JP5217222B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、工具先端に設置されるビットを回転駆動させることによって、対象物の穿孔形成作業や締結部材等の回転駆動作業等を行うことが可能な電動工具に関する。

従来より、コンクリートなどに孔を空けるための工具として、コンクリートドリル等が知られている。コンクリートリルでは、螺旋状の溝が形成されたビットを工具先端に設置し、ビットを高速で回転させることによってコンクリート壁等を掘削して穿孔する構造となっている。

しかしながら、ビットを初めから高速回転で駆動させた場合には、ビット先端に過剰な力（トルク）が掛かってしまう恐れがあるため、所望の穿孔位置にビットを定位させることが容易ではないという問題があった。また、同様に、起動トルクの反動力によって工具が振れ回ることで作業者の手に負担がかかる場合があり得るという問題があった。

このような問題を解決するために、モータの駆動量を起動時から少しずつ増加させることによって、モータの回転状態を緩やかに変化させるソフトスタート機能が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このように、起動時にソフトスタート機能を用いてビットの回転駆動制御を行うことより、穿孔位置の位置合わせが容易になると共に、起動トルクの反動力によって工具が振れ回ることを効果的に抑制することが可能となる。

一方で、コンクリートドリルでコンクリート壁などに孔を空ける場合には、ビットの回転駆動のみによって穿孔を形成するだけでなく、ビットの先端部分に加振力を付与することによって、穿孔時間の短縮を実現することが可能な電動工具が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

このような加振装置をコンクリートドリル等に設置することによって、コンクリート壁等に対して脈動的に変化する圧力を付与することができるので、作業者が壁面を押す力を補って大きな押し付け力をビット先端に付与することができ、穿孔形成作業の高速化と作業負担の軽減を図ることが可能となる。
特開２００１−１０３７８６号公報 特許第３６８０９４１号明細書

しかしながら、上述したソフトスタート機能を用いてビットの回転駆動を行う場合、作業者がビットの回転状態を視認しただけでは、ビットがいつ十分な（所望の穿孔能力を発揮し得る）回転数に到達したかを、容易に判断することができないという問題があった。

また、ソフトスタート機能を備えた工具を使用する場合には、ビットが十分な回転数に到達するまでの時間が、従来の工具よりも長くなってしまうという問題があった。このため、従来の工具の取扱感覚でソフトスタート機能付きの工具を操作した場合には、ビットの回転が十分な回転数に到達する前に積極的な穿孔形成作業を開始してしまう場合があり得るという問題があった。

一方で、加振装置付きのコンクリートドリルにおいても、ビットが回転し始めた当初から加振装置を駆動させた場合には、ビット先端に脈動的に変化する力が加えられてしまうので、所望の穿孔位置にビットを定位させることが困難であったり、反動力によって作業者の意図しない方向に工具が変動してしまう場合があり得るという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ビット回転開始時におけるビットの定位を容易にするとともに、ビットが十分な回転数に到達するまでの時間を短縮させることができ、さらに、作業者が、ビットの回転数が十分な回転数に到達したことを容易に判断することが可能な電動工具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電動工具は、作業者に対して報知を行うための報知手段と、ビットの回転駆動を行う駆動手段の駆動量制御を行うと共に、報知手段における報知処理制御を行う制御手段とを有し、制御手段は、駆動手段の駆動制御量を変化させてビットの回転状態を変化させると共に、駆動制御量の変化に応じて報知手段における報知処理を実行させることを特徴とする。

このように、制御手段が駆動手段の駆動制御量を変化させることによって、例えば、駆動手段の起動時には駆動制御量の増加量を緩やかに行うソフトスタート状態で駆動制御し、その後に駆動手段の駆動制御量の増加量を加速度的に増加させる加速立ち上げ状態に変化させることができる。このため、起動時にビットに対して大きな起動トルクが発生することを抑制することができるので、穿孔位置におけるビットの位置合わせ（定位）を容易に行うことができ、また、起動時の反動力によって生ずる工具の振れ回り等を防止することが可能となる。

さらに、駆動手段の駆動制御量を変化させてビットの回転状態を変化させる場合には、駆動制御量の変化に応じて報知手段による報知が行われるので、作業者は制御手段の駆動状態が変化されたこと、ひいてはビットの回転速度が変化されたことを容易に判断することができる。このため、例えば、上述したようにソフトスタート状態から加速立ち上げ状態へと駆動制御状態が変化したことを報知手段で判断してから本格的な作業を開始することができるので、ビットの回転数の急速な上昇を考慮してビットが作業に適した回転状態に到達すると同時に作業を開始することが可能となる。

また、ビットが十分な回転状態に到達すると同時に作業を開始することができるので、ビットが作業に適した回転数（作業を効果的に行うことが可能な目標回転数）に到達する前に、本格的な作業を開始してしまうことを防止することができ、電動工具の能力を最大限に発揮し得る状態で作業を行うことが可能となる。

なお、報知手段としては、振動の発生、音の出力、さらには、光等の発光によって作業者に報知を行う手段などを用いることができる。

さらに、上述した電動工具の報知手段は、振動によって作業者に報知手段の実行を報知させる振動発生手段であってもよい。

報知手段が振動発生手段である場合には、電動工具の筐体を介して作業者が報知手段による報知（振動）を体感することができるので、例えば、電動工具を用いる作業現場の騒音がうるさい場合などであっても確実に報知手段の報知を認識することが可能となる。

さらに、振動発生手段が、大きさを変化させつつビットの先端方向に脈動する加振力を付与するための加振装置であってもよい。

一部の電動工具においては、コンクリートドリル等のように、穿孔形成作業を効率的かつ効果的に行うために加振装置を備えるものが存在する。このため、このような電動工具においては、加振装置を報知手段として利用することによって、新たに報知手段を付加することなく既存の設備を用いて報知を行うことが可能となる。

また、上述したように、加振装置の振動を利用して報知を行うことにより、電動工具を用いる作業現場がうるさい場合であっても確実に報知を行うことが可能となる。

さらに、ビットの位置合わせ等を行う場合に加振装置が稼働してしまうと、ビットの位置合わせが行い難くなるので、ビットの位置合わせが終わった後、つまりソフトスタート状態が終了した後に加振装置を報知手段として稼働させることによって、ビットの位置合わせ時における加振装置の稼働を抑制することも可能となる。

また、上述した電動工具は、ビットが回転駆動を開始してからの経過時間を計時する経時手段を有し、制御手段が、経時手段により計時された経過時間に応じて駆動手段に対する駆動制御量を変化させることを特徴とするものであってもよい。

このように、ビットの回転駆動が開始されてからの経過時間に応じて駆動手段に対する駆動制御量を変化させることによって、電動工具の使用される状況に応じた駆動量制御を行うことが可能となる。例えば、電動工具の駆動時にビットの位置合わせ（穿孔位置におけるビットの定位）を行う場合には、ビットの位置合わせ（定位）に必要とされる時間（例えば、１秒）が経過するまでソフトスタート状態で駆動制御を行うことによって、確実かつ簡易に位置合わせ作業を行うことが可能となる。さらに、その後（例えば、１秒経過後）に、駆動制御量を加速立ち上げ状態に変更することによって、ビットが十分な回転状態に到達するまでの時間を短くして、能力を最大限に発揮し得る駆動状態へと早期に電動工具を導くことが可能となる。

また、上述した電動工具は、ビットの回転数を検出する回転数検出手段を有し、制御手段が、回転数検出手段により検出された回転数に応じて駆動手段に対する駆動制御量を変化させることを特徴とするものであってもよい。

このようにビットの回転数に応じて駆動手段に対する駆動制御量を変化させることにより、電動工具の使用される状況に適した回転数となるようにビットの回転数を制御することが可能となる。例えば、電動工具の駆動時にビットの位置合わせを行う場合、位置合わせを円滑に行うためにビットが低回転で回転されることが好ましい。このため、ビットの位置合わせに好適な回転数以下（例えば４０００ｍｉｎ^−１以下）の場合には、駆動制御量の増加を緩やかにするソフトスタート状態で駆動手段の制御を行い、好適な回転数以上になった場合には、駆動手段の駆動制御量の増加量を加速度的に増加させる加速立ち上げ状態に変化させて、ビットが十分な回転状態に到達するまでの時間を短くすることが可能となる。

本発明に係る電動工具を用いることによって、駆動手段の駆動制御量を変化させてビットの回転状態を変化させることができるので、ビットの回転開始時に駆動制御量を抑制することによりビットの定位を容易に行うことが可能になる。また、定位作業後に駆動制御量を変化させてビットの回転状態を急激に上昇させることによって、ビットが十分な回転数に到達するまでの時間を短縮させることができる。さらに、ビットの回転状態が変化するときに報知手段がその旨を作業者に知らせることができるので、作業者は、報知手段の報知を基準としてビットの回転数が十分な回転数に到達し得ることを容易に判断することが可能となり、能力を最大限に発揮し得るビットの回転状態において電動工具を使用することが可能となる。

［実施の形態１］
以下、本発明に係る電動工具について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、実施の形態１に係る電動工具としてのコンクリートドリルを示した斜視図であり、図２は断面図である。

コンクリートドリル１は、筐体２内に配設されるメインスイッチ３、メインモータ（駆動手段）４、回転駆動伝達部５、メインモータ回転数検出部（回転数検出手段）６、パワーアシストモータ７、パワーアシスト機構部（報知手段、振動発生手段、加振装置）８、制御部（制御手段、経時手段）９によって概略構成されている。

筐体２は、樹脂製のケーシング部材によって形成されており、このケーシング部材は、左右対称をなす一対の半割ケーシングによって構成されている。筐体２の後端部には、コンクリートドリル１を保持するための把持部２ａが形成されており、把持部２ａを握った状態において指でオン／オフ操作しやすい位置にメインスイッチ３が設けられている。

メインスイッチ３は、把持部２ａの下端部に形成される電源ケーブル用基部２ｂを介して外部の電源より供給される電力のオン／オフ操作を行うためのスイッチであり、このスイッチをオンすることによって、メインモータ４およびパワーアシストモータ７を駆動させることが可能となっている。

メインモータ４は、回転駆動伝達部５を介して工具先端に取り付けられるビット１０を回転駆動させるためのモータである。メインモータ４の駆動制御はメインスイッチ３のオン／オフ操作に応じて行われるが、メインモータ４の回転数量は制御部９の指示に応じて段階的に変化させることが可能となっている。

メインモータ回転数検出部６は、メインモータ４の回転軸４ａの後端部側面を臨む位置に設置されている。回転軸４ａの後端部には外周に沿ってＮ極とＳ極とを示す磁性体４ｂが交互に配設されており、メインモータ回転数検出部６に設けられるホールセンサ６ａにより、回転軸４ａの回転に伴うＳＮ極の変化を検出することによって、メインモータ４における回転軸４ａの回転数を検出する構造となっている。

回転駆動伝達部５は、メインモータ４の回転軸４ａの駆動力をビット１０に伝達する役割を有している。回転駆動伝達部５は、メインモータ４の回転軸４ａの回転に連動して回転する回転軸部５ａが設けられており、この回転軸部５ａの先端にビット１０を取り付けることが可能となっている。このため、作業者は、筐体２の前端部に設けられるチャック５ｂを操作することによって作業対象に適したビット１０を選択して取り付けることが可能となっている。

パワーアシストモータ７は、次述するパワーアシスト機構部８を駆動させるためのモータである。パワーアシストモータ７は、メインモータ４よりも回転出力が小さいモータであって、メインモータ４の下側に位置するようにして配設されている。パワーアシストモータ７もメインモータ４と同様に、メインスイッチ３のオン／オフ操作に応じて駆動制御が行われるが、本実施の形態１においては、メインスイッチ３がオンの状態であって、さらに制御部９に従って駆動動作制御が行われた場合に、パワーアシストモータ７の駆動が実行される。パワーアシストモータ７の回転軸７ａには、図３および図４に示すように、傘歯車７ｂが設けられている。なお、パワーアシストモータ７の回転軸７ａの延伸方向はメインモータ４の回転軸４ａの延伸方向と同様にコンクリートドリル１の前方方向へと向けられており、ビット１０と平行になるようにして回転軸７ａが設けられている。

パワーアシスト機構部８は、パワーアシストモータ７の駆動に応じて、工具の前後方向に加振力を付与するための装置である。パワーアシスト機構部８は、互いに対向する一対の加振部材１２，１３によって構成されている。加振部材１２，１３は、パワーアシストモータ７の傘歯車７ｂに噛合する傘歯車１２ａ，１３ａと、傘歯車１２ａ，１３ａによって回転される回転軸１２ｂ，１３ｂと、回転軸１２ｂ，１３ｂの外側面において外周半周部分を占めるようにして取り付けられる偏芯ウェイト部１２ｃ，１３ｃとを有している。偏芯ウェイト部１２ｃ，１３ｃは所定重量を備えており、パワーアシストモータ７の傘歯車７ｂの回転に伴って回転軸１２ｂ，１３ｂの周りを回転して、回転軸１２ｂ，１３ｂの遠心方向へ向かう力を筐体２に対して発生させる構造となっている。

一対の加振部材１２，１３は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、一方の加振部材１２（１３）の偏芯ウェイト部１２ｃ（１３ｃ）が回転軸１２ｂ（１３ｂ）の下側半周部分に位置する場合において、他方の加振部材１３（１２）の偏芯ウェイト部１３ｃ（１２ｃ）が回転軸１３ｂ（１２ｂ）の上側半周部分に位置するようにして、それぞれの傘歯車１２ａ，１３ａをパワーアシストモータ７の傘歯車７ｂに噛合させている。このため、パワーアシストモータ７の回転軸７ａが回転駆動された場合には、一方の偏芯ウェイト部１２ｃ（１３ｃ）が上方向への加振力を発生させると同時に、他方の偏芯ウェイト部１３ｃ（１２ｃ）が下方向への加振力を発生させることとなるので、加振部材１２，１３の回転によって筐体２に対し、図３（ａ）（ｂ）に示す矢印方向のねじりモーメントが左右回転方向に交互に付与されることとなる。

一方で、パワーアシストモータ７の回転軸７ａが回転駆動されて、一方の加振部材１２（１３）に設けられる偏芯ウェイト部１２ｃ（１３ｃ）が回転軸１２ｂ（１３ｂ）の前側半周部分に位置する場合には、図４（ａ）に示すように、他方の偏芯ウェイト部１３ｃ（１２ｃ）も回転軸１３ｂ（１２ｃ）の前側半周部分に位置するようにして回転駆動され、また、図４（ｂ）に示すように、一方の偏芯ウェイト部１２ｃ（１３ｃ）が回転軸１２ｂ（１３ｂ）の後側半周部分に位置する場合には、他方の偏芯ウェイト部１３ｃ（１２ｃ）も回転軸１３ｂ（１２ｃ）の後側半周部分に位置するようにして回転駆動される。

このため、パワーアシストモータ７の回転軸７ａが回転駆動された場合には、両方の加振部材１２，１３が同じタイミングで前方向（図４（ａ）における矢印方向）に加振力を発生させると共に、同じタイミングで後方向（図４（ｂ）における矢印方向）に加振力を発生させることとなるので、加振部材１２，１３の回転により筐体２に対して前後に脈動する大きな加振力を付与することが可能となる。

このように、パワーアシスト機構部８を稼働させることによって、筐体２に対して前後方向の振動を発生させることができるので、作業者がコンクリート壁等に穿孔を形成する場合において、ビット１０先端に対して効果的に脈動した圧力を加えることができ、穿孔形成速度を向上させることが可能となる。

さらに、パワーアシスト機構部８の稼働によって、筐体２に対して回転モーメントが左右回転方向に向けて交互に付加されることとなるので、ビット１０先端に対してねじれの力を加えることが可能となり、作業者の穿孔形成作業負担の軽減と穿孔形成速度の高速化を図ることが容易となる。

なお、本実施の形態１において、パワーアシスト機構部８は、作業者の穿孔形成作業の負担軽減や処理速度向上のためだけに用いられるのではなく、作業者に対してソフトスタート状態から加速立ち上げ状態へとメインモータ４の回転状態が変化されたことを示す報知手段としての機能を有している。その詳細に関しては、後述する制御部９の制御処理の説明において行うものとする。

制御部９は、メインモータ４およびパワーアシストモータ７の駆動制御を行う機能を有している。制御部９は、図５に示すように、メインスイッチ３のオン／オフを検知するメインスイッチ検知機能と、メインスイッチ３がオンされてからの経過時間を計時する経時機能と、メインモータ回転数検出部６において検出されるメインモータ４の回転数を検出するメインモータ回転数検出機能と、メインモータ４を駆動制御するためのメインモータ制御機能と、パワーアシストモータ７の駆動制御を行うパワーアシストモータ制御機能と有している。

制御部９は、これらの機能を実現するための機能回路を有する電子回路（制御基板）等であって、ハードウェア的に上記機能を実現するものによって構成されていてもよく、また、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて、ＲＯＭに記録されるプログラムに従ってＣＰＵ等がソフトウェア的処理により上記処理を実現するものによって構成されていてもよい。

制御部９は、メインスイッチ３のオン／オフ状態に応じて操作信号を検出することが可能な構造となっており、この操作信号を検出することによってメインスイッチ検知機能を実現している。また、制御部９には、クロック発生装置等のハードウェア資源を利用して、又はＣＰＵが備えるサンプリング処理機能等をソフトウェア制御的に利用して、メインスイッチ３がオンされてからの経過時間の計時を行うことが可能となっており、この経時処理によって経時機能を実現している。

さらに、制御部９は、メインモータ回転数検出部６より検出されたメインモータ４の回転数に関する情報を取得することによってメインモータ４の回転数、ひいてはビット１０の回転数の判断を行うことが可能となっており、この回転数の判断処理によってメインモータ回転数検出機能を実現している。また、制御部９は、メインモータ４に供給される電力量等の調整を行うことによって、メインモータ４の回転数を変化させることが可能となっており、このメインモータ４の回転数を変化させる処理によってメインモータ制御機能を実現している。さらに、制御部９は、パワーアシストモータ７に供給される電力量のオン／オフ切替を行うことが可能となっており、このオン／オフ切替制御によってパワーアシストモータ制御機能を実現している。

次に、制御部９におけるメインモータ４およびパワーアシスト機構部８の駆動制御処理について、フローチャートを用いて詳細に説明する。図６は、制御部９における処理を示したフローチャートである。

制御部９は、メインスイッチ３より操作信号を検出し（ステップＳ．１）、メインスイッチがオンになったか否かについて判断を行う（ステップＳ．２）。メインスイッチ３がオンになっていないと判断した場合（ステップＳ．２においてＮｏの場合）、制御部９は、メインスイッチ３がオンになるまでメインスイッチ３における操作信号の検出・判断処理（ステップＳ．１、ステップＳ．２）を繰り返し実行する。

メインスイッチ３がオンになったと判断した場合（ステップＳ．２においてＹｅｓの場合）、制御部９は、メインモータ４をソフトスタートによって回転駆動させる（ステップＳ．３）。ここで、ソフトスタートによるメインモータ４の回転駆動とは、メインモータ４を制御することによってメインモータ４における回転軸４ａの回転数を緩やかに上昇させる駆動方法を意味する。このように、ソフトスタートによってメインモータ４の駆動制御を行うことによって、メインスイッチ３をオンすると同時にメインモータ４により回転駆動されるビット１０が目標回転数（穿孔形成作業に適したビットの回転数等）、例えば８０００ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）まで上昇してしまって、作業者が穿孔用の位置合わせを行い難くなることを回避し、また、起動トルクの反動力によって工具が振れ回ることを効果的に抑制することが可能となる。

そして、制御部９は、メインスイッチ３がオンされてからの経過時間の計測（経時）を開始（ステップＳ．４）した後に、経過時間の検出を行い（ステップＳ．５）、経時時間が所定時間Δｔ、本実施の形態１においては１秒が経過したか否かの判断を行う（ステップＳ．６）。メインスイッチがオンされてから１秒経過していないと判断した場合（ステップＳ．６においてＮｏの場合）、制御部９は、再度、経過時間の検出を行い（ステップＳ．５）、１秒経過したか否かの判断を繰り返し行う（ステップＳ．６）。

メインスイッチ３がオンされてから１秒経過したと判断した場合（ステップＳ．６においてＹｅｓの場合）、制御部９は、メインモータ４の駆動状態を制御して、回転軸４ａの回転数がソフトスタートの場合に比べて急速に加速する加速立ち上げ状態へと、メインモータ４の制御状態を変化させる（ステップＳ．７）。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、メインモータ４の回転数変化を経時的に示した図であって、目標回転数を８０００ｍｉｎ^−１とした場合を示している。図７（ａ）は、メインモータ４の駆動制御をソフトスタートのみを用いて制御した場合を示し、図７（ｂ）は、メインスイッチ３がオンされてから１秒後にメインモータ４の駆動状態を加速立ち上げ状態へ２段階に変化させた場合を示している。

ソフトスタートのみでメインモータ４を駆動制御した場合には、図７（ａ）に示すように、回転軸４ａの回転数が目標回転数である８０００ｍｉｎ^−１に到達するまで約２秒の時間を要するのに対して、１秒後に加速立ち上げ状態に変化させた場合には、図７（ｂ）に示すように、約１．３秒程度で、回転軸の回転数を８０００ｍｉｎ^−１に到達させることができる。このため、作業者は、ソフトスタートのみでメインモータ４の駆動制御が行われる場合に比べて早期に穿孔形成作業を開始することができ、作業操作の迅速化を図ることが可能となる。

また、ソフトスタート状態による駆動制御が１秒間経過するまで行われるので、穿孔位置に対するビット１０の位置合わせ等を行った後にメインスイッチ３をオンすることによって駆動開始、又は、メインスイッチ３をオンすると同時又は直後にビット１０の位置合わせ等を行うことによって駆動開始するときに、ビット１０の回転開始時に大きな起動トルクが発生することを抑制することができる。このため、穿孔位置におけるビット１０の位置合わせが容易となり、また、起動時に起動トルクの反動力によって工具が振れ回ることを防止することができるので、穿孔形成作業を確実かつ簡易に行うことが可能となる。

また、制御部９は、メインモータ４の駆動状態を加速立ち上げ状態へと変化させると同時に、パワーアシストモータ７を駆動させてパワーアシスト機構部８の駆動を開始させる（ステップＳ．８）。

このように、メインモータ４の駆動状態を加速立ち上げ状態へと変化させると同時に、パワーアシスト機構部８の駆動を開始させることによって、作業者はパワーアシスト機構部８の駆動により生ずる振動を、筐体２を介して体感することができる。作業者は、パワーアシスト機構部８による振動始動を判断基準として、メインモータ４の駆動状態がソフトスタート状態から加速立ち上げ状態へと変化したことを簡易に判断することができるので、メインモータ４の回転数が目標回転数である８０００ｍｉｎ^−１に到達すると同時に本格的な穿孔形成作業を開始することが可能となる。

本実施の形態１に示すコンクリートドリル１では、図７（ｂ）に示すように、メインモータ４の駆動状態が加速立ち上げ状態に変化して０．３秒後にはメインモータ４の回転数が目標回転数である８０００ｍｉｎ^−１に到達している。一方で、一般的な作業者が、パワーアシスト機構部８による振動を脳で感知してから実際に工具の操作を開始するまでに、通常０．３秒〜０．５秒程度の時間を必要とする傾向がある。このため、作業者がパワーアシスト機構部８による振動を体感すると同時に積極的な穿孔形成作業を開始した場合であっても、作業を開始した時点でメインモータ４の回転数が目標回転数に到達していることとなり、作業者はメインモータ４の回転数が目標回転数に到達するまでの時間を考慮することなく作業を開始することが可能となる。

また、作業者がパワーアシスト機構部８による振動を体感すると同時に穿孔形成作業を開始した場合であっても、上述したようにメインモータ４の回転数が目標回転数に到達しているので、ソフトスタート機能を備えていない従来のコンクリートドリル１を操作する感覚で工具の操作を行うことができる。

さらに、作業者がパワーアシスト機構部８による振動を体感すると同時に穿孔形成作業を開始した場合であっても、メインモータ４の回転数が目標回転数に到達しているので、ビット１０の回転数が目標回転数に到達する前に積極的な穿孔形成作業を開始してしまうことを防止することができ、コンクリートドリル１における穿孔能力を最大限に発揮し得る状態で作業を行うことが可能となる。

その後、制御部９は、メインモータ回転数検出部６よりメインモータ４の回転数を検出し（ステップＳ．９）、検出されたメインモータ４の回転数に基づいて、メインモータ４の回転数が目標回転数を維持し得るようにメインモータ４の駆動制御処理を実行する（ステップＳ．１０）。

そして、制御部９は、メインスイッチ３より操作信号を検出し（ステップＳ．１１）、メインスイッチ３がオフになったか否かについて判断を行う（ステップＳ．１２）。メインスイッチ３がオフになっていないと判断した場合（ステップＳ．１２においてＮｏの場合）、制御部９は、メインスイッチ３がオフになるまで、メインモータ４の回転数検出（ステップＳ．９）、メインモータ４の駆動制御処理（ステップＳ．１０）、メインスイッチ３における操作信号の検出・判断処理（ステップＳ．１１、ステップＳ．１２）を繰り返し実行する。

メインスイッチ３がオフになったと判断した場合（ステップＳ．１２においてＹｅｓの場合）、制御部９は、メインモータ４の駆動を停止させる（ステップＳ．１３）と共に、パワーアシスト機構部８の駆動を停止させて（ステップＳ．１４）、処理を終了する。

このように、本実施の形態１に係るコンクリートドリル１を用いることによって、メインモータ４における回転軸４ａの駆動状態をソフトスタートによって回転駆動させることができるので、ビット１０の回転開始時に大きな起動トルクが発生することを抑制することができる。このため、穿孔位置におけるビット１０の位置合わせが容易となり、また、起動時における起動トルクの反動力によって工具が振れ回ることを防止することができるので、穿孔形成作業を確実かつ簡易に行うことが可能となる。

また、メインスイッチ３がオンされてから１秒経過した後に、回転軸４ａの駆動状態がソフトスタート状態から加速立ち上げ状態へと変化されるので、ソフトスタートのみでメインモータ４の駆動制御が行われる場合に比べて早期に穿孔形成作業を開始することができ、作業操作の迅速化を図ることが可能となる。

さらに、メインモータ４の駆動状態を加速立ち上げ状態へと変化させると同時に、パワーアシスト機構部８の駆動が開始されるので、パワーアシスト機構部８の駆動によりメインモータ４の駆動状態が加速立ち上げ状態へと変化されたことを容易に判断することができる。このため、パワーアシスト機構部８による振動を体感すると同時に穿孔形成作業を開始することによって、ビット１０が目標回転数に到達するまでの時間を考慮することなく作業を開始することが可能となると共に、コンクリートドリル１における穿孔能力を最大限に発揮し得る状態で作業を開始することができる。

また、パワーアシスト機構部８による振動を体感すると同時に穿孔形成作業を開始した場合であっても、メインモータ４の回転数が目標回転数に到達しているので、ソフトスタート機能を備えていない従来のコンクリートドリルを操作する感覚で工具の操作を行うことができる。

［実施の形態２］
上述した実施の形態１では、メインスイッチ３がオンされてから所定時間（実施の形態１では１秒）だけ経過したときに、メインモータ４の駆動状態をソフトスタートから加速立ち上げ状態に変化させると共に、パワーアシスト機構部８を稼働させることによって、作業者にメインモータ４のソフトスタートが終了したことを知らせる構成であったが、メインモータ４の駆動状態をソフトスタートから加速立ち上げ状態に変化させる条件は、必ずしも所定時間の経過に限定されるものではない。例えば、メインモータ回転数検出部６により検出されるメインモータ４の回転数に応じてメインモータ４の駆動状態を変化させるように制御することも可能である。

図８は、メインモータ４の回転数に応じてメインモータ４の駆動状態を変化させる処理を示したフローチャートであり、図９（ａ）は、図８に示す処理におけるメインモータ４の回転数変化を経時的に示した図である。制御部９は、メインスイッチ３より操作信号を検出し（ステップＳ．１）、メインスイッチ３がオンになったか否かについて判断を行う（ステップＳ．２）。メインスイッチ３がオンになったと判断した場合（ステップＳ．２においてＹｅｓの場合）、制御部９は、メインモータ４をソフトスタートによって回転駆動させる（ステップＳ．３）。

その後、制御部９は、メインモータ回転数検出部６よりメインモータ４の回転数を検出し（ステップＳ．５ａ）、検出された回転数が所定の回転数、例えば４０００ｍｉｎ^−１以上であるか否かを判断する（ステップＳ．６ａ）。回転数が４０００ｍｉｎ^−１未満である場合（ステップＳ．６ａにおいてＮｏの場合）、制御部９は、回転数が４０００ｍｉｎ^−１以上になるまで回転数検出処理（ステップＳ．５ａ）を繰り返し、回転数が４０００ｍｉｎ^−１以上である場合（ステップＳ．６ａにおいてＹｅｓの場合）には、メインモータ４の駆動状態を加速立ち上げ状態へ変化させる（ステップＳ．７）。

このように、メインモータ４の回転数に応じてメインモータ４の駆動状態を変化させることによって、回転数の上昇に応じてメインモータ４の駆動状態を確実に変化させることが可能となる。メインモータ４の回転数に応じてメインモータ４の駆動状態を変化させる場合であっても、実施の形態１と同様に、ソフトスタートのみでメインモータ４の駆動制御が行われる場合に比べて早期に穿孔形成作業を開始することができ、作業操作の迅速化を図ることが可能となる。

その後、制御部９は、メインモータ４の駆動状態を加速立ち上げ状態へと変化させると同時に、パワーアシスト機構部８の駆動を開始させ（ステップＳ．８）、メインモータ４の回転数を検出して（ステップＳ．９）、検出されたメインモータ４の回転数に基づいて、メインモータ４の駆動制御処理実行する（ステップＳ．１０）。そして、制御部９は、メインスイッチ３より操作信号を検出し（ステップＳ．１１）、メインスイッチ３がオフになったと判断した場合（ステップＳ．１２においてＹｅｓの場合）には、メインモータ４およびパワーアシスト機構部８の駆動を停止させて（ステップＳ．１３、ステップＳ．１４）、処理を終了する。

このように、メインモータ４の回転数に応じてメインモータ４の駆動状態を変化させる場合であっても、メインモータ４の駆動状態を変化させると同時に、パワーアシスト機構部８の駆動を開始させることによって、パワーアシスト機構部８による振動の体感を判断基準として穿孔形成作業を開始することができ、ソフトスタート機能を備えていない従来のコンクリートドリルを操作する感覚で工具の操作を行うことができる。

また、パワーアシスト機構部８による振動を体感すると同時に穿孔形成作業を開始した場合であっても、メインモータ４が加速立ち上げ状態へと駆動状態を変化させることによって、実施の形態１と同様に、操作開始時にはメインモータ４の回転数が目標回転数に到達しているので、ビット１０が目標回転数に到達するまでの時間を考慮することなく作業を開始することが可能となると共に、コンクリートドリル１における穿孔能力を最大限に発揮し得る状態で作業を開始することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１に示したコンクリートドリル１では、パワーアシスト機構部８を報知手段として利用した場合について説明を行ったが、報知手段は必ずしもパワーアシスト機構部８のみに限定されるものではない。電動工具によってはパワーアシスト機構部８を備えないものも存在するため、そのような電動工具においては、他の報知手段を設置することが可能である。

例えば、報知手段として作業者が視認可能な点消灯ランプ等を筐体２に設け、メインモータ４の駆動状態が変化されると同時にランプの点灯又は消灯が行われる構成とすることも可能である。このように視覚によって視認することが可能な報知手段を設ける場合であっても、作業者はメインモータ４の駆動状態変化を容易に判断することができるので、実施の形態１に示した効果と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、視覚による報知手段としてランプ等を設ける場合には、作業の邪魔にならず、さらに作業中に視認しやすい位置にランプ等を設置することが好ましく、例えば筐体上面等に設けることが好ましい。またランプは点消灯するものに限定されず、常時点灯するものであっても、ランプの発光色が変化等するものであれば、駆動状態の変化を容易に判断することが可能である。

さらに、報知手段は、視覚的に視認することが可能なものには限定されない。例えば、特定の音（例えばＢＥＥＰ音等）や所定のメロディを発するスピーカ等の音出力機構を報知手段として用いることも可能である。なお、音出力機構より出力される音は、電動工具が使用させる環境において通常発生し得るノイズ音と音域等が異なる音であることが好ましい。これらのノイズ音と異なる音を出力させることによって、電動工具の使用時に容易に出力音の有無を判断することが可能となる。例えば、ＢＥＥＰ音のような電子音等のような人工的な音などが好適である。

［実施の形態４］
また、実施の形態１においては、制御部９によりメインモータ４の駆動状態がソフトスタート状態から加速立ち上げ状態へ２段階に変化される構成であったが、制御部９におけるメインモータ４の駆動状態変化は、必ずしも２段階に限定されるものではなく、３段階以上の多段階に変化させるものであってもよい。例えば、図９（ｂ）に示すように、メインスイッチ３がオンされてから０．５秒後、１.０秒後とで３段階に駆動状態を変化させる構成とすることも可能である。このようにビットの回転状態（駆動状態）を多段的に変化させることによって、ビット１０に付加される起動トルク変化を円滑に変化させることが可能となる。また、多段的に変化させる場合であっても、上述した報知手段により、例えばランプの発光色をその段階に応じて変化させることによって、作業者が駆動状態変化を容易に判断することが可能となる。

以上、本発明に係る電動工具を備えたコンクリートドリル１について、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係る電動工具は、上述した実施の形態に示した例には限定されない。いわゆる当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

例えば、上述した実施の形態では、本発明に係る電動工具としてコンクリートドリル１を一例として説明したが、本発明に係る電動工具はコンクリートドリル１に限定されるものではなく、工具先端に設置されるビットを回転駆動させる構造を備えた電動工具であれば、コンクリートドリル以外のドリル工具、ドライバ工具等であっても本発明の電動工具に含まれる。

実施の形態１に係るコンクリートドリルを示した外観斜視図である。 実施の形態１に係るコンクリートドリルを示した断面図である。 実施の形態１に示すパワーアシスト機構部の概略構成を示した斜視図である。 実施の形態１に示すパワーアシスト機構部の概略構成を示した他の斜視図である。 実施の形態１に示す制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に示す制御部の処理内容を示すフローチャートである。 図６に示すフローチャートに従って制御されるメインモータの回転数変化を示した図である。 実施の形態２に示す制御部の処理内容を示すフローチャートである。 （ａ）は、図８に示すフローチャートに従って制御されるメインモータの回転数変化を示した図であり、（ｂ）は、実施の形態４に示す処理内容に従って制御されるメインモータの回転数変化を示した図である。

符号の説明

１ …コンクリートドリル（電動工具）
２ …筐体
２ａ …把持部
２ｂ …電源ケーブル用基部
３ …メインスイッチ
４ …メインモータ（駆動手段）
４ａ …（メインモータの）回転軸
４ｂ …磁性体
５ …回転駆動伝達部
５ａ …（回転駆動伝達部の）回転軸部
５ｂ …チャック
６ …メインモータ回転数検出部（回転数検出手段）
６ａ …ホールセンサ
７ …パワーアシストモータ
７ａ …（パワーアシストモータの）回転軸
７ｂ …（パワーアシストモータの）傘歯車
８ …パワーアシスト機構部（報知手段、振動発生手段、加振装置）
９ …制御部（制御手段、経時手段）
１０ …ビット
１２，１３ …加振部材
１２ａ，１３ａ …（加振部材の）傘歯車
１２ｂ，１３ｂ …（加振部材の）回転軸
１２ｃ，１３ｃ …偏芯ウェイト部

Claims (3)

1. 振動によって作業者に対して報知を行うための報知手段と、
   ビットの回転駆動を行う駆動手段の駆動量制御を行うと共に、前記報知手段における報知処理制御を行う制御手段とを有し、
   該制御手段は、
   前記駆動手段の駆動制御量を制御することにより、
   前記ビットの回転数を緩やかに上昇させるソフトスタート状態で前記ビットの回転を開始させた後に、
   前記ビットの回転開始から所定時間が経過したこと、または、前記ビットの回転数が所定回転数に達したことを条件として、前記ソフトスタート状態の場合に比べて前記ビットの回転数を急速に加速する加速立ち上げ状態へ前記ビットの回転状態を変化させると共に、前記報知手段における報知処理を実行させること
   を特徴とする電動工具。
2. 前記報知手段は、大きさを変化させつつ前記ビットの先端方向に脈動する加振力を付与するための加振装置であること
   を特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記制御手段は、
   ビットの回転を加速立ち上げ状態に変化させてから０．３秒以内に、前記ビットの回転数を穿孔形成作業に適した回転数まで上昇させること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動工具。

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