための判別抵抗４０９を設ける点と、制御部４０８に降圧回路４８２を設ける構成とが、第１の実施の形態とは異なる。尚、第１の実施の形態と同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【０１２８】
図１０は、第２の実施の形態に係るハンマドリル４００及び集塵アタッチメント５００の電気的構成を示す回路図である。第２の実施の形態に係るハンマドリル４００は、図１０に示されるように、工具モータ２、インバータ回路７、トリガ１４ａ、制御部４０８、端子１１ｃ、端子４０１及び判別抵抗４０９を含んで構成される。
【０１２９】
制御部４０８は、制御基板３（図２）に搭載され、本実施の形態では、制御回路４８１及び降圧回路４８２を含んで構成される。
【０１３０】
制御回路４８１は、本実施の形態ではマイクロコンピュータ及び電源生成回路を含んで構成され、電池パック２００からの電池電圧の入力により起動し、トリガ１４ａの操作に応じて、コイルへの通電方向及び通電時間を制御すべく、インバータ回路７に駆動信号を供給する。また、制御回路４８１は、電池パック２００の電池電圧ＶＢを検出する電圧検出回路（不図示）を含んでおり、検出された電池電圧ＶＢに応じて、集塵アタッチメント５００への駆動電圧の供給制御を行う。更に、制御回路８１は、集塵アタッチメント３００の集塵モータ５２に流れるモータ電流ＩＡを検出する電流検出回路（不図示）を含んでおり、モータ電流ＩＡが所定の電流閾値ＩＴＨを超えた場合、集塵モータ５２の駆動を停止する。制御回路８１は、本発明の制御手段、電圧検出手段及び電流検出手段に相当する。
【０１３１】
降圧回路４８２は、降圧型チョッパ回路であり、図１０に示されるように、スイッチング素子４８３、チョークコイル４８４、ダイオード４８５及びコンデンサ４８６を備える。降圧回路４８２は、スイッチング素子４８３を介して入力される電池電圧ＶＢを降圧して出力する。降圧回路４８２からの出力は、１組の端子１１ｃを介して集塵アタッチメント３００に供給される。つまり、降圧回路４８２は、電池電圧ＶＢを降圧して、集塵モータ５２の駆動電圧ＶＡを出力する。
【０１３２】
降圧回路４８２において、スイッチング素子４８３は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴであり、そのゲートは制御回路４８１に接続される。スイッチング素子４８３は、制御回路４８１からのＰＷＭ信号によりオン・オフされる。
【０１３３】
降圧回路４８２による電圧の降圧率を、ΔＶ＝ＶＡ／ＶＢ×１００（％）と表すと、この降圧率ΔＶはスイッチング素子４８３に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比Ｄに等しくなる。すなわち、ΔＶ＝Ｄである。したがって、制御回路４８１は、第１の実施の形態と同様に、電池電圧ＶＢが１８Ｖより高い場合には、デューティ比Ｄ＝１８／ＶＢ×１００（％）に設定し、電池電圧ＶＢが１８Ｖ以下の場合には、Ｄ＝１００（％）に設定する。
【０１３４】
端子４０１は、集塵アタッチメント３００との接続用端子である。本実施の形態では、ハンマドリル４００は、１組の端子１１ｃを含む３つの端子１１ｃ、１１ｃ、４０１を介して、集塵アタッチメント５００と接続する。端子４０１は、本発明のアタッチメント装着部に相当する。
【０１３５】
判別抵抗４０９は、端子４０１に接続される。制御回路４８１は、判別抵抗４０９に流れる電流を検出することにより、端子４０１及び端子１１ｃへの集塵アタッチメント５００の装着を検出する。判別抵抗４０９及び制御回路４８１は、本発明の判別手段に相当する。
【０１３６】
集塵アタッチメント５００は、図１０に示されるように、１組の端子５２ｃと、端子５０１と、集塵モータ５２とを含んで構成される。
【０１３７】
端子５０１は、ハンマドリル４００の端子４０１に接続するための端子である。集塵アタッチメント５００は、１組の端子５２ｃ及び端子５０１の３つの端子を介して、ハンマドリル４００に電気的に接続する。
【０１３８】
次に、本実施の形態に係るハンマドリル４００の動作について、説明する。図１１は、第２の実施の形態に係るハンマドリル４００の動作を示すフローチャートである。
【０１３９】
トリガ１４ａから制御回路４８１への信号の入力を契機に、図１１のフローチャートが開始される。制御回路４８１は、インバータ回路７へ駆動信号を供給して、工具モータ２の駆動を開始する（ステップＳ１０１）。制御回路４８１は、工具モータ２の駆動開始後、所定時間待機する（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、所定時間は０．２秒である。
【０１４０】
０．２秒が経過した後、制御回路４８１は、集塵アタッチメント５００の装着の有無を判別する（ステップＳ２０１）。制御回路４８１は、判別抵抗４０９に流れる電流を検出すると、集塵アタッチメント５００が装着されていると判別する（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）。
【０１４１】
集塵アタッチメント５００が装着されている場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、制御回路４８１は、電池パック装着面１４ｂに装着された電池パック２００の電池電圧ＶＢを検出し（ステップＳ１０３）、電池電圧ＶＢが１８Ｖより高いか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
【０１４２】
電池電圧ＶＢが１８Ｖより高い場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御回路４８１は、降圧回路４８２のスイッチング素子４８３に供給するＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを、計算式Ｄ＝１８／ＶＢ×１００（％）に基づき算出し、設定する（ステップＳ１０５）。また、電池電圧ＶＢが１８Ｖ以下の場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御回路４８１は、Ｄ＝１００（％）に設定する（ステップＳ１０６）。
【０１４３】
そして、制御回路４８１は、設定したデューティ比ＤのＰＷＭ信号を、降圧回路４８２のスイッチング素子４８３に供給する（ステップＳ２０２）。これにより、スイッチング素子４８３はオンされ、降圧回路４８２は、降圧率ΔＶ＝Ｄで電池電圧ＶＢを降圧し、端子１１ｃを介して、集塵アタッチメント５００の集塵モータ５２に駆動電圧ＶＡ＝ＶＢ×Ｄ／１００が供給される。集塵モータ５２はファン５８とともに回転を開始し、集塵アタッチメント５００は集塵を開始する。
【０１４４】
集塵アタッチメント５００が装着された状態で（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、集塵アタッチメント５００への駆動電圧の供給中、制御回路４８１は、集塵モータ５２に流れるモータ電流ＩＡを検出し、電流閾値ＩＴＨに達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。モータ電流ＩＡが電流閾値ＩＴＨ未満であり（ステップＳ１０８：ＮＯ）、電池パック２００からのモータ停止信号の入力も無く（ステップＳ１０９：ＮＯ）、トリガ１４ａがオンされている場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御回路８１は、再度、電池電圧ＶＢの検出を行う（ステップＳ１０３）。そして、新たに検出した電池電圧ＶＢに基づき、デューティ比Ｄの設定を行い、設定されたデューティ比ＤのＰＷＭ信号を、降圧回路４８２のスイッチング素子４８３に供給する（ステップＳ１０４〜Ｓ１０６、Ｓ２０２）。
【０１４５】
トリガがオフされた場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、或いは電池パック２００から信号端子１０２を介してモータ停止信号が入力された場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、制御回路４８１は、インバータ回路７への駆動信号の供給を停止して、工具モータ２の駆動を停止する（ステップＳ１１１）。工具モータ２の駆動停止後、制御回路４８１は、所定時間待機した後（ステップＳ１１２）、降圧回路４８２のスイッチング素子４８３へのＰＷＭ信号の供給を停止する（ステップＳ２０４）。本実施の形態では、所定時間は２秒である。これにより、工具モータ２の駆動停止から２秒間、集塵モータ５２の駆動を継続させた後、集塵アタッチメント５００の駆動が停止される。
【０１４６】
降圧回路４８２へのＰＷＭ信号の供給中に、集塵アタッチメント５００が取り外された場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、或いはモータ電流ＩＡが電流閾値ＩＴＨに達した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御回路４８１は、工具モータ２の駆動を継続したまま、降圧回路４８２へのＰＷＭ信号の供給を停止する（ステップＳ２０５）。
【０１４７】
電池パック２００からのモータ停止信号の入力も無く（ステップＳ２０６：ＮＯ）、トリガ１４ａがオンされている場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、制御回路４８１は、工具モータ２の駆動を継続する。そして、トリガがオフされると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、或いは電池パック２００からモータ停止信号が入力されると（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、制御回路４８１は、インバータ回路７への駆動信号の供給を停止して、工具モータ２の駆動を停止する（ステップＳ２０８）。
【０１４８】
上記のように、降圧回路４８２により電池電圧ＶＢが降圧され、集塵モータ５２に駆動電圧ＶＡが供給される。
【０１４９】
以上のように、本実施の形態のハンマドリル４００では、降圧回路４８２が設けられ、電池パック２００の電池電圧が実際に降圧されて、集塵アタッチメント３００側に供給されるので、定格電圧よりも高い電圧が集塵モータ５２に印加されることを確実に防止可能となる。したがって、集塵モータ５２の破損を防止して、集塵アタッチメント３００の長寿命化が可能となる。
【０１５０】
また、集塵アタッチメント３００の装着の有無を判別するための判別抵抗４０９が設けられ、集塵アタッチメント３００が装着された場合にのみ、降圧回路４８２による電池電圧の降圧動作が行われるとともに、工具モータ２の駆動中に、集塵アタッチメント３００が取り外された場合、電池電圧の降圧動作が停止されるので、電池の消耗を抑制可能となる。
【０１５１】
更に、集塵モータ５２に流れるモータ電流が所定の電流閾値に達した場合、工具モータ２の駆動は継続したまま、集塵モータ５２の駆動のみが停止されるので、集塵モータ５２の破損を防止しつつ、作業効率の低下を抑制可能となる。
【０１５２】
尚、本実施の形態では、集塵アタッチメント３００が装着されていない場合、工具モータ２の駆動のみを行うが、工具モータ２の駆動中に集塵アタッチメント３００が装着された場合、電池電圧の降圧動作及び集塵モータ５２への駆動電圧の供給動作を開始するように構成することも可能である。
【０１５３】
次に、第３の実施の形態に係るハンマドリル６００について、説明する。第３の実施の形態に係るハンマドリル６００は、第１の実施の形態に係るハンマドリル１００の変形例であり、ブラシ付きモータを工具モータとして搭載する点が、第１の実施の形態とは異なる。尚、第１の実施の形態と同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【０１５４】
図１２は、第３の実施の形態に係るハンマドリル６００及び集塵アタッチメント３００の電気的構成を示す回路図である。第３の実施の形態に係るハンマドリル６００は、図１２に示されるように、工具モータ６０２、スイッチング素子６０７、トリガ１４ａ及び制御部６０８を含んで構成される。
【０１５５】
工具モータ６０２は、本実施の形態ではブラシ付きモータである。工具モータ６０２は、本発明の第１のモータに相当する。
【０１５６】
スイッチング素子６０７は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴであり、電池パック２００に接続するマイナス端子１０３と、工具モータ６０２との間に配置される。
【０１５７】
制御部６０８は、制御回路６８１及び降圧用スイッチング素子８２を含んで構成される。
【０１５８】
制御回路６８１は、本実施の形態ではマイクロコンピュータ及び電源生成回路を含んで構成され、電池パック２００からの電池電圧の入力により起動し、トリガ１４ａの操作に応じて、工具モータ６０２の駆動を制御する。制御回路６８１は、スイッチング素子６０７のゲートに接続され、スイッチング素子６０７に駆動信号を供給することにより、工具モータ６０２の駆動を制御する。
【０１５９】
また、制御回路６８１は、図１２に示されるように、降圧用スイッチング素子８２のゲートに接続される。制御回路６８１は、電池電圧ＶＢを降圧すべく、デューティ比ＤのＰＷＭ信号を、降圧用スイッチング素子８２のゲートに供給する。ここで、デューティ比Ｄは、第１の実施の形態と同様に算出される。
【０１６０】
このように構成することにより、第３の実施の形態に係るハンマドリル６００は、第１の実施の形態と同様に、電池電圧ＶＢを降圧して、集塵モータ５２に駆動電圧ＶＡを供給可能となる。
【０１６１】
以上、本発明の実施の形態に基づき説明したが、本発明は上述の実施の形態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。
【０１６２】
例えば、上記した実施の形態では、ハンマドリルは、工具モータの駆動中に、電池パックの電池電圧を繰り返し検出して、降圧率やＰＷＭ信号のデューティ比の算出を行っていたが、本発明はこれに限定されない。装着された電池パックの種別を識別することにより、集塵モータへの給電制御を変更することや、電池電圧の検出を工具モータの駆動開始時にのみ実施することも可能である。これにより、デューティ比を固定して集塵モータへの給電制御が可能となる。
【符号の説明】
【０１６３】
２、６０２              工具モータ
８、４０８、６０８      制御部
１１ｃ                  端子
１１ｄ                  アタッチメント装着面
１４ａ                  トリガ
１４ｂ                  電池パック装着面
５２                    集塵モータ
８１、４８１、６８１    制御回路
８２                    降圧用スイッチング素子
１００、４００、６００  ハンマドリル
２００                  電池パック
３００、５００          集塵アタッチメント
４０９                  判別抵抗
４８２                  降圧回路
【図１】
0006519949.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006519949.tif 000006
【図６】
0006519949.tif 000007
【図７】
0006519949.tif 000008
【図８】
0006519949.tif 000009
【図９】
0006519949.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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