JP2005144625A - 手持ち式電動工具の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 締付作業時に工具本体にかかる反力を軽減して良好な作業性を実現するとともに、作業者の安全を確保し得る手持ち式電動工具の制御装置を提供する。
【解決手段】 駆動モータと本体作動時に該モータの駆動力により回転する出力軸とを備えた手持ち式電動工具を制御する制御装置において、本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力による作動開始位置からの工具本体の姿勢の変化を検出する姿勢変化検出手段と、上記姿勢変化検出手段により取得された検出信号を受けて、上記工具本体の姿勢の変化が所定以上となった場合に、工具の作動を停止する駆動制御手段とを設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動モータと本体作動時に該モータの駆動力により回転する出力軸とを備えた手持ち式電動工具の制御装置に関する。

従来、手作業によるネジ部材の締付作業においては、油圧発生ユニットで瞬間的な打撃を発生させ反力を振動に変換して締め付ける、作業性の良いピストル型のオイルパルスレンチがよく用いられているが、近年、商品の高性能化および生産方法の多様化から、また、ミスト，騒音，省エネ等の環境問題に対処するために、高性能及びフレキシブルな手持ち式電動締付工具が普及しつつある。この電動手持ち締付工具は、モータの回転力（トルク）をギヤで増幅し、ボルトやナット等の締付体に対して連続的にトルクを伝達する。

ところで、手持ち式電動締付工具を用いた締付作業においては、トルクに相当する反力が工具を介して作業者にかかり、場合によっては、大きな作業負荷や予想以上の工具の振れによって、手首の損傷等につながる惧れがある。これに対処し得る装置又は工具としては、従来、反力受け部材又は工具保持具等を採用した締緩装置（例えば特許文献１）や締付動作をパルス制御する工具（例えば特許文献２）が知られている。

特開平５−４２４８５号公報 特開２００２−１６７６号公報

しかしながら、特許文献１に開示される締緩装置では、反力受け部材を取り付ける手間がかかり、また、締付け箇所が変わると、反力受の調整が必要となり、使い勝手が悪く、更に、その構造上、使用場所や使用範囲が制限されるという問題があった。他方、特許文献２に開示される工具では、制御が一義的であるため、締付体の特性によっては、工具側のトルクが安定して締付体に伝達されないことから、締付け効率の低下は回避し得ず、また、作業者にかかる負荷を小さくする設定が比較的難しかった。
また、更に、反力に対する安全機構としては、従来、工具のスイッチから手を離すことで駆動停止する機能が知られているが、反力が加わった場合、作業者が反射的に工具を握ってしまうことがあり、十分な安全性を確保し得なかった。

本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、締付作業時に工具本体にかかる反力を軽減して良好な作業性を実現するとともに、作業者の安全を確保し得る手持ち式電動工具の制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、駆動モータと本体作動時に該モータの駆動力により回転する出力軸とを備えた手持ち式電動工具を制御する制御装置において、本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力による作動開始位置からの工具本体の姿勢の変化を検出する姿勢変化検出手段と、上記姿勢変化検出手段により取得された検出信号を受けて、上記工具本体の姿勢の変化が所定以上となった場合に、工具の作動を停止する駆動制御手段と、を有していることを特徴としたものである。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記駆動制御手段は、上記工具本体の姿勢の変化が所定以上となった場合に、工具の作動を停止し、また、上記工具本体の姿勢の変化が所定以下となった場合には、工具を再起動させる停止及び再起動制御を行うことを特徴としたものである。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、上記姿勢変化検出手段は、所定の軸まわりに回転する工具本体の作動開始位置に対する回転角度を検出する角速度センサであり、該角速度センサは、上記軸の近傍に軸上から外れて配置されていることを特徴としたものである。

また、更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明において、上記停止及び再起動制御による停止期間をタイマ制御するタイマ制御手段を備えていることを特徴としたものである。

また、更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項２〜４に係る発明のいずれか一において、上記手持ち式電動工具が、ネジ部材締付用の工具であって、締付力を検出する締付力検出センサを備え、上記駆動制御手段は、目標の締付力に達した時点で、上記停止及び再起動制御を終了させることを特徴としたものである。

また、更に、本願の請求項６に係る発明は、駆動モータと本体作動時に該モータの駆動力により回転する出力軸とを備えた手持ち式電動工具を制御する制御装置において、本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力により工具本体が受ける衝撃力を検出する衝撃力検出手段と、該衝撃力検出手段により取得された検出信号を受けて、上記工具本体が受ける衝撃力が所定以上となった場合に、工具の作動を停止する駆動制御手段と、を有していることを特徴としたものである。

また、更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、上記工具本体が受ける衝撃力が所定以上となった場合に、工具の作動を停止し、また、上記工具本体が受ける衝撃力が所定以下となった場合には、工具を再起動させる停止及び再起動制御を行うことを特徴としたものである。

また、更に、本願の請求項８に係る発明は、請求項６又は７に係る発明において、上記衝撃力検出手段は、本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力により上記工具本体が回転する加速度を検出する加速度センサであり、該加速度センサは、上記軸の近傍に軸上から外れて配置されていることを特徴としたものである。

本願の請求項１に係る発明によれば、出力軸の回転に伴い生じた反力による工具本体の姿勢の変化に基づき、工具の作動を停止して、締付作業時に上記出力軸の回転に伴い生じる反力を軽減し、また、作業者の安全を確保することができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、停止及び再起動制御により、目標トルクに達するまで締付動作を分割式に制御し、締付トルク及び締付特性，締付速度，作業姿勢に基づき多様に変化する反力を一定にする若しくは軽減することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、角速度センサは、所定の軸の近傍に軸上から外れて配置されるため、例えばねじれ等の軸まわりの回転以外の変位に基づく姿勢の変化を検出することを抑制することができる。

また、更に、本願の請求項４に係る発明によれば、停止及び再起動制御による停止期間をタイマ制御することができる。

また、更に、本願の請求項５に係る発明によれば、駆動制御手段が、目標の締付力に達した時点で、停止及び再起動制御を終了させることで、良好な作業効率を実現することができる。

また、更に、本願の請求項６に係る発明によれば、出力軸の回転に伴い生じた反力により工具本体が受ける衝撃力に基づき、工具の作動を停止して、締付作業時に上記出力軸の回転に伴い生じる反力を軽減し、また、作業者の安全を確保することができる。

また、更に、本願の請求項７に係る発明によれば、停止及び再起動制御により、目標トルクに達するまで締付動作を分割式に制御し、締付トルク及び締付特性，締付速度，作業姿勢に基づき多様に変化する反力を一定にする若しくは軽減することができる。

また、更に、本願の請求項８に係る発明によれば、加速度センサが、所定の軸の近傍に軸上から外れて配置されるため、例えばねじれ等の軸まわりの回転以外の変位に基づく加速度の変化を検出することを抑制することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下では、手持ち式電動工具として、ボルト又はナットの締付に用いる手持ち式電動締付けツールを取り上げるが、本発明は、これに限定されることなく、例えば穴あけに用いる手持ち式電動ドリル等の他のツールにも適用可能である。
図１は、本発明の実施形態に係る手持ち式電動締付ツール（以下、締付ツールという）及びそれを制御するコントローラを示す説明図である。この締付ツール１０は、使用に際し、該締付ツール１０を制御するコントローラ３０と、接続ケーブル１９を介して接続され、コントローラ３０との間で、検出信号や制御信号の送受信を行いつつ、六角ボルト又は六角ナット等の締付部材の締付を行うように駆動する。この実施形態において、コントローラ３０は、締付ツール１０が使用される場所（例えば組立生産ライン）から離れた場所に設置され、締付ツール１０を遠隔制御する。特に図示しないが、接続ケーブル１９には、検出信号及び制御信号用のケーブルとともに、コントローラ３０から締付ツール１０へ制御電力を供給するための電源ケーブルも組み込まれる。

締付ツール１０は、モータ１１（図２参照）を組み込み、作業者が握るための保持部１と、該保持部１の一端側に接続され、各種回路やモータ１１の駆動力を伝達する機構を組み込むヘッド部２とを有している。保持部１の上端近傍及び下端近傍には、作業者が締付ツール１０を起動させる起動スイッチ４Ａ，４Ｂが設けられている。また、保持部１の一端側には、所定重量のバランサウェイト８が組み込まれている。他方、ヘッド部２の一端側には、モータ１１の駆動時に回転する出力軸３が、保持部１と直交する方向（図２中の軸Ｃ１が延びる方向）にて外方へ突出するように設けられ、ボルトやナット等の締付対象となる部材（以下、締付部材という）に係合するソケット（不図示）が装着される。また、ヘッド部２には、接続ケーブル１９が連結される連結部９が設けられている。

図２は、締付ツール１０の断面を部分的に示す説明図である。保持部１には、コントローラ３０から供給される電源電力を用いて駆動するモータ１１が組み込まれている。このモータ１１は、ヘッド部２側に延びるモータ回転軸１２を備え、該モータ回転軸１２は、保持部１の長手方向に沿った軸Ｃ０まわりに回転可能に保持されている。モータ回転軸１２の一端側には、第１のカサ歯車１３が取り付けられ、ヘッド部２内にて、モータ回転軸１２と同じ軸Ｃ０まわりに回転可能に保持されている。この第１のカサ歯車１３に対応して、ヘッド部２内には、また、第１のカサ歯車１３に噛み合う第２のカサ歯車１４が、軸Ｃ０と直交する軸Ｃ１まわりに回転可能に保持されている。この第２のカサ歯車１４は、軸Ｃ１まわりに回転可能に保持された回転軸１５の一端側に取り付けられている。

この締付ツール１０では、回転軸１５と出力軸３との間における駆動力伝達機構として、モータ１１の出力トルクから所定以上のトルクを得るために、モータ１１の回転を減速させトルクを増大させることができる遊星減速機構が採用されている。かかる遊星減速機構は、従来よく知られるものである。この機構を実現する構成として、まず、回転軸１５の他端側には、第１の太陽歯車１６が該回転軸１５とともに回転可能に取り付けられている。第１の太陽歯車１６の周囲には、該第１の太陽歯車１６と噛み合い、該第１の太陽歯車１６の回転に伴いその周囲で公転する第１の遊星歯車１７が複数（図２では１つのみ示す）設けられている。各第１の遊星歯車１７は、回転軸１５の周囲に延び軸Ｃ１まわりに回転可能に保持された支持部材１８に対して回転可能に軸支されている。

この支持部材１８は、第１の太陽歯車１６の前方側（図２中の左側）で軸Ｃ１に沿って延びる回転軸１８ａと一体的に構成されており、支持部材１８及び回転軸１８ａは、第１の遊星歯車１７の公転に伴い、軸Ｃ１まわりに回転する。

また、回転軸１８ａの一端側には、第２の太陽歯車２０が該回転軸１８ａとともに回転可能に取り付けられている。第２の太陽歯車２０の周囲には、該第２の太陽歯車２０と噛み合い、該第２の太陽歯車２０の回転に伴いその周囲で公転する第２の遊星歯車２１が複数（図２では１つのみ示す）設けられている。各第２の遊星歯車２１は、第２の太陽歯車２０の前方側で軸Ｃ１と直交する平面方向に延び軸Ｃ１まわりに回転可能に保持された支持部材２２に対して回転可能に軸支されている。この支持部材２２は、第２の太陽歯車２０の更に前方側で軸Ｃ１まわりに回転可能に延びる回転軸２３と一体的に構成されており、支持部材２２及び回転軸２３は、第２の遊星歯車２１の公転に伴い、軸Ｃ１まわりに回転する。そして、この回転軸２３の一端側に、ヘッド部２から外方へ突出する出力軸３が取り付けられている。

なお、第１，第２の太陽歯車１６，２０及び第１，第２の遊星歯車１７，２１の周囲には、その内面に歯を備えた円筒状の内歯歯車２４が、回転不能に保持されている。第１，第２の遊星歯車１７，２１は、第１，第２の太陽歯車１６，２０の回転に伴い、それぞれ、第１，第２の太陽歯車１６，２０と内歯歯車２４との間で公転する。また、回転軸２３の近傍には、締付ツール１０の締付力（締付トルク）を逐一検出するトルクトランスデューサ２６が設けられている。
この締付ツール１０は片手持ち式であり、また、モータ回転軸１２と出力軸３とが互いに直交する構造が採用されているため、例えばエンジンやミッション等における狭い領域でも良好な作業性を実現することができる。

かかる駆動力伝達機構に加えて、ヘッド部２内には、その表面上に角速度センサ２８及び加速度センサ２９を含む各種の電子部品及び回路が搭載された基板２７が組み込まれている。角速度センサ２８は、締付部材の締付作業時に、基準位置となる締付開始位置に対する軸Ｃ１まわりの締付ツール１０の回転角度（振れ角度）を検出する。参考のため、図３の（ａ）及び（ｂ）に、それぞれ、締付開始位置にある締付ツール１０、及び、締付開始位置に対して振れ角度αをなして位置する締付ツール１０を示す。角速度センサ２８は、締付部材の締付作業時に、締付ツール１０の振れ角度αを逐一検出する。なお、角速度センサ２８としては、よく知られるジャイロセンサを用いることが可能である。
他方、加速度センサ２９は、締付部材の締付作業時に、出力軸３の回転に伴い生じた反力によりツール本体が回転する加速度を検出する。
この実施形態では、角速度センサ２８及び加速度センサ２９が、軸Ｃ１まわりの回転以外の締付ツール１０の変位（例えばヘッド部２のねじれ）を検出しにくいように、軸Ｃ１の近傍に軸Ｃ１上から外れて配置されている。

更に、図４は、接続ケーブル１９を介して接続される締付ツール１０及びコントローラ３０の構成を示すブロック図である。締付ツール１０は、前述した構成に加え、締付ツール１０の作動状態等を指示する表示器５１と、角速度センサ２８から出力される検出信号を増幅する角速度センサ用増幅器５２Ａと、加速度センサ２９から出力される検出信号を増幅する加速度センサ用増幅器５２Ｂと、トランスデューサ２６から出力される検出信号を増幅するトランスデューサ用増幅器５２Ｃと、ＲＯＭ及びＲＡＭを搭載したマイクロプロセッサ（図中のＭＰＵ：Micro Processing Unit）５３と、マイクロプロセッサ５３と接続され、コントローラ３０との間で検出信号及び制御信号を送受信する通信ドライバ５４と、マイクロプロセッサ５３及びトランスデューサ用増幅器５２Ｃと接続される信号変換器５５と、モータ１１に付随して設けられ、モータ１１の回転角度を検出する回転角度検出器５６と、を有している。マイクロプロセッサ５３には、表示器５１，増幅器５２Ａ，５２Ｂ，起動スイッチ４Ａ，４Ｂが接続されるとともに、トランスデューサ用増幅器５２Ｃが信号変換器５５を介して接続されており、マイクロプロセッサ５３は、コントローラ３０と通信を行いつつ、それに接続される各構成を制御する。

また、一方、コントローラ３０は、基本的な構成として、外部通信部３１と、マイクロプロセッサ（図中のＭＰＵ）３２と、Ｆ−ＲＯＭ３３と、ＲＡＭ３４と、外部インターフェース（図中の外部Ｉ／Ｆ）３５と、締付ツール１０側の通信ドライバ５４と接続される通信ドライバ３６と、ツール制御信号取得部３７Ａと、表示信号取得部３７Ｂと、角速度センサ信号取得部３７Ｃと、加速度センサ信号取得部３７Ｄと、締付ツール１０側の信号変換器５５と接続される信号処理回路３８と、アナログ−デジタル変換器（図中のＡ／Ｄ）３９と、ＲＯＭ及びＲＡＭを搭載したマイクロプロセッサ（図中のＭＰＵ）４０と、締付ツール１０側の回転角度検出器５６と接続される信号処理回路４１と、電源入力される電源検出回路４２と、平滑回路４３と、制御電源回路４４と、サーボ制御回路４５と、インバータ回路４６と、電流検出回路４７と、モータ出力端子４８と、を有している。

以上の構成を備えた締付ツール１０及びコントローラ３０による反力軽減及び非常停止制御について説明する。締付ツール１０では、締付開始と同時に、角速度センサ２８，加速度センサ２９により、それぞれ、ツール本体の角速度，加速度が検出され、各信号は、ＭＰＵ５３により、ツール本体の締付開始位置からの振れ角度をあらわす信号及びツール本体に加わる衝撃力をあらわす信号に変換された後、通信ドライバ５４から接続ケーブル１９を介してコントローラ３０へ送られる。

他方、コントローラ３０では、各種の閾値情報、すなわち、ツール本体の振れ角度に関する閾値（一旦停止閾値，非常停止閾値，再起動閾値），締付作業時にツール本体に加わる衝撃力に関する閾値（一旦停止閾値，非常停止閾値，再起動閾値）、及び、締付ツール１０の作動を一旦停止する時間等の各種値が予め設定され、ＦーＲＯＭ３３やＲＡＭ３４に格納されている。締付作業時に締付ツール１０から送られてくる振れ角度情報及び衝撃力情報は、予め設定された値と比較され、その比較結果に基づき、コントローラ３０は、締付ツール１０への電源供給が制御される。これにより、締付作業時にツール本体に加わる反力を軽減し、また、ツール本体が所定以上振れた場合に締付ツール１０の作動を非常停止して危険を防止するように制御が行われる。

なお、「一旦停止閾値」とは、締付作業時にツール本体に加わる反力を軽減すべく締付ツール１０の作動を一旦停止するために設定されるツール本体の振れ角度又はツール本体に加わる衝撃力の値であり、締付作業の間に、振れ角度又は衝撃力がその閾値に達すると、締付ツール１０の作動が一旦停止される。また、「非常停止閾値」とは、締付作業時に危険を回避すべくツール本体を非常停止させるために「一旦停止閾値」よりも大きく設定されるツール本体の振れ角度又はツール本体に加わる衝撃力の値であり、締付作業の間に、振れ角度又は衝撃力がその閾値に達すると、締付ツール１０が非常停止される。更に、「再起動閾値」とは、一旦停止された締付ツール１０の再起動を許可するために設定されるツール本体の振れ角度又はツール本体に加わる衝撃力の値であり、締付ツール１０の作動の一旦停止後に、振れ角度又は衝撃力がその閾値に達する（その閾値まで戻る）と、締付ツール１０が再起動させられる。

次に、上記の反力軽減及び非常停止制御について、図５のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。なお、下記のフローは、コントローラ３０に組み込まれた記録媒体（例えばＦ−ＲＯＭ３３）に格納されるオペレーティングプログラムに基づき実行される。
まず、締付ツール１０が締付部材に対してセットされた状態、すなわち、出力軸３に装着されたソケットを締付対象となる部材と係合させた状態で、起動スイッチ４Ａ又は４Ｂが押し込まれオンされると（ステップＳ１）、締付が開始される（ステップＳ２）。締付開始と同時に、ツール本体の振れ角度及びツール本体にかかる衝撃力の演算及びモニタリングが行われ（ステップＳ３）、締付完了とみなすことができるトルク（以下、目標トルクという）に達したか否かが判断される（ステップＳ４）。その結果、目標トルクに達したと判断された場合には、直ちに締付が終了され（ステップＳ５）、処理が終了される。他方、目標トルクに達していないと判断された場合には、締付ツール１０の振れ角度が一旦停止閾値（例えば１０°）に達したか否かが判断される（ステップＳ６）。
ステップＳ６の結果、振れ角度が一旦停止閾値に達したと判断された場合には、ステップＳ７へ進み、他方、振れ角度が一旦停止閾値に達していないと判断された場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ７では、締付ツール１０の振れ角度が非常停止閾値（例えば３０°）に達したか否かが判断される。その結果、振れ角度が非常停止閾値に達したと判断された場合には、直ちに締付ツール１０が非常停止され（ステップＳ８）、処理が終了される。他方、振れ角度が非常停止閾値に達していないと判断された場合には、締付ツール１０の作動が一旦停止される（ステップＳ１２）。

また、ステップＳ９では、締付ツール１０に加わる衝撃力が一旦停止閾値に達したか否かが判断される。その結果、衝撃力が一旦停止閾値に達していないと判断された場合には、ステップＳ３へ戻り、それ以降のステップが繰り返される。他方、衝撃力が一旦停止閾値に達したと判断された場合には、引き続き、衝撃力が非常停止閾値に達したか否かが判断される（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０の結果、衝撃力が非常停止閾値に達したと判断された場合には、直ちに締付ツール１０が非常停止され（ステップＳ８）、処理が終了される。他方、衝撃力が非常停止閾値に達していないと判断された場合には、締付ツール１０の作動が一旦停止される（ステップＳ１２）。

締付ツール１０の作動の一旦停止（ステップＳ１２）後には、まず、締付ツール１０の振れ角度が、再起動閾値に達したか（再起動閾値まで戻ったか）否かが判断される（ステップＳ１３）。その結果、振れ角度が再起動閾値に達したと判断された場合には、ステップＳ２に戻り、それ以降のステップが繰り返される。他方、振れ角度が再起動閾値に達していないと判断された場合には、引き続き、締付ツール１０に加わる衝撃力が再起動閾値に達した（再起動閾値まで戻ったか）否かが判断される（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４の結果、衝撃力が再起動閾値に達したと判断された場合には、ステップＳ２に戻り、それ以降のステップが繰り返される。他方、衝撃力が再起動閾値に達していないと判断された場合には、引き続き、締付ツール１０の作動が一旦停止される時間が予め設定された時間に達したか否かが判断される（ステップＳ１５）。その結果、一旦停止時間が予め設定された時間に達したと判断された場合には、ステップＳ２に戻り、それ以降のステップが繰り返される。他方、一旦停止時間が予め設定された時間に達していないと判断された場合には、ステップＳ１２に戻り、それ以降のステップが繰り返される。

更に、締付作業時に行われる反力軽減制御について、時間の経過に伴うトルクの変化をあらわす図６を参照して説明する。まず、締付ツール１０が締付部材に対してセットされ、ツール１０が起動されて締付が開始された直後には、比較的滑らかにトルクが増大する（点Ｏ）。トルクが増大するにつれ、締付開始位置からのツール本体の振れ角度又はツール本体に加わる衝撃力が大きくなり、いずれか一方が所定の閾値（一旦停止閾値）に達すると、コントローラ３０から締付ツール１０への電源供給が停止され、これに伴い、締付ツール１０の作動が一旦停止される（点Ａ）。

締付ツール１０の作動の一旦停止後、振れ角度又は衝撃力が所定の閾値（再起動閾値）まで戻ると、若しくは、予め設定された時間が経過すると、コントローラ３０から締付ツール１０への電源供給が再度開始され、これに伴い、締付ツール１０が再起動される（点Ｂ）。更にトルクが増大するにつれ、振れ角度又は衝撃力は大きくなり、いずれか一方が所定の閾値（一旦停止閾値）に達すると、締付ツール１０が再度一旦停止される（点Ｃ）。その後、更にトルクが増大する上で、同様に、再起動（点Ｄ及び点Ｆ）及び一旦停止（点Ｅ）が繰り返される。そして、トルクが目標トルクに達すると、振れ角度や衝撃力の情報より優先的に締付終了として、締付ツール１０への電源供給が停止され、締付ツール１０が停止される（点Ｇ）。

このように、締付ツール１０及びコントローラ３０を用いることにより、目標トルクに達するまで締付動作を分割式に制御し、締付トルク及び締付特性，締付速度，作業姿勢に基づき多様に変化する反力を一定にする若しくは軽減することができる。例えば角速度センサ２８により検出される角速度は、作業者がツール本体を保持する力に影響を受けるが、かかる反力軽減制御によれば、各作業者の力に対応した制御が可能であって、例えば力の弱い作業者に対しては、一旦停止及び再起動を頻繁に行うことで反力を軽減し、良好な作業性を実現することができる。
また、前述したように、締付ツール１０の保持部１の一端側には所定重量のバランサウェイト８が設けられるが、このバランサウェイト８は、上記のような反力軽減制御を有効に機能させるためのもので、締付作業時に最も大きく振れる箇所に配設され、バランサウェイト８の慣性力を利用して締付ツール１０の振れが抑制され、反力が軽減されることとなる。
更に、角速度センサ２８及び加速度センサ２９による検出信号に基づき取得された振れ角度及び衝撃力が、予め設定した閾値を越えた場合には、締付ツール１０を非常停止することで、作業者の安全を確保することができる。
また、更に、かかる制御によれば、所定以上の反力がかかった場合に、自動的に締付ツール１０の作動が停止されるため、反力の負荷に応じて、作業者が反射的にツール本体を握っても危険がない。

なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、角速度センサ及び加速度センサの両方が搭載された締付ツールを説明したが、これに限定されることなく、角速度センサのみが搭載された締付ツールを用いても、作業者の安全を確保する上で有効である。

本発明の実施形態に係る手持ち式電動締付ツール及びそれを制御するコントローラを示す説明図である。 上記締付ツールの縦断面説明図である。 （ａ）締付開始位置にある締付ツールを示す図である。（ｂ）締付開始位置に対して所定の振れ角度をなす締付ツールを示す図である。 上記締付ツール及びコントローラの構成を示すブロック図である。 締付け時の反力軽減及び非常停止制御のフローチャートである。 締付け時の時間の経過に伴うトルクの変化をあらわす図である。

符号の説明

１…保持部
２…ヘッド部
３…出力軸
４Ａ，４Ｂ…起動スイッチ
８…バランサウェイト
１０…手持ち式電動締付ツール
１２…モータ回転軸
１９…接続ケーブル
２６…トルクトランスデューサ
２８…角速度センサ
２９…加速度センサ
３０…コントローラ
Ｃ０，Ｃ１…軸

Claims (8)

1. 駆動モータと本体作動時に該モータの駆動力により回転する出力軸とを備えた手持ち式電動工具を制御する制御装置において、
   本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力による作動開始位置からの工具本体の姿勢の変化を検出する姿勢変化検出手段と、
   上記姿勢変化検出手段により取得された検出信号を受けて、上記工具本体の姿勢の変化が所定以上となった場合に、工具の作動を停止する駆動制御手段と、を有していることを特徴とする手持ち式電動工具の制御装置。
2. 上記駆動制御手段は、上記工具本体の姿勢の変化が所定以上となった場合に、工具の作動を停止し、また、上記工具本体の姿勢の変化が所定以下となった場合には、工具を再起動させる停止及び再起動制御を行うことを特徴とする請求項１記載の手持ち式電動工具の制御装置。
3. 上記姿勢変化検出手段は、所定の軸まわりに回転する工具本体の作動開始位置に対する回転角度を検出する角速度センサであり、該角速度センサは、該軸の近傍に軸上から外れて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の手持ち式電動工具の制御装置。
4. 上記停止及び再起動制御による停止期間をタイマ制御するタイマ制御手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の手持ち式電動工具の制御装置。
5. 上記手持ち式電動工具が、ネジ部材締付用の工具であって、締付力を検出する締付力検出センサを備え、上記駆動制御手段は、目標の締付力に達した時点で、上記停止及び再起動制御を終了させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一に記載の手持ち式電動工具の制御装置。
6. 駆動モータと本体作動時に該モータの駆動力により回転する出力軸とを備えた手持ち式電動工具を制御する制御装置において、
   本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力により工具本体が受ける衝撃力を検出する衝撃力検出手段と、
   上記衝撃力検出手段により取得された検出信号を受けて、上記工具本体が受ける衝撃力が所定以上となった場合に、工具の作動を停止する駆動制御手段と、を有していることを特徴とする手持ち式電動工具の制御装置。
7. 上記工具本体が受ける衝撃力が所定以上となった場合に、工具の作動を停止し、また、上記工具本体が受ける衝撃力が所定以下となった場合には、工具を再起動させる停止及び再起動制御を行うことを特徴とする請求項６記載の手持ち式電動工具の制御装置。
8. 上記衝撃力検出手段は、本体作動時に、上記出力軸の回転に伴い生じた反力により上記工具本体が回転する加速度を検出する加速度センサであり、該加速度センサは、上記軸の近傍に軸上から外れて配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の手持ち式電動工具の制御装置。

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