JP2015066635A - 電動工具及びその運転モード切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの把持部を握り直すことなく、特定の運転モードの切替操作を可能にした電動工具を提供する。【解決手段】モータ１０と、これによって駆動される出力部３０と、モータ１０を制御する制御部と、モータ１０の停止、駆動を行うスイッチ６と、モータ１０及び制御部を収納するハウジング１とを有する本体１００と、この姿勢変化を検出するジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０とを備える。スイッチ６でモータ１０が停止状態にある場合に、本体振り方向検出回路８０が本体１００の姿勢変化を検出したとき、モータ１０の運転モードを切り替える構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、先端工具をモータで回転駆動する電動工具及びその運転モード切替方法に関する。

この種の電動工具は、回転方向切替（正転、逆転の切替）、回転速度切替、テスクネジを回転駆動するテクスモード、最後にネジを一定回転数駆動する増締めモード、ライトのオン、オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）等の多くの運転モードを有しており、運転モードの切替のために多様な操作が必要である。

そのため、下記特許文献１ではモータ正逆切替スイッチを多段階に押し込めるようにして、増締めモード切替も付加できるようにしている。しかし、運転モード切替時にモータ正逆切替スイッチを操作するために、ハウジングの把持部を握り直す必要があり、作業性低下という問題があった。

また、市販品としてジャイロスクリュードライバが知られており、製品を右に傾けると右回転、左に傾けると左回転する。この場合、握り直す必要は無いが、運転毎に手首を傾ける必要があり、手首を曲げたまま作業する必要もあるため、作業性低下という問題があった。

特開２０１０−２２８０４１号公報

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、電動工具本体の姿勢変化が所要条件を満たしたとき、あるいは電動工具本体に衝撃が加えられたときに、運転モードの切替を行うようにして、ハウジングの把持部を握り直すことなく、特定の運転モードの切替操作を可能にした電動工具及びその運転モード切替方法を提供することにある。

本発明の第１の態様は電動工具である。この電動工具は、モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、駆動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体と、前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部と、を備え、
前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする。

本発明の第２の態様も電動工具である。この電動工具は、モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体と、前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部と、を備え、
前記姿勢変化検出部が前記本体の一連の姿勢変化を所定時間内に検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする。

前記第１又は第２の態様において、前記姿勢変化検出部はジャイロセンサを有するとよい。

前記第１又は第２の態様において、前記姿勢変化検出部が前記制御部のインバータ回路基板に搭載され、前記インバータ回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されているとよい。

前記第１又は第２の態様において、前記姿勢変化検出部が前記制御部の制御回路基板に搭載され、前記制御回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されているとよい。

前記第１又は第２の態様において、前記本体が左右方向に振られたことを前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替える構成でもよい。

前記第１又は第２の態様において、前記本体が前後方向に振られたことを前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替える構成でもよい。

前記第１又は第２の態様において、前記スイッチをオンにして前記モータを駆動した後に前記スイッチをオフにした状態において、前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出した場合にのみ前記運転モードの切り替えを可能にする構成でもよい。

前記第１又は第２の態様において、前記スイッチをオフにした状態で前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出後、一定時間内に前記スイッチがオンされた場合のみ前記運転モードの切り替えを可能にする構成でもよい。

前記第１の態様において、前記モータが停止している場合に、前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替える構成でもよい。

前記第１の態様において、前記モータが無負荷状態で回転している場合に、前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替える構成でもよい。

前記第２の態様において 前記姿勢変化検出部が前記本体の同一方向の姿勢変化を所定時間内に複数回検出したとき、前記モータの運転モードを切り替える構成でもよい。

本発明の第３の態様も電動工具である。この電動工具は、モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体と、前記本体に外部から衝撃が加えられたことを検出する衝撃検出部と、を備え、
前記衝撃検出部が外部から前記本体への衝撃を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする。

前記第３の態様において、前記衝撃検出部が外部から前記本体への衝撃を複数回検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えるとよい。

前記第３の態様において、前記衝撃検出部は加速度センサを有するとよい。

前記第３の態様において、前記衝撃検出部が前記制御部のインバータ回路基板に搭載され、前記インバータ回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されているとよい。

前記第３の態様において、前記衝撃検出部が前記制御部の制御回路基板に搭載され、前記制御回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されているとよい。

前記第３の態様において、前記スイッチをオンにして前記モータを駆動した後に前記スイッチをオフにした状態において、前記衝撃検出部が前記本体への衝撃を検出した場合にのみ前記運転モードの切り替えを可能にする構成でもよい。

前記第３の態様において、前記スイッチをオフにした状態で前記衝撃検出部が前記本体への衝撃を検出後、一定時間内に前記スイッチがオンされた場合のみ前記運転モードの切り替えを可能にする構成でもよい。

本発明の第４の態様は電動工具の運転モード切替方法である。この電動工具の運転モード切替方法は、モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、駆動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体を備える場合に、
前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部を設け、
前記本体の前記姿勢の変化を前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする。

本発明の第５の態様は電動工具の運転モード切替方法である。この電動工具の運転モード切替方法は、モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体を備える場合に、
前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部を設け、
前記本体の姿勢を同一方向に複数回変化させ、前記姿勢の同一方向の複数回の変化を前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする。

本発明の第６の態様は電動工具の運転モード切替方法である。この電動工具の運転モード切替方法は、モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体を備える場合に、
前記本体に外部から衝撃が加えられたことを検出する衝撃検出部を設け、
外部から前記本体へ衝撃を加え、前記衝撃を前記衝撃検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする。

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。

本発明によれば、電動工具の本体の姿勢変化が所要条件を満たしたとき、あるいは前記本体に衝撃が加えられたときに、電動工具の運転モードの切替を行うことで、ハウジングの把持部を握り直すことなく、特定の運転モードの切替操作が可能になる。このため、操作性及び作業性の向上を図ることができる。

本発明に係る電動工具の第１の実施の形態であって、インパクトドライバを示す側断面図。 第１の実施の形態における制御ブロック図。 第１の実施の形態における運転モード切替のフローチャート。 第１の実施の形態において、運転モード切替のためにインパクトドライバの本体を振る方向の例示であって、（Ａ）は本体を右方向に２回振る場合、（Ｂ）は本体を左方向に２回振る場合、（Ｃ）は本体を前方に２回振る場合、（Ｄ）は本体を後方に２回振る場合の説明図。 本発明の第２の実施の形態であって、ジャイロセンサによる振り方向検出回路の配置を変更した場合の側断面図。 本発明の第３の実施の形態における制御ブロック図。 第３の実施の形態における運転モード切替のフローチャート。 第３の実施の形態において、運転モード切替のために電動工具としてのインパクトドライバの本体を２回叩く場合の説明図。

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。

図１乃至図４で本発明に係る電動工具の第１の実施の形態として、インパクトドライバに適用した場合を説明する（図１中に前後及び上下方向を定義した）。これらの図に示すように、インパクトドライバの本体１００は、ハウジング１と、ハウジング１の胴体部２に収納されるブラシレスモータ１０及び打撃機構部２０と、胴体部２に一部が収納される出力部３０と、ブラシレスモータ１０の停止、駆動、回転方向、回転速度等を制御する制御部（後述する制御回路５０やインバータ回路６０等を含む）とを有する。ハウジング１は、一端が胴体部２に接続している把持部３と、把持部３の他端に形成された収納部４とを有している。収納部４の下端には電池パック５が着脱自在に装着されている。前記制御部は、制御回路５０及びインバータ回路６０を有し、ハウジング１内には、制御回路５０及びインバータ回路６０をそれぞれ搭載した制御回路基板８及びインバータ回路基板９が収納されている。制御回路基板８は収納部４の内側に、インバータ回路基板９はブラシレスモータ１０の背後の胴体部２の内側に配置される。制御部は後述するように、本体１００が所定条件下で所定方向に姿勢変化したとき（例えば振られたとき）に運転モード切替を行う機能を有する。

ブラシレスモータ１０は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回転子（ロータ）１２と、回転子１２を囲むように配置され複数の固定子コイル（ステータコイル）１３を備える固定子（ステータ）１４とを有する。出力軸１１の両側は軸支（軸受で支持）され、固定子１４はハウジング１の胴体部２側に固定されている。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。

打撃機構部２０は、ハンマケース２５内に配されたハンマ２１とこれを前方に付勢するバネ２３を有している。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を備えている。また、ハンマ２１は、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、バネ２３により前方に付勢されている。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に打撃が与えられることとなる。また、ハンマ２１は、バネ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とが衝突することとなる。

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、各種先端工具を着脱自在に装着できる。胴体部２の前側下部にはライト（例えばＬＥＤ照明）３５が配置されている。

把持部３には、トリガスイッチ６が設けられており、トリガスイッチ６によって、モータ１０への電力の供給と遮断とを切替えている。また、トリガスイッチ６の操作量によって供給電力の調整を行う。

図２はインパクトドライバの制御ブロック図である。ブラシレスモータ１０は３相のブラシレスＤＣモータで構成され、回転子１２は複数組（本実施の形態では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石を含んで構成され、固定子１４はスター結線された３相の固定子巻線１３（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を有する。電池パック５の直流供給電力は、インバータ回路６０を介してブラシレスモータ１０の固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに供給される。

インバータ回路６０は、図１においてブラシレスモータ１０の背後に配置されたインバータ回路基板９上に搭載されており、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴ等の６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を備える。

回転子１２の回転位置を検出するために、回転子位置検出素子（ホール素子等）７０がインバータ回路基板９上に、回転子１２の周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置されている。これらの回転子位置検出素子７０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回路５０で制御され、ブラシレスモータ１０が回転する。

制御回路５０は、演算部５１（マイクロコンピュータ）と、制御信号出力回路５２と、モータ電流検出回路５３と、電池電圧検出回路５４と、回転子位置検出回路５５と、モータ回転数検出回路５６と、制御回路電圧検出回路５７と、スイッチ操作検出回路５８と、印加電圧設定回路５９とを有している。

演算部５１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インバータ回路６０の駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、タイマとを含んで構成される。

制御信号出力回路５２は、演算部５１からの駆動信号に基づいて、インバータ回路６０が有するブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートにスイッチング素子駆動信号Ｈ１〜Ｈ６をそれぞれ出力する。

モータ電流検出回路５３は電池パック５からインバータ回路６０への電流供給経路に挿入された抵抗Ｒｓの電圧降下からモータ電流を検出して演算部５１に出力する。

電池電圧検出回路５４はインバータ回路６０への供給電圧を検出して演算部５１に出力する。

回転子位置検出回路５５は各回転子位置検出素子７０の出力を受けて回転子１２の位置検出信号を演算部５１及びモータ回転数検出回路５６に出力する。モータ回転数検出回路５６はその出力からモータ回転数を検出して演算部５１に出力する。

電池パック５の直流電圧は制御回路電圧供給回路７５を介して所定電圧値が制御回路５０全体に供給され、また制御回路電圧検出回路５７で制御回路５０に供給された電圧値が検出されて演算部５１に出力される。

スイッチ操作検出回路５８はトリガスイッチ６が操作（ＯＮ）されたことを検出して演算部５１に出力し、印加電圧設定回路５９はトリガスイッチ６の操作量（作業者がトリガスイッチ６を引いた量）に応じた回転数指示信号を演算部５１に出力する。

演算部５１は、回転子位置検出回路５５の位置検出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て制御信号出力回路５２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１２を設定された回転方向に回転させるようにしている。すなわち、インバータ回路６０が有する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、制御信号出力回路５２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。６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路５２から入力されたスイッチング素子駆動信号Ｈ１〜Ｈ６によってスイッチング動作を行い、インバータ回路６０に印加される直流出力を３相（Ｕ相：Ｖｕ、Ｖ相：Ｖｖ及びＷ相：Ｖｗ）電圧として固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに電力供給する。

６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうち３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の各ゲートには、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６を供給し、演算部５１によって、トリガスイッチ６の操作量に応じてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティー比）を変化させることによってブラシレスモータ１０への電力供給量を調整し、ブラシレスモータ１０の正転方向又は逆転方向の起動／停止と回転速度等を制御する。なお、パルス幅変調信号Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６のデューティー比は、回転数検出回路５６からの回転数検出信号と印加電圧設定回路５９からの回転数指示信号とに基づくフィードバック制御によって演算部５１が調整する。

なお、ＰＷＭ信号は、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６（ローサイドスイッチ）に供給する代わりに、正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３（ハイサイドスイッチ）に供給する構成でもよい。

本実施の形態では、さらに本体１００の姿勢変化（ハウジング１の姿勢変化と考えてもよい）を検出する姿勢変化検出部として、ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０が、図１のインバータ回路基板９に搭載されている。ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０は、ジャイロセンサを内蔵していて、本体１００の特定方向の姿勢変化、すなわち左右方向及び前後方向の姿勢変化を検出して、左方向、右方向、前方向及び後方向の姿勢変化にそれぞれ対応する信号を演算部５１に出力する。演算部５１はこれにより、本体１００が左若しくは右方向に振られたか（回数を含む）、あるいは前方向若しくは後方向に振られたか（回数を含む）を判断して、所定の条件を満たすときに運転モードの切替を行う。運転モードの切替については図３及び図４で後述する。

制御回路基板８には、図１に示すように、収納部４の上面側に露出する表示パネル７６が設けられている。表示パネル７６は、ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０で切替可能な運転モード以外の運転モード切替を行う。例えば、テスクネジを回転駆動するテクスモード、最後にネジを一定回転数駆動する増締めモード、ライト３５のオン、オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）等の設定を行う。また、表示パネル７６には電池パック５の残存容量、現在の運転モード等を表示する表示部が設けられている。

図３は本体を振って運転モード切替のフローチャートである。まず、ステップＳ１でトリガスイッチ６がオンかどうか判断し、オン（ＹＥＳ）であればステップＳ２でブラシレスモータ１０を駆動し、出力部３０に装着された所定の先端工具で所用の作業を行う。その後、ステップＳ３でトリガスイッチ６がオフかどうか判断し、オン（ＮＯ）であればステップＳ２のモータ駆動を継続し、オフ（ＹＥＳ）であればステップＳ４でブラシレスモータ１０を停止する。

そして、ステップＳ５で所定時間内、例えば１秒以内に本体１００を初期状態（例えば図１の状態）から所定の方向に振ったかどうかを判断する。具体的には本体１００を同方向に２回振ったかどうかを判断する。ステップＳ５で、１秒以内に本体１００を同方向に２回振ったと判断されれば（ＹＥＳであれば）、ステップＳ６〜Ｓ１２において、初期状態からどの方向に振られたかを判断する。まずは、ステップＳ６に移行し、図４（Ａ）のように右方向に振ったかどうかを判断する。ステップＳ６で右方向に振ったと判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７でモータ回転方向設定を右回りとする。なお、ステップＳ５では、必ずしも、１秒以内に限定されず用途に応じて任意時間内に変更可能であり、振る回数も１回又は３回以上の複数回に変更可能である。

ステップＳ６でＮＯの場合及びステップＳ７で設定変更後、ステップＳ８に移行し図４（Ｂ）のように左方向に振ったかどうかを判断する。ステップＳ８で左方向に振ったと判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ９でモータ回転方向設定を左回りとする。

ステップＳ８でＮＯの場合及びステップＳ９で設定変更後、ステップＳ１０に移行し図４（Ｃ）のように前方向に振ったかどうかを判断する。ステップＳ１０で前方向に振ったと判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１でモータ無負荷回転数設定を毎分５０００回転だけ増加させる。すなわち、トリガ６の操作量が最大の場合のモータ無負荷回転数を設定する。

ステップＳ１０でＮＯの場合及びステップＳ１１で設定変更後、ステップＳ１２に移行し図４（Ｄ）のように後方向に振ったかどうかを判断する。ステップＳ１２で後方向に振ったと判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１３でモータ無負荷回転数設定を毎分５０００回転だけ低下させる。すなわち、トリガ６の操作量が最大の場合のモータ無負荷回転数を設定する。

ステップＳ５でＮＯの場合や、ステップＳ１２でＮＯの場合及びステップＳ１３で設定変更後、ステップＳ１４でトリガスイッチ６がオンかどうか判断し、オンであれば（ＹＥＳであれば）、ステップＳ１５で所定の運転モード（ステップＳ７，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１３で設定されたモード若しくは変更無しの当初のモード）でブラシレスモータ１０を駆動する。そして、ステップＳ１６でトリガスイッチ６がオフかどうか判断し、オフ（ＹＥＳ）であればステップＳ１７で１０秒経過したか否かを判断する。ステップＳ１７で１０秒経過（ＹＥＳ）と判断すれば、ブラシレスモータ１０の制御は終了する。

また、ステップＳ１４でトリガスイッチ６がオフである（ＮＯである）場合も、ステップＳ１７に移行し、ステップＳ１７で１０秒経過（ＹＥＳ）と判断すれば、ブラシレスモータ１０の制御は終了する。つまり、ステップＳ７，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１３で設定された運転モードは１０秒以内にトリガスイッチ６をオンにしてモータ駆動しないと、無効になる。ステップＳ１７で１０秒経過するまでは（ＮＯの場合）、ステップＳ５に戻る。

なお、ステップＳ１７では１０秒経過を判断基準としたが、用途に応じてその時間は変更可能である。

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。

(1) インパクトドライバの本体１００の姿勢変化（ハウジング１の姿勢変化）が所要条件を満たしたとき、運転モード切替（正転、逆転の切替及び無負荷時回転数の切替）を行うことで、ハウジング１の把持部３を握り直すことなく、運転モードの切替操作が可能になる。このため、操作性及び作業性の向上を図ることができる。

(2) 本体１００の姿勢変化が同一方向に複数回繰り返されたときに運転モード切替を行うようにすることで、誤動作を防止することができる。

(3) 図３の動作フローのように、一旦トリガスイッチ６をオンにしてモータ駆動後にトリガスイッチ６をオフにした状態でのみ、運転モードの切替が可能であるため、インパクトドライバの運搬時の姿勢の変化を運転モードの切替と誤認することが無くなる。また、本体１００を振ることで運転モードの切替を指示しても、所定時間内（図３のステップＳ１７では１０秒）にトリガスイッチ６をオンに操作しないと切替が無効になるようにして、以前の不必要な運転モードの設定が残ることを防止している。

(4) 従来品のジャイロスクリュードライバのように手首の傾斜状態を継続する必要性が無く、作業中は通常のインパクトドライバとして所望の姿勢で作業可能である。

(5) 本体１００の振り方向で正転、逆転、回転数の増減が可能であり、正転、逆転の切替スイッチ等の機械スイッチの数を減らせるため、コスト低減、製品耐久性の向上が可能である。

(6) ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０が、図１のインバータ回路基板９に搭載され、ハウジング１の把持部３から離れているので、本体１００の振りを検出し易い。

図５は本発明の第２の実施の形態を示す。この場合、ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０が制御回路基板８に搭載されている。従って、ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０と制御回路５０間の配線が短縮可能である。その他の構成、作用効果は前述の第１の実施の形態と同様である。

図６乃至図８で本発明の第３の実施の形態を説明する。図６においては、図２のジャイロセンサによる本体振り方向検出回路８０の代わりに、衝撃検出部としての加速度センサによる本体衝撃検出回路９０が設けられている。加速度センサによる本体衝撃検出回路９０は、加速度センサを内蔵していて、外部から本体１００に衝撃（打撃）が加えられたことを検出し、衝撃検出信号を演算部５１に出力する。演算部５１はこれにより何回衝撃が加えられたかを判断して、所定の条件を満たすときに運転モードの切替を行う。運転モードの切替については図７及び図８で後述する。

加速度センサによる本体衝撃検出回路９０は、例えば図１のインバータ回路基板９に搭載、又は図５の制御回路基板８に搭載する構成とすればよい。或いは、外部から打撃し易いハウジング１の内壁に取り付けてもよい。

図７は本体を叩いて運転モード切替のフローチャートである。この場合、ステップＳ２０とステップＳ２１が図３のフローチャートとは異なっているので、この点について説明する。ステップＳ４でブラシレスモータ１０を停止後、ステップＳ２０でモータ停止後１秒以内に本体１００を図８のように２回叩いたかどうかを判断する。但し、必ずしも、モータ停止後１秒以内に限定されず用途に応じて任意時間内に変更可能であり、叩く回数も１回又は３回以上の複数回に変更可能である。ステップＳ２０で、１秒以内に本体を２回叩いたと判断されれば（ＹＥＳであれば）、ステップＳ２１に移行し、今までのモータ回転方向を反転させる。つまり、(1)右回り設定だったなら左回り設定に変更し、(2)左回り設定だったなら右回り設定に変更し、ステップＳ１４に移行する。なお、叩く動作は、本体１００（把持部３）を把持していない方の手で行えばよい。

第３の実施の形態によれば、インパクトドライバの本体１００への外部からの衝撃印加（ハウジング１への外部からの打撃）が所要条件を満たしたとき、運転モード切替（回転方向の反転、無負荷回転数の変更）を行うことで、ハウジング１の把持部３を握り直すことなく、運転モードの切替操作が可能になる。このため、操作性及び作業性の向上を図ることができる。その他の作用効果は第１の実施の形態と同様である。

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。

第１の実施の形態において、本体１００の姿勢変化（振り）でモータの運転モードうちの回転方向と回転数を切り替えたが、ライト３５のオン、オフや、テクスモード、増締めモード等の切替に適用してもよい。この場合、振り回数に応じて各モードを切り替えるようにすればよい。この場合、ステップＳ５で本体が振られたか否かを判断し、振られた場合には、その回数を判断し、２回であれば振られた方向に応じてステップＳ６〜Ｓ１２でモードを切り替え、２回以外であればその回数に応じてライト３５のオンオフ、テクスモード、増締めモード等を切り替えるようにすればよい。

また、第１の実施の形態において、所定時間以内に同一方向に複数回（２回）振られた際に運転モードを切り替えたが、同一方向に複数回にする必要はなく、振る方向の順番で切り替えるようにしてもよい。例えば、図４において、中立位置から右、左の順で振れば右回転、中立位置から左、右の順であれば左回転、中立位置から前、後ろの順であれば回転数増加、中立位置から後ろ、前の順であれば回転数低減とすればよい。

第３の実施の形態において、本体１００への衝撃の印加でモータの運転モードのうちの回転方向を切り替えたが、回転数や、ライト３５のオン、オフ、テクスモード、増締めモード等の切替に適用してもよい。この場合も第１の実施の形態の変形例と同様、叩かれた回数に応じてモードを切り替えるようにすればよい。また、加速度センサを複数個所に設け、本体が叩かれた場所に応じてモードを切り替えるようにしてもよい。

各実施の形態において、電動工具としてのインパクトドライバを例示したが、本発明はインパクドライバに限定されるものではない。例えば、インパクトレンチ、電動ドライバドリル、ハンマドリル等であってもよい。

本発明が適用される電動工具は直流電源を利用するものに限定されず、交流電源を利用するものであってもよい。

また、各実施の形態において、ブラシレスモータ１０が停止した後に運転モードを切り替えるようにしたがブラシレスモータ１０が無負荷回転中に切り替えるようにしてもよい。この場合、ブラシレスモータ１０を一旦駆動した後に判断する必要がないため、図３のステップＳ３及びＳ４のステップを省略することができる。電動工具の運搬時において電動工具の姿勢が変化したり外部から衝撃を受けることはあっても、モータを回転させながら運搬することは考えにくい。そのため、モータを回転させている状態（無負荷回転中）であれば、作業者が意図的にトリガを操作している状態と考えられるため、不必要な運転モードの切り替えが起こることはない。

１ ハウジング
２ 胴体部
３ 把持部
４ 収納部
５ 電池パック
６ トリガスイッチ
８ 制御回路基板
９ インバータ回路基板
１０ ブラシレスモータ
２０ 打撃機構部
３０ 出力部
３５ ライト
５０ 制御回路
５１ 演算部
６０ インバータ回路
７０ 回転子位置検出素子
８０ ジャイロセンサによる本体振り方向検出回路
９０ 加速度センサによる本体衝撃検出回路
１００ 本体

Claims (22)

1. モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、駆動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体と、
   前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部と、を備え、
   前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする電動工具。
2. モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体と、
   前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部と、を備え、
   前記姿勢変化検出部が前記本体の一連の姿勢変化を所定時間内に検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする電動工具。
3. 前記姿勢変化検出部はジャイロセンサを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記姿勢変化検出部が前記制御部のインバータ回路基板に搭載され、前記インバータ回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動工具。
5. 前記姿勢変化検出部が前記制御部の制御回路基板に搭載され、前記制御回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動工具。
6. 前記本体が左右方向に振られたことを前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動工具。
7. 前記本体が前後方向に振られたことを前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動工具。
8. 前記スイッチをオンにして前記モータを駆動した後に前記スイッチをオフにした状態において、前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出した場合にのみ前記運転モードの切り替えを可能にする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動工具。
9. 前記スイッチをオフにした状態で前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出後、一定時間内に前記スイッチがオンされた場合のみ前記運転モードの切り替えを可能にする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電動工具。
10. 前記モータが停止している場合に、前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
11. 前記モータが無負荷状態で回転している場合に、前記姿勢変化検出部が前記本体の姿勢変化を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
12. 前記姿勢変化検出部が前記本体の同一方向の姿勢変化を所定時間内に複数回検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
13. モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体と、
    前記本体に外部から衝撃が加えられたことを検出する衝撃検出部と、を備え、
    前記衝撃検出部が外部から前記本体への衝撃を検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする電動工具。
14. 前記衝撃検出部が外部から前記本体への衝撃を複数回検出したとき、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の電動工具。
15. 前記衝撃検出部は加速度センサを有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電動工具。
16. 前記衝撃検出部が前記制御部のインバータ回路基板に搭載され、前記インバータ回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の電動工具。
17. 前記衝撃検出部が前記制御部の制御回路基板に搭載され、前記制御回路基板は前記ハウジングの把持部以外に配置されていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の電動工具。
18. 前記スイッチをオンにして前記モータを駆動した後に前記スイッチをオフにした状態において、前記衝撃検出部が前記本体への打撃を検出した場合にのみ前記運転モードの切り替えを可能にする請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の電動工具。
19. 前記スイッチをオフにした状態で前記衝撃検出部が前記本体への打撃を検出後、一定時間内に前記スイッチがオンされた場合のみ前記運転モードの切り替えを可能にする請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載の電動工具。
20. モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、駆動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体を備える電動工具の運転モード切替方法であって、
    前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部を設け、
    前記本体の前記姿勢の変化を前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする電動工具の運転モード切替方法。
21. モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体を備える電動工具の運転モード切替方法であって、
    前記本体の姿勢変化を検出する姿勢変化検出部を設け、
    前記本体の姿勢を同一方向に複数回変化させ、前記姿勢の同一方向の複数回の変化を前記姿勢変化検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする電動工具の運転モード切替方法。
22. モータと、前記モータを制御する制御部と、前記モータの停止、起動を行うスイッチと、前記モータ及び制御部を収納するハウジングとを有する本体を備える電動工具の運転モード切替方法であって、
    前記本体に外部から衝撃が加えられたことを検出する衝撃検出部を設け、
    外部から前記本体へ衝撃を加え、前記衝撃を前記衝撃検出部で検出することで、前記モータの運転モードを切り替えることを特徴とする電動工具の運転モード切替方法。

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