JP2004255542A

JP2004255542A - 打撃工具

Info

Publication number: JP2004255542A
Application number: JP2003051354A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Suzuki; 均鈴木
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】エネルギーのロスなく低コストで打撃不良の発生を防止する。
【解決手段】Ｓ１でスイッチをＯＮすると、Ｓ２で位相制御回路はモータを中速で回転制御し、Ｓ３で打撃の有無（負荷状態か否か）を判別、すなわち、打撃検出回路で得られた検出信号と基準電圧回路での基準信号とを比較する。ここで打撃が確認されると（負荷状態）、位相制御回路はＳ４でモータを全速で回転制御する。一方、比較の結果、打撃が確認されないと（無負荷状態）、Ｓ２へ戻ってモータは中速回転が維持される。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、電動ハンマやハンマードリル等、モータ駆動で往復動する打撃子によってハウジング先端のビットに打撃を与える打撃工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電動ハンマでは、ハウジングに内設したシリンダ内に、モータ駆動で往復動するピストンと、そのピストンの前方で空気室を介して前後移動可能な打撃子とを収容し、ピストンの往復動に従って打撃子が連動し、ハウジングの先端に挿着されたビットを直接、或いはビットと打撃子との間に配置された中間子を介して間接的に打撃する。この打撃状態は、ビットを地面等に押し当ててハウジング内に押し込んだ状態（負荷状態）でのみ発生し、ビットを押し当てない非打撃時（無負荷状態）では、ビットがハウジングの前端に移動して、ピストンが往復動しても打撃されないようになっている。
【０００３】
しかし、この非打撃時には、打撃時の負荷による回転数の低下を考慮して、モータの回転数を打撃時よりも３０％〜４０％程度高くなるように設定しているため、非打撃時にピストンの往復動が速くなると、空気室が逆にクッションとなって打撃子が追従できなくなる。よって、この状態からビットを押し込んで打撃を開始させようとしても、打撃子がビットを打撃しない。そこで、このような打撃不良状態の解消のために、例えば特許文献１に開示の如く、モータの回転数を検出し、設定した回転数との差に基づいて位相制御回路でモータの回転数を制御して、無負荷時の回転数と実負荷時の回転数とを略一致させるようにする対策が考えられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−１６４７８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記対策では、常にモータの定回転制御がなされるため、無負荷時には本来不要な高回転で定回転制御を行うことでエネルギーロスが生じる上、消費電力が多くなってコストアップにも繋がる。
【０００６】
そこで、請求項１に記載の発明は、合理的なモータの回転数制御を行うことで、エネルギーロスなく低コストで打撃不良の発生が防止可能となる打撃工具を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、打撃状態を検知する打撃検出手段と、モータの回転数を制御する回転数制御手段とを設けて、回転数制御手段は、非打撃時では打撃子がピストンに追従できる低い回転数に制御する一方、打撃時では非打撃時よりも高い回転数に制御することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、ハンマ作業の能率を確保する好適な回転数制御を行うために、回転数制御手段は、打撃時で全速となるようにモータの回転数を制御するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の目的に加えて、打撃検出手段をハウジング内へ容易に設置可能とするために、打撃検出手段を、打撃により発生する音または振動を検知するセンサとしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、打撃工具の一例である電動ハンマの縦断面図である。電動ハンマ１は、ハウジング２の後方（図の右側）に、整流子モータ（以下単に「モータ」という）３を上向きに収容し、そのモータ３の上方に、モータ３の出力軸４の回転をピストン９の往復動に変換するクランク機構５を収容している。このクランク機構５は、ハウジング２内で出力軸４と平行に軸支されて出力軸４と噛合するクランクシャフト６と、そのクランクシャフト６の上面に突設した偏心ピン７とピストン９とを連結するコネクティングロッド８とからなり、ピストン９は、ハウジング２に前後方向へ内設されたシリンダ１０内で往復動する。また、シリンダ１０内でピストン９の前方には、空気室１１を介して打撃子１２が収容されて、ピストン９と連動して往復動可能となっている。
【０００９】
また、ハウジング２内でシリンダ１０の前方には、ビット１３を挿着可能なツールホルダ１４が、シリンダ１０と同軸で配置されており、ツールホルダ１４内でビット１３の後方に、図１に示す後退位置でのみ打撃子１２が打撃可能な中間子１５が、前後移動可能に収容されている。この中間子１５は、ビット１３をツールホルダ１４内に押し込んだ際にのみ後退位置に保持される。
一方、ハウジング２の後方には、モータ３の駆動回路を開閉するスイッチ１６が、ハウジング２の外部から操作可能に設けられている。
【００１０】
よって、スイッチ１６をＯＮしてモータ３が駆動すると、出力軸４がクランクシャフト６を回転させ、コネクティングロッド８を介してピストン９を往復動させ、空気室１１を介して打撃子１２を連動させる。ツールホルダ１４内にビット１３を挿着して地面等に押し込むと、その後端が中間子１５を後退させるため、打撃子１２は中間子１５を打撃して間接的にビット１３へ打撃を与える（負荷状態）。一方、ビット１３をツールホルダ１４内に押し込まない状態、或いはビット１３を挿着しない状態では、ピストン９が往復動すると打撃子１２は連動するが、中間子１５はツールホルダ１４の前方へ移動するため、打撃子１２は当接せず、打撃は生じない（無負荷状態）。
【００１１】
一方、ハウジング２の後方でモータ３の近傍には、打撃状態（負荷状態）を検出し、その検出結果に基づいてモータ３の回転数を制御する回転数制御手段としての制御基板１７が設けられている。図２に示すように、この制御基板１７は、打撃音を検出する音センサを備えて検出信号を出力する打撃検出手段としての打撃検出回路１８と、その検出信号の電圧波形を整形して出力する波形整形回路１９と、打撃検出の基準信号を出力する基準電圧回路２０と、波形整形回路１９と基準電圧回路２０からの両信号を比較する比較器２１と、その比較器２１での比較結果に基づいて、モータ３の駆動回路内に設けられたトライアック２３を制御してモータ３への印加電圧を調整する位相制御回路２２とからなる。なお、２４は商用電源である。
【００１２】
以上の如く構成された電動ハンマ１においては、制御基板１７でのモータ３の回転数制御は図３のように実行される。まず、Ｓ１でスイッチ１６をＯＮすると、Ｓ２で位相制御回路２２はモータ３を中速で回転制御し、Ｓ３で打撃の有無（負荷状態か否か）を判別する。すなわち、打撃検出回路１８で得られて整形した検出信号と基準電圧回路２０での基準信号とを比較するもので、ここで打撃が確認されると（負荷状態）、位相制御回路２２はＳ４でモータ３を全速で回転制御する。一方、比較の結果、打撃が確認されないと（無負荷状態）、Ｓ２へ戻ってモータ３は中速回転が維持される。
なお、打撃時では位相制御回路２２がモータ３を全速制御しても、負荷によって実際の回転数（実回転数）は３０％〜４０％は低下するので、非打撃時と打撃時とでは略同じ回転数（中速）を維持することになる。つまりここでは、非打撃時での中速が打撃時で低下しないようにモータ３を全速制御する格好となっている。
【００１３】
このように上記形態の電動ハンマ１によれば、打撃状態を検知する打撃検出回路１８を備えた制御基板１７を設けて、制御基板１７では、非打撃時では打撃子１２がピストン９に追従できる中速の回転数に、打撃時では全速の回転数に夫々制御するようにしたことで、非打撃時から打撃時に移行してもスムーズに打撃が開始され、打撃不良が生じない。また、打撃時以外は中速となるため、モータ３の回転による振動や騒音が軽減されると共に、無駄なエネルギーを消費しないので、コストの低減にも繋がる。一方、打撃時では、モータ３を全速制御して実回転数では中速を維持するので、ハンマ作業に影響を与えることがない。
【００１４】
また、制御基板１７は、打撃時で全速となるようにモータ３の回転数を制御するから、ハンマ作業の能率を確保する好適な回転数制御が可能となっている。
さらに、打撃検出手段として音センサを用いた打撃検出回路１７としているから、ハウジング２内の設置箇所に制約を受けることなく容易に取り付けられる。よって、設置のためのハウジング２の設計変更を必要とせずコンパクト化を維持できる。
【００１５】
なお、打撃検出手段は、音センサ以外に、打撃に伴う振動を検知する振動センサも使用できる他、ビットや中間子の後退位置を検出する光電センサや近接センサ、リミットスイッチ等の他の検知手段も考えられる。
また、上記形態では、打撃時での回転数を全速としているが、ハンマ作業に支障がなく、且つ非打撃時での回転数より高い回転数であれば、全速以下であっても良い。よって、打撃時の実回転数と非打撃時の回転数とが必ずしも一致する必要はない。
【００１６】
一方、上記形態では、打撃子とビットとの間に中間子を介在させた電動ハンマで説明しているが、中間子がなく、打撃子が直接ビットを打撃する打撃工具であっても本発明を同様に適用できる。また、本発明は、電動ハンマ以外に、ビットを回転させるドリルモードや、回転と打撃とを併せて行うハンマードリルモードに切替可能なハンマードリル等、ピストンと連動する打撃子によって打撃を与える打撃工具であれば適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、非打撃時では、ピストンの往復動に打撃子が追従でき、打撃時に移行してもスムーズに打撃が開始され、打撃不良が生じない。また、打撃時以外は回転数が低下するため、モータの回転による振動や騒音が軽減されると共に、無駄なエネルギーを消費しないので、コストの低減にも繋がる。一方、打撃時では、モータの回転数を高くして実回転数での低下を防止するので、ハンマ作業に影響を与えることがない。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、回転数制御手段は、打撃時で全速となるようにモータの回転数を制御することで、ハンマ作業の能率を確保する好適な回転数制御が可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の効果に加えて、打撃検出手段を、打撃により発生する音または振動を検知するセンサとしたことで、打撃検出手段を設置箇所に制約を受けることなくハウジング内へ容易に設置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動ハンマの縦断面図である。
【図２】制御基板における回路ブロック図である。
【図３】回転数制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・電動ハンマ、２・・ハウジング、３・・整流子モータ、５・・クランク機構、９・・ピストン、１２・・打撃子、１５・・中間子、１７・・制御基板、１８・・打撃検出回路、２２・・位相制御回路。

Claims

ハウジング内に、モータ駆動で往復動するピストンと、そのピストンと連動する打撃子とを備え、前記打撃子の往復動によって前記ハウジングの先端に挿着されたビットへ打撃を与える打撃工具であって、
前記打撃状態を検知する打撃検出手段と、前記モータの回転数を制御する回転数制御手段とを設けて、前記回転数制御手段は、非打撃時には前記打撃子が前記ピストンに追従できる低い回転数に制御する一方、打撃時には非打撃時よりも高い回転数に制御することを特徴とする打撃工具。
回転数制御手段は、打撃時に全速となるようにモータの回転数を制御する請求項１に記載の打撃工具。
打撃検出手段を、打撃により発生する音または振動を検知するセンサとした請求項１または２に記載の打撃工具。