JP2016112633A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が容易にタップ立て作業を行うことができる電動工具を提供する。【解決手段】マイコン２５は、正逆スイッチ２１に基づいてモータ１７の回転方向を切り替える通常モードと、トリガスイッチ２０がオンからオフとなると次に前記トリガスイッチ２０がオンとなった際に前記モータ１７の回転方向を切り替えるタップ立てモードとを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電動工具に関するものである。

従来、正逆回転可能なモータを動力とするドリルドライバやインパクトドライバなどの各種の電動工具が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような電動工具では、ハウジング内にモータが収容されており、モータの回転駆動力が出力軸に伝達され、チェックに装着された先端工具が回転されるようになっている。また、電動工具では、前記先端工具の回転方向、つまり駆動源であるモータの回転方向を切り替える正逆切替部（正逆切替スイッチ）が備えられ、使用者の操作によって回転方向の切り替えが可能となっている。

また電動工具ではチャックに取り付ける先端工具が交換可能となっている。そのため、先端工具としてタップ（ポイントタップ）を用いることでネジ穴加工（タップ立て作業）をすることが可能となっている。

特開２０１２−７６１７９号公報

ところで、上記のような電動工具では、先端工具であるタップを装着して、タップ立て作業をすることが可能である。しかしながら、前記タップを連続的に正回転させながらネジ加工をするので、タップ立て作業で生じた切粉を排除することが困難な場合がある。このとき、例えば正逆切替部によって回転方向を切り替えて逆転させることで切粉を排除することが考えられる。しかしながら、切粉の排除のために正逆切替部をその都度切り替え操作することが非常に煩わしく、使用者の作業の負担を与えてしまう虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、使用者が容易にタップ立て作業を行うことができる電動工具を提供することにある。

上記課題を解決するために、電動工具は、モータと、前記モータによって駆動される駆動部と、使用者が操作可能なトリガスイッチと、前記使用者が操作可能で前記モータの正転・逆転を切り替える正逆切替部と、前記トリガスイッチの操作に基づいて前記モータの駆動制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、前記正逆切替部に基づいて前記モータの回転方向を切り替える第１モードと、前記トリガスイッチがオンからオフとなると次に前記トリガスイッチがオンとなった際に前記モータの回転方向を切り替える第２モードとを備えたことを特徴とする。

本発明の電動工具によれば、使用者が容易にタップ立て作業を行うことができる。

実施形態における電動工具の概略構成図である。 同上における電動工具のモータの駆動制御系を説明するためのブロック図である。 同上における電動工具の表示部及びモード切替スイッチの一例を説明するための説明図である。 同上における電動工具の通常モードの動作例について説明するためのフローチャートである。 同上における電動工具のタップ立てモードの動作例について説明するためのフローチャートである。

以下、電動工具の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動工具１０は、電動工具本体１１と、電動工具本体１１に対して着脱可能な電池パック１２とを有する。電池パック１２は、図２に示すように複数の電池セル１２ａを内蔵している。

電動工具本体１１の外郭をなすハウジング１３は、略円筒状の本体部１４と、この本体部１４の長手方向途中から下方に延びた把持部１５と、把持部１５の下端部に電池パック１２を装着する電池パック装着部１６とを有している。

本体部１４の内部には、モータ１７と、モータ１７のモータ軸１７ａと連結される駆動伝達部１８が配置されている。駆動伝達部１８は、モータ１７の回転駆動力を駆動伝達部１８の前方に配置された出力軸（図示略）に伝達するものであり、例えば減速機構及びクラッチ機構等を含む。

駆動伝達部１８は、前記出力軸の先端側で先端工具装着部１９と連結される。これによって、モータ１７の回転に伴って駆動伝達部１８を介して先端工具装着部１９が回転される。先端工具装着部１９には、ドライバービットやタップ等の先端工具が着脱可能に装着され、先端工具装着部１９の回転と共に回転する。なお、本実施形態では、モータ１７のモータ軸１７ａの軸方向を電動工具１０の前後方向、把持部１５の略延出方向を上下方向、前後及び上下方向と直交する電動工具１０の幅方向を左右方向として説明する。

電動工具本体１１の把持部１５は、本体部１４の長手方向である前後方向に対して下方向に延びるように形成されている。また、把持部１５の上端には、作業者が電動工具本体１１の運転・停止を指示するためのトリガスイッチ２０が設けられている。

トリガスイッチ２０のやや上側寄りには、作業者が工具（ビット）の回転方向、即ちモータ１７の回転方向を指示するための正逆切替部としての正逆スイッチ２１が把持部１５の表面から突出する形で露設されている。正逆スイッチ２１は、把持部１５を左右方向に貫通する操作ノブを有し、その操作ノブを左右方向に移動させることにより、モータ１７の回転方向を指示する。

把持部１５の下端には、電池パック装着部１６が設けられている。電池パック装着部１６は前後方向に長い扁平な直方体状をなしている。電池パック装着部１６の前方側の上面部１６ａには、表示部２２とタップモード切替スイッチ２３（共に図２参照）とが設けられる。

図３に示すように、表示部２２は、例えば、タップ立てモードと通常モードのいずれかのモードであるかを示したり、モータ１７の回転方向を示したりすることが可能となっている。

タップモード切替スイッチ２３は、タップ立てモードか通常モードかの切替を行うスイッチである。即ち、タップモード切替スイッチ２３を操作（例えばオンオフの切り替え操作）する度に、後述するタップ立てモードと通常モードとを切り替えることができる。このとき、タップ立てモードの場合には表示部２２にタップ立てモードである旨が表示され、通常モードの場合には表示部２２に通常モードである旨が表示される。

また、電池パック装着部１６の内部には、マイコン２５を含む制御回路２６が収容されている。
図２に示すように、マイコン２５は、トリガスイッチ２０、正逆スイッチ２１、表示部２２、及びタップモード切替スイッチ２３と電気的に接続されている。また、マイコン２５は、周知のＰＷＭインバータ回路２７の駆動制御を行うスイッチング素子駆動回路２８と電気的に接続される。

スイッチング素子駆動回路２８は、マイコン２５の制御に基づいてＰＷＭインバータ回路２７を構成する各スイッチング素子２７ａ〜２７ｆと接続される。より具体的には、スイッチング素子２７ａ〜２７ｆをＦＥＴで構成した場合に、前記スイッチング素子駆動回路２８は各スイッチング素子２７ａ〜２７ｆのゲート端子と接続される。

ＰＷＭインバータ回路２７の各スイッチング素子２７ａ〜２７ｆは、例えばＦＥＴで構成される６つのスイッチング素子２７ａ〜２７ｆを有する。
スイッチング素子２７ａ，２７ｄ、スイッチング素子２７ｂ，２７ｅ、スイッチング素子２７ｃ，２７ｆの各直列回路（アーム）が並設接続される。これら各アームを構成する上段側の各スイッチング素子２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、電池パック１２のプラス端子に接続されている。そして、各アームを構成する下段側の各スイッチング素子２７ｄ，２７ｅ，２７ｆは、電池パック１２のマイナス端子に接続されている。また、各アームにおける上下段のスイッチング素子の接続点２９ｕ，２９ｖ，２９ｗは、それぞれモータ１７のモータコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗと接続されている。

また、マイコン２５には、モータ１７のロータ（図示略）の回転位置を検出する回転位置検出素子３０が接続されている。本実施形態では回転位置検出素子３０をモータ１７の周方向略１２０度間隔で設けている。これによってマイコン２５では、モータ１７のロータの回転位置や回転の有無を検出することが可能となっている。

次に、本実施形態の電動工具１０の動作例を説明する。
本実施形態の電動工具１０では、前記モード切替スイッチ２３がオフとオンとで動作が異なるようになっている。具体的には、電動工具１０は、モード切替スイッチ２３がオフ状態である場合には、通常モードで動作し、モード切替スイッチ２３がオン状態である場合には、タップ立てモードで動作する。なお、通常モードが第１モードに対応し、タップ立てモードが第２モードに対応する。

［タップ立てモードオフ（通常モード）］
先ず、通常モードについて説明する。
図４に示すように、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオン状態か否かを検出する（ステップＳ１０）。トリガスイッチ２０がオン状態であると検出されると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、マイコン２５は正逆スイッチ２１の状態を検出する（ステップＳ１１）。

マイコン２５は、正逆スイッチ２１が正転状態である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、モータ１７を通電させてモータ１７を正転で回転させる（ステップＳ１２）。このとき、マイコン２５は、例えばトリガスイッチ２０の操作量（引込量）に応じてモータ１７の回転数を変化させる構成を採用してもよい。このような構成の具体例は、トリガスイッチ２０が引き込まれるほどモータ１７の回転数を増加させるようにマイコン２５によりスイッチング素子駆動回路２８を介してインバータ回路２７を制御してモータ１７への電流を制御する。

次いで、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオフ状態か否かを検出する（ステップＳ１３）。トリガスイッチ２０がオン状態である場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、マイコン２５は、前記ステップＳ１２を繰り返す。つまり、トリガスイッチ２０がオン状態である場合には、マイコン２５はモータ１７を正転で回転させ続ける。

また、トリガスイッチ２０がオフ状態である場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、マイコン２５は、モータ１７への通電を止め、モータ１７を停止させる（ステップＳ１６）。
マイコン２５は、正逆スイッチ２１が逆転状態である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、モータ１７を通電させてモータ１７を逆転で回転させる（ステップＳ１４）。このとき、マイコン２５は、例えばトリガスイッチ２０の操作量（引込量）に応じてモータ１７の回転数を変化させる構成を採用してもよい。トリガスイッチ２０が引き込まれるほどモータ１７の回転数を増加させるようにマイコン２５によりスイッチング素子駆動回路２８を介してインバータ回路２７を制御してモータ１７への電流を制御する。

次いで、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオフ状態か否かを検出する（ステップＳ１５）。トリガスイッチ２０がオン状態である場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、マイコン２５は、前記ステップ１４を繰り返す。つまり、トリガスイッチ２０がオン状態である場合には、マイコン２５はモータ１７を逆転で回転させ続ける。

また、トリガスイッチ２０がオフ状態である場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、マイコン２５は、モータ１７への通電を止め、モータ１７を停止させる（ステップＳ１６）。
［タップ立てモード］
次に、タップ立てモードについて説明する。

図５に示すように、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオン状態か否かを検出する（ステップＳ２０）。トリガスイッチ２０がオン状態であると検出されると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、マイコン２５はモータ１７を通電させてモータ１７を正転で回転させる（ステップＳ２１）。

続いて、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオフ状態か否かを検出する（ステップＳ２２）。トリガスイッチ２０がオン状態である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、マイコン２５は、前記ステップＳ１２を繰り返す。つまり、トリガスイッチ２０がオン状態である場合にはマイコン２５はモータ１７を正転で回転させ続ける。

また、トリガスイッチ２０がオフ状態である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、マイコン２５は、モータ１７への通電を止め、モータ１７を停止させる（ステップＳ２３）。
次いで、マイコン２５は、次にモータ１７の回転方向を切り替えて逆転となるように設定する（ステップＳ２４）。

そして、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオン状態か否かを検出する（ステップＳ２５）。トリガスイッチ２０がオン状態であると検出されると（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、マイコン２５は、ステップＳ２４で設定した回転方向、即ち逆転となるようにモータ１７を通電させて回転させる（ステップＳ２６）。

続いて、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオフ状態か否かを検出する（ステップＳ２７）。トリガスイッチ２０がオン状態である場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、マイコン２５は、前記ステップＳ２６を繰り返す。つまり、トリガスイッチ２０がオン状態である場合にはマイコン２５はモータ１７を逆転で回転させ続ける。

また、トリガスイッチ２０がオフ状態である場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、マイコン２５は、モータ１７への通電を止め、モータ１７を停止させる（ステップＳ２８）。
次いで、マイコン２５は、次にモータ１７の回転方向を切り替えて正転となるように設定する（ステップＳ２９）。

そして、マイコン２５は、トリガスイッチ２０がオン状態か否かを検出する（ステップＳ３０）。トリガスイッチ２０がオン状態であると検出されると（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、マイコン２５は、ステップＳ２１から動作を繰り返す。即ち、マイコン２５は、モータ１７がステップＳ２９で設定した回転方向、即ち正転となるようにモータ１７を通電させて回転させる。その後はステップＳ２２に移行して前述したような動作を繰り返す。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）マイコン２５は、正逆スイッチ２１に基づいてモータ１７の回転方向を切り替える通常モードと、トリガスイッチ２０がオンからオフとなると次にトリガスイッチ２０がオンとなった際にモータ１７の回転方向を切り替えるタップ立てモードとを備える。このように、正転・逆転の切り替えを正逆スイッチ２１ではなくトリガスイッチ２０のオン・オフで切り替えられるタップ立てモードを設けることにより、タップ立て時に正逆スイッチ２１を操作する必要がなくなる。これにより、作業者への負荷を軽減することができる。また、正逆スイッチ２１内部の正転逆転の切替を行う接点を切り替える必要がなくなるので接点の磨耗を減らすことができる。

（２）各モードのいずれかを選択するタップモード切替スイッチ２３と、タップモード切替スイッチ２３によって選択したモードを表示する表示部２２とを備える。これにより、表示部２２でタップ立てモードなのか通常モードなのかを使用者が認識することが可能となる。

（３）表示部２２には、タップ立てモード時においてトリガスイッチ２０オン時におけるモータ１７の回転方向が表示される。これにより、表示部２２に次回転が正回転なのか逆回転なのかを表示することにより、更に正確な作業をすることが可能となる。

（４）マイコン２５は、タップ立てモード時におけるトリガスイッチを最初にオンした際のモータ１７の回転方向を、正転となるようにモータ１７の駆動制御を行う。これにより、作業ミスを低減することが可能となる。

（５）マイコン２５は、タップ立てモード時において、モータ１７が完全に停止してからモータ１７の回転方向を切り替えるようにモータ１７の駆動制御を行う。これにより、正転・逆転の切替はモータ１７が完全に停止してから切り替えられるため、正転・逆転の切り替えているスイッチング素子２７ａ〜２７ｆの破損を抑えることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、タップ立てモードオンの場合に、初期状態のモータ１７の回転方向を正転となるように設定したが、これに限らない。例えば、タップ立てモードオンの場合に、初期状態のモータ１７の回転方向を逆転となるように設定してもよい。また、タップ立てモード終了時の回転方向をマイコン２５に記憶させておき、その記憶した回転方向でモータ１７を回転させる構成を採用してもよい。また、正逆スイッチ２１の状態をタップ立てモードオン時における初期状態のモータ１７の回転方向と設定してもよい。

・上記実施形態では、ステップＳ３０の後にステップＳ２１から動作を繰り返す構成としたが、例えば、ステップＳ２９の後にステップＳ２０から動作を繰り返す構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、タップモード切替スイッチ２３を、電池パック装着部１６の前方側の上面部１６ａに設ける構成としたが、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、表示部２２を電池パック装着部１６の前方側の上面部１６ａに設ける構成としたが、適宜変更してもよい。また、表示部２２を省略する構成を採用してもよい。また、表示以外の方法によって使用者に対してモードの状態やモータ１７の回転方向を報知する構成を採用してもよい。

・上記実施形態では特に言及していないが、例えばタップ立てモード時において使用者によってモータ１７の回転数を設定可能な回転数設定部を備え、マイコン２５は回転数設定部で設定された回転数となるようにモータ１７の駆動制御を行うようにしてもよい。このような構成とすることで、タップ立てモード時の最大回転数を好みの回転数に設定できる。これにより作業者の作業効率が改善する。また、最大回転数を抑えることができるため、先端工具（タップ）の破損を抑えることもできる。

・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（付記１）
モータと、
前記モータによって駆動される駆動部と、
使用者が操作可能なトリガスイッチと、
前記使用者が操作可能で前記モータの正転・逆転を切り替える正逆切替部と、
前記トリガスイッチの操作に基づいて前記モータの駆動制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記正逆切替部に基づいて前記モータの回転方向を切り替える第１モードと、前記トリガスイッチがオンからオフとなると次に前記トリガスイッチがオンとなった際に前記モータの回転方向を切り替える第２モードとを備えたことを特徴とする電動工具。

（付記２）
付記１に記載の電動工具であって、
前記第１モードと前記第２モードとを選択するモード選択部と、該モード選択部によって選択したモードを表示する表示部とを備えたことを特徴とする電動工具。

（付記３）
付記２に記載の電動工具であって、
前記表示部には、前記第２モード時において前記トリガスイッチオン時における前記モータの回転方向が表示されることを特徴とする電動工具。

（付記４）
付記１〜３のいずれか一項に記載の電動工具であって、
前記第２モード時において前記使用者によって前記モータの回転数を設定可能な回転数設定部を備え、
前記制御部は前記回転数設定部で設定された回転数となるように前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動工具。

（付記５）
付記１〜４のいずれか一項に記載の電動工具であって、
前記制御部は、前記第２モード時における前記トリガスイッチを最初にオンした際の前記モータの回転方向を、正転となるように前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動工具。

（付記６）
付記１〜５のいずれか一項に記載の電動工具において、
前記制御部は、前記第２モード時において、前記モータが完全に停止してから前記モータの回転方向を切り替えるように前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動工具。

１０…電動工具、１７…モータ、１８…駆動伝達部（駆動部）、２０…トリガスイッチ、２１…正逆スイッチ（正逆切替部）、２２…表示部、２３…タップモード切替スイッチ（モード選択部）、２５…マイコン（制御部）。

Claims (6)

1. モータと、
   前記モータによって駆動される駆動部と、
   使用者が操作可能なトリガスイッチと、
   前記使用者が操作可能で前記モータの正転と逆転とを切り替える正逆切替部と、
   前記トリガスイッチの操作に基づいて前記モータの駆動制御を行う制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記正逆切替部に基づいて前記モータの回転方向を切り替える第１モードと、前記トリガスイッチがオンからオフとなると次に前記トリガスイッチがオンとなった際に前記モータの回転方向を切り替える第２モードとを備えたことを特徴とする電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具であって、
   前記第１モードと前記第２モードとを選択するモード選択部と、該モード選択部によって選択したモードを表示する表示部とを備えたことを特徴とする電動工具。
3. 請求項２に記載の電動工具であって、
   前記表示部には、前記第２モード時において前記トリガスイッチオン時における前記モータの回転方向が表示されることを特徴とする電動工具。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動工具であって、
   前記第２モード時において前記使用者によって前記モータの回転数を設定可能な回転数設定部を備え、
   前記制御部は前記回転数設定部で設定された回転数となるように前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動工具。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動工具であって、
   前記制御部は、前記第２モード時における前記トリガスイッチを最初にオンした際の前記モータの回転方向を、正転となるように前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動工具。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動工具であって、
   前記制御部は、前記第２モード時において、前記モータが完全に停止してから前記モータの回転方向を切り替えるように前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする電動工具。