JP5958817B2 - Electric tool - Google Patents

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Description

本発明は、減速比を変更可能な動力伝達部を備えた電動工具に関するものである。   The present invention relates to an electric tool including a power transmission unit that can change a reduction ratio.

従来、電動工具には、モータの回転動力を減速して伝達する動力伝達部を制御部により制御し、減速比を自動変速するものがある(例えば、特許文献1参照)。このような電動工具では、例えば、モータに供給する駆動電流から先端工具(ビット)が取り付けられる出力軸に加わる負荷トルクを検出し、検出された負荷トルクに基づいて制御部が動力伝達部の減速比を変更する制御を行うようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, some electric tools control a power transmission unit that decelerates and transmits the rotational power of a motor by a control unit to automatically change a reduction ratio (see, for example, Patent Document 1). In such an electric tool, for example, a load torque applied to an output shaft to which a tip tool (bit) is attached is detected from a drive current supplied to the motor, and the control unit decelerates the power transmission unit based on the detected load torque. Control to change the ratio is performed.

特開2012−30347号公報JP 2012-30347 A

ところで、上記の動力伝達部は、変速できる段数、即ち減速ギアの数が多くなるに従って装置が大型化する。一方で、電動工具、特に携帯型の電動工具では、工具全体の小型化が望まれている。従って、電動工具が備える動力伝達部は、変速の段数が制限されることで各段の減速比の差が大きくなる傾向にある。   By the way, the power transmission unit becomes larger as the number of gears that can be shifted, that is, the number of reduction gears increases. On the other hand, miniaturization of the entire tool is desired for electric tools, particularly portable electric tools. Therefore, the power transmission unit provided in the electric tool tends to increase the difference in reduction ratio of each stage by limiting the number of shift stages.

上記の電動工具では、実際の作業、例えばドリルドライバーを用いてボルトを締める作業において、ボルトを締めるに従って出力軸に加わる負荷トルクが増加すると、制御部が動力伝達部に対して減速比の大きい減速段に切り替える制御を行う。しかしながら、この負荷トルクの増加の原因が、例えばボルトが締め付け部分に対して正しい状態で螺入されないために先端工具(出力軸)がロック、即ちモータがロックしたものによると、減速比の大きい減速段に切り替えた際に電動工具から使用者の手などに大きな反動が加わることとなる。特に、上述したように減速段各段の減速比差が大きい動力伝達部を有した電動工具では、減速比を大きくする変速を行った直後の電動工具から使用者に加わる反動がより大きなものとなる。   In the above power tool, when the load torque applied to the output shaft increases as the bolt is tightened in the actual work, for example, the work of tightening the bolt using a drill driver, the control unit reduces the speed with a large reduction ratio with respect to the power transmission unit. Control to switch to stage. However, the cause of the increase in the load torque is, for example, that the tip tool (output shaft) is locked, that is, the motor is locked because the bolt is not screwed in correctly in the tightening portion. When the stage is switched, a large reaction is applied from the power tool to the user's hand. In particular, as described above, in an electric tool having a power transmission unit with a large reduction gear ratio difference at each reduction gear stage, the reaction applied to the user from the electric tool immediately after performing a gear shift that increases the reduction gear ratio is larger. Become.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速後における使用者に加わる反動を抑えることができる電動工具を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric tool that can suppress a reaction applied to a user after shifting.

上記課題を解決するために、電動工具は、出力軸の回転動力によりボルトを締めるためのモータと、前記モータの回転動力を減速して出力軸に伝達するとともにその減速比が変更可能に構成された動力伝達部と、前記動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータとを備えた電動工具であって、前記出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部と、前記検出した負荷トルクが閾値を超えると前記動力伝達部の減速比を大きくすべく前記変速用アクチュエータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記動力伝達部に対して変速比を大きくする制御を行ってから所定時間を経過するまでは前記モータの出力を制限することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the electric tool is configured such that a motor for tightening a bolt by the rotational power of the output shaft, the rotational power of the motor is decelerated and transmitted to the output shaft, and the reduction ratio thereof can be changed. a power transmission portions, a power tool that includes a gear shift actuator to change the speed reduction ratio of the power transmission unit, a torque detection unit for detecting a load torque applied to the output shaft, the detected load torque is e Bei and a control unit that controls the shift actuator so as to increase the speed reduction ratio of the power transmission unit exceeds a threshold value, the control unit performs a control to increase the speed ratio with respect to the power transmission unit The output of the motor is limited until a predetermined time elapses.

また上記構成において、前記制御部は、前記モータの出力制限を時間経過に応じて緩和させることが好ましい。   Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said control part eases the output limitation of the said motor according to time passage.

本発明によれば、電動工具は変速後における使用者に加わる反動を抑えることができる。   According to the present invention, the electric power tool can suppress the reaction applied to the user after shifting.

実施形態における電動工具の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electric tool in embodiment. 同上における電動工具の動作例について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of the electric tool in the same as the above. 同上における電動工具の動作例について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation example of the electric tool in the same as the above. 別例における電動工具の動作例について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of the electric tool in another example. 同上における電動工具の動作例について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation example of the electric tool in the same as the above.

以下、電動工具の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動工具10は、例えばドリルドライバーとして使用される工具であり、電動工具本体11と、この電動工具本体11に対して着脱可能な電池パック12とを有する。電動工具本体11は、電池パック12からの駆動電力の供給に基づいて駆動するモータ21と、モータ21の回転動力を減速して出力する動力伝達部22と、モータ21を含み電動工具10の統括的な制御を行う制御部23とを有している。電池パック12は、複数の電池セル(例えば、リチウムイオン電池)にて構成された二次電池を有している。
Hereinafter, an embodiment of a power tool will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the power tool 10 of the present embodiment is a tool used as a drill driver, for example, and has a power tool body 11 and a battery pack 12 that can be attached to and detached from the power tool body 11. . The electric tool main body 11 includes a motor 21 that is driven based on the supply of driving power from the battery pack 12, a power transmission unit 22 that decelerates and outputs the rotational power of the motor 21, and the motor 21. And a control unit 23 for performing general control. The battery pack 12 has a secondary battery composed of a plurality of battery cells (for example, lithium ion batteries).

モータ21の回転軸24には、減速機構及びクラッチ機構等を含む動力伝達部22が連結されている。動力伝達部22は、モータ21の回転動力を減速して出力軸25に伝達する。動力伝達部22は、例えば、2つの減速ギア(Hギア、Lギア)を備え、減速比が2段階に変速可能となっている。出力軸25の先端部には、先端工具(ビット)26が取付けられている。従って、電動工具10は、モータ21の回転動力が動力伝達部22にて減速され出力軸25に伝達されることで、出力軸25とともに先端工具26が回転するように構成されている。なお、動力伝達部22が備えるLギアは、Hギアに比べて減速比が大きくなるように(低速回転、高トルクとなるように)設定されている。   A power transmission unit 22 including a speed reduction mechanism, a clutch mechanism, and the like is connected to the rotation shaft 24 of the motor 21. The power transmission unit 22 decelerates the rotational power of the motor 21 and transmits it to the output shaft 25. The power transmission unit 22 includes, for example, two reduction gears (H gear and L gear), and the reduction ratio can be changed in two stages. A tip tool (bit) 26 is attached to the tip of the output shaft 25. Accordingly, the electric power tool 10 is configured such that the tip tool 26 rotates together with the output shaft 25 when the rotational power of the motor 21 is decelerated by the power transmission unit 22 and transmitted to the output shaft 25. Note that the L gear included in the power transmission unit 22 is set so as to have a larger reduction ratio (lower speed rotation and higher torque) than the H gear.

動力伝達部22には、減速比を変更するための変速用アクチュエータ27が備えられている。変速用アクチュエータ27は、例えばモータアクチュエータであり、制御部23の制御に基づいた変速駆動部28からの駆動電力の供給にて動作する。そして、変速用アクチュエータ27は、変速駆動部28を介した制御部23の制御に基づいて、動力伝達部22の減速段(減速ギア)の切り替え動作を行う。また、電動工具本体11は、変速用アクチュエータ27の位置検出を行う駆動状態検知部27aを備える。そして、制御部23は、前記駆動状態検知部27aによる変速用アクチュエータ27の位置検出を行うことで、動力伝達部22を構成するHギア、Lギアの内で、現在どちらのギアが選択されているか検出することが可能となっている。ちなみに、制御部23は、電池パック12からの電圧調整を経た電力の供給に基づいて動作する。また、変速駆動部28は、スイッチング素子(例えば、FET)を用いた例えばHブリッジ回路で構成され、制御部23は、変速駆動部28に対する制御信号により、変速用アクチュエータ27のモータに対する回転方向とPWM制御にて供給する駆動電力とを制御する。   The power transmission unit 22 is provided with a speed change actuator 27 for changing the reduction ratio. The shift actuator 27 is, for example, a motor actuator, and operates by supplying drive power from the shift drive unit 28 based on the control of the control unit 23. The speed change actuator 27 performs a switching operation of the speed reduction stage (deceleration gear) of the power transmission unit 22 based on the control of the control unit 23 via the speed change drive unit 28. In addition, the electric power tool body 11 includes a drive state detection unit 27 a that detects the position of the speed change actuator 27. Then, the control unit 23 detects the position of the speed change actuator 27 by the drive state detection unit 27a, so which of the H gear and L gear constituting the power transmission unit 22 is currently selected. It is possible to detect whether or not. Incidentally, the control unit 23 operates based on the supply of electric power that has undergone voltage adjustment from the battery pack 12. Further, the speed change drive unit 28 is configured by, for example, an H-bridge circuit using a switching element (for example, FET), and the control unit 23 determines the rotation direction of the speed change actuator 27 relative to the motor by a control signal for the speed change drive unit 28. Drive power supplied by PWM control is controlled.

モータ21は、スイッチング素子(例えば、FET)を用いた例えばHブリッジ回路よりなるスイッチング駆動回路29にて生成された駆動電力の供給に基づいて回転駆動する。スイッチング駆動回路29は、制御部23によるPWM制御にて、電池パック12からの供給電力からモータ21に供給する駆動電力を制御する。つまり、制御部23は、スイッチング駆動回路29を介してモータ21への供給電力を制御し、モータ21の回転速度を制御している。   The motor 21 is driven to rotate based on the supply of drive power generated by a switching drive circuit 29 including, for example, an H bridge circuit using a switching element (for example, FET). The switching drive circuit 29 controls the drive power supplied to the motor 21 from the power supplied from the battery pack 12 by PWM control by the control unit 23. That is, the control unit 23 controls the electric power supplied to the motor 21 via the switching drive circuit 29 and controls the rotation speed of the motor 21.

電動工具本体11には、使用者が操作可能なトリガスイッチ31が設けられている。トリガスイッチ31は、モータ21の起動及び停止を行うオンオフを含み、トリガスイッチ31の操作量(トリガの引き込み量)に応じた出力信号を制御部23に出力する。そして、制御部23は、トリガスイッチ31からの出力信号に基づいてスイッチング駆動回路29でのモータ21への供給電力を制御し、モータ21の起動や停止、また動作時の回転速度の調整などを行う。   The power tool body 11 is provided with a trigger switch 31 that can be operated by the user. The trigger switch 31 includes ON / OFF for starting and stopping the motor 21, and outputs an output signal corresponding to the operation amount (trigger pull-in amount) of the trigger switch 31 to the control unit 23. Then, the control unit 23 controls the power supplied to the motor 21 in the switching drive circuit 29 based on the output signal from the trigger switch 31, and starts and stops the motor 21 and adjusts the rotational speed during operation. Do.

スイッチング駆動回路29とモータ21との間には、モータ21に供給される駆動電流を検出するための電流検出部41が設けられている。電流検出部41は、スイッチング駆動回路29とモータ21との間に接続された検出抵抗42と、この検出抵抗42の端子電圧を増幅して検出信号として制御部23に出力する増幅回路(オペアンプ)43とを有している。制御部23は、所定のサンプリング時間毎に電流検出部41からの検出信号に基づいて駆動電流を検出し、検出した駆動電流と駆動電流の検出時における動力伝達部22の減速段とに基づいて出力軸25(先端工具26)に加わる負荷トルクを検出する。また、制御部23は、検出した負荷トルクに基づいてモータ21のロックを検出し、モータ21に対する制御を行う。   Between the switching drive circuit 29 and the motor 21, a current detection unit 41 for detecting a drive current supplied to the motor 21 is provided. The current detection unit 41 includes a detection resistor 42 connected between the switching drive circuit 29 and the motor 21, and an amplification circuit (op-amp) that amplifies the terminal voltage of the detection resistor 42 and outputs it as a detection signal to the control unit 23. 43. The control unit 23 detects the drive current based on the detection signal from the current detection unit 41 at every predetermined sampling time, and based on the detected drive current and the deceleration stage of the power transmission unit 22 when the drive current is detected. A load torque applied to the output shaft 25 (tip tool 26) is detected. Further, the control unit 23 detects the lock of the motor 21 based on the detected load torque and controls the motor 21.

電動工具10は、検出した負荷トルクに基づいて制御部23が変速用アクチュエータ27を通じて動力伝達部22の減速段を切替制御することで自動変速が行われるように構成されている。なお、動力伝達部22の減速機構は、例えば遊星歯車減速機構であり、モータ21の回転軸24の軸中心に回転駆動される太陽ギアと、太陽ギアの周囲に配置されて噛合される遊星ギアと、遊星ギアと噛合されるリングギアとを備えるものである。変速用アクチュエータ27は、このリングギアの位置を変更し、リングギアと噛合する遊星ギアを変更することで減速段が制御可能となっている。なお、制御部23は、前記駆動状態検知部27aにより、変速用アクチュエータ27によりリングギアが正しい位置に変更されたかを検出することが可能となっている。そして、制御部23は、駆動状態検知部27aの検出信号に基づいて変速用アクチュエータ27を制御する。   The electric tool 10 is configured such that automatic shift is performed by the control unit 23 switching and controlling the deceleration stage of the power transmission unit 22 through the shift actuator 27 based on the detected load torque. Note that the speed reduction mechanism of the power transmission unit 22 is, for example, a planetary gear speed reduction mechanism, and a sun gear that is driven to rotate about the axis of the rotation shaft 24 of the motor 21 and a planetary gear that is arranged around and meshed with the sun gear. And a ring gear meshed with the planetary gear. The speed change actuator 27 can control the speed reduction stage by changing the position of the ring gear and changing the planetary gear meshing with the ring gear. The controller 23 can detect whether the ring gear has been changed to the correct position by the shift actuator 27 by the drive state detector 27a. And the control part 23 controls the actuator 27 for speed change based on the detection signal of the drive state detection part 27a.

このように構成された電動工具10は、使用者によりトリガスイッチ31が引き込まれると、この引き込み量に応じた出力信号が制御部23に入力される。制御部23は、トリガスイッチ31からの出力信号に基づいてスイッチング駆動回路29を制御し、モータ21の起動・停止及び回転速度が制御される。モータ21の回転動力が動力伝達部22にて減速され出力軸25に伝達されることで先端工具26が回転動作を行う。また、制御部23は、負荷トルクに応じて動力伝達部22の減速段をH・Lギアのいずれかに変更する。この場合、負荷トルクが小さいと動力伝達部22にてHギアが選択され、先端工具26は高速回転・低トルクで駆動する。起動時は、動力伝達部22にてHギアが選択されている。負荷トルクが大きくなり所定トルクを超えると、動力伝達部22にてLギアが選択され、先端工具26は低速回転・高トルクで駆動する。また、制御部23は、電流検出部41からの検出信号に基づいてモータ21のロックを検出し、モータ21を停止させる制御を行う。また、制御部23は、Lギアに変速後、モータ21の出力制限を行う。   In the electric power tool 10 configured as described above, when the trigger switch 31 is pulled by the user, an output signal corresponding to the pull-in amount is input to the control unit 23. The control unit 23 controls the switching drive circuit 29 based on the output signal from the trigger switch 31 to control the start / stop of the motor 21 and the rotation speed. The tip tool 26 rotates as the rotational power of the motor 21 is decelerated by the power transmission unit 22 and transmitted to the output shaft 25. Further, the control unit 23 changes the deceleration stage of the power transmission unit 22 to either the H / L gear according to the load torque. In this case, when the load torque is small, the H transmission is selected by the power transmission unit 22, and the tip tool 26 is driven at high speed rotation and low torque. At the time of activation, the H transmission is selected in the power transmission unit 22. When the load torque increases and exceeds the predetermined torque, the power transmission unit 22 selects the L gear, and the tip tool 26 is driven at a low speed and a high torque. Further, the control unit 23 detects the lock of the motor 21 based on the detection signal from the current detection unit 41 and performs control to stop the motor 21. The control unit 23 limits the output of the motor 21 after shifting to the L gear.

次に、電動工具10の動作例(作用)について説明する。
図3に示すように、電動工具10がHギアにて駆動されて負荷トルク(負荷電流)が時刻t0において閾値の電流I0に達すると、制御部23は、負荷トルクTが変速条件(閾値I0)に達したと判定し、動力伝達部22を制御してHギアからLギアに変速を行う。このとき、制御部23は、モータ21への通電を中断する。
Next, an operation example (action) of the electric power tool 10 will be described.
As shown in FIG. 3, when the electric tool 10 is driven by the H gear and the load torque (load current) reaches the threshold current I0 at time t0, the control unit 23 determines that the load torque T is changed to the speed change condition (threshold I0). ), The power transmission unit 22 is controlled to shift the gear from the H gear to the L gear. At this time, the control unit 23 interrupts energization of the motor 21.

ここで、トルクは電流に比例するため、制御部23は、Lギアに変速してから所定時間経過するまでの間にモータ21の電流(出力)を時間経過に応じて3段階の制限を行う。具体的には、次のように制限を実施する。   Here, since the torque is proportional to the current, the control unit 23 restricts the current (output) of the motor 21 in three stages according to the passage of time after the shift to the L gear until a predetermined time has passed. . Specifically, restrictions are implemented as follows.

図2に示すように、制御部23は、変速用アクチュエータ27の状態を駆動状態検知部27aにより、Hギア又はLギアの選択状況を検出する(ステップS10)。制御部23は、駆動状態検知部27aを用いてHギアが選択されていると判断すると(ステップS10:NO)、Hギアの設定で動作を継続する。   As shown in FIG. 2, the control unit 23 detects the selection state of the H gear or the L gear by using the drive state detection unit 27a to determine the state of the speed change actuator 27 (step S10). If the control unit 23 determines that the H gear is selected using the drive state detection unit 27a (step S10: NO), the control unit 23 continues the operation with the setting of the H gear.

そして、制御部23は、駆動状態検知部27aを用いてLギアが選択されていると判断すると(ステップS10:YES)、タイマCにより計時が開始されているか否かを判定する(ステップS20)。   When the control unit 23 determines that the L gear is selected using the drive state detection unit 27a (step S10: YES), the control unit 23 determines whether the timer C has started counting time (step S20). .

制御部23は、タイマCによる計時が開始前である場合(ステップS20:NO)、タイマCの計時を一度リセットする(ステップS21)。次いで、制御部23は、タイマCによる計時を開始する(ステップS22)。   When the time measurement by the timer C is before the start (step S20: NO), the control unit 23 resets the time measurement of the timer C once (step S21). Subsequently, the control part 23 starts the time measurement by the timer C (step S22).

また、制御部23は、タイマCによる計時が開始されている(ステップS20:YES)又はタイマCによる計時が開始される(ステップS22)と、経過時間に応じて出力制限を実施する。具体的には、制御部23は、計時開始からの経過時間が時間t2内であれば(ステップS30:YES)、モータ21の負荷電流の上限を閾値I1とする(ステップS31)。制御部23は、計時開始からの経過時間が時間t2以上(ステップS30:NO)、且つ、時間t3内であれば(ステップS32:YES)、モータ21の負荷電流の上限を閾値I2とする(ステップS33)。制御部23は、計時開始からの経過時間がt3以上(ステップS32:NO)、且つ、時間t4内であれば(ステップS34:YES)、モータ21の負荷電流の上限を閾値I3とする(ステップS35)。制御部23は、ステップS31、ステップS33、ステップS35のいずれかにおいて閾値I1〜I3が設定されると、モータ21の負荷電流の上限を各閾値I1〜I3となるように、スイッチング駆動回路29を制御する(ステップS11)。このように段階的にモータ21の負荷電流の制限を緩和させることで、急激なトルク変更を抑えて使用者へ加わる反動を低減させることが可能となっている。   In addition, when the time measurement by the timer C is started (step S20: YES) or the time measurement by the timer C is started (step S22), the control unit 23 performs output restriction according to the elapsed time. Specifically, if the elapsed time from the start of timing is within time t2 (step S30: YES), the control unit 23 sets the upper limit of the load current of the motor 21 as the threshold value I1 (step S31). The control unit 23 sets the upper limit of the load current of the motor 21 as the threshold value I2 if the elapsed time from the start of time measurement is not less than the time t2 (step S30: NO) and within the time t3 (step S32: YES) ( Step S33). If the elapsed time from the start of timing is t3 or more (step S32: NO) and within the time t4 (step S34: YES), the control unit 23 sets the upper limit of the load current of the motor 21 as the threshold value I3 (step S32). S35). When the threshold values I1 to I3 are set in any one of step S31, step S33, and step S35, the control unit 23 sets the switching drive circuit 29 so that the upper limit of the load current of the motor 21 becomes the threshold values I1 to I3. Control (step S11). In this way, by gradually relaxing the load current limit of the motor 21, it is possible to suppress a sudden torque change and reduce the reaction applied to the user.

図2及び図3に示すように、制御部23は、計時開始からの経過時間が時間t4以上であれば(ステップS34:NO)、モータ21の負荷電流の上限を設定しない、即ち出力制限をしない(ステップS36)。そして制御部23は、モータ21の負荷電流の上限を設定せず、トリガスイッチ31の引き込み量等に応じてスイッチング駆動回路29を制御する。制御部23は、モータ21の負荷電流の制限制御を解除することでモータの最大トルクがでるようになり、ねじを最後まで着座させることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the controller 23 does not set the upper limit of the load current of the motor 21 if the elapsed time from the start of time measurement is the time t4 or more (step S34: NO), that is, the output is limited. No (step S36). And the control part 23 does not set the upper limit of the load current of the motor 21, but controls the switching drive circuit 29 according to the pulling-in amount of the trigger switch 31, etc. The controller 23 releases the limit control of the load current of the motor 21 so that the maximum torque of the motor can be obtained, and the screw can be seated to the end.

次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)制御部23は、動力伝達部22に対して変速比を大きくする制御を行ってから所定時間を経過するまではモータ21の出力を制限するため、変速後の出力が抑えられて使用者に加わる反動を抑えることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) The control unit 23 limits the output of the motor 21 until a predetermined time elapses after the power transmission unit 22 is controlled to increase the gear ratio, so that the output after the shift is suppressed and used. Reaction to the person can be suppressed.

(2)制御部23は、モータ21の負荷電流(出力)の制限を時間経過に応じて緩和させるため、急激なトルク変更を抑えて使用者へ加わる反動を低減させることが可能となっている。   (2) Since the control unit 23 relaxes the limit on the load current (output) of the motor 21 as time elapses, it is possible to suppress a sudden torque change and reduce the reaction applied to the user. .

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、モータ21の負荷電流を検出して、この負荷電流の出力制限を行う構成としたが、これに限らない。例えば図4及び図5に示すように、モータ21の負荷電流はスイッチング駆動回路29内にあるスイッチング素子(FET)のデューティ比に依存しているため、デューティ比に制限をかけることで同様の効果が得られる。また、この場合はモータ21の負荷電流を検出する検出抵抗42及び増幅回路43を省略することが可能となる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the load current of the motor 21 is detected and the output of this load current is limited. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, since the load current of the motor 21 depends on the duty ratio of the switching element (FET) in the switching drive circuit 29, the same effect can be obtained by limiting the duty ratio. Is obtained. In this case, the detection resistor 42 and the amplifier circuit 43 that detect the load current of the motor 21 can be omitted.

このような構成の制御例(動作例)として、図4及び図5を用いて説明する。なお、Hギアにおける駆動方法並びにLギアへの変速の工程については上記実施形態とほぼ同様であるため、説明の一部又は全部を割愛する。   A control example (operation example) having such a configuration will be described with reference to FIGS. The driving method in the H gear and the process of shifting to the L gear are substantially the same as those in the above embodiment, and therefore a part or all of the description is omitted.

図5に示すように、HギアからLギアに変速を行う際にモータ21への通電を中断した状態からLギアに変速すると、制御部23は、Lギアに変速してから所定時間経過するまでの間にモータ21のデューティ比(出力)を時間経過に応じて3段階の制限を行う。具体的には、次のように制限を実施する。   As shown in FIG. 5, when shifting from the H gear to the L gear when shifting to the L gear from the state where the energization of the motor 21 is interrupted, the control unit 23 passes a predetermined time after shifting to the L gear. In the meantime, the duty ratio (output) of the motor 21 is limited in three stages according to the passage of time. Specifically, restrictions are implemented as follows.

図4に示すように、制御部23は、変速用アクチュエータ27の状態を駆動状態検知部27aにより、Hギア又はLギアの選択状況を検出する(ステップS10)。そして、制御部23は、駆動状態検知部27aを用いてLギアが選択されていると判断すると(ステップS10:YES)、タイマCにより計時が開始されているか否かを判定する(ステップS20)。   As shown in FIG. 4, the control unit 23 detects the selection state of the H gear or the L gear by using the drive state detection unit 27a to determine the state of the speed change actuator 27 (step S10). When the control unit 23 determines that the L gear is selected using the drive state detection unit 27a (step S10: YES), the control unit 23 determines whether the timer C has started counting time (step S20). .

制御部23は、タイマCによる計時が開始前である場合(ステップS20:NO)、タイマCの計時を一度リセットする(ステップS21)。次いで、制御部23は、タイマCによる計時を開始する(ステップS22)。   When the time measurement by the timer C is before the start (step S20: NO), the control unit 23 resets the time measurement of the timer C once (step S21). Subsequently, the control part 23 starts the time measurement by the timer C (step S22).

また、制御部23は、タイマCによる計時が開始されている(ステップS20:YES)又はタイマCによる計時が開始される(ステップS22)と、経過時間に応じて出力制限を実施する。具体的には、制御部23は、計時開始からの経過時間が時間t2内であれば(ステップS30:YES)、モータ21のデューティ比の上限を閾値D1とする(ステップS41)。制御部23は、計時開始からの経過時間が時間t2以上(ステップS30:NO)、且つ、時間t3内であれば(ステップS32:YES)、モータ21のデューティ比の上限を閾値D2とする(ステップS43)。制御部23は、計時開始からの経過時間がt3以上(ステップS32:NO)、且つ、時間t4内であれば(ステップS34:YES)、モータ21のデューティ比の上限を閾値D3とする(ステップS43)。制御部23は、ステップS41、ステップS42、ステップS43のいずれかにおいて閾値I1〜I3が設定されると、モータ21のデューティ比の上限を各閾値D1〜D3となるように、スイッチング駆動回路29を制御する(ステップS11)。このように段階的にモータのデューティ比(出力)の制限を緩和させることで、上記実施形態の効果(2)と同様の効果を奏する。   In addition, when the time measurement by the timer C is started (step S20: YES) or the time measurement by the timer C is started (step S22), the control unit 23 performs output restriction according to the elapsed time. Specifically, if the elapsed time from the start of time measurement is within time t2 (step S30: YES), the control unit 23 sets the upper limit of the duty ratio of the motor 21 as the threshold D1 (step S41). The control unit 23 sets the upper limit of the duty ratio of the motor 21 as the threshold value D2 if the elapsed time from the start of timing is the time t2 or more (step S30: NO) and within the time t3 (step S32: YES) ( Step S43). The controller 23 sets the upper limit of the duty ratio of the motor 21 to the threshold value D3 if the elapsed time from the start of timing is t3 or more (step S32: NO) and within the time t4 (step S34: YES) (step S34). S43). When the threshold values I1 to I3 are set in any one of step S41, step S42, and step S43, the control unit 23 sets the switching drive circuit 29 so that the upper limit of the duty ratio of the motor 21 becomes the threshold values D1 to D3. Control (step S11). Thus, by relaxing the restriction on the duty ratio (output) of the motor in stages, the same effect as the effect (2) of the above-described embodiment can be obtained.

図4及び図5に示すように、制御部23は、計時開始からの経過時間が時間t4以上であれば(ステップS34:NO)、モータ21のデューティ比の上限を設定しない、即ち出力制限をしない(ステップS44)。そして制御部23は、モータ21のデューティ比の上限を設定せず、トリガスイッチ31の引き込み量等に応じてスイッチング駆動回路29を制御する。制御部23は、モータ21のデューティ比の制限制御を解除することでモータの最大トルクがでるようになり、ねじを最後まで着座させることができる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the controller 23 does not set the upper limit of the duty ratio of the motor 21 when the elapsed time from the start of time measurement is equal to or longer than the time t4 (step S34: NO), that is, the output is limited. No (step S44). Then, the control unit 23 does not set the upper limit of the duty ratio of the motor 21 and controls the switching drive circuit 29 according to the pull-in amount of the trigger switch 31 and the like. The control unit 23 releases the limit control of the duty ratio of the motor 21 so that the maximum torque of the motor can be obtained, and the screw can be seated to the end.

・上記実施形態では、Lギアに変速後の出力制限を3段階としたが、1又は2段階としてもよい。さらに4段階以上の出力制限を実施してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、図1に示すように回転検出部51を設けて、モータ21の回転速度を用いてロック検出してもよい。回転検出部51は、例えばモータ21の回転軸24に設けられる。回転検出部51は、回転軸24に一体回転可能に固定され複数の磁極を有するセンサマグネット52と、センサマグネット52と対向配置されたホール素子53とを有している。ホール素子53は、センサマグネット52の回転に基づく磁束の変化を検出信号として制御部23に出力する。制御部23は、回転検出部51からの検出信号に基づいてモータ21の回転速度を検出する。また、制御部23は、この回転速度変化によってもモータ21のロックを検出している。具体的には、制御部23は、回転検出部51により検出されるモータ21の回転速度に基づいてロックを検出する。モータ21は、ロックが生じることで回転速度が一気に低下する。従って、制御部23は、負荷トルクTと回転速度との両方に基づいてロック検出すように構成されている。例えば、制御部23は、回転速度が低下していない、又は低下の度合いが低い場合にはロックが生じていないと判定する。これにより、ロックの検出精度は高くなる。
In the above embodiment, the output limit after shifting to the L gear is set to three stages, but may be one or two stages. Furthermore, it is possible to limit the output in four or more stages.
In the above embodiment, although not particularly mentioned, a rotation detection unit 51 may be provided as shown in FIG. 1 and lock detection may be performed using the rotation speed of the motor 21. The rotation detector 51 is provided on the rotating shaft 24 of the motor 21, for example. The rotation detection unit 51 includes a sensor magnet 52 that is fixed to the rotation shaft 24 so as to be integrally rotatable and has a plurality of magnetic poles, and a Hall element 53 that is disposed to face the sensor magnet 52. The hall element 53 outputs a change in magnetic flux based on the rotation of the sensor magnet 52 to the control unit 23 as a detection signal. The control unit 23 detects the rotation speed of the motor 21 based on the detection signal from the rotation detection unit 51. Further, the control unit 23 detects the lock of the motor 21 also by this change in the rotational speed. Specifically, the control unit 23 detects the lock based on the rotation speed of the motor 21 detected by the rotation detection unit 51. The rotation speed of the motor 21 is reduced at a stroke when the lock is generated. Therefore, the control unit 23 is configured to detect lock based on both the load torque T and the rotation speed. For example, the control unit 23 determines that the lock has not occurred when the rotation speed is not decreased or the degree of decrease is low. As a result, the lock detection accuracy is increased.

・上記実施形態では、負荷トルクTの検出をモータ21に供給する負荷電流から間接的に検出したが、これに限定されない。例えば、出力軸25に対するトルクを直接的に計測可能な構成を用いてもよい。   In the above embodiment, the detection of the load torque T is indirectly detected from the load current supplied to the motor 21, but the present invention is not limited to this. For example, you may use the structure which can measure the torque with respect to the output shaft 25 directly.

・上記実施形態において、動力伝達部22は、2つの減速比を切り替える構成としたが、3つ以上の減速比を切り替える構成としてもよい。
・上記実施形態において、変速用アクチュエータ27をモータアクチュエータとしたが、モータを駆動源とするものに限らず、ソレノイド等を用いてもよい。
In the above embodiment, the power transmission unit 22 is configured to switch between two reduction ratios, but may be configured to switch between three or more reduction ratios.
In the above embodiment, the speed change actuator 27 is a motor actuator. However, the motor is not limited to a motor, and a solenoid or the like may be used.

・上記実施形態では、電動工具10としてドリルドライバーに具体化したが、他の電動工具、例えばインパクトドライバー、インパクトレンチ、ハンマードリル、振動ドリル、ジグソー及びシーリングガン等でもよい。   In the above embodiment, the power tool 10 is embodied as a drill driver, but other power tools such as an impact driver, an impact wrench, a hammer drill, a vibration drill, a jigsaw, and a sealing gun may be used.

10…電動工具、21…モータ、22…動力伝達部、23…制御部、25…出力軸、27…変速用アクチュエータ、41…電流検出部(トルク検出部)、T…負荷トルク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric tool, 21 ... Motor, 22 ... Power transmission part, 23 ... Control part, 25 ... Output shaft, 27 ... Shifting actuator, 41 ... Current detection part (torque detection part), T ... Load torque.

Claims (2)

出力軸の回転動力によりボルトを締めるためのモータと、前記モータの回転動力を減速して出力軸に伝達するとともにその減速比が変更可能に構成された動力伝達部と、前記動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータとを備えた電動工具であって、
前記出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部と、前記検出した負荷トルクが閾値を超えると前記動力伝達部の減速比を大きくすべく前記変速用アクチュエータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記動力伝達部に対して変速比を大きくする制御を行ってから所定時間を経過するまでは前記モータの出力を制限することを特徴とする電動工具。
A motor for tightening a bolt by the rotational power of the output shaft; a power transmission portion configured to decelerate the rotational power of the motor and transmit it to the output shaft and change its reduction ratio; and the deceleration of the power transmission portion A power tool including a speed change actuator for changing a ratio ,
A torque detector for detecting a load torque applied to the output shaft, e Bei and a control unit load torque the detection to control the larger the shift actuator so as to the reduction ratio of the power transmission unit exceeds a threshold value,
The electric power tool is characterized in that the control unit limits the output of the motor until a predetermined time elapses after the power transmission unit is controlled to increase a gear ratio.
請求項1に記載の電動工具において、
前記制御部は、前記モータの出力制限を時間経過に応じて緩和させることを特徴とする電動工具。
The power tool according to claim 1,
The said control part eases the output restriction | limiting of the said motor according to progress of time, The electric tool characterized by the above-mentioned.
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