特許 5935983 電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5935983

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月15日

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20160602BHJP

   B25B 21/02 20060101ALI20160602BHJP

   B25B 23/14 20060101ALI20160602BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 C

   B25B21/02 F

   B25B23/14 620A

【請求項の数】17

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-76802(P2012-76802)

(22)【出願日】2012年3月29日

(65)【公開番号】特開2013-202759(P2013-202759A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】日立工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(72)【発明者】

【氏名】坂井 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】田所 直樹

(72)【発明者】

【氏名】岩田 和隆

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０７１９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２７０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８３０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４５４６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ５／００

Ｂ２５Ｂ２１／０２

Ｂ２５Ｂ２３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電圧を変換したことに起因する脈動を含む入力電圧がモータの駆動回路に入力される電動工具であって、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動回路に供給される入力電圧の脈動に応じて、前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定する判定値を補正する制御部と、を有することを特徴とする、電動工具。

【請求項2】

前記判定値は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数と比較する閾値回転数であり、
前記制御部は、前記駆動回路に供給される電圧の脈動に応じて前記閾値回転数を変動させることを特徴とする、請求項１に記載の電動工具。

【請求項3】

前記制御部は、前記駆動回路に供給される電圧の脈動に連動して前記閾値回転数を変動させることを特徴とする、請求項２に記載の電動工具。

【請求項4】

前記制御部は、前記閾値回転数と前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数とを比較して前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定することを特徴とする、請求項２又は３に記載の電動工具。

【請求項5】

前記判定値は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数であり、
前記制御部は、前記駆動回路に供給される電圧の脈動に応じて前記モータの回転数を補正することを特徴とする、請求項１に記載の電動工具。

【請求項6】

前記制御部は、前記モータの補正回転数と所定の閾値回転数とを比較して前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定することを特徴とする、請求項５に記載の電動工具。

【請求項7】

前記モータの回転を先端工具に伝達する回転伝達機構を備え、
前記回転伝達機構は、前記モータの回転により先端工具を連続的に回転させるドリルモードと、前記モータのトルクが所定値を超えたとき前記モータの回転を利用した回転打撃力で先端工具を回転する打撃モードとを実行可能であり、
前記制御部は、電源投入後ないし前記ドリルモードの実行中に前記判定値を補正することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項8】

交流電源からの供給電力で動作する電動工具であって、
モータと、
前記モータを駆動するモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路を制御する制御部と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、を備え、
前記モータ駆動回路には、交流電圧を変換したことに起因する脈動を含む電圧が入力され、
前記制御部は、
前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定する回転数条件判定手段と、
前記モータ駆動回路に供給される前記電圧の脈動による前記モータの回転数の変動の影響を前記回転数条件判定手段における条件判定の際に減じる補正用パラメータを発生する補正用パラメータ発生手段と、を有する、電動工具。

【請求項9】

前記回転数条件判定手段は、条件判定の際に、前記補正用パラメータにより変動させた変動閾値回転数と前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数とを比較する、請求項８に記載の電動工具。

【請求項10】

前記回転数条件判定手段は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数が前記変動閾値回転数を下回ったか否かを判定し、
前記制御部は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数が前記変動閾値回転数を下回ったとの判定回数が所定回数以上となったことを条件に前記モータを停止する、請求項９に記載の電動工具。

【請求項11】

前記回転数条件判定手段は、条件判定の際に、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数を前記補正用パラメータにより補正した補正回転数と閾値回転数とを比較する、請求項８に記載の電動工具。

【請求項12】

前記回転数条件判定手段は、前記補正回転数が前記閾値回転数を下回ったか否かを判定し、
前記制御部は、前記補正回転数が前記閾値回転数を下回ったとの判定回数が所定回数以上となったことを条件に前記モータを停止する、請求項１１に記載の電動工具。

【請求項13】

前記補正用パラメータ発生手段は、前記モータ駆動回路に供給される電圧のピーク値、周波数、及び位相に基づいて前記補正用パラメータを導出する、請求項８から１２のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項14】

前記モータの回転を先端工具に伝達する回転伝達機構を備え、
前記回転伝達機構は、前記モータの回転により先端工具を連続的に回転させるドリルモードと、前記モータのトルクが所定値を超えたとき前記モータの回転を利用した回転打撃力で先端工具を回転する打撃モードとを実行可能であり、
前記補正用パラメータ発生手段は、電源投入後ないし前記ドリルモードの実行中に前記補正用パラメータを導出する、請求項８から１３のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項15】

前記補正用パラメータ発生手段は、電源投入後ないし前記ドリルモードの実行中に前記モータ駆動回路に供給される電圧のピーク値、周波数、及び位相、又は前記ドリルモードの実行中の前記モータのトルクに基づいて前記補正用パラメータを導出する、請求項１４に記載の電動工具。

【請求項16】

交流電源からの供給電力を整流して前記モータ駆動回路に供給する整流回路を備える請求項８から１５のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項17】

交流電源と前記モータとの間に平滑コンデンサを有しない請求項８から１６のいずれか一項に記載の電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば螺子やボルト、ナット等の締結部品を締め付けるのに用いて好適な電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ドリルやドライバ等の先端工具をモータによって回転駆動して所要の作業を行う電動工具（例えばインパクトドライバ）において、ブラシレスモータが使われるようになってきている。ブラシレスモータでは、制御基板に搭載したマイクロコンピュータ（マイコン）によって回転数を細かく制御することが可能である。インパクトドライバの構成は例えば下記特許文献１に示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−９９８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば商用電源ＡＣ１００Ｖを全波整流し、平滑コンデンサ無しでブラシレスモータを駆動させるインパクトドライバの場合、駆動電圧（全波整流波）の脈動によって回転変動が生じてしまい、打撃によって発生する回転変動か駆動電圧の脈動による回転変動かを判別することは難しい。そうすると、例えば、打撃開始後に所定回数の打撃でモータを停止させる単発モード機能を正確に実行できないという問題がある。平滑コンデンサの容量が小さい場合にも同様のことがいえる。なお、平滑コンデンサ無し或いは小容量の平滑コンデンサを用いた場合を平滑コンデンサレスと表記することもある。

【0005】

図１１（Ａ）は直流駆動のインパクトドライバにおける駆動電圧の波形図であり、図１１（Ｂ）は同インパクトドライバにおける打撃開始前後のモータの回転数と閾値回転数を時間の経過とともに示す回転数グラフである。回転数は、ごく短い単位時間当たりの回転数（あるいは回転角度）から特定される瞬時回転数である（図１２においても同様）。直流駆動の場合、駆動電圧が一定のため、打撃検出用の回転数の閾値（以下「閾値回転数」とも表記）を例えば図１１（Ｂ）の点線に示すように設定すれば、打撃によって発生する回転変動（すなわち回転数の低下）を容易に検出できる。言い換えると、回転変動から正確に打撃を検出することができる。

【0006】

図１２（Ａ）は全波整流波駆動（平滑コンデンサレス）のインパクトドライバにおける駆動電圧の波形図であり、図１２（Ｂ）は同インパクトドライバにおける打撃開始後のモータの回転数と閾値回転数を時間の経過とともに示す回転数グラフである。全波整流波駆動の場合、閾値回転数を上げすぎると全波整流波の谷に起因する回転数低下を打撃によるものと誤検出する可能性がある一方、閾値回転数を下げすぎると全波整流波の山と打撃のタイミングによっては打撃によって発生する回転変動（すなわち回転数の低下）を見逃す可能性があり、単発モード機能を正確に実行するための回転数の閾値の設定が困難ないし現実的には不可能である。

【0007】

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、モータ駆動回路に供給される電圧の脈動によるモータの回転数の変動の影響を減じることの可能な電動工具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様は、電動工具である。この電動工具は、
交流電圧を変換したことに起因する脈動を含む入力電圧がモータの駆動回路に入力される電動工具であって、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動回路に供給される入力電圧の脈動に応じて、前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定する判定値を補正する制御部と、を有することを特徴とする。

【0009】

前記判定値は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数と比較する閾値回転数であり、
前記制御部は、前記駆動回路に供給される電圧の脈動に応じて前記閾値回転数を変動させてもよい。

【0010】

前記制御部は、前記駆動回路に供給される電圧の脈動に連動して前記閾値回転数を変動させてもよい。

【0011】

前記制御部は、前記閾値回転数と前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数とを比較して前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定してもよい。

【0012】

前記判定値は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数であり、
前記制御部は、前記駆動回路に供給される電圧の脈動に応じて前記モータの回転数を補正してもよい。

【0013】

前記制御部は、前記モータの補正回転数と所定の閾値回転数とを比較して前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定してもよい。

【0014】

前記モータの回転を先端工具に伝達する回転伝達機構を備え、
前記回転伝達機構は、前記モータの回転により先端工具を連続的に回転させるドリルモードと、前記モータのトルクが所定値を超えたとき前記モータの回転を利用した回転打撃力で先端工具を回転する打撃モードとを実行可能であり、
前記制御部は、電源投入後ないし前記ドリルモードの実行中に前記判定値を補正してもよい。

【0015】

本発明のもう１つの態様は、電動工具である。この電動工具は、
交流電源からの供給電力で動作する電動工具であって、
モータと、
前記モータを駆動するモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路を制御する制御部と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、を備え、
前記モータ駆動回路には、交流電圧を変換したことに起因する脈動を含む電圧が入力され、
前記制御部は、
前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数が所定の条件を満たすか否かを判定する回転数条件判定手段と、
前記モータ駆動回路に供給される前記電圧の脈動による前記モータの回転数の変動の影響を前記回転数条件判定手段における条件判定の際に減じる補正用パラメータを発生する補正用パラメータ発生手段と、を有する。

【0016】

前記回転数条件判定手段は、条件判定の際に、前記補正用パラメータにより変動させた変動閾値回転数と前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数とを比較してもよい。

【0017】

前記回転数条件判定手段は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数が前記変動閾値回転数を下回ったか否かを判定し、
前記制御部は、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数が前記変動閾値回転数を下回ったとの判定回数が所定回数以上となったことを条件に前記モータを停止してもよい。

【0018】

前記回転数条件判定手段は、条件判定の際に、前記回転数検出手段で検出した前記モータの回転数を前記補正用パラメータにより補正した補正回転数と閾値回転数とを比較してもよい。

【0019】

前記回転数条件判定手段は、前記補正回転数が前記閾値回転数を下回ったか否かを判定し、
前記制御部は、前記補正回転数が前記閾値回転数を下回ったとの判定回数が所定回数以上となったことを条件に前記モータを停止してもよい。

【0020】

前記補正用パラメータ発生手段は、前記モータ駆動回路に供給される電圧のピーク値、周波数、及び位相に基づいて前記補正用パラメータを導出してもよい。

【0021】

前記モータの回転を先端工具に伝達する回転伝達機構を備え、
前記回転伝達機構は、前記モータの回転により先端工具を連続的に回転させるドリルモードと、前記モータのトルクが所定値を超えたとき前記モータの回転を利用した回転打撃力で先端工具を回転する打撃モードとを実行可能であり、
前記補正用パラメータ発生手段は、電源投入後ないし前記ドリルモードの実行中に前記補正用パラメータを導出してもよい。

【0022】

前記補正用パラメータ発生手段は、電源投入後ないし前記ドリルモードの実行中に前記モータ駆動回路に供給される電圧のピーク値、周波数、及び位相、又は前記ドリルモードの実行中の前記モータのトルクに基づいて前記補正用パラメータを導出してもよい。

【0023】

交流電源からの供給電力を整流して前記モータ駆動回路に供給する整流回路を備えてもよい。

【0024】

交流電源と前記モータとの間に平滑コンデンサを有しなくてもよい。

【0028】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現をシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、モータ駆動回路に供給される電圧の脈動によるモータの回転数の変動の影響を減じることの可能な電動工具を実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の実施の形態に係る電動工具１の内部構成を示す側断面図。

【図2】電動工具１における、モータ３の駆動制御系の構成を示すブロック図。

【図3】電動工具１の動作の概略的なフローチャート。

【図4】（Ａ）は実施の形態の手法１における駆動電圧（インバータ回路４７への供給電圧）の波形図、（Ｂ）は本実施の形態における打撃開始後のモータ３の回転数と閾値回転数を時間の経過とともに示す回転数グラフ。

【図5】実施の形態の手法１の動作を示すフローチャート。

【図6】（Ａ）は実施の形態の手法２における駆動電圧（インバータ回路４７への供給電圧）の波形図、（Ｂ）は手法２における回転数補正量の時間変化グラフ、（Ｃ）はインバータ回路４７への供給電圧のピーク値と回転数補正量のピーク値との関係を示す特性図（電流大の場合と電流小の場合）。

【図7】（Ａ）はモータ３の回転数（補正前）の時間変化グラフ、（Ｂ）はインバータ回路４７に供給される電圧の脈動の影響のみを回転数補正量により補正した補正回転数の時間変化グラフ、（Ｃ）はインバータ回路４７に供給される電圧の脈動の影響に加え負荷変動の影響も回転数補正量により補正した補正回転数の時間変化グラフ（理想波形）。

【図8】実施の形態の手法２の動作を示すフローチャート。

【図9】（Ａ）は実施の形態の手法３における駆動電圧（インバータ回路４７への供給電圧）の波形図、（Ｂ）は手法３におけるデューティ比補正量の時間変化グラフ、（Ｃ）はインバータ回路４７への供給電圧のピーク値とデューティ比補正量の変動幅との関係を示す特性図（トリガ引代が大の場合と小の場合）。

【図10】実施の形態の手法３の動作を示すフローチャート。

【図11】（Ａ）は直流駆動のインパクトドライバにおける駆動電圧の波形図、（Ｂ）は同インパクトドライバにおける打撃開始前後のモータの回転数と閾値回転数を時間の経過とともに示す回転数グラフ。

【図12】（Ａ）は全波整流波駆動のインパクトドライバにおける駆動電圧の波形図、（Ｂ）は同インパクトドライバにおける打撃開始後のモータの回転数と閾値回転数を時間の経過とともに示す回転数グラフ。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0032】

図１は、本発明の実施の形態に係る電動工具１の内部構成を示す側断面図である。電動工具１は、ＡＣコードを商用電源等の交流電源に接続して動作する例えばインパクトドライバである。インパクトドライバにおいて先端工具を回転駆動する機械的構成は公知のものでよいが、以下、一例を説明する。

【0033】

電動工具１は、商用電源等の交流電源を電源とし、モータ３を駆動源として回転打撃機構２１を駆動し、出力軸であるアンビル３０に回転力と打撃力を与え、スリーブ３１に覆われる取付穴３０ａに保持されるドライバビット等の図示しない先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してねじ締めやボルト締め等の作業を行う。

【0034】

ブラシレス方式（例えば４極６コイル、２極３コイル等）のモータ３は、側面視で略Ｔ字状の形状を成すハウジング２の筒状の胴体部２ａ内に収容される。モータ３の回転軸３ｅは、ハウジング２の胴体部２ａの中央部付近に設けられるベアリング１９ａ（軸受け部材）と後端側のベアリング１９ｂ（軸受け部材）によって回転可能に保持される。モータ３の前方には、回転軸３ｅと同軸に取り付けられモータ３と同期して回転するロータファン１３が設けられる。モータ３の後方には、モータ３を駆動するためのインバータ回路基板４が配設される。ロータファン１３によって起こされる空気流は、ハウジング２の胴体部２ａの後ろ側に形成された空気取入孔１７、及びインバータ回路基板４の周囲のハウジング部分に形成された図示しない空気取入口から胴体部２ａの内部に取り込まれ、主にロータ３ａとステータコア３ｂの間、ステータコア３ｂと胴体部２ａの内周部の間を通過するように流れ、さらにロータファン１３の後方から吸引されてロータファン１３の半径方向に流れ、ロータファン１３の周囲のハウジング部分に形成された図示しない空気排出口からハウジング２の外部に排出される。

【0035】

インバータ回路基板４は、モータ３の外形とほぼ同径の円環状の多層基板であり、インバータ回路基板４上にはＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の複数のスイッチング素子５や、ホールＩＣ等の位置検出素子、及びその他の電子素子が搭載される。ステータコア３ｂとステータコイル３ｃとの間には絶縁材となるインシュレータ１５が設けられており、インバータ回路基板４はインシュレータ１５の突出部１５ａに螺子等で固定されている。ロータ３ａとベアリング１９ｂの間には、プラスチック製のスペーサ３５が設けられる。スペーサ３５の形状は略円筒形で、ベアリング１９ｂとロータ３ａとの間の間隔を一定に保つために配置される。

【0036】

ハウジング２の胴体部２ａから略直角に一体に延びるハンドル部２ｂ内の上部にはトリガスイッチ６が配設され、トリガスイッチ６の下方にはスイッチ基板７が設けられる。ハンドル部２ｂ内の下部には、トリガ６ａの引き動作によって前記モータ３の速度を制御する機能を備えた制御回路基板８が収容され、この制御回路基板８は、ＡＣコードを介して交流電源とトリガスイッチ６に電気的に接続される。制御回路基板８は、信号線１２を介してインバータ回路基板４と接続される。

【0037】

回転打撃機構２１は、遊星歯車減速機構２２とスピンドル２７とハンマ２４を備え、後端がベアリング２０、前端がメタル軸受け２９により保持される。トリガ６ａが引かれてモータ３が起動されると、正逆切替レバー１０で設定された方向にモータ３が回転を始め、その回転力は遊星歯車減速機構２２によって減速されてスピンドル２７に伝達され、スピンドル２７が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル２７とハンマ２４とはカム機構によって連結され、このカム機構は、スピンドル２７の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝２５と、ハンマ２４の内周面に形成されたハンマカム溝２８と、これらのカム溝２５、２８に係合するボール２６によって構成される。

【0038】

ハンマ２４は、スプリング２３によって常に前方に付勢されており、静止時にはボール２６とカム溝２５、２８との係合によってアンビル３０の端面とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ２４とアンビル３０の相対向する回転平面上の２箇所には図示しない凸部がそれぞれ対称的に形成されている。

【0039】

スピンドル２７が回転駆動されると、その回転はカム機構を介してハンマ２４に伝達され、ハンマ２４が半回転しないうちにハンマ２４の凸部がアンビル３０の凸部に係合してアンビル３０を回転させるが、そのときの係合反力によってスピンドル２７とハンマ２４との間に相対回転が生ずると、すなわち、アンビル３０（先端工具）に大きな負荷が掛かり、アンビル３０がロック状態となってハンマ２４とアンビル３０が一体的に回転できなくなると、ハンマ２４はカム機構のスピンドルカム溝２５に沿ってスプリング２３を圧縮しながらモータ３側へと後退を始める。なお、係合反力（負荷）が小さい場合には、ハンマ２４とアンビル３０の凸部が互いに係合して一体的に回転し、ドリルモードとして機能する。

【0040】

そして、ハンマ２４の後退動によってハンマ２４の凸部がアンビル３０の凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ２４は、スピンドル２７の回転力に加え、スプリング２３に蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリング２３の付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビル３０の凸部に再び係合して一体に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビル３０に加えられるため、アンビル３０の取付穴３０ａに装着される図示しない先端工具を介してねじに回転打撃力が伝達される。以後、同様の動作が繰り返されて先端工具からねじに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、例えば、ねじが木材等の図示しない被締め付け材にねじ込まれる。このように、係合反力（負荷）が大きい場合には、ハンマ２４がアンビル３０を打撃し回転打撃力を間欠的に伝達する打撃モードとして機能する。なお、ライト５１は、先端工具の先端側と被締め付け材を照らす。

【0041】

図２は、図１に示す電動工具１における、モータ３の駆動制御系の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、商用電源等の交流電源３９からの供給電圧を整流回路４０で例えば全波整流波に変換し、平滑コンデンサ無しでモータ駆動回路としてのインバータ回路４７に供給する。モータ３は、例えば３相のブラシレスモータである。モータ３は、いわゆるインナーロータ型であって、ロータ３ａと、ステータと、３つの位置検出素子４２とを有する。ロータ３ａは、複数組（本実施の形態では２組）のＮ極とＳ極を含むロータマグネット３ｄを含んで構成される。ステータは、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成るステータコイル３ｃ及びステータコア３ｂを含む。３つの位置検出素子４２は、ロータ３ａの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置される。これら位置検出素子４２からの回転位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御され、モータ３が回転する。位置検出素子４２は、インバータ回路基板４上の、ロータ３ａに対向する位置に設けられる。

【0042】

インバータ回路基板４上に搭載される電子素子には、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴ等の６個のスイッチング素子５（Ｑ１〜Ｑ６）を含む。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御回路基板８に搭載される制御信号出力回路４６に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路４６から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ１〜Ｈ６）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路４７に印加される電圧（全波整流波）を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。

【0043】

各スイッチング素子のゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうちローサイドスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６とし、制御回路基板８上に搭載された演算部４１によって、トリガスイッチ６のトリガ操作量（ストローク）の検出信号に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御することができる。

【0044】

ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路４７のハイサイドスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又はローサイドスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給されればよく、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３またはスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって結果的に各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御可能である。尚、本実施の形態では、ローサイドスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整してモータ３の回転速度を制御することができる。なお、スイッチング素子５（Ｑ１〜Ｑ６）は、インバータ回路基板４上の、空気取入孔１７に対向する位置に設けられており、高速スイッチングによって発熱するが効率よく冷却することができる。

【0045】

電動工具１には、モータ３の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー１０が設けられ、回転方向設定回路５０は正逆切替レバー１０の変化を検出するごとに、モータの回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部４１に送信する。演算部４１は、例えばマイコンであり、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成される。

【0046】

制御信号出力回路４６は、演算部４１の制御に従い、回転方向設定回路５０と回転子位置検出回路４３の出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を発生する。これによって固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定の巻線に交互に通電し、ロータ３ａを設定された回転方向に回転させる。この場合、ローサイドスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路４９の出力制御信号に基づいてＰＷＭ変調信号として出力される。モータ３に供給される電流値（抵抗Ｒsに流れる電流値）は、電流検出回路４８によって測定され、その値が演算部４１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。尚、ＰＷＭ信号はハイサイドスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に印加してもよい。

【0047】

以下、本実施の形態における単発モード機能について説明する。なお、単発モード機能とは打撃開始後に所定回数の打撃でモータを停止させることにより締め付けトルクを安定させる機能をいう。演算部４１は、単発モード機能に関連し、補正用パラメータ導出部４１１と、回転数検出部４１２と、回転数条件判定部４１３とを含む。補正用パラメータ導出部４１１は、電圧検出回路５２の出力信号に基づき、インバータ回路４７に供給される全波整流波の電圧のピーク値、周波数、及び位相を特定し、後述の補正用パラメータを導出（算出）する。本実施の形態では、インバータ回路４７に供給される電圧の脈動によるモータ３の回転数の変動を単発モード機能の実行にあたってキャンセルするために、以下の３つの手法を提案する。

【0048】

手法１．変動閾値回転数の導入
本手法において、補正用パラメータ導出部４１１の導出する補正用パラメータは、インバータ回路４７に供給される電圧（全波整流波）の脈動に同期して変動する変動閾値回転数を導出するためのパラメータであり、例えば変動閾値回転数の中央値、振幅、周波数、及び位相等である。補正用パラメータの導出にあたっては、打撃開始前（ドリルモードでの螺子締め中）のモータ３のトルクや回転数（脈動のピーク値、最低値、周波数、及び位相等）を使用してもよい。なお、トルクは電流検出回路４８における電流測定値によって特定され、回転数は回転子位置検出回路４３の出力信号により回転数検出部４１２が特定する。回転数は、ごく短い単位時間当たりの回転数（あるいは回転角度）から特定される瞬時回転数である（以下同じ）。

【0049】

回転数条件判定部４１３は、補正用パラメータ導出部４１１で導出した補正用パラメータにより変動させた変動閾値回転数と回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数とを比較し、モータ３の回転数が変動閾値回転数を下回るか否かを判定する。モータ３の回転数が変動閾値回転数をＮ回（Ｎは２以上の整数）下回ると、演算部４１はモータ３を停止する（制御信号出力回路４６はスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオフする）。なお、Ｎ回の数え方は、モータ３の回転数が変動閾値回転数以上から変動閾値回転数未満に遷移したことを以て１回とし、変動閾値回転数未満の状態が連続的に続いても回数は加算しない。

【0050】

図３は、本実施の形態の手法１における電動工具１の動作の概略的なフローチャートである。

【0051】

使用者がトリガ６ａを引き、モータ３の回転により先端工具を連続的に回転させるドリルモードでの螺子締めが開始される（図３のＳ１）。ドリルモードの実行中に、補正用パラメータ導出部４１１は補正用パラメータを算出する（図３のＳ３）。なお、補正用パラメータ導出部４１１は、商用電源の通電後かつドリルモードでの螺子締めの開始前にインバータ回路４７に供給される電圧のピーク値、周波数、及び位相を特定し、ドリルモードでの螺子締めの開始に先だって補正用パラメータを算出してもよい。ドリルモードでの螺子締めが進むと、螺子が着座してトルクが上昇してくる。トルクが所定値以上になると、ドリルモードから打撃モードに移行する（図３のＳ５）。打撃モードではモータ３の回転を利用した回転打撃力で先端工具を回転する。打撃モードの実行中に、回転数条件判定部４１３は、補正用パラメータ導出部４１１で導出した補正用パラメータにより変動させた変動閾値回転数と回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数とを随時比較し、モータ３の回転数が変動閾値回転数を下回るか否かを判定する。ここでは、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数が変動閾値回転数を３回下回ったときに（図３のＳ７）、モータ３を停止する（図３のＳ９）。

【0052】

図４（Ａ）は本実施の形態の手法１における駆動電圧（インバータ回路４７への供給電圧）の波形図であり、図４（Ｂ）は本実施の形態の手法１における打撃開始前後のモータ３の回転数と変動閾値回転数を時間の経過とともに示す回転数グラフである。なお、図４（Ａ）の波形は、図１２（Ａ）の波形と同じである。

【0053】

図４（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、補正用パラメータ導出部４１１で導出した補正用パラメータにより閾値回転数を時間により変動させている（ここでは正弦波状に変動させた変動閾値回転数としている）。変動周期はインバータ回路４７に供給される全波整流波の脈動周期と一致させる。また、全波整流波の山（回転数脈動の山）と変動閾値回転数の山、並びに全波整流波の谷（回転数脈動の谷）と変動閾値回転数の谷を、時間的に概ね一致させる。すなわち、全波整流波の変動と回転数変動は概ね連動するため、打撃開始前（ドリルモード）の回転数変動に連動させて閾値回転数を正弦波状に変動させている。変動閾値回転数の変動幅（振幅）は、全波整流波のピーク値、ドリルモード実行中のモータ３のトルク及び回転数の少なくともいずれかに基づいて補正用パラメータ導出部４１１が決定する。例えば、全波整流波のピーク値と変動閾値回転数の変動幅を比例関係とし、その比例定数をドリルモード実行中のモータ３のトルク（電流）により変動させる。このとき、モータ３のトルク（電流）が大きくなると比例定数も大きくするように正の相関関係とする。

【0054】

具体的には図５のフローチャートに示す。作業者は電動工具１の電源プラグを商用電源に接続する（Ｓ３０）。交流電源３９からの入力電圧（供給電圧）は整流回路４０によって全波整流波に変換されインバータ回路４７に供給される。この時、この全波整流波の電圧を電圧検出回路５２により検出し、電圧検出回路５２の出力信号に基づいて演算部４１は、図４（Ａ）に示す全波整流波から、インバータ回路４７に供給される全波整流波の電圧ピーク値、周波数（電圧ピーク値間の周期）及び電圧ピークのタイミング（位相）を特定（検出）する（Ｓ３１）。このＳ３１の処理は、電源プラグを商用電源に接続した状態、すなわちモータ３が停止している状態で行われる。

【0055】

次に、作業者がトリガ６ａを操作すると（Ｓ３２）、演算部４１（補正用パラメータ導出部４１１）は、回転数条件判定部４１３によって回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数と比較する変動閾値回転数を、Ｓ３１で検出したパラメータ（電圧ピーク値、周期、位相）に基づいて決定し（Ｓ３３）、モータ３を駆動する（Ｓ３４）。

【0056】

その結果、モータ３の回転数は入力電圧の脈動の影響により脈動するが、入力電圧の脈動に合わせて閾値回転数を脈動することによって打撃を正確に検知することができる（Ｓ３５）。

【0057】

本手法によれば、下記の効果を奏することができる。

【0058】

全波整流波の谷に合わせて変動閾値回転数を低下させているため、閾値回転数が一定である場合と比較して全波整流波の谷に起因する回転数低下を打撃によるものと誤検出する可能性を減らすことができる（全波整流波の谷に起因する回転数低下の影響を減じることができる）。また、全波整流波の山に合わせて変動閾値回転数を上げているため、打撃のタイミングと全波整流波の山が一致する等に起因して打撃によって発生する回転変動（すなわち回転数の低下）を見逃す可能性を減らすことができる（全波整流波の山に起因する回転数上昇の影響を減じることができる）。すなわち、モータ３の回転数が所定の条件を満たすか否かを判定する際に、インバータ回路４７への供給電圧（電力）の脈動によるモータ３の回転数の変動の影響を減じることができる。このため、単発モード機能を正確に実行でき（すなわち打撃モードにおいて正確な打撃回数でモータ３を停止でき）、最終的な螺子の締付トルクを高精度にする（例えば螺子の締め過ぎや締め不足を防止する）ことが可能となる。

【0059】

また、ドリルモードでの螺子締めの際のモータ３のトルク及び回転数、並びにインバータ回路４７への供給電圧の少なくともいずれかに基づいて閾値回転数を算出する場合は、毎回同じ閾値回転数を用いる場合と比較して、閾値回転数の平均値（中央値）や変動幅を材料の性質に合わせて適切に決定できる。また、ドリルモードでの螺子締めの際には打撃モードに比べモータ３の回転数の負荷変動が少ない。そのため、ドリルモード或いは無負荷状態におけるモータ３の回転数の負荷変動に連動して閾値回転数を変動させることで、打撃モードの際に、ドリルモードにおけるモータ３の回転数変動分（すなわち全波整流波の変動によるモータの回転数変動）をキャンセルすることと同じ効果があり正確な打撃検知を行うことが可能となる。

【0060】

手法２．補正回転数の導入
ここでは、手法１との相違点を中心に説明し、一致点については適宜説明を省略する。上記の手法１では閾値回転数を変動させたのに対し、本手法では閾値回転数は変動させない一方、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数を閾値回転数との比較前に補正用パラメータにより補正する。すなわち、本手法において、補正用パラメータ導出部４１１の導出する補正用パラメータは、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数を補正する回転数補正量（インバータ回路４７に供給される電圧の脈動に同期して変動する回転数補正量）を導出するためのパラメータであり、例えば回転数補正量の中央値、振幅、周波数、及び位相等である。なお、回転数補正量は、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数に加減算される回転数であってもよいし、乗算される補正係数であってもよい。

【0061】

図３に示す手法１のフローチャートは、補正用パラメータの内容が異なる以外は本手法においても同様である。打撃モードの実行中に、回転数条件判定部４１３は、回転数補正量によりモータ３の回転数を補正した補正回転数と閾値回転数とを比較し、補正回転数が閾値回転数を下回るか否かを判定する。ここでは、補正回転数が閾値回転数を３回下回ったときに（図３のＳ７）、モータ３を停止する（図３のＳ９）。閾値回転数は時間的に一定でよい。

【0062】

図６（Ａ）は本実施の形態の手法２における駆動電圧（インバータ回路４７への供給電圧）の波形図であり、図６（Ｂ）は手法２における回転数補正量の時間変化グラフであり、図６（Ｃ）はインバータ回路４７への供給電圧のピーク値と回転数補正量のピーク値との関係を示す特性図（電流大の場合と電流小の場合）である。なお、図６（Ａ）の波形は、手法１の図４（Ａ）の波形と同じである。図６（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、回転数補正量を時間により変動させている（ここでは正弦波状に変動する回転数補正量としている）。回転数補正量の変動周期はインバータ回路４７に供給される全波整流波の脈動周期と一致させる。また、全波整流波の山と回転数補正量の谷、並びに全波整流波の谷と回転数補正量の山を、時間的に概ね一致させる。これは、モータ３の回転数が全波整流波の変動と略同期（全波整流波の山と回転数の山、全波整流波の谷と回転数の谷が略一致）するため、回転数が高い（山）のときに回転数補正量を小さく（谷）とし、回転数が低い（谷）のときに回転数補正量を大きく（山）とすることにより、全波整流波の変動の影響を受けなくすることができる。これにより、補正回転数は、モータ３の回転数と比較して、インバータ回路４７への供給電圧（電力）の脈動に起因する変動が減じられたものとなる。回転数補正量の変動幅（振幅）は、全波整流波のピーク値、ドリルモード実行中のモータ３のトルク及び回転数の少なくともいずれかに基づいて補正用パラメータ導出部４１１が決定する。例えば、図６（Ｃ）に示すように全波整流波のピーク値（振幅）と回転数補正量の変動幅を比例関係とし、その比例定数をドリルモード実行中のモータ３のトルク（電流）により変動させる。このとき、モータ３のトルク（電流）が大きくなると比例定数も大きくするように正の相関関係とする。

【0063】

本手法によれば、下記の効果を奏することができる。

【0064】

全波整流波の谷に合わせて回転数補正量を上げているため、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数をそのまま用いる場合と比較して全波整流波の谷に起因する回転数低下を打撃によるものと誤検出する可能性を減らすことができる（全波整流波の谷に起因する回転数低下の影響を減じることができる）。また、全波整流波の山に合わせて回転数補正量を低下させているため、打撃のタイミングと全波整流波の山が一致する等に起因して打撃によって発生する回転変動（すなわち回転数の低下）を見逃す可能性を減らすことができる（全波整流波の山に起因する回転数上昇の影響を減じることができる）。すなわち、モータ３の回転数が所定の条件を満たすか否かを判定する際に、インバータ回路４７への供給電圧（電力）の脈動によるモータ３の回転数の変動の影響を減じることができる。このため、単発モード機能を正確に実行でき（すなわち打撃モードにおいて正確な打撃回数でモータ３を停止でき）、最終的な螺子の締付トルクを高精度にする（例えば螺子の締め過ぎや締め不足を防止する）ことが可能となる。

【0065】

図７（Ａ）は、モータ３の回転数（補正前）の時間変化グラフである。図７（Ｂ）は、インバータ回路４７に供給される電圧の脈動の影響のみを回転数補正量により補正した補正回転数の時間変化グラフである。図７（Ｃ）は、インバータ回路４７に供給される電圧の脈動の影響に加え、負荷変動の影響も回転数補正量により補正した補正回転数の時間変化グラフ（理想波形）である。図７（Ａ）に示す補正前の回転数と比較すれば、図７（Ｂ）に示す補正回転数は打撃以外の要因による変動が低減されている。しかし、負荷変動（トルク変動）による回転変動は依然として残っている。そこで、本手法では、インバータ回路４７への供給電圧のピーク値、周波数、及び位相に加え、ドリルモード実行中のモータ３のトルク（電流）変動のピーク値、周波数、及び位相も加味して回転数補正量を導出することで、インバータ回路４７に供給される電圧の脈動の影響のみの補正と比較して、図７（Ｃ）に示す理想波形に一層近づけることができる。これにより、単発モード機能をより正確に実行できる。なお、図７（Ｂ）の打撃開始前に回転数が低下するのは、螺子の着座によって負荷が増加するためである。

【0066】

具体的には図８のフローチャートに示す。作業者は電動工具１の電源プラグを商用電源に接続する（Ｓ４０）。交流電源３９からの入力電圧（供給電圧）は整流回路４０によって全波整流波に変換されインバータ回路４７に供給される。この時、この全波整流波の電圧を電圧検出回路５２により検出し、電圧検出回路５２の出力信号に基づいて演算部４１は、図６（Ａ）に示す全波整流波から、インバータ回路４７に供給される全波整流波の電圧ピーク値、周波数（電圧ピーク値間の周期）及び電圧ピークのタイミング（位相）を特定（検出）する（Ｓ４１）。このＳ４１の処理は、電源プラグを商用電源に接続した状態、すなわちモータ３が停止している状態で行われる。

【0067】

次に、作業者がトリガ６ａを操作すると（Ｓ４２）、演算部４１（回転数検出部４１２）はモータ３の回転数を検出する（Ｓ４３）。又は電流検出回路４８を介して電流を検出する。トリガ６ａの操作によりモータ３が起動しドリルモードで駆動する（Ｓ４４）。ドリルモードにおいて、図６（Ｂ）に示すように、Ｓ４１で検出したパラメータ（電圧ピーク値、周期、位相）に基づいて入力電圧の脈動に起因する回転数の脈動を補正する（Ｓ４５）ことで図７（Ｂ）に示すように、入力電圧の脈動による回転数の脈動を抑えることができる。更に、回転数補正量（ピーク値）すなわち補正量の変動幅を、図６（Ｃ）に示すように比例定数×電圧ピーク値の算式に応じて変更すれば、図７（Ｃ）に示すように、負荷変動による回転数の脈動も抑えることができる。なお、比例定数は、トルク（負荷電流）に応じて変動する。

【0068】

その結果、入力電圧の脈動によるモータ３の回転数の脈動を補正することができるため、ドリルモードから打撃モードに移行したときには回転数は補正されているため、打撃を正確に検知することができる（Ｓ４６）。

【0069】

また、ドリルモードでの螺子締めの際のモータ３のトルク及び回転数、並びにインバータ回路４７への供給電圧の少なくともいずれかに基づいて回転数補正量を算出する場合は、毎回同じ回転数補正量を用いる場合と比較して、回転数補正量の平均値（中央値）や変動幅を材料の性質に合わせて適切に決定できる。

【0070】

手法３．デューティ比補正
ここでは、手法１,２との相違点を中心に説明し、一致点については適宜説明を省略する。本手法では、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数には補正をせず、モータ３の実際の回転数の脈動を低減する。また、閾値回転数も変動させない。すなわち、本手法において、補正用パラメータ導出部４１１の導出する補正用パラメータは、使用者によるトリガスイッチ６のトリガ操作量（ストローク）によって定まるデューティ比（インバータ回路４７の各スイッチング素子のオン時間の割合）を補正するデューティ比補正量（インバータ回路４７に供給される電圧の脈動に同期して変動するデューティ比補正量）を導出するためのパラメータであり、例えばデューティ比補正量の中央値、振幅、周波数、及び位相等である。なお、デューティ比補正量は、トリガ操作量によって定まるデューティ比に加減算される補正量であってもよいし、乗算される補正係数であってもよい。

【0071】

図３に示す手法１のフローチャートは、補正用パラメータの内容が異なる以外は本手法においても同様である。補正用パラメータを算出したら（図３のＳ３）、トリガ操作量によって定まるデューティ比を補正した補正デューティ比でインバータ回路４７を制御し、モータ３を回転駆動する。なお、補正用パラメータ導出部４１１が商用電源の通電後かつドリルモードでの螺子締めの開始前にインバータ回路４７に供給される電圧のピーク値、周波数、及び位相を特定し、ドリルモードでの螺子締めの開始に先だって補正用パラメータを算出した場合は、当初から補正デューティ比でインバータ回路４７を制御する。打撃モードの実行中に、回転数条件判定部４１３は、回転数検出部４１２で検出したモータ３の回転数と閾値回転数とを比較し、モータ３の回転数が閾値回転数を下回るか否かを判定する。ここでは、モータ３の回転数が閾値回転数を３回下回ったときに（図３のＳ７）、モータ３を停止する（図３のＳ９）。閾値回転数は時間的に一定でよい。

【0072】

図９（Ａ）は本実施の形態の手法３における駆動電圧（インバータ回路４７への供給電圧）の波形図であり、図９（Ｂ）は手法３におけるデューティ比補正量の時間変化グラフである。なお、図９（Ａ）の波形は、手法１の図４（Ａ）の波形と同じである。図９（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、デューティ比補正量を時間により変動させている（ここでは正弦波状に変動するデューティ比補正量としている）。デューティ比補正量の変動周期はインバータ回路４７に供給される全波整流波の脈動周期と一致させる。また、全波整流波の山とデューティ比補正量の谷、並びに全波整流波の谷とデューティ比補正量の山を、時間的に概ね一致させる。これは、モータ３の回転数が全波整流波の変動と略同期（全波整流波の山と回転数の山、全波整流波の谷と回転数の谷が略一致）するため、回転数が高い（山）のときにデューティ比（デューティ比補正量）を小さく（谷）とし、回転数が低い（谷）のときにデューティ比（デューティ比補正量）を大きく（山）とすることにより、全波整流波の変動の影響を受けなくすることができる。これにより、補正デューティ比により駆動されたモータ３の回転数は、補正前のデューティ比で駆動されるモータ３の回転数と比較して、インバータ回路４７への供給電圧（電力）の脈動に起因する変動が減じられたものとなる。デューティ比補正量の変動幅（振幅）は、全波整流波のピーク値、ドリルモード実行中のモータ３のトルク及び回転数、トリガの操作量の少なくともいずれかに基づいて補正用パラメータ導出部４１１が決定する。例えば、全波整流波のピーク値とデューティ比補正量の変動幅を比例関係とし、その比例定数を図９（Ｃ）に示すようにトリガの操作量（引代）により変動させる。このとき、トリガの操作量が大きくなると比例定数も大きくするように正の相関関係とする。さらに、ドリルモード実行中のモータ３のトルク（電流）によってもデューティ比補正量を正の相関関係となるように変化させてもよい。この手法により、手法２と同様に図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、全波整流波の変動の影響を受けずモータ３を駆動することができる。

【0073】

具体的には図１０のフローチャートに示す。作業者は電動工具１の電源プラグを商用電源に接続する（Ｓ５０）。交流電源３９からの入力電圧（供給電圧）は整流回路４０によって全波整流波に変換されインバータ回路４７に供給される。この時、この全波整流波の電圧を電圧検出回路５２により検出し、電圧検出回路５２の出力信号に基づいて演算部４１は、図９（Ａ）に示す全波整流波から、インバータ回路４７に供給される全波整流波の電圧ピーク値、周波数（電圧ピーク値間の周期）及び電圧ピークのタイミング（位相）を特定（検出）する（Ｓ５１）。このＳ５１の処理は、電源プラグを商用電源に接続した状態、すなわちモータ３が停止している状態で行われる。

【0074】

次に、作業者がトリガ６ａを操作すると（Ｓ５２）、演算部４１（補正用パラメータ導出部４１１）は、インバータ回路４７のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のＰＷＭ信号のデューティ比の補正値を、Ｓ５１で検出したパラメータ（電圧ピーク値、周期、位相）に基づいて決定する（Ｓ５３）。例えば、デューティ比補正量（ピーク値）すなわち補正量の変動幅は、図９（Ｃ）に示すように、比例定数×電圧ピーク値により決定される。比例定数は、トリガ６ａの操作量に応じて変動させる。

【0075】

デューティ比の補正値を決定後、演算部４１は、制御信号出力回路部４６を介してインバータ回路４７のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を所定のＰＷＭデューティによりスイッチング制御しモータ３を駆動させる（Ｓ５４）。これらの処理は、ハンマ２４とアンビル３０の凸部が係合して一体的に回転するドリルモードで駆動している間に行われる。

【0076】

Ｓ５４でモータ３を駆動させると、演算部４１はＳ５３で決定したデューティ比補正値によってＰＷＭデューティを補正する（Ｓ５５）。その結果、入力電圧の脈動によるモータ３の回転数の脈動を補正することができるため、ドリルモードから打撃モードに移行したときにはＰＷＭデューティは補正されているため、打撃を正確に検知することができる（Ｓ５６）。

【0077】

本手法によれば、下記の効果を奏することができる。

【0078】

全波整流波の谷に合わせてデューティ比補正量を上げているため、補正前のデューティ比で駆動する場合と比較して全波整流波の谷に起因するモータ３の回転数低下を低減ないし無くすことができ、全波整流波の谷に起因する回転数低下により打撃を誤検出する可能性を減らすことができる。また、全波整流波の山に合わせてデューティ比補正量を低下させているため、補正前のデューティ比で駆動する場合と比較して全波整流波の山に起因するモータ３の回転数上昇を低減ないし無くすことができ、打撃のタイミングと全波整流波の山が一致する等に起因して打撃によって発生する回転変動（すなわち回転数の低下）を見逃す可能性を減らすことができる。このため、単発モード機能を正確に実行でき（すなわち打撃モードにおいて正確な打撃回数でモータ３を停止でき）、最終的な螺子の締付トルクを高精度にする（例えば螺子の締め過ぎや締め不足を防止する）ことが可能となる。

【0079】

また、ドリルモードでの螺子締めの際のモータ３のトルク及び回転数、並びにインバータ回路４７への供給電圧の少なくともいずれかに基づいてデューティ比補正量を算出する場合は、毎回同じデューティ比補正量を用いる場合と比較して、デューティ比補正量の平均値（中央値）や変動幅を材料の性質に合わせて適切に決定できる。

【0080】

以上説明したように、本実施の形態によれば、補正用パラメータを新たに導入したことで、インバータ回路４７に供給される電圧の脈動によるモータ３の回転数の変動の影響を減じることができる。このため、交流電源３９とモータ３との間に平滑コンデンサを有しない或いは小容量の平滑コンデンサの構成（平滑コンデンサレス）とすることができ、小型化や低コスト化に有利である。

【0081】

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

【0082】

補正用パラメータ（変動閾値回転数、補正回転数、及び補正デューティ比）の変動は正弦波状に限定されず、例えば三角波状や全波整流波状であってもよい。

【0083】

交流電源３９とモータ３との間に平滑コンデンサを設けてもよく、この場合も、残留する脈動によるモータ３の回転数の変動又はその影響を減じることができる。なお、本実施の形態では、打撃モードにおける打撃数をモータ回転数の変動により検知するため、打撃モード時にはモータ回転数の変動をなくすようなフィードバック制御は行っていない。フィードバック制御を行うと打撃時の回転数変動も補正してしまうため打撃数を検知できなくなってしまうためである。

【0084】

また、本実施の形態によれば、モータ駆動回路としてインバータ回路を用いたが、インバータ回路ではなく、モータと直列にスイッチング素子（ＦＥＴ等）を配置して、このスイッチング素子をオン・オフすることでモータを駆動するモータ駆動回路であってもよい。さらに、商用電源からの供給電力で動作する電動工具としたが、商用電源ではなく直流電源であってもよく、モータ駆動回路への入力電圧が変動してしまうものであればよい。

【0085】

また、本実施の形態によれば、電動工具としてインパクトドライバを例に打撃検知について説明したが、打撃検知にかかわらずモータ駆動回路に入力される電圧が脈動している場合にこの脈動に影響を受けずに正確にモータを駆動できる電動工具であればよいため、ドライバドリル、ハンマドリル、丸鋸、芝刈機等、様々な電動工具に適用することができる。例えば、モータの回転数の変動により負荷状態を検出するような制御を行う電動工具に有効である。

【符号の説明】

【0086】

１ 電動工具
２ ハウジング
２ａ 胴体部
２ｂ ハンドル部
３ モータ
３ａ ロータ
３ｂ ステータコア
３ｃ ステータコイル
３ｄ ロータマグネット
３ｅ 回転軸
４ インバータ回路基板
４ａ 穴
５ スイッチング素子
６ トリガスイッチ
６ａ トリガ
７ スイッチ基板
８ 制御回路基板
９ ハンダ
１０ 正逆切替レバー
１２ 信号線
１３ ロータファン
１４ 切欠部
１５ インシュレータ
１７ 空気取入孔
１８ ねじ
１９ａ、１９ｂ、２０ ベアリング
２１ 回転打撃機構
２２ 遊星歯車減速機構
２３ スプリング
２４ ハンマ
２５ スピンドルカム溝
２６ ボール
２７ スピンドル
２８ ハンマカム溝
２９ メタル
３０ アンビル
３０ａ 取付穴
３５ スペーサ
３９ 交流電源
４０ 整流回路
４３ 回転子位置検出回路
４７ インバータ回路
４８ 電流検出回路
５２ 電圧検出回路
４１１ 補正用パラメータ導出部
４１２ 回転数検出部
４１３ 回転数条件判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】

【図9】

【図11】

【図12】

【図5】

【図8】

【図10】