JP6607501B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、複数の動作モードを有する電動工具に関する。

従来より、モータの回転力を先端工具に伝達可能な回転伝達機構および打撃伝達機構を備え、作業内容に応じて先端工具の動作モードを切り換えられるハンマドリルが知られている。回転伝達機構は、モータ回転運動をそのまま又は減速して先端工具に伝達するための機構であり、打撃伝達機構は、モータ回転運動を往復運動に変換して先端工具に打撃運動を伝達するための機構である。

ハンマドリルでは、動作モードとして「回転打撃モード」、「回転モード」、「打撃モード」が選択可能とされる。「回転打撃モード」は、回転伝達機構および打撃伝達機構が回転運動および打撃運動を先端工具に伝達し、先端工具に回転力および打撃力を生じさせる動作モードである。「回転モード」は、回転伝達機構が回転運動を先端工具に伝達し、先端工具に回転力を生じさせる動作モードである。「打撃モード」は、打撃伝達機構が打撃運動を先端工具に伝達し、先端工具に打撃力を生じさせる動作モードである。

特許文献１は、切換レバーを回転操作することで動作モードを切り換え可能とするハンマドリルを開示する。このハンマドリルには、切換補助軸および軸方向に移動可能な移動部材が設けられ、切換レバーが回転されると、切換レバーの偏心ピンが移動部材を切換補助軸の軸方向上方に移動させることでクラッチ機構の回転伝達が解除される。

特許文献２は、複数の動作モードを有する電動工具であって、ユーザが変位操作した切換レバーの設定位置に対応した電気信号を出力するスイッチを備え、スイッチから出力された電気信号に対応した制御方法でモータを制御する技術を開示する。

特開２００２−１９２４８１号公報 特開２０１２−１３９８００号公報

複数の動作モードを有する電動工具において、モータは動作モードに応じた制御方法で制御されることが好ましい。特許文献２では、切換レバーが操作された設定位置を検出するための接点スイッチを設けて、接点スイッチから出力された電気信号により動作モードを判別する手法が採用されている。

しかしながら切換レバーが設定位置に適切に操作されない場合、設定された動作モードと、接点スイッチの出力信号により判別される動作モードとが異なる状況が生じうる。たとえば切換レバーが動かされて動作モードが切り替えられたものの、切換レバーが設定位置まで操作されていないために、接点スイッチが切換レバーの操作位置を検出できないケースである。動作モードに応じてモータ回転速度の上限を異ならせるモータ制御を実施する場合、動作モードの判別を誤ると、動作モードに対して設定されている上限以上の回転速度でモータを回転させる状況が生じうる。このような状況を生じさせないためには、動作モードの判別が正しく確実に行われる必要がある。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の動作モードを有する電動工具において、動作モードを正確に判定する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電動工具は、複数の動作モードを有し、駆動軸を有するモータと、駆動軸の回転により回転する第１回転歯車と、第１回転歯車の回転運動を往復運動に変換して、先端工具に打撃運動を伝達するための打撃伝達機構と、第１回転歯車と打撃伝達機構とを連結または連結解除する第１クラッチ部材と、駆動軸の回転により回転する第２回転歯車と、第２回転歯車の回転運動を先端工具に伝達するための回転伝達機構と、第２回転歯車と回転伝達機構とを連結または連結解除する第２クラッチ部材と、第１クラッチ部材および第２クラッチ部材に接触可能な位置に配置される係合部材を有し、回転操作されると係合部材が第１クラッチ部材または第２クラッチ部材の一方に接触して移動させる操作スイッチと、第１クラッチ部材の位置を検出する第１センサと、第２クラッチ部材の位置を検出する第２センサと、第１センサおよび第２センサの検出信号にもとづいて、動作モードを判定する動作モード判定部と、動作モード判定部により判定された動作モードに応じて、モータの回転を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、複数の動作モードを有する電動工具において、動作モードを正確に判定する技術を提供できる。

本発明の実施形態に係る電動工具の概略構成を示す図である。 操作スイッチの構造を示す図である。 操作スイッチをハウジングに取り付けた状態を示す図である。 駆動機構に往復運動および／または回転運動を伝達するための構造を示す図である。 回転打撃モードにおける操作スイッチおよび被操作部の状態を示す図である。 回転モードにおける操作スイッチおよび被操作部の状態を示す図である。 打撃モードにおける操作スイッチおよび被操作部の状態を示す図である。 打撃モードにおける操作スイッチおよび被操作部の状態を示す図である。 トリガスイッチの操作量に対して設定されるモータの回転速度の例を示す図である。

図１は、本発明の実施形態に係る電動工具１の概略構成を示す。電動工具１は複数の動作モードを有するハンマドリルであり、ハウジングで外郭を構成される。電動工具１は、駆動機構２、往復運動伝達部２０、第１回転歯車２１、回転運動伝達部３０、第２回転歯車３１、第１クラッチ４０、第２クラッチ５０、回転規制機構６０、モータ８０、制御部８２、動作モード判定部８３、第１センサ９０、第２センサ９１および第３センサ９２をハウジング内に備える。操作スイッチ７０およびトリガスイッチ８４は、それぞれハウジング外に露出して、ユーザにより操作される操作子を有する。

モータ８０は駆動軸８１を有し、第１回転歯車２１および第２回転歯車３１は、駆動軸先端の歯車に噛合して駆動軸８１の回転により回転する。トリガスイッチ８４はユーザにより操作され、制御部８２は、トリガスイッチ８４の操作の有無によりモータ８０のオンオフを制御するとともに、トリガスイッチ８４の操作量に応じた回転速度となるようにモータ８０の回転を制御する。制御部８２は、制御基板に搭載されるマイクロコンピュータなどから構成され、図示しないバッテリからモータ８０に電流を供給する。

電動工具１は、第１回転歯車２１の回転運動を往復運動に変換して、先端工具１２に打撃運動を伝達するための打撃伝達機構と、第２回転歯車３１の回転運動を先端工具１２に伝達するための回転伝達機構とを備える。第１クラッチ４０は、第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結または連結解除する第１クラッチ部材を有し、第２クラッチ５０は、第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結または連結解除する第２クラッチ部材を有する。

駆動機構２は、ピストン３、コンロッド５、シリンダ６、打撃子７、中間子８、傘歯車９および平歯車１０を備える。傘歯車９および平歯車１０は軸方向に隣接して設けられてよいが、互いに離間して設けられてもよい。シリンダ６の先端側には工具保持部１１が固定され、工具保持部１１は先端工具１２を軸方向に進退可能に保持する。

＜打撃伝達機構＞
駆動機構２においてピストン３および打撃子７が、シリンダ６内に摺動可能に収容されている。コンロッド５の先端側は、ピストンピン４によりピストン３に対して回転可能に支持され、後端側は、往復運動伝達部２０におけるクランクシャフトの偏心ピンに回転可能に支持される。往復運動伝達部２０およびコンロッド５が、第１回転歯車２１の回転運動を、先端工具１２の軸線上の往復運動に変換してピストン３に伝達する。ピストン３と打撃子７の間には空気ばね機構が形成され、ピストン３が前進することで、打撃子７が中間子８を介して先端工具１２に打撃力を与える。実施形態において打撃伝達機構は、往復運動伝達部２０、コンロッド５、ピストン３、ピストンピン４、打撃子７、空気ばね機構および中間子８により構成され、第１回転歯車２１の回転運動を往復運動に変換して、先端工具１２に打撃運動を伝達する。

＜回転伝達機構＞
シリンダ６は、ハウジング内で回転可能に支持されている。傘歯車９および平歯車１０は、シリンダ６の外周に固定され、シリンダ６と一体となって回転する。回転運動伝達部３０が、第２回転歯車３１の回転運動を傘歯車９に伝達すると、傘歯車９はシリンダ６および工具保持部１１と一体回転し、これにより工具保持部１１に保持された先端工具１２に回転力が与えられる。実施形態において回転伝達機構は、回転運動伝達部３０、傘歯車９、シリンダ６および工具保持部１１により構成され、第２回転歯車３１の回転運動を先端工具１２に伝達する。

＜回転規制機構＞
回転規制機構６０は、打撃モードにおいて先端工具１２の角度を固定するための機構である。回転規制機構６０は、平歯車１０の歯に係止して平歯車１０の回転を規制する規制部材を備える。回転規制機構６０は、規制部材を平歯車１０の径方向から歯溝に挿入してよく、また規制部材を平歯車１０の軸に平行な方向から歯溝に挿入してもよい。規制部材が平歯車１０の歯に係止することで、シリンダ６および工具保持部１１の回転が規制される。

操作スイッチ７０は、ハウジングに対して回転可能に取り付けられ、動作モードを選択するためにユーザにより回転操作される。操作スイッチ７０は回転操作されることで、少なくとも第１クラッチ４０および第２クラッチ５０を移動させる。なお実施形態の電動工具１は、打撃モードにおいて先端工具１２の角度を固定する回転規制機構６０を有しており、操作スイッチ７０は回転操作されることで、回転規制機構６０を移動させてよい。以下、第１クラッチ４０、第２クラッチ５０および回転規制機構６０を、まとめて「被操作部１９」と呼ぶこともある。操作スイッチ７０は単体で被操作部１９を動かす。なお「単体で動かす」とは、操作スイッチ７０が他の部品を介することなく、被操作部１９に直接接触して移動させることを意味する。

図２（ａ）は操作スイッチ７０の裏面側斜視図であり、図２（ｂ）は操作スイッチ７０の前面図である。操作スイッチ７０は、断面円形の基部７１と、基部前面７１ｂ側に形成された操作子７６と、基部裏面７１ａ側に形成された係合部材７２とを有する。実施形態の係合部材７２は、第１係合部材７３、第２係合部材７４および第３係合部材７５を含み、それぞれ基部裏面７１ａから基部７１の回転軸に平行に突出する。図２（ａ）で第１係合部材７３および第２係合部材７４は、強度確保のために連結された断面Ｙ字形状の部材として形成されているが、基部裏面７１ａにて互いに離間した別部材として形成されてもよい。

操作子７６は、ユーザが基部７１を回転操作するための部位である。図２（ｂ）では操作子７６が基部７１の直径にわたって突出した摘み部として形成されているが、操作子７６は、基部前面７１ｂに指の一部を挿入可能な凹部として形成されてもよい。いずれにしても操作子７６は基部前面７１ｂ側に形成されて、ユーザが基部７１を回転させられるものであればよい。

図３（ａ）は、操作スイッチ７０をハウジング１４に回転可能に取り付けた状態を示す。この例では基部７１の側面に設けた環状溝にハウジング１４の円形開口の内周面から内向きに突出する突部が入り込むことで、操作スイッチ７０がハウジング１４に対して回転可能に取り付けられている。なお操作スイッチ７０の取付構造は別の構造であってもよい。

基部７１がハウジング１４に回転可能に支持された状態で、操作子７６は、ハウジング１４の外部に露出し、係合部材７２はハウジング１４の内部に突出する。ハウジング１４の内部において、係合部材７２は、第１クラッチ４０、第２クラッチ５０、回転規制機構６０に接触可能な位置に配置される。ユーザが操作子７６を回転操作すると、基部裏面７１ａに設けられた係合部材７２が、第１クラッチ４０、第２クラッチ５０、回転規制機構６０の少なくとも１つに接触して移動させる。

図３（ｂ）は、操作スイッチ７０の外観図であり、ハウジング外部から操作スイッチ７０を見た図を示す。操作スイッチ７０には、複数の動作モードに対応した設定位置が規定されている。各設定位置は電動工具１における動作モードの１つに対応し、回転モード、回転打撃モード、打撃モード（ニュートラル）、打撃モード（角度固定）を選択するための設定位置が離間して形成されている。なお打撃モード（ニュートラル）は、先端工具１２の角度を固定しない打撃モードであり、打撃モード（角度固定）は、先端工具１２の角度を固定した打撃モードである。ユーザは、作業内容に応じた設定位置に操作子７６を回転操作する。図３（ｂ）に示す例では、操作子７６が回転打撃モードの設定位置に配置されている。

図１に戻り、第１センサ９０は、第１クラッチ４０における第１クラッチ部材の位置を検出して、検出信号を動作モード判定部８３に出力する。第１センサ９０は、第１クラッチ部材に接触せずに第１クラッチ部材の位置を検出することが好ましい。たとえば第１センサ９０は、金属検出センサ、磁気検出センサ、光センサ、赤外センサのいずれであってもよく、第１クラッチ部材が連結位置にあるか又は連結解除位置にあるかを検出可能に設置される。

第２センサ９１は、第２クラッチ５０における第２クラッチ部材の位置を検出して、検出信号を動作モード判定部８３に出力する。第２センサ９１は、第２クラッチ部材に接触せずに第２クラッチ部材の位置を検出することが好ましい。たとえば第２センサ９１は、金属検出センサ、磁気検出センサ、光センサ、赤外センサのいずれであってもよく、第２クラッチ部材が連結位置にあるか又は連結解除位置にあるかを検出可能に設置される。

第３センサ９２は、回転規制機構６０の位置を検出して、検出信号を動作モード判定部８３に出力する。第３センサ９２は、回転規制機構６０に接触せずに回転規制機構６０の位置を検出することが好ましい。たとえば第３センサ９２は、金属検出センサ、磁気検出センサ、光センサ、赤外センサのいずれであってもよく、回転規制機構６０が回転伝達機構の回転を規制する位置にあるか又は規制しない位置にあるかを検出可能に設置される。

図４は、駆動機構２に往復運動および／または回転運動を伝達するための構造を示す。コンロッド５は、ピストンカップ１３の開口からシリンダ６に挿入されている。
往復運動伝達部２０は、第１回転歯車２１の回転運動を伝達されるクランクシャフト２３を有する。クランクシャフト２３の上部には、偏心ピン２６を有する回転板２５が設けられる。偏心ピン２６は回転板２５の回転軸からずれた位置に配置され、コンロッド５の後端に形成されたピン穴に挿入される。コンロッド５の先端側は、ピストンピン４によりピストン３に対して回転可能に支持されており、クランクシャフト２３およびコンロッド５は、第１回転歯車２１の回転運動をピストン３の往復運動に変換する。

クランクシャフト２３の外周面には、軸方向に沿った溝部２４が形成される。環状の第１クラッチ部材４１は、第１クラッチ４０の一要素であり、内周面の内側に突出した摺動突起４３を有する。摺動突起４３はクランクシャフト２３の溝部２４に挿入され、これにより第１クラッチ部材４１が、クランクシャフト２３に対して回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられる。

第１クラッチ部材４１は下面に複数の爪部４２を有し、第１回転歯車２１は上面に複数の爪部２２を有する。第１クラッチ部材４１は、図示しないばね部材により第１回転歯車２１に向けて付勢されており、したがって操作スイッチ７０により第１クラッチ部材４１が動かされない状態では、爪部４２と爪部２２とが係合する。第１クラッチ部材４１の爪部４２と第１回転歯車２１の爪部２２とが係合することで、第１クラッチ部材４１は、第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結する。

回転運動伝達部３０は、第２回転歯車３１の回転運動を伝達される中間軸３３を有する。中間軸３３はクランクシャフト２３に平行に配置される。中間軸３３の上部には、傘歯車９と噛合する傘歯車３５が設けられる。傘歯車３５は、中間軸３３の回転運動を傘歯車９に伝達する。

中間軸３３の外周面には、軸方向に沿った溝部３４が形成される。環状の第２クラッチ部材５１は、第２クラッチ５０の一要素であり、内周面の内側に突出した摺動突起５３を有する。摺動突起５３は中間軸３３の溝部３４に挿入され、これにより第２クラッチ部材５１が、中間軸３３に対して回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられる。

第２クラッチ部材５１は下面に複数の爪部５２を有し、第２回転歯車３１は上面に複数の爪部３２を有する。第２クラッチ部材５１は、図示しないばね部材により第２回転歯車３１に向けて付勢されており、したがって操作スイッチ７０により第２クラッチ部材５１が動かされない状態では、爪部５２と爪部３２とが係合する。第２クラッチ部材５１の爪部５２と第２回転歯車３１の爪部３２とが係合することで、第２クラッチ部材５１は、第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結する。

回転規制機構６０は、規制部材６１および移動部材６２を有する。規制部材６１および移動部材６２はＬ字状に一体に形成される。回転規制機構６０は、平歯車１０に対して移動可能に設けられ、図示しないばね部材により規制部材６１が、平歯車１０から離れた位置に付勢されている。そのため操作スイッチ７０により移動部材６２が動かされない状態では、規制部材６１は平歯車１０の歯から離れて位置し、平歯車１０の歯に係止しない。操作スイッチ７０の回転操作により移動部材６２が、移動方向を定めるガイド部材（不図示）に沿って上方向に移動されると、規制部材６１が平歯車１０の歯に係止して、回転伝達機構の回転が規制されるようになる。なお規制部材６１が平歯車１０の歯に係止する際には、第２回転歯車３１と中間軸３３との連結は既に解除されている。

上記したように操作スイッチ７０は、ハウジング１４内に突出する複数の係合部材、つまり第１係合部材７３、第２係合部材７４、第３係合部材７５を有する。操作スイッチ７０をハウジング１４に取り付けた状態で、第１係合部材７３は、第１クラッチ部材４１に接触可能な位置に配置され、第２係合部材７４は、第２クラッチ部材５１に接触可能な位置に配置され、第３係合部材７５は、移動部材６２に接触可能な位置に配置される。

第１センサ９０は第１クラッチ部材４１の近傍に設置され、第１クラッチ部材４１の位置を検出する。第２センサ９１は第２クラッチ部材５１の近傍に設置され、第２クラッチ部材５１の位置を検出する。第３センサ９２は回転規制機構６０の近傍に設置され、回転規制機構６０の位置を検出する。

図４に示す状態から操作スイッチ７０が矢印Ａの方向に回転すると、第１係合部材７３が第１クラッチ部材４１に当接し、クランクシャフト２３の軸方向上向きに第１クラッチ部材４１を押し上げる。これにより第１クラッチ部材４１の爪部４２と第１回転歯車２１の爪部２２との係合が外れる。図３（ｂ）を参照して、この回転操作は、「回転打撃モード」の設定位置から「回転モード」の設定位置に操作子７６を回転する操作に対応する。

図４に示す状態から操作スイッチ７０が矢印Ｂの方向に回転すると、第２係合部材７４が第２クラッチ部材５１に当接し、中間軸３３の軸方向上向きに第２クラッチ部材５１を押し上げる。これにより第２クラッチ部材５１の爪部５２と第２回転歯車３１の爪部３２との係合が外れる。図３（ｂ）を参照して、この回転操作は、「回転打撃モード」の設定位置から「打撃モード（ニュートラル）」の設定位置に操作子７６を回転する操作に対応する。

さらに操作スイッチ７０が矢印Ｂの方向に回転すると、第２係合部材７４が第２クラッチ部材５１をさらに押し上げつつ、第３係合部材７５が移動部材６２に当接して、規制部材６１を平歯車１０の方向に押し上げる。これにより規制部材６１と平歯車１０の歯とが係止する。図３（ｂ）を参照して、この回転操作は、「打撃モード（ニュートラル）」の設定位置から「打撃モード（角度固定）」の設定位置に操作子７６を回転する操作に対応する。

以下、各動作モードにおける操作スイッチ７０および被操作部１９の状態を示す。
図５は、回転打撃モードにおける操作スイッチ７０および被操作部１９の状態を示す。回転打撃モードでは、第１係合部材７３、第２係合部材７４、第３係合部材７５が、それぞれ第１クラッチ部材４１、第２クラッチ部材５１、移動部材６２に作用しない。したがって第１クラッチ部材４１、第２クラッチ部材５１、移動部材６２は、それぞればね部材で付勢されている位置に留められる。これにより第１クラッチ部材４１は、第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結し、第２クラッチ部材５１は、第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結し、規制部材６１は平歯車１０の回転を規制しない。

第１センサ９０は、第１クラッチ部材４１が第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結する位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第２センサ９１は、第２クラッチ部材５１が第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結する位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第３センサ９２は、回転規制機構６０が平歯車１０の回転を規制しない位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。動作モード判定部８３は、第１センサ９０、第２センサ９１、第３センサ９２からの検出信号を受けて、動作モードが「回転打撃モード」であることを判定する。

図６は、回転モードにおける操作スイッチ７０および被操作部１９の状態を示す。回転モードは、図５に示す状態から操作スイッチ７０が矢印Ａの方向に回転されることで選択される。

回転モードでは、第１係合部材７３が第１クラッチ部材４１に接触して、第１クラッチ部材４１と第１回転歯車２１の連結を解除する位置まで第１クラッチ部材４１を移動させた状態にある。一方、第２係合部材７４、第３係合部材７５は、それぞれ第２クラッチ部材５１、移動部材６２に作用しない。したがって第２クラッチ部材５１および移動部材６２は、それぞればね部材で付勢されている位置に留められる。これにより第１クラッチ部材４１は、第１回転歯車２１と打撃伝達機構との連結を解除し、第２クラッチ部材５１は、第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結し、規制部材６１は平歯車１０の回転を規制しない。

第１センサ９０は、第１クラッチ部材４１が第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結しない位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第２センサ９１は、第２クラッチ部材５１が第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結する位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第３センサ９２は、回転規制機構６０が平歯車１０の回転を規制しない位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。動作モード判定部８３は、第１センサ９０、第２センサ９１、第３センサ９２からの検出信号を受けて、動作モードが「回転モード」であることを判定する。

図７は、打撃モード（ニュートラル）における操作スイッチ７０および被操作部１９の状態を示す。打撃モード（ニュートラル）は、図５に示す状態から操作スイッチ７０が矢印Ａとは逆向きの矢印Ｂの方向に回転されることで選択される。

打撃モード（ニュートラル）では、第２係合部材７４が第２クラッチ部材５１に接触して、第２クラッチ部材５１と第２回転歯車３１の連結を解除する位置まで第２クラッチ部材５１を移動させた状態にある。一方、第１係合部材７３、第３係合部材７５は、それぞれ第１クラッチ部材４１、移動部材６２に作用しない。したがって第１クラッチ部材４１および移動部材６２は、それぞればね部材で付勢されている位置に留められる。これにより第１クラッチ部材４１は、第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結し、第２クラッチ部材５１は、第２回転歯車３１と回転伝達機構との連結を解除し、規制部材６１は平歯車１０の回転を規制しない。

第１センサ９０は、第１クラッチ部材４１が第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結する位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第２センサ９１は、第２クラッチ部材５１が第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結しない位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第３センサ９２は、回転規制機構６０が平歯車１０の回転を規制しない位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。動作モード判定部８３は、第１センサ９０、第２センサ９１、第３センサ９２からの検出信号を受けて、動作モードが「打撃モード（ニュートラル）」、つまり先端工具１２の角度を固定しない打撃モードであることを判定する。

図８は、打撃モード（角度固定）における操作スイッチ７０および被操作部１９の状態を示す。打撃モード（角度固定）は、図７に示す状態から操作スイッチ７０がさらに矢印Ｂの方向に回転されることで選択される。

打撃モード（角度固定）では、第３係合部材７５が移動部材６２に接触して、規制部材６１が平歯車１０に係止する位置まで移動部材６２を移動させた状態にある。第１係合部材７３は第１クラッチ部材４１に作用せず、第１クラッチ部材４１は、ばね部材で付勢されている位置に留められる。これにより第１クラッチ部材４１は、第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結し、第２クラッチ部材５１は、第２回転歯車３１と回転伝達機構との連結を解除し、規制部材６１は平歯車１０の回転を規制する。

第１センサ９０は、第１クラッチ部材４１が第１回転歯車２１と打撃伝達機構とを連結する位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第２センサ９１は、第２クラッチ部材５１が第２回転歯車３１と回転伝達機構とを連結しない位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。第３センサ９２は、回転規制機構６０が平歯車１０の回転を規制する位置にあることを示す検出信号を、動作モード判定部８３に出力する。動作モード判定部８３は、第１センサ９０、第２センサ９１、第３センサ９２からの検出信号を受けて、動作モードが「打撃モード（角度固定）」、つまり先端工具１２の角度が固定された打撃モードであることを判定する。

以上のように操作スイッチ７０は単体で、第１クラッチ部材４１、第２クラッチ部材５１、移動部材６２を移動可能とする。これにより動作モードの切換構造を小型化でき、電動工具本体の小型化および軽量化に寄与する。第１クラッチ部材４１と第２クラッチ部材５１の下面の高さを合わせて、係合部材７２が第１クラッチ部材４１と第２クラッチ部材５１に最初に接触する高さを揃えることで、操作スイッチ７０を一層小さく形成できる。

上記したように打撃伝達機構では、打撃子７を中間子８に対して前進させるために空気ばね機構が用いられている。空気ばね機構は空気の弾力性を利用するため、応答性が優れているとは言えず、ピストン３の往復運動の周期が短くなると、空気ばね機構が打撃子７を適切なタイミングで進退させられなくなる。そのため「回転打撃モード」または「打撃モード」が選択されている場合、制御部８２は、空気ばね機構の適正動作を保証するために、モータ８０の回転速度を所定の上限値以下に設定する必要がある。一方で「回転モード」が選択されている場合には、打撃伝達機構が作動しないため、モータ８０の回転速度の上限値は、「回転打撃モード」または「打撃モード」が選択された場合の上限値よりも高く設定できる。

図９は、トリガスイッチ８４の操作量に対して設定されるモータの回転速度の例を示す。回転モード、回転打撃モードおよび打撃モードにおいて、トリガ操作量Ｄｃまでの設定速度は共通である。回転モードでは、ラインＬ１に示すように、トリガ操作量Ｄａのときのモータ回転速度Ｓａが最大回転速度として設定される。回転打撃モードでは、ラインＬ２に示すように、トリガ操作量Ｄｂのときのモータ回転速度Ｓｂが最大回転速度として設定される。打撃モードでは、ラインＬ３に示すように、トリガ操作量Ｄｃのときのモータ回転速度Ｓｃが最大回転速度として設定される。なお打撃モードにおける最大回転速度は、先端工具１２の角度を固定されていない場合と固定されている場合とで異なるように設定されてもよい。

制御部８２は、動作モード判定部８３で判定された動作モードに応じて、モータ８０の回転を制御する。制御部８２は図９に示す制御手法にもとづいて、モータ８０の回転速度の上限を動作モードに応じて設定してよい。なお図９に示す制御手法では、動作モードに応じて最大回転速度を異ならせているが、トリガ操作量に対するモータ回転速度の勾配を異ならせる制御手法を採用してもよい。

実施形態の電動工具１では、操作スイッチ７０が他の部品を介することなく、第１クラッチ部材４１、第２クラッチ部材５１および回転規制機構６０に直接接触するため、第１クラッチ部材４１、第２クラッチ部材５１および回転規制機構６０を確実に動かすことができる。ユーザは操作子７６を作業内容に対応する設定位置に合わせることで、所望の動作モードが選択される。

しかしながらユーザが操作子７６を中途半端に操作して、操作子７６が２つの設定位置の間で停止されることもある。そのような場合であっても動作モード判定部８３が、第１クラッチ部材４１、第２クラッチ部材５１および回転規制機構６０の位置にもとづいて動作モードを判定することで、動作モードを正確に特定できる。これにより制御部８２は動作モードに応じたモータ制御を実施できるようになる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。
本発明のある態様の電動工具（１）は、複数の動作モードを有し、駆動軸（８１）を有するモータ（８０）と、駆動軸の回転により回転する第１回転歯車（２１）と、第１回転歯車の回転運動を往復運動に変換して、先端工具（１２）に打撃運動を伝達するための打撃伝達機構と、第１回転歯車と打撃伝達機構とを連結または連結解除する第１クラッチ部材（４１）と、駆動軸の回転により回転する第２回転歯車（３１）と、第２回転歯車の回転運動を先端工具に伝達するための回転伝達機構と、第２回転歯車と回転伝達機構とを連結または連結解除する第２クラッチ部材（５１）と、第１クラッチ部材および第２クラッチ部材に接触可能な位置に配置される係合部材（７２）を有し、回転操作されると係合部材が第１クラッチ部材または第２クラッチ部材の一方に接触して移動させる操作スイッチ（７０）と、第１クラッチ部材の位置を検出する第１センサ（９０）と、第２クラッチ部材の位置を検出する第２センサ（９１）と、第１センサおよび第２センサの検出信号にもとづいて、動作モードを判定する動作モード判定部（８３）と、動作モード判定部により判定された動作モードに応じて、モータの回転を制御する制御部（８２）とを備える。

電動工具（１）は、回転伝達機構の回転を規制する規制部材（６１）を有する回転規制機構（６０）と、回転規制機構の位置を検出する第３センサ（９２）と、をさらに備えてもよい。係合部材（７２）は、回転規制機構に接触可能な位置に配置されており、動作モード判定部は、第３センサの検出信号にもとづいて動作モードを判定してもよい。

制御部（８２）は、動作モード判定部により判定された動作モードに応じて、モータの回転速度の上限を設定してもよい。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１・・・電動工具、２・・・駆動機構、３・・・ピストン、９・・・傘歯車、１０・・・平歯車、１１・・・工具保持部、１２・・・先端工具、１４・・・ハウジング、２０・・・往復運動伝達部、２１・・・第１回転歯車、２３・・・クランクシャフト、３０・・・回転運動伝達部、３１・・・第２回転歯車、３３・・・中間軸、３５・・・傘歯車、４０・・・第１クラッチ、４１・・・第１クラッチ部材、５０・・・第２クラッチ、５１・・・第２クラッチ部材、６０・・・回転規制機構、６１・・・規制部材、６２・・・移動部材、７０・・・操作スイッチ、７１・・・基部、７２・・・係合部材、７３・・・第１係合部材、７４・・・第２係合部材、７５・・・第３係合部材、７６・・・操作子、８０・・・モータ、８２・・・制御部、８３・・・動作モード判定部、９０・・・第１センサ、９１・・・第２センサ、９２・・・第３センサ。

Claims (3)

1. 複数の動作モードを有する電動工具であって、
   駆動軸を有するモータと、
   前記駆動軸の回転により回転する第１回転歯車と、
   前記第１回転歯車の回転運動を往復運動に変換して、先端工具に打撃運動を伝達するための打撃伝達機構と、
   前記第１回転歯車と前記打撃伝達機構とを連結または連結解除する第１クラッチ部材と、
   前記駆動軸の回転により回転する第２回転歯車と、
   前記第２回転歯車の回転運動を先端工具に伝達するための回転伝達機構と、
   前記第２回転歯車と前記回転伝達機構とを連結または連結解除する第２クラッチ部材と、
   前記第１クラッチ部材および前記第２クラッチ部材に接触可能な位置に配置される係合部材を有し、回転操作されると前記係合部材が前記第１クラッチ部材または前記第２クラッチ部材の一方に接触して移動させる操作スイッチと、
   前記第１クラッチ部材の位置を検出する第１センサと、
   前記第２クラッチ部材の位置を検出する第２センサと、
   前記第１センサおよび前記第２センサの検出信号にもとづいて、動作モードを判定する動作モード判定部と、
   前記動作モード判定部により判定された動作モードに応じて、前記モータの回転を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電動工具。
2. 前記回転伝達機構の回転を規制する規制部材を有する回転規制機構と、
   前記回転規制機構の位置を検出する第３センサと、をさらに備え、
   前記係合部材は、前記回転規制機構に接触可能な位置に配置されており、
   前記動作モード判定部は、前記第３センサの検出信号にもとづいて、動作モードを判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記制御部は、前記動作モード判定部により判定された動作モードに応じて、前記モータの回転速度の上限を設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動工具。

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