特許 6455615 打撃作業機

(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】6455615

(24)【登録日】2018年12月28日

(45)【発行日】2019年1月23日

(54)【発明の名称】打撃作業機

(51)【国際特許分類】

   B25B 21/02 20060101AFI20190110BHJP

【ＦＩ】

   B25B21/02 G

   B25B21/02 F

【請求項の数】12

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2018-30188(P2018-30188)

(22)【出願日】2018年2月22日

(62)【分割の表示】特願2016-571904(P2016-571904)の分割

【原出願日】2016年1月8日

(65)【公開番号】特開2018-86723(P2018-86723A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2018年2月22日

(31)【優先権主張番号】特願2015-17758(P2015-17758)

(32)【優先日】2015年1月30日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-141594(P2015-141594)

(32)【優先日】2015年7月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 卓宏

(72)【発明者】

【氏名】東海林 潤一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 翔太

(72)【発明者】

【氏名】益子 弘識

(72)【発明者】

【氏名】野口 裕太

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２２０５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１１６９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１６２８６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−３１７８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２７６１６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開平１−１７０５７０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｂ ２１／０２

Ｂ２５Ｄ １５／００ − １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、前記モータにより駆動され、かつ、作業工具を支持する工具支持部材と、前記工具支持部材に回転方向の打撃力を加えるハンマと、を備えた打撃作業機であって、
前記工具支持部材と同心状に配置され、かつ、前記ハンマを前記工具支持部材に対して軸線方向及び回転方向に移動可能に支持するとともに、前記モータの動力を前記工具支持部材に伝達する回転部材と、
前記ハンマを前記軸線に沿った方向で前記工具支持部材に近づく向きで押圧するハンマスプリングと、
前記モータの回転数を制御する制御部と、
前記制御部に接続され、かつ、作業者によって操作されるスイッチと、
を備え、
前記工具支持部材に対する前記ハンマの回転方向で、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃した第１位置から、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動した後、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して、前記工具支持部材を再び打撃する第２位置に前記ハンマが至るように構成され、
前記スイッチを操作すると、前記工具支持部材に対して前記ハンマが前記第１位置から前記第２位置に至るまでの前記ハンマの回転角度を変更可能である、打撃作業機。

【請求項2】

モータと、前記モータにより駆動され、かつ、作業工具を支持する工具支持部材と、前記工具支持部材に回転方向の打撃力を加えるハンマと、を備えた打撃作業機であって、
前記工具支持部材と同心状に配置され、かつ、前記ハンマを前記工具支持部材に対して軸線方向及び回転方向に移動可能に支持するとともに、前記モータの動力を前記工具支持部材に伝達する回転部材と、
前記ハンマを前記軸線方向に押圧するハンマスプリングと、
前記モータの回転数を制御する制御部と、
前記制御部に接続され、かつ、作業者によって操作されるスイッチと、
を備え、
前記工具支持部材に対する前記ハンマの回転方向で、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃した第１位置から、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動した後、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して、前記工具支持部材を再び打撃する第２位置に前記ハンマが至るように構成され、
前記スイッチを操作すると、前記工具支持部材に対して前記ハンマが前記第１位置から前記第２位置に至るまでの前記ハンマの回転角度が異なるモードを選択可能である、打撃作業機。

【請求項3】

前記ハンマは、回転方向で互いに等角度をおいて配置される複数個の第１係合部を備え、
前記工具支持部材は、回転方向に互いに等角度をおいて配置され、かつ、前記複数個の第１係合部により別々に打撃される複数個の第２係合部を備え、
前記スイッチを操作すると、前記モータの回転数が異なる複数の駆動モードを切り替えて選択可能であり、
前記駆動モードは、
前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動して前記第１係合部が前記第２係合部を１個越え、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して前記第２係合部を打撃する第１のモードと、
前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動して前記第１係合部が前記第２係合部を２個越え、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して前記第２係合部を打撃する第２のモードと、
を有する、請求項１または２に記載の打撃作業機。

【請求項4】

前記スイッチを操作すると、前記モータの回転数が異なる複数の駆動モードを切り替えて選択可能であり、
前記複数の駆動モードは、
前記モータの回転数が第１回転数に制御されることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を第１の回数打撃する第１のモードと、
前記モータの回転数が前記第１回転数より高い第２回転数に制御されることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記第１の回数より少ない第２の回数打撃する第２のモードと、
を有する、請求項１または２に記載の打撃作業機。

【請求項5】

前記第２回転数は、前記第１回転数より高い、請求項３に記載の打撃作業機。

【請求項6】

前記ハンマは、前記回転方向で互いに等角度をおいて配置される３個の第１係合部を備え、
前記工具支持部材は、前記回転方向で互いに等角度をおいて配置され、かつ、前記３個の第１係合部により別々に打撃される３個の第２係合部を備えている、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の打撃作業機。

【請求項7】

前記スイッチの操作により前記第１のモードが選択されると、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記第１係合部は前記第２係合部を３回打撃し、
前記スイッチの操作により前記第２のモードが選択されると、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記第１係合部は前記第２係合部を１．５回打撃するように構成した、請求項６に記載の打撃作業機。

【請求項8】

前記モータは、電圧が印加されて動力を発生する電動モータであり、
前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を変更し、
前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する動作が開始された後に、前記電動モータに印加する電圧を制御して前記モータの回転数を上昇させることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を減少させる、請求項３乃至７のいずれか１項に記載の打撃作業機。

【請求項9】

前記モータは、電圧が印加されて動力を発生する電動モータであり、
前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を変更し、
前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する動作が開始された後に、前記電動モータに印加する電圧を制御して前記モータの回転数を低下させることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を増加する、請求項３乃至７のいずれか１項に記載の打撃作業機。

【請求項10】

前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材を複数回打撃した後に、前記電動モータに印加する電圧を上昇させて前記モータの回転数を上昇させる、請求項８または９に記載の打撃作業機。

【請求項11】

前記制御部は、前記回転部材の回転数を上昇させた後に、更に前記回転部材の回転数を変更可能である、請求項１０に記載の打撃作業機。

【請求項12】

前記モータに電圧を印加する蓄電池を有し、
前記蓄電池の電圧が所定値以上の場合には、前記スイッチの操作によって設定された前記第１のモードまたは前記第２のモードで前記モータを駆動し、
前記蓄電池の電圧が前記所定値未満の場合には、前記第１のモードで前記モータを駆動するように構成した、請求項８乃至１１のいずれか1項に記載の打撃作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハンマで工具支持部材に回転方向の打撃力を加える打撃作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータの回転力をハンマに伝達して、ハンマで工具支持部材に回転方向の打撃力を加える打撃作業機が知られており、その打撃作業機が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打撃作業機は、ハウジングと、ハウジング内に設けたモータと、モータの回転力が伝達されるスピンドルと、スピンドルの外周面に設けた第１カム溝と、スピンドルの外周に取り付けられた円筒状のハンマと、ハンマに設けられた第１係合部と、ハンマの内周面に設けられた第２カム溝と、第１カム溝及び第２カム溝により保持されたカムボールと、ハウジングにより回転可能に支持された工具支持部材と、工具支持部材に設けられた第２係合部と、ハンマを工具支持部材に向けて押し付ける弾性部材としてのばねと、を備えている。工具支持部材に締め付け工具が取り付けられる。締め付け工具に、ねじ部材の頭部が入る凹部が設けられる。

【0003】

モータの回転力がスピンドルに伝達されると、その回転力はカムボールを介してハンマに伝達され、かつ、第１係合部及び第２係合部を介して工具支持部材に伝達され、ねじ部材が締め付けられる。ねじ部材を締め付けるために必要な回転力が低い場合は、ハンマはスピンドルの軸線方向に移動することはなく、第１係合部は第２係合部を乗り越えない。

【0004】

これに対して、ねじ部材を締め付けるために必要な回転力が増加すると、ハンマは弾性部材の力に抗して、工具支持部材から離れる向きでスピンドルの軸線方向に移動し、第１係合部は第２係合部を乗り越える。次いで、ハンマは弾性部材の力で工具支持部材に近づく向きでスピンドルの軸線方向に移動し、第１係合部が第２係合部を打撃する。このようにして、ハンマから工具支持部材に回転方向の打撃力が加えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５９−８８２６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の特許文献１に記載された打撃作業機においては、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力が不十分となる場合があり、未だ改善の余地があった。例えば、特許文献１に記載された打撃作業機において、打撃力を増加させるためには、弾性部材のばね定数等を高くする必要がある。すると、第１係合部を第２係合部から離脱させるために必要なトルクが、結果的に高くなり、ねじ締め作業がしにくくなるという問題があった。

【0007】

本発明の目的は、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力を増加することの可能な、打撃作業機を提供することにある。また、第１係合部を第２係合部から離脱させるために必要なトルクを高くすることなく、打撃力を増加することの可能な、打撃作業機を提供することにある。さらに、ねじ部材の締め付けを速くすることの可能な打撃作業機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施形態の打撃作業機は、モータと、前記モータにより駆動され、かつ、作業工具を支持する工具支持部材と、前記工具支持部材に回転方向の打撃力を加えるハンマと、を備えた打撃作業機であって、前記工具支持部材と同心状に配置され、かつ、前記ハンマを前記工具支持部材に対して軸線方向及び回転方向に移動可能に支持するとともに、前記モータの動力を前記工具支持部材に伝達する回転部材と、前記ハンマを前記軸線に沿った方向で前記工具支持部材に近づく向きで押圧するハンマスプリングと、前記モータの回転数を制御する制御部と、前記制御部に接続され、かつ、作業者によって操作されるスイッチと、を備え、前記工具支持部材に対する前記ハンマの回転方向で、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃した第１位置から、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動した後、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して、前記工具支持部材を再び打撃する第２位置に前記ハンマが至るよう構成され、前記スイッチを操作すると、前記工具支持部材に対して前記ハンマが前記第１位置から前記第２位置に至るまでの前記ハンマの回転角度を変更可能である。

【0009】

他の実施形態の打撃作業機は、モータと、前記モータにより駆動され、かつ、作業工具を支持する工具支持部材と、前記工具支持部材に回転方向の打撃力を加えるハンマと、を備えた打撃作業機であって、前記工具支持部材と同心状に配置され、かつ、前記ハンマを前記工具支持部材に対して軸線方向及び回転方向に移動可能に支持するとともに、前記モータの動力を前記工具支持部材に伝達する回転部材と、前記ハンマを前記軸線方向に押圧するハンマスプリングと、前記モータの回転数を制御する制御部と、前記制御部に接続され、かつ、作業者によって操作されるスイッチと、備え、前記工具支持部材に対する前記ハンマの回転方向で、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃した第１位置から、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動した後、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して、前記工具支持部材を再び打撃する第２位置に前記ハンマが至るよう構成され、前記スイッチを操作すると、前記工具支持部材に対して前記ハンマが前記第１位置から前記第２位置に至るまでの前記ハンマの回転角度が異なるモードを選択可能である。

【0010】

また、前記ハンマは、回転方向で互いに等角度をおいて配置される複数個の第１係合部を備え、前記工具支持部材は、回転方向に互いに等角度をおいて配置され、かつ、前記複数個の第１係合部により別々に打撃される複数個の第２係合部を備え、前記スイッチを操作すると、前記モータの回転数が異なる複数の駆動モードを切り替えて選択可能であり、前記駆動モードは、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動して前記第１係合部が前記第２係合部を１個越え、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して前記第２係合部を打撃する第１のモードと、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力に抗して前記工具支持部材から離れる向きで前記軸線方向に移動して前記第１係合部が前記第２係合部を２個越え、前記ハンマが前記ハンマスプリングの押圧力によって前記工具支持部材に近づく向きで前記軸線方向に移動して前記第２係合部を打撃する第２のモードと、を有する。

【0011】

また、前記スイッチを操作すると、前記モータの回転数が異なる複数の駆動モードを切り替えて選択可能であり、前記複数の駆動モードは、前記モータの回転数が第１回転数に制御されることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を第１の回数打撃する第１のモードと、前記モータの回転数が前記第１回転数より高い第２回転数に制御されることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記第１の回数より少ない第２の回数打撃する第２のモードと、を有する。

【0012】

さらに、前記第２回転数は、前記第１回転数より高い。
さらに、前記ハンマは、前記回転方向で互いに等角度をおいて配置される３個の第１係合部を備え、前記工具支持部材は、前記回転方向で互いに等角度をおいて配置され、かつ、前記３個の第１係合部により別々に打撃される３個の第２係合部を備えている。

【0013】

さらに、前記スイッチの操作により前記第１のモードが選択されると、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記第１係合部は前記第２係合部を３回打撃し、前記スイッチの操作により前記第２のモードが選択されると、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記第１係合部は前記第２係合部を１．５回打撃するように構成した。

【0014】

さらに、前記モータは、電圧が印加されて動力を発生する電動モータであり、前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を変更し、前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する動作が開始された後に、前記電動モータに印加する電圧を制御して前記モータの回転数を上昇させることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を減少させる。
さらに、前記モータは、電圧が印加されて動力を発生する電動モータであり、前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を変更し、前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する動作が開始された後に、前記電動モータに印加する電圧を制御して前記モータの回転数を低下させることにより、前記ハンマが前記工具支持部材に対して１回転する間に、前記ハンマが前記工具支持部材を打撃する回数を増加する。

【0015】

さらに、前記制御部は、前記ハンマが前記工具支持部材を複数回打撃した後に、前記電動モータに印加する電圧を上昇させて前記モータの回転数を上昇させる。
さらに、前記制御部は、前記回転部材の回転数を上昇させた後に、更に前記回転部材の回転数を変更可能である。
さらに、前記モータに電圧を印加する蓄電池を有し、前記蓄電池の電圧が所定値以上の場合には、前記スイッチの操作によって設定された前記第１のモードまたは前記第２のモードで前記モータを駆動し、前記蓄電池の電圧が前記所定値未満の場合には、前記第１のモードで前記モータを駆動するように構成した。

【発明の効果】

【0016】

一実施形態の打撃作業機によれば、ハンマから工具支持部材に加えられる回転方向の打撃力を増加することができる。また、ねじ部材の締め付けを速くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の打撃作業機のハウジングの内部構造を示す正面断面図である。

【図2】本発明の打撃作業機に蓄電池を取り付けた部分的な正面図である。

【図3】図１の打撃作業機に用いるスピンドル、ハンマ、アンビルの組み立て状態を示す斜視図である。

【図4】（Ａ）は、図１の打撃作業機に用いるハンマ、アンビルの側面図、（Ｂ）は、スピンドル、ハンマ、アンビルの正面図である。

【図5】図３に示すスピンドル、ハンマ、アンビルの分解斜視図である。

【図6】（Ａ）は、図５に示すスピンドルの側面図、（Ｂ）は、図５に示すスピンドルの正面図である。

【図7】スピンドルに設けたカム溝と、ハンマに設けたカム溝とを示す展開図である。

【図8】本発明の打撃作業機の制御系統を示すブロック図である。

【図9】打撃作業機の構成要素の諸元及び制御の例を示す図表である。

【図10】本発明の打撃作業機に用いる電動モータの回転数の経時変化を示す線図である。

【図11】本発明の打撃作業機で実行可能な制御例１のフローチャートである。

【図12】本発明の打撃作業機において、電動モータの回転数と蓄電池の電圧との関係を示す線図である。

【図13】（Ａ），（Ｂ）は、ハンマの突起がアンビルの突起を打撃する動作を示す模式図である。

【図14】本発明の打撃作業機で実行可能な制御例２のフローチャートである。

【図15】図１４の制御例２に対応するタイムチャートである。

【図16】図１４の制御例２に対応するタイムチャートである。

【図17】本発明の打撃作業機で実行可能な制御例３のフローチャートである。

【図18】図１７の制御例３に対応するタイムチャートである。

【図19】（Ａ）は、ハンマが１回転する間に突起を３回打撃する場合の軌跡であり、（Ｂ）は、ハンマが１回転する間に突起を１．５回打撃する場合の軌跡である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0019】

図１及び図２に示す打撃作業機１０は、ねじ部材を回転させて締め付け、相手材としての木材やコンクリートに固定する作業、ねじ部材を緩める作業に用いるインパクトドライバである。打撃作業機１０は、中空のハウジング１１を有しており、ハウジング１１は、モータケース１２と、モータケース１２に連続するグリップ１４と、を備えている。ハンマケース１３が、モータケース１２に固定されており、グリップ１４に装着部１５が設けられている。

【0020】

モータケース１２内に電動モータ１６が設けられている。電動モータ１６は、電機子としてのステータ２０と、界磁としてのロータ２１と、を備えている。ステータ２０は、モータケース１２内に回転しないように設けられており、ステータ２０は、ステータコア２２と、ステータコア２２に巻かれ、かつ、電流が供給される３本のコイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗを備えている。

【0021】

ロータ２１は、出力軸１７と、出力軸１７に固定されたロータコア２１Ａと、ロータコア２１Ａの回転方向に沿って配置された複数個の永久磁石２４と、を備えている。出力軸１７は２個の軸受１８，１９により回転可能に支持されている。３本のコイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに電流が供給されると回転磁界が形成され、ロータ２１が回転する。複数個の永久磁石２４は、極性が異なる永久磁石２４を回転方向に沿って交互に配置してある。電動モータ１６は、電流が流れるブラシを用いないブラシレス電動モータであり、電動モータ１６は、３本のコイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに供給する電流の向きをそれぞれ切り替えることにより、ロータ２１の回転方向を切り替えることができる。

【0022】

ハウジング１１内に、モータケース１２内とハンマケース１３内とを仕切る隔壁２５が設けられている。隔壁２５はハウジング１１に対して回転しないように取り付けられている。隔壁２５は軸受１９を支持し、モータケース１２は軸受１８を支持している。ロータ２１は軸線Ａ１を中心として回転可能である。

【0023】

環状のハンマケース１３は軸孔２６を有しており、軸孔２６に、円筒状のスリーブ３０により回転可能に支持されたアンビル２７が配置されている。アンビル２７は金属製であり、かつ、軸線Ａ１を中心として回転可能である。また、アンビル２７は、ハンマケース１３の内部から、モータケース１２の外部に亘って設けられており、アンビル２７に工具保持孔２８が設けられている。工具保持孔２８は、モータケース１２の外に開口されている。工具保持孔２８に、作業工具としてのドライバビット２９が着脱される。

【0024】

また、アンビル２７に、工具保持孔２８と同心状に支持軸３１が設けられている。支持軸３１は、ハンマケース１３内に配置されている。さらに、アンビル２７の外周面において、ハンマケース１３内に配置された箇所には、突起３２が複数個設けられている。具体的には、３個の突起３２が、アンビル２７の回転方向に等角度の間隔、つまり、１２０度間隔で配置されている。３個の突起３２は、図３〜図５のように、アンビル２７の外周面から径方向に突出している。３個の突起３２は、互いに平行な第１側面及び第２側面を備えている。第１側面及び第２側面は、アンビル２７の径方向に沿って配置されている。アンビル２７の回転方向で突起３２の単体の幅は、アンビル２７の径方向で一定である。

【0025】

一方、ハンマケース１３内に減速機３３が設けられている。減速機３３は、軸線Ａ１に沿った方向で、軸受１９とアンビル２７との間に配置されている。減速機３３は、電動モータ１６の回転力をアンビル２７に伝達する動力伝達装置であり、減速機３３はシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。

【0026】

減速機３３は、出力軸１７と同心状に配置されたサンギヤ３４と、サンギヤ３４の外周側を取り囲むように設けたリングギヤ３５と、サンギヤ３４及びリングギヤ３５に噛み合わされた複数のピニオンギヤ３６を自転、かつ、公転可能に支持したキャリヤ３７と、を有する。サンギヤ３４は中間軸３８の外周面に形成されており、中間軸３８は出力軸１７と共に一体回転する。リングギヤ３５は隔壁２５に固定されており、かつ、回転しない。キャリヤ３７は、軸受３９により回転可能に支持されている。軸受３９は隔壁２５により支持されている。キャリヤ３７は、図６（Ａ），（Ｂ）のように環状である。

【0027】

また、キャリヤ３７と共に軸線Ａ１を中心として一体回転するスピンドル４０が、ハンマケース１３内に設けられている。スピンドル４０は金属製であり、かつ、軸線Ａ１に沿った方向でアンビル２７と軸受３９との間に配置されている。スピンドル４０の軸線Ａ１方向における端部に、支持孔４１が形成されている。支持孔４１へ支持軸３１が挿入されており、スピンドル４０とアンビル２７とは、相対回転可能である。スピンドル４０の外周面に、Ｖ字形状のカム溝４２が２本設けられている。カム溝４２は、傾斜縁４２Ａ，４２Ｂを備え、２つの傾斜縁４２Ａ，４２Ｂは、アンビル２７に向けて凸となる形状である。傾斜縁４２Ａと直線Ｂ１との間に鋭角側のリード角θ１が形成される。傾斜縁４２Ｂと直線Ｂ１との間に鋭角側のリード角θ１が形成される。直線Ｂ１は軸線Ａ１に対して交差、つまり、直角である。

【0028】

また、ハンマケース１３内に、金属製のハンマ４３が収容されている。ハンマ４３は環状であり、かつ、軸孔４４を備えている。スピンドル４０は軸孔４４に配置されている。ハンマ４３は、軸線Ａ１に沿った方向で、減速機３３とアンビル２７との間に配置されている。ハンマ４３は、スピンドル４０に対して回転可能であり、かつ、軸線Ａ１に沿った方向に移動可能である。

【0029】

ハンマ４３は、外筒部４５及び内筒部８０を有しており、外筒部４５は内筒部８０の外側に配置されている。内筒部８０の内周面にカム溝４６が２個形成されている。２個のカム溝４６は、ハンマ４３の円周方向で互いに異なる範囲に配置されている。カム溝４６は、図７のように三角形状であり、カム溝４６は、軸線Ａ１に沿った方向に延ばされ、かつ、互いに平行な側縁４６Ａ，４６Ｂと、側縁４６Ａにつながる傾斜縁４６Ｃと、側縁４６Ｂにつながる傾斜縁４６Ｄと、を有する、また、傾斜縁４６Ｃと傾斜縁４６Ｄとが湾曲部４６Ｅを介してつながっている。湾曲部４６Ｅは、アンビル２７から離れる向きに凸となっている。直線Ｃ１と傾斜縁４６Ｃとの間に鋭角側のリード角θ２が設定されている。直線Ｃ１と傾斜縁４６Ｄとの間に鋭角側のリード角θ２が設定されている。リード角θ１とリード角θ２とは同じ値である。直線Ｃ１は軸線Ａ１に対して交差し、かつ、直角である。

【0030】

そして、１本のカム溝４２及び１個のカム溝４６を１組として、１個のカムボール４７が保持されている。このため、ハンマ４３は、スピンドル４０及びアンビル２７に対して、カムボール４７が転動可能な範囲で軸線Ａ１に沿った方向に移動可能である。また、ハンマ４３は、スピンドル４０に対して、カムボール４７が転動可能な範囲で回転可能である。

【0031】

さらに、ハンマ４３は、外筒部４５と内筒部８０との間に形成した保持溝４８を有する。保持溝４８は減速機３３に向けて開口されている。保持溝４８は軸線Ａ１を中心として環状に設けられている。さらに、保持溝４８にハンマスプリング４９が配置されている。ハンマスプリング４９は金属製であり、圧縮荷重を受けて反発力を生じる。また、キャリヤ３７に、環状のプレート５０が取り付けられており、ハンマスプリング４９の端部がプレート５０に接触している。ハンマスプリング４９は、軸線Ａ１に沿った方向の荷重が加えられた状態で、プレート５０とハンマ４３との間に配置されている。ハンマスプリング４９の押圧力はハンマ４３に加えられ、ハンマ４３は軸線Ａ１に沿った方向でアンビル２７に近づく向きで押されている。

【0032】

さらに、ハンマ４３におけるアンビル２７側の端部には、軸線Ａ１に沿った方向に突出された突起５１が複数個設けられている。突起５１は、ハンマ４３の回転方向に等角度の間隔で３個設けられている。つまり、３個の突起５１は、互いに１２０度間隔で配置されている。ハンマ４３の径方向で、３個の突起５１が配置された範囲は、３個の突起３２が配置された範囲と重なっている。３個の突起５１は、ハンマ４３の端面視で三角形状であり、いずれかの頂点５１Ａが、各突起５１の内周端に配置されている。つまり、各突起５１は、三角形の２辺に相当する第１側面及び第２側面を、それぞれ備えている。

【0033】

次に、打撃作業機１０における電動モータ１６の制御系統を、図１、図２、図８を参照して説明する。装着部１５に着脱される蓄電池５２が設けられている。装着部１５に本体側端子５３が設けられている。蓄電池５２は、収容ケース５２Ａと、収容ケース５２Ａ内に収容した複数の電池セル５２Ｂとを有する。電池セル５２Ｂは、充電及び放電が可能な二次電池であり、電池セル５２Ｂは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池を用いることができる。蓄電池５２は直流（ＤＣ：Direct Current）電源である。蓄電池５２は、電池セル５２Ｂの電極に接続された電池側端子５４を有し、蓄電池５２が装着部１５に取り付けられると本体側端子５３と電池側端子５４とが接続される。

【0034】

蓄電池５２の電流を電動モータ１６に供給する経路に、インバータ回路５５が設けられている。インバータ回路５５は、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴ（Field effect transistor ）からなる６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を備える。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、蓄電池５２の正極側にそれぞれ接続され、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は、蓄電池５２の負極側にそれぞれ接続されている。軸受１８と電動モータ１６との間にインバータ回路基板５６が設けられており、インバータ回路５５は、インバータ回路基板５６に設けられている。

【0035】

また、インバータ回路基板５６に、ロータ２１の回転位置を検出するロータ位置検出センサ５７が設けられている。ロータ位置検出センサ５７はホールＩＣにより構成されており、ロータ位置検出センサ５７は、インバータ回路基板５６に対して、ロータ２１の回転方向に所定の間隔毎、例えば、角度６０度毎に３個配置されている。３個のロータ位置検出センサ５７は、永久磁石２４により形成される磁界をそれぞれ検出し、かつ、検出結果に応じた信号をそれぞれ出力する。

【0036】

また、装着部１５内に制御回路基板５８が設けられている。制御回路基板５８にモータ制御部５９が設けられている。モータ制御部５９は、演算部６０と、制御信号出力回路６１と、モータ電流検出回路６２と、電池電圧検出回路６３と、ロータ位置検出回路６４と、モータ回転数検出回路６５と、制御回路電圧検出回路６６と、スイッチ操作検出回路６７と、印加電圧設定回路６８と、を有している。

【0037】

ロータ位置検出センサ５７から出力される信号は、ロータ位置検出回路６４に入力され、ロータ位置検出回路６４はロータ２１の回転位相を検出し、ロータ位置検出回路６４から出力された信号は演算部６０に入力される。

【0038】

演算部６０は、処理プログラムとデータに基づいて、インバータ回路５５への駆動信号を出力する中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、を含むマイクロコンピュータである。

【0039】

蓄電池５２からインバータ回路５５に電力を供給する経路に抵抗Ｒsが配置されており、モータ電流検出回路６２は、抵抗Ｒsの電圧降下から、電動モータ１６に供給される電流値を検出し、検出信号を演算部６０へ出力する。電池電圧検出回路６３は、蓄電池５２からインバータ回路５５に供給される電圧を検出し、検出信号を演算部６０へ出力する。

【0040】

ロータ位置検出回路６４は、各ロータ位置検出センサ５７の出力信号を受けて、ロータ２１の位置信号を演算部６０及びモータ回転数検出回路６５へ出力する。モータ回転数検出回路６５は、入力される位置信号からロータ２１の回転数を検出し、その検出結果を演算部６０へ出力する。

【0041】

蓄電池５２の電圧は、制御回路電圧供給回路６９を介して所定電圧値でモータ制御部５９の全体に供給される。また、制御回路電圧検出回路６６は、制御回路電圧供給回路６９を介してモータ制御部５９に供給される蓄電池５２の電圧を検出し、検出結果を演算部６０へ出力する。

【0042】

また、装着部１５の外面にタクタイルスイッチ７１が設けられており、作業者がタクタイルスイッチ７１を操作してモードを選択することで、電動モータ１６の目標回転数を設定することができる。目標回転数は、単位時間あたりにおけるロータ２１の回転数である。電動モータ１６の目標回転数を設定するモードは、例えば、低速モード、中速モード、高速モードの３段階に切り替え可能である。中速モードで設定される目標回転数は、低速モードで設定される目標回転数よりも高く、高速モードで設定される目標回転数は、中速モードで設定される目標回転数よりも高い。タクタイルスイッチ７１の操作で設定された目標回転数は、スイッチ操作検出回路６７により検出され、スイッチ操作検出回路６７から出力された信号は、演算部６０に入力される。さらに、印加電圧設定回路６８は、目標回転数に応じて電動モータ１６に印加する電圧を設定し、演算部６０へ信号を入力する。

【0043】

さらに、回転方向切替スイッチ７２が設けられており、作業者は回転方向切替スイッチ７２を操作して、電動モータ１６の回転方向を切り換える。回転方向切替スイッチ７２から出力される信号は、演算部６０に入力される。グリップ１４にトリガ７３及びＤＣスピードコントロールスイッチ７４が設けられている。ＤＣスピードコントロールスイッチ７４は、作業者がトリガ７３の操作でオンまたはオフされる。ＤＣスピードコントロールスイッチ７４がオンまたはオフされる信号は、演算部６０へ入力される。

【0044】

演算部６０は、各種の回路及び各種のスイッチから入力される信号に基づいて、電動モータ１６のコイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに供給する電流の向き、インバータ回路５５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン・オフタイミング、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン割合いとしてのデューティ比を求め、その信号を制御信号出力回路６１へ出力する。

【0045】

演算部６０は、トリガ７３を操作してＤＣスピードコントロールスイッチ７４がオンすると、ロータ位置検出回路６４の位置検出信号に基づいて、所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３を、それぞれ交互にオン・オフ動作するスイッチング制御を実行するための駆動信号、所定のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６をそれぞれスイッチング制御するためのパルス変調幅信号を形成して制御信号出力回路６１に出力する。

【0046】

制御信号出力回路６１は、演算部６０からの駆動信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のゲートにスイッチング素子駆動信号を出力し、スイッチング素子Ｑ２のゲートにスイッチング素子駆動信号を出力し、スイッチング素子Ｑ３のゲートにスイッチング素子駆動信号を出力し、スイッチング素子Ｑ４のゲートにパルス幅変調信号を出力し、スイッチング素子Ｑ５のゲートにパルス幅変調信号を出力し、スイッチング素子Ｑ６のゲートにパルス幅変調信号を出力する。つまり、３個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、スイッチング素子駆動信号により別々にオン・オフされ、３個のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は、パルス幅変調信号により別々にオン・オフされ、そのオン割合であるデューティ比が制御される。

【0047】

この制御により、コイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのそれぞれに、所定の通電の向き、所定の通電タイミング、所定の期間で交互に通電が行われ、ロータ２１が、目標回転方向及び目標回転数で回転される。目標回転方向は、作業者が回転方向切替スイッチ７２を操作して設定し、目標回転数は、作業者がタクタイルスイッチ７１を操作して設定する。

【0048】

上記の制御により、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、スター結線されたコイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに別個に接続または遮断される。インバータ回路５５に印加される電圧は、Ｕ相に対応する電圧Ｖuとしてコイル２３Ｕに供給され、Ｖ相に対応する電圧Ｖvとしてコイル２３Ｖに供給され、Ｗ相に対応する電圧Ｖwとしてコイル２３Ｗに供給される。また、演算部６０は、目標回転数に応じてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のパルス幅、つまり、デューティ比を変化させる。なお、トリガ７３の操作量に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を変化させれば、ロータ２１の回転数を調整することができる。

【0049】

また、演算部６０は、モータ回転数検出回路６５から入力される信号に基づいて、ロータ２１の実際の回転数を検出する。そして、演算部６０は、パルス幅変調信号のデューティ比を制御して、ロータ２１の実際の回転数を目標回転数に近づけるように、フィードバック制御を実行する。デューティ比を変更してロータ２１の実際の回転数を変更する場合、印加電圧設定回路６８で設定される印加電圧は、一定であるものとする。なお、トリガ７３の操作が解除されてＤＣスピードコントロールスイッチ７４がオフすると、インバータ回路５５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が、常時オフされ、電流はコイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに供給されず、ロータ２１は停止する。

【0050】

また、ハウジング１１または装着部１５に表示部７０が設けられており、表示部７０は液晶ディスプレイまたはランプにより構成されている。演算部６０から表示部７０に表示信号が出力される。作業者は、表示部７０を目視して、電動モータ１６を制御するモード、ロータ２１の実際の回転数、蓄電池５２の電圧を確認可能である。

【0051】

ここで、打撃作業機１０の構成要素の諸元及び制御の例を、図９を参照して説明する。蓄電池５２の定格電圧は、タクタイルスイッチ７１で設定されるモードに関わりなく、１８Ｖである。なお、蓄電池５２の満充電状態における電圧は２１．５Ｖである。インバータ回路５５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御するデューティ比は、高速モードで９０〜１００％、中速モードで５５〜６５％、低速モードで１５〜２５％に設定される。ロータ２１の目標回転数は、高速モードで23,000rpm に設定され、中速モードで14,000rpm に設定され、低速モードで4,000rpmに設定される。

【0052】

ハンマ４３のイナーシャはモードに関わりなく０．３７kg・cm² であり、リード角θ１，θ２は、モードに関わりなく、共に３２．００［deg ]に設定され、ハンマスプリング４９のばね定数は、モードに関わりなく３３．５４kgf ／cmに設定される。また、図４（Ｂ）に示すように、突起３２と突起５１とが係合する長さＬ１は３．４mmである。長さＬ１は、軸線Ａ１に沿った方向で、突起３２と突起５１とが係合する幅の最大値である。

【0053】

次に、打撃作業機１０の使用例を説明する。電動モータ１６のロータ２１が回転すると、出力軸１７の回転力は、減速機３３のサンギヤ３４に伝達される。サンギヤ３４に回転力が伝達されると、リングギヤ３５が反力要素となり、キャリヤ３７が出力要素となる。すなわち、サンギヤ３４の回転力がキャリヤ３７に伝達されるとき、サンギヤ３４の回転速度に対してキャリヤ３７の回転速度が減速されることで、回転力が増幅される。なお、減速機３３は、入力要素としてのサンギヤ３４と、出力要素としてのキャリヤ３７との間の変速比が一定であり、変速比を変更できない。

【0054】

キャリヤ３７に回転力が伝達されると、スピンドル４０はキャリヤ３７と共に一体回転し、スピンドル４０の回転力は、カムボール４７を介してハンマ４３に伝達される。すると、ハンマ４３が回転を開始した位置から、１／３回転する前に突起５１と突起３２とが係合し、ハンマ４３の回転力がアンビル２７に伝達される。そして、ハンマ４３と、アンビル２７とが一体回転し、アンビル２７の回転力はドライバビット２９を介して対象物に伝達され、ねじ部材が締め付けられる。

【0055】

その後、ねじ部材の締め付けが行われて、アンビル２７を回転させるために必要な回転力が高くなると、スピンドル４０の回転速度がハンマ４３の回転速度を超えて、スピンドル４０がハンマ４３に対して回転する。アンビル２７を回転させるために必要な回転力は、ねじ部材の太さまたは長さが大きくなる程増加する。スピンドル４０がハンマ４３に対して回転すると、カムボール４７とカム溝４６との接触面で生じる反力により、ハンマ４３がハンマスプリング４９の押圧力に抗して、アンビル２７から離れる向きで軸線Ａ１に沿った方向に移動する。ハンマ４３がアンビル２７から離れる向きで移動することを後退と呼ぶ。ハンマ４３が後退すると、ハンマスプリング４９が受ける圧縮荷重が増加し、ハンマスプリング４９の反発力が増加する。

【0056】

ハンマ４３が後退して突起５１が突起３２から離れると、ハンマ４３の回転力はアンビル２７に伝達されなくなるとともに、突起５１が突起３２を乗り越える。突起５１が突起３２を乗り越えた時点で、ハンマスプリング４９がハンマ４３に加える押圧力は、ハンマ４３を後退させる向きの力を超える。すると、カムボール４７がカム溝４２，４６に沿って転動することで、ハンマ４３がスピンドル４０に対して回転し、かつ、ハンマ４３はアンビル２７に近づく向きで移動する。ハンマ４３がアンビル２７に近づく向きで移動することを前進と呼ぶ。その後、ハンマ４３の突起５１が、アンビル２７の突起３２に衝突し、アンビル２７に回転方向の打撃力が加えられる。

【0057】

以後、ロータ２１が回転している間、上記の作用を繰り返し、打撃作業機１０によるねじ部材の締め付け作業が継続される。なお、電動モータ１６のロータ２１の回転方向が、ねじ部材を締め付ける場合とは逆になると、ねじ部材が緩められる。

【0058】

打撃作業機１０は、ハンマ４３がアンビル２７に対して１回転、つまり、３６０度回転する間に、突起５１が突起３２に衝突する打撃回数を変更することができる。ハンマ４３の突起５１は３個あり、アンビル２７の突起３２は３個あり、各突起５１がそれぞれ各突起３２を同時に打撃する。

【0059】

そして、低速モードまたは中速モードが選択されていると、図１３（Ａ）に示すように、ハンマ４３の突起５１が、アンビル２７の実線で示す突起３２を１個越えると、越えた突起３２の隣に位置する破線で示す突起３２を打撃する。このため、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は、図９のように３．０回である。

【0060】

一方、高速モードが選択されていると、図１３（Ｂ）に示すように、ハンマ４３の突起５１がアンビル２７の突起３２を２個越える。つまり、突起５１は、打撃した実線で示す突起３２と、打撃した突起３２の隣に位置する破線で示す突起３２を越え、回転方向で越えた突起３２の前方に位置する、実線で示す突起３２を打撃する。このように、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は１．５回である。この打撃回数は、ハンマ４３が２回転する間における打撃回数３回に１／２を乗算して求めた値である。

【0061】

図１３では、横軸にハンマ４３の回転方向の位置が示され、縦軸に軸線Ａ１方向の位置が示されている。図１３（Ａ），（Ｂ）では、突起３２，５１が、共に四角形で表されている。また、一点鎖線は、ハンマ４３の回転方向で突起５１の後方の角部５１ａの移動軌跡を表す延長線である。また、二点鎖線は、ハンマ４３の回転方向で突起５１の前方の角部５１ｂの移動軌跡を表す延長線である。

【0062】

このように、ロータ２１の目標回転数が変化すると、打撃回数が異なる理由は、以下の通りである。その理由は、ロータ２１の目標回転数が変更されてロータ２１の実際の回転数が上昇すると、ハンマ４３の回転速度が高くなるからである。つまり、ハンマ４３の回転方向において、ハンマ４３が後退を開始する回転方向の第１位置から、ハンマ４３が前進して突起５１が突起３２を打撃する第２位置に至るまでの回転角度は、ロータ２１の実際の回転数が高いほど大きくなる。ハンマ４３が、第１位置から第２位置まで至る際の回転角度は、低速モードまたは中速モードが選択されていると６０度である。ハンマ４３が、第１位置から第２位置まで至る際の回転角度は、高速モードが選択されていると１２０度である。また、ロータ２１の回転数が高いほど回転力も高い。

【0063】

そして、ハンマ４３がアンビル２７を打撃する時の打撃エネルギは、各種の条件、例えば、リード角θ１，θ２、ハンマ４３の回転力、ハンマ４３の回転速度、ハンマスプリング４９のばね定数、ハンマ４３のイナーシャにより定まる。そして、打撃エネルギは、ハンマ４３の回転速度が高いほど大きくなる。したがって、ねじ部材を締め付けるために必要な回転力に応じて、目標回転数を変更することで、打撃作業機１０で生じる打撃力不足を回避できる。すなわち、高速モードが選択されている場合の打撃エネルギは、低速モードまたは中速モードが選択されている場合の打撃エネルギよりも大きくなる。

【0064】

電動モータ１６の回転数の経時変化の例を、図１０を参照して説明する。図１０は、時刻ｔ０で電動モータ１６が回転を開始し、時刻ｔ１で実際の回転数が、各モードにおける目標回転数に到達する例を示す。電動モータ１６の実際の回転数が所定値Ｎ１以下における打撃回数は３．０回であり、電動モータ１６の実際の回転数が所定値Ｎ１を超えると、打撃回数は１．５回である。所定値Ｎ１は回転数14,000rpm よりも高く、かつ、回転数23,000rpm よりも低い。

【0065】

なお、図９及び図１０を参照して説明した打撃回数は、ハンマ４３の１個の突起５１が、アンビル２７の１個の突起３２を打撃することを示している。この場合、低速モードまたは中速モードが選択されていると、ハンマ４３の突起５１がアンビル２７の突起３２を１個越えると、越えた突起３２の隣に位置する突起３２を打撃する。つまり、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は３回である。打撃回数３回は、ハンマ４３が２回転する間の打撃回数６に１／２を乗算して求めた値である。つまり、本実施例では、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数を求めている。

【0066】

一方、高速モードが選択されていると、ハンマ４３の突起５１がアンビル２７の突起３２を２個越え、回転方向で越えた突起３２の前方に位置する突起３２を打撃する。つまり、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は１．５回、すなわち、ハンマ４３が２回転する間の打撃数が３回となる。また、ハンマ４３からアンビル２７に加わる打撃力、つまり、回転方向の衝撃トルクは、打撃回数１．５回の場合の方が、打撃回数３回の場合よりも高い。これは、突起５１が突起３２を越えてから、次の突起３２に衝突するまでの周長が相対的に長いからである。なお、本明細書に記載されている打撃力、衝撃トルクは、瞬間的に発生する大きな回転力を意味する。また、ねじ部材を締め付けるために必要な回転力は、作業負荷と呼ぶこともできる。

【0067】

（制御例１）
次に、モータ制御部５９が実行する制御例１を、図１１のフローチャートを参照して説明する。モータ制御部５９は、ステップＳ１で作業者がタクタイルスイッチ７１を操作して決定したモードを判別する。モータ制御部５９は、ステップＳ２でトリガ７３が操作されＤＣスピードコントロールスイッチ７４がオンされたことを検知すると、電動モータ１６を回転する。つまり、ねじ部材の締め付けが開始される。

【0068】

モータ制御部５９は、ステップＳ３でボルトの締め付けか、ビスの締め付けかを判断する。ビスは、木ねじとも呼ばれる。ねじ部材がボルトであるかビスであるかにより、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が異なる。これは、ボルトの径はねじ部材の径よりも太く、ボルトの回転抵抗はビスの回転抵抗よりも大きいからである。すなわち、ボルトを締め付ける際の実効電流値は、ビスを締め付ける際の実効電流値よりも高い。

【0069】

さらに、ねじ部材の径以外の条件により実効電流値が異なるため、実効電流値に基づいて、ビスとボルトとを判別することも可能である。例えば、ビスの外周面に雄ねじが設けられており、ビスは、雌ねじが設けられていない相手材に対して固定される。つまり、ビスは回転中に相手の一部を削るか、または塑性変形させながら相手材に食い込む。これに対して、ボルトは外周面に雄ねじが設けられており、ボルトは、雌ねじが設けられた相手材に対して固定される。つまり、ボルトの雄ねじと相手材の雌ねじとが噛み合いながら、ボルトが回転する。

【0070】

このため、ボルトを締め付ける場合の作業負荷は、ねじ部材を締め付ける場合の作業負荷よりも小さい。また、ボルトの軸部にスプリングワッシャが取り付けられていると、ボルトを回転させるために必要な回転力は、ビスに比べて更に大きくなる加する。このように、ビスとボルトとを比べると、必要な回転力が異なり、かつ、実効電流値も異なる。なお、ボルトが固定される相手材は、雌ねじを有するナットと、雌ねじが形成された構造物と、を含む。構造物は、壁、床、天井、ハウジング、ブラケットを含む。

【0071】

また、モータ制御部５９は、ステップＳ４において、ステップＳ１で決定されたモードに応じて設定する。各モードにおけるロータ２１の目標回転数は、図９に示す通りであり、各モードでハンマ４３が１回転する間にアンビル２７を打撃する回数は、図９に示す通りである。

【0072】

さらにモータ制御部５９は、ステップＳ４で電動モータ１６の回転数を制御するにあたり、ステップＳ３の判別結果を利用することもできる。上記のように、ボルトを締め付ける場合の実効電流値は、ビスを締め付ける場合の実効電流値よりも高い。このため、ボルトの締付時には、インバータ回路５５の耐久性が低下する可能性がある。この不都合を回避するため、ボルトの締付けによりインバータ回路５５の耐久性が低下しないように、打撃パワーを抑制すると、実効電流の低いビスの締め付け時に、打撃パワーが不足する可能性がある。

【0073】

そこで、ステップＳ４で中速モードまたは高速モードでロータ２１の回転数を制御するにあたり、ねじ部材がボルトであるかビスであるかの判別結果に応じて、ロータ２１の回転数を制御すれば、決定したモードと、締め付けるねじ部材の種類とが適合しない場合でも、ボルトの締め付け時におけるインバータ回路５５の耐久性の低下を抑制でき、かつ、ビスの締め付け時における電動モータ１６のパワー不足を防止できる。

【0074】

例えば、ステップＳ４において、高速モードでは、ボルトを締め付ける際にロータ２１の実際の回転数の上昇勾配が緩やかな第１制御を実行し、ビスを締め付ける場合に、ロータ２１の実際の回転数の上昇勾配が急激な第２制御を実行可能である。ちなみに、第１制御を実行する仕様の打撃作業機１０は、作業者が使い易い。これに対して、第２制御を実行する仕様の打撃作業機１０は、第１制御を実行する仕様の打撃作業機１０に比べてビスの締め速度が速く、高性能である。

【0075】

また、モータ制御部５９は、高速モードが選択されているとステップＳ５で以下の制御を行う。モータ制御部５９は、ステップＳ５で蓄電池５２の電圧が所定値以下に低下すると、ロータ２１の目標回転数を14,000rpm に設定または変更する。所定値は、実現可能なロータ２１の回転数の最大値が23,000rpm となる電圧である。モータ制御部５９が、ステップＳ５の制御を行う理由は、以下の通りである。

【0076】

高速モードが選択されている場合に、ロータ２１の回転数が21,000rpm 以下になると、ハンマ４３が１回転する間に突起５１が突起３２を２個乗り越えることができず、突起５１が、乗り越えるべき２個目の突起３２の角部分に接触する可能性がある。すると、突起５１が乗り越えるべき突起３２に接触した際の衝撃で打撃作業機１０が振動し、操作性が低下する可能性がある。突起５１が、乗り越えるべき２個目の突起３２に接触することとなるロータ２１の回転数を、打撃不良エリアと呼ぶ。そこで、蓄電池５２の電圧が所定値以下に低下した場合に、ステップＳ５のようにロータ２１の目標回転数を14,000rpm に設定または変更すれば、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数が３．０回となる。つまり、突起５１が突起３２を１個ずつ乗り越え、突起５１が乗り越えるべき突起３２に接触することを回避できる。

【0077】

モータ制御部５９は、ステップＳ６でトリガ７３の操作が解除されＤＣスピードコントロールスイッチ７４がオフされたことを検知すると、電動モータ１６を停止し、図１１のフローチャートを終了する。

【0078】

ステップＳ５の制御を、図１２の線図を参照して説明する。ステップＳ５の判断に用いる所定値は１７．５Ｖである。このため、電圧が１７．５Ｖに低下すると、ロータ２１の回転数は14,000rpm に制御される。したがって、蓄電池５２の電圧が１７．５Ｖよりも低い場合においては、本来、回転数としては21,000rpmとなる電圧である１７．５Ｖ時に、回転数を14,000rpmに下げるため、結果として、デューティ比を大幅に小さくできるので、電圧２１．５Ｖ〜１８Ｖの範囲に比べて、蓄電池５２の電圧が１０Ｖに低下するまでの時間を長くできる利点がある。蓄電池５２は電圧１０Ｖ以下で停止し、電動モータ１６を回転することができない。また、蓄電池５２の電圧が１７．５Ｖよりも低くなると、ロータ２１の回転数は14,000rpmと低くなるものの、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は３．０回になる。したがって、ビスの締め付けを開始した後のある時点から、ビスの締め付け完了時点までに要する時間を、なるべく短くすることができる。

【0079】

さらに、打撃作業機１０は、ロータ２１の回転数を制御するために、高速モード、中速モード、低速モードを備えている。このため、作業者は、ねじ部材の種類がビスかボルトかではなく、ねじ部材の長さに応じて各モードを選ぶこともできる。この場合、モータ制御部５９は、図１１のステップＳ３の判断と、判断結果に応じた制御と、は行わなくてもよい。例えば、長いビスを締め付ける場合に高速モードを選択すると、締め付けを開始してから締め付けを完了するまでの時間をなるべく短くでき、作業者はストレス無しでビスの締め付けができる。また、高速モードを選択して短いビスを締め付けることも可能である。つまり、作業者は、モードを切替えるのが面倒であれば、ビスの長さに関わりなく、高速モードを用いても支障はない。但し、高速モードを選択すると、ロータ２１の回転数が早すぎて慣れていないと打撃作業機１０を使いにくい。例えば、化粧版に対して短いビスを面一で締付ける作業等を行う際には使いにくい。

【0080】

これに対して、短いビスを締め付ける場合に、高速モードを選択すると使いにくいと感じた作業者は、中速モードに切り替えることも可能である。すなわち、上記のような高速モードでは使いにくい場合に中速モードを選択することが可能である。中速モードにおける電動モータ１６のパワーは、高速モードにおける電動モータ１６のパワーよりも低い。このため、打撃作業機１０から作業者の手に伝わる振動も低く、かつ、ビスの締め付け速度は、高速モードに比べて中速モードの方が低いため、中速モードの方が作業者は打撃作業機１０を使い易い。なお、単純にロータ２１の回転数を低くしただけでは、ビスの締め付け速度は大幅に低下してしまうが、本発明では高速モードに比べて中速モードの打撃数を多くすることで、ビスの締め付け速度が大幅に低下することを防止している。

【0081】

このように、ハンマ４３に突起５１を３個設け、アンビル２７に突起３２を３個設け、かつ、低速、または、中速モードではハンマ４３の突起５１がアンビル２７の突起３２を１個越えた後に突起３２を打撃し、一方、高速モードではハンマ４３の突起５１がアンビル２７の突起３２を２個越えた後に突起３２を打撃することにより、ロータ２１の回転数が大きく異なる２箇所の地点で、最適な打撃タイミングを得ることができる。この２箇所の地点とは、ロータ２１の回転数が23,000rpmの地点とロータ２１の回転数が14,000rpmの地点とを意味する。

【0082】

また、最適な打撃タイミングとは、ロータ２１の回転数が速すぎることでハンマバック量が大きくなり、結果としてスピンドル４０のカムエンドを打撃したり、或いは、ロータ２１の回転数が遅すぎることでハンマバック量が小さくなり、結果としてプレヒットやオーバーシュートといった打撃不良状態にならずに、ハンマ４３の突起５１が所定のアンビル２７の突起３２を確実に打撃するという意味である。

【0083】

本実施形態において、リード角θ１、θ２は、２４度〜３４度の範囲内で任意に設定可能である。また、モータ制御部５９は、高速モードにおける目標回転数を20,000rpm 〜25,000rpm の範囲内で任意に設定可能である。回転数25,000rpm は、高速モードの上限値である。さらに、モータ制御部５９は、中速モードにおける目標回転数を11,000rpm 〜14,000rpm の範囲内で設定する。目標回転数14,000rpm は、中速モードの上限値である。

【0084】

また、モータ制御部５９は、図１１のステップＳ５で蓄電池５２の電圧低下により、ロータ２１の回転数が21,000rpm まで低下した際に、目標回転数を、高速モードの下限値と中速モードの上限値との間に１秒以上維持しないようにすることも可能である。つまり、モータ制御部５９は、ロータ２１の回転数が21,000rpm まで低下すると、瞬時に目標回転数を14,000rpm に設定または変更する。

【0085】

（制御例２）
さらに、モータ制御部５９は、打撃作業機１０でビスを締め付ける場合に図１４の制御例２を実行可能である。モータ制御部５９は、ステップＳ１１で蓄電池５２の電圧が１７Ｖ以上か否かを判断する。ステップＳ１１の判断に用いる電圧は、ハンマ４３が１回転する間に打撃回数を１．５回にできるロータ回転数に基づいて定めた値である。つまり、１７Ｖ以上の電圧を電動モータ１６に印加してロータ２１の回転数を制御すると、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数を１．５回にできる。これに対して、１７Ｖ未満の電圧を電動モータ１６に印加してロータ２１の回転数を制御すると、電動モータ１６のパワー不足により打撃不良、つまり、ハンマ４３が突起３２を同時に２個越えることができない現象が起きる可能性がある。

【0086】

モータ制御部５９は、ステップＳ１１でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１２に進み、トリガ７３が操作されて電動モータ１６を駆動するにあたり、ロータ２１の目標回転数を10,000rpm に設定する。また、モータ制御部５９は、ステップＳ１２でインバータ回路のデューティ比を６０％未満に設定する。ロータ２１の目標回転数が10,000rpmに設定された状態で、ビスの締め付けを行うと、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は３である。

【0087】

そして、モータ制御部５９は、ステップＳ１３において、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第１しきい値以上か否かを判断する。第１しきい値は、ビスの締め付けが行われている場合に、ロータ２１の実回転数を目標回転数を10,000rpm に維持するために必要な電流値である。モータ制御部５９は、ステップＳ１３でＮｏと判断すると、ステップＳ１２の制御を継続する。

【0088】

モータ制御部５９は、ステップＳ１３でＹｅｓと判断するとステップＳ１４に進み、ロータ２１の目標回転数を20,000rpm に設定して電動モータ１６を駆動し、図１４のフローチャートを終了する。また、モータ制御部５９は、ステップＳ１４でインバータ回路のデューティ比を６０％以上に設定する。一方、モータ制御部５９は、ステップＳ１１でＮｏと判断するとステップＳ１５に進み、トリガ７３が操作されて電動モータ１６を駆動するにあたり、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値に関わりなく、ロータ２１の目標回転数を10,000rpm に設定し、図１４のフローチャートを終了する。

【0089】

図１５は、図１４のステップＳ１１〜Ｓ１４に対応するタイムチャートの例である。時刻ｔ１１でトリガスイッチがオンされてから、時刻ｔ１２までの間、ロータ２１の目標回転数は10,000rpm に設定され、かつ、インバータ回路のデューティ比は６０％未満である。また、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の間、ハンマが１回転する間に打撃が行われず、かつ、実効電流値は、第１しきい値未満である。ハンマが１回転する間の打撃回数は、時刻ｔ１２から３回になっているが、実効電流値は、第１しきい値未満である。このため、ロータの目標回転数は、時刻ｔ１２以降も10,000rpm に設定されている。

【0090】

実効電流値が時刻ｔ１３で第１しきい値以上になると、ロータの目標回転数は上昇し、かつ、インバータ回路を制御するデューティ比が６０％以上に増加している。なお、時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３の間、ハンマは複数回、回転しており複数回の打撃が行われている。実行電流値は、図１５の時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３の間で脈動していることが分かる。この実行電流値の脈動は、打撃によって生じたものであり、脈動の回数と同じ回数の打撃が行われている。具体的には、３回の打撃が行われている。実効電流値は、３回の打撃が行われるタイミングで低くなっている。

【0091】

ロータの目標回転数が時刻ｔ１４で20,000rpm になると、インバータ回路を制御するデューティ比の増加割合いが低下する。ハンマが１回転する間の打撃回数は、時刻t１４で３回から１．５回に減少している。なお、電動モータのロータの回転数は、時刻ｔ１４以降において、トリガ７３の操作量に応じて変更することができる。すなわち、トリガ７３の操作量に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を変更することにより、ロータの回転数を調整することができる。

【0092】

図１６は、図１４のステップＳ１１及びＳ１５に対応するタイムチャートの例である。時刻ｔ２１でトリガスイッチがオンされてから、時刻ｔ２２までの間、ロータ２１の目標回転数は10,000rpm に設定され、かつ、インバータ回路を制御するデューティ比は１００％未満に制御されている。また、ハンマが１回転する間に打撃は行われず、かつ、実効電流値は第１しきい値未満である。そして、時刻ｔ２２以降は、ハンマが１回転する間の打撃回数が３回になっている。

【0093】

実効電流値が時刻ｔ２３で第１しきい値以上になると、インバータ回路のデューティ比は６０％以上に設定されるが、ロータの目標回転数は増加しない。また、ロータの目標回転数は、時刻ｔ２４以降も10,000rpm に維持されている。

【0094】

このように、モータ制御部５９が図１４の制御例を実行すると、蓄電池５２の電圧が１７Ｖ未満であると、モータ電流検出回路６２で検出される実行電流値に関わりなく、ロータ２１の目標回転数が10,000rpm に設定され、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は３回に維持される。したがって、打撃不良、つまり、ハンマ４３が突起３２を同時に２個越えない現象を回避でき、作業者の操作フィーリングが低下することを防止できる。

【0095】

モータ制御部５９は、実効電流値が第１しきい値以上であり、かつ、第２しきい値未満である場合の目標回転数を、実効電流値が第１しきい値未満である場合の目標回転数よりも高く設定する。したがって、実効電流値が第１しきい値以上であり、かつ、第２しきい値未満である場合のビスの締め付け速度を、実効電流値が第１しきい値未満である場合のビスの締め付け速度よりも高くできる。また、ビスの締め付けを開始してから、ビスの締め付けが完了するまでの時間を、なるべく短くできる。

【0096】

さらに、ハンマ４３がアンビル２７を打撃する動作を開始する前におけるドライバビット２９の回転数は、ハンマ４３がアンビル２７を打撃する動作を開始した後におけるドライバビット２９の回転数よりも低い。したがって、ハンマ４３がアンビル２７を打撃する動作を開始する前に、ドライバビット２９がカムアウトすることを抑制できる。

【0097】

（制御例３）
さらに、モータ制御部５９は、打撃作業機１０でボルトまたはビスを締め付ける場合に図１７の制御例３を実行可能である。モータ制御部５９は、トリガ７３が操作されると、ステップＳ２１でロータ２１の目標回転数を10,000rpm に設定し、電動モータ１６を駆動する。また、モータ制御部５９は、デューティ比を６０％未満に設定する。ロータ２１の目標回転数が10,000rpmに設定された状態で、ねじ部材の締め付けを行うと、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は３である。ステップＳ２１の制御は、ステップＳ１２の制御と同じである。

【0098】

そして、モータ制御部５９は、ステップＳ２２において、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第１しきい値以上か否かを判断する。ステップＳ２２で行う判断の意味は、ステップＳ１３の判断の意味と同じである。モータ制御部５９は、ステップＳ２２でＮｏと判断すると、ステップＳ２１の制御を継続する。

【0099】

モータ制御部５９は、ステップＳ２２でＹｅｓと判断するとステップＳ２３に進み、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第２しきい値以上か否かを判断する。第２しきい値は、締め付けているねじ部材がボルトであるか否かを判断するための値であり、第２しきい値は第１しきい値よりも大きい。例えば、ボルトを締め付けている最中に、スプリングワッシャに圧縮荷重が加わった場合の実行電流値は、ビスを締め付けている場合の実効電流値よりも高くなる。第２しきい値以上の実効電流値である場合の作業負荷は、第１しきい値から第２しきい値未満の実効電流値である場合の作業負荷よりも大きい。モータ制御部５９は、実効流値が第２しきい値未満であると、ビスを締め付けていると判断し、実効電流値が第２しきい値以上であると、ボルトを締め付けていると判断する。

【0100】

モータ制御部５９は、ステップＳ２３でＮｏと判断すると、ステップＳ２４の制御を実行する。モータ制御部５９は、ステップＳ２４において、ロータ２１の目標回転数を10,000rpm に設定し、電動モータ１６を駆動する。また、モータ制御部５９は、ステップＳ２４の制御を実行する際のデューティ比を８０％に設定する。

【0101】

モータ制御部５９は、ステップＳ２４の制御を実行後、ステップＳ２５において、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第２しきい値以上か否かを判断する。ステップＳ２５の判断の意味は、ステップＳ２３の判断の意味と同じである。モータ制御部５９は、ステップＳ２５でＮｏと判断すると、ステップＳ２４の制御を継続する。

【0102】

モータ制御部５９は、ステップＳ２５でＹｅｓと判断すると、ステップＳ２６に進み、モータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第３しきい値以上か否かを判断する。第３しきい値は、ボルトの締め付け過程が完了に近づいているか否かを判断するための値であり、第３しきい値は第２しきい値よりも大きい。例えば、スプリングワッシャの圧縮により発生する反力が最大値に近くなった場合の実効電流値は、スプリングワッシャの圧縮が開始された時点の実効電流値よりも高くなる。つまり、第３しきい値以上の実効電流値となる作業負荷は、第２しきい値以上であり、かつ、第３しきい値未満の実効電流値となる作業負荷よりも大きい。

【0103】

モータ制御部５９は、ステップＳ２６でＮｏと判断すると、ステップＳ２７に進み、電動モータ１６の駆動する際に、ロータ２１の目標回転数を10,000rpm に設定し、かつ、デューティ比６０％に設定する。モータ制御部５９は、ステップＳ２７の制御を実行中、ステップＳ２８でモータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第３しきい値以上か否かを判断する。ステップＳ２８の判断の意味は、ステップＳ２６の判断の意味と同じである。

【0104】

モータ制御部５９は、ステップＳ２８でＮｏと判断すると、ステップＳ２７の制御を継続する。モータ制御部５９は、ステップＳ２８でＹｅｓと判断すると、ステップＳ２９に進んでロータ２１の目標回転数を10,000rpm 未満に設定し、かつ、デューティ比３０％に設定して電動モータ１６を駆動し、図１７の制御例を終了する。また、モータ制御部５９は、ステップＳ２６でＹｅｓと判断すると、ステップＳ２９に進む。

【0105】

さらに、モータ制御部５９は、ステップＳ２３でＹｅｓと判断すると、ステップＳ３０でモータ電流検出回路６２で検出される実効電流値が、第３しきい値以上か否かを判断する。ステップＳ３０の判断の意味は、ステップＳ２６の判断の意味と同じである。モータ制御部５９は、ステップＳ３０でＮｏと判断するとステップＳ２７に進み、ステップＳ３０でＹｅｓと判断するとステップＳ２９に進む。

【0106】

図１８は、図１７の制御例３に対応するタイムチャートの例である。モータ制御部５９は、時刻ｔ３１でトリガスイッチがオンされてから、時刻ｔ３２までの間、ロータ２１の目標回転数を10,000rpm に設定する。時刻ｔ３１から時刻ｔ３２の間、ハンマが１回転する間に打撃が行われず、かつ、実効電流値は、第１しきい値未満である。また、モータ制御部５９は、デューティ比を３０％以上であり、かつ、６０％未満に制御する。ハンマが１回転する間の打撃回数は、時刻ｔ３２で３回となるが、実効電流値が第１しきい値未満であるため、モータ制御部５９は、ロータの目標回転数を10,000rpm に維持する。

【0107】

モータ制御部５９は、時刻ｔ３３で実効電流値が第１しきい値以上になると、インバータ回路を制御するデューティ比を６０％以上に制御し、かつ、ロータの目標回転数を上昇させる。なお、ハンマは、時刻ｔ３２〜時刻ｔ３３の間に複数回回転しており、複数回の打撃が行われている。実行電流値は、図１８の時刻ｔ３２〜時刻ｔ３３の間で脈動していることが分かる。この実行電流値の脈動は、打撃によって生じたものであり、脈動の回数数と同じ回数打撃していることになる。具体的には、３回の打撃が行われている。実効電流値が低くなっているタイミンングで打撃が行われている。モータ制御部５９は、時刻ｔ３４でロータの目標回転数を20,000rpm に設定し、かつ、インバータ回路を制御するデューティ比を８０％に設定している。ハンマが１回転する間の打撃回数は、時刻ｔ３４で３回から１．５回に減少している。

【0108】

モータ制御部５９は、時刻ｔ３５で実効電流値が第２しきい値以上になると、デューティ比を８０％から６０％に変更し、かつ、ロータの目標回転数を10,000rpm に設定する。ハンマが１回転する間の打撃回数は、時刻ｔ３５で１．５回から３回に増加している。

【0109】

さらに、モータ制御部５９は、時刻ｔ３６で実効電流値が第３しきい値以上になると、デューティ比を６０％から３０％に変更し、かつ、ロータの目標回転数を10,000rpm 未満に設定する。このため、実効電流値は、時刻ｔ３６以降に第１しきい値未満になる。なお、ハンマが１回転する間の打撃回数は、時刻ｔ３６以降も３回である。

【0110】

モータ制御部５９は、制御例３においても、実効電流値が第１しきい値以上であり、かつ、第２しきい値未満である場合の目標回転数を、実効電流値が第１しきい値未満である場合の目標回転数よりも高く設定する。したがって、実効電流値が第１しきい値以上であり、かつ、第２しきい値未満である場合のボルトの締め付け速度を、実効電流値が第１しきい値未満である場合のボルトの締め付け速度よりも高くできる。また、ボルトの締め付けを開始してから、ボルトの締め付けが完了するまでの時間を、なるべく短くできる。

【0111】

また、モータ制御部５９は、実効電流値が第２しきい値未満から第２しきい値以上になると、ロータ２１の目標回転数を20,000rpm から10,000rpm に低下する。このため、ハンマ４３が１回転する間の打撃回数は、１．５回から３回に切り替わる。したがって、ボルトの締め付けが完了に近い状態で、ハンマ４３からアンビル２７に加わる打撃力が、作業負荷よりも過大になることを抑制できる。したがって、ハンマ４３及びアンビル２７が受けるダメージを低減し、かつ、ハンマ４３及びアンビル２７を保護できる。制御例３において、制御例２と同じ処理を実行するステップは、制御例２と同じ効果を得られる。

【0112】

図１９は、ハンマ４３がアンビル２７を打撃する際の軌跡である。図１９（Ａ）は、ハンマ４３が１回転する間に突起３２を３回打撃する場合の軌跡である。ハンマ４３は突起３２を１個づづ順次打撃する。図１９（Ｂ）は、ハンマ４３が１回転する間に突起３２を１．５回打撃する場合の軌跡である。ハンマ４３は、突起３２を１個飛ばして打撃する。

【0113】

制御例２及び制御例３において、モータ制御部５９が電動モータ１６の回転数を変更する方法は、電圧を一定とし、かつ、インバータ回路のデューティ比を変更する方法に代え、電動モータ１６に印加する電圧を変更する方法でもよい。この場合、電動モータに印加する電圧が高くなることに比例して、電動モータの実回転数は高くなる。例えば、図１４のステップＳ１４で電動モータ１６に印加する電圧は、図１４のステップＳ１２で電動モータ１６に印加する電圧よりも高く設定する。

【0114】

また、図１７のステップＳ２４で電動モータ１６に印加する電圧は、図１７のステップＳ２１で電動モータ１６に印加する電圧よりも高く設定する。さらに、図１７のステップＳ２７で電動モータ１６に印加する電圧は、図１７のステップＳ２４で電動モータ１６に印加する電圧よりも低く設定する。さらに、図１７のステップＳ２９で電動モータ１６に印加する電圧は、図１７のステップＳ２７で電動モータ１６に印加する電圧よりも低く設定する。

【0115】

実施の形態で説明した事項と、本発明の構成との対応関係は、以下の通りである。アンビル２７が、本発明の工具支持部材に相当し、ハンマ４３が、本発明のハンマに相当し、打撃作業機１０が、本発明の打撃作業機に相当し、スピンドル４０が、本発明の回転部材に相当し、モータ制御部５９及びインバータ回路５５が、本発明の制御部に相当し、低速モード及び中速モードが、本発明の第１回転モード、第１状態に相当し、高速モードが、本発明の第２回転モード、第２状態に相当する。

【0116】

また、３個の突起５１が、本発明における複数個の第１係合部及び３個の第１係合部に相当し、３個の突起３２が、本発明における複数個の第２係合部及び３個の第２係合部に相当する。カム溝４２が、本発明の第１カム溝に相当し、カム溝４６が、本発明の第２カム溝に相当し、カムボール４７が、本発明の転動体に相当し、ハンマスプリング４９が、本発明の付勢部材に相当し、電動モータ１６が、本発明の電動モータに相当し、ハウジング１１が、本発明のハウジングに相当し、ステータ２０が、本発明のステータに相当し、ロータ２１が、本発明のロータに相当し、コイル２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗが、本発明のコイルに相当する。

【0117】

さらに、インバータ回路５５が、本発明のインバータ回路に相当し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が、本発明のスイッチング素子に相当し、タクタイルスイッチ７１が、本発明の回転数設定機構に相当し、蓄電池５２が、本発明の直流電源に相当し、回転数4,000rpmが、本発明の第１目標回転数に相当し、回転数14,000rpm が、本発明の第２目標回転数に相当し、回転数20,000〜25,000rpm が、本発明の第３目標回転数に相当する。また、回転数4,000rpm及び14,000rpm が、本発明の第１回転数に相当し、回転数20,000〜25,000rpmが、本発明の第２回転数に相当する。傾斜縁４２Ａ，４２Ｂが、本発明の第１傾斜縁に相当し、傾斜縁４６Ｃ，４６Ｄが、本発明の第２傾斜縁に相当し、直線Ｂ１，Ｃ１が、本発明の直線に相当し、リード角θ１が、本発明の第１傾斜角に相当し、リード角θ２が、本発明の第２傾斜角に相当し、回転角度である６０度及び１２０度が、本発明の所定角度に相当する。

【0118】

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、作業工具は、ねじ部材としてのビスを締め付けるドライバビット、ねじ部材としてのボルトの頭部を挿入する凹部を備えたドライバビットを含む。凹部を備えたドライバビットは、ソケットまたはボックスとも呼ばれるれる。また、作業工具は、雌ねじを有するナットを回転させて、雄ねじを有するボルトに固定する構造を含む。この場合、作業工具は、ナットを収容する凹部を有する。つまり、作業工具により回転するねじ部材は、ボルト、ビス、ナットを含む。ナットは、スプリングワッシャが取り付けられたナットでもよい。さらに、作業工具は、木材、コンクリート等に穴をあけるドリルビットを含む。本発明の第１係合部及び第２係合部は、互いに係合して回転力を伝達する。第１係合部は、ハンマから軸線方向に突出した突起、またはハンマから径方向に突出した突起を含む。第２係合部は、工具支持部材から軸線方向に突出した突起、または工具支持部材から径方向に突出した突起を含む。

【0119】

また、減速機に代えて、入力要素と出力要素との間の変速比を段階的または無段階に変更可能な変速機を設けることもできる。この場合、ハウジングに変速比切り替えスイッチを設け、作業者が変速比切り替えスイッチを操作して、変速機の変速比を変更する。そして、変速機の変速比を制御してスピンドルの回転数を変更することができる。変速比切り替えスイッチが、本発明の制御部に相当する。つまり、本発明の制御部は、モータの回転数を制御して回転部材の回転数を制御する制御部と、変速機の変速比を変更して回転部材の回転数を制御する制御部と、を含む。また、ねじ部材の締め付けを速くするとは、ねじ部材の回転速度を速くすること、ねじ部材の締め付けを開始してから、締め付けを完了するまでの時間をなるべく速くすること、を含む。

【0120】

さらに、電動モータに電流を供給する電源は、蓄電池のような直流電源の他、交流電源を含む。交流電源を電源として用いる場合、電動モータと交流電源とが、電力ケーブルにより接続される。さらに、電動モータは、ブラシレス電動モータに代えて、ブラシ付き電動モータを用いることも可能である。本発明の回転数設定機構は、作業者が押して操作するスイッチまたはボタン、往復動作可能なレバー、回転動作可能なノブ、液晶ディスプレイに設けたタッチスイッチを含む。本発明の回転部材は、モータの回転力を工具支持部材に伝達する要素であり、回転部材は、スピンドル、ギヤ、プーリ、プラネタリギヤ機構のキャリヤを含む。

【0121】

本発明のモータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータ、内燃機関を含む。内燃機関は、吸入空気量を制御することにより出力軸の回転数を変更可能である。油圧モータは、油圧室の油圧を制御して出力軸の回転数を変更可能である。空気モータは、空気の供給速度を制御して出力軸の回転数を変更可能である。本発明の付勢部材は、金属製の弾性体、例えば、コイルスプリングを含む。

【符号の説明】

【0122】

１０…打撃作業機、１１…ハウジング、１６…電動モータ、２０…ステータ、２１…ロータ、２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗ…コイル、２７…アンビル、３２，５１…突起、４０…スピンドル、４２，４６…カム溝、４２Ａ，４２Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ…傾斜縁、４３…ハンマ、４７…カムボール、４９…ハンマスプリング、５２…蓄電池、５５…インバータ回路、５９…モータ制御部、７１…タクタイルスイッチ、Ｂ１，Ｃ１…直線、Ｑ１〜Ｑ６…スイッチング素子、θ１，θ２…リード角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】