(57)【要約】入力電圧低下による性能低下を抑制することの可能な電動作業機の提供するため、制御回路８１は、モータ１０のソフトスタート制御の後、モータ１０の固定デューティ制御を行う。制御回路８１は、固定デューティ制御を行いながら、モータ１０の回転数をサンプリングし、複数回のサンプリング結果に基づいて回転数が目標より低いか否かを検出し、目標より低い場合は、固定デューティ制御と比較して、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを高め、モータ１０の回転数を高める。
2016067809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータによって駆動される駆動機構と、
前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モータの回転数が脈動して前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際に前記モータの回転数を高める制御を行う、電動作業機。
【請求項２】
前記制御部は、デューティ制御により前記モータの回転を制御し、前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際にデューティ比を高める制御を行う、請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記制御部は、前記脈動のピーク値が所定値よりも低い状態が１回の場合にはデューティ比を一定とし、所定回数連続した場合にデューティ比を高める制御を行う、請求項２に記載の電動作業機。
【請求項４】
モータと、
前記モータによって駆動される回転打撃機構と、
前記モータの回転をデューティ制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転打撃機構の打撃により前記モータの回転数が脈動し前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際にデューティ比を高める制御を行う、電動作業機。
【請求項５】
前記制御部は、前記脈動のピーク値が所定値よりも低い状態が１回の場合にはデューティ比を一定とし、所定回数連続した場合にデューティ比を高める制御を行う、請求項４に記載の電動作業機。
【請求項６】
モータと、
前記モータによって駆動される駆動機構と、
前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モータに流れる電流が脈動して前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際に前記モータの回転数を高める制御を行う、電動作業機。
【請求項７】
前記制御部は、デューティ制御により前記モータの回転を制御し、前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際にデューティ比を高める制御を行う、請求項６に記載の電動作業機。
【請求項８】
モータと、
前記モータによって駆動される回転打撃機構と、
前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モータの回転数が目標よりも低いことを検出すると、前記モータの回転数を高める制御を行う、電動作業機。
【請求項９】
前記制御部は、前記モータの回転数を複数回サンプリングし、サンプリング結果に基づいて前記モータの回転数が前記目標よりも低いか否かを検出する、請求項８に記載の電動作業機。
【請求項１０】
前記制御部は、前記モータの回転数が前記目標よりも低いことを検出しない場合は、前記モータの回転数によらない制御を行い、前記モータの回転数が前記目標よりも低いことを検出すると、前記モータの回転数を前記目標に近づける制御に移行する、請求項８又は９に記載の電動作業機。
【請求項１１】
前記制御部は、デューティ制御により前記モータの回転を制御する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の電動作業機。
【請求項１２】
前記制御部は、前記モータの起動時にソフトスタート制御を行い、前記ソフトスタート制御の完了後に前記モータの回転数が前記目標よりも低いか否かを検出する、請求項８から１１のいずれか一項に記載の電動作業機。
【請求項１３】
前記モータがブラシレスモータ又は誘導モータである、請求項８から１２のいずれか一項に記載の電動作業機。
【請求項１４】
外部交流電源からの供給電力で動作する、請求項８から１３のいずれか一項に記載の電動作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによって駆動する電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源等の外部交流電源から整流子モータに供給された電力により駆動される電動作業機としての電動工具、例えばインパクトドライバやインパクトレンチ等のインパクト工具が従来から知られている。また、モータとしてブラシレスモータを使用し、ブラシレスモータの回転数を制御基板に搭載したマイクロコンピュータによって細かく制御可能とする電動作業機も知られている。下記特許文献１の電動工具は、ブラシレスモータを駆動源とし、入力電圧が使用可能範囲外である場合にインバータ回路を停止することで、インバータ回路の故障を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動作業機は、入力電圧が低くなると性能が落ちてしまうという問題があった。例えば、長い延長コードで外部交流電源に接続すると、延長コードでの電圧降下により、電動作業機への想定入力電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）に対して実際の入力電圧が低くなり、性能が落ちてしまうという問題があった。また、電池駆動タイプ（コードレスタイプ）の場合には、電池電圧の低下により同様の問題が発生する。【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、入力電圧低下による性能低下を抑制することの可能な電動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】
【０００６】
本発明のある態様は、電動作業機である。この電動作業機は、モータと、前記モータによって駆動される駆動機構と、前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータの回転数が脈動して前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際に前記モータの回転数を高める制御を行う。【０００７】
前記制御部は、デューティ制御により前記モータの回転を制御し、前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際にデューティ比を高める制御を行ってもよい。【０００８】
前記制御部は、前記脈動のピーク値が所定値よりも低い状態が１回の場合にはデューティ比を一定とし、所定回数連続した場合にデューティ比を高める制御を行ってもよい。【０００９】
本発明のもう１つの態様は、電動作業機である。この電動作業機は、  モータと、前記モータによって駆動される回転打撃機構と、前記モータの回転をデューティ制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転打撃機構の打撃により前記モータの回転数が脈動し前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際にデューティ比を高める制御を行う。【００１０】
前記制御部は、前記脈動のピーク値が所定値よりも低い状態が１回の場合にはデューティ比を一定とし、所定回数連続した場合にデューティ比を高める制御を行ってもよい。【００１１】
本発明のもう１つの態様は、電動作業機である。この電動作業機は、モータと、前記モータによって駆動される駆動機構と、前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータに流れる電流が脈動して前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際に前記モータの回転数を高める制御を行う。【００１２】
前記制御部は、デューティ制御により前記モータの回転を制御し、前記脈動のピークが所定値よりも低い状態が所定回数連続した際にデューティ比を高める制御を行ってもよい。【００１３】
本発明のもう１つの態様は、電動作業機である。この電動作業機は、モータと、前記モータによって駆動される回転打撃機構と、前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータの回転数が目標よりも低いことを検出すると、前記モータの回転数を高める制御を行う。【００１４】
前記制御部は、前記モータの回転数を複数回サンプリングし、サンプリング結果に基づいて前記モータの回転数が前記目標よりも低いか否かを検出してもよい。【００１５】
前記制御部は、前記モータの回転数が前記目標よりも低いことを検出しない場合は、前記モータの回転数によらない制御を行い、前記モータの回転数が前記目標よりも低いことを検出すると、前記モータの回転数を前記目標に近づける制御に移行してもよい。【００１６】
前記制御部は、デューティ制御により前記モータの回転を制御してもよい。【００１７】
前記制御部は、前記モータの起動時にソフトスタート制御を行い、前記ソフトスタート制御の完了後に前記モータの回転数が前記目標よりも低いか否かを検出してもよい。【００１８】
前記モータがブラシレスモータ又は誘導モータであってもよい。【００１９】
前記電動作業機は、外部交流電源からの供給電力で動作してもよい。【００２０】
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】
【００２１】
本発明によれば、入力電圧低下による性能低下を抑制することの可能な電動作業機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動作業機の一例であるインパクト工具の側断面図。
【図２】図１に示すインパクト工具の制御ブロック図。
【図３】図１に示すインパクト工具の制御フローチャート。
【図４】図１に示すインパクト工具にＡＣ１００Ｖが入力された場合の、固定デューティ制御での打撃中におけるモータ１０の回転数の時間変化と回転数サンプリングの説明図。
【図５】図１に示すインパクト工具にＡＣ９０Ｖが入力された場合の、固定デューティ制御での打撃中におけるモータ１０の回転数の時間変化と回転数サンプリングの説明図。
【図６】図１に示すインパクト工具にＡＣ１００Ｖ及びＡＣ９０Ｖが入力された場合の各々におけるネジ締めの開始から終了までの、モータ１０の回転数、及びインバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティの時間変化説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る電動作業機の一例であるインパクト工具の側断面図である。図１において前後及び上下方向を定義する。本実施の形態のインパクト工具は、インパクトドライバであり、ハウジング１は、モータ１０、打撃機構部２０、及び出力部３０の一部を収納する胴体部２と、一端が胴体部２に接続しているハンドル部３と、ハンドル部３の他端に形成された収納部４と、を有する。  
【００２５】
モータ１０はブラシレスモータであり、前後方向に延びる出力軸１１と、出力軸１１に固定され複数の永久磁石を有するロータ１２と、ロータ１２を囲むように配置され複数のステータコイル１３を備えるステータ１４と、出力軸１１に固定された冷却ファン１５と、を有する。出力軸１１の両側は軸支（軸受で支持）され、ステータ１４はハウジング１の胴体部２に固定されている。出力軸１１の回転は、遊星歯車機構１６を介して減速されて打撃機構部２０のハンマ２１に与えられる。なお、モータ１０はロータに永久磁石を持たない誘導モータでもよい。
【００２６】
打撃機構部２０は、ハンマケース２５内に配されたハンマ２１と、ハンマ２１を前方に付勢するバネ２３と、を有する。ハンマ２１は、前端に衝突部２２を有し、遊星歯車機構１６の出力軸で回転駆動される。出力部３０を構成するアンビル３１は、後端に被衝突部３２を有する。バネ２３は、ハンマ２１が回転した際に衝突部２２が被衝突部３２と回転方向において衝突するように、ハンマ２１を前方に付勢する。このような構成により、ハンマ２１が回転した際に、出力部３０のアンビル３１に回転打撃力が与えられる。また、ハンマ２１は、バネ２３の付勢力に反して後方に移動することも可能に構成されており、衝突部２２と被衝突部３２との衝突後、ハンマ２１はバネ２３の付勢力に抗して回転しながら後退する。そして、衝突部２２が被衝突部３２を乗り越えると、バネ２３に蓄えられた弾性エネルギーが解放されてハンマ２１は前方に移動し、再び、衝突部２２と被衝突部３２とが衝突する。出力部３０を構成するアンビル３１は、胴体部２の先端部、つまりハンマケース２５の前端側で回転自在に軸支されており、アンビル３１には、先端工具を着脱自在に装着できる。
【００２７】
ハンドル部３にはトリガ５が設けられ、トリガ５はハンドル部３内に収容されたスイッチ機構６と接続される。使用者はトリガ５によって、モータ１０への電力の供給と遮断を切替え可能である。収納部４の下部の引出口４８からは、商用電源等の外部交流電源に接続するための電源コード４０が引き出される。収納部４内に収納された電源ボックス５０が、電源コード４０の基端側に接続される。電源ボックス５０内には、電源コード４０から入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路を搭載した整流回路基板が設けられる。収納部４内には更に、モータ１０の回転等を制御する図２に示す制御回路８１を搭載した制御回路基板６０が収納される。図２に示すインバータ回路８５から発生するノイズを除去するためのフィルムコンデンサ４２（無極性コンデンサの例示）は、ハンドル部３内に収納される。  
【００２８】
前記制御回路で制御されるインバータ回路は、胴体部２に固定されモータ１０の背後に位置するインバータ回路基板（スイッチング素子基板）７０に搭載される。インバータ回路は、モータ１０への通電をオン、オフする例えば６個のスイッチング素子としてのＦＥＴ７１を有し、各ＦＥＴ７１はモータ１０と共に回転するファン１５による空気流で冷却されるようになっている。前記制御回路は、各ＦＥＴ７１をオン、オフする駆動信号（ＰＷＭ信号）を出力するドライブ回路（ゲートドライバ）及びマイクロコンピュータを含み、制御回路基板６０とインバータ回路基板７０との電気接続はケーブル７２で行われる。なおスイッチング素子はＩＧＢＴであってもよい。
【００２９】
図２は、図１に示すインパクト工具の制御ブロック図である。本実施の形態のインパクト工具は、電源コード４０によって商用電源等の交流電源４６に接続される。電源コード４０から供給される商用交流電源は、ダイオードブリッジ（整流回路）４５によって全波整流される。ダイオードブリッジ４５の出力端子間には、フィルムコンデンサ４２が設けられる。ダイオードブリッジ４５の出力電圧は、インバータ回路８５に入力される。インバータ回路８５は、三相ブリッジ接続されたＦＥＴＱ１〜Ｑ６を有する。ＦＥＴＱ１〜Ｑ６は、図１のＦＥＴ７１に対応する。インバータ回路８５は、制御回路８１の制御に従ってモータ１０の各ステータコイル１３に通電し、モータ１０を駆動する。
【００３０】
制御部としての制御回路８１は、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６をオン、オフする駆動信号を出力する制御信号出力回路（ゲートドライバＩＣ）８２、及びそれを制御する演算部（マイクロコンピュータ）８３を有する。演算部８３の制御に従って、制御信号出力回路８２はＦＥＴＱ１〜Ｑ６のゲートを駆動する。ホールＩＣ９１は、モータ１０のロータ１２の回転位置を検出する回転位置検出素子の例示であり、例えば６０°の間隔を隔てて３個配設される。回転子位置検出回路８４は、各ホールＩＣ９１の回転位置検出出力に基づいてロータ１２の回転位置を検出し、演算部８３にフィードバックする。演算部８３は、ロータ１２の回転位置に基づいて制御信号出力回路８２を制御し、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６のオン、オフ制御（ＰＷＭ制御）を行い、ロータ１２を所定方向に所定回転速度で回転させる制御を行う。電流検出回路８６は、モータ駆動電流の経路上に設けられた検出抵抗Ｒｓの端子電圧によりモータ駆動電流を検出し、演算部８３にフィードバックする。演算部８３は、モータ駆動電流を監視しながらモータ１０の制御を行う。
【００３１】
図３は、図１に示すインパクト工具の制御フローチャートである。このフローチャートは、使用者が図１のトリガ５を引くことによってスタートする。制御回路８１は、まず、モータ１０のソフトスタート制御を実行する（Ｓ１）。ここで、ソフトスタート制御は、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを緩やかに目標デューティ（例えば８８％）まで高めていく制御である。制御回路８１は、ソフトスタート制御の後、カウンタ用の変数ｉの値を０にセットし（Ｓ２）、ソフトスタート制御完了時のデューティ（前述の目標デューティ）によるモータ１０の固定デューティ制御を行う（Ｓ３）。
【００３２】
制御回路８１は、固定デューティ制御を行いながら、モータ１０の回転数をサンプリングする（Ｓ４）。制御回路８１は、モータ１０の回転数Ｎが例えば10,000〜12,000rpmの範囲であれば（Ｓ５,Ｙｅｓ）、カウンタ用の変数ｉをインクリメントする（Ｓ６）。制御回路８１は、変数ｉが例えば６０未満であれば（Ｓ７,Ｎｏ）、例えば１ｍｓｅｃ待機し（Ｓ８）、再度モータ１０の回転数をサンプリングする（Ｓ４）。制御回路８１は、変数ｉが６０以上であれば（Ｓ７,Ｙｅｓ）、目標回転数を例えば11,000rpmとして、モータ１０のフィードバック制御を開始する。すなわち、制御回路８１は、モータ１０の回転数を監視しながら、モータ１０の回転数が目標回転数に一致するように、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを制御する。このフィードバック制御において、ＰＷＭ信号のデューティは、ステップＳ３における固定デューティ制御のデューティ未満にならないようにする。ステップＳ７において変数ｉが６０以上になるときは、モータ１０の回転数が平均として目標回転数より小さいため、ステップＳ９におけるフィードバック制御では、ステップＳ３における固定デューティ制御と比較して、ＰＷＭ信号のデューティを高めていく（モータ１０の回転数を高めるように制御する）ことになる。
【００３３】
制御回路８１は、有負荷である限りモータ１０のフィードバック制御を継続する（Ｓ１０,Ｎｏ）。制御回路８１は、無負荷状態を検出すると（Ｓ１０,Ｙｅｓ）、ステップＳ２に戻って変数ｉを初期化し、モータ１０の固定デューティ制御を行う（Ｓ３）。無負荷状態は、モータ１０の駆動電流によって検出できる。制御回路８１は、ステップＳ４で検出したモータ１０の回転数Ｎが10,000〜12,000rpmの範囲でない場合（Ｓ５,Ｎｏ）、回転数Ｎが12,000rpmを超えていれば（Ｓ１１,Ｙｅｓ）、変数ｉから例えば５を減算し（Ｓ１２）、例えば１ｍｓｅｃ待機し（Ｓ１３）、再度モータ１０の回転数をサンプリングする（Ｓ４）。なお、制御回路８１は、ステップＳ１２において、変数ｉを０に初期化してもよい。制御回路８１は、ステップＳ１１において回転数Ｎが12,000rpm以下であれば（Ｓ１１,Ｎｏ）、変数ｉは変化させず、例えば１ｍｓｅｃ待機し（Ｓ１３）、再度モータ１０の回転数をサンプリングする（Ｓ４）。ステップＳ１１,Ｓ１２の処理により、回転数Ｎが12,000rpmを超えている場合は変数ｉが減算されるため、一定頻度以上で回転数Ｎが12,000rpmを超えていれば、ステップＳ７において変数ｉは６０以上にならず、ステップＳ９のフィードバック制御への以降は起こらない。
【００３４】
図４は、図１に示すインパクト工具にＡＣ１００Ｖが入力された場合の、固定デューティ制御での打撃中におけるモータ１０の回転数の時間変化と回転数サンプリングの説明図である。図５は、図１に示すインパクト工具にＡＣ９０Ｖが入力された場合の、固定デューティ制御での打撃中におけるモータ１０の回転数の時間変化と回転数サンプリングの説明図である。図４は、ＡＣ１００Ｖに接続する電源コード４０が短いために電源コード４０においてほとんど電圧降下が起こらなかった場合に相当する。一方、図５は、ＡＣ１００Ｖに接続する電源コード４０が長いために電源コード４０において約１０Ｖの電圧降下が発生した場合に相当する。
【００３５】
図４に示すように、入力がＡＣ１００Ｖの場合、固定デューティ制御（図３のステップＳ３）の段階でモータ１０の回転数が12,000rpmを超えることがあり、図３のステップＳ７においてカウンタ用の変数ｉが６０以上になることはない。一方、図５に示すように、入力が例えばＡＣ９０Ｖまで降下していると、固定デューティ制御（図３のステップＳ３）の段階ではモータ１０の回転数が12,000rpmを超えることはなく、いずれ図３のステップＳ７においてカウンタ用の変数ｉが６０以上になる。このため、制御回路８１は、図３のステップＳ９のフィードバック制御に移行し、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを固定デューティ制御の場合と比較して高めることで、入力電圧が降下していることによる影響を相殺する。
【００３６】
図６は、図１に示すインパクト工具にＡＣ１００Ｖ及びＡＣ９０Ｖが入力された場合の各々におけるネジ締めの開始から終了までの、モータ１０の回転数、及びインバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティの時間変化説明図である。時刻ｔ０において使用者がトリガ５を引くと、制御回路８１のソフトスタート制御により、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティは目標値である８８％に向けて緩やかに上昇していき、これによりモータ１０の回転数も緩やかに上昇する。時刻ｔ１においてＰＷＭ信号のデューティが８８％に到達すると、制御回路８１の固定デューティ制御によりＰＷＭ信号のデューティは一定に維持され、モータ１０の回転数も一定となる。時刻ｔ１〜ｔ２の期間は、ネジが着座する前（打撃開始前）の無負荷領域であるため、入力がＡＣ９０Ｖの場合も、図３のステップＳ９のフィードバック制御に移行することはない（無負荷領域はモータ１０の回転数をサンプリングしない制御としてもよいが、サンプリングするとしても回転数が高いため図３のステップＳ７においてカウンタ用の変数ｉの値が６０以上になることはない）。時刻ｔ２においてネジが着座すると、打撃が開始され、モータ１０の回転数は低下する。入力がＡＣ９０Ｖの場合、その後の時刻ｔ３において、図３のステップＳ７で変数ｉが６０以上になり、制御回路８１はモータ１０の回転数が低いと判断し、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを固定デューティ制御における８８％から高め、モータ１０の回転数を高める。一方、入力がＡＣ１００Ｖの場合、回転数が高いため図３のステップＳ７において変数ｉが６０以上になることはなく、時刻ｔ３以降も固定デューティ制御が継続される。時刻ｔ４において使用者がトリガ５を引くのを止めると、制御回路８１はインバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを０にし、モータ１０の回転数も０に低下していく。
【００３７】
本実施の形態では、モータ１０の回転数に脈動（例えば打撃による脈動）が生じた場合、その脈動のピーク値が所定の値（１２，０００ｒｐｍ）より低くなった場合にモータ１０の回転数すなわちＰＷＭ信号のデューティをそれまでよりも高くなるように制御している。このとき、１回の脈動すなわち脈動のピーク値が所定の値より低くなる度にＰＷＭ信号のデューティを制御（増減）するのではなく、脈動のピーク値が所定の値より低くなった状態が所定回数連続した場合にモータ１０の回転数を高くするように、すなわちＰＷＭ信号のデューティを高くなるように制御している。これは、定速度制御のように常に一定速度に維持しようとすると、本実施の形態のようなインパクト工具や往復動工具等のようにモータ回転数が脈動する場合に、脈動の度にモータ回転数（デューティ）を調整することが必要となってしまい、モータ回転数の検出とデューティ制御との間でタイミングのずれが生じる可能性がある。或いは、モータ回転数が高い方がトルクが得られる場合であっても回転数を下げてしまう場合や、高い回転数になるように定速度制御するとＦＥＴの発熱や消費電力の増加につながってしまう可能性がある。そこで本実施の形態では、モータ回転数の脈動の度にモータ回転数（デューティ）を変更するのではなく、脈動が複数回連続して低下した場合にモータ回転数（デューティ）を変更するようにしている。これにより必要なタイミングでモータ回転数を高めることができ出力を維持することができる。また、回転数の脈動ピークが連続して所定の値より小さい場合に回転数を高くするようにしたが、脈動ピーク値が所定の範囲内にある場合に同様の制御を行ってもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、モータ１０の回転数をＰＷＭ信号のデューティで制御している。そのため、従来の点弧角制御（位相制御）ではゼロクロスのタイミングでしかモータの回転数を制御できなかったのに対し、本発明ではゼロクロスとは関係なく任意のタイミングでモータ１０の回転数を制御することができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、モータ１０の回転数に基づいてデューティ制御（入力電圧の低下を検出（推定）する）を行うようにしたが、モータ１０（インバータ回路８５）に流れる電流に基づいてデューティ制御を行ってもよい。通常インバータ回路にてモータを駆動する構成では、モータやインバータ回路（ＦＥＴ）の過負荷保護のため、それらに流れる電流を検出し、電流が過電流になった際にモータを停止する構成を採っている。その電流によって入力電圧の低下を検出することでも回転数を検出する場合と同様の制御が可能である。図４において、モータ回転数の上側のピークはハンマ２１がアンビル３１側に向かって加速しているため回転数が高くなったタイミングであり、下側のピークはハンマ２１がバネ２３の付勢力に抗してアンビル３１と反対側に移動して衝突部２２が被衝突部３２を乗り上げているため回転数が低くなったタイミングである。一方、電流を考えると回転数の脈動とは逆の関係となる。すなわち回転数が高いときに電流は低くなり、回転数が低いときに電流は高くなる。従い、電流も回転数と同様に脈動するため、この脈動のピーク値を検出し、脈動ピークが連続して所定の電流値を下回った場合（或いは所定の範囲内になった場合）にモータ１０の回転数（デューティ）を高くするように制御すればよい。
【００４０】
なお、モータ回転数の低下は入力電圧の低下が原因となるだけでなく、モータ１０に加わる負荷が大きくなった場合も考えられる。この場合にも脈動のピーク値が連続して所定の値より低くなった場合にモータ１０の回転数（デューティ）を高くするようにしてもよい。但し、インバータ回路８５のＦＥＴに加わる負荷が大きくなり発熱し易くなってしまうため、モータ１０の回転数と電流の両方を検出してモータ１０の回転数（デューティ）を制御するようにすれば効果的である。また、インパクト工具のように間欠的な動作を行う機器であれば、連続的に高負荷となることがないのでＦＥＴの発熱を抑えることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
(1) 制御回路８１は、モータ１０の回転数が目標より低いことを検出すると、インバータ回路８５のＦＥＴＱ１〜Ｑ６に印加するＰＷＭ信号のデューティを高め、モータ１０の回転数を高めるように制御するため、電源コード４０での電圧降下が大きくて入力電圧が想定を超えて低くなった場合でも、電動作業機としての性能低下を抑制することができる。使用者からすると、電源コード４０の長さによらず同等の打撃感（使用感）が得られるため使い勝手がよい。
【００４３】
(2) 制御回路８１は、モータ１０の回転数を複数回サンプリングし、サンプリング結果に基づいてモータ１０の回転数が目標より低いか否かを検出するため、モータ１０の回転数の変動が大きい打撃時にモータ１０の回転数を適切に判定することができる。
【００４４】
(3) 入力電圧の低下による性能低下を、入力電圧を監視せずに抑制できるため、回路構成がシンプルで好ましい。
【００４５】
(4) 制御回路８１は、モータ１０の回転数（電流）が脈動して脈動のピークが所定値よりも低い状態が複数回連続した際にモータ１０の回転数を高めるように制御するため、入力電圧が低下しても電動作業機としての性能低下を抑制することができる。  
【００４６】
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。
【００４７】
インパクト工具は、ＡＣ駆動に限定されず、電池パックを装着して当該電池パックからの供給電力で動作するコードレスタイプであってもよい。この場合、電池電圧の低下による性能低下を抑制することができる。インパクト工具は、実施の形態で例示したインパクトドライバに限定されず、インパクトレンチ、ハンマやハンマドリル等の他の種類のインパクト工具であってもよい。また、インパクト工具に限定されず、ドライバドリル等の締結工具、ジグソやセーバソー等の往復動工具、連続作業を行う丸のこやグラインダ等の切断工具、或いは洗浄機や発電機等の電動機器であってもよく、モータを利用し入力電圧が変動し得る電動作業機に適用できる。
【００４８】
実施の形態で示した固定デューティ制御におけるデューティ、変数ｉをインクリメントするモータ１０の回転数レンジ、回転数サンプリングの間隔、フィードバック制御に移行するときの変数ｉの値などの各パラメータの具体値は一例に過ぎず、仕様に合わせて任意に設定できる。
【符号の説明】
【００４９】
１…ハウジング、２…胴体部、３…ハンドル部、４…収納部、５…トリガ、６…スイッチ機構、１０…モータ、１１…出力軸、１２…ロータ、１３…ステータコイル、１４…ステータ、１５…冷却ファン、１６…遊星歯車機構、２０…打撃機構部、２１…ハンマ、２２…衝突部、２３…バネ、２５…ハンマケース、３０…出力部、３１…アンビル、３２…被衝突部、４０…電源コード、４２…フィルムコンデンサ、４５…ダイオードブリッジ（整流回路）、４６…交流電源、４８…引出口、５０…電源ボックス、６０…制御回路基板、７０…インバータ回路基板（スイッチング素子基板）、７１…ＦＥＴ、７２…ケーブル、８１…制御回路、８２…制御信号出力回路（ゲートドライバＩＣ）、８３…演算部（マイクロコンピュータ）、８４…回転子位置検出回路、８５…インバータ回路、８６…電流検出回路、９１…ホールＩＣ、Ｑ１〜Ｑ６  ＦＥＴ
【図１】
2016067809.tif 000003
【図２】
2016067809.tif 000004
【図３】
2016067809.tif 000005
【図４】
2016067809.tif 000006
【図５】
2016067809.tif 000007
【図６】
2016067809.tif 000008
【国際調査報告】
2016067809.tif 000009
2016067809.tif 000010
2016067809.tif 000011
2016067809.tif 000012
2016067809.tif 000013
2016067809.tif 000014