(57)【要約】【課題】  ユーザに最適な駆動制御を学習することにより最適な駆動制御を実現する電動工具を提供する。【解決手段】  モータと、前記モータに回転駆動される先端工具と、前記モータの回転を電子的に制御する制御部を有する電動工具であって、前記制御部にマイクロプロセッサと記憶手段を設け、前記モータの使用状況を学習して前記記憶手段に制御情報として記憶し、前記記憶された制御情報に従って前記モータを駆動する。この制御情報を取得するために、サンプルモードにおいて学習動作（所望とする締め付け動作を実施）をおこなって、サンプルモードで取得された情報（例えば締め付け作業完了時のモータ電流１５１〜１５４の最大値Ｉｆｉｘ１を用いて、ユーザに最適な制御情報（連続駆動モードから断続駆動モードへの切り替えの閾値電流）を更新する。【選択図】図７
2013022681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータに回転駆動される先端工具と、
前記モータの回転をマイクロプロセッサを用いて制御する制御部を有する電動工具であって、
前記制御部に記憶手段を設け、
前記モータの使用状況を学習して前記記憶手段に制御情報として記憶し、
前記記憶された制御情報に従って前記モータを駆動することを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記学習される制御情報には、前記モータによる締め付け時間、前記モータの電流制限値、前記モータの回転数、のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記学習される制御情報は、作業者によって指定された特定作業において得られる学習値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】
前記電動工具はハンマとアンビルを有する打撃工具であって、
前記制御情報は、前記ハンマと前記アンビルを用いた連続駆動モードから断続駆動モードへの移行タイミングを決定する情報であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項５】
前記制御情報は、前記連続駆動モードから断続駆動モードへ切り替える際の前記モータの電流値であ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】
前記特定作業の開始と終了を指定するためのサンプルモードスイッチを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項７】
前記特定作業は複数回実行され、前記特定作業時に取得された複数の駆動電流値から算出された値を制御情報として設定す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】
前記算出値は、前記取得された駆動電流値の最大値の平均であることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
【請求項９】
前記記憶手段に記憶された制御情報を破棄して工場出荷時の制御情報に戻すリセット機能を設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータにより先端工具を駆動する電動工具に関し、特に、先端工具の駆動制御を学習機能によって作業者に最適に調整することができる電動工具を実現することにある。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動源として先端工具を駆動する電動工具が広く用いられており、そのような工具の一例としてインパクト工具がある。インパクト工具は、駆動源により回転打撃機構部を駆動し、アンビルに回転力と打撃力を与えることによって先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締め等の作業を行うものである。近年、駆動源としてブラシレスＤＣモータが広く用いられるようになってきた。ブラシレスＤＣモータは、例えばブラシ（整流用刷子）の無いＤＣ（直流）モータであり、コイル（巻線）を固定子側に、マグネット（永久磁石）を回転子側に用い、インバータ回路で駆動された電力を所定のコイルへ順次通電することによりロータを回転させる。インバータ回路は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）や、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタを使用して構成され、大電流で駆動される。ブラシレスＤＣモータは、ブラシ付きＤＣモータと比較するとトルク特性に優れ、より強い力で被加工部材にネジやボルト等を締め付けることができる。
【０００３】
ブラシレスＤＣモータを用いた電動工具では、インバータ回路をマイコンを用いて制御する事によりモータを連続駆動だけでなく断続駆動の制御を行うなど様々な制御を実現している。例えば特許文献１では、先端工具から受ける反力の大きさによって増大するモータの電流を監視して、所定の電流値に到達したら締め付け完了と判断してモータの回転を止める、いわゆる電子式のクラッチ機構を設けた電動工具が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３１３１４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のような従来においては、電動工具の製造業者が工場出荷前に作業者（ユーザ）にとって最適と思われる制御モードを予め設定するので、電動工具の出荷後は制御モードを変更することが実質的に不可能であった。従って、作業者が締め付けの制御や、連続駆動モードから断続駆動モードへの移行するタイミングをユーザにあわせて変更することはできなかった。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は使用するユーザ毎に最適な駆動モードを実現できる電動工具を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、ユーザに最適な駆動制御を学習することにより最適な駆動モードを実現する電動工具を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、簡単な操作でユーザの希望する駆動制御条件に変更することができる電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１０】
本発明の一つ特徴によれば、モータと、モータに回転駆動される先端工具と、モータの回転をマイクロプロセッサを用いて制御する制御部を有する電動工具であって、制御部に記憶手段を設け、モータの使用状況を学習して記憶手段に制御情報として記憶し、記憶された制御情報に従ってモータを駆動するように構成した。学習される制御情報には、モータによる締め付け時間、モータの電流制限値、モータの回転数のいずれかを含む。学習される制御情報は、作業者によって指定された特定作業において得られる学習値にすると良い。また、特定作業の開始と終了を指定するためのサンプルモードスイッチを設けると好ましい。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、電動工具はハンマとアンビルを有する打撃工具であって、制御情報はハンマとアンビルを用いた連続駆動モードから断続駆動モードへの移行タイミングを決定する情報であり、好ましくは前記連続駆動モードから断続駆動モードへ切り替える際のモータの電流値である。学習後の通常の使用においては、連続駆動時のモータに流れる電流値が学習された電流値に到達した場合に、モータを連続駆動から断続駆動に切り替えて打撃動作を行うように制御する。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、学習のための特定作業は複数回実行され、特定作業時に取得された複数の駆動電流値から算出された値を制御情報として設定する。この算出値は取得された駆動電流の最大値の平均値とすることができる。また、電動工具には記憶手段に記憶された制御情報を破棄して工場出荷時の制御情報に戻すリセット機能が設けられる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、制御部に記憶手段を設け、モータの使用状況を学習して記憶手段に制御情報として記憶し、記憶された制御情報に従ってモータを駆動するので、作業者ごとに異なる締め付け作業に最適な制御を実現できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、学習される制御情報には、モータの締め付け時間、モータの電流制限値、モータの回転数のいずれかを含むので、作業者の使用状況に合わせてこれらの制御情報を最適な情報に変更することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、学習される制御情報は作業者によって指定された特定作業において得られる学習値であるので、サンプルとなる数回の作業から適正な制御情報を決定することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、制御情報はハンマとアンビルを用いた連続駆動モードから断続駆動モードへの移行タイミングを決定する情報であるので、締め付け作業に適した最適な打撃動作を実現することができる。
【００１７】
制御情報は、連続駆動モードから断続駆動モードへ切り替える際のモータの電流値であるので、制御情報を変更するだけで容易に打撃強さを変更することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、特定作業の開始と終了を指定するためのサンプルモードスイッチを設けたので、作業者によって任意のタイミングで学習動作を行うことができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、特定作業は複数回実行され、複数回の特定作業時に取得された駆動電流値をもとに算出した算出値を切り替え電流（制御情報）として設定するので、作業者が意図した制御状態を確実に再現できる電動工具を提供できる。
【００２０】
請求項８の発明によれば、算出値は取得された駆動電流値の最大値の平均であるので、作業者の意図する状況と一致する最適な制御情報を設定することができる。
【００２１】
請求項９の発明によれば、記憶手段に記憶された制御情報を破棄して工場出荷時の制御情報に戻すリセット機能を設けたので、学習された制御情報が好ましくない状態であっても容易に初期状態に戻すことができ、使いやすい電動工具を実現できる。
【００２２】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係る電動工具１の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る電動工具１の側面図である。
【図３】図１の遊星キャリヤ組立体５１とアンビル６１の形状を示す分解斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面位置におけるハンマ５２、５３とアンビル６１の打撃爪６４、６５の打撃動作を示す図であり、一回転の動きを６段階で示した図である。
【図５】本発明の実施例に係る電動工具１のモータ３の駆動制御系を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施例に係る電動工具１のモータ３の駆動制御を行う際の、モータ回転数とハンマ回転角の状態を示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る学習動作時の各部の状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例に係る電動工具１の学習手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例に係る学習動作後のモータに流れる電流値の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の説明において、上下前後の方向は、図１中に示した方向として説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る電動工具１の全体構造を示す縦断面図である。電動工具１は、充電可能なバッテリパック２を電源とし、モータ３を駆動源として打撃機構５０を駆動し、出力軸であるアンビル６１に回転力と打撃を与えることによってドライバビット等の図示しない先端工具に連続する回転力や断続的な打撃力を伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。
【００２６】
モータ３は、ブラシレスＤＣモータであって、側面から見て略Ｔ字状の形状を成すハウジング６の略筒状の胴体部６ａ内に、回転軸４の軸方向が前後方向と一致するように胴体部６ａ内に収容される。ハウジング６は、ほぼ対称な形状の左右２つの部材に分割可能に構成され、それら部材が複数の図示しないネジにより固定される。そのため、分割されるハウジング６の一方（本実施例では左側ハウジング）に複数のネジボス１９ｂが形成され、図示しない他方のハウジング（右側ハウジング）に複数のネジ穴が形成される。モータ３の回転軸４は、胴体部６ａの後端側のベアリング１７ｂと中央部付近に設けられるベアリング１７ａによって回転可能に保持される。モータ３の後方には６つのスイッチング素子１１が搭載されたインバータ基板１０が設けられ、これらスイッチング素子１１によってインバータ制御を行うことによりモータ３を回転させる。インバータ基板１０の前方側であって回転子の永久磁石に対向する位置には、回転子の位置を検出するためのホールＩＣ等の回転位置検出素子（図示せず）が搭載される。
【００２７】
ハウジング６の胴体部６ａから略直角方向下方に一体に延びるハンドル部６ｂ内の上部にはトリガ操作部８ａ及び正逆切替レバー１４が設けられ、トリガスイッチ８には図示しないバネによって付勢されてハンドル部６ｂから突出するトリガ操作部８ａが設けられる。胴体部６ａの先端側に接続されるハンマケース７の下方位置にはＬＥＤ１２が保持される。ＬＥＤ１２は、装着穴６１ａに図示せぬ先端工具であるビットが装着された際に、ビットの前端付近を照射可能に構成される。ハンドル部６ｂ内の下方であってバッテリ保持部６ｃの内部には、トリガ操作部８ａの操作に応じてモータ３の速度を制御する機能等を備えた制御回路を搭載する制御回路基板９が収容される。制御回路基板９の側方には電動工具１の動作モードを設定するための後述する複数のスイッチが設けられる。スイッチによって複数の動作モードを切り替えることができ、例えば動作モードを、「ドリルモード（クラッチ機構無し）」、「ドリルモード（クラッチ機構付き）」、又は、「インパクトモード」に切り替えることができる。「インパクトモード」においては、打撃トルクの強さを段階的に又は連続的に可変に設定できるように構成すると好ましい。
【００２８】
ハンドル部６ｂの下方に形成されたハウジング６のバッテリ保持部６ｃには、ニッケル水素やリチウムイオン等の複数の電池セルが収容されたバッテリパック２が着脱可能に装着される。バッテリパック２は、ハンドル部６ｂの内部にまで伸びる延在部２ａが形成され、図１のように側面からみると略Ｌ字状の形状である。バッテリパック２の両側側面にはリリースボタン２ｂが設けられ、リリースボタン２ｂを押しながら下方にバッテリパック２を移動させることにより、バッテリパック２をバッテリ保持部６ｃから取り外すことができる。
【００２９】
モータ３の前方には、回転軸４に取り付けられてモータ３と同期して回転する冷却ファン１８が設けられる。冷却ファン１８は、回転方向によらずに回転軸４付近の空気を吸引して径方向外側に排出する遠心ファンであり、冷却ファン１８により胴体部６ａの後方に設けられた空気取入口１３ａから空気が吸引される。ハウジング６の内部に吸引された外気は、モータ３の回転子３ａと固定子３ｂの間、及び、固定子３ｂの磁極の間を通過した後に冷却ファン１８に到達し、冷却ファン１８の半径方向外周側付近に形成される複数の空気排出口（後述）からハウジング６の外部に排出される。
【００３０】
打撃機構５０は、アンビル６１と遊星キャリヤ組立体５１の２つの部品により構成され、遊星キャリヤ組立体５１は遊星歯車減速機構２０の遊星歯車の回転軸を連結すると共に、アンビル６１を打撃するための後述するハンマの機能を有する。現在広く使われている公知の打撃機構と違って、打撃機構５０は、スピンドル、スプリング、カム溝、及びボール等を有するカム機構をもたない。そしてアンビル６１と遊星キャリヤ組立体５１とは回転中心付近に形成された嵌合軸と嵌合穴により半回転未満の相対回転だけができるように連結される。アンビル６１は、先端工具（図示せず）を装着する出力軸部分と一体に構成され、前端には軸方向と鉛直面の断面形状が六角形の装着穴６１ａが形成される。尚、アンビル６１と、先端工具を装着する出力軸は別体部品で構成して連結させるように構成しても良い。アンビル６１の後方側は遊星キャリヤ組立体５１の嵌合軸と連結され、軸方向中央付近でメタル１６ａによりハンマケース７に対して回転可能に保持される。アンビル６１の先端には先端工具をワンタッチで着脱するためのスリーブ１５が設けられる。これらアンビル６１と遊星キャリヤ組立体５１の詳細形状については後述する。
【００３１】
ハンマケース７は打撃機構５０及び遊星歯車減速機構２０を収容するために金属製の一体成形で製造され、ハウジング６の前方側の内部に装着される。ハンマケース７は、ベアリング機構を介してアンビル６１を保持するものであり、左右分割式のハウジング６によって全体が覆われるようにして固定される。ハンマケース７は、ハウジング６に対してしっかりと保持されるので、アンビル６１の軸受け部分にガタつきが生ずることを防止できる。
【００３２】
トリガ操作部８ａが引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転は遊星歯車減速機構２０によって減速され、モータ３の回転数に対して所定の比率の回転数で遊星キャリヤ組立体５１が回転する。遊星キャリヤ組立体５１が回転すると、その回転力は遊星キャリヤ組立体５１に設けられる後述するハンマを介してアンビル６１に伝達され、アンビル６１が遊星キャリヤ組立体５１と同じ速度で回転を開始する。先端工具側からの受ける反力によってアンビル６１にかかる力が大きくなると、後述する制御部は締め付け反力の増大を検出し、モータ３の回転が停止してロック状態になる前に、遊星キャリヤ組立体５１の駆動モードを変更してハンマを断続的に駆動する。
【００３３】
図２は本発明の実施例に係る電動工具１の側面図である。ハウジング６は３つの部分（胴体部６ａ、ハンドル部６ｂ、バッテリ保持部６ｃ）から構成され、胴体部６ａの、冷却ファン１８の半径方向外周側付近には冷却風排出用の空気排出口１３ｂが形成される。ハウジング６は、モータ３の回転軸４を通る鉛直面にて左右分割式に形成され、複数本のネジ１９ａによって左右に分割可能なハウジング６が固定される。ハウジング６の前方側には、先端工具保持部を構成するスリーブ１５が突出する。ハウジング６のバッテリ保持部６ｃの一部には、モータ３の駆動モード（ドリルモード、インパクトモード）を切り替えるためのモード切替スイッチ３１とモード表示ＬＥＤ３２が設けられる。
【００３４】
次に図３及び図４を用いて、打撃機構５０を構成する遊星キャリヤ組立体５１とアンビル６１の詳細構造を説明する。図３は、遊星キャリヤ組立体５１とアンビル６１の形状を示す斜視図であり、遊星キャリヤ組立体５１は斜め前方から、アンビル６１は斜め後方から見た図である。本実施例における遊星歯車減速機構２０はプラネタリー型であり、サンギヤ、複数のプラネタリーギヤ、リングギヤを含んで構成される。遊星キャリヤ組立体５１は、２つの打撃爪たるハンマ５２、５３を有し、アンビル６１に形成された打撃爪６４、６５に対応する。遊星キャリヤ組立体５１はモータ３と同方向に回転する。
【００３５】
遊星キャリヤ組立体５１は、一体に構成される円盤状部材５４を基本とし、円盤状部材５４の対向する２箇所に軸方向前方に突出する２つのハンマ５２、５３が形成される。ハンマ５２、５３は打撃部（打撃爪）として機能し、ハンマ５２の円周方向には、打撃面５２ａと５２ｂが形成され、ハンマ５３の円周方向には、打撃面５３ａと５３ｂが形成される。打撃面５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂは、共に平面に形成されたもので、アンビル６１の後述する被打撃面と良好に面接触する。円盤状部材５４の中心軸付近から前方に、突当部５６ａと嵌合軸５６ｂが形成される。
【００３６】
円盤状部材５４の後方側には遊星キャリヤの機能を有するように２つの円盤部が形成され（図３では１つだけが見える）、円盤部５５ｂ円周方向の３箇所において２つの円盤部を接続する接続部５５ｃが形成される。円盤部５５ｂの円周方向のそれぞれ３箇所には、貫通穴５５ｅが形成され、２つの円盤部の間に３つのプラネタリーギヤ（図示せず）が配置され、これらプラネタリーギヤの回転軸たるニードルピン（図示せず）が貫通穴５５ｅに装着される。尚、遊星キャリヤ組立体５１は、金属の一体構造にて製造すると強度的にも重量的にも好ましい。同様にアンビル６１も金属の一体構造にて製造すると強度的にも重量的にも好ましい。
【００３７】
アンビル６１は、円柱形の出力軸部分６２の後方に円盤部６３が形成され、この円盤部６３の外周方向に突出する２つの打撃爪６４、６５が形成される。打撃爪６４の円周方向両側には被打撃面６４ａ及び６４ｂが形成される。同様に打撃爪６５の円周方向両側には被打撃面６５ａ及び６５ｂが形成される。円盤部６３の中央には嵌合穴６３ａが形成され、嵌合軸５６ｂが嵌合穴６３ａによって回動可能なように接続されることにより、遊星キャリヤ組立体５１とアンビル６１が、モータ３の回転軸４と同軸延長線上にて相対回転できるように構成される。
【００３８】
遊星キャリヤ組立体５１が正回転（ネジ等を締め付ける回転方向）するときには、打撃面５２ａが被打撃面６４ａに当接し、同時に打撃面５３ａが被打撃面６５ａに当接する。また、遊星キャリヤ組立体５１が逆回転（ネジ等をゆるめる回転方向）するときには、打撃面５２ｂが被打撃面６５ｂに当接し、同時に打撃面５３ｂが被打撃面６４ｂに当接する。この当接するタイミングが同時となるようにハンマ５２、５３及び打撃爪６４、６５の形状が決定されるので、回転する軸心を基準に対称な２箇所にて打撃が行われ、打撃時のバランスが良く電動工具１が振られにくい。
【００３９】
図４は、ハンマ５２、５３及び打撃爪６４、６５の使用状態における一回転の動きを６段階で示した断面図である。断面は軸方向と垂直面であって、図１のＡ−Ａ部の断面である。図４においては、ハンマ５２、５３及び円盤部５５ａが一体に回転する部分（駆動側）であり、打撃爪６４、６５が一体に回転する部分（被駆動側）である。図４（１）の状態において、先端工具からうける締め付けトルクが小さいうちは、打撃爪６４、６５はハンマ５２、５３から押されることにより反時計回りに回転する。しかしながら、締め付けトルクが大きくなってハンマ５２、５３から押される力だけでは回転できなくなった場合には、ハンマ５２、５３を逆回転させるべく、モータ３の逆回転駆動を開始する。（１）で示す状態においてモータ３の逆転を開始し、それによって（２）に示すようにハンマ５２、５３を矢印５８ａの方向に回転させる。
【００４０】
モータ３が図４（３）の矢印５８ｂに示す所定回転角度だけ後退した位置に到達したら、モータ３に正回転方向への駆動電流を流すことにより、ハンマ５２、５３の矢印５９ａの方向（正回転方向）への回転を開始する。尚、ハンマ５２、５３を逆回転させた際に、ハンマ５２と打撃爪６５、及びハンマ５３と打撃爪６４が衝突しないように、停止位置において確実にハンマ５２、５３を停止させることが重要である。ハンマ５２、５３の停止位置を、打撃爪６４、６５と衝突する位置のどの程度前に設定するかは任意であるが、必要とされる締め付けトルクが大きいときは、逆転角を大きくすると良い。停止位置は、モータ３の回転位置検出素子の出力信号を用いて検出および制御される。
【００４１】
そして、図４（４）で示すようにハンマ５２、５３を矢印５９ｂの方向に加速させて、図４（５）に示す位置にてモータ３への駆動電圧の供給をストップするとほとんど同時に、ハンマ５２の打撃面５２ａは打撃爪６４の被打撃面６４ａと衝突する。同時に、ハンマ５３の打撃面５３ａは打撃爪６５の被打撃面６５ａと衝突する。この衝突の結果、打撃爪６４、６５には強力な回転トルクが伝達され、打撃爪６４、６５は図４（６）の矢印５９ｄで示す方向に回転する。図４（６）の位置は、図４（１）で示した状態から、ハンマ５２、５３と打撃爪６４、６５の双方が所定角度分だけ回転した状態であり、再び図４（１）の状態から図４（５）に至る正転及び逆転動作を繰り返すことによって、被締め付け部材を適正トルクになるまで締め付けを行う。
【００４２】
次に、モータ３の駆動制御系の構成と作用を図５に基づいて説明する。図５はモータ３の駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施例では、モータ３は３相のブラシレスＤＣモータで構成される。このブラシレスＤＣモータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）３ａと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成る固定子３ｂと、回転子３ａの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置された３つの回転位置検出素子（ホール素子）７８を有する。これら回転位置検出素子７８からの位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御され、モータ３が回転する。
【００４３】
インバータ基板１０上に搭載されるインバータ回路７２には、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６（図１のスイッチング素子１１）を含む。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御回路基板９に搭載される制御信号出力回路７３に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路７３から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路７２に印加されるバッテリパック２の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。
【００４４】
６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、制御回路基板９上に搭載された演算部７１によって、トリガスイッチ８のトリガ操作部８ａの操作量（ストローク）の検出信号に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御する。
【００４５】
ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路７２の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３または負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３またはスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによってバッテリパック２の直流電圧から各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。尚、本実施例では、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整してモータ３の回転速度を制御することができる。
【００４６】
電動工具１には、モータ３の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー１４が設けられ、回転方向設定回路８２は正逆切替レバー１４の変化を検出するごとに、モータの回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部７１に送信する。演算部７１は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成される。
【００４７】
制御信号出力回路７３は、回転方向設定回路８２と回転子位置検出回路７４の出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号を制御信号出力回路７３に出力する。これによって固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定の巻線に交互に通電し、回転子３ａを設定された回転方向に回転させる。この場合、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路８１の出力制御信号に基づいてＰＷＭ変調信号として出力される。モータ３に供給される電流値は、電流検出回路７９によって測定され、その値が演算部７１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。尚、ＰＷＭ信号は正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に印加しても良い。
【００４８】
演算部７１には、データを一時記憶するためのＲＡＭが含まれるが、不揮発性の外部記憶装置としてＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７６が接続される。ＥＥＰＲＯＭ７６には、演算部７１で実行される複数のプログラムや各種パラメータ等が記憶され、本実施例における学習制御によって、実行すべき最適なプログラムが選択され、又は、各種パラメータ等が変更される。演算部７１には、モード表示ＬＥＤ３２の表示を制御する表示制御回路８４が設けられ、作業者によって選択された制御モードを４つあるモード表示ＬＥＤ３２のいずれかの点灯によって表示する。また、複数のモード表示ＬＥＤ３２を点滅させることによって、サンプリングモードの実行中であることを示す。モード表示ＬＥＤ３２の点灯の制御は、演算部７１の指示により表示制御回路８４が行う。
【００４９】
次に、図６を用いて本実施例に係る電動工具１の駆動方法について説明する。図６はモータ３の駆動制御を行う際の、モータ回転数、ＰＷＭ制御デューティ、打撃トルク、ハンマ回転角、モータ電流の状態を示す図である。図６（１）および（２）のグラフの横軸は経過時間ｔ（秒）であって、両方のグラフの横軸スケールを合わせて図示している。本実施例の電動工具１では、アンビル６１とハンマ５２、５３が相対的に１８０度未満の回転角で回転可能なように形成される。従って、ハンマ５２、５３はアンビル６１に対して半回転以上の相対回転ができないため、その回転制御も特有のものとなり、遊星キャリヤ組立体５１をアンビル６１と同速度で回転させる“連続駆動モード”と、同速度で回転させずに、離合と打撃を繰り返す“断続駆動モード”が設けられる。
【００５０】
電動工具１の動作モードとして“インパクトモード”が選択された際の締め付け作業では、図６（１）の時間ｔ０からｔ２の区間で“連続駆動モード”で高速に締め付けを行い、必要な締め付けトルク値が大きくなったら時間ｔ２〜ｔ１３の区間において“断続駆動モード”に切り替えて締め付けを行う。連続駆動モードでは、演算部７１はモータ３を目標回転数に基づく制御を行う。このためモータ３は目標回転数Ｎｔに達するまで加速し、アンビル６１は、ハンマ５２、５３に押されながら一体に回転する。その後時間ｔ１においてアンビル６１に取り付けられた先端工具からの締め付け反力が大きくなると、アンビル６１からハンマ５２、５３に伝わる反力が大きくなるため、モータ３の回転速度が徐々に落ちてくる。演算部７１はモータ３の回転速度の落ち込みを検出して、時間ｔ２においてモータ３を逆転させる断続駆動モードによる駆動を開始する。
【００５１】
断続駆動モードは、モータ３を連続的に駆動するのではなく断続的に駆動するモードであり、「逆回転駆動と正回転駆動」を複数回繰り返すようにモータ３をパルス状に駆動する。ここで、本明細書における「パルス状に駆動する」とは、インバータ回路７２に加えるゲート信号を脈動させることにより、モータ３に供給される駆動電流を脈動させ、それによってモータ３の回転数又は出力トルクを脈動させるように駆動制御することである。脈動の周期は、例えば数十Ｈｚ〜百数十Ｈｚ程度である。正回転駆動と逆回転駆動の切り替えの間には、休止時間を介するようにしても良いし、休止時間無しで切り替えるようにしても良い。尚、駆動電流ＯＮ状態の時にはモータ３の回転数制御のためにＰＷＭ制御が行われるが、そのデューティ比制御の周期（通常数キロＨｚ）に比べると、脈動させる周期は十分小さい。
【００５２】
図６（１）は、モータ３の回転数１００を示すグラフであり、＋が正方向の回転方向（意図する回転方向と同じ方向）、−が逆方向の回転方向（意図する回転方向とは反対方向）である。縦軸はモータ３の回転数（単位ｒｐｍ）である。時間ｔ０においトリガ操作部８ａが引かれてモータ３が起動されると、目標回転数Ｎｔに達するまで加速され、矢印１０１で示すように目標回転数Ｎｔで定速回転するように制御される。
【００５３】
その後、締め付け対象たるボルト等が着座し、ハンマ５２、５３の回転角の変化率が大きく減少し、時間ｔ１からモータ３の回転が徐々に低下する。演算部７１は、時間ｔ１〜ｔ２において回転角変化率が所定の閾値よりも小さくなったことを検出したら、モータ３に供給する正転駆動電圧を停止し、モータ３は“断続駆動モード”による回転制御に切り替えられる。時間ｔ２においてモータ３には逆転駆動電圧の供給が開始される。逆転駆動電圧は、演算部７１（図５参照）が負の方向の駆動信号を制御信号出力回路７３（図５参照）に送ることにより行われる。モータ３の正転、逆転を行う際には、制御信号出力回路７３から各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に出力する各駆動信号（オンオフ信号）の信号パターンを切り替えることにより実現される。尚、インバータ回路７２を用いたモータ３の回転駆動においては、印加電圧をプラスからマイナスに切り替えるものではなく、駆動電圧を供給するコイルへの供給順序を変えるだけである。
【００５４】
逆転駆動電圧の供給によって、モータ３は逆回転を開始し、それによってハンマ５２、５３も逆回転を開始する（矢印１０２）。この逆回転時には、ハンマ５２、５３はアンビル６１の打撃爪６４、６５から離れる方向への移動なので無負荷状態での回転となり、ハンマ５２、５３が大きく逆転する。その後は正回転及び逆回転を繰り返しながら打撃動作を行う。ここで、矢印１０２で示す時間ｔ２〜ｔ４、矢印１０４で示すｔ７〜ｔ９がモータ３の逆回転駆動であり、矢印１０３で示す時間ｔ４〜ｔ７、矢印１０５で示す時間ｔ９〜ｔ１７までが正回転駆動である。
【００５５】
図６（２）は、ハンマ５２、５３の回転角、つまり遊星キャリヤ組立体５１の回転角１１０を示すグラフである。縦軸はハンマ５２、５３の回転角（単位ｒａｄ）である。演算部７１は“連続駆動モード”で回転中のハンマ５２、５３の回転角の変化率（＝Δθ／Δｔ）を周期的に求めて、その変化率を監視する。ハンマ５２、５３の回転角は、回転位置検出素子７８の出力信号から回転子位置検出回路７４が所定間隔毎の検出パルスを演算部７１に出力するので、演算部７１はこの検出パルス数を監視することにより回転角の変化率を算出できる。本実施例においては、ホールＩＣ等の回転位置検出素子７８が回転角で６０度ずつ隔てて３つ設けられているので、回転子位置検出回路７４から出力される検出パルスは、回転子３ａの回転角にして６０度毎に出力される。また回転子３ａの回転は遊星歯車減速機構２０にて所定の減速比（本実施例では１：８）で減速されるので、ハンマ５２、５３の回転角にして７．５度毎に回転位置検出素子７８の検出パルスが出力される。従って、回転子位置検出回路７４の検出パルスをカウントすることによって、演算部７１はハンマ５２、５３のアンビル６１に対する相対的な回転角を検出することができる。
【００５６】
時間ｔ０からｔ１までの連続駆動モードにおいては、モータ３の回転数がほぼ一定であるため、回転角変化率Δθ／Δｔはほぼ一定となる。時間ｔ２〜ｔ４においては矢印１１２のように逆回転される。時間ｔ４においてハンマ５２、５３の回転角の減少量が所定の反転角度に到達したら、モータ３に正転駆動電圧の供給を開始する。正転駆動電圧の供給によって、モータ３は再び正回転を開始し、それによって矢印１１３のようにハンマ５２、５３も正回転を開始する。この正回転時には、ハンマ５２、５３はアンビル６１の打撃爪６４、６５に再び接近方向への移動なので、無負荷状態となりハンマ５２、５３の回転角が大きく増加する。
【００５７】
次に、時間ｔ６においてハンマ５２、５３の回転角の増加量が所定の反転角度に到達したら、モータ３への正転駆動電圧の供給を停止させる。この停止させる際が、モータ３の回転速度が最大速度に達する付近であり、ハンマ５２、５３は勢いよく打撃爪６４、６５に衝突し、この衝突により大きい打撃トルクが発生する。このようにモータ３の逆転駆動電圧の供給（矢印１１４）、正転駆動電圧の供給（矢印１１５）、モータ３への駆動電圧の停止（時間ｔ１２〜ｔ１３）を繰り返すことによってインパクト動作を行い、ボルト等の締め付け部材の締め付けを完了させる。締め付け作業の終了は、時間ｔ１３にて作業者がトリガ操作部８ａを離すことによって行う。尚、作業の終了は作業者がトリガ操作部８ａを離すだけでなく、アンビル６１による締め付けトルク値を検出する公知のセンサ（図示せず）を付加し、締め付けトルク値が所定の値になったときに演算部７１がモータ３への駆動電圧を強制的に停止させるように構成しても良い。
【００５８】
以上説明したように、電動工具１では、演算部７１による制御によって連続駆動モードでの回転駆動や、断続駆動モード（インパクト動作）での断続駆動などを実現することにより、ネジやボルト等の締め付けを行うことができる。この際の制御は、モータの回転速度の設定、連続駆動モードから断続駆動モードへの切り替えタイミングの設定、反転角度の設定、各状況におけるモータへの電流供給量など、多種の設定条件により様々な制御状態、制御モードを実現することができる。
【００５９】
本実施例においては、演算部７１による制御方法を、作業者の使用状況に合わせて変更できるように構成した。この変更の前提となる学習内容は、例えばインパクト工具においては最適な回転数、管理トルク値、打撃数などがある。また、クラッチ機能付きのドリルドライバでは、クラッチ機構が動作する際の締め付けトルク値である。このように作業者ごとに異なる作業における適正な制御を、学習機能によって実現することができる。本実施例では特定の部位に対して基準となる締め付け作業を数回行い、そのときの締め付け時間、モータ電流、回転数の変動、打撃回数などのデータを取得して、取得されたデータを用いて制御情報を作成し、それをＥＥＰＲＯＭ７６（図５参照）に記憶させる。学習動作が終了した後には、ＥＥＰＲＯＭ７６に記憶された制御情報を用いてその後の電動工具の制御を行う。
【００６０】
図７は本発明の実施例に係る学習動作時の各部の状態を示す図である。（１）から（４）の各グラフの横軸（時間ｔ）は同じスケールにあわせている。図７においては、電動工具１を学習動作（サンプリングモード）に設定し、その学習動作モードにおいてサンプルとなる電動工具の操作を複数回行い、これらサンプル操作時の電動工具の稼働状況を取得して、学習終了後の通常の作業に反映させるものである。
【００６１】
まず図７（１）のようにサンプリングモードに設定するために所定のスイッチを操作する。この所定のスイッチは専用で設けても良いが、例えばモード切替スイッチ３１（図２参照）のボタンのうち、複数のボタンを同時に長押しする等で実現すると良い。複数のボタンを使うのは、サンプリングモードの実行は頻繁に行うものではないことから、通常時の操作と異なるようにして操作ミスを極力防ぐためである。また、長押しさせるようにするのは、通常の操作時に安易にサンプリングモードに切り替わらないようにするためである。モード切替スイッチ３１のボタンの複数を同時に長押しすると、サンプリングモードのＯＮ信号１２１がスイッチ操作検出回路８３（図５参照）から演算部７１に伝達される。この信号を受けて演算部７１は後述する“サンプリングモード”の制御を行う。１回のサンプリングモードは、モード切替スイッチ３１の複数ボタンの再度の長押しにより、ＯＮ信号１２２がスイッチ操作検出回路８３から演算部７１に伝達されるまで続く。このサンプリングモード期間中には、モード表示ＬＥＤ３２のいずれか、例えば全部が点滅して、通常の動作でなくサンプリングモードにおける学習動作中であることを示す（図７（２）の矢印１３１）。
【００６２】
電動工具の作業者は、このサンプリングモード中に学習させたい操作を実際に行う。図７（３）は、図１に示すインパクトドライバで実際に４回締め付け作業１４１〜１４４を行った状態を示している。この締め付けでは、断続駆動モードに移行する際の移行タイミングを決定するための学習動作を連続駆動モードの実際の作業で行い、特に被削材にねじやボルト等の締め付け部材を締め付ける作業を行う。締め付け作業１４１では、時間ｔ１５に作業者がトリガ操作部８ａを引いてモータ３を起動させ、時間ｔ１６までにトリガ操作部８ａの引き量を１００％にし、断続駆動モードに移行させたい任意の締め付け深さでトリガ操作部８ａをオフにする。ここでは時間ｔ１８においてトリガ操作部８ａを離した状態を示す。この時の電流検出回路７９（図５参照）で検出されるモータ電流を示したのが図７（４）の電流値１５１である。
【００６３】
電流値１５１は、時間ｔ１５で立ち上がり、モータ３の始動電流のため矢印１５１ａの部分で最大になる。その後、始動電流の影響が減少して電流値１５１が矢印１５１ｂのように低下し、時間ｔ１７から定常回転時の電流値となる。連続駆動モードではハンマがアンビルを打撃しないので、所定の高トルク値に達するには作業者は手でしっかりと電動工具１を保持しなければならない。締め付け部材から受ける反力に耐えながら作業者は締め付け作業を行い、目標のトルクに到達したと思われた頃、又は、手で支えることができない状態になった頃（矢印１５１ｃ、時間ｔ１８）に、作業者はトリガ操作部８ａを離すことによりモータ３の回転が停止する。ここで、作業１４２、１４３、１４４は同様の作業の繰り返しであるが、作業者がより強い反力に耐えながら最適なトルク値と思われる状態にまで回転させた状態を示している。図７の例では、（４）の１５２ｃ、１５３ｃ、１５４ｃのように各締め付け終了時のモータ電流Ｉが増加し、作業１４４の際の電流値１５４は最終的にＩｆｉｘ１にまで増加する。作業者は学習させたいと思える状態でのサンプリング作業が終了したと判断したら、再びモード切替スイッチ３１のボタンの複数を同時に長押しして、１回目のサンプリング動作を終了する。
【００６４】
このようにサンプリングモード中の学習動作により、様々なモータ電流Ｉを得ることができたが、本実施例では例えば、モータの最大電流Ｉｆｉｘ１を用いる。この最大電流Ｉｆｉｘ１を用いてその後の電動工具の動作を行うが、１回（１セット）だけの学習動作では最大電流Ｉｆｉｘ１が正しく得られない恐れがある。そこで、図７に示す一連の操作を複数回、例えば３回行い、最大電流Ｉｆｉｘ１、最大電流Ｉｆｉｘ２、最大電流Ｉｆｉｘ３を得て、これらの平均をとることによりＩｆｉｘを得るように構成した。そのため、本実施例では、サンプリングモードのＯＮ信号１２２に続いて２回目のサンプリング期間が開始する。同様にして３回目のサンプリング期間が終了後に、モード切替スイッチ３１のボタンの複数を同時に長押しすると、サンプリングモードが終了して電動工具１の通常の動作モードに戻る。尚、本実施例ではサンプリング期間を３回連続させるようにしたが、３回だけに限られずに任意の回数に設定しても良いし、作業者が任意に指定できるようにしても良い。
【００６５】
尚、図７の作業者が連続駆動モードで締め付け作業を行い、締め付け完了と思われる箇所でトリガ操作部８ａを離すようにするが、サンプリング部材の締め付けを実際に行いながらやるだけでなく、トルク測定装置を取り付けて実際にトルク値を測定しながら行う様にしても良い。
【００６６】
次に図８のフローチャートを用いて演算部７１による学習手順を説明する。このフローチャートに示す学習手順は演算部７１に含まれる図示しないマイクロコンピュータによってプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現できる。
【００６７】
まず、電動工具１へのバッテリパック２の装着により、電動工具１内の揮発性メモリに格納される各種データが初期化され、演算部７１はサンプル操作のカウント値Ｓ＿ＣＮＴをゼロクリアする（ステップ２０１）。サンプリングモードへの移行は、サンプリングＳＷ（スイッチ）の押下により行われ、演算部７１はサンプリングＳＷが押下されたか否かを判断する（ステップ２０２）。ここでは、例えば、複数のモード切替スイッチ３１を同時に長押しすることをサンプリングＳＷとして定義付けでき、このようにモード切替スイッチ３１を用いることにより、サンプリングＳＷを別途設ける必要がない。サンプリングＳＷが押下されるとモード表示ＬＥＤ３２が点滅し始める（ステップ２０３）。モード表示ＬＥＤ３２を点滅させることによって、作業者は通常の作業状態とは異なったサンプリングモードにあることを容易に知ることができる。次に、演算部７１はサンプル操作のカウント値Ｓ＿ＣＮＴがゼロであるかを判断し（ステップ２０４）、ゼロの場合は、過去のサンプリングデータをリセットする（ステップ２０５）。ゼロでない場合は、ステップ２０６に移行する。
【００６８】
次に、後述するステップ２０７〜２１２までの手順を何回行われたかをカウントするカウンタＮをゼロクリアする（ステップ２０６）。次に、演算部７１は、作業者がトリガ操作部８ａを引いてＯＮにしたか否かを検出し、ＯＦＦの場合はＯＮになるまで待機する（ステップ２０７）。トリガ操作部８ａが引かれてトリガスイッチ８がオンになったら、カウンタＮを１だけカウントアップし（ステップ２０７、２０８）、演算部７１は電流検出回路７９の出力値からモータ３に流れる電流値を検出する（ステップ２０９）。次に、演算部７１は得られた電流のデータを記憶エリアの所定の領域にＤＡＴＡ（Ｎ）として一時的に格納する。この電流値の検出と、電流のデータを記憶エリアの所定の領域にＤＡＴＡ（Ｎ）として格納する作業は、トリガ操作部８ａがオフになるまで繰り返されるので（ステップ２０９〜２１１）、トリガ操作部８ａがオフにされたときにはＤＡＴＡ（Ｎ）には図７の矢印１５１ｃ、１５２ｃ、１５３ｃ、１５４ｃで示す位置の電流値（通常、この電流値が最大電流となる）がそれぞれ取得されたデータとして格納されることになる。
【００６９】
次に、演算部７１はサンプリングＳＷ（スイッチ）の再度の押下により１回目のサンプリング動作が終了したかどうかを検出する（ステップ２１２）。ステップ２１２において、終了していなければステップ２０７に戻り、ステップ２０７〜２１１を繰り返す。ステップ２１２において、サンプリング動作が終了している場合は、得られたＤＡＴＡ（Ｎ）から、最大値を選択してＤＡＴＡｍａｘ（Ｓ＿ＣＮＴ）とする。次に、演算部７１は、Ｓ＿ＣＮＴをインクリメントして１増加し（ステップ２１４）、Ｓ＿ＣＮＴが３になったか否かを判断する（ステップ２１５）。ステップ２１５で３に達していない場合は、ステップ２０２に戻り、ステップ２０２〜２１４までの処理を繰り返す。
【００７０】
次に、演算部７１は得られた３回分のＤＡＴＡｍａｘ（０）、ＤＡＴＡｍａｘ（１）、ＤＡＴＡｍａｘ（２）を用いて、電動工具１の制御に用いる閾値を更新する（ステップ２１６）。この更新されるデータをどのように算出するかは種々考えられるが、本実施例ではこれらの平均値を用いて、算出された平均電流値を、インパクト工具の連続駆動モードから断続駆動モードへの移行する際のモータ３の電流閾値ＩＴＨとして更新するようにした。次に演算部７１は、閾値を再設定値としてＥＥＰＲＯＭ７６（図５参照）に格納することにより反映させて処理を終了する（ステップ２１７）。
【００７１】
このように、本実施例では、電動工具においてサンプリングモードを設けて、サンプリングモードにおいてユーザが操作した操作状態を学習し、学習されたデータに基づいて各種閾値や制御のためのパラメータを変更できるように構成した。しかもそれら閾値やパラメータはＥＥＰＲＯＭ７６に格納され、その後の制御に用いられるので、特定の締め付け作業を行うような場合に、作業者は自ら希望する動作状態を学習させることができ、最適な動作状況を設定することができる。
【００７２】
図９は、本実施例で学習されたモータ３の電流閾値ＩＴＨを用いて連続駆動モードから断続駆動モードへの移行制御を示す図である。電動工具１でインパクトモードを選択した場合は、時間ｔ２０において連続駆動モードでモータ３を起動する。モータ３に流れる電流値１６０は、矢印１６０ａに示すような始動電流の後に一旦下がり、その後は矢印１６０ｂのように増大して矢印１６０ｃのように時間ｔ２１でサンプリングモードによって得られた電流閾値ＩＴＨに到達する。
【００７３】
電流検出回路７９の出力を監視する演算部７１は、電流値１６０が電流閾値ＩＴＨに到達するのを検出すると、それまでの連続駆動モードから断続駆動モードへの制御に切り替え、図４で説明したようなモータを逆転および正転させる駆動を繰り返す。演算部７１は、時間ｔ２１でモータ３への電流供給を一旦遮断させた後に時間ｔ２２からｔ２３まで逆転電流１６１を供給させることにより、所定の逆転角度だけハンマ５２、５３（図３参照）を反転させる。ハンマ５２、５３が所定角度だけ逆転したら、次に演算部７１は、時間ｔ２３でモータ３への電流供給を一旦遮断させた後に時間ｔ２４からｔ２５まで逆転電流１６１を供給させる。この時間ｔ２５付近においてハンマ５２、５３は打撃爪６４、６５に衝突することにより強い打撃力をアンビル６１に伝達する。
【００７４】
同様の動作を繰り返して、さらに逆転電流１６３、正転電流１６４、逆転電流１６５をモータ３に供給することにより演算部７１はモータ３の断続駆動を行う。尚、図９の例では時間ｔ２１〜ｔ２２、ｔ２３〜ｔ２４、ｔ２５〜ｔ２６、ｔ２７〜ｔ２８、ｔ２９〜ｔ３０はモータ３への電流供給を行わない給電停止区間としている。これは急激にモータ３への電流を逆転させるとモータ３の動作が不安定になる恐れがあるためであるが、この給電停止区間をどの程度に設定するかについても、学習された電流閾値ＩＴＨを元に算出するようにしても良い。また、その他の制御パラメータ、例えばｔ２２〜ｔ２３、ｔ２４〜ｔ２５、ｔ２６〜ｔ２７、ｔ２８〜ｔ２９、ｔ３０〜ｔ３１などの時間間隔の設定などもサンプリングモード時に得られたデータを元に算出して設定するようにしても良い。
【００７５】
尚、上記実施例ではステップ２１０で取得されるデータをモータ３に流れる電流値としたが、学習のために取得されるデータは、モータ３の電流値だけに限られずに、モータ３の回転数の上限値、打撃時のスイッチング素子１１へのＰＷＭのデューティ比の制限値（強弱制御）、ハンマ５２、５３を用いたアンビル６１への打撃回数又は打撃時間など、各種多様なデータを取得して反映させるように構成しても良い。本実施例では、工場出荷時の設定だけに限定されずに、作業者（ユーザ）が任意に基準となる操作を行って、その状態を学習させることによって、適正な作業状態を実現するようにしたので、作業者の使用状況に最適な駆動制御を行うことができる電動工具を実現できる。
【００７６】
電動工具１の制御をサンプリングモードにおける学習によって設定できるようにする一方、リセット機能を設けて、学習した状態をリセットできるように構成することも重要である。例えば、作業者が学習された内容を破棄して工場出荷時の初期状態に戻したい場合は、特定のスイッチに割り当てられたリセット操作によって初期状態に戻せるようにしても良い。このリセット操作時においても、完全に初期状態に戻さないで、電動工具本体の経年変化等の校正分を考慮して、見かけ上の状態が工場出荷時と同じ状態となるようにすることも可能である。
【００７７】
尚、サンプリングモードにて学習できる対象、および、リセット操作により初期状態に戻すことができる対象は種々考えられるが、例えば、電動工具１の本体を保護するための各種設定値、例えば、過電流保護値、過温度保護値、過放電電圧値、打撃周期などの最適値などは、学習動作によって変更できないようにすることが重要である。
【００７８】
以上、本発明について実施例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例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。例えば、上述の実施例ではインパクトドライバの例で説明したが、インパクトドライバだけに限られずにマイコンを用いて制御する電動工具であれば任意の電動工具において適用できる。また、上述の実施例では、インパクトドライバにおける連続駆動モードから断続駆動モードへの移行時の制御閾値の学習について説明したが、学習される閾値はこれだけに限られずに電子クラッチ付きドライバのクラッチ動作閾値の学習や、その他ユーザが電動工具を操作することによって学習できる任意のデータ、パラメータ等であっても良い。
【００７９】
さらに、ＥＥＰＲＯＭの内部にあらかじめ複数の制御プログラムや制御パラメータを格納しておき、サンプリングモードにおいて取得されたデータを用いて、これらの中から最適な制御プログラムやパラメータを選択するように構成しても良い。この場合も、作業者の自発的な意志によって学習機能を稼働させることができるので、使い勝手の良い電動工具を実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  電動工具                ２  バッテリパック
２ａ  （バッテリパックの）延在部
２ｂ  （バッテリパックの）リリースボタン
３  モータ                  ３ａ  回転子                ３ｂ  固定子
４  回転軸                  ６  ハウジング              ６ａ  胴体部
６ｂ  ハンドル部            ６ｃ  バッテリ保持部        ７  ハンマケース
８  トリガスイッチ          ８ａ  トリガ操作部          ９  制御回路基板
１０  インバータ基板        １１  スイッチング素子      １２  ＬＥＤ
１３ａ  空気取入口          １３ｂ  空気排出口          １４  正逆切替レバー
１５  スリーブ              １６ａ  メタル              １７ａ  ベアリング
１７ｂ  ベアリング          １８  冷却ファン            １９ａ  ネジ
１９ｂ  ネジボス            ２０  遊星歯車減速機構      
３１  モード切替スイッチ    ３２  モード表示ＬＥＤ      ５０  打撃機構
５１  遊星キャリヤ組立体    
５２  ハンマ                ５２ａ、５２ｂ  打撃面
５３  ハンマ                ５３ａ、５３ｂ  打撃面
５４  円盤状部材            ５５ａ、５５ｂ  円盤部
５５ｃ  接続部              ５５ｅ  貫通穴              ５６ａ  突当部
５６ｂ  嵌合軸              ６１  アンビル              ６１ａ  装着穴
６２  出力軸部分            ６３  円盤部                ６３ａ  嵌合穴
６４  打撃爪                ６４ａ  被打撃面            ６４ｂ  被打撃面
６５  打撃爪                ６５ａ  被打撃面            ６５ｂ  被打撃面
７０  制御部                ７１  演算部                ７２  インバータ回路
７３  制御信号出力回路                  ７４  回転子位置検出回路
７５  回転数検出回路                    ７６  ＥＥＰＲＯＭ
７８  回転位置検出素子                  ７９  電流検出回路
８０  スイッチ操作検出回路              ８１  印加電圧設定回路
８２  回転方向設定回路                  ８３  スイッチ操作検出回路
８４  表示制御回路                      １００  （モータ３の）回転数
１１０  （遊星キャリヤ組立体５１の）回転角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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