JP6915515B2 - 打撃作業機 - Google Patents

Description

本発明は打撃作業機に関する。

従来から、モータの駆動によって先端工具を回転させることで被加工材（例えば、コンクリート、鉄鋼、木材等）に穿孔穴を形成したり、先端工具に打撃力を加えることによって破砕したりする打撃作業機が広く知られている。このような打撃作業機の一例としては、動作モードとして、先端工具に打撃力のみを加え被加工材を破砕するための打撃モードと、先端工具に上記打撃力を加え、且つ、先端工具に回転力を伝達し先端工具を回転させることにより被加工材に穴あけを行うための回転・打撃モードとに機械的に切替可能なハンマドリルが知られている。

このようなハンマドリルにおいて、回転・打撃モードによる穴あけ作業時に先端工具が被加工材の固い箇所に引っ掛かり先端工具がロックしてしまう場合があり、打撃作業機本体が先端工具の駆動によって大きく振り回されるキックバックが生じ、作業性が悪くなってしまう可能性があった。

上記キックバックに対処するために、従来においては、打撃作業機本体に発生する加速度及び／又は負荷電流値を検出し、加速度及び／又は負荷電流値のいずれかが閾値を超えた場合にキックバックが生じたと判断しモータの回転を停止させるという制御を行っている。例えば、特許文献１に開示されているハンマドリルは、ハンマドリル本体の加速度を検出する加速度センサを有しており、加速度センサにより検出された加速度が所定の加速度閾値を超えた場合にモータの駆動を停止させるように構成されている。

国際公開２０１７／１４５６４３号公報

しかしながら、打撃モードによるコンクリートのハツリ（破砕）作業においては作業者自身が打撃作業機本体を振り回して作業するため、加速度センサが作業者自身による打撃作業機本体の振り回しに起因する加速度を検出し、キックバックが発生していないにもかかわらずモータの駆動が停止してしまう可能性があった。また、打撃モードによるコンクリートのハツリ作業においては、先端工具を被加工材に対して押し付ける動作と離間させる動作とを反復して行うため、負荷電流の変動が激しく、当該ハツリ作業時における負荷電流の変動と回転・打撃モードによる穴あけ作業時におけるキックバックに起因する負荷電流の変動とを識別することは困難であった。

そこで本発明は、好適に打撃作業機本体に発生するキックバックを検出し、作業性を向上させることが可能な打撃作業機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、先端工具を着脱可能な装着部と、前記回転軸の回転運動を第１方向における往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向における打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記装着部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成された動力伝達部と、前記ハウジングに発生する加速度を検出する加速度検出部と、前記回転軸の回転数を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部により検出された回転速度に関する第１条件が満たされ、且つ、前記加速度検出部により検出された加速度に関する第２条件が満たされたときに、前記回転軸の回転を停止させる制御部と、を備えたことを特徴とする打撃作業機を提供している。

上記構成の打撃作業機によれば、先端工具に回転力が付加された穴あけ作業時におけるキックバック発生時に大きく変化するモータの回転軸の回転速度に応じて回転軸の回転を停止させるため、先端工具に打撃力のみが付加される穴あけ作業時と比較してモータの回転軸の回転速度の変化の小さいハツリ作業時において、作業者の打撃作業機本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性が向上する。また、当該回転軸の回転速度に関する条件を満たすのと同時に、ハウジングに発生する加速度に関する条件を満たした場合に回転軸の回転を停止させるように構成されているため、より精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータの駆動を停止させることが可能となる。

上記構成において、前記第１条件は、前記回転軸の回転数の減少率が前記回転数に関する第１閾値を超えることを条件としていることが好ましい。

このような条件によれば、精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、好適にモータを停止させることが可能となる。

また、前記第２条件は、前記ハウジングに発生する前記第２方向における加速度が第２閾値を超えることを条件としていることが好ましい。

このような条件によれば、精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、好適にモータを停止させることが可能となる。

また、前記動力伝達部は、前記先端工具に前記打撃力が伝達される一方前記回転力は伝達されない第１動力伝達状態と、前記先端工具に少なくとも前記回転力が伝達される第２動力伝達状態との間で動力伝達状態を切替可能に構成されていることが好ましい。

このような構成によれば、ハウジングに動力伝達状態に応じた加速度が発生するが、先端工具に回転力が伝達される第２動力伝達状態による穴あけ作業時におけるキックバック発生時に大きく変化するモータの回転軸の回転速度に応じて回転軸の回転を停止させるため、先端工具に打撃力のみが伝達され穴あけ作業時と比較してモータの回転軸の回転速度の変化の小さい第１動力伝達状態によるハツリ作業時において、作業者の打撃作業機本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性が向上する。また、当該回転軸の回転速度に関する条件を満たすのと同時に、ハウジングに発生する加速度に関する条件を満たした場合に回転軸の回転を停止させるように構成されているため、より精度よく、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータの駆動を停止させることが可能となる。

また、作業者により操作される操作部を有し前記操作部の操作に伴い前記動力伝達部の前記動力伝達状態を前記第１動力伝達状態と前記第２動力伝達状態との間で機械的に切替可能な切替機構部を、さらに有することが好ましい。

上記の構成によれば、モータの回転軸の回転速度及びハウジングに発生する加速度に応じてモータの駆動を停止するため、打撃作業機の動力伝達状態を切替機構部によって機械的に切替える場合において、切替機構部に動力伝達状態を判別するためのセンサ等を設ける必要がない。つまり、部品点数を増大させることなく第２動力伝達状態による穴あけ作業時に発生するキックバックを検出することが可能となる。

また、前記装着部は、前記ハウジングに対して前記第２方向に回転不能な第１部分と、前記ハウジングに対して前記第２方向に回転可能な第２部分と、を有し、第１被係合部を有する第１先端工具と第２被係合部を有する第２先端工具とを選択的に前記先端工具として着脱可能に構成され、前記第１部分には、前記第１被係合部と係合可能な第１係合部が設けられ、前記第２部分には、前記第２被係合部と係合可能な第２係合部が設けられ、前記第１先端工具が前記装着部に装着された場合において、前記第１被係合部と前記第１係合部とが係合することにより、前記第１先端工具が前記ハウジングに対して前記第２方向に回転不能な前記第１動力伝達状態となり、前記第２先端工具が前記装着部に装着された場合において、前記第２被係合部と前記第２係合部とが係合することにより、前記第２先端工具が前記ハウジングに対して前記第２方向に回転可能な前記第２動力伝達状態となることが好ましい。

上記の構成によれば、モータの回転軸の回転速度及びハウジングに発生する加速度に応じてモータの駆動を停止するため、先端工具を選択的に着脱することにより動力伝達状態が切替わる場合においても、好適に第２動力伝達状態による穴あけ作業時に発生するキックバックを検出することが可能となる。

前記加速度検出部は、前記加速度検出部のハウジングに対する前記第１方向の移動許容量が前記加速度検出部のハウジングに対する前記第２方向の移動許容量よりも大きくなるように前記ハウジングに支持されていることが好ましい。

このような構成によれば、先端工具の打撃方向に交差する方向におけるハウジングに対する加速度検出部の移動許容量が先端工具の打撃方向における加速度検出部の移動許容量よりも小さくなるように構成されているため、先端工具の打撃方向におけるハウジングの振動を検知してしまうことを抑制しつつ適切に先端工具の回転方向におけるハウジングの加速度を検出することが可能となる。
本発明はさらに、ハウジングと、前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、先端工具を着脱可能な装着部と、前記回転軸の回転運動を第１方向における往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向における打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記装着部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成されるとともに、前記先端工具に前記打撃力が伝達される一方前記回転力は伝達されない第１動力伝達状態と前記先端工具に少なくとも前記回転力が伝達される第２動力伝達状態との間で動力伝達状態を切替可能に構成された動力伝達部と、前記ハウジングに発生する加速度を検出する加速度検出部と、前記回転軸の回転数を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部により検出された回転速度に関する第１条件が満たされ、且つ、前記加速度検出部により検出された加速度に関する第２条件が満たされたときに、前記回転軸の回転を停止させる制御部と、を備え、前記回転軸の回転を停止させるための前記第１条件及び前記第２条件は、前記第１動力伝達状態と、前記第２動力伝達状態との間で、共通であることを特徴とする打撃作業機を提供している。
上記構成において、前記制御部は、前記動力伝達部が前記第１動力伝達状態及び前記第２動力伝達状態のいずれであるかを判別不能であることが好ましい。
本発明はさらに、ハウジングと、前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、先端工具を着脱可能な装着部と、前記回転軸の回転運動を第１方向における往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向における打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記装着部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成された動力伝達部と、前記ハウジングに発生する加速度を検出する加速度検出部と、前記回転軸の回転数を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部により検出された回転速度に関する第１条件が満たされ、且つ、前記加速度検出部により検出された加速度に関する第２条件が満たされたときに、前記回転軸の回転を停止させる制御部と、を備え、前記加速度検出部は、前記加速度検出部のハウジングに対する前記第１方向の移動許容量が前記加速度検出部のハウジングに対する前記第２方向の移動許容量よりも大きくなるように前記ハウジングに支持されていることを特徴とする打撃作業機を提供している。

本発明の打撃作業機によれば、好適に打撃作業機本体に発生するキックバックを検出し、作業性を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの内部構造を示す全体断面図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの平面図である。 図１のＩＩＩ部分拡大断面図であり、本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの加速度センサ支持部が加速度センサを支持する態様が示されている。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの加速度センサ支持部が加速度センサを支持する態様が示されている。 図１の矢印Ｖ方向視図であり、本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの加速度センサ支持部が加速度センサを支持する態様が示されている。 本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの電気的構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルのハツリ（破砕）作業時における（ａ）電源電流、（ｂ）ハウジングに発生する回転方向の加速度、及び、（ｃ）ロータの回転数の時間変化を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態にかかるハンマドリルの穴あけ作業時における（ａ）電源電流、（ｂ）ハウジングに発生する回転方向の加速度、及び、（ｃ）ロータの回転数の時間変化を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態にかかるハンマドリルの内部構造を示す全体断面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図であり、本発明の第２の実施の形態にかかるハンマドリルの第１工具保持部が示されている。 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図であり、本発明の第２の実施の形態にかかるハンマドリルの第２工具保持部が示されている。 本発明の第２の実施の形態にかかるハンマドリルの装着部に着脱可能な先端工具Ｐ２を示す図であり、（ａ）は後面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるハンマドリルの装着部に着脱可能な先端工具Ｐ３を示す図であり、（ａ）は後面図、（ｂ）は側面図である。

本発明の第１の実施の形態による打撃作業機の一例であるハンマドリル１について、図１乃至図９を参照しながら説明する。ハンマドリル１は、被加工材（例えば、コンクリート、鉄鋼、木材等）に穿孔穴を形成したり、打撃力を加えることによって破砕したりするための電動式の打撃作業機である。ハンマドリル１は、動作モードとして、先端工具Ｐ１が回転し被加工材に穿孔し、且つ、被加工材を打撃する「回転・打撃モード」と、先端工具Ｐ１が被加工材を打撃する「打撃モード」とを備えている。

以下の説明においては、図１に示されている「上」を上方向、「下」を下方向、「前」を前方向、「後」を後方向と定義する。また、ハンマドリルを後から見た場合の「右」を右方向、「左」を左方向と定義する。本明細書において寸法、数値等について言及した場合には、当該寸法及び数値等と完全に一致する寸法及び数値だけでなく、略一致する寸法及び数値等（例えば、製造誤差の範囲内である場合）を含むものとする。「同一」、「直交」、「平行」、「一致」、「面一」、「一定」等についても同様に「略同一」、「略直交」、「略平行」、「略一致」、「略面一」、「略一定」等を含むものとする。

図１に示されているように、ハンマドリル１は、ハウジング２と、モータ３と、インバータ回路基板部４と、制御部５と、動力伝達部６と、出力部７と、加速度センサ８と、動作モード切替部９とを主に有している。

図１に示されているように、ハウジング２は、モータハウジング２１と、ギヤハウジング２２と、バックカバー２３と、電池パックＱを着脱可能なハンドルハウジング２４と、加速度センサ支持部２５とを有している。ハウジング２は、本発明における「ハウジング」の一例である。

モータハウジング２１は、上下方向に延びる円筒形状をなしており、モータ３と、インバータ回路基板部４とを収容している。

モータ３は、ＤＣブラシレスモータであり、回転軸３１、ロータ３２、ステータ３３及びファン３４を有している。

回転軸３１は、上下方向に延び、ハウジング２に回転可能に支承されている。回転軸３１の上端部には、回転軸３１と一体に回転するピニオン３１Ａが固定されている。

ロータ３２は、図示せぬ永久磁石を有する回転子であり、回転軸３１と一体回転可能に回転軸３１に設けられている。

ステータ３３は、図示せぬステータ巻線３３Ａ（図６）を有する固定子である。ステータ３３は、モータハウジング２１の内周面に固定されている。また、ステータ巻線３３Ａは、スター結線された３相のコイルＵ、Ｖ、Ｗを有している。

ファン３４は、ピニオン３１Ａの下方において、回転軸３１と一体回転可能に回転軸３１に固定されている。ファン３４の下部には磁石３４Ａが固定されている。

インバータ回路基板部４は、モータ３のステータ３３の上方に設けられている。インバータ回路基板部４は、基板４０を有している。基板４０には、電池パックＱの電力をモータ３に供給するとともにモータ３の回転を制御するためのスイッチング回路４１、ファン３４の磁石３４Ａの磁場を検出可能な磁気センサ部４２等が実装されている（図６参照）。

ギヤハウジング２２は、金属製であり、モータハウジング２１の上部に接続されており、前後方向に延びている。ギヤハウジング２２は、その内部に、動力伝達部６と、出力部７と、動作モード切替部９の一部とを収容している。また、ギヤハウジング２２には、作業者が把持するサイドハンドル２Ａが取付けられている。

動力伝達部６は、モータ３と出力部７との間に介在している。動力伝達部６は、動力変換機構６１と、上端部にベベルギヤが形成された回転力伝達機構６２とを有しており、モータ３の回転軸３１の回転運動を前後方向への往復動に変換し先端工具Ｐ１を打撃することで先端工具Ｐ１に前後方向への打撃力を生じさせることが可能、且つ、回転軸３１の回転運動を出力部７に伝達することにより、先端工具Ｐ１に軸線Ａを中心とする回転方向に回転力を生じさせることが可能に構成されている。また、動力伝達部６は、動力伝達状態を切替えることで先端工具Ｐ１の駆動状態を変更可能に構成されている。具体的には、動力伝達部６は、先端工具Ｐ１に打撃力が伝達される一方回転力は伝達されない「打撃モード」と、先端工具に打撃力及び回転力が伝達される「回転・打撃モード」との間で動力伝達状態を切替可能に構成されている。なお、先端工具に打撃力が伝達される一方回転力は伝達されない「打撃モード」と、先端工具に回転力が伝達される一方打撃力は伝達されない「回転モード」との間で動力伝達状態を切替可能に構成されていても良い。なお、以下の説明においては、「軸線Ａを中心とする回転方向」のことを単に「回転方向」と呼ぶ。動力伝達部６は、本発明における「動力伝達部」の一例である。前後方向は、本発明における「第１方向」の一例であり、回転方向は、本発明における「第１方向と交差する第２方向」の一例である。打撃モードは、本発明における「第１動力伝達状態」の一例であり、回転・打撃モードは、本発明における「第２動力伝達状態」の一例である。

出力部７は、ギヤハウジング２２内において回転力伝達機構６２の上方に配置され、モータ３によって駆動される。出力部７は、打撃子７１と、シリンダ７２と、先端工具Ｐ１を着脱可能な装着部７３とを有している。

打撃子７１は、動力変換機構６１により往復動可能に構成されている。具体的には、打撃子７１の前端は、装着部７３に装着される先端工具Ｐ１の後端に当接可能に構成され、打撃子７１が前後方向に往復動することに伴い、先端工具Ｐ１に打撃力が伝達される。

シリンダ７２は、回転力伝達機構６２を介してモータ３の回転力を受けることによって前後方向に延びる軸線Ａを中心に回転可能に構成されている。また、シリンダ７２が回転することによって装着部７３が回転し、装着部７３に装着された先端工具Ｐ１が軸線Ａを中心に回転可能に構成されている。装着部７３は、本発明における「装着部」の一例である。

図１及び図２に示されているように、動作モード切替部９は、ギヤハウジング２２の後部の上部に位置し、動力伝達部６の動力伝達状態を機械的に切替可能に構成されている。より詳細には、動作モード切替部９は、回転力伝達機構６２を介して回転運動を出力部７に伝達する状態と、回転力伝達機構６２を介した回転運動の出力部７への伝達を遮断する状態とを切替えることにより、打撃モードと回転・打撃モードとを切替可能に構成されている。また、本実施の形態においては、作業時における、動力変換機構６１を介した先端工具Ｐ１への打撃力の伝達は、遮断不能に構成されている。図１及び図２に示されているように、動作モード切替部９は、操作部９１と、スリーブ９２とを有している。動作モード切替部９は、本発明における「切替機構部」の一例である。

操作部９１は、動作モードを切替える際に作業者が操作する部分であり、図２に示されているように、上面視略円形状をなしている。操作部９１は、回転操作可能に構成されている。なお、本実施の形態においては、操作部９１の状態を判別するための磁気センサ等は設けられておらず、制御部５が動作モード切替部９の状態から選択されたモードを判別することは不能に構成されている。操作部９１は、本発明における「操作部」の一例である。

図１に示されているように、スリーブ９２は、前後方向に延びる略円筒形状をなしている。スリーブ９２の前端部には、回転力伝達機構６２のベベルギヤと噛合可能なベベルギヤが形成されている。スリーブ９２の内径は、シリンダ７２の外径よりも僅かに大きく構成されている。スリーブ９２には、シリンダ７２が挿通されている。スリーブ９２は、操作部９１に対する操作に応じ、シリンダ７２に対して前後方向に相対移動可能に構成されている。また、スリーブ９２は、シリンダ７２と一体回転可能に構成されている。

バックカバー２３は、上下方向に延び、モータハウジング２１及びギヤハウジング２２の後部を覆うように配置されている。バックカバー２３には、被挿通部２３Ａ及び接続部２３Ｂが設けられている。また、バックカバー２３の下部は、加速度センサ８を覆っている。

被挿通部２３Ａは、バックカバー２３の下方において後方に突出している。被挿通部２３Ａには、左右方向に貫通する貫通孔が形成されている。

接続部２３Ｂは、バックカバー２３の上端部において、前後方向に延びている。

また、バックカバー２３内には、制御部５が固定されている。制御部５は、ハンマドリル１の各種制御を行うように構成されている。制御部５は、平板状の基板５１を有しており、当該基板にハンマドリル１を制御する各種回路等が実装されている（図６参照）。

図１に示されているように、ハンドルハウジング２４は、側面視略コ字状をなしており、バックカバー２３の後方に位置している。ハンドルハウジング２４は、把持部２４Ａ、第１接続部２４Ｂ及び第２接続部２４Ｃを有している。

把持部２４Ａは、作業時に作業者によって把持される部分であり、上下方向に延びている。把持部２４Ａの前部上部には、モータ３の始動及び停止を制御するための手動操作可能なトリガ２４Ｄが設けられている。なお、把持部２４Ａの内部には、制御部５に接続されている図示せぬスイッチ機構が設けられている。スイッチ機構は、トリガ２４Ｄが引操作すなわち始動操作された場合（例えば、作業者の指によってハンドルハウジング２４内に向けて押込まれた場合）、モータ３を始動するための工具始動信号を制御部５に出力し、トリガ２４Ｄに対する引操作が解除すなわち停止操作された場合（例えば、作業者がトリガ２４Ｄから指を離して引操作を解除した場合）工具始動信号の出力を停止するように構成されている。

第１接続部２４Ｂは、把持部２４Ａの下端部から前方に延出している。第１接続部２４Ｂの前部の内部には、左右方向に延びるシャフト２４Ｅが設けられている。シャフト２４Ｅは、被挿通部２３Ａの貫通孔に挿通されている。ハンドルハウジング２４は、シャフト２４Ｅを支点として回動可能に構成されている。また、第１接続部２４Ｂの下部には、電池パックＱを装着可能な電池装着部２４Ｆが設けられている。ハンマドリル１は、電池装着部２４Ｆに装着された電池パックＱからの電力供給によって駆動可能に構成されている。

第２接続部２４Ｃは、把持部２４Ａの上端部から前方に延出している。第２接続部２４Ｃには、図示せぬ弾性体を有する振動低減機構２Ｂが設けられ、第２接続部２４Ｃは、振動低減機構２Ｂを介してバックカバー２３の接続部２３Ｂと接続されている。出力部７に軸線Ａ方向の振動が発生した場合においても、ハンドルハウジング２４がシャフト２４Ｅを中心に回動し、振動低減機構２Ｂの図示せぬ弾性体が伸縮されることにより軸線Ａ方向の振動が吸収され、把持部２４Ａを把持する作業者に軸線Ａ方向の振動が伝わることが低減される。

加速度センサ支持部２５は、モータハウジング２１の後壁部の下部に設けられ、加速度センサ８を支持している。図４及び図５に示されているように、加速度センサ支持部２５は、左右対称に構成されている。図３乃至図５に示されているように、加速度センサ支持部２５は、収容壁部２５１と、弾性体２５２と、ネジを有する押圧部２５３とを有している。

図４に示されているように、収容壁部２５１は、後面視において略Ｕ字状をなし、図３に示されているように、モータハウジング２１の後壁部から後方に突出している。

図３に示されているように、弾性体２５２は、収容壁部２５１内に収容されている。弾性体２５２のバネ定数は、収容壁部２５１の左右側壁よりも小さく構成されている。弾性体２５２は、本発明における「緩衝部材」の一例である。

加速度センサ８は、加速度センサ支持部２５の収容壁部２５１内に配置され、ハウジング２の複数の方向におけるそれぞれの加速度を検出可能に構成されている。図１に示されているように、加速度センサ８は、制御部５と導線８Ａを介して電気的に接続されており、検出したハウジング２の加速度の方向及び大きさに応じた加速度信号を制御部５に出力可能に構成されている。加速度センサ８は、少なくともハウジング２の前後方向及び回転方向（左右方向）の加速度を独立して検出可能に構成されている。また、本実施の形態においては、加速度センサ８は、先端工具Ｐ１の軸線Ａから離間した位置に位置している。より詳細には、加速度センサ８は、上下方向における位置が電池パックＱと重なるように設けられている。これにより、ハウジング２に生じる回転方向（左右方向）の加速度を適切に検出することが可能となる。加速度センサ８は、基板８１と、ケース８２とを有している。加速度センサ８は、本発明における「加速度検出部」の一例である。

ケース８２は、樹脂製であり、図３に示されているように前後対称、図４に示されているように左右対称に構成されている。基板８１は、ケース８２内に配置されている。基板８１は、上下方向及び左右方向に延びる平板状をなしている。基板８１の後面には、ハウジング２の加速度を検出するための各種素子が実装されている。

図３に示されているように、ケース８２は、その前後側面が弾性体２５２と当接した状態で押圧部２５３によってハウジング２に固定されている。また、図４に示されているように、ケース８２の左右側面は、収容壁部２５１の左右側壁と直接当接している。

ここで、弾性体２５２のバネ定数が収容壁部２５１の左右側壁よりも小さく構成されているため、加速度センサ８は、加速度センサ８のハウジング２に対する前後方向の移動許容量が加速度センサ８のハウジング２に対する軸線Ａを中心とした回転方向の移動許容量よりも大きくなるように加速度センサ支持部２５に支持されている。これにより、先端工具Ｐ１の打撃方向におけるハウジング２の振動を検知してしまうことを抑制しつつ適切に先端工具Ｐ１の回転方向におけるハウジング２の加速度を検出することが可能となる。

次に、図６を参照しながら、ハンマドリル１、電池パックＱの電気的構成について説明する。

図６に示されているように、電池パックＱは、モータ３、制御部５等の電源となる複数の電池を収容している。

電池パックＱは、プラス端子及びマイナス端子を有している。電池パックＱがハンドルハウジング２４の電池装着部２４Ｆに装着されると、電池パックＱのプラス端子及びマイナス端子は、それぞれハンマドリル１本体側の所定の端子に接続され、電池パックＱの電圧が当該所定の端子間に印加されるように構成されている。

スイッチング回路４１は、電池パックＱの電力をモータ３に供給するとともにモータ３の回転を制御するためのインバータ回路であり、電池パックＱとモータ３との間に接続されている。スイッチング回路４１を構成する６個のスイッチング部材は、３相ブリッジ形式に接続されており、各ゲートは制御部５に接続され、各ドレイン又は各ソースは、モータ３のステータ巻線３３ＡのコイルＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。６個のスイッチング部材は、制御部５から出力される駆動信号（ゲート信号）に基づいて、ロータ３２を所定の回転方向に回転させるスイッチング動作を行う。

磁気センサ部４２は、３個の磁気センサを有している。３個の磁気センサは、例えばホール素子である。３個の磁気センサのそれぞれは、ファン３４に固定された磁石３４Ａの磁場を検出可能に構成されている。また、磁石３４Ａの磁場を検出した場合、３個の磁気センサのそれぞれは、制御部５に信号を出力する。

加速度センサ８は、加速度検出回路８０を有している。加速度検出回路８０は、検出されたハウジング２の前後方向及び回転方向の加速度の値（大きさ）を示す信号（加速度信号）を制御部５に出力する回路である。

制御部５の基板５１には、コントローラ５１Ａ、制御信号出力回路５１Ｂ、回転子位置検出回路５１Ｃ、温度検出回路５１Ｄ、電池電圧検出回路５１Ｅ、電流検出回路５１Ｆ、降圧回路５１Ｇ、制御系電源回路５１Ｈ、通信回路５１Ｉ、電池温度検出回路５１Ｊ及び過放電検出回路５１Ｋが搭載されている。

コントローラ５１Ａは、モータ３の制御に用いる処理プログラム及び各種データに基づいて演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）を有する図示せぬ演算部と、当該処理プログラム、各種データ、各種閾値等を記憶するための図示せぬＲＯＭと、データを一時記憶するための図示せぬＲＡＭを有する記憶部とを備えている。コントローラ５１Ａは、処理プログラムに従って、モータ３の制御を行う。

また、コントローラ５１Ａは、モータ３に対する基本的な制御として回転駆動制御を行う。回転駆動制御は、モータ３のロータ３２を所定の回転方向に回転駆動させる制御であり、制御信号出力回路５１Ｂに制御信号を出力することで行う。より詳細には、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力された回転位置信号に基づいて、スイッチング部材のうちの導通させるスイッチング部材を交互に切り換えるための制御信号を形成し、当該制御信号を制御信号出力回路５１Ｂに出力する。当該回転駆動制御において、コントローラ５１Ａは、スイッチング部材を駆動するための制御信号をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）として出力する。コントローラ５１Ａは、本発明における「制御部」の一例である。

また、本実施の形態においては、回転軸３１（モータ３）の単位時間当たりの回転数[ｒｐｍ]（以下の説明においては、単に「回転数」と呼ぶ。）が各動作モードに応じた目標回転数となるようにフィードバック制御を行いながら回転駆動制御を行う。より詳細には、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力される回転位置信号に基づいて回転軸３１の回転数を算出し、算出した回転数と目標回転数とを比較し、当該比較結果に基づいて、回転軸３１の回転数が目標回転数となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を変更する処理を高速で繰り返し実行することによって、定回転数制御を行う。

また、本実施の形態において、モータ３の回転軸３１の回転数は、トリガ２４Ｄの押圧量によらない。モータ３の回転軸３１の回転数がトリガ２４Ｄの押圧量によらずに制御部５によって制御されるため、好適に動作モードに応じた作業を行うことが可能となる。

制御信号出力回路５１Ｂは、６個のスイッチング部材のそれぞれのゲート及びコントローラ５１Ａに接続されている。制御信号出力回路５１Ｂは、コントローラ５１Ａから出力された制御信号に基づいて６個のスイッチング部材の各ゲートに駆動信号を出力する回路である。

回転子位置検出回路５１Ｃは、磁気センサ部４２から出力された信号に基づいてロータ３２の回転位置を検出し、検出した回転位置を示す信号（回転位置信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。本実施の形態においては、回転軸３１と一体に回転するファン３４に取付けられた磁石３４Ａの磁場を検出することで回転軸３１の回転位置を検出するように構成されているが、回転軸３１の回転位置を直接検出するように構成されていても良い。

温度検出回路５１Ｄは、スイッチング回路４１の温度検出のための回路であり、スイッチング回路４１の近傍に設けられた図示せぬサーミスタ等の感温素子を含んで構成されている。温度検出回路５１Ｄは、検出した温度の値を示す信号（回路温度信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。

電池電圧検出回路５１Ｅは、電池パックＱの電池電圧を検出し、検出した電圧の値を示す信号（電池電圧信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。

電流検出回路５１Ｆは、スイッチング回路４１と、電池パックＱとの間に設けられたシャント抵抗５０の電圧降下値を用いて、モータ３に流れる電流（モータ電流）を検出し、検出したモータ電流の値を示す信号（電流値信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。

降圧回路５１Ｇは、電池パックＱの電池から入力された電圧（例えば１４．４Ｖ）を降圧（例えば５Ｖ）して制御系電源回路５１Ｈに出力する回路である。

制御系電源回路５１Ｈは、コントローラ５１Ａに電源電圧を供給するための定電圧回路である。制御系電源回路５１Ｈは、降圧回路５１Ｇから入力された電圧（降圧後の電圧）を安定化してコントローラ５１Ａに供給する。

通信回路５１Ｉは、電池識別情報や工具識別情報をコントローラ５１Ａと電池パックＱ内に設けられるマイコンとの間で入出力する回路である。

電池温度検出回路５１Ｊは、電池パックＱの電池の温度を検出し、検出した温度の値を示す信号（電池温度信号）をコントローラ５１Ａに出力する回路である。

過放電検出回路５１Ｋは、電池パックＱの過放電を検出可能であり、過放電を検出した場合には、過放電を示す信号をコントローラ５１Ａに出力する回路である。

次に図１及び図２を参照しながら、ハンマドリル１の動作モード切替作業について、説明する。

動作モードを切替える際に、作業者は、操作部９１を回転させる。本実施の形態においては、図２に示されているように、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略後方を向いているときには回転・打撃モードが選択された状態となる。一方で、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略前方を向いているときには打撃モードが選択された状態となる。

具体的には、図２に示されているように、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略後方を向いている場合には、図１に示されているスリーブ９２がシリンダ７２に対して前方に移動し、スリーブ９２のベベルギヤが回転力伝達機構６２のベベルギヤと噛合することにより、回転力伝達機構６２を介して出力部７（シリンダ７２）を回転運動させ先端工具Ｐ１に回転力を伝達可能な状態となる。本実施の形態においては、これと同時に、動力変換機構６１を介して出力部７（打撃子７１）を往復動させ先端工具Ｐへ打撃力を伝達可能である。つまり、打撃力及び回転力を先端工具Ｐに伝達可能な回転・打撃モードとなる。

また、操作部９１に形成された三角マーク９１Ａが略前方を向いている場合には、スリーブ９２がシリンダ７２に対して後方に移動し、スリーブ９２のベベルギヤと回転力伝達機構６２のベベルギヤとの噛合が解除されることにより回転力伝達機構６２を介した出力部７（シリンダ７２）への回転力の伝達が遮断される。このときに、動力変換機構６１を介して出力部７を往復動させ先端工具Ｐ１へ打撃力のみが伝達可能な打撃モードとなる。

次に、図７に示すフローチャートに沿って、制御部５のコントローラ５１Ａによる回転・打撃モードを用いた穴あけ作業時に発生するキックバックを検出する処理について説明する。

作業者が、電池パックＱをハンドルハウジング２４の電池装着部２４Ｆに装着すると、コントローラ５１Ａ（制御部５）に電力が供給され、これを契機に、図７のフローチャートに示される処理が開始される。

ステップＳ１０１においてコントローラ５１Ａは、トリガ２４Ｄに対して引操作が行われているか否かを判断する。当該判断は、図示せぬスイッチ機構から工具始動信号が出力されているか否かで判断する。

ステップＳ１０１において、トリガ２４Ｄに対して引操作が行われていないと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０１の判断処理を繰り返し行う。なお、作業開始時においては、モータ３は駆動していないため、ステップＳ１１０の処理は実行されない。一方、ステップＳ１０１において、トリガ２４Ｄに対して引操作が行われていると判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０２でモータの駆動制御（定速度制御）を開始する。

具体的には、ステップＳ１０２において、制御信号出力回路５１Ｂは、コントローラ５１Ａから出力された信号に基づいてスイッチング回路４１のスイッチング部材の各ゲートに駆動信号を出力する。スイッチング部材は、制御部５から出力される駆動信号に基づいてロータ３２を所定の回転方向に回転させるスイッチング動作を開始する。これによりモータ３が駆動し、モータ３の駆動力は動力伝達部６を介して出力部７に伝達され、作業者が選択した動作モードに応じて先端工具Ｐが回転・打撃を開始する。

次に、コントローラ５１Ａは、回転軸３１の回転数とハウジング２の回転方向の加速度を検出する（ステップＳ１０３）。具体的には、コントローラ５１Ａは、回転子位置検出回路５１Ｃから出力される回転位置信号に基づいて回転軸３１の回転数を算出する。また、加速度センサ８は、ハウジング２に発生する加速度を検出し、検出された加速度の値（大きさ）を示す加速度信号をコントローラ５１Ａに出力する。回転子位置検出回路及びコントローラ５１Ａは、本発明における「回転速度検出部」の一例である。

次に、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０３において検出した回転軸３１の回転数と、所定時間前の回転軸３１の回転数との差が、第１閾値を超えるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。言い換えると、コントローラ５１Ａは、回転軸３１の回転数の減少率が回転数に関する第１閾値を超えるか否かを判断する。本実施の形態においては、所定時間は「２０ｍｓ」であり、第１閾値は「１５００[ｒｐｍ]」である。なお、前記所定時間及び第１閾値は、キックバックの発生を判別するために適切な範囲にあればよく、例えば、前記所定時間を２０ｍｓよりも短い時間や長い時間とすることも可能である。第１閾値は、本発明における「第１閾値」の一例である。また、「ロータ３２の回転数と、所定時間前のロータ３２の回転数との差が、第１閾値を超えるか否か」は、本発明における「第１条件」の一例である。

ステップＳ１０４において検出した回転軸３１の回転数と、２０ｍｓ前の回転軸３１の回転数との差が１５００[ｒｐｍ]を超えると判断する場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０５において、回転数フラグ処理を実行する。ここで、回転数フラグとは、回転軸３１の回転数と２０ｍｓ前の回転軸３１の回転数との差が１５００[ｒｐｍ]を超えたか否かを示す１ビット（２値）で構成されるフラグである。本実施の形態においては、コントローラ５１Ａが回転軸３１の回転数と２０ｍｓ前の回転軸３１の回転数との差が１５００[ｒｐｍ]を超えたと判断する場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５において「１」がセットされる。なお、本実施の形態においては、回転数フラグの初期値として「０」がセットされている。また、本実施の形態においては、ステップＳ１０５において、一旦回転数フラグとして「１」がセットされた場合には、１００ｍｓの間、当該「１」がセットされた状態が保持され、１００ｍｓ経過後に「０」に初期化されるように構成されている。なお、作業開始時においては、所定時間前の回転軸３１の回転数が存在しないため、当該所定時間経過後にステップＳ１０５を実行するように構成されている。

ステップＳ１０５において回転数フラグ処理を行った後、又は、ステップＳ１０４においてロータ３２の回転数と２０ｍｓ前のロータ３２の回転数との差が第１閾値を超えていないと判断する場合のいずれにおいても、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０６において、ハウジング２に発生している回転方向の加速度の大きさが第２閾値を超えるか否かを判断する。本実施の形態においては、第２閾値は、「４[Ｇ]」である。なお、前記第２閾値は、キックバックの発生を判別するために適切な範囲にあればよく、例えば、４Ｇよりも大きい値や小さい値とすることも可能である。第２閾値は、本発明における「第２閾値」の一例である。また、「ハウジング２に発生している回転方向の加速度の大きさが第２閾値を超えるか否か」は、本発明における「第２条件」の一例である。

ステップＳ１０５において、ハウジング２に発生している回転方向の加速度の大きさが４[Ｇ]を超えると判断する場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０７において、加速度フラグ処理を実行する。ここで、加速度フラグとは、ハウジング２に発生している回転方向の加速度の大きさが４[Ｇ]を超えたか否かを示す１ビット（２値）で構成されるフラグである。本実施の形態においては、コントローラ５１Ａがハウジング２の回転方向の加速度が４[Ｇ]を超えたと判断する場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７において「１」がセットされる。なお、本実施の形態においては、加速度フラグの初期値として「０」がセットされている。また、本実施の形態においては、ステップＳ１０７において、一旦加速度フラグとして「１」がセットされた場合には、１００ｍｓの間、当該「１」がセットされた状態が保持され、１００ｍｓ経過後に「０」に初期化されるように構成されている。

ステップＳ１０７において、加速度フラグ処理を行った後、又は、ステップＳ１０６においてハウジング２に発生する回転方向の加速度が第２閾値を超えていないと判断する場合のいずれにおいても、コントローラ５１Ａは、ステップＳ１０８において、回転数フラグ及び加速度フラグのいずれにも「１」がセットされているかを判断する。

回転数フラグと加速度フラグのいずれにも「１」がセットされていると判断する場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、コントローラ５１Ａは、キックバックが発生していると判断しモータを停止する（ステップＳ１０９）。

一方、回転数フラグと加速度フラグの少なくとも一方に「１」がセットされていないと判断する場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、以降トリガ２４Ｄの状態を監視し（ステップＳ１０１）、上記のようなキックバックを判別する処理（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８）を繰り返し行う。なお、トリガ２４Ｄの引操作が解除された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、モータの駆動を停止する（ステップＳ１１０）。

上述のように、制御部５は、回転子位置検出回路５１Ｃ及びコントローラ５１Ａにより検出された回転軸３１の回転速度に関する条件及び加速度センサ８により検出された加速度に関する条件のいずれもが満たされたときに回転軸３１の回転を停止させる。つまり、先端工具Ｐ１に回転力が付加された穴あけ作業時におけるキックバック発生時に大きく変化するモータ３の回転軸３１の回転速度に応じて回転軸３１の回転を停止させるため、先端工具Ｐ１に打撃力のみが付加され穴あけ作業時と比較してモータ３の回転軸３１の回転速度の変化の小さいハツリ作業時において、作業者のハンマドリル本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータ３の駆動停止が抑制され、作業性が向上する。また、当該回転軸３１の回転速度に関する条件を満たすのと同時に、ハウジング２に発生する加速度に関する条件を満たした場合に回転軸３１の回転を停止させるように構成されているため、より精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータ３の駆動を停止させることが可能となる。

次に、図８及び図９に示すグラフを参照しながら、本実施の形態によるハンマドリル１の効果について説明する。

従来から、ハンマドリルを使用した回転・打撃モード（回転モード）による穴あけ作業時に先端工具が被加工材の固い箇所に引っ掛かり先端工具がロックしてしまう場合があり、ハンマドリル本体が先端工具の駆動によって大きく振り回されるキックバックが生じ、作業性が悪くなってしまう可能性があった。そこで、キックバックを精度良く検出する打撃作業機が望まれていた。

ここで、図８（ａ）に示されているように、打撃モードによるコンクリートのハツリ（破砕）作業においては、先端工具を被加工材に対して押し付ける動作と離間させる動作とを反復して行うため、電流値の変動が激しく、当該ハツリ作業時における電流値の変動と回転・打撃モード（回転モード）による穴あけ作業時におけるキックバックに起因する電流値の変動（図９（ａ））とを識別することは困難であった。つまり、電源電流値からキックバックの発生を検出することは困難であった。

また、ハウジングに発生する加速度のみをキックバックの発生を判別するための基準として用いる場合には、打撃モードによるコンクリートのハツリ作業においては作業者自身がハンマドリル本体を振り回して作業するため、加速度センサが作業者自身によるハンマドリル本体の振り回しに起因する加速度を検出し、キックバックが発生していないにもかかわらずモータの駆動が停止してしまい、作業性が悪くなってしまう可能性があった。また、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示されているように、キックバックの発生していない通常作業時においても、ハウジングに発生する回転方向の加速度の値は変動するため、当該加速度のみを基準としてキックバックの発生を検出することは困難であった。

また、動作モード切替部の状態を判別する手段（磁気センサ等）を設けることが考えられるが、部品点数が増加してしまう可能性があった。

しかしながら、本実施の形態においては、回転軸３１の回転速度を基準にキックバックの発生を判別する。図８（ｃ）及び図９（ｃ）に示されているように、ハツリ作業であるか穴あけ作業であるかにかかわらず、キックバックの発生していない通常作業時における回転軸３１の回転数の変動は小さい。つまり、本実施の形態においては、先端工具Ｐ１に回転力が付加された穴あけ作業時におけるキックバック発生時にのみ大きく変化するモータ３の回転軸３１の回転速度に応じて回転軸３１の回転を停止させるため、先端工具Ｐ１に打撃力のみが付加され穴あけ作業時と比較してモータ３の回転軸３１の回転速度の変化の小さいハツリ作業時において、作業者のハンマドリル本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性が向上する。

また、図９（ｂ）に示されているように、キックバック発生時においては、ハウジング２の回転方向の加速度が大きく変動するところ、本実施の形態においては、回転軸３１の回転速度に関する条件を満たすのと同時に、ハウジング２に発生する加速度に関する条件を満たした場合に回転軸３１の回転を停止させるように構成されているため、より精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータの駆動を停止させることが可能となる。

また、従来から一般的にハンマドリルに設けられている、加速度センサや回転位置検出回路等を用いてキックバックを検出するため、部品点数の増加を抑制することが可能となる。

次に、図１０乃至図１４を参照しながら、本発明の第２の実施の形態にかかる打撃作業機の一例であるハンマドリル１０について説明する。ハンマドリル１０は、基本的に第１の実施の形態にかかるハンマドリル１と同一の構成を有しており、ハンマドリル１の構成と同一の構成については説明を適宜省略し、相違する構成について主に説明する。また、ハンマドリル１０は、ハンマドリル１と同様の電気的構成を備えており、図７に示されるフローチャートに沿って、キックバックを判別する処理を行う。なお、本実施の形態においては、第１の実施の形態によるハンマドリル１の動作モード切替部９に相当する構成は設けられていない。

図７に示されているように、第２の実施の形態にかかるハンマドリル１００においては、出力部７に替えて出力部１７が設けられている。また、ギヤハウジング２２に替えてギヤハウジング１２２が設けられている。

出力部１７は、打撃子１７１と、シリンダ１７２と、装着部１７３とを有している。

打撃子１７１は、動力伝達部６の動力変換機構６１により往復動可能に構成されている。具体的には、打撃子１７１の前端は、装着部１７３に装着される先端工具の後端に当接可能に構成され、打撃子１７１が前後方向に往復動することに伴い、先端工具に打撃力が伝達される。

シリンダ１７２は、動力伝達部６の回転力伝達機構６２を介してモータ３の回転力を受けることによって前後方向に延びる軸線Ａを中心に回転可能に構成されている。

装着部１７３は、第１工具保持部１７３Ａと、第２工具保持部１７３Ｂとを有している。装着部１７３は、本発明における「装着部」の一例である。

図１１に示されているように、第１工具保持部１７３Ａは、固定部材１２２Ａによってギヤハウジング２２に固定されている。これにより、第１工具保持部１７３Ａは、ハウジング２に対して相対的に回転不能に構成されている。また、図１０及び図１１に示されているように、第１工具保持部１７３Ａは、その前部をなす第１係合部１７３Ｃを有している。第１工具保持部１７３Ａは、本発明における「第１部分」の一例である。第１係合部１７３Ｃは、本発明における「第１係合部」の一例である。

第１係合部１７３Ｃには、図１０及び図１１に示されているように、略正六角柱形状に形成され前後方向に延びる挿入穴１７３ａが形成されている。

第２工具保持部１７３Ｂは、シリンダ１７２と一体に回転可能に構成されている。いいかると、第２工具保持部１７３Ｂは、ハウジング２に対して相対回転可能に構成されている。図１０及び図１２に示されているように、第２工具保持部１７３Ｂは、その前部をなす第２係合部１７３Ｄを有している。第２工具保持部１７３Ｂは、本発明における「第２部分」の一例である。第２係合部１７３Ｄは、本発明における「第２係合部」の一例である。

第２係合部１７３Ｄには、図１０及び図１２に示されているように略正六角柱形状に形成され前後方向に延びる挿入穴１７３ｂが形成されている。

次に、図１３及び図１４を参照しながら、装着部１７３に選択的に着脱可能な先端工具Ｐ２及び先端工具Ｐ３の構成について説明する。なお、方向に関しては、先端工具Ｐ２及び先端工具Ｐ３がハンマドリル１０に装着された状態を基準に説明する。先端工具Ｐ２は、本発明における「第１先端工具」の一例である。先端工具Ｐ３は、本発明における「第２先端工具」の一例である。

図１３に示されているように、先端工具Ｐ２は、ビット部Ｐ２１と、被係合部Ｐ２２と、延出部Ｐ２３と、規制部Ｐ２４とを有している。

ビット部Ｐ２１は、前後方向に延びる略円柱形状をなしている。ビット部Ｐ２１の前端部は、前方に向かうに従い尖るように形成されている。

図１３に示されているように、被係合部Ｐ２２は、前後方向に延びる略正六角柱形状に形成されている。被係合部Ｐ２２は、第１係合部１７３Ｃの略正六角柱形状に形成された挿入穴１７３ａよりも僅かに小さく形成されている。つまり、軸線Ａから被係合部Ｐ２２の各面までの距離は、軸線Ａから挿入穴１７３ａを形成する各面までの距離よりも僅かに短く構成されている。これにより、第１係合部１７３Ｃと被係合部Ｐ２２とは、係合可能である。また、ハウジング２に対して相対回転不能な第１係合部１７３Ｃと被係合部Ｐ２２とが係合することにより、先端工具Ｐ２はハウジング２に対して相対回転不能となるように構成されている。被係合部Ｐ２２は、本発明における「第１被係合部」の一例である。

図１３に示されているように、延出部Ｐ２３は、前後方向に延びる略円柱形状に形成されている。図１３（ａ）に示されているように、延出部Ｐ２３の半径は、軸線Ａから被係合部Ｐ２２の各面までの距離よりも短く構成されている。また、延出部Ｐ２３の半径は、軸線Ａから第２係合部１７３Ｄの挿入穴１７３ｂを形成する各面までの距離よりも短く構成されている。

規制部Ｐ２４は、前後方向に僅かに延びる略円板形状に形成され、被係合部Ｐ２２の前端に設けられている。図１３（ａ）に示されているように、規制部Ｐ２４の半径は、軸線Ａから被係合部Ｐ２２の各面までの距離よりも長く構成されている。

図１４に示されているように、先端工具Ｐ３は、ビット部Ｐ３１と、被係合部Ｐ３２と、延出部Ｐ３３と、規制部Ｐ３４とを有している。

ビット部Ｐ３１は、前後方向に延びる略円柱形状をなしている。ビット部Ｐ３１の前端部は、前方に向かうに従い尖るように形成されている。また、ビット部Ｐ３１の周面には、螺旋状のリブが先端工具Ｐ３の軸方向に延びるように設けられている。

図１４に示されているように、被係合部Ｐ３２は、前後方向に延びる略正六角柱形状をなしている。被係合部Ｐ３２は、第２係合部１７３Ｄの略正六角柱形状に形成された挿入穴１７３ｂよりも僅かに小さく形成されている。つまり、軸線Ａから被係合部Ｐ３２の各面までの距離は、軸線Ａから挿入穴１７３ｂを形成する各面までの距離よりも僅かに短く構成されている。これにより、第２係合部１７３Ｄと被係合部Ｐ３２とは、係合可能である。また、ハウジング２に対して相対回転可能な第２係合部１７３Ｄと被係合部Ｐ３２とが係合することにより、先端工具Ｐ３はハウジング２に対して相対回転可能となるように構成されている。被係合部Ｐ３２は、本発明における「第２被係合部」の一例である。

図１４に示されているように、延出部Ｐ３３は、前後方向に延びる略円柱形状に形成されている。図１３（ａ）に示されているように、延出部Ｐ３３の半径は、軸線Ａから被係合部Ｐ３２の各面までの距離よりも短く構成されている。また、延出部Ｐ３３の半径は、軸線Ａから第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ａを形成する各面までの距離よりも短く構成されている。

規制部Ｐ３４は、前後方向に僅かに延びる略円板形状に形成され、延出部Ｐ３３の前端に設けられている。図１４（ａ）に示されているように、規制部Ｐ３４の半径は、延出部Ｐ３３の半径よりも大きく構成されている。また、図には表れていないが、規制部Ｐ３４の半径は、軸線Ａから第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ａを形成する各面までの距離よりも長く構成されている。

次に、ハンマドリル１０の動作モードの切替作業について説明する。

本実施の形態においては、第１の実施の形態におけるハンマドリル１の動作モード切替部９に対応する構成は設けられておらず、先端工具Ｐ２及び先端工具Ｐ３を選択的に着脱することにより、動作モードの切替を行う。

より具体的には、作業者がハツリ作業を行う場合には、第１工具保持部の第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ａに対して先端工具Ｐ２を延出部Ｐ２３側から近づけ、挿入する。このときに、先端工具Ｐ２の規制部Ｐ２４の後面と第１係合部１７３Ｃの前面とが当接することにより、先端工具Ｐ２がハウジング２に対して位置決めされる。この状態において、先端工具Ｐ２の被係合部Ｐ２２が第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ａと前後方向において略同位置に位置し、延出部Ｐ２３が第２係合部１７３Ｄの挿入穴１７３ｂと前後方向において略同位置に位置する。

この状態において、ハウジング２に対して相対回転不能な第１係合部１７３Ｃと被係合部Ｐ２２が係合し、また、延出部Ｐ２３の半径が軸線Ａから被係合部Ｐ２２の各面までの距離よりも短く構成されているため、先端工具Ｐ２に回転力は伝達されない。一方で、打撃子１７１が前後方向に往復動することに伴い、先端工具Ｐ２に打撃力が伝達される。このときに、挿入孔１７３ａを形成する第１係合部１７３Ｃの内周面によって先端工具Ｐ２の打撃方向の運動がガイドされている。つまり、先端工具Ｐ２を装着部１７３に装着した場合には、被係合部Ｐ２２と、第１係合部１７３Ｃとが係合することにより、先端工具Ｐ２がハウジング２に対して回転方向に回転不能な打撃モードとなる。

また、作業者が穴あけ作業を行う場合には、第１工具保持部の第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ｂに対して先端工具Ｐ３を被係合部Ｐ３２側から近づけ、挿入する。このときに、先端工具Ｐ３の規制部Ｐ３４の後面と第１係合部１７３Ｃの前面とが当接することにより、先端工具Ｐ３がハウジング２に対して位置決めされる。この状態において、先端工具Ｐ３の被係合部Ｐ３２が第２係合部１７３Ｄの挿入穴１７３ｂと前後方向において略同位置に位置し、延出部Ｐ３３が第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ａと前後方向において略同位置に位置する。

この状態において、ハウジング２に対して相対回転可能な第２係合部１７３Ｄと被係合部Ｐ３２が係合し、また、延出部Ｐ３３の半径が軸線Ａから第１係合部１７３Ｃの挿入穴１７３ａを形成する各面までの距離よりも短く構成されているため、先端工具Ｐ３に回転力が伝達される。また、打撃子１７１が前後方向に往復動することに伴い、先端工具Ｐ３に打撃力が伝達される。このときに、挿入孔１７３ｂを形成する第２係合部１７３Ｄの内周面によって先端工具Ｐ３の打撃方向の運動がガイドされている。つまり、先端工具Ｐ３を装着部１７３に装着した場合には、被係合部Ｐ３２と第２係合部１７３Ｄとが係合することにより、先端工具Ｐ３がハウジング２に対して回転可能な回転・打撃モードとなる。

次に、第２の実施の形態によるハンマドリル１０を用いた作業時における本発明の効果について説明する。なお、第２の実施の形態によるハンマドリル１０を用いた作業においても、電源電流、ハウジングに発生する加速度及びモータの回転軸の回転数については、第１の実施の形態によるハンマドリル１と同様に、図８及び図９に示される特性を有している。

第２の実施の形態によるハンマドリル１０においては、第１の実施の形態によるハンマドリル１の動作モード切替部９が設けられていないため、動作モード切替部９の状態を判別する手段（磁気センサ等）を設けることができず、回転・打撃モードによる穴あけ作業時に発生するキックバックを検出することがより困難であった。

しかしながら、本実施の形態においては、作業者によってどの先端工具が選択されているかにかかわらず、回転軸３１の回転速度を基準にキックバックの発生を判別する。また、図８（ｃ）及び図９（ｃ）に示されているように、ハツリ作業であるか穴あけ作業であるかにかかわらず、キックバックの発生していない通常作業時における回転軸３１の回転数の変動は小さい。つまり、本実施の形態においては、先端工具Ｐ３に回転力が付加された穴あけ作業時におけるキックバック発生時にのみ大きく変化するモータ３の回転軸３１の回転速度に応じて回転軸３１の回転を停止させるため、先端工具Ｐ２に打撃力のみが付加され穴あけ作業時と比較してモータ３の回転軸３１の回転速度の変化の小さいハツリ作業時において、作業者のハンマドリル本体の振り回し動作等に起因する加速度の変化による予期せぬモータの駆動停止が抑制され、作業性が向上する。

また、図９（ｂ）に示されているように、キックバック発生時においては、ハウジング２の回転方向の加速度が大きく変動するところ、本実施の形態においては、回転軸３１の回転速度に関する条件を満たすのと同時に、ハウジング２に発生する加速度に関する条件を満たした場合に回転軸３１の回転を停止させるように構成されているため、より精度良く、穴あけ作業時に発生するキックバックを検出し、モータの駆動を停止させることが可能となる。

本明細書においては、ハンマドリル１、１０を例に説明したが、本発明はハンマドリル以外のモータで駆動される打撃作業機、例えば、振動ドリル等の打撃作業機にも適用可能である。

また、本実施の形態においては、打撃作業機の駆動電源の例として電池パックＱを用いたが、一般の交流電源を駆動電源として用いる構成でも良い。

１…ハンマドリル ２…ハウジング ３…モータ ４…インバータ回路基板部 ５…制御部 ６…動力伝達部 ７…出力部 ８…加速度センサ ９…動作モード切替部

Claims (7)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、
   先端工具を着脱可能な装着部と、
   前記回転軸の回転運動を第１方向における往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向における打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記装着部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成されるとともに、前記先端工具に前記打撃力が伝達される一方前記回転力は伝達されない第１動力伝達状態と前記先端工具に少なくとも前記回転力が伝達される第２動力伝達状態との間で動力伝達状態を切替可能に構成された動力伝達部と、
   前記ハウジングに発生する加速度を検出する加速度検出部と、
   前記回転軸の回転数を検出する回転速度検出部と、
   前記回転速度検出部により検出された回転速度に関する第１条件が満たされ、且つ、前記加速度検出部により検出された加速度に関する第２条件が満たされたときに、前記回転軸の回転を停止させる制御部と、を備え、
   前記回転軸の回転を停止させるための前記第１条件及び前記第２条件は、前記第１動力伝達状態と、前記第２動力伝達状態との間で、共通であることを特徴とする打撃作業機。
2. 前記第１条件は、前記回転軸の回転数の減少率が前記回転数に関する第１閾値を超えることを条件としていることを特徴とする請求項１に記載の打撃作業機。
3. 前記第２条件は、前記ハウジングに発生する前記第２方向における加速度が第２閾値を超えることを条件としていることを特徴とする請求項１又は２に記載の打撃作業機。
4. 前記制御部は、前記動力伝達部が前記第１動力伝達状態及び前記第２動力伝達状態のいずれであるかを判別不能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の打撃作業機。
5. 作業者により操作される操作部を有し、前記操作部の操作に伴い前記動力伝達部の前記動力伝達状態を前記第１動力伝達状態と前記第２動力伝達状態との間で機械的に切替可能な切替機構部を、さらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の打撃作業機。
6. 前記装着部は、前記ハウジングに対して前記第２方向に回転不能な第１部分と、前記ハウジングに対して前記第２方向に回転可能な第２部分と、を有し、第１被係合部を有する第１先端工具と第２被係合部を有する第２先端工具とを選択的に前記先端工具として着脱可能に構成され、
   前記第１部分には、前記第１被係合部と係合可能な第１係合部が設けられ、
   前記第２部分には、前記第２被係合部と係合可能な第２係合部が設けられ、
   前記第１先端工具が前記装着部に装着された場合において、前記第１被係合部と前記第１係合部とが係合することにより、前記第１先端工具が前記ハウジングに対して前記第２方向に回転不能な前記第１動力伝達状態となり、
   前記第２先端工具が前記装着部に装着された場合において、前記第２被係合部と前記第２係合部とが係合することにより、前記第２先端工具が前記ハウジングに対して前記第２方向に回転可能な前記第２動力伝達状態となることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の打撃作業機。
7. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容され回転軸を有するモータと、
   先端工具を着脱可能な装着部と、
   前記回転軸の回転運動を第１方向における往復動に変換し前記先端工具を打撃することで前記先端工具に前記第１方向における打撃力を生じさせることが可能、且つ、前記回転軸の回転運動を前記装着部に伝達することにより前記先端工具に前記第１方向と交差する第２方向に回転力を生じさせることが可能に構成された動力伝達部と、
   前記ハウジングに発生する加速度を検出する加速度検出部と、
   前記回転軸の回転数を検出する回転速度検出部と、
   前記回転速度検出部により検出された回転速度に関する第１条件が満たされ、且つ、前記加速度検出部により検出された加速度に関する第２条件が満たされたときに、前記回転軸の回転を停止させる制御部と、を備え、
   前記加速度検出部は、前記加速度検出部のハウジングに対する前記第１方向の移動許容量が前記加速度検出部のハウジングに対する前記第２方向の移動許容量よりも大きくなるように前記ハウジングに支持されていることを特徴とする打撃作業機。
   

Images