(57)【要約】  作業状況に応じた制御を実行可能な打撃作業機を提供する。ブラシレスモータ（３０）の回転力を打撃力に変えて先端工具に加える打撃作業機（１０）であって、ブラシレスモータ（３０）の回転中に先端工具が対象物に押し付けられているか否かを検出するモータ制御部（１３３）と、先端工具が対象物に押し付けられていることが所定時間連続して検出されると、ブラシレスモータ（３０）の回転数を上昇させる増速制御を行うモータ制御部（１３３）と、を有する。
2016067806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転力を打撃力に変えて先端工具に加える打撃作業機であって、前記モータの回転中に前記先端工具が対象物に押し付けられているか否かを検出する押し付け検出部と、前記先端工具が前記対象物に押し付けられていることが所定時間連続して検出されると、前記モータの回転数を上昇させる増速制御を行うモータ制御部と、を有する、打撃作業機。
【請求項２】
前記モータの目標回転数を設定する目標回転数設定部が設けられ、前記モータ制御部は、前記モータの回転数が前記目標回転数に基づいて制御されている状態で、前記先端工具が前記対象物に押し付けられていることが所定時間連続して検出されると、前記モータの回転数を前記目標回転数よりも上昇させる増速制御を行う、請求項１に記載の打撃作業機。
【請求項３】
前記モータ制御部は、前記目標回転数設定部が設定可能な目標回転数の最大値を選択していると、前記増速制御を行い、前記目標回転数設定部が設定可能な目標回転数の最大値未満の値を選択していると、前記増速制御を行わずに前記モータの回転数を前記目標回転数とする制御を行う、請求項２に記載の打撃作業機。
【請求項４】
前記先端工具を保持するケーシングと、作業者が手で掴み、かつ、前記ケーシングに対して近づく向き及び離れる向きで動作されるハンドルと、が設けられ、前記押し付け検出部は、前記ハンドルが前記ケーシングに対して近づく向きで動作されると、前記先端工具が前記対象物に押し付けられていると判断する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の打撃作業機。
【請求項５】
前記先端工具を保持するケーシングと、前記ケーシングに設けられ、かつ、前記モータの回転力を打撃力に変える打撃機構と、が設けられ、前記打撃機構は、前記モータの動力が伝達されて往復動作するピストンと、前記ピストンを往復動作可能に収容したシリンダと、前記シリンダ内に形成され、かつ、前記ピストンの往復動作で打撃力を発生する空気室と、前記シリンダ内に収容され、かつ、前記空気室で発生した打撃力を前記先端工具に加える打撃子と、前記シリンダを貫通して形成され、かつ、前記空気室に通じる空打ち防止孔と、前記シリンダの中心線に沿った方向に移動可能に設けられた閉塞部材と、を備え、前記閉塞部材は、前記先端工具が前記対象物に押し付けられると、前記空打ち防止孔を閉塞する一方、前記先端工具が前記対象物から離れると、前記空打ち防止孔を開放し、前記押し付け検出部は、前記閉塞部材が前記空打ち防止孔を閉じると、前記先端工具が前記対象物に押し付けられたと判断する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の打撃作業機。
【請求項６】
前記モータの回転力を前記先端工具に伝達する回転力伝達機構と、前記先端工具に前記打撃力を加え、かつ、前記先端工具に回転力を伝達する回転打撃モードと、前記先端工具に回転力を伝達せずに前記先端工具に打撃力を加える打撃モードと、を切り替える作業モード切替機構と、が設けられ、前記モータ制御部は、前記打撃モードが選択されていると、前記押し付け検出部の検出結果に基づいて前記増速制御を行い、前記回転打撃モードが選択されていると、前記押し付け検出部の検出結果にかかわらず前記増速制御を行わない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の打撃作業機。
【請求項７】
前記モータ制御部は、前記増速制御を実行中に、前記目標回転数設定部により新たな目標回転数が設定されると、前記増速制御を終了し、かつ、新たな目標回転数に基づいて前記モータの回転数を制御する、請求項２に記載の打撃作業機。
【請求項８】
前記モータ制御部は、前記閉塞部材が前記空打ち防止孔を開放している状態が所定時間連続して検出されると、前記モータを停止する、請求項５に記載の打撃作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、先端工具を打撃する打撃作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】圧力室の圧力を利用して先端工具を打撃する打撃作業機が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打撃作業機は、ケーシング内に設けた円筒状のシリンダと、シリンダ内に往復動作可能に収納されたピストンと、シリンダに保持された先端工具と、シリンダ内に往復動作可能に設けられた打撃子と、シリンダ内で先端工具と打撃子との間に配置された中間打撃子と、シリンダ内でピストンと打撃子との間に形成された空気室と、を有する。シリンダには、空気室につながる呼吸孔が形成されている。ケーシング内にモータが設けられており、モータの出力軸の回転力を、ピストンの往復動作力に変換する動力変換機構が設けられている。【０００３】特許文献１に記載された打撃作業機は、モータの出力軸の回転力が、ピストンの往復動作力に変換される。ピストンが打撃子から離れる向きで動作すると、空気室の圧力が低下する一方、ピストンが打撃子に近づく向きで動作すると、空気室の圧力が上昇して、打撃力が中間打撃子を介して先端工具に加えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１３１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】特許文献１に記載された打撃作業機は、作業状況に応じた制御が望まれていた。【０００６】本発明の目的は、作業状況に応じた制御を実行可能な打撃作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明の打撃作業機は、モータの回転力を打撃力に変えて先端工具に加える打撃作業機であって、前記モータの回転中に前記先端工具が対象物に押し付けられているか否かを検出する押し付け検出部と、前記先端工具が前記対象物に押し付けられていることが所定時間連続して検出されると、前記モータの回転数を上昇させる増速制御を行うモータ制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】本発明によれば、モータの回転数を作業状況に応じて制御することができ、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に相当する打撃作業機の正面断面図である。
【図２】図１の打撃作業機の部分的な正面断面図である。
【図３】図１の打撃作業機の部分的な平面断面図である。
【図４】本発明の打撃作業機の制御回路を示すブロック図である。
【図５】本発明の打撃作業機で実行可能な制御例１のフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に相当する打撃作業機の正面断面図である。
【図７】図６の打撃作業機の部分的な正面断面図である。
【図８】本発明の打撃作業機で実行可能な制御例２のフローチャートである。
【図９】本発明の打撃作業機で実行可能な制御例３のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】（実施の形態１）  本発明の実施の形態１に相当する打撃作業機を、図１〜図３に基づいて説明する。打撃作業機１０は、ハンマドリルとも言われ、先端工具１１が着脱される。打撃作業機１０は、対象物の穴あけ作業、対象物の斫作業、対象物の破砕作業で用いられる。対象物は、コンクリート、石材を含む。
【００１２】打撃作業機１０は作業機本体１２を備え、作業機本体１２は、シリンダケース１３と中間ケース１４とモータケース２０とを互いに固定して組み立てられている。また、作業者が手で掴み、かつ、作業機本体１２に対して動作可能なハンドル１５が設けられている。シリンダケース１３は筒形状であり、シリンダケース１３内に保持筒１２８が設けられており、保持筒１２８内に円筒形状のシリンダ１８が設けられている。
【００１３】保持筒１２８は、シリンダケース１３に対して回転せず、かつ、中心線Ａ１に沿った方向に移動しないように固定されている。保持筒１２８及びシリンダ１８は中心線Ａ１を中心として同心状に配置されている。シリンダ１８と同心状に、円筒形状の工具保持具１９が設けられている。工具保持具１９は、保持筒１２８内からシリンダケース１３の外に亘って設けられており、工具保持具１９と保持筒１２８との間に軸受１６が設けられている。工具保持具１９は、軸受１６により回転可能に支持されている。シリンダ１８と工具保持具１９とは、一体回転可能に連結されている。シリンダ１８及び工具保持具１９は、保持筒１２８に対して中心線Ａ１に沿った方向で位置決め固定されている。
【００１４】工具保持具１９は、大径部１９ａと、大径部１９ａに連続した中径部１９ｂと、中径部１９ｂに連続した小径部１９ｃと、を有する。大径部１９ａの内径は、中径部１９ｂの内径よりも大きく、中径部１９ｂの内径は、小径部１９ｃの内径よりも大きい。中径部１９ｂは、中心線Ａ１に沿った方向で、大径部１９ａと小径部１９ｃとの間に配置されている。大径部１９ａの内面と中径部１９ｂの内面とは、段差部１９ｄを介してつながっている。また、中径部１９ｂの内面と小径部１９ｃの内面とは、テーパ面１９ｅを介してつながっている。工具保持具１９の小径部１９ｃ内に先端工具１１が取り付けられており、シリンダ１８の回転力は先端工具１１に伝達される。
【００１５】工具保持具１９内からシリンダ１８内に亘って、金属製の中間打撃子２１が設けられている。中間打撃子２１は、中心線Ａ１に沿った方向に往復動自在である。中間打撃子２１は、大径部２１ａを備えている。大径部２１ａの外径は、中間打撃子２１の他の部位の外径よりも大きい。シリンダ１８内には、中間打撃子２１を打撃する打撃子２２が設けられている。打撃子２２は、中心線Ａ１に沿った方向に往復動作可能である。
【００１６】さらに、工具保持具１９内に、ワッシャ６３、ダンパ６４、ストッパ６６が設けられている。ワッシャ６３、ダンパ６４、ストッパ６６は、シリンダ１８と、段差部１９ｄとの間に配置されている。このため、ワッシャ６３、ダンパ６４、ストッパ６６は、保持筒１２８及びシリンダケース１３に対して、中心線Ａ１に沿った方向に移動しない。
【００１７】中間打撃子２１は、中心線Ａ１に沿った方向で所定の範囲内で移動可能である。中間打撃子２１は、ピストン２３から離れる向きで移動すると、大径部２１ａがテーパ面１９ｅに接触して停止する。これに対して、中間打撃子２１は、ピストン２３に近づく向きで移動すると、ストッパ６６に接触して停止する。
【００１８】また、シリンダ１８内にピストン２３が配置されており、ピストン２３は中心線Ａ１に沿った方向に往復動作可能である。シリンダ１８内であって、打撃子２２とピストン２３との間に空気室２４が設けられている。シリンダ１８を径方向に貫通する呼吸孔１８ｂ及び空打ち防止孔１８ａが設けられている。呼吸孔１８ｂは、中心線Ａ１に沿った方向における打撃子２２の位置及びピストン２３の位置に関わりなく、空気室２４とシリンダ１８の外部とをつないでいる。空打ち防止孔１８ａは、打撃子２２の動作によりにより開閉される。空打ち防止孔１８ａが開かれると、空気室２４は空打ち防止孔１８ａを介してシリンダ１８の外部とつながる。
【００１９】中間ケース１４は、中心線Ａ１に沿った方向でハンドル１５とシリンダケース１３との間に配置されている。モータケース２０は、シリンダケース１３及び中間ケース１４に対して固定されている。中心線Ａ１に沿った方向におけるモータケース２０の配置範囲は、中心線Ａ１に沿った方向における中間ケース１４の配置範囲と重なっている。ハンドル１５は、アーチ形状に屈曲されており、ハンドル１５の両端は、中間ケース１４に取り付けられている。ハンドル１５にトリガ１３２及び給電ケーブル２５が設けられている。また、ハンドル１５内にトリガスイッチ２６が設けられている。トリガスイッチ２６は、トリガ１３２に操作力が加わるとオンされ、トリガ１３２に加わった操作力が解除されるとオフされる。
【００２０】モータケース２０は導電性の金属材料、例えば、アルミニウムにより一体成形されている。モータケース２０は筒形状であり、モータケース２０の内部に、ブラシレスモータ３０が収容されている。このブラシレスモータ３０は直流電動モータであり、ブラシレスモータ３０は、筒形状のステータ３１と、ステータ３１の内側に配置されたロータ３２と、を有している。ロータ３２は、出力軸３３と、出力軸３３に固定されたロータコア３２ａと、ロータコア３２ａに取り付けた永久磁石と、を有する。ステータ３１は、３相、つまり、Ｕ相に対応するコイルＵ１と、Ｖ相に対応するコイルＶ１と、Ｗ相に対応するコイルＷ１と、を有する。
【００２１】打撃作業機１０の正面視で、出力軸３３の回転中心である中心線Ｂ１は、中心線Ａ１に対して直角である。シリンダケース１３内から中間ケース１４内に亘って隔壁３５が設けられている。隔壁３５により支持された軸受３６と、モータケース２７により支持された軸受３７と、が設けられている。２個の軸受３６，３７は、出力軸３３の中心線Ｂ１に沿った方向で異なる位置に配置されている。出力軸３３は、軸受３６，３７により回転可能に支持されている。出力軸３３のうち、中間ケース１４内に配置された箇所の外周面に駆動ギヤ３８が設けられている。
【００２２】ブラシレスモータ３０の出力軸３３の回転力を、ピストン２３の往復動作力に変換する動力変換機構１２０を説明する。まず、中間ケース１４内にクランク軸１０６が回転自在に設けられている。クランク軸１０６は出力軸３３と平行であり、クランク軸１０６に設けられた従動ギヤ１０７が、駆動ギヤ３８と噛み合っている。クランク軸１０６には、クランク軸１０６の回転中心から偏心したクランクピン１０８が取り付けられている。
【００２３】また、クランクピン１０８とピストン２３とを動力伝達可能に連結するコネクティングロッド１０９が設けられている。そして、出力軸３３の回転力がクランク軸１０６に伝達されて、クランクピン１０８が公転すると、ピストン２３はシリンダ１８内を往復動作する。動力変換機構１２０は、クランク軸１０６、クランクピン１０８、コネクティングロッド１０９により構成されている。
【００２４】次に、出力軸３３の回転力を先端工具１１に伝達する回転力伝達機構を説明する。シリンダケース１３内に回転力伝達軸１１０が回転自在に設けられており、回転力伝達軸１１０に従動ギヤ１１１が設けられている。従動ギヤ１１１は、クランク軸１０６の駆動ギヤ１１２に噛み合っている。回転力伝達軸１１０は、軸受１１３，１１４により回転可能に支持されている。このため、出力軸３３の回転力は、クランク軸１０６を介して回転力伝達軸１１０に伝達される。さらに、回転力伝達軸１１０にベベルギヤ１１５設けられている。
【００２５】一方、シリンダ１８の外周に円筒形状のベベルギヤ１１６が取り付けられており、ベベルギヤ１１６はシリンダ１８に対して回転可能である。ベベルギヤ１１６と保持筒１２８との間に、ベベルギヤ１１６及びシリンダ１８を回転可能に支持する軸受１２７が設けられている。ベベルギヤ１１６はベベルギヤ１１５と噛み合っている。シリンダ１８の外周に、シリンダ１８と一体回転し、かつ、中心線Ａ１に沿った方向に移動可能なスリーブ１１７が取り付けられている。打撃作業機１０は、モード切替ダイヤル１２３を備えており、作業者は、モード切替ダイヤル１２３を操作して、回転打撃モードと、打撃モードとを切り替える。作業者がモード切替ダイヤル１２３を操作すると、スリーブ１１７が中心線Ａ１に沿った方向に移動する。また、スリーブ１１７とベベルギヤ１１６とを、係合または解放させるクラッチ機構が設けられている。
【００２６】スリーブ１１７が、シリンダ１８に対して中心線Ａ１に沿って移動すると、スリーブ１１７は、ベベルギヤ１１６と動力伝達可能に係合されるか、またはスリーブ１１７はベベルギヤ１１６から解放される。回転打撃モードが選択されると、スリーブ１１７がベベルギヤ１１６に係合され、回転力伝達軸１１０の回転力はシリンダ１８に伝達される。これに対して、打撃モードが選択されると、スリーブ１１７がベベルギヤ１１６から解放され、回転力伝達軸１１０の回転力はシリンダ１８に伝達されない。
【００２７】中間ケース１４内において、中心線Ａ１に沿った方向で、動力変換機構１２０とハンドル１５との間に振動減衰機構１２４が設けられている。振動減衰機構１２４は錘１２６を備え、錘１２６は、支軸１２５を支点として揺動する。錘１２６は、中心線Ａ１，Ｂ１を含む平面方向に沿って、所定角度の範囲内で揺動する。
【００２８】さらに、ハンドル１５は、中間ケース１４に向けて延ばされた第１筒部１５ａ及び第２筒部１５ｂを備えている。第１筒部１５ａと第２筒部１５ｂとは、中心線Ｂ１に沿った方向で異なる位置に配置されている。中間ケース１４は中心線Ａ１に沿った方向に突出したマウント部１４ａを有し、マウント部１４ａが第１筒部１５ａ内に配置されている。そして、マウント部１４ａと第１筒部１５ａとを連結する回動軸８０が設けられている。このため、ハンドル１５は、回動軸８０を支点とし、作業機本体１２に対して所定の角度の範囲内で回動可能である。
【００２９】さらに、第２筒部１５ｂ内及び中間ケース１４内に亘って動作規制機構８５が設けられている。動作規制機構８５は、ハンドル１５が回動軸８０を支点として回動する角度を設定する。動作規制機構８５は、中間ケース１４に設けたストッパ８６と、第２筒部１５ｂ内に設けられた接触部材８７と、を備えている。ストッパ８６は鋼材製であり、中間ケース１４に固定されている。ストッパ８６は、中心線Ａ１でハンドル１５に向けて突出された突出部８８を備えている。打撃作業機１０を平面視すると、突出部８８には、中心線Ａ１を隔てた両側に保持溝８９が、それぞれ２箇所ずつ設けられている。打撃作業機１０の平面視で、保持溝８９は中心線Ａ１に対して傾斜している。
【００３０】一方、接触部材８７は鋼材製であり、ねじ部材９９を用いてハンドル１５に固定されている。接触部材８７は、中心線Ａ１方向に突出した２本の腕部９０を備えている。打撃作業機１０の平面視で、突出部８８は２本の腕部９０の間に配置されている。２本の腕部９０に、それぞれ保持溝９１が設けられている。打撃作業機１０の平面視で、保持溝９１は中心線Ａ１に対して傾斜している。保持溝９１の傾斜の向きと、保持溝８９の傾斜の向きとは同じである。そして、保持溝８９と保持溝９１との間に転動体９２が介在されている。転動体９２は、ゴム状弾性体により成形されている。
【００３１】さらに、接触部材８７に被検出軸９３が設けられている。被検出軸９３は、２本の腕部９０の間に配置されており、中心線Ａ１方向で中間ケース１４に向けて突出されている。  
【００３２】突出部８８には孔９４が設けられている。孔９４は、突出部８８の先端に開口されており、被検出軸９３は孔９４内に配置されている。被検出軸９３は、孔９４内で中心線Ａ１に沿った方向に移動可能であり、被検出軸９３及びハンドル１５は、被検出軸９３先端の球状部９３ａが孔９４の円弧面９４ａに当接することで移動が規制される。ストッパ８６の孔９４の円弧面９４ａに近接センサ６０が取り付けられている。
【００３３】近接センサ６０は、中心線Ａ１方向で近接センサ６０と被検出軸９３との距離が予め定められた所定距離以下になると信号を出力する。つまり、近接センサ６０は、ハンドル１５が押し付け状態にあると信号を出力し、ハンドル１５が非押し付け状態にあると信号を出力しない。なお、押し付け状態及び非押し付け状態の意味は後述する。
【００３４】近接センサ６０は、例えば、高周波発信型のセンサを用いることができる。なお、第２筒部１５ｂと中間ケース１４との隙間を塞ぐブーツ９６が設けられている。ブーツ９６はゴム状弾性体をベローズ形状に成形したものである。
【００３５】図４は打撃作業機１０を制御する制御回路を示すブロック図である。ブラシレスモータ３０は交流電源４９を動力源としており、交流電源４９の電力は、給電ケーブル２５を介してブラシレスモータ３０のコイルに流れる。打撃作業機１０は、ブラシレスモータ３０の目標回転数を設定するための回転数設定ダイヤル５１を備えている。作業者が回転数設定ダイヤル５１を操作すると、ブラシレスモータ３０の目標回転数を複数段階、例えば、６段階に切り替え可能である。打撃作業機１０は、表示部５２を備えている。表示部５２は、ディスプレイ、ＬＥＤランプを含む。表示部５２は、目標回転数、ブラシレスモータ３０の制御状態を表示する。
【００３６】また、３個の磁気センサＳ１〜Ｓ３は、ロータ３２の回転位置を示す検出信号を出力する。３個の磁気センサＳ１〜Ｓ３は、３相のコイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１に対応して設けられている。それぞれの磁気センサＳ１〜Ｓ３は、ロータ３２に取り付けた永久磁石が発生する磁力を検出し、かつ、磁力を電気信号に変換して出力する非接触のセンサである。磁気センサＳ１〜Ｓ３は、ホール素子を用いることができる。
【００３７】打撃作業機１０は、各コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１に供給する電流を制御するインバータ回路１２１を有している。交流電源４９とインバータ回路１２１との間の電気回路に、交流電源４９の交流電流を直流電流に整流するための整流回路５３と、整流された直流電流の電圧を昇圧してインバータ回路１２１に供給するための力率改善回路５４と、が設けられている。整流回路５３は、複数のダイオードをブリッジ接続して構成されている。力率改善回路５４は、電界効果トランジスタ等で構成されたトランジスタ５５に対して、ＰＷＭ制御信号を出力する集積回路５６を有している。さらに、交流電源４９と整流回路５３との間には、インバータ回路１２１で生じたノイズを交流電源４９に伝えないようにするために、雑音対策回路５７が設けられている。
【００３８】インバータ回路１２１は、３相フルブリッジインバータ回路であり、互いに接続された２つのスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２と、互いに接続された２つのスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４と、互いに接続された２つのスイッチング素子Ｔｒ５，Ｔｒ６とを有する。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は互いに並列に接続され、かつ、リード線５８に接続されている。リード線５８は、コイルＵ１に接続されている。
【００３９】スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４は互いに並列に接続され、かつ、リード線６２に接続されている。リード線６２は、コイルＶ１に接続されている。スイッチング素子Ｔｒ５，Ｔｒ６は互いに並列に接続され、かつ、リード線６５に接続されている。リード線６５は、コイルＷ１に接続されている。  
【００４０】スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５は、力率改善回路５４の正極の出力端子に接続されている。スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は、電流検出用抵抗１２２を介して力率改善回路５４の負極端子に接続されている。
【００４１】このように、力率改善回路５４の正極側に接続される３つのスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５は、ハイサイド側となっており、力率改善回路５４の負極側に接続される３つのスイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は、ローサイド側となっている。コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１は、相互に接続されており、各コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１はスター結線となっている。
【００４２】なお、コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１の結線方式は、デルタ結線でもよい。例えば、ハイサイド側のスイッチング素子Ｔｒ１と、ローサイド側のスイッチング素子Ｔｒ４のゲートに制御信号が通電されると、Ｕ相とＶ相のコイルＵ１，Ｖ１に電流が供給される。それぞれのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６をオンオフするタイミング、及びオンする期間を制御することにより、各コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１に対する転流動作が制御される。
【００４３】作業機本体１２内に制御基板４７が設けられており、制御基板４７にモータ制御部１３３が設けられている。モータ制御部１３３は、インバータ回路１２１を制御する制御信号を演算して出力する。モータ制御部１３３は、コントローラ１３６、制御信号出力回路１３４、ロータ位置検出回路１３５、モータ回転数検出回路６８、モータ電流検出回路６９、操作スイッチ検出回路７０を備えている。磁気センサＳ１〜Ｓ３の検出信号はロータ位置検出回路１３５に送られる。ロータ位置検出回路１３５は、ロータ３２の回転位置を検出する。ロータ３２の回転位置は、ロータ３２の回転方向の位相であり、ステータ３１などの固定要素において予め定められた回転方向の基準位置と、ロータ３２の回転方向で定められた基準位置との位置関係若しくは角度である。
【００４４】ロータ位置検出回路１３５は、ロータ３２の回転位置を表す信号を処理する。ロータ位置検出回路１３５から出力された信号は、コントローラ１３６及びモータ回転数検出回路６８に送られる。モータ回転数検出回路６８はモータ回転数を検出し、モータ回転数検出回路６８から出力された信号はコントローラ１３６に入力される。
【００４５】モータ電流検出回路６９は、電流検出用抵抗１２２の両端に接続されており、モータ電流検出回路６９は、ブラシレスモータ３０に流れる電流を検出する。モータ電流検出回路６９から出力された信号は、コントローラ１３６に入力される。また、モード切替ダイヤル１２３により選択されたモードを検知するモード検知センサ５９が設けられ、モード検知センサ５９から出力された信号は、コントローラ１３６に入力される。また、近接センサ６０から出力された信号は、コントローラ１３６に入力される。
【００４６】コントローラ１３６は、制御信号を処理するマイクロプロセッサと、メモリと、を備え、メモリには、制御プログラム、演算式およびデータなどが格納されている。コントローラ１３６は、モータ回転数検出回路６８から入力される信号を処理して、ロータ３２の実際の回転数を演算する。コントローラ１３６は、回転数設定ダイヤル５１から入力される信号、近接センサ６０から入力される信号、ロータ３２の実際の回転数等に基づいて、ブラシレスモータ３０の回転数を制御することが可能である。コントローラ１３６から出力された信号は、制御信号出力回路１３４に入力され、インバータ回路１２１は、制御信号出力回路１３４から入力される制御信号により制御される。
【００４７】上記打撃作業機１０の使用例を説明する。作業者がトリガ１３２を操作して、トリガスイッチ２６がオンまたはオフされると、操作スイッチ検出回路７０から出力されたオン信号またはオフ信号が、コントローラ１３６に送られる。コントローラ１３６が、トリガスイッチ２６のオンを検知すると、制御信号出力回路１３４から出力される制御信号が、インバータ回路１２１に入力され、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６が、それぞれ個別にオンオフされ、コイルＵ１，Ｙ１，Ｗ１に順次電流が流れる。すると、コイルＵ１，Ｙ１，Ｗ１と、ロータコア３２ａに取り付けた永久磁石とが協働して回転磁界が形成され、ロータ３２が回転する。
【００４８】モータ制御部１３３は、ロータ３２の実際の回転数を目標回転数に近づける制御を実行する。ロータ３２の実際の回転数は、各コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１に印加される電圧を調整することで制御される。具体的には、インバータ回路１２１の各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６のゲートに印加されるオン信号のデューティ比を調整することにより行われる。デューティ比を大きくするほど、ブラシレスモータ３０の回転数が高くなる。
【００４９】ブラシレスモータ３０のロータ３２が回転すると、出力軸３３の回転力が、動力変換機構１２０によりピストン２３の往復動作力に変換され、ピストン２３がシリンダ１８内で往復動作する。
【００５０】一方、転動体９２の弾性復元力は、接触部材８７を介してハンドル１５に伝達されている。つまり、ハンドル１５は、図１で回動軸８０を支点として時計回りに付勢されている。ここで、先端工具１１が対象物から離れており、かつ、ハンドル１５が作業機本体１２に押し付けられていない場合、被検出軸９３の球状部９３ａが、孔９４の円弧面９４ａに接触しハンドル１５は作業機本体１２に対して所定の位置で停止する。被検出軸９３の球状部９３ａが、孔９４の円弧面９４ａに接触して、ハンドル１５が作業機本体１２に対して所定の位置で停止している状態を、非押し付け状態と呼ぶ。なお、ハンドル１５が非押し付け状態にあると、近接センサ６０と被検出軸９３との距離が所定距離以上であるため、近接センサ６０は信号を出力しない。
【００５１】また、先端工具１１が下に向けられ、かつ、先端工具１１が対象物から離れていると、中間打撃子２１及び打撃子２２が共に自重で下降し、大径部２１ａがテーパ面１９ｅに接触して、中間打撃子２１及び打撃子２２が共に停止する。このため、空打ち防止孔１８ａが開かれ、空気室２４はシリンダ１８の外部とつながる。すると、ピストン２３が動作しても空気室２４の圧力は上昇せず、先端工具１１に打撃力が加えられることはない。つまり、空打ちを防止できる。
【００５２】これに対して、ハンドル１５を掴んで先端工具１１を対象物に押し付けると、その反力で中間打撃子２１は空気室２４に向けて移動して大径部２１ａがストッパ６６に接触し、中間打撃子２１は停止する。中間打撃子２１の大径部２１ａがストッパ６６に接触して停止すると、空打ち防止孔１８ａは打撃子２２により閉塞される。
【００５３】また、ハンドル１５に加えられた押し付け力は、接触部材８７、転動体９２、ストッパ８６を介して作業機本体１２に伝達される。ここで、中間打撃子２１の大径部２１ａがストッパ６６に接触する前は、作業機本体１２が対象物に近づく向きで移動するため、転動体９２は圧縮荷重を受けない。
【００５４】これに対して、中間打撃子２１の大径部２１ａがストッパ６６に接触した時点以降は、ハンドル１５は作業機本体１２に対して回動軸８０を支点とし、図１で反時計回りに回動する。このため、接触部材８７は中心線Ａ１方向でストッパ８６に近づく。すると、転動体９２は、保持溝８９，９１に沿って転動し、かつ、ストッパ８６と接触部材８７とにより挟まれて圧縮荷重を受け、弾性変形する。
【００５５】そして、接触部材８７がストッパ８６に接触するとハンドル１５が停止する。接触部材８７がストッパ８６に接触してハンドル１５が停止している状態を、押し付け状態と呼ぶ。また、ハンドル１５が回動中または停止している際に、近接センサ６０と被検出軸９３との距離が所定距離未満であると、近接センサ６０は信号を出力する。
【００５６】上記のように、先端工具１１が対象物に押し付けられ、かつ、空打ち防止孔１８ａが閉塞されている状態において、ピストン２３がクランク軸１０６に近づく向きで動作すると、呼吸孔１８ｂを通り空気室２４に空気が吸い込まれる。さらに、ピストン２３が上死点に到達した後、ピストン２３が上死点から下死点に向けて移動すると、空気室２４内の圧力が上昇し、打撃子２２が中間打撃子２１を打撃する。中間打撃子２１に加えられた打撃力は、先端工具１１を介して対象物に伝達される。以後、ブラシレスモータ３０の出力軸３３が回転している間、ピストン２３はシリンダ１８内で往復動作し、先端工具１１は間欠的に打撃される。
【００５７】ピストン２３が往復動作すること、打撃子２２が中間打撃子２１を間欠的に打撃することにより、作業機本体１２が中心線Ａ１に沿った方向に振動すると、錘１２６が支軸１２５を支点として揺動し、作業機本体１２の振動を低減する。
【００５８】一方、ブラシレスモータ３０の出力軸３３の回転力は、駆動ギヤ１１２を介して回転力伝達軸１１０に伝達される。モード切替ダイヤル１２３が操作されて、打撃・回転モードが選択されていると、回転力伝達軸１１０の回転力はシリンダ１８に伝達され、シリンダ１８が回転する。シリンダ１８の回転力は、工具保持具１９を介して先端工具１１に伝達される。このように、打撃作業機１０は、先端工具１１に打撃力及び回転力を伝達する。これに対して、モード切替ダイヤル１２３が操作されて、打撃モードが選択されていると、先端工具１１が対象物に押し付けられているか否かに関わりなく、回転力伝達軸１１０の回転力はシリンダ１８に伝達されない。
【００５９】打撃作業を行った後、先端工具１１が下に向けられている状態で、先端工具１１を対象物から離すと、中間打撃子２１及び打撃子２２が共に自重で下降し、大径部２１ａがテーパ面１９ｅに接触して、中間打撃子２１及び打撃子２２が共に停止する。このため、空打ち防止孔１８ａが開かれ、空気室２４はシリンダ１８の外部とつながる。
【００６０】また、先端工具１１を対象物から離すために、ハンドル１５に加えられていた押し付け力を低下させると、転動体９２の弾性復元力により、ハンドル１５は回動軸８０を支点として作業機本体１２に対して時計回りに回動する。そして、被検出軸９３の球状部９３ａが、孔９４の円弧面９４ａと接触した時点で、ハンドル１５は作業機本体１２に対して停止する。つまり、ハンドル１５は非押し付け状態に戻る。
【００６１】次に、図１の打撃作業機１０で実行可能な制御例を説明する。
【００６２】（制御例１）  図５は、制御例１を示すフローチャートである。まず、モータ制御部１３３は、トリガスイッチ２６のオンを検知すると図５のフローチャートを開始し、ステップＳ１１で回転数設定ダイヤル５１の操作信号から、ブラシレスモータ３０の目標回転数を設定する。目標回転数は、単位時間当たりの回転数である。例えば、回転数モード１では目標回転数3,000rpmが設定され、回転数モード２では目標回転数6,000rpmが設定され、回転数モード３では目標回転数9,000rpが設定され、回転数モード４では目標回転数12,000rpmが設定され、回転数モード５では目標回転数15,000rpmが設定され、回転数モード６では目標回転数18,000rpmが設定される。
【００６３】モータ制御部１３３は、ステップＳ１２において、設定された回転数に応じた信号をインバータ回路１２１へ出力し、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を制御する。モータ制御部１３３は、ステップＳ１２に次ぐステップＳ１３において、回転数モード６が選択されているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ１３でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１４で「増速フラグ＝１」であるか否かを判断する。
【００６４】増速フラグは、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を、回転数設定ダイヤル５１で選択された目標回転数よりも高く設定する条件を意味する。「増速フラグ＝１」は、この条件が成立していることを意味する。
【００６５】モータ制御部１３３は、ステップＳ１４でＮｏと判断すると、ステップＳ１５に進み、ハンドル１５が非押し付け状態から所定量移動していることを３秒間連続して検出したか否かを判断する。ここで、「ハンドル１５が非押し付け状態から所定量移動している」は、ハンドル１５が押し付け状態にあることを意味する。モータ制御部１３３は、近接センサ６０の信号に基づいてステップＳ１５の判断を行う。モータ制御部１３３は、ステップＳ１５でＮｏと判断すると、ステップＳ１６でトリガスイッチ２６がオンされているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ１６でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１２に進む。
【００６６】モータ制御部１３３は、ステップＳ１５でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１７において、その時点で設定されている目標入力回転数を、3,000rpm増加する処理を実行する。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ１８で「増速フラグ＝１」とする処理を行い、かつ、ステップＳ１９で増速制御を実行していることを表示部５２で表示し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１９の処理は、表示部５２でＬＥＤランプを点灯させることを含む。ステップＳ１７，Ｓ１６を経由してステップＳ１２に進んだ場合、ステップＳ１２で用いられる設定回転数は、ステップＳ１７で3,000rpm増加した後の目標回転数である。
【００６７】モータ制御部１３３は、ステップＳ１４でＹｅｓと判断すると、ステップＳ２０に進み、ハンドル１５が非押し付け状態から所定量移動していることを検出したか否かを判断する。モータ制御部１３３は、近接センサ６０の信号に基づいてステップＳ２０の判断を行う。モータ制御部１３３は、ハンドル１５が非押し付け状態へ戻されると、ステップＳ２０でＮｏと判断してステップＳ２１へ進み、その時点で設定されている目標回転数を3,000rpm減少する処理を行う。
【００６８】また、モータ制御部１３３は、ステップＳ２２で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ２３でＬＥＤランプを消灯する処理を行い、ステップＳ１６に進む。「増速フラグ＝０」は、回転数設定ダイヤル５１で選択された目標回転数よりも高く設定する条件が不成立であることを意味する。ステップＳ２１，Ｓ１６を経由してステップＳ１２に進んだ場合、ステップＳ１２で用いられる設定回転数は、ステップＳ２１で3,000rpm減少した後の目標回転数である。モータ制御部１３３は、ステップＳ２０でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１６に進む。
【００６９】一方、モータ制御部１３３は、ステップＳ１３でＮｏと判断すると、ステップＳ２４に進み、回転数設定ダイヤル５１の操作により設定された目標回転数に基づいて、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を制御する。つまり、回転数モード１〜５の何れかが設定されていると、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を、これらの回転数モードに対応する目標回転数とする制御を行う。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ２５で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ２６でＬＥＤランプを消灯し、ステップＳ１６に進む。
【００７０】そして、モータ制御部１３３は、ステップＳ１６でＮｏと判断するとステップＳ２７に進んでブラシレスモータ３０を停止し、かつ、ステップＳ２８で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ２９でＬＥＤランプを消灯し、図５のフローチャートを終了する。
【００７１】このように、モータ制御部１３３は、ハンドル１５が押し付け状態にあることが３秒間連続して検出された場合におけるブラシレスモータ３０の目標回転数を、ハンドル１５が押し付け状態にあることが３秒未満である場合におけるブラシレスモータ３０の目標回転数よりも高く設定する。例えば、作業者が打撃作業機１０を使用して対象物の斫作業を行っている場合に、対象物を破砕できずハンドル１５が押し付け状態にあることが３秒間連続して検出されると、ブラシレスモータ３０の回転数が上昇し、斫作業性が向上する。
【００７２】また、モータ制御部１３３は、ハンドル１５が押し付け状態から非押し付け状態に戻されたことを検出すると、ブラシレスモータ３０の目標回転数を減少させる。したがって、作業の進捗状況が良好である場合に、ブラシレスモータ３０の消費電力が増加することを抑制できる。
【００７３】さらに、モータ制御部１３３は、回転数モード６が選択されて、設定可能な目標回転数の最大値である18,000rpmにある場合に限り、ブラシレスモータ３０の目標回転数を上昇する制御を行う。したがって、不用意にブラシレスモータ３０の目標回転数が上昇することを防止できる。
【００７４】（実施の形態２）  本発明の実施の形態２に相当する打撃作業機１０を図６及び図７を参照して説明する。図６、図７において、図１、図２と同じ構成については同じ符号を付してある。打撃作業機１０は、先端工具１５１に伝達する打撃力を発生する動力源としてブラシレスモータ３０を有している。また、打撃作業機１０は、ブラシレスモータ３０の回転力をピストン１５３の往復動作力に変換し、さらにピストン１５３の往復運動により空気室１５４で打撃力を発生させ、その打撃力が中間打撃子１５５を経由して先端工具１５１に伝達される。
【００７５】まず、ブラシレスモータ３０を収容する機構、およびブラシレスモータ３０を制御する構成を説明する。打撃作業機１０はモータケース１５６を備えており、モータケース１５６内にブラシレスモータ３０が収容されている。また、モータケース１５６に打撃ハウジング１５７が固定されている。
【００７６】また、モータケース１５６及び打撃ハウジング１５７に固定された中間ケース１４が設けられている。モータケース１５６及び打撃ハウジング１５７及び中間ケース１４により、作業機本体１５９が形成されている。さらに、中間ケース１４に取り付けられたハンドル１５が設けられている。
【００７７】さらに、打撃ハウジング１５７は円筒形状であり、その打撃ハウジング１５７の一端が中間ケース１４に固定されている。そして、打撃ハウジング１５７内に円筒形状のシリンダ１６０が設けられている。シリンダ１６０は、打撃ハウジング１５７に対して回転せず、かつ、中心線Ａ１方向に移動できない。
【００７８】ピストン１５３は、シリンダ１６０内に中心線Ａ１方向に往復移動可能に配置されている。そして、ピストン１５３とコネクティングロッド１０９とが連結されている。このように、ブラシレスモータ３０の出力軸３３が、クランク軸１０６、コネクティングロッド１０９を介してピストン１５３に連結されている。このため、出力軸３３の回転力がクランク軸１０６に伝達されてクランク軸１０６が回転すると、クランク軸１０６の回転力がピストン１５３の往復動作力に変換される。
【００７９】さらに、シリンダ１６０内において、中心線Ａ１方向でピストン１５３と先端工具１５１との間に打撃子１６１が収容されている。打撃子１６１は中心線Ａ１に沿った方向に移動可能であり、空気室１５４は、シリンダ１６０内における打撃子１６１とピストン１５３との間に形成されている。打撃子１６１は、空気室１５４の圧力が上昇して発生した打撃力を、中間打撃子１５５に伝達する要素である。
【００８０】また、シリンダ１６０を径方向に貫通する呼吸孔１６２及び空打ち防止孔１６３が設けられている。打撃ハウジング１５７とシリンダ１６０との間の空間と、空気室１５４とが呼吸孔１６２および空打ち防止孔１６３により接続されている。そして、呼吸孔１６２は、中心線Ａ１に沿った方向で空打ち防止孔１６３とクランク軸１０６との間に配置されている。
【００８１】一方、打撃ハウジング１５７における中間ケース１４とは反対の端部に、フロントカバー１６４が固定されている。フロントカバー１６４は筒形状を有しており、フロントカバー１６４および打撃ハウジング１５７は同心状に配置されている。
【００８２】さらに、フロントカバー１６４内にリテーナスリーブ１６５が取り付けられている。リテーナスリーブ１６５は中心線Ａ１を中心とする円筒形状を有しており、フロントカバー１６４の内部から外部に亘って配置されている。リテーナスリーブ１６５内に先端工具１５１が取り付けられる。また、先端工具１５１がリテーナスリーブ１６５から抜け出すことを防止する抜け止め１６６が設けられている。
【００８３】さらに、フロントカバー１６４内において、リテーナスリーブ１６５とシリンダ１６０との間には、円筒形状のハンマホルダ１６７が取り付けられている。ハンマホルダ１６７は中心線Ａ１方向に移動しない。中間打撃子１５５は、ハンマホルダ１６７およびリテーナスリーブ１６５内に亘って配置されている。中間打撃子１５５は中心線Ａ１方向に移動可能であり、中間打撃子１５５と、リテーナスリーブ１６５に保持された先端工具１５１とが、接触したり離れたりすることが可能である。
【００８４】さらに、中間打撃子１５５の外周には、中心線Ａ１を中心とする径方向で外側に向けて突出されたフランジ１６８が形成されている。フランジ１６８の外径はハンマホルダ１６７の内径よりも大きい。中間打撃子１５５は、フランジ１６８を境として打撃子１６１に近い位置に小径部１６９が設けられており、フランジ１６８を境として先端工具１５１に近い位置には大径部１７０が設けられている。小径部１６９の外径は大径部１７０の外径よりも小さく、大径部１７０がハンマホルダ１６７で支持されている。
【００８５】また、小径部１６９の外周に環状のハンマホルダ１７１が取り付けられている。ハンマホルダ１７１の内径は、フランジ１６８の外径よりも小さい。ハンマホルダ１７１は中間打撃子１５５に対して中心線Ａ１に沿った方向に移動しない。ハンマホルダ１７１の外周に環状のダンパ１７２及び接触部材１７３が取り付けられている。接触部材１７３の一部は、シリンダ１６０と打撃ハウジング１５７との間に配置されており、接触部材１７３は、ハンマホルダ１７１と共に、シリンダ１６０に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。接触部材１７３は、中心線Ａ１方向におけるシリンダ１６０の端部１７４に接触すると、中心線Ａ１方向の移動が規制される。
【００８６】さらに、シリンダ１６０の外周面に円筒形状のスリーブ１７５が取り付けられている。スリーブ１７５は磁性材料製である。このスリーブ１７５は、シリンダ１６０と同心状に配置され、かつ、シリンダ１６０に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。スリーブ１７５は、中心線Ａ１方向に移動されて空打ち防止孔１６３を開放または閉塞する。さらに、打撃ハウジング１５７内に圧縮コイルバネ１７６が配置されている。圧縮コイルバネ１７６は、中心線Ａ１方向でスリーブ１７５を接触部材１７３に近づける向きで付勢する。圧縮コイルバネ１７６の力で付勢されたスリーブ１７５は、接触部材１７３に接触している。
【００８７】ハンドル１５は、第１筒部１５ａ及び第２筒部１５ｂを有しており、第１筒部１５ａと、マウント部１４ａとが、回動軸８０を介して連結されている。また、実施の形態２の打撃作業機１０は、動作規制機構８５を備えている。
【００８８】さらに、打撃ハウジング１５７にスリーブ検知センサ１７７が設けられている。スリーブ検知センサ１７７は、中心線Ａ１方向におけるスリーブ１７５の位置を検出して信号を出力する。具体的には、空打ち防止孔１６３を閉塞する位置にスリーブ１７５があると信号を出力し、空打ち防止孔１６３を開放する位置にスリーブ１７５があると信号を出力しない。実施の形態２の打撃作業機１０においても、図４に示す制御回路を用いることができ、スリーブ検知センサ１７７から出力された信号は、コントローラ１３６へ入力される。
【００８９】次に、実施の形態２における打撃作業機１０の動作および制御を説明する。圧縮コイルバネ１７６の力は、常時、スリーブ１７５を介して、ハンマホルダ１７１及び中間打撃子１５５に加わっている。このため、先端工具１５１が対象物から離れていると、フランジ１６８が図６のようにハンマホルダ１６７に接触し、中間打撃子１５５が停止する。また、スリーブ１７５は空打ち防止孔１６３を開放している。このため、スリーブ検知センサ１７７は信号を出力しない。さらに、先端工具１５１が下を向いていると、打撃子１６１は自重で下降し、中間打撃子１５５に接触して停止する。
【００９０】一方、先端工具１５１が対象物から離れていると、図６の打撃作業機１０は、図１の打撃作業機１０と同様の原理により、ハンドル１５が作業機本体１５９に対して回動軸８０を支点として時計回りに回動し、非押し付け状態で停止する。
【００９１】そして、トリガ１３２に操作力が加えられてトリガスイッチ２６がオンされると、ブラシレスモータ３０の出力軸３３が回転する。出力軸３３の回転力は、クランク軸１０６、コネクティングロッド１０９により、ピストン１５３の往復動作力に変換される。空打ち防止孔１６３が開放されていると、ピストン１５３が往復動作しても、空気室１５４の圧力は上昇しない。つまり、先端工具１５１は打撃されず、空打ちを防止できる。
【００９２】これに対して、ハンドル１５を押圧して先端工具１５１を対象物に押し付けると、その反力で先端工具１５１が中間打撃子１５５を押し、中間打撃子１５５が中心線Ａ１方向でピストン１５３に近づく。中間打撃子１５５の動作と共に、スリーブ１７５は、圧縮コイルバネ１７６の力に抗して、中心線Ａ１に沿ってピストン１５３に近づく。そして、接触部材１７３がシリンダ１６０の端部１７４に接触すると、中間打撃子１５５及びハンマホルダ１７１が共に停止し、かつ、スリーブ１７５は、図７のように空打ち防止孔１６３を閉じて停止する。スリーブ検知センサ１７７は、スリーブ１７５が空打ち防止孔１６３を閉塞すると信号を出力する。
【００９３】一方、図６の打撃作業機１０のハンドル１５が押圧されると、図１の打撃作業機１０と同様の原理で、ハンドル１５は、図６において回動軸８０を支点として反時計回りに回動し、ハンドル１５は押し付け状態で停止する。図６の打撃作業機１０においても、近接センサ６０は、ハンドル１５が押し付け状態にあると信号を出力する。
【００９４】そして、空打ち防止孔１６３が閉塞されている状態でトリガスイッチ２６がオンされ、ブラシレスモータ３０の回転力でピストン１５３が往復動作すると、空気室１５４の圧力が上昇する。したがって、打撃子１６１の打撃力が中間打撃子１５５を介して先端工具１５１を打撃する動作が間欠的に繰り返される。
【００９５】なお、ハンドル１５に加えられていた押圧力が解除されて、先端工具１５１が対象物から離れると、圧縮コイルバネ１７６の力で中間打撃子１５５がピストン１５３から離れる向きで移動し、スリーブ１７５は空打ち防止孔１６３を開放する。また、ハンドル１５に加えられていた押圧力が解除されると、図１の打撃作業機１０と同様の原理により、ハンドル１５は作業機本体１５９に対して回動軸８０を支点として時計回りに回動し、ハンドル１５は非押し付け状態で停止する。
【００９６】（制御例２）  図８は、図６の打撃作業機１０で実行可能な制御例２を示すフローチャートである。まず、モータ制御部１３３は、トリガスイッチ２６のオンを検知すると図８のフローチャートを開始し、ステップＳ３１で回転数設定ダイヤル５１の信号から、ブラシレスモータ３０の目標回転数を設定する。ステップＳ３１の処理は、ステップＳ１１の処理と同じである。
【００９７】モータ制御部１３３は、ステップＳ３１に次いでステップＳ３２の処理を実行する。ステップＳ３２の処理は、ステップＳ１２の処理と同じである。モータ制御部１３３は、ステップＳ３２に次ぐステップＳ３３において、回転数モード６が選択されているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ３３でＹｅｓと判断すると、ステップＳ３４で「増速フラグ＝１」であるか否かを判断する。ステップＳ３４の判断の意味は、ステップＳ１４の判断の意味と同じである。
【００９８】モータ制御部１３３は、ステップＳ３４でＮｏと判断すると、ステップＳ３５に進み、スリーブ検知センサ１７７がスリーブ１７５を３秒間連続して検出しているか否かを判断する。ステップＳ３５は、スリーブ１７５が空打ち防止孔１６３を３秒間連続して閉塞しているか否かを判断する趣旨である。ステップＳ３５でＹｅｓと判断されるということは、空打ち防止孔１６３が、３秒間連続して閉塞されていることになる。
【００９９】そこで、モータ制御部１３３は、ステップＳ３５でＹｅｓと判断すると、ステップＳ３６に進み、その時点で設定されている目標入力回転数を、3,000rpm増加する処理を実行する。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ３７で「増速フラグ＝１」とする処理を行い、かつ、ステップＳ３８で増速制御を実行していることを示す処理を行う。そして、モータ制御部１３３は、ステップＳ３９に進み、スリーブ１７５を２秒間連続して非検出であるか否かを判断する。ステップＳ３９は、空打ち防止孔１６３が開放されているか否かを判断する趣旨である。
【０１００】モータ制御部１３３は、ステップＳ３９でＮｏと判断すると、ステップＳ４０に進む。このように、ステップＳ３５でＹｅｓと判断されてからステップＳ３６を経由し、その後に、ステップＳ３９でＮｏと判断されるのは、先端工具１１が対象物に押し付けられた状態が継続されていることを意味する。ステップＳ３６，Ｓ３９を経由してステップＳ３２に進んだ場合、ステップＳ３２で用いる目標回転数は、ステップＳ３６で3,000rpm増加された目標回転数である。
【０１０１】モータ制御部１３３は、ステップＳ３５でＮｏと判断すると、ステップＳ３９に進む。ステップＳ３５でＮｏと判断され、かつ、ステップＳ３９でＮｏと判断されるということは、対象物から離れていた先端工具１１が、対象物に押し付けられたことを意味する。このように、ステップＳ３５でＮｏと判断され、かつ、ステップＳ３９でＮｏと判断され、かつ、ステップＳ４０でＹｅｓと判断されてステップＳ３２に進んだ場合、そのステップＳ３２では、ステップＳ３１で設定した目標回転数を用いる。
【０１０２】一方、モータ制御部１３３は、ステップＳ３４でＹｅｓと判断すると、ステップＳ４１に進み、スリーブ検知センサ１７７がスリーブ１７５を検出して信号を出力しているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ４１でＹｅｓと判断すると、ステップＳ３９に進む。
【０１０３】モータ制御部１３３は、ステップＳ４１でＮｏと判断すると、ステップＳ４２に進み、その時点で設定されている目標回転数を3,000rpm減少する処理を行う。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ４３で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ４４でＬＥＤランプを消灯し、ステップＳ３９に進む。
【０１０４】一方、モータ制御部１３３は、ステップＳ３３でＮｏと判断すると、ステップＳ４５に進み、回転数設定ダイヤル５１の操作で設定された目標回転数に基づいて、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を制御する。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ４６で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ４７でＬＥＤランプを消灯し、ステップＳ３９に進む。
【０１０５】さらに、モータ制御部１３３は、ステップＳ３９でＹｅｓと判断するか、またはステップＳ４０でＮｏと判断すると、ステップＳ４８に進んでブラシレスモータ３０を停止する。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ４８に次ぐステップＳ４９で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ５０でＬＥＤランプを消灯し、図８のフローチャートを終了する。
【０１０６】なお、図６の打撃作業機１０は近接センサ６０を備えているため、図６の打撃作業機１０は、図５のフローチャートを実行可能である。
【０１０７】また、図１に示す空打ち防止孔１８ａを、打撃子２２で開放または閉塞する構造に代えて、図６で説明した圧縮コイルバネ１７６、スリーブ１７５、ハンマホルダ１７１、接触部材１７３、スリーブ検知センサ１７７を設け、スリーブ１７５により空打ち防止孔１８ａを開放または閉塞する構造とする設計変更を行ってもよい。図１の打撃作業機１０でこの設計変更を行うと、図８のフローチャートを実行可能である。
【０１０８】このように、モータ制御部１３３が制御例２を行うと、スリーブ１７５が空打ち防止孔１６３を閉塞した状態にあることが３秒間連続した場合におけるブラシレスモータ３０の目標回転数は、ブラシレスモータ３０の目標回転数よりも高く設定される。したがって、制御例１と同様の効果を得られる。
【０１０９】また、モータ制御部１３３は、スリーブ１７５が空打ち防止孔１６３を閉塞した状態から、スリーブ１７５が空打ち防止孔１６３を開放した状態に切り替わったことを検出すると、ブラシレスモータ３０の目標回転数を減少させる。したがって、制御例１と同様の効果を得られる。
【０１１０】さらに、モータ制御部１３３は、回転数モード６が選択されて、選択可能な目標回転数の最大値である3,000rpmにある場合に限り、ブラシレスモータ３０の目標回転数を上昇する制御を行う。したがって、不用意にブラシレスモータ３０の目標回転数が上昇することを防止できる。
【０１１１】さらに、モータ制御部１３３は、空打ち防止孔１６３が開放された状態が所定時間継続したことを検出した場合には、ブラシレスモータ３０を停止させることにより、空打ち防止孔１６３が開放されているにもかかわらず、中間打撃子１５５が連続的に往復動作を繰り返す空打ち状態を確実に防止することができ、製品寿命を向上させることができるとともに、電力消費を抑えることができる。
【０１１２】さらに、図６に示す構成では、図１の構成とは異なりハンドル１５を必要以上に押付けなくとも、ブラシレスモータ３０の増速制御を可能とする構成であるため、作業性を向上させることができるものである。
【０１１３】（制御例３）  図９は、図１の打撃作業機１０に、図６で説明した圧縮コイルバネ１７６、スリーブ１７５、ハンマホルダ１７１、接触部材１７３、スリーブ検知センサ１７７を設ける設計変更を行った場合に実行可能な制御例３を示すフローチャートである。なお、図９のフローチャートを説明するにあたり、図６の打撃作業機１０に設けた要素の符号を便宜上、使用する。
【０１１４】まず、モータ制御部１３３は、トリガスイッチ２６のオンを検知すると図９のフローチャートを開始し、ステップＳ５１で回転数設定ダイヤル５１の信号から、ブラシレスモータ３０の目標回転数を設定する。ステップＳ５１の処理は、ステップＳ１１の処理と同じである。
【０１１５】モータ制御部１３３は、ステップＳ５１に次いでステップＳ５２の処理を行う。ステップＳ５２の処理は、ステップＳ１２の処理と同じである。モータ制御部１３３は、ステップＳ５２に次ぐステップＳ５３において、回転打撃モードが選択されているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ５３でＮｏと判断すると、ステップＳ５４で「増速フラグ＝１」であるか否かを判断する。ステップＳ５４の判断の意味は、ステップＳ１４の判断の意味と同じである。
【０１１６】モータ制御部１３３は、ステップＳ５４でＮｏと判断すると、ステップＳ５５に進み、スリーブ検知センサ１７７がスリーブ１７５を３秒間連続して検出しているか否かを判断する。ステップＳ５５は、スリーブ１７５が空打ち防止孔１８ａを３秒間連続して閉塞しているか否かを判断する趣旨である。ステップＳ５５でＹｅｓと判断されるということは、スリーブ１７５が空打ち防止孔１８ａを３秒間連続して閉塞していることを意味する。
【０１１７】そこで、モータ制御部１３３は、ステップＳ５５でＹｅｓと判断すると、ステップＳ５６に進み、その時点で設定されている目標入力回転数を、3,000rpm増加する処理を行う。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ５７で「増速フラグ＝１」とする処理を行い、かつ、ステップＳ５８で増速制御を実行していることを示す処理を行う。ステップＳ５８の処理は、ステップＳ１９の処理と同じである。そして、モータ制御部１３３は、ステップＳ５９に進み、回転数設定ダイヤル５１が操作されて、目標回転数が切り替えられたか否かを判断する。
【０１１８】モータ制御部１３３は、ステップＳ５９でＮｏと判断すると、ステップＳ６０でトリガスイッチ２６がオンされているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ６０でＹｅｓと判断すると、ステップＳ５２に進む。モータ制御部１３３は、ステップＳ５６を経由し、かつ、ステップＳ５９でＮｏと判断し、かつ、ステップＳ６０でＹｅｓと判断してステップＳ５２に進んだ場合、ステップＳ５６で増加した後の目標回転数を用いて、ブラシレスモータ３０の回転数を制御する。
【０１１９】一方、モータ制御部１３３は、ステップＳ５４でＹｅｓと判断すると、ステップＳ６１に進み、スリーブ検知センサ１７７がスリーブ１７５を検出しているか否かを判断する。モータ制御部１３３は、ステップＳ６１でＹｅｓと判断すると、ステップＳ５９に進む。モータ制御部１３３は、ステップＳ６１でＮｏと判断すると、ステップＳ６２に進み、その時点で設定されている目標回転数を3,000rpm減少する処理を行う。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ６３で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ６４でＬＥＤランプを消灯し、ステップＳ５９に進む。
【０１２０】一方、モータ制御部１３３は、ステップＳ５９でＹｅｓと判断すると、ステップＳ６５に進み、回転数設定ダイヤル５１の操作で設定された目標回転数に基づいて、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を制御する。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ６６で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ６７でＬＥＤランプを消灯し、ステップＳ６０に進む。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ５５でＮｏと判断した場合、または、ステップＳ５３でＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ５９に進む。
【０１２１】そして、モータ制御部１３３は、ステップＳ６０でＮｏと判断すると、ステップＳ６８に進んでブラシレスモータ３０を停止する。また、モータ制御部１３３は、ステップＳ６８に次ぐステップＳ６９で「増速フラグ＝０」とし、かつ、ステップＳ７０でＬＥＤランプを消灯し、図９のフローチャートを終了する。
【０１２２】このように、モータ制御部１３３は制御例３を行うと、制御例２と同じ処理を行う箇所について、同じ効果を得られる。また、モータ制御部１３３は、増速制御を実行中に、回転数設定ダイヤル５１が操作されて新たな目標回転数が設定されると増速制御を終了し、かつ、新たな目標回転数に基づいてブラシレスモータ３０の実際の回転数を制御する。したがって、ブラシレスモータ３０の実際の回転数を、作業者の意図に沿って変更できる。
【０１２３】さらに、モータ制御部１３３は、打撃モードが選択されていると増速制御を行い、回転打撃モードが選択されていると、スリーブ１７５の位置の検出結果にかかわらず、増速制御を行わない。したがって、先端工具１１に回転力を伝達する場合に、ブラシレスモータ３０の実際の回転数が不用意に変更されることを防止できる。
【０１２４】（変更例１）  次に、図５のフローチャートの一部を変更した変更例１を説明する。モータ制御部１３３は、図５のステップＳ１５でスリーブ１７５が３秒間連続して検出されたか否かを判断し、図５のステップＳ２０でスリーブ１７５が検出されたか否かを判断する。この変更例１の制御は、ステップＳ１５でＹｅｓと判断するとステップＳ１７に進み、ステップＳ１５でＮｏと判断すると、ステップＳ１６に進む。また、ステップＳ２０でＹｅｓと判断するとステップＳ１６に進み、ステップＳ２０でＮｏと判断すると、ステップＳ２１に進む。モータ制御部１３３は、実施の形態１の打撃作業機１０にスリーブ１７５を設けた構造、実施の形態２の打撃作業機１０において、変更例１の制御を行うことができる。
【０１２５】（変更例２）  次に、図８のフローチャートの一部を変更した変更例２の制御を説明する。モータ制御部１３３は、図８のステップＳ３５でハンドル１５が押し付け状態であることが３秒間連続して検出されたか否かを判断し、図８のステップＳ４１でハンドル１５が押し付け状態であることが検出されたか否かを判断し、図８のステップＳ３９でハンドル１５が非押し付け状態であることが２秒間連続して検出されたか否かを判断する。この変更例２の制御は、ステップＳ３５でＹｅｓと判断するとステップＳ３６に進み、ステップＳ３５でＮｏと判断すると、ステップＳ３９に進む。また、ステップＳ４１でＹｅｓと判断するとステップＳ３９に進み、ステップＳ４１でＮｏと判断すると、ステップＳ４２に進む。また、ステップＳ３９でＮｏと判断するとステップＳ４０に進み、ステップＳ３９でＹｅｓと判断するとステップＳ４８に進む。モータ制御部１３３は、実施の形態１の打撃作業機１０、及び実施の形態２の打撃作業機１０において、変更例２の制御を行うことができる。
【０１２６】（変更例３）  次に、図９のフローチャートの一部を変更した変更例３の制御を説明する。モータ制御部１３３は、図９のステップＳ５５でハンドル１５が押し付け状態にあることが３秒間連続して検出されたか否かを判断し、図９のステップＳ６１でハンドル１５が押し付け状態にあることが検出されたか否かを判断する。この変更例３の制御は、ステップＳ５５でＹｅｓと判断するとステップＳ５６に進み、ステップＳ５５でＮｏと判断すると、ステップＳ５９に進む。また、ステップＳ６１でＹｅｓと判断するとステップＳ５９に進み、ステップＳ６１でＮｏと判断すると、ステップＳ６２に進む。モータ制御部１３３は、実施の形態１の打撃作業機１０に、スリーブ１７５を設けた構造において、変更例３の制御を行うことができる。
【０１２７】ここで、本実施形態で説明した事項と、本発明の構成との対応関係を説明する。ブラシレスモータ３０が、本発明のモータに相当し、打撃作業機１０が、本発明の打撃作業機に相当し、先端工具１１が、本発明の先端工具に相当し、モータ制御部１３３、近接センサ６０、スリーブ検知センサ１７７が、本発明の押し付け検出部に相当し、モータ制御部１３３及びインバータ回路１２１が、本発明のモータ制御部に相当し、回転数設定ダイヤル５１及びモータ制御部１３３が、本発明の目標回転数設定部に相当し、作業機本体１２，１５９が、本発明のケーシングに相当し、ハンドル１５が、本発明のハンドルに相当する。
【０１２８】また、図１及び図２に示す動力変換機構１２０、ピストン２３、シリンダ１８、空気室２４、空打ち防止孔１８ａ、打撃子２２、中間打撃子２１が、本発明の打撃機構に相当する。図６及び図７に示す動力変換機構１２０、ピストン１５３、シリンダ１６０、空気室１５４、空打ち防止孔１６３、打撃子１６１、中間打撃子１５５、スリーブ１７５が、本発明の打撃機構に相当し、スリーブ１７５が、本発明の閉塞部材に相当する。
【０１２９】図１及び図２に示す工具保持具１９、回転力伝達軸１１０、従動ギヤ１１１、駆動ギヤ１１２、ベベルギヤ１１５，１１６、スリーブ１１７が、本発明の回転力伝達機構に相当し、モード切替ダイヤル１２３、ベベルギヤ１１６、スリーブ１１７が、本発明の作業モード切替機構に相当する。
【０１３０】また、目標回転数18,000rpmが、本発明における「目標回転数の最大値」に相当し、目標回転数3,000rpm、目標回転数6,000rpm、目標回転数9,000rpm、目標回転数12,000rpm、目標回転数15,000rpmが、本発明における「目標回転数の最大値未満の値」に相当する。さらに、「３秒間連続」が、本発明の「所定時間連続」に相当する。
【０１３１】本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、実施の形態１、２で説明した打撃作業機は、交流電源、つまり、交流電源からブラシレスモータに電力が供給される。これに対して、本発明の打撃作業機は、直流電源としての電池パックが作業機本体に取り付けられ、その電池パックの電力をブラシレスモータに供給する打撃作業機を含む。
【０１３２】本発明の実施の形態１に相当する打撃作業機は、先端工具に回転力及び軸線方向の打撃力を加えるハンマドリル及びハンマドライバを含む。本発明において、モータの回転力をピストンの往復動作力に変換する動力変換機構は、クランク機構の他、カム機構を含む。本発明のモータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータ、内燃機関を含む。
【０１３３】本発明の打撃作業機は、ハンドルが作業機本体に対して回動軸を介して所定角度の範囲内で回動可能な構造、ハンドルが作業機本体に対して直線状にスライド動作可能な構造を含む。本発明における目標回転数設定部は、目標回転数を無段階に設定すること、目標回転数を段階的に設定する技術を含む。目標回転数設定部により目標回転数を段階的に設定する場合、５段階の数は段階以下、または７段階以上の目標回転数を設定してもよい。さらに、各フローチャートの判断ステップで用いた所定時間としての３秒間は、任意に変更可能である。
【０１３４】さらに、中心線方向における先端工具の位置を検知する先端工具センサ、または、中心線方向における中間打撃子の位置を検知する中間打撃子センサ、または、中心線方向における打撃子の位置を検知する打撃子センサを設け、これらのセンサの信号がモータ制御部に入力される構成としてもよい。そして、モータ制御部はこれらのセンサの信号に基づいて先端工具が対象物に押し付けられたか否かを判断し、各制御例を実行してもよい。
【符号の説明】
【０１３５】１０…打撃作業機、１１…先端工具、１２，１５９…作業機本体、１５…ハンドル、１８，１６０…シリンダ、１８ａ，１６３…空打ち防止孔、１９…工具保持具、２１，１５５…中間打撃子、２２，１６１…打撃子、２３，１５３…ピストン、２４，１５４…空気室、３０…ブラシレスモータ、５１…回転数設定ダイヤル、６０…近接センサ、１１０…回転力伝達軸、１１１…従動ギヤ、１１２…駆動ギヤ、１１５，１１６…ベベルギヤ、１１７，１７５…スリーブ、１２０…動力変換機構、１２１…インバータ回路、１２３…モード切替ダイヤル、１３３…モータ制御部、１７７…スリーブ検知センサ。
【図１】
2016067806.tif 000003
【図２】
2016067806.tif 000004
【図３】
2016067806.tif 000005
【図４】
2016067806.tif 000006
【図５】
2016067806.tif 000007
【図６】
2016067806.tif 000008
【図７】
2016067806.tif 000009
【図８】
2016067806.tif 000010
【図９】
2016067806.tif 000011
【国際調査報告】
2016067806.tif 000012
2016067806.tif 000013
2016067806.tif 000014
2016067806.tif 000015