JP2020040199A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷状態を適切に検出してモータの駆動を制御することが可能な打撃工具を提供する。【解決手段】ハンマドリル１は、モータ２、駆動機構３、本体ハウジング１０、ハンドル１５、バッテリ装着部１７１、位置センサ、コントローラ４１を備える。ハンドル１５は、把持部１６を有し、本体ハウジング１０に弾性部材１９１を介して相対移動可能に連結されている。位置センサは、本体ハウジング１０に対するハンドル１５の相対位置を検出可能である。コントローラ４１は、位置センサの検出結果に基づいて、モータ２の回転速度を制御する。コントローラ４１は、ハンドル１５が本体ハウジング１０に対して最後方位置に配置されている場合、モータ２を第１回転速度で駆動し、ハンドル１５が、最後方位置から、最後方位置より前方のオフ位置に相対移動した場合、モータ２を、第１回転速度よりも高速の第２回転速度で駆動する。【選択図】 図２

Description

本発明は、先端工具を直線状に駆動するように構成された打撃工具に関する。

先端工具を所定の駆動軸に沿って直線状に駆動することで、被加工物に対する加工作業（例えば、ハツリ作業）を行う打撃工具が知られている。このような打撃工具では、先端工具が被加工物に押し付けられておらず、負荷がかかっていない状態（以下、無負荷状態という）ではモータを低速で駆動し、先端工具が被加工物に押し付けられ、負荷がかかっている状態（以下、負荷状態という）になると、モータをより高速で駆動する制御が行われる場合がある。例えば、特許文献１には、ハウジングに設けられた加速度検出部によって検出された加速度に基づいて、出力軸に負荷がかかっているか否かを判定し、モータの駆動を制御するハンマドリルが開示されている。

特開２０１８―５８１８８号公報

特許文献１のハンマドリルのように、負荷状態にあるか否かの判定が加速度に基づいて行われる場合、先端工具が被加工物に押し付けられていない場合でも、何らかの原因でハウジングが動くことで、負荷状態と認識される可能性がある。

本発明は、負荷状態を適切に検出してモータの駆動を制御することが可能な打撃工具を提供することを課題とする。

本発明の一態様によれば、モータと、駆動機構と、本体ハウジングと、ハンドルと、バッテリ装着部と、第１検出部と、制御部とを備えた打撃工具が提供される。

駆動機構は、モータの動力によって、駆動軸に沿って先端工具を直線状に駆動する動作を遂行可能に構成されている。駆動軸は、打撃工具の前後方向に延在する。本体ハウジングは、モータおよび駆動機構を収容する。ハンドルは、使用者によって把持される把持部を有する。また、ハンドルは、本体ハウジングに弾性部材を介して連結され、本体ハウジングに対して相対移動可能である。バッテリ装着部は、モータの電源としてのバッテリを着脱可能に構成されている。第１検出部は、本体ハウジングに対するハンドルの相対位置を検出可能に構成されている。制御部は、第１検出部の検出結果に基づいて、モータの回転速度を制御するように構成されている。

本態様の打撃工具では、第１検出部の検出結果、つまり、本体ハウジングに対するハンドルの相対位置に基づいて、モータの回転速度が制御される。先端工具が被加工物に押し付けられると、本体ハウジングに弾性連結されたハンドルは、本体ハウジングに対して相対的に前方へ移動する。つまり、無負荷状態から負荷状態への移行は、ハンドルの前方への相対移動に対応する。よって、本態様によれば、第１検出部によって検出されたハンドルの相対位置に基づいて、無負荷状態から負荷状態への移行を適切に検出し、モータの回転速度を制御することができる。

なお、本態様において、第１検出部は、本体ハウジングに対するハンドルの相対位置を検出可能であればよく、本体ハウジングまたはハンドルの任意の位置に配置することができる。なお、第１検出部は、本体ハウジングに対するハンドルの相対移動を的確に検出するという観点からは、弾性部材に隣接して配置することが好ましい。また、第１検出部の検出方式には、任意の公知の方式を採用可能である。例えば、非接触方式（磁界検出方式、光学式等）または接触方式等の何れも採用することができる。

本発明の一態様において、制御部は、ハンドルが本体ハウジングに対して第１位置に配置されている場合、モータを第１回転速度で駆動し、ハンドルが第１位置から第２位置に相対移動した場合、モータを第２回転速度で駆動するように構成されていてもよい。第２位置は、本体ハウジングに対して第１位置よりも前方の位置である。第２回転速度は、第１回転速度よりも高速である。本態様によれば、先端工具が被加工物を打撃していないときに、モータが不要に高速で駆動されることを防止して、本体ハウジングの振動を抑えることができる。また、本態様によれば、モータが不要に高速で駆動されることを防止してバッテリの消耗を抑え、バッテリ駆動式の打撃工具で重要となるランタイムの向上も実現することができる。

第１回転速度および第２回転速度は何れも、予め定められた回転速度であってもよい。あるいは、第１回転速度および第２回転速度の両方が、使用者により操作される操作部材を介して設定されてもよいし、何れか一方のみの回転速度が操作部材を介して設定され、それに応じて他方の回転速度が制御部によって設定されてもよい。なお、第１回転速度および第２回転速度には、何れもゼロより大きい値が採用される。

なお、本態様は、ハンドルが第１位置から第２位置に相対移動した場合、制御部が常にモータを第１回転速度よりも大きい第２回転速度で駆動することを要するものではなく、一定条件下で、制御部が、ハンドルが第２位置に相対移動した後も、モータの第１回転速度での駆動を継続することも許容しうるものである。かかる条件として、例えば、操作部材を介して第２回転速度として設定された回転速度が、予め定められた第１回転速度、あるいは操作部材を介して設定された第１回転速度以下である場合が挙げられる。この場合、操作部材を介して第２回転速度として設定された回転速度が、第１回転速度として用いられればよい。

本発明の一態様において、第１検出部は、ハンドルに配置されていてもよい。ハンドルは、本体ハウジングに対して弾性連結されているため、本体ハウジングに生じる振動の伝達が抑制されている。第１検出部は、電子部品を有する。よって、ハンドルに第１検出部を配置することで、第１検出部を振動から保護することができる。

本発明の一態様において、制御部は、ハンドルが第１置から第２位置に相対移動した場合、回転速度を第１回転速度から第２回転速度に直ちに上昇させてもよい。本態様によれば、負荷状態への移行に応じて先端工具による被加工物の打撃速度が直ちに上昇するため、作業効率を向上させることができる。

本発明の一態様において、制御部は、ハンドルが第１位置から第２位置に相対移動した場合、回転速度を第１回転速度から第２回転速度に徐々に上昇させてもよい。本態様によれば、負荷状態への移行に応じて先端工具による被加工物の打撃速度が徐々に上昇するため、使用者に良好な操作感を与えることができる。

本発明の一態様において、第１回転速度は、第２回転速度の半分以下であってもよい。本態様によれば、無負荷状態におけるバッテリの消耗をより効果的に抑えることができる。

本発明の一態様において、制御部は、ハンドルが第２位置から第１位置へ向けて相対移動した場合、第２位置を離れてから所定時間経過後に、モータの回転速度を第２回転速度から第１回転速度に下降させてもよい。なお、所定時間は、ゼロであってもよいし、ゼロより長い時間であってもよい。所定時間は、例えば、工場出荷時に予め設定され、記憶装置に記憶されていてもよいし、操作部材を介して使用者によって設定されてもよい。所定時間がゼロの場合、制御部は、ハンドルが第２位置から第１位置へ向けて相対移動した場合、モータの回転速度を第２回転速度から第１回転速度に直ちに下降させることになる。この場合、使用者による先端工具の被加工物に対する押し付けの解除に対する応答性に優れた制御を実現することができる。一方、ハンドルが本体ハウジングに対して弾性連結されていると、本体ハウジングの振動によってハンドルが相対移動し、一時的に第２位置から第１位置に向けて移動する場合がある。よって、所定時間がゼロより長い時間の場合、このような振動ではなく、先端工具の被加工物に対する押し付けの解除に起因するハンドルの相対移動を適切に判定し、モータの回転速度を下降させることができる。

本発明の一態様において、駆動機構は、更に、モータの動力によって、先端工具を駆動軸周りに回転させる動作を遂行可能に構成されていてもよい。この場合に、打撃工具は、本体ハウジングの駆動軸周りの運動状態を検出可能な第２検出部を更に備えていてもよい。そして、第２検出部は、ハンドルに設けられていてもよい。先端工具が回転駆動される場合、先端工具が被加工物に埋まってしまう等の理由で、本体ハウジングが駆動軸周りに過度に回転してしまう場合がある。第２検出部は、このようないわゆる振り回され状態の検知に用いることができる。第２検出部は、電子部品を有する。よって、本体ハウジングに比べて振動が低減されたハンドルに第２検出部を配置することで、第２検出部を振動から保護することができる。なお、第２検出部は、本体ハウジングの駆動軸周りの運動状態を検出可能であればよく、第２検出部として、例えば、加速度センサを好適に採用可能である。

本発明の一態様において、駆動機構は、空打ち動作を防止するように構成された空打ち防止機構を更に備えていてもよい。この場合に、ハンドルは、本体ハウジングに対する先端工具の押込みに応じて空打ち動作の防止機能が解除されるのと同時に、または解除された後、第２位置に配置されるように構成されていてもよい。なお、ここでいう、空打ち動作の防止とは、無負荷状態において、先端工具を直線状に駆動する動作を防止することであって、例えば、駆動機構の一部の動作を阻害することによって実現されうる。空打ち防止機構として、任意の公知の構成を採用可能である。本態様によれば、モータの回転速度を第２回転速度に上昇させた時点で直ちに先端工具を直線状に駆動する動作を開始させ、良好な作業効率を確保することができる。なお、本態様に係るタイミングの制御は、典型的には、弾性部材の仕様（例えば、バネ定数）の適切な設定によって実現しうるものである。

本発明の一態様において、打撃工具は、先端工具に対する負荷を検出可能な第３検出部を更に備えてもよい。そして、制御部は、第１検出部および第３検出部の検出結果に基づいて、モータの回転速度を制御するように構成されていてもよい。より詳細には、制御部は、ハンドルが本体ハウジングに対して第１位置に配置されており、且つ、先端工具に対する負荷が閾値を超えない場合、モータを第１回転速度で駆動するように構成されていてもよい。更に、制御部は、ハンドルが、第１位置から、本体ハウジングに対して第１位置よりも前方の第２位置に相対移動した場合、または、先端工具に対する負荷が閾値を超えた場合、モータを、第１回転速度よりも高速の第２回転速度で駆動するように構成されていてもよい。

本態様によれば、先端工具が被加工物を打撃していないときに、モータが不要に高速で駆動されることを防止して、本体ハウジングの振動を抑えることができる。また、本態様によれば、モータが不要に高速で駆動されることを防止してバッテリの消耗を抑え、バッテリ駆動式の打撃工具で重要となるランタイムの向上も実現することができる。また、ハンドルの相対位置に加え、第３検出部によって別途検出された負荷も利用することで、異なる作業状態においても無負荷状態から負荷状態への移行をより確実に検出することが可能となる。

なお、本態様においても、第１回転速度および第２回転速度は何れも、予め定められた回転速度であってもよい。あるいは、第１回転速度および第２回転速度の両方が、使用者により操作される操作部材を介して設定されてもよいし、何れか一方のみの回転速度が操作部材を介して設定され、それに応じて他方の回転速度が制御部によって設定されてもよい。なお、第１回転速度および第２回転速度には、何れもゼロより大きい値が採用される。また、ハンドルが第１位置から第２位置に相対移動した場合、制御部が常にモータを第１回転速度よりも大きい第２回転速度で駆動することを要するものではなく、一定条件下で、制御部が、ハンドルが第２位置に相対移動した後も、モータの第１回転速度での駆動を継続することも許容しうるものである。

本発明の一態様において、第３検出部は、先端工具に対する負荷として、モータの駆動電流を検出するように構成されていてもよい。モータの駆動電流は、先端工具に対する負荷の増加に伴い上昇することが知られている。本態様によれば、簡便な構成で、先端工具に対する負荷として、ハンドルの相対位置とは種類が異なる情報を検出し、利用することができる。

本発明の一態様において、モータは、第２回転速度よりも高速で駆動可能であってもよい。そして、制御部は、ハンドルが、第１位置から第２位置に相対移動し、且つ、負荷が閾値を超えた場合、モータを最高回転速度で駆動するように構成されていてもよい。本態様によれば、第１検出部の検出結果および第３検出部の検出結果から、負荷状態であることがより確実な場合、最大限の作業効率を発揮することができる。

本発明の一態様において、打撃工具は、バッテリ装着部に装着されたバッテリを更に備えていてもよい。

ハンマドリルの右側面図である。 ハンマドリルの断面図である。 バッテリが装着された状態のハンドルの右側面図である。 バッテリが装着された状態のハンドルの断面図である。 図４のＶ−Ｖ線における断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図であって、ハンドルが最後方位置にあるときのハンマドリルを示す。 図７に対応する断面図であって、ハンドルが最前方位置にあるときのハンマドリルを示す。 図２のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。 ハンマドリルの電気的構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、先端工具９１を駆動することで加工作業を行うように構成された作業工具の一例として、ハンマドリル１を例示する。ハンマドリル１は、ツールホルダ３９に装着された先端工具９１を所定の駆動軸Ａ１に沿って直線状に往復動させる動作（以下、ハンマ動作という）と、先端工具９１を駆動軸Ａ１周りに回転駆動する動作（以下、ドリル動作という）とを実行可能に構成されている。

まず、ハンマドリル１の概略構成について説明する。図１および図２に示すように、ハンマドリル１の外郭は、主として本体ハウジング１０と、ハンドル１５とによって形成されている。

本体ハウジング１０は、主に、駆動機構３を収容する駆動機構収容部１１と、モータ２を収容するモータ収容部１２の２つの部分を含み、全体としては側面視略Ｌ字状に形成されている。

駆動機構収容部１１は、長尺の箱状体として形成されており、駆動軸Ａ１に沿って延在している。駆動機構収容部１１の駆動軸Ａ１方向における一端部内には、先端工具９１を着脱可能なツールホルダ３９が配置されている。ツールホルダ３９は、駆動軸Ａ１周りに回転可能に駆動機構収容部１１に支持されている。また、ツールホルダ３９は、先端工具９１を回転不能、且つ、駆動軸Ａ１方向に直線状に移動可能に保持するように構成されている。なお、駆動機構収容部１１のうち、ツールホルダ３９が収容されている一端部は、概ね円筒状に形成されている。この円筒状部分の外周部には、補助ハンドル９５を着脱可能である。

モータ収容部１２は、駆動機構収容部１１の駆動軸Ａ１方向におけるもう一方の端部において、駆動機構収容部１１に対して相対移動不能に連結固定され、駆動軸Ａ１に交差して、駆動軸Ａ１から離れる方向に突出している。モータ２は、モータシャフト２５の回転軸が駆動軸Ａ１に交差する方向（詳細には、駆動軸Ａ１に対して斜め方向）に延在するように、モータ収容部１２内に配置されている。

なお、以下の説明では、便宜上、駆動軸Ａ１の延在方向をハンマドリル１の前後方向と規定し、ツールホルダ３９が設けられている一端部側をハンマドリル１の前側（先端領域側ともいう）、反対側を後側と規定する。また、駆動軸Ａ１に直交する方向であって、モータシャフト２５の回転軸の延在方向に対応する方向をハンマドリル１の上下方向と規定し、駆動機構収容部１１からモータ収容部１２が突出する方向を下方向、反対方向を上方向と規定する。更に、前後方向および上下方向に直交する方向を、左右方向と規定する。

ハンドル１５は、全体としては側面視略Ｃ字状に形成されており、両端部が本体ハウジング１０に連結されている。ハンドル１５は、使用者によって把持される把持部１６を有する。把持部１６は、本体ハウジング１０の後方に離間して配置され、駆動軸Ａ１に交差するように、概ね上下方向に延在している。把持部１６の上端部の前部には、使用者による押圧操作（引き操作）が可能なトリガ１６１が設けられている。把持部１６の下側には、モータ２等の電源としての充電式バッテリ（バッテリパック）９３を着脱可能なバッテリ装着部１７１が設けられている。ハンマドリル１では、トリガ１６１が引き操作されると、モータ２が駆動され、ハンマ動作やドリル動作が行われる。

以下、ハンマドリル１の詳細構成について説明する。

まず、本体ハウジング１０（駆動機構収容部１１およびモータ収容部１２）の内部構造について説明する。

図２に示すように、駆動機構収容部１１は、上述の通り、本体ハウジング１０のうち、駆動軸Ａ１に沿って前後方向に延在する部分である。駆動機構収容部１１には、モータ２の動力によって先端工具９１を駆動するように構成された駆動機構３が収容されている。本実施形態では、駆動機構３は、運動変換機構３０と、打撃要素３６と、回転伝達機構３７とを含む。運動変換機構３０および打撃要素３６は、先端工具９１を駆動軸Ａ１に沿って直線状に駆動するハンマ動作を行うように構成された機構である。回転伝達機構３７は、先端工具９１を駆動軸Ａ１周りに回転駆動するドリル動作を行うように構成された機構である。なお、運動変換機構３０、打撃要素３６、および回転伝達機構３７の構成については周知であるため、以下では簡単に説明する。

運動変換機構３０は、モータ２の回転運動を直線運動に変換して打撃要素３６に伝達するように構成されている。本実施形態では、揺動部材３３を用いた運動変換機構３０が採用されている。運動変換機構３０は、中間シャフト３１と、回転体３２と、揺動部材３３と、ピストンシリンダ３５とを含む。中間シャフト３１は、駆動軸Ａ１の下側で、駆動軸Ａ１と平行に（前後方向に）延在している。回転体３２は、中間シャフト３１の外周部に取り付けられている。揺動部材３３は、回転体３２の外周部に取り付けられ、回転体３２の回転に伴って前後方向に揺動される。ピストンシリンダ３５は、有底円筒状に形成され、円筒状のスリーブ３４内に前後方向に移動可能に支持されている。ピストンシリンダ３５は、揺動部材３３の揺動に伴って前後方向に往復動される。なお、スリーブ３４は、ツールホルダ３９の後側に同軸状に連結され、一体化されている。一体化されたツールホルダ３９およびスリーブ３４は、駆動軸Ａ１周りに回転可能に支持されている。

打撃要素３６は、直線状に動作して先端工具９１を打撃することで、先端工具９１を駆動軸Ａ１に沿って直線状に駆動するように構成されている。本実施形態では、打撃要素３６は、打撃子としてのストライカ３６１と、中間子としてのインパクトボルト３６３とを含む。ストライカ３６１は、ピストンシリンダ３５内に、駆動軸Ａ１方向に摺動可能に配置されている。ストライカ３６１の後方のピストンシリンダ３５内部の空間は、空気バネとして機能する空気室として規定されている。インパクトボルト３６３は、ツールホルダ３９内に、駆動軸Ａ１方向に摺動可能に配置されている。

モータ２が駆動され、ピストンシリンダ３５が前方に向けて移動されると、空気室の空気が圧縮されて内圧が上昇する。このため、ストライカ３６１は、高速に前方に押し出されてインパクトボルト３６３に衝突し、運動エネルギを先端工具９１に伝達する。これにより、先端工具９１は駆動軸Ａ１に沿って直線状に駆動され、被加工物を打撃する。一方、ピストンシリンダ３５が後方へ移動されると、空気室の空気が膨張して内圧が低下し、ストライカ３６１が後方へ引き込まれる。先端工具９１は、被加工物への押し付けにより、後方へ移動する。運動変換機構３０および打撃要素３６は、このような動作を繰り返すことで、ハンマ動作を行う。

なお、本実施形態では、ツールホルダ３９内には、空打ち動作を防止するように構成された空打ち防止機構３８が配置されている。ここでいう空打ち動作の防止とは、先端工具９１がツールホルダ３９に装着されていない場合や、先端工具９１が被加工物に押し付けられていない場合、つまり、負荷がかかっていない状態（以下、無負荷状態という）において、ストライカ３６１の往復動作を防止することである。

本実施形態の空打ち防止機構３８は、保持部材３８１と、Ｏリング３８３とを含む。保持部材３８１は、ストライカ３６１の周囲に配置された弾性部材である。Ｏリング３８３は、保持部材３８１の後端部内に配置されている。詳細な図示は省略するが、先端工具９１が被加工物に押し付けられ、負荷がかかっている状態（以下、負荷状態という）になると、後端位置まで押し込まれたインパクトボルト３６３の後端部は、Ｏリング３８３内に配置される。無負荷状態となってもモータ２の駆動が継続されると、図２に示すように、前方へ押し出されたストライカ３６１の前端部がＯリング３８３に嵌まり込み、Ｏリング３８３によって把持され、最前方位置で保持される。これにより、空打ち動作が防止される。Ｏリング３８３によるストライカ３６１の把持（つまり、空打ち動作の防止機能）は、先端工具９１の本体ハウジング１０への押込みに伴って、インパクトボルト３６３が後端位置まで押し込まれることで解除される。

回転伝達機構３７は、モータシャフト２５の回転運動をツールホルダ３９に伝達するように構成されている。本実施形態では、回転伝達機構３７は、複数のギアを含むギア減速機構として構成されており、モータ２の回転は、適宜減速された上でツールホルダ３９に伝達される。

本実施形態のハンマドリル１は、駆動機構収容部１１の左側部に設けられたモード切替ダイヤル（図示略）の操作により、ハンマドリルモード、ハンマモード、およびドリルモードの３つの動作モードのうち１つを選択可能に構成されている。ハンマドリルモードは、運動変換機構３０および回転伝達機構３７が駆動されることで、ハンマ動作およびドリル動作が行われる動作モードである。ハンマモードは、回転伝達機構３７における動力の伝達が遮断され、運動変換機構３０のみが駆動されることで、ハンマ動作のみが行われる動作モードである。ドリルモードは、運動変換機構３０における動力の伝達が遮断され、回転伝達機構３７のみが駆動されることで、ドリル動作のみが行われる動作モードである。本体ハウジング１０内（詳細には、駆動機構収容部１１内）には、モード切替ダイヤルに接続され、モード切替ダイヤルで選択された動作モードに応じて運動変換機構３０および回転伝達機構３７を伝達状態と遮断状態との間で切り替えるモード切替機構が設けられている。かかるモード切替機構の構成については周知であるため、ここでの詳細な説明および図示は省略する。

図２に示すように、モータ収容部１２は、本体ハウジング１０のうち、駆動機構収容部１１の後端部に接続して下方に延びる部分である。モータ収容部１２の上側部分には、モータ２が収容されている。本実施形態では、小型で高出力であることから、モータ２として、直流ブラシレスモータが採用されている。

モータ２は、ステータ２１とロータ２３とを含むモータ本体部２０と、ロータ２３から延設されてロータ２３と一体的に回転するモータシャフト２５とを備えている。モータシャフト２５の回転軸は、駆動軸Ａ１に対して斜め下前方に延在している。モータシャフト２５の上端部は、駆動機構収容部１１内に突出しており、この部分に小ベベルギア２６が形成されている。小ベベルギア２６は、中間シャフト３１の後端部に固定された大ベベルギア３１１に噛合している。

また、モータ収容部１２の下側部分（つまり、モータ２よりも下側の領域）の後部内には、ハンドル１５の一部（詳細には、下側連結部１８）が配置されている。

次に、ハンドル１５の詳細構成およびその内部構造について説明する。

図３および図４に示すように、ハンドル１５は、把持部１６と、コントローラ収容部１７と、下側連結部１８と、上側連結部１９とを含む。なお、本実施形態では、ハンドル１５は、後述する内部部品が組み付けられた状態で、左右に分割された半割体が複数箇所においてネジで連結されることで構成されている。

把持部１６は、上述のように、上下方向に延在するように配置されており、上端部の前部には、トリガ１６１が設けられている。なお、トリガ１６１は、駆動軸Ａ１上に位置する（図２参照）。把持部１６は、長尺の筒状に形成されており、その内部にはスイッチ１６３が収容されている。スイッチ１６３は、常時にはオフ状態で維持され、トリガ１６１の引き操作に応じてオン状態とされる。スイッチ１６３は、図示しない配線によって後述のコントローラ４１に接続されており、オン状態またはオフ状態を示す信号を、コントローラ４１に出力する。

コントローラ収容部１７は、把持部１６の下端部の下側に接続している。コントローラ収容部１７は、矩形箱状に形成されており、把持部１６よりも前方に延在している。コントローラ収容部１７には、コントローラ４１と、変速ダイヤルユニット４３が収容されている。

詳細な図示は省略するが、コントローラ４１は、制御回路と、三相インバータと、これらが搭載された基板とを含む。制御回路は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を含むマイクロコンピュータで構成されている。三相インバータは、６つの半導体スイッチング素子を用いた三相ブリッジ回路を備え、制御回路から出力される制御信号が示すデューティ比に従って三相ブリッジ回路の各スイッチング素子をスイッチング動作させることで、モータ２を駆動する。詳細は後述するが、本実施形態では、コントローラ４１は、スイッチ１６３のオン・オフ状態および後述する各種センサ等の検出結果に基づいて、モータ２の駆動を制御する。

変速ダイヤルユニット４３は、使用者による外部操作に応じてモータ２の回転速度の設定を受け付けるための機器である。詳細な図示は省略するが、変速ダイヤルユニット４３は、使用者がコントローラ収容部１７の外部から回動操作可能な操作部材としてのダイヤルと、ダイヤルの回動位置に応じた抵抗値を出力する可変抵抗器と、可変抵抗器が搭載された回路基板とを含む。変速ダイヤルユニット４３は、図示しない配線によってコントローラ４１に接続されており、ダイヤルの回動操作に応じた抵抗値（つまり、設定された回転速度）を示す信号をコントローラ４１に出力する。詳細は後述するが、本実施形態では、変速ダイヤルユニット４３で設定された回転速度は、負荷時のモータ２の回転速度として使用される。

コントローラ収容部１７の下端部（コントローラ４１の下方）は、バッテリ９３を着脱可能なバッテリ装着部１７１として構成されている。本実施形態では、バッテリ装着部１７１は、バッテリ９３が後側から前方へ向けて装着されるように構成されており、図５に示すように、バッテリ９３とスライド係合可能な一対のガイドレール１７２を備えている。一対のガイドレール１７２は、コントローラ収容部１７の左右の側壁部の下端から内側へ突出し、前後方向に延在している。一方、概ね直方体形状のバッテリ９３の一対の側面には、夫々、バッテリ９３の長手方向に延在するガイド溝９３２が設けられている。バッテリ９３は、ガイドレール１７２がガイド溝９３２に係合した状態で、バッテリ装着部１７１に対して後側から前方へ向けてスライドされ、装着される。

また、図４に示すように、バッテリ９３上部には、常時には上方へ付勢されて上面から突出し、押圧に応じて上面よりも下方に退避するフック９３３が設けられている。バッテリ装着部１７１の下面には、上方に凹む凹部１７３が設けられている。フック９３３は、バッテリ９３がスライドされる間は下方に退避しており、凹部１７３に対向する位置に達すると上方に付勢されて凹部１７３に係合する。このように、バッテリ９３は、フック９３３と凹部１７３の係合によって前後方向に位置決めされた状態で、上下方向においてガイドレール１７２によって保持される。なお、詳細な図示は省略するが、バッテリ９３がバッテリ装着部１７１に装着されるのとあわせて、バッテリ９３およびバッテリ装着部１７１の端子が電気的に接続される。

なお、バッテリ装着部１７１に着脱可能なバッテリは、バッテリ９３のみならず、容量やサイズが異なる複数種類が存在する。図１には、バッテリ装着部１７１に着脱可能なバッテリのうち、最大サイズのバッテリ９３０が一点鎖線で示されている。なお、本体ハウジング１０は、バッテリ９３０がバッテリ装着部１７１に装着された場合に、バッテリ９３０の下面と、本体ハウジング１０（モータ収容部１２）の下面が面一となるように構成されている。

図３および図４に示すように、下側連結部１８は、ハンドル１５のうち、コントローラ収容部１７の前端部に接続して概ね下方に延在する部分である。上側連結部１９は、ハンドル１５のうち、把持部１６の上端部に接続して前方に延在する部分である。本実施形態では、ハンドル１５は、下側連結部１８および上側連結部１９を介して、本体ハウジング１０に対して相対移動可能に連結されている。以下、下側連結部１８および上側連結部１９と、本体ハウジング１０との連結構造の詳細について説明する。

図２および図６に示すように、下側連結部１８は、モータ収容部１２の下後端部内に突出するように配置され、本体ハウジング１０の下後端部（詳細には、モータ収容部１２）に対し、左右方向に延在する回動軸Ａ２周りに相対回動可能に連結される部分である。なお、上述のように、モータ収容部１２の上側部分にはモータ２が配置されているものの、モータ２の下方には空き領域が存在する。よって、本実施形態では、この空き領域を利用して下側連結部１８が配置され、ハンドル１５とモータ収容部１２とが連結されている。

本実施形態では、回動軸Ａ２は、下側連結部１８において、バッテリ装着部１７１（より詳細には、ガイドレール１７２（図５参照））よりも下方に設定されている。また、図４に示すように、回動軸Ａ２は、バッテリ装着部１７１にバッテリ９３が装着された状態のハンドル１５の重心Ｇよりも下方に設定されている。なお、バッテリ９３が装着された状態のハンドル１５の重心Ｇは、上下方向において、ガイドレール１７２と概ね同じ位置にある。上述のように、ハンマドリル１には、バッテリ９３よりも大きいサイズのバッテリを装着可能である。より大きいバッテリが装着された状態のハンドル１５の重心は、重心Ｇよりも若干下方になるが、回動軸Ａ２は、図１に示す最大サイズのバッテリ９３０が装着された状態のハンドル１５の重心（図示略）よりも下方に設定されている。バッテリ装着部１７１にバッテリ９３、または他のサイズのバッテリが装着されている場合、回動軸Ａ２は、バッテリ９３の前側に配置される。また、回動軸Ａ２は、モータ本体部２０よりも下方、且つ、後方に設定されている。更に、回動軸Ａ２は、上側連結部１９（詳細には、後述の長穴１９３の中央部）の真下に設定されている。

図６に示すように、下側連結部１８には、回動軸Ａ２を中心軸として、左右の側壁部の間を左右方向に延在するシャフト部１８１が設けられている。ハンドル１５を構成する左右の半割体には、夫々、回動軸Ａ２に沿って右方および左方に延びる２つの突出部が設けられている。そして、これらの突出部がネジで連結されることにより、シャフト部１８１が形成されている。下側連結部１８の左右の側壁部の外面側には、夫々、シャフト部１８１の両端部に対応する位置に、凹部１８３が設けられている。凹部１８３は、回動軸Ａ２を中心とする円形の断面を有する凹部として構成されている。凹部１８３内には、環状の弾性部材１８５が嵌めこまれている。

一方、モータ収容部１２の左右の側壁部の内面側には、右方および左方に夫々突出する突出部１２１が設けられている。突出部１２１は、概ね円筒状に形成されており、夫々の軸線が、左右方向に延在する一直線上に位置するように配置されている。これらの突出部１２１の先端部が、凹部１８３内の弾性部材１８５に嵌め込まれることで、下側連結部１８とモータ収容部１２の下後端部とが、弾性部材１８５を介して連結されている。このような弾性部材１８５を介した凹凸係合により、下側連結部１８は、モータ収容部１２に対して回動軸Ａ２周りに相対回動可能に連結されている。また、下側連結部１８は、弾性部材１８５によって、モータ収容部１２に対し、前後、左右、上下の全方向に相対移動可能とされている。

図２に示すように、上側連結部１９は、駆動機構収容部１１の後端部内に突出するように配置され、弾性部材１９１を介して、本体ハウジング１０の上後端部（詳細には、駆動機構収容部１１）に対して相対移動可能に連結されている。本実施形態では、弾性部材１９１として、圧縮コイルバネが採用されている。弾性部材１９１の後端部は、上側連結部１９の前端部に設けられたバネ受け部１９０（図４参照）に嵌め込まれている。弾性部材１９１の前端は、駆動機構収容部１１の後端部内に配置された支持壁１１１の後面に当接している。つまり、弾性部材１９１は、その弾発力の作用方向が、ハンマ動作時の支配的な振動方向である前後方向と概ね一致するように配置されている。

また、図４に示すように、上側連結部１９は、バネ受け部１９０の後側に形成された長穴１９３を有する。長穴１９３は、左右方向に上側連結部１９を貫通する貫通孔であって、上下方向よりも前後方向に長い。一方、図２および図７に示すように、駆動機構収容部１１の内部には、ストッパ部１１３が設けられている。ストッパ部１１３は、駆動機構収容部１１の左右の側壁部の間を左右方向に延在する柱状部であって、長穴１９３に挿通されている。

上側連結部１９は、無負荷状態では、弾性部材１９１によって、前後方向において本体ハウジング１０から離れる方向（つまり、後方）に付勢され、ストッパ部１１３が長穴１９３の前端に当接して上側連結部１９の後方への移動を規制する位置で保持されている。このときの本体ハウジング１０に対する上側連結部１９（ハンドル１５）の相対位置を、最後方位置という。一方、ハンドル１５が回動軸Ａ２周りに前方へ相対回動されると、上側連結部１９の長穴１９３内において、本体ハウジング１０のストッパ部１１３が相対的に後方へ移動して長穴１９３の前端から離間するため、ストッパ部１１３に対する長穴１９３の前後方向および上下方向の相対移動が可能となる。上側連結部１９は、弾性部材１９１の付勢力に抗して、図８に示すように、ストッパ部１１３が長穴１９３の後端に当接して上側連結部１９の前方への移動を規制する位置まで前方へ相対移動することができる。このときの本体ハウジング１０に対する上側連結部１９（ハンドル１５）の相対位置を、最前方位置という。

以下、下側連結部１８および上側連結部１９の内部構造の詳細について説明する。

図４に示すように、下側連結部１８には、加速度センサユニット４７が収容されるとともに、無線アダプタ４９を着脱可能なアダプタ装着部４９０が設けられている。なお、加速度センサユニット４７は、シャフト部１８１の前側で、下側連結部１８の下端部に配置されており、アダプタ装着部４９０は、加速度センサユニット４７の前側で、下側連結部１８の前端部に配置されている。

本実施形態では、加速度センサユニット４７は、周知の構成を有する加速度センサと、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータと、これらが搭載された基板とを含む。詳細は後述するが、本実施形態では、本体ハウジング１０の駆動軸Ａ１周りの過度な回転が生じた場合に、モータ２の駆動が停止される。そこで、本体ハウジング１０の駆動軸Ａ１周りの回転に対応する情報（物理量、指標）としての加速度が、加速度センサによって検出される。マイクロコンピュータは、加速度センサによって検出された加速度を適宜演算処理し、本体ハウジング１０の駆動軸Ａ１周りの回転が所定の限界値を超えているか否かを判断する。そして、本体ハウジング１０の駆動軸Ａ１周りの回転が所定の限界値を超えている場合には、特定の信号（エラー信号）をコントローラ４１に対して出力する。

なお、本体ハウジング１０の駆動軸Ａ１周りの回転が所定の限界値を超えた場合とは、本体ハウジング１０が過度に駆動軸Ａ１周りに回転してしまった状態に対応する。このような状態は、典型的には、先端工具９１が被加工物に埋まってしまう等の理由で、ツールホルダ３９が回転不能な状態（ロック状態、ブロッキング状態ともいう）に陥り、本体ハウジング１０に過大な反動トルクが作用している場合に発生するものである。

なお、加速度センサユニット４７は、マイクロコンピュータを備えず、加速度センサの検出結果を示す信号をそのままコントローラ４１に出力し、コントローラ４１が上述の判断を行ってもよい。加速度センサユニット４７から出力された信号に基づくモータ２の駆動制御については、後で詳述する。

図９に示すように、アダプタ装着部４９０は、無線アダプタ４９が収容される収容部４９１と、収容部４９１に無線アダプタ４９を挿抜するための差込口４９２と、コネクタ（図示略）とを含む。差込口４９２は、下側連結部１８の右壁部に形成された開口である。なお、差込口４９２は、通常は、取り外し可能な防塵用のキャップ４９３によって閉塞されている。無線アダプタ４９は、差込口４９２を通じて収容部４９１に対して左方に挿入される。無線アダプタ４９が収容部４９１の所定位置まで挿入されると、アダプタ装着部４９０のコネクタと無線アダプタ４９のコネクタとが電気的に接続する。なお、上述のように、下側連結部１８は、モータ収容部１２の下後端部内に配置されている。そこで、図１および図９に示すように、モータ収容部１２の右壁部において、収容部４９１（差込口４９２）に対向する位置には、差込口４９２よりも一回り大きい開口部１２３が設けられている。使用者は、必要に応じて、無線アダプタ４９を、開口部１２３を通じて、モータ収容部１２の外部から下側連結部１８の収容部４９１内へ容易に挿入することができる。

アダプタ装着部４９０に着脱可能な無線アダプタ４９は、外部機器との無線通信が可能に構成されている。詳細な図示は省略するが、本実施形態では、無線アダプタ４９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータと、アンテナと、コネクタとを備えた周知の構成を有する。無線アダプタ４９は、アダプタ装着部４９０に装着されると、コネクタを介してコントローラ４１に電気的に接続される。そして、コントローラ４１からの制御信号に従って、ハンマドリル１とは別個の定置式の集塵機に対し、所定の周波数帯の電波を使って所定の連動信号を無線送信するように構成されている。

なお、このようなシステム自体は公知であるため、簡単に説明すると、コントローラ４１は、トリガ１６１が引き操作され、スイッチ１６３がオン状態とされている間、無線アダプタ４９に連動信号を送信させる。集塵機のコントローラは、無線アダプタ４９から送信された連動信号を受信している間、集塵機のモータを駆動するように構成されている。つまり、ハンマドリル１の使用者は、トリガ１６１の引き操作をするだけで、集塵機をハンマドリル１に連動して動作させることができる。なお、無線アダプタ４９は、集塵機に対して連動信号を送信するものに限られず、その他の外部機器（例えば、携帯端末）と無線通信を行うように構成されていてもよい。

図６および図７に示すように、上側連結部１９には、本体ハウジング１０に対するハンドル１５の相対位置を検出するための位置センサ４５が設けられている。本実施形態では、位置センサ４５として、ホール素子を備えたホールセンサが採用されている。位置センサ４５は、基板４５０に搭載され、本体ハウジング１０（駆動機構収容部１１）の左側壁部に対向するように、上側連結部１９の左前端部に固定されている。より詳細には、位置センサ４５は、前後方向において、弾性部材１９１の後端部と概ね同じ位置に配置されている。本体ハウジング１０の左側壁部の内面側には、磁石４６が固定されている。位置センサ４５は、何れも図示しない配線を介してコントローラ４１に電気的に接続されており、磁石４６が所定の検出範囲内に配置されている場合、特定の信号（オン信号）をコントローラ４１へ出力するように構成されている。

本実施形態では、図７に示すように、本体ハウジング１０に対してハンドル１５が最後方位置（初期位置）にあるときには、磁石４６は位置センサ４５の検出範囲内に配置されており、位置センサ４５は、オン信号を出力する。本体ハウジング１０に対してハンドル１５が最後方位置から前方へ移動して、所定位置に達すると、磁石４６は位置センサ４５の検出範囲から離脱し、位置センサ４５は、オン信号の出力を停止する。なお、この所定位置（以下、オフ位置という）は、図８に示す最前方位置に対して若干後方に設定されており、ハンドル１５がオフ位置から最前方位置の間にあるときには、位置センサ４５はオン信号を出力しない。詳細は後述するが、位置センサ４５の検出結果は、コントローラ４１によるモータ２の回転速度の制御に使用される。

以上に説明したように、ハンドル１５は、その下端側が本体ハウジング１０の下後端部に回動軸Ａ２周りに回動可能に連結される一方、上端側が本体ハウジング１０の上後端部に弾性部材１９１を介して弾性連結されている。そして、回動軸Ａ２の位置が、バッテリ装着部１７１（詳細には、ガイドレール１７２）よりも下方に設定されている。これにより、モータ２および駆動機構３の駆動に伴って本体ハウジング１０に生じる振動がハンドル１５（特に把持部１６）に伝達されるのを効果的に抑制することができる。

具体的には、駆動機構３の駆動により、本体ハウジング１０には、前後方向および上下方向の振動が発生する。これに対し、回動軸Ａ２を中心とするハンドル１５の相対回動によって前後方向の振動に対応しつつ、特に、先端工具９１の往復駆動に伴って生じる駆動軸Ａ１方向（前後方向）の支配的な振動を、弾性部材１９１によって吸収することができる。また、本実施形態では、回動軸Ａ２をバッテリ装着部１７１よりも下方に配置することで、弾性部材１９１と回動軸Ａ２との離間距離ができるだけ大きく確保されている。これにより、弾性部材１９１は、本体ハウジング１０に対する振幅が大きい位置で振動を効率的に吸収することができるため、把持部１６への振動伝達を効果的に抑制することができる。

特に、本実施形態では、回動軸Ａ２は、上側連結部１９の真下（詳細には、弾性部材１９１の後端部の概ね真下）に設定されている。つまり、回動の支点と弾性連結部分が、駆動軸Ａ１方向に関して、概ね同じ位置に設定されている。また、弾性部材１９１は、駆動軸Ａ１に平行に伸縮可能に配置されている。このため、前後方向の振動を効率よく低減することができる。

また、回動軸Ａ２の位置は、バッテリ装着部１７１にバッテリ９３が装着された状態のハンドルの重心Ｇよりも下方に設定されている。本体ハウジング１０に対し、上端部が弾性連結され、下端部が回動可能に連結されたハンドル１５では、回動軸Ａ２が重心Ｇよりも上方に位置すると、ハンドル１５が回動軸Ａ２周りに回動しにくくなる。これに対し、本実施形態では、回動軸Ａ２を重心Ｇよりも下方に配置することで、本体ハウジング１０の振動に対してハンドル１５を回動軸Ａ２周りに相対回動しやすくし、把持部への振動抑制効果を高めている。

更に、本実施形態では、下側連結部１８の凹部１８３に対し、モータ収容部１２の突出部１２１が環状の弾性部材１８５を介して嵌合されている。よって、本体ハウジング１０に発生した前後方向および上下方向の振動がハンドル１５に伝達することを、環状の弾性部材１８５によっても抑制することができる。

また、ハンマドリル１は、コントローラ４１、変速ダイヤルユニット４３、位置センサ４５、加速度センサユニット４７、無線アダプタ４９およびアダプタ装着部４９０を備えている。これらは何れも、電子部品を備えており、振動からの保護が望まれる。よって、これらをハンドル１５に配置することで、振動からの適切な保護が実現されている。なお、本実施形態では、下側連結部１８は、モータ収容部１２との連結のみならず、モータ収容部１２においてモータ２の下方に存在する空き領域を利用して、加速度センサユニット４７および無線アダプタ４９を振動から保護しつつ配置するための機能も発揮している。また、弾性部材１９１に隣接して上側連結部１９に位置センサ４５を配置することで、本体ハウジング１０に対するハンドル１５の前後方向の相対移動を検出するための最適な配置が実現されている。

以下、コントローラ４１によるモータ２の駆動制御について説明する。

本実施形態では、コントローラ４１（より詳細には、コントローラ４１のＣＰＵ）によって、いわゆるソフトノーロード制御が行われる。ソフトノーロード制御とは、スイッチ１６３がオン状態にある場合、無負荷状態ではモータ２を低速で駆動し、負荷状態となると回転速度を上昇させるモータ２の駆動制御手法であって、無負荷時低速回転制御とも称されるものである。なお、以下では、無負荷状態におけるモータ２の回転速度を第１回転速度といい、負荷状態におけるモータ２の回転速度を第２回転速度という。本実施形態では、コントローラ４１は、変速ダイヤルユニット４３で設定された回転速度を第２回転速度とし、第２回転速度の二分の一の回転速度を、第１回転速度として設定する。そして、第１回転速度または第２回転速度に応じたデューティ比を設定し、三相インバータに制御信号を出力することで、モータ２を駆動する。

本実施形態では、ソフトノーロード制御における無負荷状態と負荷状態の判別に、位置センサ４５の検出結果が用いられる。上述のように、位置センサ４５は、本体ハウジング１０に対するハンドル１５の相対位置を検出するものである。無負荷状態では、弾性部材１９１の付勢力により、上側連結部１９は最後方位置に配置されており（図２および図７参照）、位置センサ４５は磁石４６を検出して、オン信号を出力している。コントローラ４１は、位置センサ４５からの出力がオンの場合、モータ２は無負荷状態にあると判定し、スイッチ１６３がオフ状態からオン状態とされると、第１回転速度でモータ２の駆動を開始する。モータ２の駆動に伴い、モード切替ダイヤル（図示略）を介して選択された動作モードに応じて駆動機構３が駆動され、ハンマ動作およびドリル動作のうち少なくとも一方が遂行される。

使用者が把持部１６を把持した状態で、先端工具９１を被加工物に押し付けると、ハンドル１５が回動軸Ａ２周りに相対的に前方へ回動し、上側連結部１９が弾性部材１９１を圧縮しつつ、最後方位置から前方へ移動する。上側連結部１９がオフ位置へ到達すると、位置センサ４５はオン信号の出力を停止する。コントローラ４１は、位置センサ４５からの出力のオンからオフへの変化を、無負荷状態から負荷状態への移行と認識する。コントローラ４１は、第１回転速度でのモータ２駆動中に、負荷状態への移行を認識すると、モータ２の回転速度を第２回転速度に上昇させる。このとき、コントローラ４１は、モータ２の回転速度を直ちに第２回転速度に上昇させてもよいし、徐々に上昇させてもよい。回転速度を直ちに上昇させる場合には、先端工具９１の往復動または回転の速度が直ちに上昇するため、作業効率を向上させることができる。一方、回転速度を徐々に上昇させる場合には、先端工具９１の往復動または回転の速度が徐々に上昇するため、使用者に良好な操作感を与えることができる。なお、位置センサ４５からの出力がオフの状態でスイッチ１６３がオン状態にされた場合には、コントローラ４１は、第２回転速度でモータ２の駆動を開始する。この場合も、コントローラ４１は、モータ２の回転速度を直ちに第２回転速度に上昇させてもよいし、徐々に上昇させてもよい。

なお、本実施形態では、ハンドル１５は、本体ハウジング１０に対する先端工具９１の押込みに応じて空打ち防止機構３８による空打ち防止機能が解除されるのと同時、または解除された後、オフ位置に配置されるように構成されている。つまり、インパクトボルト３６３が後端位置まで押し込まれ、ストライカ３６１がＯリング３８３から離脱するのと同時かその後で、ハンドル１５がオフ位置に到達する。このために、弾性部材１９１の仕様（例えば、バネ定数）が適切に設定されている。このようなタイミングの制御により、モータ２の回転速度を第２回転速度に上昇させた時点で速やかにストライカ３６１の往復動作を開始させ、良好な作業効率を確保することができる。

また、コントローラ４１は、スイッチ１６３がオン状態で、位置センサ４５からの出力のオフからオンへの変化（つまり、上側連結部１９のオフ位置から最後方位置へ向かう後方への移動）を認識したときには、タイマにより、オン状態の継続時間を監視する。そして、所定時間（本実施形態では、ゼロより長い時間）に亘ってオン状態が継続した場合に限り、モータ２の回転速度を第１回転速度に戻す。これは、加工作業に伴って本体ハウジング１０が振動しているときの一時的なオン状態への変化と、負荷状態から無負荷状態への変化とを確実に区別するためである。具体的には、上側連結部１９は、本体ハウジング１０の前後方向の振動により、本体ハウジング１０に対して前後方向に往復移動する。この場合、位置センサ４５からの出力は、短い周期でオンとオフの間で切り替わる。これに対し、先端工具９１の押し付けが解除され、無負荷状態に移行した場合には、位置センサ４５からの出力がオフからオンに切り替わった後、所定時間に亘ってオン状態が継続する。よって、本実施形態では、上述のような制御が採用されている。

モータ２が第１回転速度で駆動されている場合、第２回転速度で駆動されている場合の何れにおいても、トリガ１６１の引き操作が解除され、スイッチ１６３がオフ状態となると、コントローラ４１はモータ２の駆動を停止する。

更に、本実施形態では、ソフトノーロード制御に加え、加速度センサユニット４７の検出結果に基づく制御も行われる。より詳細には、モータ２が第１回転速度で駆動されている場合、第２回転速度で駆動されている場合の何れにおいても、コントローラ４１は、加速度センサユニット４７から出力されたエラー信号を認識した場合、モータ２の駆動を停止する。上述のように、エラー信号は、本体ハウジング１０の駆動軸Ａ１周りの過度な回転を示すものである。よって、この過度な回転が、ツールホルダ３９のロック状態に起因するものである場合に、それ以上の回転を防止するためである。なお、コントローラ４１は、エラー信号に加え、他の情報（例えば、先端工具９１に作用しているトルク、モータ２の駆動電流）に基づいて、過度な回転が生じているか否かを判断してもよい。また、コントローラ４１は、モータ２への通電を停止するのみならず、ロータ２３の慣性でモータシャフト２５の回転が継続するのを防止するために、モータ２を電気的に制動することが好ましい。

以上に説明したように、本実施形態のモータ２の駆動制御によれば、位置センサ４５によって検出されたハンドル１５の相対位置に基づいて、無負荷状態から負荷状態への移行を適切に検出し、モータ２の回転速度を上昇させることができる。これにより、先端工具９１が被加工物を打撃していないときに、モータ２が不要に高速で駆動されることを防止し、本体ハウジング１０の振動を抑えるとともに、バッテリ９３の消耗を抑えることができる。特に、本実施形態では、無負荷時の第１回転速度が、負荷時の第２回転速度の二分の一とされるため、無負荷状態におけるバッテリ９３の消耗をより効果的に抑えることができる。

ところで、上述のように、ハンドル１５の前方への相対移動は、先端工具９１が被加工物に押し付けられていない無負荷状態から、先端工具９１が被加工物に押し付けられている負荷状態への移行に相当する。しかしながら、加工作業の種類によっては、無負荷状態から負荷状態への移行時に、ハンドル１５が僅かしか前方へ相対移動しない場合がある。例えば、被覆材（例えば、タイル）の剥離作業時のように、先端工具９１と被加工材とのなす角が小さい場合、先端工具９１が本体ハウジング１０に対して後方に強く押圧されるわけではないため、ハンドル１５の前方への相対移動量は微小である。このような場合、位置センサ４５の検出結果のみでは、無負荷状態から負荷状態への移行を正確に判定できない可能性が生じる。そこで、コントローラ４１は、本体ハウジング１０に対するハンドル１５の相対位置と、先端工具９１に対する負荷に対応する別の情報（物理量、指標）とに基づいて、モータ２の回転速度制御（ソフトノーロード制御）を行ってもよい。先端工具９１に対する負荷に対応する別の情報（物理量、指標）としては、例えば、モータ２の電流値、本体ハウジング１０の振動（加速度）、バッテリ９３の温度が挙げられる。

以下に、モータ２の駆動電流が採用される変形例について、具体的に説明する。

図１０は、モータ２の駆動電流が採用される場合のハンマドリル１の電気的構成を示している。図１０に示すように、コントローラ４１には、三相インバータ４２１と、ホールセンサ４２３と、電流検出アンプ４２５とが電気的に接続されている。コントローラ４１は、ホールセンサ４２３から入力されたロータ回転角を示す信号に基づいて、上述のように三相インバータ４２１のスイッチング素子を介してモータ２への通電を制御することで、モータ２の回転速度を制御する。電流検出アンプ４２５は、モータ２の駆動電流を検出するように構成されている。より詳細には、電流検出アンプ４２５は、モータ２の駆動電流をシャント抵抗によって電圧に変換し、更にアンプによって増幅した信号をコントローラ４１に出力するように構成されている。また、上述のように、コントローラ４１には、スイッチ１６３、変速ダイヤルユニット４３、位置センサ４５および加速度センサユニット４７が電気的に接続されている。

本変形例では、コントローラ４１は、位置センサ４５の検出結果および電流検出アンプ４２５の検出結果の両方が無負荷状態を示す場合には、モータ２を低速で駆動し、位置センサ４５の検出結果および電流検出アンプ４２５の検出結果のうち少なくとも一方が負荷状態を示す場合には、モータ２をより高速で駆動するように構成されている。

より詳細には、位置センサ４５からの出力がオンであり、且つ、電流検出アンプ４２５の出力信号に基づいて算出される駆動電流値が所定の閾値を超えない場合には、位置センサ４５の検出結果および電流検出アンプ４２５の検出結果の両方が無負荷状態を示しているといえる。この場合、コントローラ４１は、上記実施形態と同様、第１回転速度でモータ２を駆動する。一方、位置センサ４５からの出力がオフである場合、または、算出される駆動電流値が閾値を超える場合には、位置センサ４５の検出結果および電流検出アンプ４２５の検出結果のうち一方が負荷状態を示しているといえる。この場合、コントローラ４１は、上記実施形態と同様、第２回転速度でモータ２を駆動する。なお、本変形例では、変速ダイヤルユニット４３で設定可能な速度の上限は、モータ２の最高回転速度よりも低く設定されている。そこで、コントローラ４１は、位置センサ４５からの出力がオフであり、且つ、算出される駆動電流値が閾値を超える場合（つまり、位置センサ４５の検出結果および電流検出アンプ４２５の検出結果の両方が負荷状態を示す場合）には、モータ２を最高回転速度で（つまり、第２回転速度よりも高速で）駆動する。

このように、本変形例のハンマドリル１は、先端工具９１に対する負荷を示す情報を複数種類用いることで、異なる作業状態においても無負荷状態から負荷状態への移行をより確実に検出することができる。また、モータ２の駆動電流を採用することで、簡便な構成で、先端工具９１に対する負荷として、ハンドル１５の相対位置とは種類が異なる情報を検出し、利用することができる。更に、ハンドル１５の相対位置およびモータ２の駆動電流値から、負荷状態であることがより確実な場合、モータ２が最高回転速度で駆動されるため、最大限の作業効率を発揮することができる。

なお、上述のように、先端工具９１に対する負荷に対応する別の情報（物理量、指標）として、本体ハウジング１０の振動（加速度）が採用される場合には、コントローラ４１は、位置センサ４５の検出結果および加速度センサユニット４７の検出結果に基づき、同様の制御を行えばよい。また、先端工具９１に対する負荷に対応する別の情報（物理量、指標）として、バッテリ９３の温度が採用される場合には、例えば、バッテリ９３装着部の近傍に温度センサが設けられ、コントローラ４１は、位置センサ４５の検出結果および温度センサの検出結果に基づき、同様の制御を行えばよい。

なお、上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る打撃工具は、例示されたハンマドリル１の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、実施形態に示すハンマドリル１、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

上記実施形態では、先端工具９１を直線状に駆動させるように構成された打撃工具として、ハンマドリル１を例示したが、本発明は、その他の打撃工具（例えば、電動ハンマ）にも適用可能である。打撃工具に応じて、モータ２、駆動機構３、モータ２および駆動機構３を収容する本体ハウジング、把持部１６を有するハンドル１５の構成や配置関係も適宜変更されうる。

例えば、本体ハウジング１０とハンドル１５の弾性連結構造は、適宜、変更されてもよい。例えば、ハンドル１５の上端部および下端部の夫々が、１または複数の弾性部材を介して駆動軸Ａ１方向（前後方向）に相対移動可能に本体ハウジング１０に連結されていてもよい。あるいは、ハンドル１５の上端部のみが片持ち状に本体ハウジング１０に弾性連結されてもよい。なお、弾性部材としては、圧縮コイルバネのほか、各種バネ、ゴム、合成樹脂を採用することができる。位置センサ４５は、ハンドル１５の上端部または下端部において、弾性部材の近傍に設けられていると好ましいが、その他の位置に設けられてもよい。また、位置センサ４５は、本体ハウジング１０側に設けられてもよい。

バッテリ装着部１７１は、ハンドル１５に設けられる代わりに、本体ハウジング１０に設けられていてもよい。また、複数のバッテリが装着可能であってもよい。

本体ハウジング１０に対するハンドル１５の相対位置を検出可能である限りにおいて、位置センサ４５は、他の検出機構に変更可能である。例えば、磁界検出式以外の非接触方式（例えば、光学式）のセンサが採用されてもよいし、接触方式の検出機構（例えば、機械式のスイッチ）が採用されてもよい。

加速度センサユニット４７は、省略されてもよい。また、その配置位置も、ハンドル１５ではなく、本体ハウジング１０内であってもよい。なお、駆動軸Ａ１周りの運動状態の適切な検出のためには、加速度センサユニット４７は、できるだけ駆動軸Ａ１から離れた位置に配置されることが好ましい。

上記実施形態で例示したソフトノーロード制御の内容は、適宜、変更されてもよい。例えば、第２回転速度に対する第１回転速度の比の値は、二分の一以外の値とされてもよい。また、第１回転速度と第２回転速度の両方が、予め定められていてもよいし、第１回転速度と第２回転速度の両方が、変速ダイヤルユニット４３またはその他の操作部材を介して設定可能であってもよい。

また、コントローラ４１は、予め設定された回転速度（無負荷時回転速度という）を第１回転速度として用い、変速ダイヤルユニット４３によって設定された回転速度を第２回転速度として用いてもよい。変速ダイヤルユニット４３で設定された回転速度が、無負荷時回転速度以下である場合、コントローラ４１は、変速ダイヤルユニット４３で設定された回転速度を第１回転速度として、ハンドル１５の相対位置にかかわらず、スイッチ１６３がオン状態の間、第１回転速度での駆動を継続してもよい。また、コントローラ４１は、変速ダイヤルユニット４３によって設定された回転速度を、トリガ１６１の最大引き操作量に対応する回転速度として用い、トリガ１６１の操作量（操作割合）に応じて回転速度を変更してもよい。この場合も、コントローラ４１は、無負荷時には、操作量に応じた回転速度が無負荷時回転速度以下の場合、操作量に応じた回転速度でモータ２を駆動し、無負荷時回転速度を超えている場合、無負荷時回転速度でモータ２を駆動すればよい。つまり、何れの場合も、コントローラ４１は、モータ２の回転速度を、無負荷時には無負荷時回転速度を超えないように制御すればよい。

さらに、上記実施形態では、コントローラ４１は、上側連結部１９がオフ位置から最後方位置へ向けて後方へ移動した場合、所定時間（ゼロより長い時間）の経過後に、モータ２の回転速度を第１回転速度に戻す。しかしながら、コントローラ４１は、上側連結部１９がオフ位置から最後方位置へ向けて後方へ移動した場合、モータ２の回転速度を直ちに第１回転速度に戻してもよい。つまり、所定時間は、ゼロであってもよい。この場合、使用者による先端工具の被加工物に対する押し付けの解除に対する応答性に優れた制御を実現することができる。なお、所定時間は、工場出荷時に予め設定され、ＲＯＭまたは他の不揮発性メモリに記憶されていてもよいし、何らかの操作部材を介して使用者によって設定されてもよい。

上記実施形態では、コントローラ４１は、ＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータによって構成される例が挙げられているが、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプログラマブル・ロジック・デバイスで構成されていてもよい。上記実施形態および変形例の打込み制御処理は、複数の制御回路で分散処理されてもよい。

上記実施形態および変形例の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。ハンマドリル１は、本発明の「打撃工具」の一例である。モータ２は、本発明の「モータ」の一例である。駆動機構３は、本発明の「駆動機構」の一例である。駆動軸Ａ１は、本発明の「駆動軸」の一例である。先端工具９１は、本発明の「先端工具」の一例である。本体ハウジング１０は、本発明の「本体ハウジング」の一例である。ハンドル１５、把持部１６、弾性部材１９１は、夫々、本発明の「ハンドル」、「把持部」、「弾性部材」の一例である。バッテリ装着部１７１、バッテリ９３は、夫々、本発明の「バッテリ装着部」、「バッテリ」の一例である。位置センサ４５は、本発明の「第１センサ」の一例である。コントローラ（ＣＰＵ）４１は、本発明の「制御部」の一例である。ハンドル１５の最後方位置は、本発明の「第１位置」の一例である。ハンドル１５のオフ位置は、本発明の「第２位置」の一例である。加速度センサユニット４７は、本発明の「第２センサ」の一例である。空打ち防止機構３８は、本発明の「空打ち防止機構」の一例である。電流検出アンプ４２５は、本発明の「第３検出部」の一例である。

更に、本発明および上記実施形態の趣旨に鑑み、以下の態様が構築される。以下の態様は、実施形態に示すハンマドリル１および上述の変形例、または各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
［態様１］
前記ハンドルの上端部は、弾性部材を介して、前記本体ハウジングの後端部に対して相対移動可能に連結されており、
前記ハンドルの下端部は、前記本体ハウジングの前記後端部に対して、左右方向に延在する回動軸周りに相対回動可能に連結されており、
前記第１検出部は、前記ハンドルの前記上端部に配置されている。
［態様２］
前記第１検出部は、前記弾性部材に近傍に配置されている。
［態様３］
前記バッテリ装着部は、前記ハンドルに設けられている。

１：ハンマドリル
１０：本体ハウジング
１１：駆動機構収容部
１１１：支持壁
１１３：ストッパ部
１２：モータ収容部
１２１：突出部
１２３：開口部
１５：ハンドル
１６：把持部
１６１：トリガ
１６３：スイッチ
１７：コントローラ収容部
１７１：バッテリ装着部
１７２：ガイドレール
１７３：凹部
１８：下側連結部
１８１：シャフト部
１８３：凹部
１８５：弾性部材
１９：上側連結部
１９０：バネ受け部
１９１：弾性部材
１９３：長穴
２：モータ
２０：モータ本体部
２１：ステータ
２３：ロータ
２５：モータシャフト
２６：小ベベルギア
３：駆動機構
３０：運動変換機構
３１：中間シャフト
３１１：大ベベルギア
３２：回転体
３３：揺動部材
３４：スリーブ
３５：ピストンシリンダ
３６：打撃要素
３６１：ストライカ
３６３：インパクトボルト
３７：回転伝達機構
３８：空打ち防止機構
３８１：保持部材
３８３：Ｏリング
３９：ツールホルダ
４１：コントローラ
４２１：三相インバータ
４２３：ホールセンサ
４２５：電流検出アンプ
４３：変速ダイヤルユニット
４５：位置センサ
４５０：基板
４６：磁石
４７：加速度センサユニット
４９：無線アダプタ
４９０：アダプタ装着部
４９１：収容部
４９２：差込口
４９３：キャップ
９１：先端工具
９３：バッテリ
９３０：バッテリ
９３２：ガイド溝
９３３：フック
９５：補助ハンドル
Ａ１：駆動軸
Ａ２：回動軸
Ｇ：重心

Claims (13)

1. 打撃工具であって、
   モータと、
   前記モータの動力によって、前記打撃工具の前後方向に延在する駆動軸に沿って先端工具を直線状に駆動する動作を遂行可能に構成された駆動機構と、
   前記モータおよび前記駆動機構を収容する本体ハウジングと、
   使用者によって把持される把持部を有し、前記本体ハウジングに弾性部材を介して連結され、前記本体ハウジングに対して相対移動可能なハンドルと、
   前記モータの電源としてのバッテリを着脱可能なバッテリ装着部と、
   前記本体ハウジングに対する前記ハンドルの相対位置を検出可能な第１検出部と、
   前記第１検出部の検出結果に基づいて、前記モータの回転速度を制御するように構成された制御部とを備えることを特徴とする打撃工具。
2. 請求項１に記載の打撃工具であって、
   前記制御部は、
   前記ハンドルが前記本体ハウジングに対して第１位置に配置されている場合、前記モータを第１回転速度で駆動し、
   前記ハンドルが、前記第１位置から、前記本体ハウジングに対して前記第１位置よりも前方の第２位置に相対移動した場合、前記モータを、前記第１回転速度よりも高速の第２回転速度で駆動するように構成されていることを特徴とする打撃工具。
3. 請求項１または２に記載の打撃工具であって、
   前記第１検出部は、前記ハンドルに配置されていることを特徴とする打撃工具。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
   前記制御部は、前記ハンドルが前記第１置から前記第２位置に相対移動した場合、前記回転速度を前記第１回転速度から前記第２回転速度に直ちに上昇させることを特徴とする打撃工具。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
   前記制御部は、前記ハンドルが前記第１位置から前記第２位置に相対移動した場合、前記回転速度を前記第１回転速度から前記第２回転速度に徐々に上昇させることを特徴とする打撃工具。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
   前記第１回転速度は、前記第２回転速度の半分以下であることを特徴とする打撃工具。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
   前記制御部は、前記ハンドルが前記第２位置から前記第１位置へ向けて相対移動した場合、前記第２位置を離れてから所定時間経過後に、前記回転速度を前記第２回転速度から前記第１回転速度に下降させることを特徴とする打撃工具。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
   前記駆動機構は、更に、前記モータの前記動力によって、前記先端工具を前記駆動軸周りに回転させる動作を遂行可能に構成されており、
   前記本体ハウジングの前記駆動軸周りの運動状態を検出可能な第２検出部を更に備え、
   前記第２検出部は、前記ハンドルに設けられていることを特徴とする打撃工具。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
   前記駆動機構は、空打ち動作を防止するように構成された空打ち防止機構を更に備え、
   前記ハンドルは、前記本体ハウジングに対する前記先端工具の押込みに応じて前記空打ち動作の防止機能が解除されるのと同時に、または解除された後、前記第２位置に配置されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
10. 請求項１に記載の打撃工具であって、
    前記先端工具に対する負荷を検出可能な第３検出部を更に備え、
    前記制御部は、前記第１検出部および前記第３検出部の検出結果に基づいて、前記モータの回転速度を制御するように構成されており、
    前記制御部は、
    前記ハンドルが前記本体ハウジングに対して第１位置に配置されており、且つ、前記先端工具に対する前記負荷が閾値を超えない場合、前記モータを第１回転速度で駆動し、
    前記ハンドルが、前記第１位置から、前記本体ハウジングに対して前記第１位置よりも前方の第２位置に相対移動した場合、または、前記先端工具に対する前記負荷が前記閾値を超えた場合、前記モータを、前記第１回転速度よりも高速の第２回転速度で駆動するように構成されていることを特徴とする打撃工具。
11. 請求項１０に記載の打撃工具であって、
    前記第３検出部は、前記負荷として、前記モータの駆動電流を検出するように構成されていることを特徴とする打撃工具。
12. 請求項１０または１１に記載の打撃工具であって、
    前記モータは、前記第２回転速度よりも高速で駆動可能であって、
    前記制御部は、前記ハンドルが、前記第１位置から前記第２位置に相対移動し、且つ、前記負荷が前記閾値を超えた場合、前記モータを最高回転速度で駆動するように構成されていることを特徴とする打撃工具。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の打撃工具であって、
    前記バッテリ装着部に装着されたバッテリを更に備えたことを特徴とする打撃工具。

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