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WO2016121459A1 - 打撃工具 - Google Patents

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WO2016121459A1
WO2016121459A1 PCT/JP2016/050499 JP2016050499W WO2016121459A1 WO 2016121459 A1 WO2016121459 A1 WO 2016121459A1 JP 2016050499 W JP2016050499 W JP 2016050499W WO 2016121459 A1 WO2016121459 A1 WO 2016121459A1
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WO
WIPO (PCT)
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motor
stop control
control
mode
braking force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/050499
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智志 阿部
邦彰 神部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to US15/546,946 priority Critical patent/US20180015603A1/en
Priority to CN201680007559.4A priority patent/CN107206582B/zh
Priority to EP16743063.6A priority patent/EP3251801A4/en
Priority to JP2016571901A priority patent/JP6347291B6/ja
Publication of WO2016121459A1 publication Critical patent/WO2016121459A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B25D2250/121—Housing details
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    • B25D2250/255—Switches
    • B25D2250/261—Means for locking an operative switch on

Definitions

  • the present invention relates to a striking tool that applies a rotational force or a striking force to a tip tool, opens a hole in an object with the tip tool, or crushes the object.
  • hitting tools that apply rotational force or striking force to a tip tool such as a drill bit, and drill or crush holes in a concrete wall or concrete floor with the drill bit. It is called “hammer drill”.
  • the conventional hammer drill has, for example, a hammer mode in which only the striking force is transmitted to the drill bit and a hammer drill mode in which both the striking force and the rotational force are transmitted to the drill bit.
  • a hammer mode in which only the striking force is transmitted to the drill bit
  • a hammer drill mode in which both the striking force and the rotational force are transmitted to the drill bit.
  • the movement of the tip tool be stopped instantaneously.
  • the time lag between the operation and release of the trigger lever by the operator and the start and stop of the drill bit is as small as possible.
  • power transmission to the drill bit is immediately stopped when the operation mode is switched at an unexpected timing.
  • An object of the present invention is to provide an impact tool in which stop control of a motor that is a power source of a tip tool is changed according to a predetermined condition.
  • the impact tool transmits a striking force to the tip tool while a rotational force is not transmitted, and a second operation mode in which at least the rotational force is transmitted to the tip tool; Have two or more operating modes.
  • the impact tool includes a motor that is a power source and a control unit that executes stop control to stop the motor, and the control unit is one of two or more stop controls according to a predetermined condition. Run one.
  • the stop control includes a stop control with a large braking force for the motor and a stop control with a small braking force for the motor.
  • the stop control with a large braking force is a positive stop control including a brake step for actively stopping the rotation of the motor, and the stop control with a small braking force is performed by the brake step. Natural stop control not included.
  • control unit executes stop control with a small braking force when the first operation mode is selected, and the braking force is applied when the second operation mode is selected. Perform large stop control.
  • control unit executes stop control with a large braking force when the operation mode is switched during rotation of the motor.
  • a mode detector that transmits a mode detection signal indicating the selected operation mode to the controller is provided.
  • the motor is a brushless motor having a stator including a plurality of coils and a rotor including magnets having different polarities.
  • the control unit controls a plurality of switching elements that control energization to the plurality of coils.
  • the said control part controls the said switching element so that electricity supply to the said coil may be interrupted
  • the control unit controls the switching element so that a closed circuit including the coil is formed and a regenerative brake acts on the rotor.
  • an impact tool is realized in which stop control of a motor that is a power source of a tip tool is changed according to a predetermined condition.
  • the striking tool according to the present embodiment is a hammer drill in which a drill bit which is an example of a tip tool can be attached and detached.
  • a drill bit which is an example of a tip tool can be attached and detached.
  • the use of the hammer drill according to the present embodiment is not particularly limited, it is suitable for an operation of making a hole in an object such as a concrete wall or a stone or crushing the object.
  • the hammer drill according to the present embodiment has a first operation mode in which the striking force is transmitted to the drill bit while the rotational force is not transmitted, and a second operation mode in which at least the rotational force is transmitted to the drill bit. .
  • the striking force is transmitted to the drill bit in addition to the rotational force. Therefore, in the following description, the first operation mode is referred to as “hammer mode”, and the second operation mode is referred to as “hammer drill mode”.
  • the hammer drill 1 includes a cylinder housing 2, an intermediate housing 3, a motor housing 4, and a handle 5, which are fixed and integrated with each other.
  • the cylinder housing 2 has a cylindrical shape as a whole, and an intermediate housing 3 and a motor housing 4 are disposed between one end (rear end) in the longitudinal direction of the cylinder housing 2 and the handle 5.
  • the intermediate housing 3 and the motor housing 4 overlap each other vertically, one end (lower end) of the handle 5 is connected to the motor housing 4, and the other end (upper end) of the handle 5 is connected to the intermediate housing 3.
  • the handle 5, the intermediate housing 3, and the motor housing 4 are connected to each other via a vibration isolation mechanism.
  • a cylindrical cylinder 10 and a retainer sleeve 11 are accommodated in the cylinder housing 2.
  • the cylinder 10 and the retainer sleeve 11 are concentric, and a part of the retainer sleeve 11 protrudes from the tip of the cylinder housing 2.
  • the cylinder 10 and the retainer sleeve 11 are engaged so as not to rotate relative to each other.
  • the cylinder 10 and the retainer sleeve 11 rotate integrally with the central axis as a rotation axis.
  • a part of the drill bit (not shown) is inserted into the retainer sleeve 11.
  • the drill bit inserted into the retainer sleeve 11 engages with the retainer sleeve 11 so as not to move in the rotational direction and to move within a predetermined range in the axial direction. Therefore, when the cylinder 10 and the retainer sleeve 11 rotate, the rotational force is transmitted to the drill bit, and the drill bit rotates. When the striking force is transmitted to the drill bit, the drill bit reciprocates in a predetermined range in the axial direction. Details of the movement of the cylinder 10, the retainer sleeve 11, and the drill bit will be described later.
  • a piston 20 and a striker 21 are accommodated in the cylinder 10 so as to be able to reciprocate. Further, the intermediate element 22 is accommodated so as to be able to reciprocate across the cylinder 10 and the retainer sleeve 11.
  • the piston 20, the striker 21 and the intermediate element 22 are arranged in a line in this order from the rear to the front of the cylinder 10. Further, an air chamber 23 is provided in the cylinder 10 between the piston 20 and the striker 21.
  • a motor 30 as a power source is accommodated in the motor housing 4.
  • the motor 30 is an inner rotor type brushless motor, and includes a cylindrical stator 31, a rotor 32 disposed inside the stator 31, and an output shaft 33 disposed inside the rotor 32.
  • the output shaft 33 is fixed to the rotor 32 and extends vertically through the rotor 32.
  • the central axis of the output shaft 33 and the central axes of the cylinder 10 and the retainer sleeve 11 are orthogonal to each other.
  • a pinion gear 34 is provided at the upper end of the output shaft 33 protruding into the intermediate housing 3.
  • the first drive shaft 40 is rotatably disposed in the vicinity of the output shaft 33
  • the second drive shaft 50 is rotatably disposed in the vicinity of the first drive shaft 40.
  • the output shaft 33, the first drive shaft 40, and the second drive shaft 50 are parallel to each other.
  • a first gear 41 that meshes with the pinion gear 34 is provided at the lower portion of the first drive shaft 40, and an eccentric pin 42 is provided at the upper portion of the first drive shaft 40, and the eccentric pin 42 connects the connecting rod 43. Via the piston 20.
  • a second gear 51 that meshes with the first gear 41 is provided at the lower portion of the second drive shaft 50, and a bevel gear 52 is provided at the upper portion of the second drive shaft 50.
  • the bevel gear 52 is disposed around the cylinder. Is engaged with a ring gear 53 disposed on the surface.
  • the ring gear 53 is mounted on the outer peripheral surface of the cylinder 10 via a sliding bearing (metal) and rotates freely with respect to the cylinder 10.
  • a sleeve 54 is provided on the outer peripheral surface of the cylinder 10.
  • the sleeve 54 rotates integrally with the cylinder 10 and slides back and forth in the axial direction of the cylinder 10 alone.
  • the sleeve 54 is always urged in the direction approaching the ring gear 53 by a spring.
  • a mode switching dial 60 is provided on the upper surface of the intermediate housing 3.
  • the hammer mode and the hammer drill mode are switched by rotating the mode switching dial 60.
  • a power transmission path in which only the striking force is transmitted to the drill bit and a power transmission path in which the striking force and the rotational force are transmitted to the drill bit are selectively formed by rotating the mode switching dial 60. Is done. Details of the power transmission path will be described later.
  • the handle 5 has a trigger lever 70 as a first operation unit operated by an operator and an on-lock button 80 as a second operation unit operated by the operator. Is provided.
  • a main switch 71 that is turned on / off based on an operation of the trigger lever 70 is provided inside the handle 5.
  • the on-lock button 80 has a built-in lighting unit (LED in this embodiment) that is turned on and off according to predetermined conditions.
  • the handle 5 is also provided with an operation panel 90 including a rotation speed setting button and a plurality of LEDs. When the rotation speed setting button on the operation panel 90 is pressed, the target rotation speed of the brushless motor 30 is switched in stages according to the number of times. In addition, the number of LEDs that are lit changes according to the set target speed, and the set target speed is notified.
  • the eccentric pin 42 provided at the upper end of the first drive shaft 40 rotates with the central axis of the first drive shaft 40 as the rotation axis. That is, the eccentric pin 42 turns around the central axis of the first drive shaft 40.
  • the piston 20 connected to the eccentric pin 42 via the connecting rod 43 reciprocates in the cylinder 10.
  • the piston 20 moves in a direction away from the striker 21, that is, when the piston 20 moves backward, the pressure in the air chamber 23 decreases and the striker 21 moves backward.
  • the piston 20 moves in the direction approaching the striker 21, that is, when the piston 20 moves forward, the pressure in the air chamber 23 rises and the striker 21 moves forward.
  • the striker 21 moves forward, the intermediate piece 22 is hit by the striker 21, and a drill bit (not shown) is hit by the intermediate piece 22. In this way, the striking force is intermittently transmitted to the drill bit.
  • a control board 100 is provided between the brushless motor 30 and the handle 5.
  • the brushless motor 30, the main switch 71, the on-lock button 80, the operation panel 90 and the like are electrically connected to the control board 100.
  • a motor control unit 105 including a switching circuit 102, a rectifier circuit 103, a power factor correction circuit 104, a controller 106, and the like, which will be described later, is mounted on the control board 100.
  • the stator 31 of the brushless motor 30 includes coils U1, V1, and W1 corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase.
  • the rotor 32 (FIGS. 1 and 2) of the brushless motor 30 is provided with four types of two permanent magnets having different polarities. These four permanent magnets are arranged at equal intervals along the rotation direction of the rotor 32.
  • three magnetic sensors S1, S2, S3 are arranged in the vicinity of the rotor 32. These magnetic sensors S 1, S 2, S 3 detect a change in magnetic force accompanying the rotation of the rotor 32 and output an electrical signal to the rotor position detection circuit 101. Hall elements are used for the magnetic sensors S1, S2, and S3 in the present embodiment.
  • the switching circuit 102 shown in FIG. 3 controls energization to the coils U1, V1, W1 of the stator 31.
  • a rectifier circuit 103 that converts alternating current into direct current
  • a power factor improvement circuit 104 that boosts the voltage of the direct current output from the rectifier circuit 103 and supplies the boosted voltage to the switching circuit 102.
  • the rectifier circuit 103 is a bridge circuit in which four diode elements are connected to each other.
  • the power factor correction circuit 104 includes a field effect transistor, an integrated circuit that outputs a PWM (Pulse Width Modulation) control signal to the field effect transistor, and a capacitor, and limits the high-frequency current generated in the switching circuit 102. Suppress below the value.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the switching circuit 102 is a three-phase full-bridge inverter circuit, and includes two switching elements Tr1 and Tr2 connected in parallel, two switching elements Tr3 and Tr4 connected in parallel, and two switching elements Tr5 and 5 connected in parallel. Tr6.
  • Each switching element is an insulated gate bipolar transistor (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the switching elements Tr1 and Tr2 are connected to the coil U1 and control the current supplied to the coil U1.
  • the switching elements Tr3 and Tr4 are connected to the coil V1 and control the current supplied to the coil V1.
  • the switching elements Tr5 and Tr6 are connected to the coil W1 and control the current supplied to the coil W1.
  • the switching elements Tr1, Tr3, Tr5 are connected to the positive output terminal of the power factor correction circuit 104, and the switching elements Tr2, Tr4, Tr6 are connected to the negative output terminal of the power factor improvement circuit 104. That is, the switching elements Tr1, Tr3, Tr5 are on the high side, and the switching elements Tr2, Tr4, Tr6 are on the low side.
  • the coils U1, V1, W1 are star-connected.
  • the connection method of the coils U1, V1, and W1 is not limited to star connection, and may be, for example, delta connection.
  • the motor control unit 105 shown in FIG. 3 includes a controller 106 as a control unit, a control signal output circuit 107, a rotor position detection circuit 101, and a motor rotation speed detection circuit 108.
  • the controller 106 calculates and outputs a signal for controlling the brushless motor 30.
  • a control signal output from the controller 106 is input to the switching circuit 102 via the control signal output circuit 107.
  • the rotor position detection circuit 101 detects the rotational position of the rotor 32 (FIGS. 1 and 2) based on the electrical signals output from the magnetic sensors S1, S2, and S3, and outputs a signal indicating the rotational position of the rotor 32. .
  • a position detection signal output from the rotor position detection circuit 101 is input to the controller 106 and the motor rotation speed detection circuit 108.
  • the motor rotation speed detection circuit 108 detects the rotation speed of the rotor 32, that is, the motor rotation speed, and outputs a signal indicating the motor rotation speed.
  • a rotation speed detection signal output from the motor rotation speed detection circuit 108 is input to the controller 106.
  • the controller 106 performs feedback control based on the rotation speed detection signal so that the motor rotation speed is maintained at the target rotation speed.
  • the controller 106 shown in FIG. 3 receives an ON signal and an OFF signal output from the main switch 71 in accordance with the operation of the trigger lever 70 shown in FIGS.
  • an on signal or an off signal is output from the main switch 71 according to the operation. Specifically, when the trigger lever 70 is pulled, an on signal is output from the main switch 71, and when the trigger lever 70 is released, an off signal is output from the main switch 71, or the output of the on signal is stopped.
  • the controller 106 receives the ON signal output from the main switch 71, the controller 106 determines that the main switch 71 is turned ON. On the other hand, the controller 106 determines that the main switch 71 is turned off when it receives the off signal output from the main switch 71 or the reception of the on signal is interrupted.
  • An on-lock signal output from the on-lock button 80 shown in FIGS. 1 and 2 is input to the controller 106 shown in FIG.
  • the on-lock button 80 in the present embodiment is a tactile switch that outputs (transmits) a signal each time it is operated. Therefore, an on-lock signal is input to the controller 106 shown in FIG. 3 every time the on-lock button 80 is operated. In other words, the controller 106 receives an on-lock signal every time the on-lock button 80 is pressed.
  • the intermediate housing 3 is provided with a sensor 62 as a mode detection unit.
  • the sensor 62 outputs (transmits) an electrical signal (mode detection signal) when the mode switching dial 60 is rotated to a predetermined position.
  • the mode detection signal output from the sensor 62 is input to the controller 106 shown in FIG.
  • the mode switching dial 60 shown in FIGS. 1 and 2 includes a permanent magnet 60a. When the mode switching dial 60 is rotated to the position shown in FIG. 2, that is, when the hammer mode is selected, the permanent magnet 60a built in the mode switching dial 60 is located near the sensor 62 (in this embodiment, Located just above the sensor 62).
  • the magnetic force of the permanent magnet 60a is detected by the sensor 62, and a mode detection signal is output from the sensor 62.
  • the mode switching dial 60 is rotated to the position shown in FIG. 1, that is, when the hammer drill mode is selected, the permanent magnet 60 a built in the mode switching dial 60 is separated from the sensor 62. Then, the magnetic force of the permanent magnet 60a is not detected by the sensor 62, and the output of the mode detection signal from the sensor 62 is interrupted. Therefore, the controller 106 shown in FIG. 3 can determine whether or not the selected operation mode is the hammer mode based on whether or not the mode detection signal is input.
  • the controller 106 When the power cable is connected to the power source, control by the controller 106 is started.
  • the controller 106 first determines whether or not the selected operation mode is a hammer mode (S1). When the operation mode is the hammer mode (S1: Yes), the controller 106 determines whether or not the main switch 71 is turned on (S2). That is, it is determined whether or not the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is pulled. When the main switch 71 is turned on (S2: Yes), the controller 106 turns on the motor 30 (S3). Thereafter, the controller 106 repeats steps S1 to S3 to maintain the operating state of the motor 30.
  • the controller 106 executes natural stop control. Specifically, the controller 106 turns off the motor 30 (S4). More specifically, the controller 106 turns off the switching elements Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, Tr5, Tr6 and cuts off the energization to the coils V1, U1, W1 included in the stator 31.
  • the motor 30 is started by operating the trigger lever 70 shown in FIGS. Further, on / off of the motor 30 is controlled based on the operation of the trigger lever 70. Furthermore, when the operation of the trigger lever 70 is released, the motor 30 is stopped by natural stop control that does not include a braking process. Therefore, even when the trigger lever 70 is operated again immediately after the operation of the trigger lever 70 is released, the rotation speed of the motor 30 rises smoothly.
  • the controller 106 determines whether or not the main switch 71 is turned on (S5). That is, it is determined whether or not the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is pulled.
  • the main switch 71 is turned on (S5: Yes)
  • the controller 106 turns on the motor 30 (S6). Thereafter, the controller 106 repeats steps S1, S5, and S6 to maintain the operating state of the motor 30.
  • the controller 106 performs positive stop control. Specifically, the controller 106 turns off the motor 30 and further brakes the motor 30 (S7).
  • the controller 106 selectively turns on / off the switching elements Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, Tr5, Tr6, and includes a closed circuit including at least one of the coils V1, U1, W1 included in the stator 31.
  • a regenerative brake acts on the rotor 32.
  • the positive stop control includes a brake process for positively stopping the rotation of the motor 30 (rotor 32).
  • the motor 30 is started by operating the trigger lever 70 shown in FIGS. Further, on / off of the motor 30 is controlled based on the operation of the trigger lever 70. Further, when the operation of the trigger lever 70 is released, the motor 30 is stopped by the positive stop control including the braking process. Therefore, after the operation of the trigger lever 70 is released, the motor 30 does not continue to rotate due to inertia or the time during which the motor 30 continues to rotate due to inertia is suppressed in a very short time. As described above, when the operation of the trigger lever (FIGS. 1 and 2) is released in the hammer mode, the motor 30 is stopped by the natural stop control not including the braking process. That is, the stop control executed by the controller 106 includes at least two stop controls (active stop control and natural stop control) having different braking forces on the motor 30. One of the two stop controls is executed.
  • the controller 106 When the power cable is connected to the power source, control by the controller 106 is started.
  • the controller 106 first determines whether or not the selected operation mode is a hammer mode (S1). When the operation mode is not the hammer mode (S1: No), the controller 106 determines whether or not the main switch 71 is turned on (S2). That is, it is determined whether or not the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is pulled.
  • the main switch 71 is turned on (S2: Yes)
  • the controller 106 turns on the motor 30 (S3). Thereafter, the controller 106 repeats steps S1 to S3 to maintain the operating state of the motor 30. However, if the main switch 71 is turned off while repeating Steps S1 to S3 (S2: No), the controller 106 executes positive stop control.
  • the motor 30 is started by operating the trigger lever 70 shown in FIGS. Further, on / off of the motor 30 is controlled based on the operation of the trigger lever 70. Further, when the operation of the trigger lever 70 is released, the motor 30 is stopped by the positive stop control including the braking process. Therefore, after the operation of the trigger lever 70 is released, the motor 30 does not continue to rotate due to inertia or the time during which the motor 30 continues to rotate due to inertia is suppressed in a very short time.
  • the controller 106 determines whether or not an on-lock signal is received (S5). That is, it is determined whether or not the on-lock button 80 (FIGS. 1 and 2) has been pressed. When the on-lock signal is received (S5: Yes), the controller 106 turns on the LED built in the on-lock button 80 (S6) and turns on the motor 30 (S7).
  • the controller 106 determines whether or not the main switch 71 is turned on (S8). That is, it is determined whether or not the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is pulled.
  • the controller 106 determines whether or not an on-lock signal is received (S9).
  • the controller 106 determines whether or not the mode detection signal is received (S10). That is, it is determined whether or not the mode switching dial 60 (FIGS. 1 and 2) is operated. If it is determined that the mode detection signal has been received and mode switching has not been performed (S10: No), the controller 106 returns to step S8.
  • controller 106 repeats steps S8 to S10 and maintains the motor 30 in the operating state. In other words, the controller 106 performs on-lock control that maintains the motor 30 in an operating state even when the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is not operated.
  • the controller 106 displays the on-lock button.
  • the LED built in 80 is turned off (S11), and active stop control is executed (S12). That is, when the operation mode is switched during the execution of the on-lock control, the motor 30 is stopped by the active stop control including the braking process.
  • the controller 106 Turns off the LED built in the on-lock button 80 (S13), and executes natural stop control. That is, when the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is pulled or the on-lock button 80 (FIGS. 1 and 2) is pressed during the execution of the on-lock control, the motor is controlled by the natural stop control that does not include the braking process. 30 is stopped. As described above, when the operation mode is switched during the on-lock control, the motor 30 is stopped by the active stop control including the braking process. That is, the stop control executed by the controller 106 includes at least two stop controls (active stop control and natural stop control) having different braking forces on the motor 30. One of the two stop controls is executed.
  • the motor 30 can be activated and the on-lock control can be executed by a single operation of the on-lock button 80.
  • the on-lock control can be executed only when the hammer mode is selected.
  • the on-lock button 80 (FIGS. 1 and 2) is turned on to notify that the on-lock control is being executed.
  • the aggressive stop control including the braking process is executed. Therefore, the occurrence of a reaction due to sudden torque transmission is avoided.
  • the trigger lever 70 or the on-lock button 80 (FIGS. 1 and 2) is operated during the execution of the on-lock control, the natural stop control not including the brake process is executed.
  • the operation of the on-lock control can be stopped by operating the trigger lever 70 or the on-lock button 80, and the motor 30 can be stopped. Therefore, even when the trigger lever 70 and the on-lock button 80 are operated again immediately after the operation is released, the rotation speed of the motor 30 rises smoothly.
  • step S5 the controller 106 determines whether or not the main switch 71 is turned on (S15). That is, it is determined whether or not the trigger lever 70 (FIGS. 1 and 2) is pulled.
  • the controller 106 turns on the motor 30 (S16).
  • the controller 106 that turned on the motor 30 determines whether or not the main switch 71 is turned on (S17). If the main switch 71 is not turned on (S17: No), the motor 30 is stopped by natural stop control. (S18).
  • the main switch 71 is on (S17: Yes)
  • the controller 106 determines whether or not a mode detection signal is received (S19).
  • the controller 106 determines whether or not the mode switching dial 60 (FIGS. 1 and 2) is operated. If it is determined that the mode detection signal has been received and mode switching has not been performed (S19: No), the controller 106 returns to step S17. Thereafter, the controller 106 repeats steps S17 and S19 to maintain the motor 30 in the operating state. However, if the mode detection signal is not received while steps S17 and S19 are repeated and it is determined that the mode has been switched (S19: Yes), the controller 106 stops the motor 30 by the active stop control (S20). .
  • the motor 30 can also be started by operating the trigger lever 70 shown in FIGS. 1 and 2, and the motor 30 is turned on / off based on the operation of the trigger lever 70. Can be made.
  • the natural stop control including no brake process is executed, and when the operation mode is switched, the positive stop control including the brake process is executed.
  • the rotation speed of the motor 30 rises smoothly. In the latter case, the occurrence of recoil due to sudden torque transmission accompanying mode switching is avoided.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the present invention can also be applied to an impact tool in which the rotational motion of the motor is converted into the reciprocating motion of the piston by the reciprocating type conversion mechanism.
  • the first operation mode in the present invention includes an operation mode in which only the striking force is transmitted to the tip tool
  • the second operation mode includes an operation mode in which a rotational force is transmitted to the tip tool.
  • the hammer drill according to the embodiment is an impact tool having an operation mode of a hammer mode and a hammer drill mode.
  • An impact tool having an operation mode is also included in the impact tool of the present invention.
  • the natural stop control that does not include a braking process that actively stops the rotation of the motor is an example of stop control that has a smaller braking force than the active stop control.
  • the natural stop control and the positive stop control are examples of two stop controls having different braking forces.
  • the present invention includes an embodiment in which an active stop control with a relatively small braking force and an active stop control with a relatively large braking force are selectively executed according to a predetermined condition.
  • An embodiment is included in which the number of closed circuits of the coil and the time for forming the closed circuit are controlled by controlling on / off of the element, and the braking force is changed according to the operation mode.
  • the present invention includes not only an embodiment in which the braking force in the positive stop control is constant but also an embodiment in which the braking force changes.

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Abstract

　所定条件に応じて先端工具の動力源であるモータの停止制御が変更される打撃工具を提供する。先端工具に打撃力が伝達される一方、回転力は伝達されないハンマモードと、先端工具に少なくとも回転力が伝達されるハンマドリルモードと、を含む２つ以上の動作モードを有するハンマドリル（１）であって、動力源であるモータ（３０）と、モータ（３０）を停止させる停止制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、所定条件に応じて２つ以上の前記停止制御のいずれか１つを実行する。

Description

打撃工具
本発明は、先端工具に回転力や打撃力を与え、該先端工具によって対象物に穴を開けたり、対象物を破砕したりする打撃工具に関する。
ドリルビットなどの先端工具に回転力や打撃力を与え、該ドリルビットによってコンクリート壁やコンクリート床などに穴を開けたり、破砕したりする打撃工具が知られており、かかる打撃工具は、一般的に“ハンマドリル”と呼ばれる。
従来のハンマドリルの多くは少なくとも２つの動作モードを有する。従来のハンマドリルは、例えば、ドリルビットに打撃力のみが伝達されるハンマモードと、ドリルビットに打撃力及び回転力の双方が伝達されるハンマドリルモードとを有する。このように複数の動作モードを有する従来のハンマドリルでは、作業者によってトリガレバーが操作されると、選択されている動作モードに従って、ドリルビットに必要な動力が伝達される。
特許第４２８１２７３号公報
打撃工具を用いた作業では、先端工具の動きが瞬時に停止されることが好ましい状況がある。例えば、ハンマモードを選択して対象物を破砕している場合、作業者によるトリガレバーの操作及び操作解除とドリルビットの始動及び停止との間のタイムラグはなるべく少ない方が好ましい。また、複数の動作モードを有するハンマドリルでは、想定外のタイミングで動作モードの切り替えが行われた場合、ドリルビットへの動力伝達が即座に停止されることが好ましい。
本発明の目的は、所定条件に応じて先端工具の動力源であるモータの停止制御が変更される打撃工具を提供することである。
本発明の一形態では、打撃工具は、先端工具に打撃力が伝達される一方、回転力は伝達されない第１動作モードと、前記先端工具に少なくとも回転力が伝達される第２動作モードと、を含む２つ以上の動作モードを有する。この打撃工具は、動力源であるモータと、前記モータを停止させる停止制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、所定条件に応じて２つ以上の前記停止制御のいずれか１つを実行する。
本発明の他の態様では、前記停止制御には、前記モータに対する制動力が大きい停止制御と、前記モータに対する制動力が小さい停止制御と、が含まれる。
本発明の他の態様では、前記制動力が大きい停止制御は、前記モータの回転を積極的に停止させるブレーキ工程を含む積極停止制御であり、前記制動力が小さい停止制御は、前記ブレーキ工程を含まない自然停止制御である。
本発明の他の態様では、前記制御部は、前記第１動作モードが選択されているときには前記制動力が小さい停止制御を実行し、前記第２動作モードが選択されているときには前記制動力が大きい停止制御を実行する。
本発明の他の態様では、前記制御部は、前記モータの回転中に動作モードの切り替えが行われると、前記制動力が大きい停止制御を実行する。
本発明の他の態様では、選択されている動作モードを示すモード検出信号を前記制御部に送信するモード検出部が設けられる。
本発明の他の態様では、前記モータは、複数のコイルを備えるステータと、極性が異なる磁石を備えるロータと、を有するブラシレスモータである。この態様では、前記制御部は、前記複数のコイルへの通電を制御する複数のスイッチング素子を制御する。また、前記制御部は、前記制動力が小さい停止制御においては、前記コイルへの通電が遮断されるように前記スイッチング素子を制御する。また、前記制御部は、前記制動力が大きい停止制御においては、前記コイルを含む閉回路が形成され、前記ロータに回生ブレーキが作用するように前記スイッチング素子を制御する。
本発明によれば、所定条件に応じて先端工具の動力源であるモータの停止制御が変更される打撃工具が実現される。
ハンマドリルの構造を示す断面図である。 ハンマドリルの構造を示す他の断面図である。 ハンマドリルが備える各種回路を示すブロック図である。 ブラシレスモータのオン・オフ制御の一例を示すフロー図である。 ブラシレスモータのオン・オフ制御の他の一例を示すフロー図である。
以下、本発明の打撃工具の第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る打撃工具は、先端工具の一例であるドリルビットを着脱可能なハンマドリルである。本実施形態に係るハンマドリルの用途は特に限定されないが、コンクリート壁や石材などの対象物に穴を開けたり、対象物を破砕したりする作業に適している。また、本実施形態に係るハンマドリルは、ドリルビットに打撃力が伝達される一方、回転力は伝達されない第１動作モードと、ドリルビットに少なくとも回転力が伝達される第２動作モードと、を有する。さらに本実施形態における第２動作モードでは、回転力に加えて打撃力がドリルビットに伝達される。そこで、以下の説明では、第１動作モードを“ハンマモード”と呼び、第２動作モードを“ハンマドリルモード”と呼ぶ。
図１に示されるように、ハンマドリル１は、シリンダハウジング２と、中間ハウジング３と、モータハウジング４と、ハンドル５と、を有し、これらは相互に固定されて一体化している。シリンダハウジング２は全体として円筒形であり、シリンダハウジング２の長手方向一端（後端）とハンドル５との間に、中間ハウジング３及びモータハウジング４が配置されている。中間ハウジング３とモータハウジング４は上下に重なっており、ハンドル５の一端（下端）がモータハウジング４に連結され、ハンドル５の他端（上端）が中間ハウジング３に連結されている。尚、ハンドル５と中間ハウジング３及びモータハウジング４とは防振機構を介してそれぞれ連結されている。
シリンダハウジング２の内部には、円筒形のシリンダ１０及びリテーナスリーブ１１が収容されている。シリンダ１０及びリテーナスリーブ１１は同心であり、リテーナスリーブ１１の一部はシリンダハウジング２の先端から突出している。シリンダ１０及びリテーナスリーブ１１は相対回転不能に係合しており、シリンダ１０に回転力が伝達されると、シリンダ１０及びリテーナスリーブ１１が中心軸を回転軸として一体回転する。また、不図示のドリルビットの一部がリテーナスリーブ１１に挿入される。リテーナスリーブ１１に挿入されたドリルビットは、リテーナスリーブ１１に対して、回転方向には移動不能、かつ、軸方向には所定範囲で移動可能に係合する。よって、シリンダ１０及びリテーナスリーブ１１が回転すると、ドリルビットに回転力が伝達され、ドリルビットが回転する。また、ドリルビットに打撃力が伝達されると、ドリルビットは軸方向に所定範囲で往復動する。シリンダ１０，リテーナスリーブ１１及びドリルビットの動きの詳細については後述する。
シリンダ１０内にはピストン２０及び打撃子２１が往復動可能に収容されている。また、シリンダ１０とリテーナスリーブ１１とに跨って中間子２２が往復動可能に収容されている。これらピストン２０，打撃子２１及び中間子２２は、シリンダ１０の後方から前方に向かってこの順で一列に並んでいる。さらに、シリンダ１０内であってピストン２０と打撃子２１との間には空気室２３が設けられている。
モータハウジング４内には、動力源であるモータ３０が収容されている。モータ３０は、インナーロータ型のブラシレスモータであって、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、ロータ３２の内側に配置された出力軸３３と、を有する。出力軸３３はロータ３２に固定されており、ロータ３２を貫通して上下に伸びている。出力軸３３の中心軸とシリンダ１０及びリテーナスリーブ１１の中心軸とは直交している。
ロータ３２から突出している出力軸３３の上部は、モータハウジング４と中間ハウジング３との間の隔壁を貫通して中間ハウジング３の内側に進入している。中間ハウジング３内に突出している出力軸３３の上端にはピニオンギヤ３４が設けられている。中間ハウジング３内であって、出力軸３３の近傍には、第１駆動軸４０が回転自在に配置され、第１駆動軸４０の近傍には第２駆動軸５０が回転自在に配置されている。これら出力軸３３，第１駆動軸４０及び第２駆動軸５０は互いに平行である。
第１駆動軸４０の下部にはピニオンギヤ３４と噛合う第１ギヤ４１が設けられており、第１駆動軸４０の上部には偏心ピン４２が設けられており、この偏心ピン４２がコンロッド４３を介してピストン２０に連結されている。
第２駆動軸５０の下部には第１ギヤ４１と噛合う第２ギヤ５１が設けられており、第２駆動軸５０の上部にはベベルギヤ５２が設けられており、このベベルギヤ５２がシリンダの周囲に配置されているリングギヤ５３と噛合っている。リングギヤ５３は滑り軸受（メタル）を介してシリンダ１０の外周面に装着されており、シリンダ１０に対して自由に回転する。
シリンダ１０の外周面には、リングギヤ５３に加えてスリーブ５４が設けられている。スリーブ５４は、シリンダ１０と一体回転し、かつ、単独でシリンダ１０の軸方向に往復スライドする。スリーブ５４はスプリングによってリングギヤ５３に近接する方向に常に付勢されている。
中間ハウジング３の上面にはモード切替ダイヤル６０が設けられている。モード切替ダイヤル６０の回転操作によってハンマモードとハンマドリルモードとが切り替えられる。換言すれば、モード切替ダイヤル６０の回転操作によって、ドリルビットに打撃力のみが伝達される動力伝達経路と、ドリルビットに打撃力及び回転力が伝達される動力伝達経路と、が選択的に形成される。動力伝達経路の詳細については後述する。
図１に示されているモード切替ダイヤル６０を第１方向に１８０度回転させると、図２に示されるように、操作アーム６１がシリンダ１０の軸方向前方に移動する。すると、前進する操作アーム６１によってスリーブ５４が押され、スリーブ５４がスプリングの付勢に抗して前方にスライドする。この結果、リングギヤ５３とスリーブ５４との係合が解除される。このようにしてリングギヤ５３とスリーブ５４との係合が解除されると、シリンダ１０への回転力の伝達が遮断される。　
一方、図２に示されているモード切替ダイヤル６０を第２方向に１８０度回転させると、図１に示されるように操作アーム６１が後退する。すると、操作アーム６１とスリーブ５４との接触が解除され、スリーブ５４がスプリングの付勢によって後方にスライドする。この結果、リングギヤ５３とスリーブ５４とが係合する。このようにしてリングギヤ５３とスリーブ５４とが係合すると、シリンダ１０に回転力が伝達される。
図１，図２に示されるように、ハンドル５には作業者によって操作される第１操作部としてのトリガレバー７０と、作業者によって操作される第２操作部としてのオンロックボタン８０とが設けられている。また、ハンドル５の内部には、トリガレバー７０の操作に基づいてオン・オフされるメインスイッチ７１が設けられている。オンロックボタン８０には所定条件に従って点灯及び消灯する点灯部（本実施形態ではＬＥＤ）が内蔵されている。さらに、ハンドル５には、回転数設定ボタンや複数のＬＥＤを含む操作パネル９０も設けられている。操作パネル９０上の回転数設定ボタンが押されると、その回数に応じてブラシレスモータ３０の目標回転数が段階的に切り替わる。また、設定された目標回転数に応じて点灯するＬＥＤの数が変化し、設定された目標回転数が報知される。
次に、ハンマドリル１における動力伝達経路について説明する。図１，図２に示されるブラシレスモータ３０が作動すると、出力軸３３の回転がピニオンギヤ３４及び第１ギヤ４１を介して第１駆動軸４０に伝達され、第１駆動軸４０が回転する。また、出力軸３３の回転がピニオンギヤ３４，第１ギヤ４１及び第２ギヤ５１を介して第２駆動軸５０に伝達され、第２駆動軸５０が回転する。
第１駆動軸４０が回転すると、第１駆動軸４０の上端に設けられている偏心ピン４２が第１駆動軸４０の中心軸を回転軸として回転する。すなわち、第１駆動軸４０の中心軸の周囲を偏心ピン４２が旋回する。この結果、コンロッド４３を介して偏心ピン４２と連結されているピストン２０がシリンダ１０内で往復動する。ピストン２０が打撃子２１から離反する方向に移動すると、つまりピストン２０が後退すると、空気室２３内の圧力が低下し、打撃子２１が後退する。一方、ピストン２０が打撃子２１に近接する方向に移動すると、つまりピストン２０が前進すると、空気室２３内の圧力が上昇し、打撃子２１が前進する。打撃子２１が前進すると、該打撃子２１によって中間子２２が打撃され、中間子２２によってドリルビット（不図示）が打撃される。このようにしてドリルビットに断続的に打撃力が伝達される。
第２駆動軸５０が回転すると、第２駆動軸５０の上端に設けられているベベルギヤ５２が回転し、ベベルギヤ５２と噛合っているリングギヤ５３が回転する。このとき、モード切替ダイヤル６０の回転操作によってハンマモードが選択されていると、すなわち、図２に示されるように、リングギヤ５３とスリーブ５４との係合が解除されていると、リングギヤ５３の回転はシリンダ１０に伝達されず、リングギヤ５３はシリンダ１０上で空転する。よって、ドリルビットに回転力は伝達されず、打撃力のみが伝達される。
一方、モード切替ダイヤル６０の回転操作によってハンマドリルモードが選択されていると、すなわち、図１に示されるように、リングギヤ５３とスリーブ５４とが係合していると、リングギヤ５３の回転がスリーブ５４を介してシリンダ１０に伝達され、シリンダ１０及びリテーナスリーブ１１が一体回転する。よって、リテーナスリーブ１１に保持されているドリルビットには、断続的に打撃力が伝達され、かつ、連続的に回転力が伝達される。
次に、本実施形態に係るハンマドリル１が備える各種回路やブラシレスモータ３０の回路構成などについて図３を参照しながら説明する。図１，図２に示されるように、ブラシレスモータ３０とハンドル５との間に制御基板１００が設けられている。図３に示されるように、上記ブラシレスモータ３０，メインスイッチ７１，オンロックボタン８０，操作パネル９０等は制御基板１００と電気的に接続されている。また、制御基板１００には、後述するスイッチング回路１０２，整流回路１０３，力率改善回路１０４，コントローラ１０６等を含むモータ制御ユニット１０５が搭載されている。
図３に示されるように、ブラシレスモータ３０（図１，図２）のステータ３１は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相に対応するコイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１を備えている。一方、ブラシレスモータ３０のロータ３２（図１，図２）には、極性が異なる２種類の永久磁石が４つ設けられている。これら４つの永久磁石は、ロータ３２の回転方向に沿って等間隔で配置されている。図３に示されるように、ロータ３２の近傍には３つの磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が配置されている。これら磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、ロータ３２の回転に伴う磁力変化を検出して電気信号をロータ位置検出回路１０１に出力する。本実施形態における磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３にはホール素子が用いられている。
図３に示されるスイッチング回路１０２は、ステータ３１のコイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１への通電を制御する。スイッチング回路１０２の手前には、交流電流を直流電流に変換する整流回路１０３と、整流回路１０３から出力される直流電流の電圧を昇圧してスイッチング回路１０２に供給する力率改善回路１０４と、が配置されている。整流回路１０３は、４つのダイオード素子が互いに接続されたブリッジ回路である。力率改善回路１０４は、電界効果トランジスタと、電界効果トランジスタに対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号を出力する集積回路と、コンデンサと、を有し、スイッチング回路１０２において発生する高周波電流を制限値以下に抑制する。
スイッチング回路１０２は、３相フルブリッジインバータ回路であり、並列接続された２つのスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２と、並列接続された２つのスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４と、並列接続された２つのスイッチング素子Ｔｒ５，Ｔｒ６と、を有する。それぞれのスイッチング素子は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２はコイルＵ１に接続され、コイルＵ１に供給される電流を制御する。スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４はコイルＶ１に接続され、コイルＶ１に供給される電流を制御する。スイッチング素子Ｔｒ５，Ｔｒ６はコイルＷ１に接続され、コイルＷ１に供給される電流を制御する。
スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５は、力率改善回路１０４の正極側出力端子に接続されており、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は、力率改善回路１０４の負極側出力端子に接続されている。すなわち、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５はハイサイド側であり、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６はローサイド側である。
尚、本実施形態では、コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１がスター結線されている。しかし、コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１の結線方式はスター結線に限られず、例えば、デルタ結線であってもよい。
図３に示されているモータ制御ユニット１０５は、制御部としてのコントローラ１０６と、制御信号出力回路１０７と、ロータ位置検出回路１０１と、モータ回転数検出回路１０８と、を含んでいる。コントローラ１０６は、ブラシレスモータ３０を制御するための信号を演算し、出力する。コントローラ１０６から出力される制御信号は、制御信号出力回路１０７を経てスイッチング回路１０２に入力される。ロータ位置検出回路１０１は、磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３から出力される電気信号に基づいてロータ３２（図１，図２）の回転位置を検出し、ロータ３２の回転位置を示す信号を出力する。ロータ位置検出回路１０１から出力される位置検出信号は、コントローラ１０６及びモータ回転数検出回路１０８に入力される。モータ回転数検出回路１０８は、ロータ３２の回転数つまりモータ回転数を検出し、モータ回転数を示す信号を出力する。モータ回転数検出回路１０８から出力される回転数検出信号は、コントローラ１０６に入力される。コントローラ１０６は、モータ回転数が目標回転数に維持されるように、回転数検出信号に基づくフィードバック制御を実行する。
図３に示されるコントローラ１０６には、図１，図２に示されるトリガレバー７０の操作に伴ってメインスイッチ７１から出力されるオン信号及びオフ信号が入力される。図１，図２に示されるトリガレバー７０が作業者によって操作されると、その操作に応じてメインスイッチ７１からオン信号又はオフ信号が出力される。具体的には、トリガレバー７０が引かれるとメインスイッチ７１からオン信号が出力され、トリガレバー７０の引きが解除されるとメインスイッチ７１からオフ信号が出力され、又はオン信号の出力が停止される。コントローラ１０６は、メインスイッチ７１から出力されたオン信号を受信すると、メインスイッチ７１がオンされたと判断する。一方、コントローラ１０６は、メインスイッチ７１から出力されたオフ信号を受信するか、又はオン信号の受信が途絶えると、メインスイッチ７１がオフされたと判断する。
図３に示されるコントローラ１０６には、図１，図２に示されるオンロックボタン８０から出力されるオンロック信号が入力される。本実施形態におけるオンロックボタン８０は、操作される度に信号を出力（送信）するタクタイルスイッチである。よって、図３に示されるコントローラ１０６には、オンロックボタン８０が操作される度にオンロック信号が入力される。言い換えれば、コントローラ１０６は、オンロックボタン８０が押される度にオンロック信号を受信する。
再び図１，図２を参照する。中間ハウジング３には、モード検出部としてのセンサ６２が設けられている。このセンサ６２は、モード切替ダイヤル６０が所定位置に回転操作されると電気信号（モード検出信号）を出力（送信）する。センサ６２から出力されたモード検出信号は、図３に示されるコントローラ１０６に入力される。図１，図２に示されるモード切替ダイヤル６０には永久磁石６０ａが内蔵されている。モード切替ダイヤル６０が図２に示される位置に回転操作されると、つまりハンマモードが選択されると、モード切替ダイヤル６０に内蔵されている永久磁石６０ａがセンサ６２の近傍（本実施形態では、センサ６２の真上）に位置する。すると、永久磁石６０ａの磁力がセンサ６２によって検出され、センサ６２からモード検出信号が出力される。一方、モード切替ダイヤル６０が図１に示される位置に回転操作されると、つまりハンマドリルモードが選択されると、モード切替ダイヤル６０に内蔵されている永久磁石６０ａがセンサ６２から離反する。すると、永久磁石６０ａの磁力がセンサ６２によって検出されなくなり、センサ６２からのモード検出信号の出力が途絶える。よって、図３に示されるコントローラ１０６は、モード検出信号の入力の有無によって、選択されている動作モードがハンマモードであるか否かを判別することができる。
（第１の制御フロー）　次に、図３に示されるコントローラ１０６によって実行されるブラシレスモータ３０の制御（オン・オフ制御）の一例について主に図３，図４を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、ブラシレスモータ３０を“モータ３０”と略称する。
電源ケーブルが電源に接続されると、コントローラ１０６による制御が開始される。コントローラ１０６は、まず選択されている動作モードがハンマモードであるか否かを判別する（Ｓ１）。動作モードがハンマモードである場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、メインスイッチ７１がオンされているか否かを判別する（Ｓ２）。すなわち、トリガレバー７０（図１，図２）が引かれているか否かを判別する。メインスイッチ７１がオンされている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、モータ３０をオンする（Ｓ３）。以後、コントローラ１０６はステップＳ１～Ｓ３を繰り返し、モータ３０の作動状態を維持する。但し、ステップＳ１～Ｓ３を繰り返している間にメインスイッチ７１がオフされると（Ｓ２：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、自然停止制御を実行する。具体的には、コントローラ１０６はモータ３０をオフする（Ｓ４）。より具体的には、コントローラ１０６は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６をオフさせ、ステータ３１が備えるコイルＶ１，Ｕ１，Ｗ１への通電を遮断する。
以上のように、選択されている動作モードがハンマモードである場合、図１，図２に示されるトリガレバー７０の操作によってモータ３０が起動される。また、トリガレバー７０の操作に基づいてモータ３０のオン・オフが制御される。さらには、トリガレバー７０の操作が解除されると、ブレーキ工程を含まない自然停止制御によってモータ３０が停止される。よって、トリガレバー７０の操作が解除された直後にトリガレバー７０が再び操作された場合であっても、モータ３０の回転数がスムーズに立ち上がる。
一方、選択されている動作モードがハンマドリルモードである場合（Ｓ１：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、メインスイッチ７１がオンされているか否かを判別する（Ｓ５）。すなわち、トリガレバー７０（図１，図２）が引かれているか否かを判別する。メインスイッチ７１がオンされている場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、モータ３０をオンする（Ｓ６）。以後、コントローラ１０６はステップＳ１，Ｓ５，Ｓ６を繰り返し、モータ３０の作動状態を維持する。但し、ステップＳ１，Ｓ５，Ｓ６を繰り返している間にメインスイッチ７１がオフされると（Ｓ５：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、積極停止制御を実行する。具体的には、コントローラ１０６は、モータ３０をオフし、さらにモータ３０にブレーキを掛ける（Ｓ７）。より具体的には、コントローラ１０６は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６を選択的にオン・オフさせ、ステータ３１が備えるコイルＶ１，Ｕ１，Ｗ１の少なくとも１つを含む閉回路を形成する。これにより、ロータ３２（図１，図２）が回転すると、該ロータ３２に回生ブレーキが作用する。このように、積極停止制御には、モータ３０（ロータ３２）の回転を積極的に停止させるブレーキ工程が含まれる。
以上のように、選択されている動作モードがハンマドリルモードである場合、図１，図２に示されるトリガレバー７０の操作によってモータ３０が起動される。また、トリガレバー７０の操作に基づいてモータ３０のオン・オフが制御される。さらには、トリガレバー７０の操作が解除されると、ブレーキ工程を含む積極停止制御によってモータ３０が停止される。よって、トリガレバー７０の操作が解除された後にモータ３０が慣性で回り続けることがないか、慣性で回り続ける時間が極めて短時間に抑制される。尚、ハンマモードの際にトリガレバー（図１，図２）の操作が解除されると、ブレーキ工程を含まない自然停止制御によってモータ３０が停止されることは既述のとおりである。すなわち、コントローラ１０６によって実行される停止制御には、モータ３０に対する制動力が異なる少なくとも２つの停止制御（積極停止制御，自然停止制御）が含まれ、コントローラ１０６は、所定条件に応じて、これら２つの停止制御のいずれか一方を実行する。
（第２の制御フロー）　次に、図３に示されるコントローラ１０６によって実行されるブラシレスモータ３０の制御（オン・オフ制御）の他の一例について主に図３，図５を参照しながら説明する。
電源ケーブルが電源に接続されると、コントローラ１０６による制御が開始される。コントローラ１０６は、まず選択されている動作モードがハンマモードであるか否かを判別する（Ｓ１）。動作モードがハンマモードではない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、メインスイッチ７１がオンされているか否かを判別する（Ｓ２）。すなわち、トリガレバー７０（図１，図２）が引かれているか否かを判別する。メインスイッチ７１がオンされている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、モータ３０をオンする（Ｓ３）。以後、コントローラ１０６はステップＳ１～Ｓ３を繰り返し、モータ３０の作動状態を維持する。但し、ステップＳ１～Ｓ３を繰り返している間にメインスイッチ７１がオフされると（Ｓ２：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、積極停止制御を実行する。
以上のように、選択されている動作モードがハンマドリルモードである場合、図１，図２に示されるトリガレバー７０の操作によってモータ３０が起動される。また、トリガレバー７０の操作に基づいてモータ３０のオン・オフが制御される。さらには、トリガレバー７０の操作が解除されると、ブレーキ工程を含む積極停止制御によってモータ３０が停止される。よって、トリガレバー７０の操作が解除された後にモータ３０が慣性で回り続けることがないか、慣性で回り続ける時間が極めて短時間に抑制される。
一方、選択されている動作モードがハンマモードである場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、オンロック信号の受信の有無を判別する（Ｓ５）。すなわち、オンロックボタン８０（図１，図２）が押されたか否かを判別する。オンロック信号を受信すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、オンロックボタン８０に内蔵されているＬＥＤを点灯させ（Ｓ６）、モータ３０をオンする（Ｓ７）。
次に、コントローラ１０６は、メインスイッチ７１がオンされているか否かを判別する（Ｓ８）。すなわち、トリガレバー７０（図１，図２）が引かれているか否かを判別する。メインスイッチ７１がオンされていない場合（Ｓ８：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、オンロック信号の受信の有無を判別する（Ｓ９）。オンロック信号を受信しない場合（Ｓ９：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、モード検出信号の受信の有無を判別する（Ｓ１０）。すなわち、モード切替ダイヤル６０（図１，図２）の操作の有無を判別する。モード検出信号を受信しており、モード切替が行われていないと判断すると（Ｓ１０：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、ステップＳ８に戻る。以後、コントローラ１０６は、ステップＳ８～Ｓ１０を繰り返し、モータ３０を作動状態に維持する。換言すれば、コントローラ１０６は、トリガレバー７０（図１，図２）が操作されていなくともモータ３０を作動状態に維持するオンロック制御を実行する。
但し、オンロック制御の実行中に（ステップＳ８～Ｓ１０を繰り返している間に）モード検出信号を受信しなくなり、モード切替が行われたと判断すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、オンロックボタン８０に内蔵されているＬＥＤを消灯させ（Ｓ１１）、積極停止制御を実行する（Ｓ１２）。すなわち、オンロック制御の実行中に動作モードの切り替えが行われると、ブレーキ工程を含む積極停止制御によってモータ３０が停止される。
また、オンロック制御の実行中に（ステップＳ８～Ｓ１０を繰り返している間に）メインスイッチ７１がオンされるか（Ｓ８：Ｙｅｓ）、又はオンロック信号を受信すると（Ｓ９：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、オンロックボタン８０に内蔵されているＬＥＤを消灯させ（Ｓ１３）、自然停止制御を実行する。すなわち、オンロック制御の実行中にトリガレバー７０（図１，図２）が引かれ、又はオンロックボタン８０（図１，図２）が押されると、ブレーキ工程を含まない自然停止制御によってモータ３０が停止される。尚、オンロック制御の実行中に動作モードの切り替えが行われると、ブレーキ工程を含む積極停止制御によってモータ３０が停止されることは既述のとおりである。すなわち、コントローラ１０６によって実行される停止制御には、モータ３０に対する制動力が異なる少なくとも２つの停止制御（積極停止制御，自然停止制御）が含まれ、コントローラ１０６は、所定条件に応じて、これら２つの停止制御のいずれか一方を実行する。
以上のように、ハンマモード選択時には、オンロックボタン８０の一回の操作によってモータ３０を起動させ、かつ、オンロック制御を実行させることができる。換言すれば、オンロック制御は、ハンマモード選択時にのみ実行され得る。また、オンロックボタン８０（図１，図２）に内蔵されているＬＥＤの点灯により、オンロック制御が実行されていることが報知される。さらに、オンロック制御の実行中に動作モードの切り替えが行われると、ブレーキ工程を含む積極停止制御が実行される。よって、突然の回転力伝達による反動の発生が回避される。一方、オンロック制御の実行中にトリガレバー７０又はオンロックボタン８０（図１，図２）が操作されると、ブレーキ工程を含まない自然停止制御が実行される。換言すれば、トリガレバー７０又はオンロックボタン８０の操作によってオンロック制御の実行を中止させ、モータ３０を停止させることができる。よって、トリガレバー７０やオンロックボタン８０の操作が解除された直後にこれらが再び操作された場合であっても、モータ３０の回転数がスムーズに立ち上がる。
ステップＳ５においてオンロック信号を受信しない場合（Ｓ５：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、メインスイッチ７１がオンされているか否かを判別する（Ｓ１５）。すなわち、トリガレバー７０（図１，図２）が引かれているか否かを判別する。メインスイッチ７１がオンされている場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、モータ３０をオンする（Ｓ１６）。モータ３０をオンさせたコントローラ１０６は、メインスイッチ７１がオンされているか否かを判別し（Ｓ１７）、メインスイッチ７１がオンされていない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、自然停止制御によってモータ３０を停止させる（Ｓ１８）。一方、メインスイッチ７１がオンされている場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、モード検出信号の受信の有無を判別する（Ｓ１９）。すなわち、モード切替ダイヤル６０（図１，図２）の操作の有無を判別する。モード検出信号を受信しており、モード切替が行われていないと判断すると（Ｓ１９：Ｎｏ）、コントローラ１０６は、ステップＳ１７に戻る。以後、コントローラ１０６は、ステップＳ１７，Ｓ１９を繰り返し、モータ３０を作動状態に維持する。但し、ステップＳ１７，Ｓ１９を繰り返している間にモード検出信号を受信しなくなり、モード切替が行われたと判断すると（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、コントローラ１０６は、積極停止制御によってモータ３０を停止させる（Ｓ２０）。
以上のように、ハンマモード選択時には、図１，図２に示されるトリガレバー７０の操作によってもモータ３０を起動させることができ、かつ、トリガレバー７０の操作に基づいてモータ３０をオン・オフさせることができる。この際、モータ３０の回転中にトリガレバー７０の操作が解除されるとブレーキ工程を含まない自然停止制御が実行され、動作モードの切り替えが行われるとブレーキ工程を含む積極停止制御が実行される。前者の場合、トリガレバー７０の操作が解除された直後にトリガレバー７０が再び操作された場合であっても、モータ３０の回転数がスムーズに立ち上がる。後者の場合、モード切替に伴う突然の回転力伝達による反動の発生が回避される。
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、本発明は、レシプロ型変換機構によってモータの回転運動がピストンの往復運動に変換される打撃工具にも適用可能である。また、本発明における第１動作モードには、先端工具に打撃力のみが伝達される動作モードが含まれ、第２動作モードには、先端工具に回転力が伝達される動作モードが含まれる。前記実施の形態に係るハンマドリルは、ハンマモードとハンマドリルモードの動作モードを有する打撃工具であったが、ハンマモードとドリルモードの動作モードを有する打撃工具、ハンマモードとドリルモードとハンマドリルモードの３つの動作モードを有する打撃工具も本発明の打撃工具に含まれる。
尚、モータの回転を積極的に停止させるブレーキ工程を含まない自然停止制御は、積極停止制御よりも制動力が小さい停止制御の一例である。換言すれば、自然停止制御と積極停止制御とは、互いに制動力が異なる２つの停止制御の一例である。
本発明には、制動力が相対的に小さい積極停止制御と、制動力が相対的に大きな積極停止制御とが所定条件に応じて選択的に実行される実施形態が含まれ、例えばコントローラがスイッチング素子のオン・オフを制御することで、コイルの閉回路数や閉回路の形成時間を制御し、動作モードに応じて制動力を変更する実施形態が含まれる。また、本発明には、積極停止制御における制動力が一定である実施形態のみでなく、制動力が変化する実施形態も含まれる。
１…ハンマドリル、２…シリンダハウジング、３…中間ハウジング、４…モータハウジング、５…ハンドル、１０…シリンダ、２０…ピストン、３０…ブラシレスモータ（モータ）、６０…モード切替ダイヤル、６２…センサ、７０…トリガレバー、７１…メインスイッチ、８０…オンロックボタン

Claims (7)

  1. 先端工具に打撃力が伝達される一方、回転力は伝達されない第１動作モードと、前記先端工具に少なくとも回転力が伝達される第２動作モードと、を含む２つ以上の動作モードを有する打撃工具であって、動力源であるモータと、前記モータを停止させる停止制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、所定条件に応じて２つ以上の前記停止制御のいずれか１つを実行する、打撃工具。
  2. 前記停止制御には、前記モータに対する制動力が大きい停止制御と、前記モータに対する制動力が小さい停止制御と、が含まれる、請求項１に記載の打撃工具。
  3. 前記制動力が大きい停止制御は、前記モータの回転を積極的に停止させるブレーキ工程を含む積極停止制御であり、前記制動力が小さい停止制御は、前記ブレーキ工程を含まない自然停止制御である、請求項２に記載の打撃工具。
  4. 前記制御部は、前記第１動作モードが選択されているときには前記制動力が小さい停止制御を実行し、前記第２動作モードが選択されているときには前記制動力が大きい停止制御を実行する、請求項２又は３に記載の打撃工具。
  5. 前記制御部は、前記モータの回転中に動作モードの切り替えが行われると、前記制動力が大きい停止制御を実行する、請求項２～４のいずれか１項に記載の打撃工具。
  6. 選択されている動作モードを示すモード検出信号を前記制御部に送信するモード検出部を有する、請求項４又は５に記載の打撃工具。
  7. 前記モータは、複数のコイルを備えるステータと、極性が異なる磁石を備えるロータと、を有するブラシレスモータであり、前記制御部は、前記複数のコイルへの通電を制御する複数のスイッチング素子を制御し、前記制御部は、前記制動力が小さい停止制御においては、前記コイルへの通電が遮断されるように前記スイッチング素子を制御し、前記制御部は、前記制動力が大きい停止制御においては、前記コイルを含む閉回路が形成され、前記ロータに回生ブレーキが作用するように前記スイッチング素子を制御する、請求項２～６のいずれか１項に記載の打撃工具。
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