CN116157236A - 冲击工具、冲击工具的控制方法和程序 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种冲击工具，其能够根据作业状况自主地控制输出轴的转动速度。冲击工具(1)包括马达(3)、冲击机构、输出轴、控制单元(7)和角度超前测量部(9A)。冲击机构包括锤子和砧座。砧座在从锤子接收到冲击力时转动。角度超前测量部(9A)测量砧座的转动相对于锤子的转动的角度超前。控制单元(7)根据角度超前测量部(9A)所测量到的角度超前，将用于控制输出轴的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

Description

冲击工具、冲击工具的控制方法和程序

技术领域

本发明通常涉及冲击工具、冲击工具的控制方法和程序。更特别地，本发明涉及如下的冲击工具、这种冲击工具的控制方法和程序，该冲击工具包括在从锤子接收到冲击力时转动的砧座。

背景技术

专利文献1公开了一种冲击旋转工具(冲击工具)，其包括马达、锤子、输出轴、冲击检测器和设置输入单元。锤子由马达转动。从锤子向输出轴施加冲击，使得将转动力施加到输出轴。冲击检测器在发现供在冲击检测中使用的冲击判定值大于阈值时检测到由锤子施加的冲击。根据通过设置输入单元输入的设置转矩来切换马达的输出和供在冲击检测器中使用的检测阈值。

有时需要使用专利文献1的冲击工具的作业人员根据作业状况来操作冲击工具以按适当的转动速度转动输出轴。也就是说，作业人员需要具有进行这种精细操作的技能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-083045

发明内容

有鉴于上述背景，因此本发明的目的是提供一种冲击工具、冲击工具的控制方法和程序，其全部都被配置或设计为根据作业状况来自主地控制输出轴的转动速度。

根据本发明的一方面的冲击工具包括马达、冲击机构、输出轴、控制单元和角度超前测量部。所述冲击机构包括锤子和砧座。所述锤子利用从所述马达供给的动力转动。所述砧座在从锤子接收到冲击力时转动。所述输出轴连同所述砧座一起转动。所述控制单元控制所述输出轴的转动速度。所述角度超前测量部测量所述砧座的转动相对于所述锤子的转动的角度超前。所述冲击机构在满足与施加到所述输出轴的转矩的大小有关的转矩条件的情况下，进行冲击操作。所述冲击操作是用于将所述冲击力从所述锤子施加到所述砧座的操作。所述控制单元根据所述角度超前测量部所测量到的角度超前，将用于控制所述输出轴的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

根据本发明的另一方面的控制冲击工具的控制方法是一种冲击工具的控制方法，所述冲击工具包括马达、冲击机构和输出轴。所述冲击机构包括锤子和砧座。所述锤子利用从所述马达供给的动力转动。所述砧座在从锤子接收到冲击力时转动。所述输出轴连同所述砧座一起转动。所述控制方法包括控制步骤和角度超前测量步骤。所述控制步骤用于控制所述输出轴的转动速度。所述角度超前测量步骤用于测量所述砧座的转动相对于所述锤子的转动的角度超前。所述冲击机构在满足与施加到所述输出轴的转矩的大小有关的转矩条件的情况下，进行冲击操作。所述冲击操作是用于将所述冲击力从所述锤子施加到所述砧座的操作。所述控制步骤用于根据所述角度超前测量步骤中所测量到的角度超前，将用于控制所述输出轴的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

根据本发明的又一方面的程序被设计为使一个或多于一个处理器进行上述的控制方法。

附图说明

图1是根据典型实施例的冲击工具的控制框图；

图2是该冲击工具的立体图；

图3是该冲击工具的侧截面图；

图4是该冲击工具的主要部分的立体图；

图5是要由该冲击工具紧固的螺钉的截面图；

图6例示该冲击工具的控制单元如何进行矢量控制；

图7是示出该冲击工具的示例性操作的曲线图；

图8的A和图8的B例示该冲击工具的锤子和砧座如何操作；

图9的A至图9的F是各自示出该冲击工具所测量到的角度超前的曲线图；

图10是示出用于控制该冲击工具的方法的流程图；以及

图11是示出该冲击工具的示例性操作的曲线图。

具体实施方式

(实施例)

现在将参考附图来说明冲击工具1的实施例。注意，以下要说明的实施例仅是本发明的各种实施例中的典型实施例，并且不应被解释为限制性的。相反，可以在未背离本发明的范围的情况下，根据设计选择或任何其他因素以各种方式容易地修改这些典型实施例。此外，在以下对实施例的说明中要参考的图是示意图。也就是说，在这些图上示出的各个构成元件的尺寸(包括厚度)的比并不总是反映这些构成元件的实际尺寸比。

(1)概述

(1-1)基本结构

如图1至图4所示，根据典型实施例的冲击工具1包括马达3、冲击机构40、输出轴61和控制单元7。冲击机构40包括锤子42和砧座45。锤子42利用从马达3供给的动力转动。砧座45在从锤子42接收到冲击力时转动。输出轴61连同砧座45一起转动。在满足与施加到输出轴61的转矩的大小有关的转矩条件时，冲击机构40进行冲击操作。冲击操作是从锤子42向砧座45施加冲击力的操作。

冲击工具1不仅具有该配置，而且还具有至少包含以下要说明的第一特征、第二特征和第三特征中的第一特征的配置。更具体地，冲击工具1具有包含以下要说明的所有第一特征、第二特征和第三特征的配置。

(1-2)第一特征

控制单元7控制输出轴61的转动速度。冲击工具1还包括角度超前测量部9A(参考图1)。角度超前测量部9A测量砧座45的转动相对于锤子42的转动的角度超前。控制单元7根据角度超前测量部9A所测量到的角度超前，将用于控制输出轴61的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

具有该第一特征的配置使得冲击工具1能够根据作业状况自主地控制输出轴61的转动速度。例如，在使用冲击工具1紧固螺钉时角度超前小的状态与螺钉已被冲击工具1相当紧地紧固的状态相对应。在这种情况下，控制单元7的控制模式是多个控制模式中的(后面要说明的)第二控制模式。在第二控制模式中，控制单元7通过根据条件降低输出轴61的转动速度(或使输出轴61的转动停止)以防止通过紧固将过大负载施加到输出轴61，来减少负载增加。这使得能够使使用冲击工具1的作业稳定。

(1-3)第二特征

控制单元7控制输出轴61的转动速度。冲击工具1还包括推力检测器9B(参考图1)。推力检测器9B检测施加到输出轴61的推力F1。如本文所使用的，“推力F1”是指在针对输出轴61定义的推力方向上施加的力。在满足与推力检测器9B所检测到的推力F1有关的推力条件时，控制单元7进行限制处理。限制处理包括降低输出轴61的转动速度和使输出轴61的转动停止中的至少一个。

具有该第二特征的配置使得冲击工具1能够根据作业状况自主地控制输出轴61的转动速度。例如，如果推力F1变得过大，则冲击工具1通过进行限制处理来降低输出轴61的转动速度(或使输出轴61的转动停止)，由此减少推力F1的增加。这使得能够使使用冲击工具1的作业稳定。

(1-4)第三特征

控制单元7在满足第一预定条件时进行脱出减少控制，并且在满足第二预定条件时还进行稳定化控制。如本文所使用的，“脱出减少控制”是指用于减少引起脱出的可能性的控制，该脱出是联接到输出轴61的前端工具62与作为前端工具62的作业对象的螺钉63在马达3正在运行时无意中彼此脱离的现象。另一方面，如本文所使用的稳定化控制是指用于减少锤子42的不稳定行为的控制。

具有该第三特征的配置使得冲击工具1能够根据作业状况进行自主控制。例如，在作为作业对象的螺钉63是木螺钉并因此担心发生脱出现象的情况下，冲击工具1可以进行脱出减少控制。另一方面，在作为作业对象的螺钉63是已相对紧地紧固的螺栓或六凸角螺钉、并因此担心锤子42可能具有不稳定行为的情况下，冲击工具1可以进行稳定化控制。这使得能够使使用冲击工具1的作业稳定。

(2)构造

接着，将详细说明根据本实施例的冲击工具1。首先，将说明冲击工具1的构造。

在以下的说明中，(后面要说明的)驱动轴41和输出轴61并排布置的方向将被定义为“前后方向”，输出轴61被视为位于驱动轴41前方，并且驱动轴41被视为位于输出轴61后方。此外，在以下的说明中，(后面要说明的)筒部21和握持部22以一个在另一个之上的方式布置的方向将被定义为“上下方向”，筒部21被视为位于握持部22上方，并且握持部22被视为位于筒部21下方。注意，这些定义仅是示例，并且不应被解释为指定应使用冲击工具1的方向。

根据本实施例的冲击工具1是便携式电动工具。如图2和图3所示，冲击工具1包括外壳2、马达3、传递机构4、输出轴61、操作构件23和控制单元7。

外壳2容纳马达3、传递机构4、控制单元7、以及输出轴61的一部分。外壳2包括筒部21和握持部22。筒部21具有圆筒形状。握持部22从筒部21突出。更具体地，握持部22从筒部21的侧面突出。

操作构件23从握持部22突出。操作构件23接受用于控制马达3的转动的操作命令。注意，如本文所使用的“马达3的转动”是指马达3的旋转轴311的转动。可以通过拉动操作构件23来切换马达3的接通/断开(ON/OFF)状态。另外，马达3的转动速度可通过指示操作构件23被拉动的深度的操纵变量来调整。具体地，操作变量越大，马达3的转动速度变得越高。控制单元7开始或停止转动马达3，并根据指示操作构件23被拉动的深度的操纵变量来控制马达3的转动速度。

前端工具62联接到输出轴61。更具体地，前端工具62可附接到输出轴61且可从输出轴61移除。输出轴61在接收来自马达3的转动力时连同前端工具62一起转动。通过操作操作构件23来控制马达3的转动速度也使得能够控制前端工具62的转动速度。

在本实施例中，前端工具62不是冲击工具1的构成元件。然而，这仅是示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，冲击工具1可以包括前端工具62作为其构成元件。

前端工具62例如可以是螺丝刀钻头。更具体地，根据本实施例的前端工具62是前端部620以+(加号)形状形成的加号螺丝刀钻头。前端工具62嵌合到作为作业对象的螺钉63(诸如螺栓或“vis”螺钉等)中。转动嵌合到螺钉63中的前端工具62使得能够进行拧紧或松开螺钉63的作业。

螺钉63包括头部64和螺纹部65。头部64具有盘状形状。螺纹部65从头部64突出。头部64具有加号(+)螺钉孔640(参考图5)。如本文所使用的，表述“前端工具62和螺钉63彼此嵌合”是指前端工具62的前端部620的至少一部分插入到螺钉63的螺钉孔640中的状态。另一方面，前端工具62和螺钉63彼此脱离的现象(即，脱出现象)在本文中是指在马达3正在运行(即，转动)时、在前端工具62和螺钉63彼此嵌合的状态下前端工具62的前端部620脱离螺钉孔640。

可充电电池组可移除地附接到冲击工具1。冲击工具1由电池组作为电源供电。也就是说，电池组是供给用于驱动马达3的电流的电源。在本实施例中，电池组不是冲击工具1的构成元件。然后，这仅是示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，冲击工具1可以包括电池组作为其构成元件。电池组包括通过串联连接多个二次电池(诸如锂离子电池等)所形成的组装电池和容纳该组装电池的壳体。

马达3例如可以是无刷马达。特别地，根据本实施例的马达3是同步马达。更具体地，马达3可以是永磁同步马达(PMSM)。马达3包括：具有旋转轴311和永磁体312的转子31；以及具有线圈321的定子32。通过永磁体312和线圈321之间的电磁相互作用使得转子31相对于定子32转动。

此外，马达3是伺服马达。马达3的转矩和转动速度在控制单元7(其是伺服驱动器)的控制下变化。更具体地，控制单元7通过用于使马达3的转矩和转动速度更接近目标值的反馈控制来控制马达3的操作。例如，控制单元7可以进行矢量控制。矢量控制是如下的一种马达控制方法：将供给到马达3的电流分解成生成转矩(转动力)的电流分量和生成磁通的电流分量，并且彼此独立地控制这些电流分量。

传递机构4包括冲击机构40。根据本实施例的冲击工具1是用于在使用冲击机构40进行冲击操作的同时紧固螺钉的电动冲击螺丝刀。冲击机构40在进行冲击操作期间，基于从马达3供给的动力来生成冲击力并将该冲击力施加到前端工具62。

传递机构4不仅包括冲击机构40而且还包括行星齿轮机构48。冲击机构40包括驱动轴41、锤子42、复位弹簧43、砧座45和两个钢球49。马达3的旋转轴311的转动力经由行星齿轮机构48传递到驱动轴41。传递机构4将马达3的转矩经由驱动轴41传递到输出轴61。驱动轴41插入在马达3和输出轴61之间。

控制单元7可以通过改变马达3的转动速度和行星齿轮机构48的齿速比中的至少一个来改变输出轴61的转动速度。例如，控制单元7可以通过改变供给到马达3的电力来改变马达3的转动速度。另外，例如，控制单元7还可以通过驱动致动器并由此使行星齿轮机构48的齿轮其中之一滑动来改变齿轮。在齿轮改变时，行星齿轮机构48的齿速比改变。在本实施例中，控制单元7在不控制行星齿轮机构48的齿速比的情况下进行改变马达3的转动速度的控制。

锤子42相对于砧座45移动并且在从马达3接收到动力时对砧座45施加冲击力。如图3和图4所示，锤子42包括锤子本体420和两个突起425。两个突起425从锤子本体420的面向输出轴61的面突出。锤子本体420具有供驱动轴41穿过的通孔421。

锤子本体420在通孔421的内周面具有两个槽部423。驱动轴41在其外周面具有两个槽部413。两个槽部413彼此连接。两个钢球49夹持在两个槽部423和两个槽部413之间。两个槽部423、两个槽部413和两个钢球49一起形成凸轮机构。凸轮机构在两个钢球49正在滚动时，使得锤子42能够相对于驱动轴41沿着驱动轴41的轴移动并且相对于驱动轴41转动。在锤子42沿着驱动轴41的轴朝向或远离输出轴61移动时，锤子42相对于驱动轴41转动。

砧座45是与输出轴61一体地形成的。砧座45连同输出轴61一起转动。砧座45包括砧座本体450和两个爪部455。砧座本体450具有环形形状。两个爪部455沿着砧座本体450的半径从砧座本体450突出。砧座45沿着驱动轴41的轴面向锤子本体420。

另外，在冲击机构40未正在进行冲击操作的情况下，锤子42和砧座45连同在驱动轴41转动的方向上与砧座45的两个爪部455保持接触的锤子42的两个突起425一起转动。因此，此时，驱动轴41、锤子42、砧座45和输出轴61彼此一起转动。

复位弹簧43插入在锤子42和行星齿轮机构48之间。根据本实施例的复位弹簧43是圆锥形螺旋弹簧。冲击机构40还包括插入在锤子42和复位弹簧43之间的多个(例如，在图3所示的示例中为两个)钢球50和环51。这使得锤子42能够相对于复位弹簧43转动。锤子42从复位弹簧43接收沿着驱动轴41的轴朝向输出轴61施加的偏置力。

在以下的说明中，锤子42沿着驱动轴41的轴朝向输出轴61的移动在下文将被称为“锤子42的前进”。此外，在以下的说明中，锤子42沿着驱动轴41的轴远离输出轴61的移动在下文将被称为“锤子42的后退”。此外，在以下的说明中，锤子42在其可移动范围内向离砧座45最远的位置的移动在下文中将被称为“最大后退”。在本实施例中，通过稳定化控制所要减少的锤子42的不稳定行为是锤子42离开砧座45预定距离或更远的行为(即，后退行为)。更具体地，通过稳定化控制所要减少的锤子42的不稳定行为是作为一种后退行为的最大后退。例如，在施加到输出轴61的负载的大小急剧增加时，可能发生最大后退。

在满足与施加到输出轴61的转矩的大小有关的转矩条件(以下称为“负载转矩”)时，冲击机构40开始进行冲击操作。如本文所使用的，“冲击操作”是指从锤子42向砧座45施加冲击力的操作。在本实施例中，转矩条件是负载转矩等于或大于预定值。具体地，随着负载转矩的增加，具有使锤子42后退的方向的力分量的比例相对于在锤子42和砧座45之间产生的力增加。当负载转矩增加到预定值或更大时，锤子42在压缩复位弹簧43的同时后退。另外，随着锤子42后退，在锤子42的两个突起425正在越过砧座45的两个爪部455的同时锤子42转动。之后，锤子42在接收到来自复位弹簧43的恢复力时前进。然后，当驱动轴41转了约半圈时，锤子42的两个突起425碰撞砧座45的两个爪部455的各个侧表面4550。在该冲击机构40中，每次驱动轴41转约半圈时，锤子42的两个突起425碰撞砧座45的两个爪部455。也就是说，每次驱动轴41转约半圈时，锤子42对砧座45施加冲击力(转动冲击力)。

如可以看出，在该冲击机构40中，锤子42和砧座45之间的碰撞重复地发生。由这些碰撞引起的转矩使得与在锤子42和砧座45之间未发生碰撞的情形相比能够更紧地紧固螺钉63。

如上所述，在冲击工具1中，有时会发生“脱出”现象。将说明引起脱出现象的第一示例性机制。例如，在冲击机构40正在进行冲击操作时马达3的转动速度不稳定的情况下，锤子42可以前进以到达其可移动范围的前端，由此有时导致从前端工具62向螺钉63施加的推力瞬时增加。之后，螺钉63朝向前端工具62的反作用可能使前端工具62脱离螺钉63而引起脱出现象。也就是说，前端工具62从螺钉63的反冲可能迫使前端工具62从螺钉63脱出而引起脱出现象。

接着，将说明对冲击工具1引起脱出现象的第二示例性机制。螺钉63的螺钉孔640(参考图5)具有锥形面641。当在与螺钉63的轴相交的方向上从前端工具62向锥形面641施加力时，前端工具62可能沿着锥形面641从螺钉孔640脱出(即，可能发生脱出现象)。例如，如果前端工具62相对于螺钉63倾斜地定向，则在与螺钉63的轴相交的方向上的力分量相对于从前端工具62施加到锥形面641的力变得相对较大，由此增加了通过该第二示例性机制引起脱出现象的可能性。

此外，马达3的转动速度越高，从前端工具62施加到锥形面641的力越有可能增加，由此增加了通过该第二示例性机制引起脱出现象的可能性。此外，如果作业人员正在沿着螺钉63的轴用足够的推力将前端工具62压靠在螺钉63上，则通过第一示例性机制或第二示例性机制引起脱出现象的可能性很小。然而，如果该推力不足，则有时可能发生脱出现象。

如图3所示，冲击工具1还包括保持基座11、外壳部件12、驱动电路81、风扇14、盖15、轴承16和另一轴承17。这些构件全部容纳在外壳2中。

保持基座11具有有底圆筒状的形状。保持基座11将行星齿轮机构48保持在内侧。也就是说，保持基座11可转动地保持行星齿轮机构48的齿轮。另外，保持基座11还保持轴承17。由保持基座11保持的轴承17和由盖15保持的轴承16可转动地保持马达3的旋转轴311。也就是说，保持基座11经由轴承17可转动地保持旋转轴311。马达3的旋转轴311插入穿过保持基座11的底面设置的通孔中并且联接到行星齿轮机构48。

外壳构件12具有圆筒状形状。外壳构件12的直径随着到其前端的距离的减小而减小。外壳构件12将传递机构4容纳在自身中。保持基座11被布置成封闭外壳构件12的一端(即，在这种情况下为后端)处的开口。

驱动电路81配置在马达3的后方。驱动电路81包括基板810和多个功率元件，这多个功率元件例如可以是场效应晶体管(FET)。

控制单元7经由驱动电路81控制马达3。也就是说，控制单元7通过接通和断开多个FET来控制要经由驱动电路81的多个FET供给到马达3的电力。

风扇14联接到马达3的旋转轴311。风扇14配置在马达3和保持基座11之间。风扇14产生向前流动的空气。这使得风扇14能够使外壳2的内部空间冷却。

盖15配置在驱动电路81的后方。盖15覆盖驱动电路81。

(3)控制单元

控制单元7包括包含一个或多于一个处理器以及存储器的计算机系统。通过使计算机系统的一个或多于一个处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行控制单元7的至少一部分功能。该程序可以存储在存储器中。该程序也可以经由诸如因特网等的远程电信线路下载，或者在存储在诸如存储卡等的非暂时性存储介质中之后进行分发。

如图1所示，控制单元7包括命令值生成器71、速度控制器72、电流控制器73、第一坐标变换器74、第二坐标变换器75、磁通控制器76、估计器77和冲击检测器78。注意，这些构成元件不一定具有实质配置，而是仅表示要由控制单元7进行的各个功能。因此，控制单元7的这些构成元件能够自由地使用在控制单元7中生成的各个值。

另外，冲击工具1还包括驱动电路81、电流测量单元82、电压测量单元83和马达转动测量单元84。

控制单元7控制马达3的操作。更具体地，控制单元7是连同向马达3供给电流的驱动电路81一起使用的，并且进行反馈控制以控制马达3的操作。控制单元7进行用于彼此独立地控制要供给至马达3的励磁电流(d轴电流)和转矩电流(q轴电流)的矢量控制。

电流测量单元82包括多个(例如，在图1中为两个)电流传感器CT1、CT2以及第二坐标变换器75。也就是说，第二坐标变换器75不仅用作电流测量单元82的构成元件，而且还用作控制单元7的构成元件。电流测量单元82测量要供给至马达3的励磁电流(d轴电流的电流测量值id1)和转矩电流(q轴电流的电流测量值iq1)。也就是说，电流测量值id1、iq1是通过由第二坐标变换器75对两个电流传感器CT1、CT2所测量到的两相电流进行变换所获得的。

多个电流传感器CT1、CT2各自例如包括霍尔元件或分流电阻器元件。多个电流传感器CT1、CT2测量从电池组经由驱动电路81供给至马达3的电流。在本实施例中，将三相电流(即，U相电流、V相电流和W相电流)供给至马达3。多个电流传感器CT1、CT2测量至少两相的电流。在图1中，电流传感器CT1测量U相电流以输出电流测量值i_u1，并且电流传感器CT2测量V相电流以输出电流测量值i_v1。

马达转动测量单元84例如包括旋转传感器。旋转传感器例如可以是用于使用霍尔元件检测转动角度的磁性旋转传感器或者用于使用光检测转动角度的光电旋转传感器。旋转传感器检测马达3(的转子31)的转动角θ1。

第二坐标变换器75基于马达3的由马达转动测量单元84测量的转动角θ1，对由多个电流传感器CT1、CT2测量的电流测量值i_u1、i_v1进行坐标变换，由此计算电流测量值id1、iq1。也就是说，第二坐标变换器75基于U相和V相中的电流测量值i_u1、i_v1来计算W相电流，并且将三相(即，U相、V相和W相)中的电流测量值变换为与磁场分量(d轴电流)相对应的电流测量值id1和与转矩分量(q轴电流)相对应的电流测量值iq1。

电压测量单元83测量施加到马达3的电压。例如，电压测量单元83测量施加在马达3的U相绕组和V相绕组之间的电压。尽管在图1中提供了仅一个电压测量单元83，但可以替代地提供多个电压测量单元83。单个或多个电压测量单元83可以测量从由以下组成的组中所选择的至少一个电压：施加在U相绕组和V相绕组之间的电压；施加在V相绕组和W相绕组之间的电压；以及施加在W相绕组和U相绕组之间的电压。

估计器77对马达3的由马达转动测量单元84测量的转动角θ1进行时间微分，以计算马达3的角速度ω1(即，转子31的角速度)。

命令值生成器71生成马达3的角速度的命令值cω1。例如，命令值生成器71从操作构件23接收到表示指示操作构件23被拉动的深度的操作变量的命令值cω0。命令值生成器71生成与命令值cω0相对应的命令值cω1。也就是说，随着操纵变量的增加，命令值生成器71相应地增大角速度的命令值cω1。

命令值生成器71包括判定部710。判定部710从冲击检测器78、角度超前测量部9A和推力检测器9B获取信息，并且基于这些信息来做出预定判定。命令值生成器71基于从操作构件23获取到的命令值cω0和由判定部710做出的判定来生成命令值cω1。后面将在“(6)示例性操作”部分中说明由判定部710做出的判定的内容。

速度控制器72基于命令值生成器71所生成的命令值cω1和估计器77所计算出的角速度ω1之间的差来生成命令值ciq1。命令值ciq1是指定马达3的转矩电流(q轴电流)的大小的命令值。也就是说，控制单元7控制马达3的操作，以使要供给至马达3的线圈321的转矩电流(q轴电流)更接近命令值ciq1(目标值)。速度控制器72确定命令值ciq1以使命令值cω1和角速度ω1之间的差小于预定值。

磁通控制器76基于估计器77所计算出的角速度ω1以及电流测量值iq1(q轴电流)来生成命令值cid1。命令值cid1是指定马达3的励磁电流(d轴电流)的大小的命令值。也就是说，控制单元7控制马达3的操作，以使供给至马达3的线圈321的励磁电流(d轴电流)更接近命令值cid1(目标值)。

磁通控制器76所生成的命令值cid1例如可以是将励磁电流的大小设置为零的命令值。在本实施例中，磁通控制器76始终生成将励磁电流的大小设置为零的命令值cid1。可替代地，磁通控制器76也可以根据需要生成将励磁电流的大小设置为大于或小于零的值的命令值cid1。当励磁电流的命令值cid1变得小于零时，负的励磁电流(即弱磁电流)流经马达3，由此使弱磁削弱用于驱动转子31的磁通。

电流控制器73基于磁通控制器76所生成的命令值cid1和第二坐标变换器75所计算出的电流测量值id1之间的差来生成命令值cvd1。命令值cvd1是指定马达3的励磁电压(d轴电压)的大小的命令值。电流控制器73确定命令值cvd1以减小命令值cid1和电流测量值id1之间的差。电流控制器73确定命令值cvd1以使命令值cid1和电流测量值id1之间的差小于预定值。

另外，电流控制器73还基于速度控制器72所生成的命令值ciq1和第二坐标变换部75所计算出的电流测量值iq1之间的差来生成命令值cvq1。命令值cvq1是指定马达3的转矩电压(q轴电压)的大小的命令值。电流控制器73生成命令值cvq1以减小命令值ciq1和电流测量值iq1之间的差。电流控制器73生成命令值cvq1以使命令值ciq1和电流测量值iq1之间的差小于预定值。

第一坐标变换器74基于马达3的由马达转动测量单元84所测量到的转动角θ1对命令值cvd1、cvq1进行坐标变换，以计算命令值cv_u1、cv_v1、cv_w1。具体地，第一坐标变换器74将针对磁场分量(d轴电压)的命令值cvd1和针对转矩分量(q轴电压)的命令值cvq1变换为与三相电压相对应的命令值cv_u1、cv_v1、cv_w1。具体地，命令值cv_u1对应于U相电压，命令值cv_v1对应于V相电压，并且命令值cv_w1对应于W相电压。

驱动电路81将与命令值cv_u1、cv_v1、cv_w1分别相对应的三相电压供给至马达3。驱动电路81通过进行脉宽调制(PWM)控制来控制要供给至马达3的电力。

马达3是利用从驱动电路81供给的电力(三相电压)驱动的，由此生成转动驱动力。

结果，控制单元7控制励磁电流，使得流经马达3的线圈321的励磁电流(d轴电流)具有与由磁通控制器76生成的命令值cid1相对应的大小。另外，控制单元7还控制马达3的角速度，使得马达3的角速度变成与由命令值生成器71生成的命令值cω1相对应的角速度。

冲击检测器78在发现电流测量值id1等于或小于预定值Th5(参考图7)时，检测到冲击机构40正在进行冲击操作。然后，冲击检测器78将指示是否正在进行冲击操作的信号b1发送到命令值生成器71。

(4)矢量控制的详情

接着，将更详细地说明控制单元7所进行的矢量控制。图6示出矢量控制的分析模型。在图6中，示出作为U相、V相和W相的电枢绕组固定轴的U轴、V轴和W轴。根据矢量控制，考虑了以与马达3的转子31所配备的永磁体312所生成的磁通相同的转动速度进行转动的转动坐标系。在转动坐标系中，由永磁体312实际生成的磁通的方向由d轴定义，并且与利用控制单元7对马达3的控制相对应且与d轴相对应的坐标轴由γ轴定义。在相对于d轴超前了电角度90度的相位设置q轴。在相对于γ轴超前了电角度90度的相位设置δ轴。

dq轴已转动，并且其转动速度由ω指定。γδ轴也已转动，并且其转动速度由ω_e表示。注意，图6中的ω_e与图1所示的ω₁相对应。此外，在dq轴中，从U相电枢绕组固定轴看到的d轴角度(相位)由θ指定。同样，在γδ轴中，从U相电枢绕组固定轴看到的γ轴角度(相位)由θ_e指定。注意，图6中的θ_e与图1所示的θ1相对应。由θ和θ_e指定的角度是作为电角度的角度，并且通常被称为“转子位置”或“磁极位置”。由ω和ω_e指定的转动速度是由电角度表示的角速度。

如果θ和θ_e彼此一致，则d轴和q轴分别与γ轴和δ轴一致。基本上，控制单元7进行矢量控制，使得θ和θ_e彼此一致。因此，在d轴电流的命令值cid1为0的情况下，随着施加到马达3的负载增加或减少，控制单元7进行控制以补偿由此在θ和θ_e之间产生的差，并且因此，d轴电流的电流测量值id1具有正值或负值。具体地，紧接在施加到马达3的负载减少之后，d轴电流的电流测量值id1具有正值。在施加到马达3的负载增加的瞬间，电流测量值id1具有负值。

在冲击机构40正在进行冲击操作的时间段中，与在冲击机构40没有正在进行冲击操作的时间段中相比，施加到马达3的负载更显著地变化。因此，如图7所示，在冲击机构40正在进行冲击操作的时间段中(即，在从时间点t3起的预定时间段中)，(具有d轴电流的电流测量值id1的)励磁电流进行振荡。

(5)角度超前测量单元和推力检测器

(5-1)结构

如图1所示，冲击工具1包括角度超前测量部9A。另外，冲击工具1包括推力检测器9B。角度超前测量部9A的至少一部分构成元件也用作推力检测器9B的至少一部分构成元件。

角度超前测量部9A测量砧座45的转动相对于锤子42的转动的角度超前。推力检测器9B检测施加到输出轴61的推力F1。如本文所使用的，“推力F1”是指在与针对输出轴61所定义的推力方向对齐的方向上施加的力。更具体地，推力F1是从输出轴61施加到前端工具62的力或者从前端工具62施加到输出轴61的反作用力。

角度超前测量部9A和推力检测器9B各自包括包含一个或多于一个处理器以及存储器的计算机系统。通过使计算机系统的一个或多于一个处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行角度超前测量部9A和推力检测器9B的至少一部分功能。该程序可以存储在存储器中。该程序也可以经由诸如因特网等的远程电信线路下载，或者在存储在诸如存储卡等的非暂时性存储介质中之后进行分发。

角度超前测量部9A包括冲击间隔测量部91、锤子转动测量部92和计算部93。推力检测器9B包括冲击间隔测量部91、锤子转动测量部92和处理器94。注意，这些构成元件不一定具有实质配置，而是仅表示要由角度超前测量部9A和推力检测器9B进行的功能。

角度超前测量部9A和推力检测器9B还包括电流测量单元82。注意，在图1中，电流测量单元82被例示在角度超前测量部9A和推力检测器9B的外部。

冲击间隔测量部91测量锤子42的冲击间隔。如本文所使用的，锤子42的冲击间隔(以下简称为“冲击间隔”)是指锤子42向砧座45施加冲击力的时间间隔。锤子转动测量部92测量锤子42的转动速度。计算部93基于冲击间隔测量部91所测量到的冲击间隔和锤子转动测量部92所测量到的锤子42的转动速度来计算砧座45的转动相对于锤子42的转动的角度超前。

(5-2)冲击间隔测量部

如上所述，电流测量单元82测量流经马达3的励磁电流。冲击间隔测量部91基于电流测量单元82所测量到的励磁电流的电流测量值id1来测量冲击间隔。这使得能够准确地测量冲击间隔。

更具体地，冲击间隔测量部91测量电流测量单元82所测量到的励磁电流(电流测量值id1)变得等于或小于预定值Th5(参考图7)的时间间隔作为冲击间隔。也就是说，每次在冲击机构40正在进行冲击操作时、锤子42碰撞砧座45时，施加到马达3的负载变化。该变化本身表现为励磁电流的变化。这使得冲击间隔测量部91能够基于励磁电流来测量冲击间隔。预定值Th5是负值。

例如，励磁电流的电流测量值id1可以如图7所示变化。在时间点t3，冲击机构40开始进行冲击操作，由此使电流测量值id1进行振荡。之后，从时间点t4起，每次电流测量值id1达到其波形的谷时，电流测量值id1变为等于或小于预定值Th5。这使得冲击间隔测量部91能够测量冲击间隔。可选地，冲击间隔测量部91还可以用作冲击检测器78。

(5-3)锤子转动测量部

锤子转动测量部92从估计器77(参考图1)获取马达3的角速度ω1(即，马达3的转动速度)。锤子转动测量部92基于角速度ω1来测量锤子42的转动速度。更具体地，锤子转动测量部92通过将角速度ω1除以行星齿轮机构48的齿速比来计算锤子42的角速度(转动速度)。

可选地，锤子转动测量部92例如可以包括旋转传感器，并且可以通过对旋转传感器已检测到的锤子42的转动角度求微分来测量锤子42的转动速度。也就是说，锤子转动测量部92可以直接测量锤子42的转动速度，而不是基于马达3的转动速度间接地测量锤子42的转动速度。

(5-4)计算部

接着，将参考图8的A和图8的B来说明计算部93计算角度超前的原理。在以下的说明中，锤子42的两个突起425在下文将分别被称为“突起425A”和“突起425B”，以将两个突起425彼此区分开。另外，砧座45的两个爪部455在下文将分别被称为“爪部455A”和“爪部455B”，以将两个爪部455彼此区分开。

锤子42沿图8的A和图8的B中的顺时针方向转动。在锤子42转动时，如图8的A所示，突起425A碰撞爪部455A并且突起425B碰撞爪部455B。这使得砧座45在与锤子42相同的方向上转动。

在各突起425碰撞了爪部455其中之一之后，锤子42后退以使突起425A、425B分别越过爪部455A、455B。之后，锤子42转动至少180度。然后，如图8的B所示，突起425A碰撞爪部455B并且突起425B碰撞爪部455A。如下的间隔与冲击间隔相对应，该间隔为锤子42的两个突起425在图8的A所示的位置处碰撞了砧座45的两个爪部455的时间点与突起425和爪部455在图8的B所示的位置处彼此碰撞的时间点之间的间隔。

在这种情况下，砧座45的转动的角度超前由砧座45的转动角度α1表示。转动角度α1是在突起425碰撞了爪部455一次的时间点与突起425下次碰撞爪部455的时间点之间的间隔中的砧座45的转动角度。在图8的B中，在图8的A所示的时间点处的两个突起425和两个爪部455的位置由双点链线虚幻地指示。如图8的B所示，在突起425A碰撞了爪部455A碰撞的时间点和突起425A碰撞爪部455B碰撞的时间点之间的间隔中(即，在冲击间隔中)，砧座45转动了转动角度α1。也就是说，在突起425B碰撞了爪部455B的时间点和突起425B碰撞爪部455A的时间点之间的间隔中，砧座45转动了转动角度α1。

计算部93通过下式(1)计算转动角度α1(角度超前)：

α1＝Δt×β1–γ1 (1)

其中：转动角度α1的单位是度，Δt是冲击间隔测量部91所测量到的冲击间隔(以秒为单位)，β1是锤子42的转动速度(以度/秒为单位)，并且γ1是通过角度(以度为单位)表示在锤子42的转动方向上在一个突起425和与该突起425相邻的另一突起425之间的间隔的数字。如果如本实施例中那样、多个突起425每隔一定间隔布置，则γ1＝360/(突起425的数量)。也就是说，在本实施例中，γ1＝180。

如图8的B所示，锤子42在冲击间隔中转动Δt×β1度。突起425按γ1度的间隔布置。因此，如果砧座45是固定的，则将满足Δt×β1＝γ1。然而，实际上，砧座45在冲击间隔中转动了转动角度α1[度]，因此满足Δt×β1＝γ1+α1。也就是说，满足由式(1)表示的关系。

角度超前(转动角度α1)和利用冲击工具1的紧固的紧度之间存在相关性。如本文所使用的，“紧固的紧度”是涵盖螺钉63被拧紧的紧度和螺钉63被松开的紧度这两者的概念。换句话说，“紧固的紧度”是拧紧或松开螺钉63所需的转矩的大小。提供了各种类型的螺钉63，并且测量在紧固这些螺钉63中的各螺钉时的角度超前(转动角度α1)。在图9的A至图9的F中示出结果。

在图9的A至图9的F中，纵坐标指示转动角度α1并且横轴指示时间。所使用的螺钉63的类型在图9的A至图9的D中是木螺钉并且在图9的E和图9的F中是六角螺栓。螺钉63的尺寸如下。具体地，在图9的B中，螺杆63具有5.2mm的直径和120mm的长度。在图9的C中，螺钉63具有4.5mm的直径和90mm的长度。在图9的D中，螺杆63具有4.2mm的直径和75mm的长度。此外，图9的E中的螺钉63的尺寸符合用于六角螺栓的JIS标准M16。图9的F中的螺钉63的尺寸符合用于六角螺栓的JIS标准M10。

螺钉63被拧入诸如一块木头或金属板等的待紧固对象中。在刚刚开始测量转动角度α1时，螺钉63尚未牢固地固定到待紧固对象上，因此妨碍正被锤子42撞击的砧座45的转动的阻力相对较低。结果，转动角度α1具有相对较大的值。然而，随着时间的推移，螺钉63越来越牢固地固定到待紧固对象上，由此导致阻力增加并且转动角度α1相应地减小。

在图9的A至图9的F中，标绘了转动角度α1的时间段与自冲击机构40开始进行冲击操作起直到冲击机构40结束冲击操作为止所花费的时间(以下称为“冲击时间段”)相对应。此外，在这些附图各自中，大致在整个冲击时间段内，转动角度α1在等于或大于预定值的范围内变化。具体地，转动角度α1在图9的A中在等于或大于约20度的范围内变化，在图9的B中在等于或大于约25度的范围内变化，在图9的C中在等于或大于约30度的范围内变化，在图9的D中在等于或大于约35度的范围内变化，并且在图9的E和图9的F中在等于或大于约0度的范围内变化。

通常，螺栓比木螺钉紧固得更紧。此外，螺钉63的直径越大，将螺钉63紧固得越紧。此外，螺钉63的长度越长，将螺钉63紧固得越紧。从图9的A至图9的F可以看出，将给定螺钉63紧固得越紧，其角度超前(转动角度α1)趋于越小。

有鉴于该趋势，命令值生成器71的判定部710被配置为判定为角度超前(转动角度α1)越小，应将给定螺钉63紧固得越紧。更具体地，判定部710根据转动角度α1的大小将紧固的紧度分类为多个(例如，在该示例中为两个)级别。具体地，在发现转动角度α1大于第一阈值Th1(参考图10)时，判定部710判定为紧固的紧度应相对较低。另一方面，在发现转动角度α1等于或小于第一阈值Th1时，判定部710判定为紧固的紧度应相对较高。第一阈值Th1例如可以是15度。

根据本实施例的冲击工具1测量角度超前并且基于如此测量到的角度超前来控制马达3。与在通过测量螺钉63和待紧固对象的紧度来确定紧固的紧度并且基于紧固的紧度来控制马达3的情况下相比，这使得能够更容易地进行测量。另外，角度超前与紧固的紧度密切相关，由此使得能够明显更准确地控制马达3。例如，参考角度超前，这可以使得能够在将螺钉63、预留孔和螺钉孔640的各个形状的影响作为将影响紧固的紧度的因素进行考虑的情况下控制马达3。

(5-5)处理器

推力检测器9B的处理器94基于锤子转动测量部92所测量到的锤子42的转动速度(角速度)来确定推力F1。如本文所使用的，推力F1是指施加到输出轴61的力，更具体地为在与针对输出轴61所定义的推力方向(前后方向)对齐的方向上施加的力。

处理器94通过计算来确定推力F1。推力F1由下式(2)给出：

F1＝Fth+Ffloat (2)

其中：Fth是从锤子42施加到砧座45的冲击力中的在推进方向上施加的力分量，并且Ffloat是在推进方向上施加并且由前端工具62的扭转转矩引起的负载。

Fth和Ffloat分别由以下的式(3)和式(4)表示：

Fth＝Aω_ds (3)

其中：ω_ds是由锤子转动测量部92测量到的锤子42的角速度，并且

是在推进方向与前端工具62的外表面之间形成的角度(参考图5)。

“A”是基于有助于由冲击机构40生成的冲击转矩的第一参数所计算出的系数。第一参数的示例包括取决于冲击机构40的部件形状的参数(诸如锤子42的惯性矩和复位弹簧43的弹簧常数等)以及由锤子42相对于砧座45所定义的冲击角度。系数“A”例如可以通过使用实际冲击工具1的实验来获得。

“B”也是基于有助于由冲击机构40生成的冲击转矩的第二参数所计算出的系数。第二参数的示例包括取决于冲击机构40的部件形状的参数，诸如锤子42的惯性矩、复位弹簧43的弹簧常数、输出轴61的惯性矩和输出轴61的外径等。系数“B”例如可以通过计算来获得。

注意，这些式(3)和式(4)是近似表达式。此外，式(2)、式(3)和式(4)仅是用于确定推力F1的示例性式。可替代地，推力F1也可以通过任何其他式来确定。还可替代地，推力F1也可以基于冲击间隔测量部91所测量到的冲击间隔来确定。

(6)示例性操作

(6-1)操作流程

控制单元7在将控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式时控制马达3。多个模式的示例包括第一控制模式、第二控制模式和正常模式。在正常模式下，控制单元7根据已对操作构件23(参考图2)进行的操作来控制马达3。在第一控制模式中，控制单元7不仅基于对操作构件23进行的操作的细节而且还基于推力检测器9B所检测到的推力F1来控制马达3。在第二控制模式中，控制单元7不仅基于对操作构件23进行的操作的细节而且还基于励磁电流的电流测量值id1来控制马达3。

图10示出根据本实施例的冲击工具1的示例性操作流程。首先，冲击检测器78试图检测可能由冲击机构40正在进行的冲击操作(步骤ST1)。如果冲击检测器78没有检测到冲击操作(即，除非冲击机构40正在进行任何冲击操作)，则对步骤ST1中的询问的回答为“否”，并且控制单元7在正常模式中控制马达3(步骤ST2)。之后，控制单元7返回到判定步骤ST1。

另一方面，如果冲击检测器78检测到了任何冲击操作(即，如果冲击机构40正在进行冲击操作)，则对步骤ST1中的询问的回答为“是”。在这种情况下，命令值生成器71(参考图1)的判定部710将角度超前测量部9A所测量到的角度超前(转动角度α1)与第一阈值Th1进行比较(步骤ST3)。角度超前大于第一阈值Th1的状态与螺钉63已被相对松散地紧固(即，负载相对较轻)的状态相对应。控制单元7在发现角度超前大于第一阈值Th1时(如果在步骤ST3中回答为“是”)，将控制模式改变为第一控制模式(步骤ST4)。

在第一控制模式中，控制单元7将推力检测器9B所测量到的推力F1与第三阈值Th3进行比较(步骤ST5)。在发现推力F1大于第三阈值Th3时(如果在步骤ST5中回答为“是”)，控制单元7使马达3的转动速度降低或使其转动停止(步骤ST6)。也就是说，控制单元7的命令值生成器71使马达3的角速度的命令值cω1减小。之后，控制单元7返回到判定步骤ST1。

在第一控制模式中，如果推力F1等于或小于第三阈值Th3(如果在步骤ST5中回答为“否”)，则利用控制单元7对马达3的控制例如可以与正常模式中的控制相同。之后，控制单元7返回到判定步骤ST1。

如果在步骤ST3中角度超前变成等于或小于第一阈值Th1(如果在步骤ST3中回答为“否”)，则判定部710将角度超前测量部9A所测量到的角度超前(转动角度α1)与第二阈值Th2进行比较(步骤ST7)。角度超前等于或小于第二阈值Th2的状态与螺钉63已被相对紧地紧固(即，负载相对较重)的状态相对应。控制单元7在发现角度超前等于或小于第二阈值Th2时(如果在步骤ST7中回答为“是”)，将控制模式改变为第二控制模式(步骤ST8)。

例如，第二阈值Th2可以等于第一阈值Th1。在这种情况下，如果在步骤ST3中回答为“否”，则在跳过步骤ST7的情况下进行步骤ST8。

在第二控制模式中，控制单元7将励磁电流的电流测量值id1与第四阈值Th4进行比较(步骤ST9)。第四阈值Th4是负值。在发现电流测量值id1小于第四阈值Th4时(如果在步骤ST9中回答为“是”)，控制单元7使马达3的转动速度降低或使其转动停止(步骤ST6)。也就是说，控制单元7的命令值生成器71使马达3的角速度的命令值cω1减小。之后，控制单元7返回到判定步骤ST1。

在第二控制模式中，如果电流测量值id1等于或大于第四阈值Th4(如果在步骤ST9中回答为“否”)，则利用控制单元7对马达3的控制例如可以与正常模式中的控制相同。之后，控制单元7返回到判定步骤ST1。

如果在步骤ST7中角度超前变成大于第二阈值Th2(如果在步骤ST7中回答为“否”)，则控制单元7在正常模式中控制马达3(在步骤ST2)。之后，控制单元7返回到判定步骤ST1。

控制单元7在从冲击检测器78检测到冲击操作的时间点到马达3停止运行的时间点为止的整个间隔内，基于角度超前(转动角度α1)来改变控制模式。另一方面，控制单元7在从马达3已开始运行的时间点到冲击检测器78检测到冲击操作的时间点为止的间隔中在正常模式中控制马达3。

注意，图10所示的流程图仅示出冲击工具1的示例性操作流程。因此，图10所示的处理步骤可以适当地按不同的顺序进行。可以根据需要进行附加的处理步骤，或者可以适当地省略图10所示的处理步骤中的任何处理步骤。

(6-2)限制处理

限制处理在本文中被定义为包括以下处理中的至少一个的处理：将输出轴61的转动速度降低到比正常模式中更低的值；使输出轴61的转动停止。上述第一控制模式和第二控制模式与根据条件来进行限制处理(即，步骤ST6中的处理)的减速模式相对应。也就是说，控制单元7的多个模式包括使得输出轴61能够转动的正常模式和根据条件来进行限制处理的减速模式。

此外，在第一控制模式中，在推力F1大于第三阈值Th3的情况下，进行限制处理。第一控制模式中的这种控制与脱出减少控制相对应。脱出减少控制是用于减少引起脱出现象的可能性的控制。后面将在接下来的“(7)脱出减少控制”部分中详细说明脱出减少控制。

此外，在第二控制模式中，在励磁电流的电流测量值id1小于第四阈值Th4的情况下，进行限制处理。第二控制模式中的这种控制与稳定化控制相对应。稳定化控制是用于减少锤子42的不稳定行为(最大后退)的控制。后面将在“(8)稳定化控制”部分中详细说明稳定化控制。

下表1总结了角度超前(转动角度α1)的大小、紧固的紧度、控制单元7的控制模式和控制细节之间的对应关系：

[表1]

角度超前	紧固的紧度	控制模式	控制	控制参数
					大	低	第一控制模式	脱出减少	推力
小	高	第二控制模式	稳定化	励磁电流

(6-3)第一条件和第二条件

如上所述，控制单元7在满足第一预定条件时进行脱出减少控制，并且在满足第二预定条件时进行稳定化控制。第一条件和第二条件中的至少一个是与角度超前测量部9A所测量到的角度超前有关的条件。

更具体地，第一条件是冲击检测器78检测到冲击操作并且角度超前(转动角度α1)大于第一阈值Th1的条件。也就是说，第一条件包括角度超前大于第一阈值Th1的条件。如果满足第一条件，则控制单元7的控制模式变为第一控制模式并且进行脱出减少控制。

另一方面，第二条件是冲击检测器78检测到冲击操作、角度超前(转动角度α1)等于或小于第一阈值Th1、并且角度超前(转动角度α1)等于或小于第二阈值Th2的条件。也就是说，第二条件包括角度超前等于或小于第二阈值Th2的条件。如果满足第二条件，则控制单元7的控制模式变为第二控制模式并且进行稳定化控制。

控制单元7在从冲击检测器78检测到冲击操作的时间点到马达3停止运行的时间点为止的整个间隔中，判断是否满足第一条件以及是否满足第二条件。控制单元7在满足第一条件时进行脱出减少控制，并且在满足第二条件时进行稳定化控制。

(6-4)推力条件

此外，在满足推力条件时，控制单元7进行限制处理。如本文所使用的，推力条件是与推力检测器9B所检测到的推力F1有关的条件。在本实施例中，推力条件包括推力F1大于第三阈值Th3(推力阈值)的条件(与在图10中的步骤ST5中回答为“否”的情况相对应)。限制处理包括降低输出轴61的转动速度和使输出轴61的转动停止中的至少一个。

控制单元7判断在从冲击检测器78检测到冲击操作的时间点到马达3停止运行的时间点为止的整个间隔内是否满足推力条件。在满足推力条件时，控制单元7进行限制处理。

更具体地，在不仅满足与角度超前测量部9A所测量到的角度超前有关的角度超前条件而且满足推力条件时，控制单元7进行限制处理。角度超前条件包括角度超前(转动角度α1)大于角度超前阈值(第一阈值Th1)的条件(与在步骤ST3中回答为“是”的情况相对应)。

(7)脱出减少控制

接着，将参考图7来说明在进行脱出减少控制的情况下的示例性操作。在前述说明中，假定命令值生成器71生成马达3的角速度的命令值cω1。在以下说明中，假定命令值生成器71生成马达3的转动速度的命令值。

在时间点t1，作业人员对操作构件23进行操作以使马达3开始运行。在马达3开始运行的时间点，冲击机构40没有正在进行冲击操作。此时，马达3的转动速度的上限值被设置为第一设置值Th6。命令值生成器71将马达3的转动速度的命令值设置为等于或小于上限值的值。也就是说，在操作构件23被拉到最大深度时，马达3的转动速度的命令值变得等于上限值。在图7中，马达3的转动速度在时间点t2达到上限值(第一设置值Th6)。

控制单元7通过将马达3的转动速度控制为等于或小于马达3的转动速度的上限值的值来将输出轴61的转动速度控制为等于或小于输出轴61的转动速度的上限值的值。

在时间点t3，输出轴61的负载转矩变得等于或大于预定值Th8。然后，冲击机构40开始进行冲击操作。之后，励磁电流的电流测量值id1变为等于或小于预定值Th5。在时间点t4，冲击检测器78判定为电流测量值id1已变得等于或小于预定值Th5，由此检测到冲击机构40正在进行冲击操作。

从冲击检测器78检测到冲击操作的时间点t4起，判定部710将角度超前测量部9A所测量到的角度超前(转动角度α1)与第一阈值Th1和第二阈值Th2进行比较(图10所示的步骤ST3和ST7)。在这种情况下，假定转动角度α1大于第一阈值Th1、并且控制单元7的控制模式变为第一控制模式。也就是说，控制单元7在第一控制模式中进行脱出减少控制。

冲击检测器78一检测到冲击操作，控制单元7(命令值生成器71)就提高马达3的转动速度的上限值。因此，控制单元7(命令值生成器71)提高输出轴61的转动速度的上限值。在本实施例中，如果在冲击检测器78检测到冲击操作时控制单元7的控制模式是第一控制模式，则控制单元7提高输出轴61的转动速度的上限值。另一方面，如果控制单元7的控制模式是第二控制模式，则控制单元7维持输出轴61的转动速度的上限值。也就是说，角度超前越大，控制单元7越显著地增加输出轴61的转动速度的上限值。

在图7中，在冲击检测器78检测到冲击操作的时间点t4，马达3的转动速度的上限值提高到第二设置值Th7。第二设置值Th7大于在马达3已开始运行的时间点的第一设置值Th6。如果在马达3的转动速度的上限值已提高之后、操作构件23被拉得足够深，则如图7所示的时间点t4和t5之间的间隔那样，马达3的转动速度增加到新的上限值(第二设置值Th7)。

在第一控制模式(脱出减少控制)中，判定部710将推力检测器9B所检测到的推力F1与第三阈值Th3进行比较。更具体地，判定部710按预定时间间隔将推力F1与第三阈值Th3进行比较。在时间点t6，推力F1超过第三阈值Th3。然后，控制单元7(命令值生成器71)减小马达3的转动速度。更具体地，控制单元7(命令值生成器71)降低马达3的转动速度的上限值。然后，至少在操作构件23已被拉得足够深的情况下，马达3的转动速度减小，因此输出轴61的转动速度也减小。也就是说，降低转动速度不仅包括直接减小转动速度，而且还包括减小转动速度的上限值。

例如，每次推力F1超过第三阈值Th3时，控制单元7降低马达3的转动速度的上限值。作为另一示例，一旦推力F1超过了第三阈值Th3，控制单元7就可以逐渐减小马达3的转动速度的上限值。此外，控制单元7可以停止运行马达3，并由此停止转动输出轴61。

如果推力F1、即作用在输出轴61和前端工具62之间的力过大，则有可能发生脱出现象。降低马达3的转动速度使得能够减少推力F1的增加。例如，在正常模式中，不进行用于根据推力F1降低马达3的转动速度的控制。因此，在正常模式中，如图7中的虚线所示，推力F1可能超过阈值Th9(其中Th9>Th3)。相比之下，在控制单元7将其控制模式改变为第一控制模式以降低马达3的转动速度时，推力F1可以被控制为阈值Th9或更小。减少推力F1的增加使得能够减少引起脱出现象的可能性。也就是说，脱出减少控制是包括降低输出轴61的转动速度和使输出轴61的转动停止中的至少一个的控制，使得推力检测器9B所检测到的推力F1变得等于或小于预定值(阈值Th9)。

另外，脱出减小控制还减小了推力F1，从而减少了推力F1变得很强以致于使螺钉的头部受损的可能性。

可选地，在进行脱出减少控制期间，控制单元7可以控制输出轴61的转动速度，使得推力检测器9B所检测到的推力F1变为等于预定值或落在预定范围内。这使得能够使作业稳定。例如，控制单元7可以控制输出轴61的转动速度，使得推力F1变得等于第三阈值Th3。如果推力F1将背离第三阈值Th3，则控制单元7可以通过反馈控制来控制输出轴61的转动速度，以使推力F1再次朝向第三阈值Th3收敛。

可替代地，控制单元7还可以控制输出轴61的转动速度，使得推力F1落在包括第三阈值Th3的预定范围内。如果推力F1将偏离预定范围，则控制单元7可以通过反馈控制来控制输出轴61的转动速度，以使推力F1再次进入预定范围。

可选地，如果在第一控制模式中满足预定条件，则控制单元7可以停止进行减小马达3的转动速度的上限值的控制。在这种情况下，假定预定条件是马达3的转动速度的上限值与第一设置值Th6之间的差等于或小于预定值的条件。在图7中，在时间点t7，马达3的转动速度的上限值与第一设置值Th6之间的差变得近似等于零并且满足预定条件。作为响应，控制单元7停止进行减小马达3的转动速度的上限值的控制。可替代地，在满足预定条件时，控制单元7可以将控制模式改变为正常模式。

还可替代地，预定条件也可以是螺钉63就位的条件。例如，在如图7所示、输出轴61的负载转矩超过阈值Th10(参考时间点t7)或负载转矩的增加率超过阈值时，可以判定为螺钉63就位。可替代地，在负载转矩进入预定范围时，可以判定为螺钉63就位。负载转矩例如可以通过包括电阻应变传感器或磁致伸缩应变传感器的转矩传感器来测量。还可替代地，在转矩电流的电流测量值iq1进入预定范围时，可以判定为螺钉63就位。

(8)稳定化控制

接着，将参考图11来说明在进行用于减少锤子42的不稳定行为(最大后退)的稳定化控制的情况下的示例性操作。在前述说明中，假定命令值生成器71生成马达3的角速度的命令值cω1。在以下说明中，假定命令值生成器71生成马达3的转动速度的命令值。

在时间点t8，作业人员对操作构件23进行操作以使马达3开始运行。在马达3开始运行的时间点，冲击机构40没有正在进行冲击操作。此时，马达3的转动速度的上限值被设置为第一设置值Th6。

在时间点t9，冲击机构40开始进行冲击检测器78所检测到的冲击操作。此外，在该示例中，假定角度超前(转动角度α1)等于或小于第二阈值Th2(与在图10所示的步骤ST7中回答为“是”的情况相对应)，并且控制单元7的控制模式变为第二控制模式。也就是说，控制单元7在第二控制模式中进行稳定化控制。

如上所述，即使冲击检测器78检测到冲击操作、但控制单元7的控制模式是第二控制模式，控制单元7也维持输出轴61的转动速度的上限值。这减少了输出轴61的转动速度的增加，由此减少了引起最大后退的可能性。

在时间点t10，马达3的转动速度达到马达3的转动速度的上限值。也就是说，输出轴61的转动速度达到输出轴61的转动速度的上限值。

之后，在时间点t11，励磁电流的电流测量值id1变得小于第四阈值Th4。然后，控制单元7(命令值生成器71)降低马达3的转动速度。更具体地，控制单元7(命令值生成器71)减小马达3的转动速度的上限值。然后，至少在操作构件23已被拉得足够深的情况下，马达3的转动速度减小(参考时间点t12)。这导致输出轴61的转动速度降低。

例如，如图11所示，每次电流测量值id1变得小于第四阈值Th4时，控制单元7减小马达3的转动速度的上限值。在图11中，电流测量值id1在时间点t11、t13和t15处变得小于第四阈值Th4。每次电流测量值id1变得小于第四阈值Th4时，控制单元7将马达3的转动速度的上限值减小了预定程度Δn(参考时间点t12、t14和t16)。转动速度在图11中比在图7中更急剧地减小。然而，这仅是示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，转动速度在图11中可以比在图7中更平缓地减小。

作为另一示例，一旦电流测量值id1变得小于第四阈值Th4，控制单元7就可以从那时起逐渐减小马达3的转动速度的上限值。可替代地，控制单元7可以停止运行马达3，并由此停止转动输出轴61。

锤子42的后退大小越大，施加到马达3的负载越重。这导致电流测量值id1在负方向上减小。也就是说，如图11所示，如果电流测量值id1是负值，则电流测量值id1的绝对值越大，锤子42的后退大小越大。如本文所使用的，“锤子42的后退大小”是指锤子42从其可移动范围内的预定基准位置起的向后移动的大小。在电流测量值id1等于第四阈值Th4时的锤子42的后退大小与阈值Th12相对应。在电流测量值id1变得小于第四阈值Th4时，输出轴61(马达3)的转动速度减小。这可以减少锤子42的后退大小达到阈值Th13(其中Th13>Th12)的可能性。

在锤子42的后退大小等于阈值Th13时，锤子42已后退到最大程度。根据稳定化控制，输出轴61的转动速度根据电流测量值id1而降低，由此减少引起锤子42的最大后退的可能性。

可以看出，稳定化控制可以减少锤子42表现得从砧座45离开预定距离或更大(下文中称为“后退行为”)的可能性。根据本实施例，稳定化控制减少了引起作为一种后退行为的最大后退的可能性。也就是说，稳定化控制是包括降低输出轴61的转动速度和使输出轴61的转动停止中的至少一个的控制，以减少引起锤子42的最大后退的可能性。

此外，在锤子42的后退大小等于阈值Th13的情况下的电流测量值id1与阈值Th11相对应。也就是说，最大后退(后退行为)的发生意味着励磁电流变得等于或小于励磁电流阈值(阈值Th11)。稳定化控制是包括降低输出轴61的转动速度和使输出轴61的转动停止中的至少一个的控制，以减少电流测量单元82所测量到的励磁电流(电流测量值id1)变得等于或小于励磁电流阈值(阈值Th11)的可能性。

(9)优点

如上所述，在冲击工具1中，在角度超前相对较大的情况下(即，在紧度相对较低的情况下)，控制单元7在第一控制模式中进行脱出减小控制，并且根据推力F1的大小降低输出轴61的转动速度。这使得能够减少引起脱出现象的可能性。

另一方面，在角度超前(转动角度α1)相对较小的情况下(即，在紧度相对较高的情况下)，控制单元7在第二控制模式中进行稳定化控制，并根据励磁电流的大小来控制输出轴61的转动速度。这使得能够减少引起最大后退的可能性。

因此，本实施例使得能够使例如使用冲击工具1紧固螺钉的作业稳定。

(10)用于控制冲击工具的方法和程序

例如，参与控制冲击工具1的一些构成元件(诸如控制单元7、角度超前测量部9A和推力检测器9B等)的功能也可以被实现为用于控制冲击工具1的方法、(计算机)程序或存储有该程序的非暂时性存储介质。

根据一方面的用于控制冲击工具1的方法包括控制步骤和角度超前测量步骤。控制步骤包括控制输出轴61的转动速度。角度超前测量步骤包括测量砧座45的转动相对于锤子42的转动的角度超前。控制步骤包括：根据角度超前测量步骤中测量到的角度超前，将用于控制输出轴61的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

根据另一方面的用于控制冲击工具1的方法包括控制步骤和推力检测步骤。控制步骤包括控制输出轴61的转动速度。推力检测步骤包括检测施加到输出轴61的推力F1。推力F1是在与针对输出轴61所定义的推力方向对齐的方向上施加的力。控制步骤包括：在满足推力条件时进行限制处理。推力条件是与在推力检测步骤中检测到的推力F1有关的条件。限制处理包括降低输出轴61的转动速度和使输出轴61的转动停止中的至少一个。

根据又一方面的用于控制冲击工具1的方法包括控制步骤。控制步骤包括：在满足第一预定条件时进行脱出减少控制，并且在满足第二预定条件时进行稳定化控制。脱出减少控制是用于减少引起脱出现象的可能性的控制。脱出现象是指在马达3正在运行时、联接到输出轴61的前端工具62与作为前端工具62的作业对象的螺钉63之间的无意脱离。稳定化控制是用于减少锤子42的不稳定行为的控制。

根据又一方面的程序被设计成使一个或多于一个处理器进行上述控制方法中的任何控制方法。

(第一变形例)

接着，将说明根据第一变形例的冲击工具1。在以下的说明中，具有与上述实施例的对应物相同功能的该第一变形例的任何构成元件将由与该对应物相同的附图标记表示，并且这里将省略其说明。

在该变形例中，控制单元7基于锤子42撞击砧座45预定义次数(其可以是两次或多于两次)的间隔中的角度超前来改变控制模式，以进行稳定化控制和脱出减少控制中的至少一个。也就是说，用于开始进行稳定化控制的第一条件和用于开始进行脱出减少控制的第二条件中的至少一个是与锤子42撞击砧座45预定义次数(其可以是两次或多于两次)的间隔中的角度超前有关的条件。采用这种配置使得能够减少由于角度超前的瞬时变化而导致控制模式改变的可能性，由此使得能够使冲击工具1的操作稳定化。

可替代地，第一条件例如也可以是如下的条件：每次锤子42向砧座45施加冲击力时，锤子42撞击砧座45预定义次数的间隔中的角度超前(转动角度α1)大于第一阈值Th1。还可替代地，第一条件例如也可以是：在锤子42撞击砧座45预定义次数的间隔中的角度超前(转动角度α1)的总和大于预定阈值。

可替代地，第二条件例如也可以是如下的条件：每次锤子42向砧座45施加冲击力时，锤子42撞击砧座45预定义次数的间隔中的角度超前(转动角度α1)等于或小于第二阈值Th2。还可替代地，第二条件例如也可以是：在锤子42撞击砧座45预定义次数的间隔中的角度超前(转动角度α1)的总和等于或小于预定阈值。

(典型实施例的其他变形例)

接着，将一个接一个地列举典型实施例的其他变形例。注意，可以适当地组合采用以下要说明的变形例。可替代地，以下要说明的变形例也可以适当地与上述第一变形例组合采用。

冲击间隔测量部91可以基于电压测量单元83所测量到的电压来测量冲击间隔。也就是说，冲击间隔测量部91可以基于由锤子42和砧座45之间的碰撞引起的电压变化来测量冲击间隔。

在上述典型实施例中，控制单元7基于角度超前的大小将输出轴61的转动速度的上限值从多个值(即，第一设置值Th6和第二设置值Th7)中的一个改变为另一个。然而，这仅是示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，控制单元7还可以随着角度超前的大小变化而连续地改变上限值。

角度超前测量部9A不必测量砧座45相对于锤子42的转动角度α1作为角度超前。可替代地，角度超前测量部9A还可以测量砧座45相对于锤子42行进的距离作为角度超前。

控制单元7可以通过切断从马达3向输出轴61的转动力的传递来使输出轴61的转动停止。例如，如果传递机构4包括离合器机构，则离合器机构可以切断从马达3向输出轴61的转动力的传递。离合器机构例如可以被实现为电子离合器。

在上述典型实施例中，冲击检测器78在发现励磁电流的电流测量值id1等于或小于预定值Th5时，检测到冲击机构40正在进行冲击操作。可替代地，冲击检测器78还可以在发现励磁电流的电流测量值id1的AC分量的绝对值大于阈值时，检测到冲击机构40正在进行冲击操作。

冲击检测器78还可以在发现电流测量值id1已变得等于或小于预定值Th5预定义次数或更多时，检测到冲击机构40正在进行冲击操作。

冲击检测器78可以基于转矩电流的电流测量值iq1来检测冲击操作。也就是说，在冲击操作期间，输出轴61的负载转矩更显著地变化，由此如图7所示，也使电流测量值iq1更显著地变化。冲击检测器78可以通过感测该变化来检测冲击操作。冲击检测器78可以在发现电流测量值iq1大于阈值时，检测到冲击机构40正在进行冲击操作。可替代地，冲击检测器78也可以在发现电流测量值iq1的AC分量的绝对值大于阈值时，检测到冲击机构40正在进行冲击操作。

冲击检测器78还可以基于励磁电流的命令值cid1或转矩电流的命令值ciq1来判断是否正在进行任何冲击操作。

冲击检测器78可以与控制单元7分开设置。也就是说，进行用于控制马达3的转动的控制单元7的功能的构成元件和进行用于判断冲击机构40是否正在进行任何冲击操作的冲击检测器78的功能的构成元件可以彼此分开设置。

在上述典型实施例中，例如，第二阈值Th2可以等于第一阈值Th1。然而，这仅是示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，第二阈值Th2可以大于或小于第一阈值Th1，无论哪种都是适当的。在这种情况下，控制单元7在发现角度超前大于第一阈值Th1时，将控制模式改变为第一控制模式并进行脱出减少控制。此外，控制单元7在发现角度超前等于或小于第二阈值Th2时，将控制模式改变为第二控制模式并进行稳定化控制。可选地，在发现角度超前大于第一阈值Th1且等于或小于第二阈值Th2时，控制单元7可以进行第一控制模式中的控制和第二控制模式中的控制这两者。

即使角度超前大于第一阈值Th1，控制单元7的控制模式也不必是第一控制模式。例如，可以预先设置大于第一阈值Th1的第五阈值。如果角度超前大于第一阈值Th1且等于或小于第五阈值，则控制模式可以是第一控制模式。另一方面，如果角度超前大于第五阈值，则控制模式可以是另一模式(诸如正常模式等)。

即使角度超前等于或小于第二阈值Th2，控制单元7的控制模式也不必是第二控制模式。例如，可以预先设置小于第二阈值Th2的第六阈值。如果角度超前等于或小于第二阈值Th2且大于第六阈值，则控制模式可以是第二控制模式。另一方面，如果角度超前等于或小于第六阈值，则控制模式可以是另一模式(诸如正常模式等)。

推力检测器9B并不总是被配置为基于冲击间隔和锤子42的转动速度来检测推力F1。可替代地，推力检测器9B还可以使用传感器来检测推力F1。传感器例如可以是诸如附接到输出轴61的应变计等的压力传感器。

推力阈值(第三阈值)可以根据马达3的转动速度而变化。

推力条件可以是推力F1是落在一定范围内的值的条件。

可选地，在冲击机构40正在进行冲击操作时，控制单元7的控制模式可以是固定的。例如，一旦在冲击机构40已经开始进行冲击操作之后控制模式变为第一控制模式或第二控制模式，控制模式就可以固定直到冲击操作结束为止。

在冲击机构40正在进行冲击操作时，控制单元7的控制模式可以随着角度超前(转动角度α1)的变化而根据需要改变。

要通过稳定化控制减少的锤子42的不稳定行为不一定是最大后退。可替代地，不稳定行为例如也可以是彼此碰撞的锤子42和砧座45之间的接触点落在预定范围之外的状态。

还可替代地，不稳定行为例如也可以是在突起425正在越过爪部455一次期间锤子42的突起425多次碰撞砧座45的爪部455的状态。

还可替代地，不稳定行为例如也可以是“向上滑动”操作的发生。本文中的“向上滑动”操作是指如下的操作模式：锤子42的突起425碰撞砧座45的两个爪部455其中之一，然后移动以沿着爪部455的侧表面4550滑动(即，同时保持接触侧表面4550)，由此越过爪部455。

还可替代地，不稳定行为例如也可以是锤子42前进以到达其可移动范围的前端的状态。

还可替代地，不稳定行为例如也可以是锤子42的突起425的前表面与砧座45的爪部455的后表面接触的状态。

可选地，输出轴61可以与前端工具62一体形成。

前端工具62不一定是螺丝刀钻头。可替代地，前端工具62也可以是用于将冲击工具1用作例如电钻、铣刀、研磨机、清洁器、竖锯或孔锯的钻头。

控制单元7不一定进行矢量控制。可替代地，也可以采用任何其他方案作为用于控制马达3的方案。

在作为同步马达的马达3中，在马达3的极性改变时，马达3的绕组之间的电压周期性地改变，由此使马达3转动。电压测量单元83测量施加到马达3的电压(即，其绕组之间的电压)。估计器77可以基于电压测量单元83所测量到的电压来测量马达3的角速度ω1。

可选地，供在冲击工具1中使用的各种类型的阈值例如可以是根据作业人员的操作命令而可改变的。

此外，在本发明中，如果彼此比较的两个值中的一个值“等于或大于”另一值，则该短语在本文中可以涵盖这两个值彼此相等的情况和这两个值中的一个值大于另一值的情况。然而，这不应被解释为限制性的。可替代地，短语“等于或大于”也可以是短语“大于”的同义词，其仅涵盖两个值中的一个值超过另一值的情况。也就是说，取决于基准值或任何预设值的选择，不论短语“等于或大于”是否涵盖两个值彼此相等的情况，这都是可任意改变的。因此，从技术观点来看，在短语“等于或大于”和短语“大于”之间没有区别。类似地，短语“小于”也可以是短语“等于或小于”的同义词。

根据本发明的冲击工具1的一些构成元件(诸如控制单元7、角度超前测量部9A和推力检测器9B等)各自包括计算机系统。计算机系统可以包括处理器和存储器作为其主要硬件组件。根据本发明的冲击工具1的这些构成元件的功能可以通过使处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行。程序可以预先存储在计算机系统的存储器中。可替代地，程序也可以通过远程电信线路下载，或者在记录在诸如存储卡、光盘或硬盘驱动器(其中的任何对于计算机系统均是可读的)等的一些非暂时性存储介质中之后进行分发。计算机系统的处理器可以由包括半导体集成电路(IC)或大规模集成电路(LSI)的单个或多个电子电路构成。如本文所使用的，诸如IC或LSI等的“集成电路”根据其集成的程度而被称为不同的名称。集成电路的示例包括系统LSI、超大规模集成电路(VLSI)和特大规模集成电路(ULSI)。可选地，还可以采用在制造了LSI之后要编程的现场可编程门阵列(FPGA)或者允许重新配置LSI内部的连接或电路区段的重新配置的逻辑器件作为处理器。这些电子电路可以一起集成在单个芯片上或分布在多个芯片上，无论哪种都是适当的。这些多个芯片可以一起聚合在单个装置中或者分布在多个装置中，而没有限制。如本文所使用的，“计算机系统”包括包含一个或多于一个处理器和一个或多于一个存储器的微控制器。因此，微控制器也可以被实现为包括半导体集成电路或大规模集成电路的单个或多个电子电路。

此外，在上述典型实施例中分布在多个装置中的冲击工具1的至少一些功能也可以一起聚合在单个装置中。例如，控制单元7、角度超前测量部9A和推力检测器9B的各个功能可以一起聚合在单个装置中。

(概括)

上述实施例及其变形例可以是本发明的以下方面的具体实现。

根据第一方面的冲击工具(1)包括马达(3)、冲击机构(40)、输出轴(61)、控制单元(7)和角度超前测量部(9A)。冲击机构(40)包括锤子(42)和砧座(45)。锤子(42)利用从马达(3)供给的动力转动。砧座(45)在接受到来自锤子(42)的冲击力时转动。输出轴(61)连同砧座(45)一起转动。控制单元(7)控制输出轴(61)的转动速度。角度超前测量部(9A)测量砧座(45)的转动相对于锤子(42)的转动的角度超前(转动角度α1)。在满足与施加到输出轴(61)的转矩的大小有关的转矩条件时，冲击机构(40)进行冲击操作。冲击操作是用于将冲击力从锤子(42)施加到砧座(45)的操作。控制单元(7)根据角度超前测量部(9A)所测量到的角度超前，将用于控制输出轴(61)的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

该配置使得冲击工具(1)能够根据作业状况自主地控制输出轴(61)的转动速度。

在可以结合第一方面来实现的根据第二方面的冲击工具(1)中，角度超前测量部(9A)包括冲击间隔测量部(91)、锤子转动测量部(92)和计算部(93)。冲击间隔测量部(91)测量作为锤子(42)向砧座(45)施加冲击力的时间间隔的冲击间隔。锤子转动测量部(92)测量锤子(42)的转动速度。计算部(93)基于冲击间隔测量部(91)所测量到的冲击间隔和锤子转动测量部(92)所测量到的锤子(42)的转动速度来计算角度超前。

该配置使得能够准确地估计角度超前。

在可以结合第二方面来实现的根据第三方面的冲击工具(1)中，角度超前测量部(9A)还包括电流测量单元(82)和电压测量单元(83)中的至少一个。电流测量单元(82)测量流经马达(3)的电流。电压测量单元(83)测量施加到马达(3)的电压。冲击间隔测量部(91)基于电流测量单元(82)所测量到的电流或电压测量单元(83)所测量到的电压来测量冲击间隔。

该配置使得能够准确地估计冲击间隔。

在可以结合第三方面来实现的根据第四方面的冲击工具(1)中，角度超前测量部(9A)包括电流测量单元(82)。冲击间隔测量部(91)测量电流测量单元(82)所测量到的励磁电流变得等于或小于预定值(Th5)的时间间隔作为冲击间隔。

该配置使得能够准确地估计冲击间隔。

在可以结合第一方面至第四方面中任一方面来实现的根据第五方面的冲击工具(1)中，多个模式包括第一控制模式。控制单元(7)在发现角度超前大于第一阈值(Th1)时，将控制模式改变为第一控制模式。

该配置使得能够在适当的情况下将控制模式改变为第一控制模式。

在可以结合第一方面至第五方面中任一方面来实现的根据第六方面的冲击工具(1)中，多个模式包括第二控制模式。控制单元(7)在发现角度超前等于或小于第二阈值(Th2)时，将控制模式改变为第二控制模式。

该配置使得能够在适当的情况下将控制模式改变为第二控制模式。

在可以结合第一方面至第六方面中任一方面来实现的根据第七方面的冲击工具(1)中，多个模式包括：正常模式，其中使输出轴(61)能够转动；以及减速模式，其中根据条件进行限制处理。限制处理包括将输出轴(61)的转动速度降低到比正常模式中更低的速度以及使输出轴(61)的转动停止中的至少一个。

该配置使得能够使冲击工具(1)的操作稳定。

在可以结合第一方面至第七方面中任一方面来实现的根据第八方面的冲击工具(1)中，控制单元(7)将输出轴(61)的转动速度控制为上限值或更小。控制单元(7)随着角度超前的增大而增大上限值。

该配置使得能够使冲击工具(1)的操作稳定。

可以结合第一方面至第八方面中任一方面来实现的根据第九方面的冲击工具(1)还包括冲击检测器(78)。冲击检测器(78)检测冲击机构(40)所进行的冲击操作。控制单元(7)在从冲击检测器(78)检测到冲击操作的时间点到马达(3)停止运行的时间点为止的整个时间段内，基于角度超前来改变控制模式。

该配置使得能够在适当的定时改变控制模式。

注意，根据第二方面至第九方面的构成元件不是冲击工具(1)的基本构成元件，而是可以适当地省略。

根据第十方面的用于控制冲击工具(1)的控制方法是一种冲击工具(1)的控制方法，该冲击工具(1)包括马达(3)、冲击机构(40)和输出轴(61)。冲击机构(40)包括锤子(42)和砧座(45)。锤子(42)利用从马达(3)供给的动力转动。砧座(45)在接收到来自锤子(42)的冲击力时转动。输出轴(61)连同砧座(45)一起转动。该控制方法包括控制步骤和角度超前测量步骤。该控制步骤包括控制输出轴(61)的转动速度。角度超前测量步骤包括测量砧座(45)的转动相对于锤子(42)的转动的角度超前。在满足与施加到输出轴(61)的转矩的大小有关的转矩条件时，冲击机构(40)进行冲击操作。冲击操作是用于将冲击力从锤子(42)施加到砧座(45)的操作。控制步骤包括根据角度超前测量步骤中测量到的角度超前，将用于控制输出轴(61)的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

该控制方法使得冲击工具(1)能够根据作业状况自主地控制输出轴(61)的转动速度。

根据第十一方面的程序被设计成使一个或多于一个处理器进行根据第十方面的用于控制冲击工具(1)的控制方法。

该程序使得冲击工具(1)能够根据作业状况自主地控制输出轴(61)的转动速度。

注意，这些不是本发明的唯一方面。相反，根据上述典型实施例的冲击工具(1)的各种结构(包括变形例)也可以被实现为用于控制冲击工具(1)的控制方法或程序。

附图标记说明

1 冲击工具

3 马达

7 控制单元

9A 角度超前测量单元

40 冲击机构

42 锤子

45 砧座

78 冲击检测器

61 输出轴

82 电流测量单元

83 电压测量单元

91 冲击间隔测量部

92 锤子转动测量部

93 计算部

Th1 第一阈值

Th2 第二阈值

Th5 预定值

α1 转动角度

Claims (11)

1.一种冲击工具，包括：

马达；

冲击机构，其包括锤子和砧座，所述锤子被配置为利用从所述马达供给的动力转动，所述砧座被配置为在从所述锤子接收到冲击力时转动；

输出轴，其被配置为连同所述砧座一起转动；

控制单元，其被配置为控制所述输出轴的转动速度；以及

角度超前测量部，其被配置为测量所述砧座的转动相对于所述锤子的转动的角度超前，

所述冲击机构被配置为在满足与施加到所述输出轴的转矩的大小有关的转矩条件的情况下，进行用于将所述冲击力从所述锤子施加到所述砧座的冲击操作，

所述控制单元被配置为根据所述角度超前测量部所测量到的角度超前，将用于控制所述输出轴的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

2.根据权利要求1所述的冲击工具，其中，

所述角度超前测量部包括：

冲击间隔测量部，其被配置为测量冲击间隔，所述冲击间隔是所述锤子向所述砧座施加所述冲击力的时间间隔；

锤子转动测量部，其被配置为测量所述锤子的转动速度；以及

计算部，其被配置为基于所述冲击间隔测量部所测量到的冲击间隔和所述锤子转动测量部所测量到的所述锤子的转动速度来计算所述角度超前。

3.根据权利要求2所述的冲击工具，其中，

所述角度超前测量部还包括以下单元中的至少一个：

电流测量单元，其被配置为测量流经所述马达的电流；以及

电压测量单元，其被配置为测量施加到所述马达的电压，以及所述冲击间隔测量部被配置为基于所述电流测量单元所测量到的电流或所述电压测量单元所测量到的电压来测量所述冲击间隔。

4.根据权利要求3所述的冲击工具，其中，

所述角度超前测量部包括所述电流测量单元，以及

所述冲击间隔测量部被配置为测量所述电流测量单元所测量到的励磁电流变得等于或小于预定值的时间间隔作为所述冲击间隔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冲击工具，其中，

所述多个模式包括第一控制模式，以及

所述控制单元被配置为在发现所述角度超前大于第一阈值的情况下，将所述控制模式改变为所述第一控制模式。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冲击工具，其中，

所述多个模式包括第二控制模式，以及

所述控制单元被配置为在发现所述角度超前等于或小于第二阈值的情况下，将所述控制模式改变为所述第二控制模式。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冲击工具，其中，

所述多个模式包括：正常模式，在所述正常模式中，使所述输出轴能够转动；以及减速模式，在所述减速模式中，根据条件进行限制处理，以及

所述限制处理包括使所述输出轴的转动速度降低到比所述正常模式中更低的速度以及使所述输出轴的转动停止中的至少一个。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的冲击工具，其中，

所述控制单元被配置为将所述输出轴的转动速度控制为上限值或更小，以及

所述控制单元被配置为随着所述角度超前的增大而增大所述上限值。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的冲击工具，还包括冲击检测器，所述冲击检测器被配置为检测所述冲击机构所进行的冲击操作，

其中，所述控制单元被配置为在从所述冲击检测器检测到所述冲击操作的时间点到所述马达停止运行的时间点为止的整个时间段内，基于所述角度超前来改变所述控制模式。

10.一种冲击工具的控制方法，所述冲击工具包括：

马达；

冲击机构，其包括锤子和砧座，所述锤子被配置为利用从所述马达供给的动力转动，所述砧座被配置为在从所述锤子接收到冲击力时转动；以及

输出轴，其被配置为连同所述砧座一起转动，

所述控制方法包括：

控制步骤，用于控制所述输出轴的转动速度；以及

角度超前测量步骤，用于测量所述砧座的转动相对于所述锤子的转动的角度超前，

所述冲击机构被配置为在满足与施加到所述输出轴的转矩的大小有关的转矩条件的情况下，进行用于将所述冲击力从所述锤子施加到所述砧座的冲击操作，

所述控制步骤用于根据所述角度超前测量步骤中所测量到的角度超前，将用于控制所述输出轴的转动速度的控制模式从多个模式中的一个模式改变为另一模式。

11.一种程序，其被设计为使得一个或多于一个处理器进行根据权利要求10所述的控制方法。

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