WO2011052451A1

WO2011052451A1 - 電動工具

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Publication number: WO2011052451A1
Application number: PCT/JP2010/068483
Authority: WO
Inventors: 陽之介青木
Original assignee: 株式会社マキタ
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2011-05-05
Also published as: CN102596508B; EP2497607A4; US20120255756A1; BR112012010314A2; US9364944B2; EP2497607A1; JP2011093073A; JP5537122B2; RU2012122755A; CN102596508A; EP2497607B1

Abstract

　工具本体に作用する過大な反動トルクをより確実に検知できる電動工具を提供する。　先端工具（１１９）を回転駆動させて所定の加工作業を遂行する手持式の電動工具であって、工具本体（１０３）と、工具本体（１０３）に収容され、先端工具（１１９）を回転駆動するモータ（１１１）と、先端工具（１１９）のトルク状態を検知する第１センサ（１５１）と、工具本体（１０３）の運動状態を検知する第２センサ（１５９）と、モータ（１１１）と先端工具（１１９）間のトルクの伝達を遮断するトルク遮断機構（１３４）と、を有する。そして、第１センサ（１５１）及び第２センサ（１５９）それぞれが、当該第１センサ（１５１）及び第２センサ（１５９）の予め設定された閾値を検出したことを条件として、トルク遮断機構（１３４）がトルクの伝達を遮断するように構成されていることを特徴とする電動工具。

Description

電動工具

　本発明は、先端工具が不意にロックした場合等において工具本体に作用する過大な反動トルクを検知できる電動工具に関する。

　欧州登録特許第０６６６１４８号明細書（特許文献１）は、ハンマドリル作業時に工具本体側にハンマビット回転方向と逆向きに作用するトルク、すなわち反動トルクを検知する手段を備えたハンマドリルを開示している。ハンマドリルのような電動工具では、ハンマドリル作業中にハンマビットが不意にロックした場合、工具本体側に作用する反動トルクが増大し、工具本体が振り回される可能性がある。欧州登録特許第０６６６１４８号明細書に記載のハンマドリルでは、工具本体に作用する反動トルクによって当該工具本体がハンマビットの回転軸回りに回転動作したときの回転動作状態を監視する回転センサを設け、当該回転センサにより一定時間内に観測された角度から作業者による将来の工具本体の制御不能状態を予測して、モータとハンマビット間でのトルクの伝達を遮断する構成としている。

　回転センサを用いて工具本体の制御不能状態を予測する構成では、例えば作業者の意思で工具本体を素早く動かしながら加工作業を行ったような場合には、工具本体が制御不能状態に置かれていないにも拘らず、工具本体の制御不能状態と誤認してトルク伝達を遮断する可能性がある。すなわち、工具本体に作用する反動トルクを回転センサによって検知する従来の方式は、検知の正確性の点でなお改良の余地がある。

　本発明は、上記に鑑み、工具本体に作用する過大な反動トルクをより確実に検知できる電動工具を提供することを目的とする。

　上記課題を達成するため、本発明の好ましい形態によれば、先端工具を回転駆動させて所定の加工作業を遂行する手持式の電動工具が構成される。本発明における「電動工具」とは、典型的には、先端工具が打撃駆動及び回転駆動してハンマドリル作業を行なう電動ハンマドリル、あるいは先端工具が回転駆動して被加工材にドリル作業を行う電動ドリルがこれに該当するが、先端工具が回転駆動することで被加工材に研削あるいは研磨作業を行う電動ディスクグラインダ等の研削・研磨工具、あるいは被加工材の切断作業を行う丸鋸等の回転式切断機、あるいはネジ締め作業を行うネジ締め機等を好適に包含する。

　本発明では、特徴的構成として、工具本体と、工具本体に収容され、先端工具を回転駆動するモータと、先端工具のトルク状態を検知する第１センサと、工具本体の運動状態を検知する第２センサと、モータと先端工具間のトルクの伝達を遮断可能なトルク遮断機構と、を有する。そして、第１センサ及び第２センサそれぞれが、当該第１センサ及び第２センサの予め設定された閾値を検出したことを条件としてトルク遮断機構がトルクの伝達を遮断するように構成されている。なお、本発明における「トルク状態を検知」は、先端工具に作用するトルク状態を直接に検知する態様のみならず、モータから先端工具に至る動力伝達に直接に関係する部材に作用するトルク状態を検出する態様を広く包含する。また、本発明における「運動状態を検知」は、工具本体の運動状態を直接に検知する態様のみならず、工具本体と一体化された部材の運動状態を検知する態様を好適に包含する。また、本発明における「トルク遮断機構」は、典型的には、トルクの断続するクラッチがこれに該当するが、当該クラッチのほか、モータに対する通電を遮断する通電遮断装置あるいは回転運動を停止・減速させるブレーキ等を好適に包含する。

　本発明によれば、先端工具の回転駆動による加工作業中に当該先端工具が不意にロックした場合において、先端工具のトルク状態を検知する第１センサと工具本体の運動状態を検知する第２センサそれぞれが、予め定めた閾値を検知した場合に限り、工具本体に作用する反動トルクが増大し、当該工具本体が作業者にとって制御不能状態に置かれたことを確実に認識することができる。そして、当該認識時にはトルク遮断機構によってモータと先端工具間におけるトルク伝達を遮断することによって上記の制御不能状態を回避することができる。このため、例えば作業者が自分の意思で工具本体を先端工具の回転軸周りに振り回しながら加工作業を行なったような場合には、工具本体の運動状態を検知する第２センサが閾値を検知したとしても、先端工具のトルク状態を検知する第１センサが閾値を検知しない限り、モータと先端工具間のトルク伝達が維持されることになり、作業者は作業を継続することが可能とされる。

　また、本発明の更なる形態においては、第１センサは、トルク値又は単位時間当たりのトルク値の変化率を測定するトルクセンサによって構成されている。トルクセンサを用いることにより、先端工具に作用するトルク状態を確実に検知できる。

　また、本発明の更なる形態においては、第２センサは、工具本体の運動量を測定する速度センサ又は加速度センサによって構成されている。速度センサ又は加速度センサを用いることにより、工具本体の運動状態を確実に検知できる。

　また、本発明の更なる形態においては、トルク伝達遮断機構は、駆動側回転部材と、被動側回転部材と、両回転部材を互いに離間させてトルクの伝達を遮断するべく付勢する付勢部材と、通電することで前記付勢部材の付勢力に抗して前記両回転部材を互いに接触させてトルクを伝達する電磁コイルとを有する電磁クラッチとして構成されている。本発明によれば、トルク遮断機構として電磁クラッチを利用することによって、トルクの伝達と遮断の制御が容易で、かつ小型化を図ることができる。

　本発明によれば、工具本体に作用する過大な反動トルクをより確実に検知できる電動工具が提供されることとなった。本発明の他の特質、作用及び効果については、本明細書、特許請求の範囲、添付図面を参照することで直ちに理解可能である。

本発明の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す側断面図である。ハンマドリルの要部の構成を拡大して示す断面図である。クラッチのトルク遮断状態を拡大して示す断面図である。クラッチのトルク伝達状態を拡大して示す断面図である。

　以上および以下の記載に係る構成ないし方法は、本発明に係る「電動工具」の製造および使用、当該「電動工具」の構成要素の使用を実現せしめるべく、他の構成ないし方法と別に、あるいはこれらと組み合わせて用いることができる。本発明の代表的実施形態は、これらの組み合わせも包含し、添付図面を参照しつつ詳細に説明される。以下の詳細な説明は、本発明の好ましい適用例を実施するための詳細情報を当業者に教示するに留まり、本発明の技術的範囲は、当該詳細な説明によって制限されず、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。このため、以下の詳細な説明における構成や方法ステップの組み合わせは、広義の意味において、本発明を実施するのに全て必須であるというものではなく、添付図面の参照番号とともに記載された詳細な説明において、本発明の代表的形態を開示するに留まるものである。
　以下、本発明の実施形態につき、図１～図４を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として電動式のハンマドリルを用いて説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、概括的に見て、ハンマドリル１０１の外郭を形成する本体部１０３と、当該本体部１０３の先端領域（図示左側）に中空状のツールホルダ１３７を介して着脱自在に取付けられたハンマビット１１９と、本体部１０３のハンマビット１１９の反対側に連接された作業者が握るハンドグリップ１０９とを主体として構成されている。ハンマビット１１９は、ツールホルダ１３７によってその長軸方向への相対的な直線動作可能に保持される。本体部１０３及びハンドグリップ１０９は、本発明における「工具本体」に対応し、ハンマビット１１９は、本発明における「先端工具」に対応する。なお説明の便宜上、ハンマビット１１９側を前、ハンドグリップ１０９側を後という。

　本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容したモータハウジング１０５と、運動変換機構１１３、打撃要素１１５及び動力伝達機構１１７を収容したギアハウジング１０７とによって構成されている。駆動モータ１１１は、回転軸線（出力軸１１１ａ）が本体部１０３の長軸方向（ハンマビット１１９の長軸方向）と概ね直交する縦方向（図１において上下方向）となるように配置される。駆動モータ１１１のトルク（回転出力）は、運動変換機構１１３によって直線運動に適宜変換された上で打撃要素１１５に伝達され、当該打撃要素１１５を介してハンマビット１１９の長軸方向（図１における左右方向）への衝撃力を発生する。駆動モータ１１１は、本発明における「モータ」に対応する。運動変換機構１１３及び打撃要素１１５によって「打撃駆動機構」が構成される。

　また、駆動モータ１１１のトルクは、動力伝達機構１１７によって回転速度が適宜減速された上でツールホルダ１３７を介してハンマビット１１９に伝達され、当該ハンマビット１１９が周方向に回転動作される。なお駆動モータ１１１は、ハンドグリップ１０９に配置されたトリガ１０９ａの引き操作によって通電駆動される。動力伝達機構１１７によって「回転駆動機構」が構成される。

　図２に示すように、運動変換機構１１３は、駆動モータ１１１の出力軸（回転軸）１１１ａに形成され、水平面内にて回転駆動される第１駆動ギア１２１、当該第１駆動ギア１２１に噛み合い係合する被動ギア１２３、当該被動ギア１２３が固定されたクランク軸１２２、クランク軸１２２とともに水平面内にて回転するクランク板１２５、当該クランク板１２５に偏心軸１２６を介して遊嵌状に連接されたクランクアーム１２７、当該クランクアーム１２７に連結軸１２８を介して取り付けられた駆動子としてのピストン１２９を主体として構成される。駆動モータ１１１の出力軸１１１ａとクランク軸１２２は、互いに平行にかつ横並びに配置される。上記のクランク軸１２２、クランク板１２５、偏心軸１２６、クランクアーム１２７、ピストン１２９によってクランク機構が構成される。ピストン１２９は、シリンダ１４１内に摺動自在に配置されており、駆動モータ１１１が通電駆動されることに伴い当該シリンダ１４１に沿ってハンマビット長軸方向の直線動作を行う。

　打撃要素１１５は、シリンダ１４１のボア内壁に摺動自在に配置された打撃子としてのストライカ１４３と、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されるとともに、ストライカ１４３の運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する中間子としてのインパクトボルト１４５とを主体として構成される。シリンダ１４１は、ピストン１２９及びストライカ１４３によって仕切られる空気室１４１ａを有する。ストライカ１４３は、ピストン１２９の摺動動作に伴う空気室１４１ａの圧力変動（空気バネ）を介して駆動され、ツールホルダ１３７に摺動自在に配置されたインパクトボルト１４５に衝突（打撃）し、当該インパクトボルト１４５を介してハンマビット１１９に打撃力を伝達する。すなわち、ハンマビット１１９を打撃駆動する運動変換機構１１３及び打撃要素１１５は、駆動モータ１１１と直結する構造である。

　動力伝達機構１１７は、第２駆動ギア１３１、第１中間ギア１３２、第１中間軸１３３、電磁クラッチ１３４、第２中間ギア１３５、機械式トルクリミッター１４７、第２中間軸１３６、小ベベルギア１３８、大ベベルギア１３９及びツールホルダ１３７を主体として構成され、駆動モータ１１１のトルクをハンマビット１１９に伝達する。第２駆動ギア１３１は、駆動モータ１１１の出力軸１１１ａに固定され、第１駆動ギア１２１と共に水平面内にて回転駆動される。トルク伝達において、出力軸１１１ａの下流側に位置する第１中間軸１３３及び第２中間軸１３６は、出力軸１１１ａに対して平行かつ横並びに配置される。第１中間軸１３３は、クラッチ搭載用の軸として備えられており、出力軸１１１ａと第２中間軸１３６との間に配置されるとともに、第２駆動ギア１３１と常時に噛み合い係合する第１中間ギア１３２により電磁クラッチ１３４を経て回転駆動される。なお、第１中間ギア１３２は、第２駆動ギア１３１に対して概ね等速となるよう速度比が設定されている。

　電磁クラッチ１３４は、駆動モータ１１１とハンマビット１１９との間、換言すれば出力軸１１１ａと第２中間軸１３６との間において、トルクを伝達し又はトルクの伝達を遮断するものであり、本発明における「トルク遮断機構」に対応する。すなわち、電磁クラッチ１３４は、ハンマドリル作業中において、ハンマビット１１９が不意にロックすることによって本体部１０３側に作用する反動トルクが異常に増大した場合に、トルク伝達を遮断することで本体部１０３が振り回されることを防止する手段として備えられ、第１中間軸１３３上に設定されている。電磁クラッチ１３４は、第１中間軸１３３の長軸方向において第１中間ギア１３２の上方に配置されており、ストライカ１４３の動作軸線（打撃軸線）に対して第１中間ギア１３２よりも近接されている。すなわち、ハンマビット１１９を回転駆動する動力伝達機構１１７は、電磁クラッチ１３４を介して駆動モータ１１１のトルクが伝達又は遮断される構造とされる。

　図３及び図４に示すように、電磁クラッチ１３４は、長軸方向において互いに対向する円形カップ状の駆動側回転部材１６１と円盤状の被動側回転部材１６３、駆動側回転部材１６１と被動側回転部材１６３との結合（摩擦接触）を解除させる方向へと常時に付勢する付勢部材としてのバネディスク１６７、及び通電することでバネディスク１６７の付勢力に抗して駆動側回転部材１６１を被動側回転部材１６３に結合させる電磁コイル１６５を主体として構成されている。

　駆動側クラッチ部としての駆動側回転部材１６１は、下方に向けて突出する軸部（ボス部）１６１ａを有し、当該軸部１６１ａが第１中間軸１３３に対し長軸方向周りに相対回転可能に取り付けられるとともに、当該軸部１６１ａの外面には第１中間ギア１３２が固定されている。従って、駆動側回転部材１６１と第１中間ギア１３２は一体に回転する構成とされる。一方、被動側クラッチ部としての被動側回転部材１６３は、下方に向けて突出する軸部（ボス部）１６３ａを有し、当該軸部１６３ａが第１中間軸１３３の長軸方向の一端（上端）側に固定されて一体化されている。これにより、被動側回転部材１６３は、駆動側回転部材１６１に対して相対回転自在とされている。そして、被動側回転部材１６３の軸部１６３ａと一体化された第１中間軸１３３を軸部１６３ａの一部として見ると、当該軸部１６３ａと駆動側回転部材１６１の軸部１６１ａとは同軸上において径方向の内外に配置された構成とされる。すなわち、被動側回転部材１６３の軸部１６３ａが径方向内側に配置され、駆動側回転部材１６１の軸部１６１ａが径方向外側に配置されている。駆動側回転部材１６１の軸部１６１ａ、被動側回転部材１６３の軸部１６３ａ及び第１中間軸１３３によってクラッチ軸が構成される。

　また、駆動側回転部材１６１は、径方向において内周領域１６２ａと外周領域１６２ｂとに分割されるとともに、両領域１６２ａ，１６２ｂがバネディスク１６７によって長軸方向への相対移動可能に接合された構成とされており、外周領域１６２ｂが被動側回転部材１６３に対して摩擦接触する可動部材として設定される。上記のように構成される電磁クラッチ１３４は、コントローラ１５７からの指令に基づく電磁コイル１６５の電流の断続によって駆動側回転部材１６１の外周領域１６２ｂが長軸方向に変位し、被動側回転部材１６３に対して結合（摩擦接触）されることでトルクを伝達（図４に示す状態）し、あるいは結合が解除されることでトルクの伝達を遮断（図３に示す状態）する。

　また、図２に示すように、第１中間軸１３３の長軸方向の他端（下端）には、第２中間ギア１３５が固定されており、当該第２中間ギア１３５のトルクは、機械式トルクリミッター１４７を介して第２中間軸１３６に伝達されるよう構成されている。機械式トルクリミッター１４７は、ハンマビット１１９にかかる過負荷に対する安全装置として備えられ、ハンマビット１１９に設計値（以下、最大伝達トルク値ともいう）を超える過大なトルクが作用したとき、ハンマビット１１９へのトルク伝達を遮断するものであり、第２中間軸１３６上に同軸で取り付けられている。

　機械式トルクリミッター１４７は、第２中間ギア１３５と噛み合い係合する第３中間ギア１４８ａを有する駆動側部材１４８と、第２中間軸１３６の外周に遊嵌状に嵌合する中空状の被動側部材１４９を有し、当該被動側部材１４９の長軸方向の一端側（図示下端部）において、被動側部材１４９に形成された歯１４９ａと第２中間軸１３６に形成された歯１３６ａが互いに噛み合い係合している。これにより機械式トルクリミッター１４７と第２中間軸１３６が一体に回転する構成とされる。なお、駆動側部材１４８の第３中間ギア１４８ａは、第２中間ギア１３５に対して減速されるよう速度比が設定されている。そして、詳細については便宜上図示を省略するが、第２中間軸１３６に作用するトルク値（ハンマビット１１９に作用するトルク値に相当する）が、スプリング１４７ａによって予め定めた最大伝達トルク値以下であれば、駆動側部材１４８と被動側部材１４９間でトルク伝達するが、第２中間軸１３６に作用するトルク値が最大伝達トルク値を超えたときには、駆動側部材１４８と被動側部材１４９間でのトルク伝達を遮断するように構成されている。

　第２中間軸１３６へと伝達されたトルクは、当該第２中間軸１３６に一体に形成された小ベベルギア１３８から当該小ベベルギア１３８に噛み合い係合して鉛直面内にて回転する大ベベルギア１３９へと回転速度が減速されて伝達され、更には大ベベルギア１３９のトルクが、当該大ベベルギア１３９と結合された最終出力軸としてのツールホルダ１３７を介してハンマビット１１９へと伝達される構成とされる。

　図２に示すように、動力伝達機構１１７には、加工作業時にハンマビット１１９に作用するトルクを検知する非接触式の磁歪式トルクセンサ１５１が配設されている。磁歪式トルクセンサ１５１は、本発明における「先端工具のトルク状態を検知する第１センサ」に対応する。磁歪式トルクセンサ１５１は、動力伝達機構１１７における機械式トルクリミッター１４７の被動側部材１４９に作用するトルクを測定するべく設けられる。磁歪式トルクセンサ１５１は、トルク検知軸としての被動側部材１４９の外周面に施された傾斜溝の周囲に、励磁コイル１５３及び検知コイル１５５を配設した構造であり、被動側部材１４９が捻られたときの傾斜溝の透磁率の変化を検知コイル１５５で電圧変化として検知することによってトルクを測定する構成とされる。

　また、図１及び図２に示すように、コントローラ１５７には、ハンマビット１１９の長軸線周りの本体部１０３の回転運動状態を検知する加速度センサ１５９が取付けられている。加速度センサ１５９は、本発明における「工具本体の運動状態を検知する第２センサ」に対応する。なお、本実施の形態では、加速度センサ１５９をコントローラ１５７に取付けているため、加速度センサ１５９とコントローラ１５７との距離が短くなり、電気的接続の容易化を図ることができる。また、加速度センサ１５９の取付位置については、コントローラ１５７に限られるものではなく、本体部１０３又はハンドグリップ１０９の運動状態を検知可能な箇所（本体部１０３と一体的に運動する部材）であればよいが、加速度センサ１５９の検知感度を高めるという意味においては、ハンマビット１１９の回転軸線と交差する径方向において当該回転軸線から極力離れていることが好ましい。

　磁歪式トルクセンサ１５１によって測定されたトルク値は、コントローラ１５７へ出力される。また、加速度センサ１５９によって測定された速度値又は加速度値は、コントローラ１５７へ出力される。コントローラ１５７は、磁歪式トルクセンサ１５１から入力されたトルク値が予め定めた指定トルク値に達し、かつ加速度センサ１５９から入力された加速度値が予め定めた指定加速度値に達した場合に限り、電磁クラッチ１３４の電磁コイル１６５に対する通電遮断指令を出力し、当該電磁クラッチ１３４の結合を解除する構成とされる。上記の指定トルク値が、本発明における「第１センサの閾値」に対応し、指定加速度値が、本発明における「第２センサの閾値」に対応する。なお、便宜上図示を省略するが、指定トルク値については、トルク調整手段（例えばダイヤル）の外部操作によって作業者が手動操作で任意に変更可能（調整可能）とされている。また、トルク調整手段により調整される指定トルクは、機械式トルクリミッター１４７のスプリング１４７ａによって設定される最大伝達トルク値よりも低い範囲内に制限されている。コントローラ１５７は、クラッチ制御装置を構成している。

　上記のように構成されたハンマドリル１０１において、ハンドグリップ１０９を把持した作業者がトリガ１０９ａを引き操作して駆動モータ１１１を通電駆動すると、運動変換機構１１３を介してピストン１２９がシリンダ１４１に沿って直線状に摺動動作されることに伴う当該シリンダ１４１の空気室１４１ａ内の空気の圧力変化、すなわち空気バネの作用により、ストライカ１４３がシリンダ１４１内を直線運動する。ストライカ１４３は、インパクトボルト１４５に衝突することで、その運動エネルギをハンマビット１１９に伝達する。

　一方、駆動モータ１１１のトルクは、動力伝達機構１１７を介してツールホルダ１３７に伝達される。これにより、当該ツールホルダ１３７が鉛直面内にて回転駆動されるとともに、当該ツールホルダ１３７と共にハンマビット１１９が一体に回転される。かくして、ハンマビット１１９が軸方向のハンマ動作と周方向のドリル動作を行い、被加工材（コンクリート）にハンマドリル作業（穴開け作業）を遂行する。

　なお、本実施の形態に係るハンマドリル１０１は、上述したハンマビット１１９にハンマ動作と周方向のドリル動作とを行わせる、ハンマドリルモードでの作業態様のほか、ハンマビット１１９にドリル動作のみを行わせる、ドリルモードでの作業態様、あるいはハンマビット１１９にハンマ動作のみを行わせる、ハンマモードでの作業態様に切替えることが可能とされている。そして、ハンマビット１１９が周方向のドリル動作を行う作業モードに切り替えられた（検出された）ときに、コントローラ１５７が電磁クラッチ１３４の電磁コイル１６５の通電指令を出力するように構成される。モードの切替機構については、本発明に直接関係しないため、その説明については省略する。

　上記のハンマドリル作業中においては、磁歪式トルクセンサ１５１が機械式トルクリミッター１４７の被動側部材１４９に作用するトルク値を測定し、コントローラ１５７に出力する。一方、加速度センサ１５９が本体部１０３（と一体に動くコントローラ１５７）の加速度値を測定し、コントローラ１５７に出力する。そして、何らかの原因によってハンマビット１１９が不意にロックし、磁歪式トルクセンサ１５１からコントローラ１５７に入力される測定値が指定した指定トルク値に達し、かつ加速度センサ１５９からコントローラ１５７に入力される測定値が指定加速度値に達したときに、コントローラ１５７が電磁クラッチ１３４の結合を解除するべく電磁コイル１６５の通電遮断指令を出力する。このため、電磁コイル１６５の通電が遮断し、それに伴い電磁力が消えることで駆動側回転部材１６１の外周領域１６２ｂがバネディスク１６７の付勢力によって被動側回転部材１６３から引き離される。すなわち、電磁クラッチ１３４がトルク伝達状態からトルク遮断状態に切り替わり、駆動モータ１１１からハンマビット１１９へのトルク伝達が遮断される。これによりハンマビット１１９がロックしたことに起因して本体部１０３に作用する過大な反動トルクによって当該本体部１０３が振り回されることを防止できる。

　上記のように、本実施の形態によれば、駆動モータ１１１のトルク伝達構造につき、打撃については直結構造とし、ハンマビット１１９の回転駆動経路に電磁クラッチ１３４を配置し、回転伝達のみを電磁クラッチ１３４で行なう構成において、ハンマビット１１９のトルク状態を検知する磁歪式トルクセンサ１５１の測定値が指定トルク値に達し、かつ本体部１０３の運動状態を検知する加速度センサ１５９の測定値が指定加速度値に達したことを条件として電磁クラッチ１３４によるトルク伝達を遮断する構成としている。このため、ハンマビット１１９の不意のロックによって本体部１０３に作用する反動トルクが増大した場合に、当該本体部１０３が作業者にとって制御不能状態に置かれたことを確実に認識することができる。当該認識後においては、電磁クラッチ１３４によるトルク伝達を遮断することで本体部１０３に対する反動トルクの作用を消去し、作業者による本体部１０３の制御不能状態を回避することができる。

　なお、本実施の形態では、磁歪式トルクセンサ１５１の測定値が指定トルク値を超えた場合に、電磁クラッチ１３４のトルク伝達を遮断する構成としたが、例えば作業者が指定トルク値を高めに設定した上で、予めハンマビット１１９のロックに備えるような体勢で加工作業を遂行することも想定される。そのため、かかる状態に対応するべく、コントローラ１５７において、磁歪式トルクセンサ１５１から出力されるトルクの平均値をモニターし、異常なトルク上昇と判断したとき、あるいは単位時間内におけるトルク値の上昇率によって異常なトルク上昇と判断したときに、電磁クラッチ１３４の第１中間ギア１３２との結合を解除するように構成することができる。このような構成としたときは、ハンマビット１１９が不意にロックしたとき、電磁クラッチ１３４によるトルク伝達の遮断を確実に行うことができる。この場合において、トルクが急激に上昇する際の上昇率を調整するようにしても構わない。

　また、本実施の形態では、本体部１０３の運動状態を検知する運動センサとして加速度センサ１５９を用いて説明したが、加速度センサ１５９に変えて速度センサを用いても構わない。
　また、本実施の形態においては、トルク遮断機構として電磁クラッチ１３４を用いて説明したが、電磁クラッチ１３４に変えて駆動モータ１１１に対する通電を遮断する通電遮断装置あるいは回転運動を停止・減速させるブレーキ等を用いることも可能である。

　また、本実施の形態では電動工具の一例として電動ハンマドリルの場合で説明したが、電動ハンマドリル以外の電動工具、例えば研削や研磨作業に用いられる電動ディスクグラインダ、あるいは被加工材の切断作業を行う丸鋸等の回転式切断機、あるいはネジ締め作業を行うネジ締め機等にも適用することが可能である。

　上記発明の趣旨に鑑み、下記のごとき態様が構成可能である。
（態様１）
　「請求項１～３のいずれかに記載の電動工具であって、
　前記トルク遮断機構は、前記モータに対する通電を遮断する通電遮断装置によって構成されていることを特徴とする電動工具。」

（態様２）
　「請求項１～３のいずれかに記載の電動工具であって、
　前記トルク遮断機構は、前記モータと前記先端工具間でトルクの伝達を行う回転部材を制動するブレーキ装置によって構成されていることを特徴とする電動工具。」

（態様３）
　「請求項２に記載の電動工具であって、
　前記トルクセンサは、加工作業時に前記先端工具に作用するトルクを、当該先端工具と共に回転する回転軸に非接触状態で検出する非接触式のトルクセンサによって構成されていることを特徴とする打撃工具。」

（態様４）
　「請求項４に記載の電動工具であって、
　前記第１センサ及び第２センサの検知信号の入力に応じて前記電磁コイルに対して通電遮断指令を出力し、これによって前記電磁クラッチをトルク遮断状態に切替えるコントローラを有することを特徴とする電動工具。」

（態様５）
　「請求項１～４又は態様１～３のいずれか１つに記載の電動工具であって、
　前記先端工具は、長軸方向の直線動作及び長軸方向周りに回転動作することで被加工材にハンマドリル作業を行うハンマビットとして構成されていることを特徴とする電動工具。」

１０１　ハンマドリル（電動工具）
１０３　本体部（工具本体）
１０５　モータハウジング
１０７　ギアハウジング
１０９　ハンドグリップ
１０９ａ　トリガ
１１１　駆動モータ（モータ）
１１１ａ　出力軸
１１３　運動変換機構
１１５　打撃要素
１１７　動力伝達機構
１１９　ハンマビット（先端工具）
１２１　第１駆動ギア
１２２　クランク軸
１２３　被動ギア
１２５　クランク板
１２６　偏心軸
１２７　クランクアーム
１２８　連結軸
１２９　ピストン
１３１　第２駆動ギア
１３２　第１中間ギア
１３３　第１中間軸
１３４　電磁クラッチ（トルク遮断機構）
１３５　第２中間ギア
１３６　第２中間軸
１３６ａ　歯
１３７　ツールホルダ
１３８　小ベベルギア
１３９　大ベベルギア
１４１　シリンダ
１４１ａ　空気室
１４３　ストライカ
１４５　インパクトボルト
１４７　機械式トルクリミッター
１４７ａ　スプリング
１４８　駆動側部材
１４８ａ　第３中間ギア
１４９　被動側部材
１４９ａ　歯
１５１　磁歪式トルクセンサ（第１センサ）
１５３　励磁コイル
１５５　検知コイル
１５７　コントローラ
１５９　加速度センサ（第２センサ）
１６１　駆動側回転部材
１６１ａ　軸部
１６２ａ　内周領域
１６２ｂ　外周領域
１６３　被動側回転部材
１６３ａ　軸部
１６５　電磁コイル
１６７　バネディスク

Claims

　先端工具を回転駆動させて所定の加工作業を遂行する手持式の電動工具であって、
　工具本体と、
　前記工具本体に収容され、前記先端工具を回転駆動するモータと、
　前記先端工具のトルク状態を検知する第１センサと、
　前記工具本体の運動状態を検知する第２センサと、
　前記モータと前記先端工具間のトルクの伝達を遮断可能なトルク遮断機構と、
を有し、
　前記第１センサ及び第２センサそれぞれが、当該第１センサ及び第２センサの予め設定された閾値を検出したことを条件として前記トルク遮断機構がトルクの伝達を遮断するように構成されていることを特徴とする電動工具。
　請求項１に記載の電動工具であって、
　前記第１センサは、トルク値又は単位時間当たりのトルク値の変化率を測定するトルクセンサによって構成されていることを特徴とする電動工具。
　請求項１に記載の電動工具であって、
　前記第２センサは、工具本体の運動量を測定する速度センサ又は加速度センサによって構成されていることを特徴とする電動工具。
　請求項１～３のいずれかに記載の電動工具であって、
　前記トルク遮断機構は、駆動側回転部材と、被動側回転部材と、両回転部材を互いに離間させてトルクの伝達を遮断するべく付勢する付勢部材と、通電することで前記付勢部材の付勢力に抗して前記両回転部材を互いに接触させてトルクを伝達する電磁コイルとを有する電磁クラッチとして構成されていることを特徴とする電動工具。