JP2021007999A - Power tool - Google Patents

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Abstract

To provide a power tool capable of detecting the progress situation of work even if the power tool has no torque sensor.SOLUTION: A power tool 1 includes a motor 15, an output shaft, an acquisition part 60, and a detection part (seating detection part 53). The output shaft holds a tip end tool. The output shaft is driven by the motor 15. The acquisition part 60 acquires a value of a torque current supplied to the motor 15. The detection part detects a progress situation of work with the tip end tool on the basis of a torque current acquisition value (current measurement value iq1) as the value of the torque current acquired by the acquisition part 60.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、トルク電流が供給される電動機を備える電動工具に関する。 The present disclosure relates generally to power tools, and more specifically to power tools comprising an electric motor to which torque current is supplied.

特許文献1に記載の電動工具は、モータと、モータの回転動力を減速して出力軸に伝達する動力伝達部と、出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部と、検出した負荷トルクに応じて動力伝達部の減速比を変更する制御部とを備える。制御部は、動力伝達部に対して減速比を大きくする制御を行ってから所定時間内に、ロック条件の閾値に検出した負荷トルクが達すると、モータの駆動を停止させる。制御部は、所定のサンプリング時間毎に電流検出部からの検出信号に基づいてモータに供給される負荷電流を検出し、検出した負荷電流と負荷電流の検出時における動力伝達部の減速段とに基づいて出力軸に加わる負荷トルクを検出する。 The electric tool described in Patent Document 1 includes a motor, a power transmission unit that decelerates the rotational power of the motor and transmits it to the output shaft, a torque detection unit that detects the load torque applied to the output shaft, and the detected load torque. It is provided with a control unit that changes the reduction ratio of the power transmission unit accordingly. The control unit stops driving the motor when the detected load torque reaches the threshold value of the lock condition within a predetermined time after controlling the power transmission unit to increase the reduction ratio. The control unit detects the load current supplied to the motor based on the detection signal from the current detection unit at predetermined sampling times, and sets the detected load current and the deceleration stage of the power transmission unit when the load current is detected. Based on this, the load torque applied to the output shaft is detected.

特開2014−050923号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-050923

特許文献1記載の電動工具は、作業中にモータ(電動機)のロック条件を満たしたか否かを検知するために、トルク検出部(トルクセンサ)を備えている必要があった。 The electric tool described in Patent Document 1 needs to be provided with a torque detection unit (torque sensor) in order to detect whether or not the lock condition of the motor (electric motor) is satisfied during work.

本開示は、電動工具がトルクセンサを備えていなくても作業の進行状況を検知することができる電動工具を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a power tool capable of detecting the progress of work even if the power tool does not have a torque sensor.

本開示の一態様に係る電動工具は、電動機と、出力軸と、取得部と、検知部と、を備える。前記出力軸は、先端工具を保持する。前記出力軸は、前記電動機により駆動される。前記取得部は、前記電動機に供給されるトルク電流の値を取得する。前記検知部は、前記取得部で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値に基づいて、前記先端工具による作業の進行状況を検知する。 The power tool according to one aspect of the present disclosure includes an electric motor, an output shaft, an acquisition unit, and a detection unit. The output shaft holds the tip tool. The output shaft is driven by the electric motor. The acquisition unit acquires the value of the torque current supplied to the electric motor. The detection unit detects the progress of work by the tip tool based on the torque current acquisition value, which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit.

本開示は、電動工具がトルクセンサを備えていなくても作業の進行状況を検知することができるという利点がある。 The present disclosure has an advantage that the progress of work can be detected even if the power tool does not have a torque sensor.

図1は、一実施形態に係る電動工具のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a power tool according to an embodiment. 図2は、同上の電動工具の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of the same power tool. 図3は、同上の電動工具の動作例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an operation example of the same power tool. 図4A〜図4Eは、同上の電動工具により木ねじを木材にねじ込む作業の説明図である。4A to 4E are explanatory views of the work of screwing a wood screw into wood by the same power tool.

以下、実施形態に係る電動工具1について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 Hereinafter, the power tool 1 according to the embodiment will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments are only one of the various embodiments of the present disclosure. The following embodiments can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved. Further, each figure described in the following embodiment is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. ..

(1)概要
本実施形態の電動工具1は、インパクト工具である。電動工具1は、例えば、インパクトドライバ、ハンマドリル、インパクトドリル、インパクトドリルドライバ又はインパクトレンチとして用いられる。本実施形態では、代表例として、電動工具1がねじをねじ締めするためのインパクトドライバとして用いられる場合について説明する。電動工具1は、図1、図2に示すように、電動機15(交流電動機)と、出力軸21と、取得部60と、着座検知部53(検知部)と、を備えている。
(1) Outline The power tool 1 of the present embodiment is an impact tool. The power tool 1 is used as, for example, an impact driver, a hammer drill, an impact drill, an impact drill driver, or an impact wrench. In the present embodiment, as a typical example, a case where the power tool 1 is used as an impact driver for screwing a screw will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the electric tool 1 includes an electric motor 15 (AC motor), an output shaft 21, an acquisition unit 60, and a seating detection unit 53 (detection unit).

出力軸21は、先端工具28を保持する。出力軸21は、電動機15により駆動される。取得部60は、電動機15に供給されるトルク電流の値を取得する。着座検知部53は、取得部60で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値(電流測定値iq1)に基づいて、先端工具28による作業の進行状況を検知する。 The output shaft 21 holds the tip tool 28. The output shaft 21 is driven by the electric motor 15. The acquisition unit 60 acquires the value of the torque current supplied to the electric motor 15. The seating detection unit 53 detects the progress of work by the tip tool 28 based on the torque current acquisition value (current measurement value iq1) which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit 60.

以上により、本実施形態の電動工具1では、電動工具1がトルクセンサを備えていなくても作業の進行状況を検知することができる。 As described above, in the power tool 1 of the present embodiment, the progress of work can be detected even if the power tool 1 does not have a torque sensor.

着座検知部53により検知される作業の進行状況の一例は、作業の完了の状態である。ねじが着座することで作業が完了する。そのため、着座検知部53は、ねじの着座の有無を検知する。 An example of the progress of the work detected by the seating detection unit 53 is the state of completion of the work. The work is completed when the screws are seated. Therefore, the seating detection unit 53 detects whether or not the screw is seated.

ここで言うトルクセンサは、電動機15の動作トルクを測定する。トルクセンサは、例えば、ねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサである。磁歪式歪センサは、電動機15の後述の回転軸16にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた透磁率の変化を、電動機15の非回転部分に設置したコイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を出力する。 The torque sensor referred to here measures the operating torque of the electric motor 15. The torque sensor is, for example, a magnetostrictive strain sensor capable of detecting torsional strain. The magnetostrictive strain sensor detects a change in the magnetostriction according to the strain generated by applying torque to the rotating shaft 16 described later of the electric motor 15 with a coil installed in the non-rotating portion of the electric motor 15, and is proportional to the strain. Outputs a voltage signal.

電動機15は、例えばブラシレスモータである。特に、本実施形態の電動機15は、同期電動機であり、より詳細には、永久磁石同期電動機(PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor))である。電動機15は、永久磁石131を有する回転子13と、コイル141を有する固定子14と、を含んでいる。回転子13は、回転軸16を含む。コイル141と永久磁石131との電磁的相互作用により、回転子13は、固定子14に対して回転する。制御部4は、d軸電流(励磁電流)及びq軸電流(トルク電流)の電流測定値id1、iq1に基づいて、コイル141に供給されるd軸電流とq軸電流とを独立に制御するベクトル制御を行う。 The electric motor 15 is, for example, a brushless motor. In particular, the electric motor 15 of the present embodiment is a synchronous motor, and more specifically, a permanent magnet synchronous motor (PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor)). The electric motor 15 includes a rotor 13 having a permanent magnet 131 and a stator 14 having a coil 141. The rotor 13 includes a rotating shaft 16. Due to the electromagnetic interaction between the coil 141 and the permanent magnet 131, the rotor 13 rotates with respect to the stator 14. The control unit 4 independently controls the d-axis current and the q-axis current supplied to the coil 141 based on the measured values id1 and iq1 of the d-axis current (excitation current) and the q-axis current (torque current). Perform vector control.

電流測定値iq1は、ベクトル制御と、先端工具28による作業の進行状況の検知と、の両方に用いられる。そのため、ベクトル制御のための回路の一部と先端工具28による作業の進行状況の検知のための回路の一部とを共有することができる。これにより、電動工具1に備えられる回路の面積及び寸法の低減、並びに、回路に要するコストの低減を図ることができる。 The current measurement value iq1 is used for both vector control and detection of the progress of work by the tip tool 28. Therefore, a part of the circuit for vector control and a part of the circuit for detecting the progress of work by the tip tool 28 can be shared. As a result, the area and dimensions of the circuit provided in the power tool 1 can be reduced, and the cost required for the circuit can be reduced.

また、電動工具1がトルクセンサを備えている場合に、電動工具1に生じる振動によりトルクセンサの固定が緩む可能性がある。トルクセンサの固定が緩むと、作業の進行状況の検知精度が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態では、ベクトル制御のためにそもそも必要なセンサ(取得部60の後述の電流センサ61、62)とは別にトルクセンサを備えていなくてもよい。そのため、電動工具1が電流センサ61、62とトルクセンサとを共に備えている場合と比較すると、センサ数が少ないため、電動工具1に生じる振動により不具合が発生する可能性を低減できる。また、電動工具1の部材点数の増加を抑制できる。 Further, when the power tool 1 is provided with a torque sensor, the torque sensor may be loosened due to the vibration generated in the power tool 1. If the torque sensor is loosely fixed, the accuracy of detecting the progress of work may decrease. On the other hand, in the present embodiment, the torque sensor may not be provided separately from the sensors (current sensors 61 and 62 described later in the acquisition unit 60) that are originally required for vector control. Therefore, as compared with the case where the power tool 1 includes both the current sensors 61 and 62 and the torque sensor, the number of sensors is small, so that the possibility that a problem occurs due to the vibration generated in the power tool 1 can be reduced. Further, it is possible to suppress an increase in the number of members of the power tool 1.

ただし、電動工具1は、ベクトル制御のための回路と先端工具28による作業の進行状況の検知のための回路とで個別に電流測定値iq1を取得するように構成されていてもよい。 However, the power tool 1 may be configured to individually acquire the current measurement value iq1 by the circuit for vector control and the circuit for detecting the progress of work by the tip tool 28.

(2)電動工具
図2に示すように、電動工具1は、電動機15と、電源32と、駆動伝達部18と、インパクト機構17と、ソケット23と、トリガボリューム29と、制御部4と、モータ回転測定部27と、を備えている。また、電動工具1は、先端工具28を更に備えている。
(2) Power tool As shown in FIG. 2, the power tool 1 includes an electric motor 15, a power supply 32, a drive transmission unit 18, an impact mechanism 17, a socket 23, a trigger volume 29, a control unit 4, and the like. It includes a motor rotation measuring unit 27. Further, the power tool 1 further includes a tip tool 28.

インパクト機構17は、電動機15から動力を得て打撃力を発生させる打撃動作を行う。インパクト機構17は、出力軸21を有している。出力軸21は、電動機15から伝達された駆動力により回転する部分である。ソケット23は、出力軸21に固定されており、先端工具28が着脱自在に取り付けられる部分である。電動工具1は、先端工具28を電動機15の駆動力で駆動する工具である。先端工具28(ビットとも言う)は、例えば、ドライバビット又はドリルビット等である。各種の先端工具28のうち用途に応じた先端工具28が、ソケット23に取り付けられて用いられる。なお、出力軸21に直接に先端工具28が装着されてもよい。 The impact mechanism 17 receives power from the electric motor 15 to generate a striking force. The impact mechanism 17 has an output shaft 21. The output shaft 21 is a portion that rotates by a driving force transmitted from the electric motor 15. The socket 23 is fixed to the output shaft 21 and is a portion to which the tip tool 28 can be detachably attached. The electric tool 1 is a tool that drives the tip tool 28 with the driving force of the electric motor 15. The tip tool 28 (also referred to as a bit) is, for example, a driver bit, a drill bit, or the like. Of the various tip tools 28, the tip tool 28 according to the application is attached to the socket 23 and used. The tip tool 28 may be directly attached to the output shaft 21.

本実施形態の先端工具28は、ねじを締めるためのドライバビットである。すなわち、インパクト機構17の出力軸21は、ねじを締めるためのドライバビットを保持し、電動機15から動力を得て回転する。ねじの種類は特に限定されず、例えば、ボルト、ビス又はナットであってよい。図2には、ねじとしての木ねじ30を図示している。木ねじ30は、頭部301と、円筒部302と、ねじ部303と、を有している。円筒部302の両端に、頭部301とねじ部303とがつながっている。頭部301には、先端工具28に適合するねじ穴(例えば、十字穴)が形成されている。ねじ部303には、ねじ山が形成されている。 The tip tool 28 of this embodiment is a screwdriver bit for tightening a screw. That is, the output shaft 21 of the impact mechanism 17 holds a driver bit for tightening the screw, and receives power from the electric motor 15 to rotate. The type of screw is not particularly limited and may be, for example, a bolt, a screw or a nut. FIG. 2 illustrates a wood screw 30 as a screw. The wood screw 30 has a head 301, a cylindrical portion 302, and a threaded portion 303. The head 301 and the screw portion 303 are connected to both ends of the cylindrical portion 302. The head 301 is formed with a screw hole (for example, a cross hole) suitable for the tip tool 28. A thread is formed in the threaded portion 303.

先端工具28が木ねじ30の頭部301のねじ穴に挿入された状態で、先端工具28は、電動機15に駆動されて回転し、木ねじ30を回転させる。木ねじ30は、ねじ締め対象の部材(例えば木材700(図4A参照))に穴とねじ溝とを形成しながら、ねじ締め対象の部材に埋め込まれる。円筒部302の全体がねじ締め対象の部材に埋め込まれると、頭部301がねじ締め対象の部材に接する、言い換えると、木ねじ30がねじ締め対象の部材に着座する(図4C参照)。 With the tip tool 28 inserted into the screw hole of the head 301 of the wood screw 30, the tip tool 28 is driven by the electric motor 15 to rotate and rotate the wood screw 30. The wood screw 30 is embedded in the member to be screwed while forming a hole and a screw groove in the member to be screwed (for example, wood 700 (see FIG. 4A)). When the entire cylindrical portion 302 is embedded in the member to be screwed, the head 301 comes into contact with the member to be screwed, in other words, the wood screw 30 is seated on the member to be screwed (see FIG. 4C).

電動機15は、先端工具28を駆動する駆動源である。電動機15は、回転動力を出力する回転軸16を有している。電源32は、電動機15を駆動する電流を供給する。電源32は、例えば、1又は複数の2次電池を含む。駆動伝達部18は、電動機15の回転動力を調整して所望のトルクを出力する。駆動伝達部18は、出力部である駆動軸22を備えている。 The electric motor 15 is a drive source for driving the tip tool 28. The electric motor 15 has a rotating shaft 16 that outputs rotational power. The power supply 32 supplies an electric current for driving the electric motor 15. The power supply 32 includes, for example, one or more secondary batteries. The drive transmission unit 18 adjusts the rotational power of the electric motor 15 to output a desired torque. The drive transmission unit 18 includes a drive shaft 22 which is an output unit.

駆動伝達部18の駆動軸22は、インパクト機構17に接続されている。インパクト機構17は、駆動伝達部18を介して受け取った電動機15の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生する。インパクト機構17は、ハンマ19と、アンビル20と、出力軸21と、ばね24と、を備えている。ハンマ19は、駆動伝達部18の駆動軸22にカム機構を介して取り付けられている。アンビル20はハンマ19に結合されており、ハンマ19と一体に回転する。ばね24は、ハンマ19をアンビル20側に押している。アンビル20は、出力軸21と一体に形成されている。なお、アンビル20は、出力軸21とは別体に形成されて出力軸21に固定されていてもよい。 The drive shaft 22 of the drive transmission unit 18 is connected to the impact mechanism 17. The impact mechanism 17 converts the rotational power of the electric motor 15 received via the drive transmission unit 18 into pulsed torque to generate an impact force. The impact mechanism 17 includes a hammer 19, an anvil 20, an output shaft 21, and a spring 24. The hammer 19 is attached to the drive shaft 22 of the drive transmission unit 18 via a cam mechanism. The anvil 20 is coupled to the hammer 19 and rotates integrally with the hammer 19. The spring 24 pushes the hammer 19 toward the anvil 20. The anvil 20 is integrally formed with the output shaft 21. The anvil 20 may be formed separately from the output shaft 21 and fixed to the output shaft 21.

出力軸21に所定の大きさ以上の負荷(トルク)がかかっていないときには、カム機構により連結された駆動軸22とハンマ19とが一体に回転し、さらにハンマ19とアンビル20とが一体に回転するので、アンビル20と一体に形成された出力軸21が回転する。一方で、出力軸21に所定の大きさ以上の負荷がかかった時には、ハンマ19がカム機構による規制を受けながらばね24に抗して後退する(つまり、アンビル20から離れる)。ハンマ19の後退によりハンマ19とアンビル20との結合が外れた時点で、ハンマ19は回転しながら前進してアンビル20に回転方向の打撃力を与え、出力軸21を回転させる。インパクト機構17の打撃動作では、ハンマ19がアンビル20に回転方向の打撃力を与える動作が繰り返される。インパクト機構17の動作が正常な場合には、ハンマ19が前進と後退とを1回ずつ行う間に、打撃動作が1回行われる。 When a load (torque) larger than a predetermined size is not applied to the output shaft 21, the drive shaft 22 and the hammer 19 connected by the cam mechanism rotate integrally, and the hammer 19 and the anvil 20 rotate integrally. Therefore, the output shaft 21 integrally formed with the anvil 20 rotates. On the other hand, when a load of a predetermined size or more is applied to the output shaft 21, the hammer 19 retracts against the spring 24 (that is, separates from the anvil 20) while being regulated by the cam mechanism. When the connection between the hammer 19 and the anvil 20 is broken due to the retreat of the hammer 19, the hammer 19 advances while rotating and gives a striking force in the rotational direction to the anvil 20 to rotate the output shaft 21. In the striking operation of the impact mechanism 17, the hammer 19 repeatedly applies a striking force in the rotational direction to the anvil 20. When the operation of the impact mechanism 17 is normal, the striking operation is performed once while the hammer 19 performs the forward movement and the backward movement once.

トリガボリューム29は、電動機15の回転を制御するための操作を受け付ける操作部である。トリガボリューム29を引く操作により、電動機15のオンオフを切替可能である。また、トリガボリューム29を引く操作の引込み量で、出力軸21の回転速度、つまり電動機15の回転速度を調整可能である。上記引込み量が大きいほど、電動機15の回転速度が速くなる。制御部4は、トリガボリューム29を引く操作の引込み量に応じて、電動機15を回転又は停止させ、また、電動機15の回転速度を制御する。この電動工具1では、先端工具28がソケット23に取り付けられる。そして、トリガボリューム29への操作によって電動機15の回転速度が制御されることで、先端工具28の回転速度が制御される。 The trigger volume 29 is an operation unit that receives an operation for controlling the rotation of the electric motor 15. The on / off of the electric motor 15 can be switched by pulling the trigger volume 29. Further, the rotation speed of the output shaft 21, that is, the rotation speed of the electric motor 15 can be adjusted by the pull-in amount of the operation of pulling the trigger volume 29. The larger the pull-in amount, the faster the rotation speed of the electric motor 15. The control unit 4 rotates or stops the electric motor 15 according to the pull-in amount of the operation of pulling the trigger volume 29, and also controls the rotation speed of the electric motor 15. In the power tool 1, the tip tool 28 is attached to the socket 23. Then, the rotation speed of the tip tool 28 is controlled by controlling the rotation speed of the electric motor 15 by operating the trigger volume 29.

なお、本実施形態の電動工具1はソケット23を備えることで、先端工具28を用途に応じて交換可能であるが、先端工具28が交換可能であることは必須ではない。例えば、電動工具1は、特定の先端工具28のみ用いることができる電動工具であってもよい。 The power tool 1 of the present embodiment is provided with the socket 23 so that the tip tool 28 can be replaced according to the application, but it is not essential that the tip tool 28 can be replaced. For example, the power tool 1 may be a power tool that can be used only by a specific tip tool 28.

モータ回転測定部27は、電動機15の回転角を測定する。モータ回転測定部27としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。 The motor rotation measuring unit 27 measures the rotation angle of the electric motor 15. As the motor rotation measuring unit 27, for example, a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be adopted.

電動工具1は、インバータ回路部51(図1参照)を備えている。インバータ回路部51は、電動機15に電流を供給する。制御部4は、インバータ回路部51と共に用いられ、フィードバック制御により電動機15の動作を制御する。 The power tool 1 includes an inverter circuit section 51 (see FIG. 1). The inverter circuit unit 51 supplies a current to the electric motor 15. The control unit 4 is used together with the inverter circuit unit 51, and controls the operation of the electric motor 15 by feedback control.

(3)制御部
制御部4は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部4の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
(3) Control unit The control unit 4 includes a computer system having one or more processors and memories. When the processor of the computer system executes the program recorded in the memory of the computer system, at least a part of the functions of the control unit 4 are realized. The program may be recorded in a memory, provided through a telecommunication line such as the Internet, or may be recorded and provided on a non-temporary recording medium such as a memory card.

制御部4は、インパクト機構17の打撃動作の有無を検知する打撃検知部49を有している。制御部4の制御は、ベクトル制御による弱め磁束制御を含む。弱め磁束制御では、制御部4は、インバータ回路部51から電動機15のコイル141に弱め磁束電流(マイナスの励磁電流)を流させる。弱め磁束電流は、永久磁石131の磁束を弱める磁束(弱め磁束)をコイル141に発生させる。これにより、電動機15の回転数(回転軸16の回転数)が増加する。 The control unit 4 has a impact detection unit 49 that detects the presence or absence of a impact operation of the impact mechanism 17. The control of the control unit 4 includes a weakening magnetic flux control by vector control. In the weakened magnetic flux control, the control unit 4 causes the weakened magnetic flux current (minus exciting current) to flow from the inverter circuit unit 51 to the coil 141 of the electric motor 15. The weakening magnetic flux current generates a magnetic flux (weakening magnetic flux) that weakens the magnetic flux of the permanent magnet 131 in the coil 141. As a result, the rotation speed of the electric motor 15 (the rotation speed of the rotation shaft 16) increases.

「永久磁石131の磁束を弱める磁束をコイル141に発生させる」とは、言い換えると、コイル141で発生する磁束により、永久磁石131の周囲の磁束密度を弱めることである。 "Generating a magnetic flux in the coil 141 that weakens the magnetic flux of the permanent magnet 131" is, in other words, weakening the magnetic flux density around the permanent magnet 131 by the magnetic flux generated in the coil 141.

また、制御部4の制御は、通常制御を含む。通常制御では、制御部4は、インバータ回路部51からコイル141に弱め磁束電流を流させない。つまり、通常制御においてコイル141に流れる電流は、トルク電流(q軸電流)のみとなる。 Further, the control of the control unit 4 includes a normal control. In normal control, the control unit 4 weakens the coil 141 from the inverter circuit unit 51 so that the magnetic flux current does not flow. That is, in normal control, the current flowing through the coil 141 is only the torque current (q-axis current).

通常制御は、励磁電流の指令値cid1を0にし、励磁電流の電流測定値id1がこの指令値cid1に収束するように行う制御と言える。弱め磁束制御は、励磁電流の指令値cid1を0より小さくし、電流測定値id1がこの指令値cid1に収束するように行う制御と言える。励磁電流の指令値cid1が0より小さくなると、電動機15にマイナスの励磁電流が流れ、弱め磁束により、永久磁石131の磁束が弱まる。 It can be said that the normal control is performed so that the command value id1 of the exciting current is set to 0 and the current measured value id1 of the exciting current converges to this command value id1. It can be said that the weakening magnetic flux control is a control performed so that the command value id1 of the exciting current is made smaller than 0 and the current measurement value id1 converges to this command value id1. When the command value cid1 of the exciting current becomes smaller than 0, a negative exciting current flows through the electric motor 15, and the magnetic flux of the permanent magnet 131 is weakened by the weakening magnetic flux.

また、制御部4は、着座検知部53の検知結果に基づいて電動機15の動作を制御する。より詳細には、制御部4は、着座検知部53がねじの着座を検知すると、電動機15を停止させる。これにより、ねじの締め過ぎを抑制できる。 Further, the control unit 4 controls the operation of the electric motor 15 based on the detection result of the seating detection unit 53. More specifically, the control unit 4 stops the electric motor 15 when the seating detection unit 53 detects the seating of the screw. As a result, overtightening of the screws can be suppressed.

図1に示すように、制御部4は、指令値生成部41と、速度制御部42と、電流制御部43と、第1の座標変換器44と、第2の座標変換器45と、磁束制御部46と、推定部47と、脱調検出部48と、打撃検知部49と、着座検知部53と、を有している。また、電動工具1は、複数(図1では2つ)の電流センサ61、62を備えている。 As shown in FIG. 1, the control unit 4 includes a command value generation unit 41, a speed control unit 42, a current control unit 43, a first coordinate converter 44, a second coordinate converter 45, and a magnetic flux. It has a control unit 46, an estimation unit 47, a step-out detection unit 48, a impact detection unit 49, and a seating detection unit 53. Further, the power tool 1 includes a plurality of current sensors 61 and 62 (two in FIG. 1).

複数の電流センサ61、62はそれぞれ、例えば、ホール素子電流センサ又はシャント抵抗素子を含んでいる。複数の電流センサ61、62は、電源32からインバータ回路部51を介して電動機15に供給される電流を測定する。ここで、電動機15には、3相電流(U相電流、V相電流及びW相電流)が供給されており、複数の電流センサ61、62は、少なくとも2相の電流を測定する。図1では、電流センサ61がU相電流を測定して電流測定値i1を出力し、電流センサ62がV相電流を測定して電流測定値i1を出力する。 Each of the plurality of current sensors 61 and 62 includes, for example, a Hall element current sensor or a shunt resistance element. The plurality of current sensors 61 and 62 measure the current supplied from the power supply 32 to the electric motor 15 via the inverter circuit unit 51. Here, a three-phase current (U-phase current, V-phase current, and W-phase current) is supplied to the electric motor 15, and the plurality of current sensors 61 and 62 measure at least two-phase currents. In FIG. 1, the current sensor 61 measures the U-phase current and outputs the measured current value i u 1, and the current sensor 62 measures the V-phase current and outputs the measured current value i v 1.

推定部47は、モータ回転測定部27で測定された電動機15の回転角θ1を時間微分して、電動機15の角速度ω1(回転軸16の角速度)を算出する。 The estimation unit 47 time-differentiates the rotation angle θ1 of the electric motor 15 measured by the motor rotation measurement unit 27 to calculate the angular velocity ω1 of the electric motor 15 (angular velocity of the rotation shaft 16).

取得部60は、2つの電流センサ61、62と、第2の座標変換器45と、を有している。取得部60は、電動機15に供給されるd軸電流及びq軸電流を取得する。すなわち、2つの電流センサ61、62で測定された2相の電流が第2の座標変換器45で変換されることで、d軸電流の電流測定値id1及びq軸電流の電流測定値iq1が算出される。 The acquisition unit 60 has two current sensors 61 and 62 and a second coordinate converter 45. The acquisition unit 60 acquires the d-axis current and the q-axis current supplied to the electric motor 15. That is, the two-phase currents measured by the two current sensors 61 and 62 are converted by the second coordinate converter 45, so that the current measurement value id1 of the d-axis current and the current measurement value iq1 of the q-axis current are obtained. It is calculated.

第2の座標変換器45は、複数の電流センサ61、62で測定された電流測定値i1、i1を、モータ回転測定部27で測定された電動機15の回転角θ1に基づいて座標変換し、電流測定値id1、iq1を算出する。すなわち、第2の座標変換器45は、3相電流に対応する電流測定値i1、i1を、磁界成分(d軸電流)に対応する電流測定値id1と、トルク成分(q軸電流)に対応する電流測定値iq1とに変換する。 The second coordinate converter 45 uses the current measured values i u 1 and i v 1 measured by the plurality of current sensors 61 and 62 based on the rotation angle θ1 of the electric motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27. The coordinates are converted and the current measurement values id1 and iq1 are calculated. That is, the second coordinate converter 45, a current measurement value i u 1, i v 1 corresponding to the three-phase current, a current measurement value id1 corresponding to the magnetic field component (d-axis current), the torque component (q-axis It is converted to the current measured value iq1 corresponding to the current).

指令値生成部41は、電動機15の角速度の指令値cω1を生成する。指令値生成部41は、例えば、トリガボリューム29(図2参照)を引く操作の引込み量に応じた指令値cω1を生成する。すなわち、指令値生成部41は、上記引込み量が大きいほど、角速度の指令値cω1を大きくする。 The command value generation unit 41 generates the command value cω1 of the angular velocity of the electric motor 15. The command value generation unit 41 generates, for example, the command value cω1 according to the pull-in amount of the operation of pulling the trigger volume 29 (see FIG. 2). That is, the command value generation unit 41 increases the command value cω1 of the angular velocity as the pull-in amount increases.

速度制御部42は、指令値生成部41で生成された指令値cω1と推定部47で算出された角速度ω1との差分に基づいて、指令値ciq1を生成する。指令値ciq1は、電動機15のトルク電流(q軸電流)の大きさを指定する指令値である。速度制御部42は、指令値cω1と角速度ω1との差分を小さくするように指令値ciq1を決定する。 The speed control unit 42 generates the command value ciq1 based on the difference between the command value cω1 generated by the command value generation unit 41 and the angular velocity ω1 calculated by the estimation unit 47. The command value ciq1 is a command value that specifies the magnitude of the torque current (q-axis current) of the electric motor 15. The speed control unit 42 determines the command value ciq1 so as to reduce the difference between the command value cω1 and the angular velocity ω1.

磁束制御部46は、推定部47で算出された角速度ω1と、電流制御部43で生成される指令値cvq1(後述する)と、電流測定値iq1(q軸電流)と、打撃検知部49の検知結果とに基づいて、指令値cid1を生成する。指令値cid1は、電動機15の励磁電流(d軸電流)の大きさを指定する指令値である。制御部4の制御が通常制御の場合は、磁束制御部46で生成される指令値cid1は、励磁電流の大きさを0にするための指令値となる。制御部4の制御が弱め磁束制御の場合は、磁束制御部46は、指令値cid1を0より小さい値にする。 The magnetic flux control unit 46 includes the angular velocity ω1 calculated by the estimation unit 47, the command value cvq1 (described later) generated by the current control unit 43, the current measurement value iq1 (q-axis current), and the impact detection unit 49. The command value id1 is generated based on the detection result. The command value cid1 is a command value that specifies the magnitude of the exciting current (d-axis current) of the electric motor 15. When the control of the control unit 4 is normal control, the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46 is a command value for setting the magnitude of the exciting current to 0. When the control of the control unit 4 is weakened and the magnetic flux control is performed, the magnetic flux control unit 46 sets the command value cid1 to a value smaller than 0.

電流制御部43は、磁束制御部46で生成された指令値cid1と第2の座標変換器45で算出された電流測定値id1との差分に基づいて、指令値cvd1を生成する。指令値cvd1は、電動機15のd軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部43は、指令値cid1と電流測定値id1との差分を小さくするように指令値cvd1を決定する。 The current control unit 43 generates the command value cvd1 based on the difference between the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46 and the current measurement value id1 calculated by the second coordinate converter 45. The command value cvd1 is a command value that specifies the magnitude of the d-axis voltage of the electric motor 15. The current control unit 43 determines the command value cvd1 so as to reduce the difference between the command value cid1 and the current measurement value id1.

また、電流制御部43は、速度制御部42で生成された指令値ciq1と第2の座標変換器45で算出された電流測定値iq1との差分に基づいて、指令値cvq1を生成する。指令値cvq1は、電動機15のq軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部43は、指令値ciq1と電流測定値iq1との差分を小さくするように指令値cvq1を生成する。 Further, the current control unit 43 generates the command value cvq1 based on the difference between the command value iq1 generated by the speed control unit 42 and the current measurement value iq1 calculated by the second coordinate converter 45. The command value cvq1 is a command value that specifies the magnitude of the q-axis voltage of the electric motor 15. The current control unit 43 generates the command value cvq1 so as to reduce the difference between the command value xiq1 and the current measurement value iq1.

第1の座標変換器44は、指令値cvd1、cvq1を、モータ回転測定部27で測定された電動機15の回転角θ1に基づいて座標変換し、指令値cv1、cv1、cv1を算出する。すなわち、第1の座標変換器44は、磁界成分(d軸電圧)に対応する指令値cvd1と、トルク成分(q軸電圧)に対応する指令値cvq1とを、3相電圧に対応する指令値cv1、cv1、cv1に変換する。指令値cv1はU相電圧に、指令値cv1はV相電圧に、指令値cv1はW相電圧に対応する。 The first coordinate converter 44 converts the command values cvd1 and cvq1 into coordinates based on the rotation angle θ1 of the electric motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27, and the command values cv u 1, cv v 1, and cv w. 1 is calculated. That is, the first coordinate converter 44 sets the command value cvd1 corresponding to the magnetic field component (d-axis voltage) and the command value cvq1 corresponding to the torque component (q-axis voltage) to the command value corresponding to the three-phase voltage. Convert to cv u 1, cv v 1, cv w 1. The command value cv u 1 corresponds to the U-phase voltage, the command value cv v 1 corresponds to the V-phase voltage, and the command value cv w 1 corresponds to the W-phase voltage.

インバータ回路部51は、指令値cv1、cv1、cv1に応じた3相電圧を電動機15に供給する。制御部4は、インバータ回路部51をPWM(Pulse Width Modulation)制御することにより、電動機15に供給される電力を制御する。 The inverter circuit unit 51 supplies the electric motor 15 with a three-phase voltage according to the command values cv u 1, cv v 1, and cv w 1. The control unit 4 controls the electric power supplied to the electric motor 15 by controlling the inverter circuit unit 51 by PWM (Pulse Width Modulation).

電動機15は、インバータ回路部51から供給された電力(3相電圧)により駆動され、回転動力を発生させる。 The electric motor 15 is driven by electric power (three-phase voltage) supplied from the inverter circuit unit 51 to generate rotational power.

この結果、制御部4は、電動機15のコイル141に流れる励磁電流が、磁束制御部46で生成された指令値cid1に対応した大きさとなるように励磁電流を制御する。また、制御部4は、電動機15の角速度が、指令値生成部41で生成された指令値cω1に対応した角速度となるように電動機15の角速度を制御する。 As a result, the control unit 4 controls the exciting current so that the exciting current flowing through the coil 141 of the electric motor 15 has a magnitude corresponding to the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46. Further, the control unit 4 controls the angular velocity of the electric motor 15 so that the angular velocity of the electric motor 15 becomes the angular velocity corresponding to the command value cω1 generated by the command value generation unit 41.

脱調検出部48は、第2の座標変換器45から取得した電流測定値id1、iq1と、電流制御部43から取得した指令値cvd1、cvq1と、に基づいて、電動機15の脱調を検出する。脱調が検出された場合は、脱調検出部48は、インバータ回路部51に停止信号cs1を送信して、インバータ回路部51から電動機15への電力供給を停止させる。 The step-out detection unit 48 detects the step-out of the electric motor 15 based on the current measurement values id1 and iq1 acquired from the second coordinate converter 45 and the command values cvd1 and cvq1 acquired from the current control unit 43. To do. When step-out is detected, the step-out detection unit 48 transmits a stop signal cs1 to the inverter circuit unit 51 to stop the power supply from the inverter circuit unit 51 to the electric motor 15.

打撃検知部49は、インパクト機構17の打撃動作の有無を検知する。より詳細には、打撃検知部49は、コイル141に供給されるトルク電流及び励磁電流のうち少なくとも一方に基づいて、インパクト機構17の打撃動作の有無を検知する。 The impact detection unit 49 detects the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17. More specifically, the impact detection unit 49 detects the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 based on at least one of the torque current and the exciting current supplied to the coil 141.

打撃検知部49は、例えば、d軸電流の電流測定値id1の交流成分の振幅とq軸電流の電流測定値iq1の交流成分の振幅とのうち少なくとも一方が、対応する閾値よりも大きい場合に、打撃動作が行われていることを検知する。この場合に、打撃検知部49は、インパクト機構17が打撃動作をしているという検知結果(打撃検知信号b1)を出力する。 The impact detection unit 49 is, for example, when at least one of the amplitude of the AC component of the current measurement value id1 of the d-axis current and the amplitude of the AC component of the current measurement value iq1 of the q-axis current is larger than the corresponding threshold value. , Detects that a striking motion is being performed. In this case, the impact detection unit 49 outputs a detection result (impact detection signal b1) that the impact mechanism 17 is performing a striking operation.

(4)着座検知部
先端工具28により、ねじがねじ締めされる。着座検知部53は、ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する。より詳細には、着座検知部53は、トルク電流取得値(電流測定値iq1)が増加した後、トルク電流取得値(電流測定値iq1)の変化量が所定量以下になることをもって、ねじがねじ締め対象の部材に着座したことを検知する。ねじ締め対象の部材は、例えば、木材700(図4A参照)である。
(4) Seating detector The screw is tightened by the tip tool 28. The seating detection unit 53 detects whether or not the screw is seated on the member to be screwed. More specifically, in the seating detection unit 53, after the torque current acquisition value (current measurement value iq1) increases, the change amount of the torque current acquisition value (current measurement value iq1) becomes equal to or less than a predetermined amount, so that the screw is screwed. Detects that the member to be screwed is seated. The member to be screwed is, for example, wood 700 (see FIG. 4A).

ここで、着座検知部53は、電流測定値iq1を平滑化し、平滑化後の電流測定値iq1に基づいて着座を検知する。図3では、時点T3〜T6において、平滑化後の電流測定値iq1を破線L1で図示している。平滑化後の電流測定値iq1は、時点T4〜T5において増加した後、時点T5〜T6において、その変化量が所定量以下となる。これをもって、着座検知部53はねじの着座を検知する。より具体的には、着座検知部53は、平滑化後の電流測定値iq1が所定時間(例えば、100ミリ秒)に所定量(例えば、10%)以上増加した後、その変化量がある範囲内(例えば、変化量の絶対値が電流測定値iq1の5%以下)の状態がある時間(例えば、100ミリ秒)継続することをもって、ねじの着座を検知する。 Here, the seating detection unit 53 smoothes the current measurement value iq1 and detects seating based on the smoothed current measurement value iq1. In FIG. 3, at time points T3 to T6, the smoothed current measured value iq1 is illustrated by a broken line L1. The measured current value iq1 after smoothing increases at time points T4 to T5, and then the amount of change becomes a predetermined amount or less at time points T5 to T6. With this, the seating detection unit 53 detects the seating of the screw. More specifically, in the seating detection unit 53, after the smoothed current measurement value iq1 increases by a predetermined amount (for example, 10%) or more in a predetermined time (for example, 100 milliseconds), the change amount is in a certain range. The seating of the screw is detected by continuing the state (for example, the absolute value of the amount of change is 5% or less of the measured current value iq1) for a certain period of time (for example, 100 milliseconds).

図4A〜図4Eは、電動工具1により木ねじ30をねじ締め対象の部材(ここでは、木材700)にねじ込む際の木ねじ30の位置を時系列順に示した図である。図4Aは図3の時点T1に対応する。図4Bは時点T3に、図4Cは時点T4に、図4Dは時点T5に、図4Eは時点T6に対応する。 4A to 4E are views showing the positions of the wood screws 30 when the wood screws 30 are screwed into the member to be screwed (here, wood 700) by the power tool 1 in chronological order. FIG. 4A corresponds to time point T1 in FIG. 4B corresponds to time point T3, FIG. 4C corresponds to time point T4, FIG. 4D corresponds to time point T5, and FIG. 4E corresponds to time point T6.

図4Aは、木ねじ30が木材700に穴をあける前の状態を示す。図4Bは、木ねじ30が木材700に穴をあけて木ねじ30の一部が木材700に埋め込まれた状態を示す。 FIG. 4A shows a state before the wood screw 30 makes a hole in the wood 700. FIG. 4B shows a state in which the wood screw 30 has a hole in the wood 700 and a part of the wood screw 30 is embedded in the wood 700.

図4Cは、木ねじ30の頭部301が木材700に接した状態を示す。言い換えると、図4Cにおいて木ねじ30が木材700に着座している。図4Dは、木ねじ30の頭部301が木材700に埋め込まれ、頭部301の先端と木材700の座面701(表面)とが略面一である状態を示す。図4Eは、木ねじ30が木材700に更に埋め込まれ、頭部301の先端が木材700の座面701よりも奥に位置している状態を示す。 FIG. 4C shows a state in which the head 301 of the wood screw 30 is in contact with the wood 700. In other words, in FIG. 4C, the wood screw 30 is seated on the wood 700. FIG. 4D shows a state in which the head 301 of the wood screw 30 is embedded in the wood 700, and the tip of the head 301 and the seat surface 701 (surface) of the wood 700 are substantially flush with each other. FIG. 4E shows a state in which the wood screw 30 is further embedded in the wood 700 and the tip of the head 301 is located behind the seat surface 701 of the wood 700.

着座を検知するとは、着座した直後の図4Cの状態を検知することと、図4Cよりも後の状態(例えば、図4D又は図4Eの状態)を検知することと、のうち少なくとも一方を行うことを言う。 To detect sitting is to detect at least one of the state of FIG. 4C immediately after sitting and the state after FIG. 4C (for example, the state of FIG. 4D or FIG. 4E). Say that.

制御部4は、ねじがねじ締め対象の部材に着座したことを着座検知部53が検知すると、電動機15の動作を停止させる(時点T6参照)。 When the seating detection unit 53 detects that the screw has been seated on the member to be screwed, the control unit 4 stops the operation of the electric motor 15 (see time point T6).

(5)動作例
次に、電動工具1の動作例について、図3、図4A〜図4Eを参照して説明する。図3において、「電池電圧」は、電源32の電池電圧を指し、「電池電流」は、電源32の電池電流を指す。図3では図示していないが、図3の動作例では、励磁電流の指令値cid1は常に0である。つまり、図3の動作例では、制御部4は、常に通常モードにて動作する。
(5) Operation Example Next, an operation example of the power tool 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4E. In FIG. 3, the "battery voltage" refers to the battery voltage of the power source 32, and the "battery current" refers to the battery current of the power source 32. Although not shown in FIG. 3, in the operation example of FIG. 3, the command value cid1 of the exciting current is always 0. That is, in the operation example of FIG. 3, the control unit 4 always operates in the normal mode.

まず、ユーザが先端工具28を木ねじ30に差し込み、木ねじ30の先端をねじ締め対象の部材(ここでは、木材700)に当てる(図4A参照)。時点T1においてユーザが電動工具1のトリガボリューム29を引く操作をすることで、電動機15が回転を開始する。その後、トリガボリューム29に対する引込み量に応じて、角速度ω1は徐々に変化する。時点T2付近において、トリガボリューム29に対する引込み量は最大にされる。そのため、角速度ω1の指令値cω1が上限値R1まで徐々に増加し、これに応じて角速度ω1が徐々に増加する。また、出力軸21にかかっているトルクが増加することにより、時点T3において、インパクト機構17が打撃動作を開始する(図4B参照)。 First, the user inserts the tip tool 28 into the wood screw 30 and puts the tip of the wood screw 30 against the member to be screwed (here, wood 700) (see FIG. 4A). When the user pulls the trigger volume 29 of the electric tool 1 at the time point T1, the electric motor 15 starts rotating. After that, the angular velocity ω1 gradually changes according to the amount of attraction to the trigger volume 29. In the vicinity of the time point T2, the pull-in amount with respect to the trigger volume 29 is maximized. Therefore, the command value cω1 of the angular velocity ω1 gradually increases to the upper limit value R1, and the angular velocity ω1 gradually increases accordingly. Further, as the torque applied to the output shaft 21 increases, the impact mechanism 17 starts the striking operation at the time point T3 (see FIG. 4B).

その後、時点T4に(図4C参照)、木ねじ30の頭部301が木材700に接する(着座する)。時点T4以降に、木ねじ30の頭部301が木材700に埋め込まれる。時点T6において、着座検知部53が木ねじ30の着座を検知する。着座検知部53が着座を検知すると、制御部4は、電動機15の動作を停止させる。すなわち、制御部4は、電動機15の角速度ω1の指令値cω1を0にする。これにより、電動機15の角速度ω1は0となる。 Then, at time point T4 (see FIG. 4C), the head 301 of the wood screw 30 comes into contact with (seats) the wood 700. After the time point T4, the head 301 of the wood screw 30 is embedded in the wood 700. At the time point T6, the seating detection unit 53 detects the seating of the wood screw 30. When the seating detection unit 53 detects the seating, the control unit 4 stops the operation of the electric motor 15. That is, the control unit 4 sets the command value cω1 of the angular velocity ω1 of the electric motor 15 to 0. As a result, the angular velocity ω1 of the electric motor 15 becomes 0.

(実施形態の変形例)
以下、実施形態の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Modified example of embodiment)
Hereinafter, modifications of the embodiment are listed. The following modifications may be realized in appropriate combinations.

着座検知部53は、トルク電流取得値(電流測定値iq1)の増加速度及び増加後の大きさのうち少なくとも一方に基づいて、ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知してもよい。例えば、着座検知部53は、電流測定値iq1を平滑化し、平滑化後の電流測定値iq1に基づいて着座を検知してもよい。着座検知部53は、平滑化後の電流測定値iq1が所定時間(例えば、100ミリ秒)に所定量(例えば、10%)以上増加した後、平滑化後の電流測定値iq1がある範囲内の状態(例えば、所定の閾値より大きい状態)がある時間(例えば、100ミリ秒)継続することをもって、ねじの着座を検知してもよい。 The seating detection unit 53 detects whether or not the screw is seated on the member to be screwed based on at least one of the increasing speed and the increased magnitude of the torque current acquisition value (current measured value iq1). May be good. For example, the seating detection unit 53 may smooth the current measurement value iq1 and detect seating based on the smoothed current measurement value iq1. In the seating detection unit 53, after the smoothed current measured value iq1 increases by a predetermined amount (for example, 10%) or more in a predetermined time (for example, 100 milliseconds), the smoothed current measured value iq1 is within a certain range. The seating of the screw may be detected by continuing the state (for example, a state larger than a predetermined threshold value) for a certain period of time (for example, 100 milliseconds).

着座検知部53は、打撃検知部49がインパクト機構17の打撃動作を検知してから、所定のマスク期間が経過した後に、着座の有無の検知を開始してもよい。 The seating detection unit 53 may start detecting the presence or absence of seating after a predetermined mask period has elapsed after the impact detection unit 49 detects the impact operation of the impact mechanism 17.

取得部60は、トルク電流取得値としての電流測定値iq1を取得する構成に限定されない。取得部60は、トルク電流取得値としてのトルク電流の指令値ciq1を取得する構成であってもよい。この場合、取得部60は、少なくとも速度制御部42を含む。 The acquisition unit 60 is not limited to the configuration for acquiring the current measurement value iq1 as the torque current acquisition value. The acquisition unit 60 may be configured to acquire the command value ciq1 of the torque current as the torque current acquisition value. In this case, the acquisition unit 60 includes at least the speed control unit 42.

また、取得部60は、取得部60自身により電流測定値iq1を算出することで、電流測定値iq1を取得する構成に限定されない。取得部60は、取得部60以外の構成から電流測定値iq1を取得してもよい。 Further, the acquisition unit 60 is not limited to the configuration in which the current measurement value iq1 is acquired by calculating the current measurement value iq1 by the acquisition unit 60 itself. The acquisition unit 60 may acquire the current measurement value iq1 from a configuration other than the acquisition unit 60.

電動工具1は、インパクト工具に限らず、インパクト機構17を備えていない電動工具に適用されてもよい。電動工具1の構成は、例えば、インパクト工具に代えて、電動のドライバ、ドリル、ドリルドライバ、フライス、グラインダ、クリーナ、ジグソー又はホールソーに適用されてもよい。 The power tool 1 is not limited to the impact tool, and may be applied to a power tool that does not have the impact mechanism 17. The configuration of the power tool 1 may be applied to, for example, an electric driver, a drill, a drill driver, a milling cutter, a grinder, a cleaner, a jigsaw or a hole saw instead of the impact tool.

先端工具28を用いた特定の作業時には、電流測定値iq1が増加し、その後、作業が完了した場合(例えば、ねじが着座した場合)、及び、不具合の発生時等には、電流測定値iq1の増加速度の減少、又は、電流測定値iq1の減少等が起きる。そこで、検知部(着座検知部53)は、電流測定値iq1の増加を検知した後、電流測定値iq1の増加速度の減少、又は、電流測定値iq1の減少等を検知することで、作業の進行状況を検知してもよい。例えば、電流測定値iq1の変化速度又は電流測定値iq1の瞬時値を対応する閾値と比較することで、電流測定値iq1又はその増加速度の、増加又は減少を検知することができる。 The current measurement value iq1 increases during a specific operation using the tip tool 28, and then when the operation is completed (for example, when the screw is seated) or when a defect occurs, the current measurement value iq1 The rate of increase of the current is decreased, or the measured current value iq1 is decreased. Therefore, the detection unit (seating detection unit 53) detects an increase in the current measurement value iq1 and then detects a decrease in the increase rate of the current measurement value iq1 or a decrease in the current measurement value iq1. Progress may be detected. For example, by comparing the rate of change of the current measurement value iq1 or the instantaneous value of the current measurement value iq1 with the corresponding threshold value, it is possible to detect an increase or decrease in the current measurement value iq1 or the rate of increase thereof.

本開示の内容がドリル、フライス、ジグソー又はホールソーに適用される場合に、着座検知部53に相当する検知部は、例えば、作業が完了したか否かを検知してもよい。本開示の内容がドリルに適用される場合は、作業の完了とは、先端工具としてのドリルビットが穴あけ対象の部材(木材等)を貫通することである。本開示の内容がフライス、ジグソー又はホールソーに適用される場合は、作業の完了とは、先端工具が切断対象の部材(木材等)を切断することである。検知部は、例えば、トルク電流の電流測定値iq1が第1の閾値よりも大きい状態から、所定時間以内に、第2の閾値以上低下することをもって、作業の完了を検知してもよい。検知部が作業の完了を検知すると、制御部4は、電動機15の動作を停止させてもよい。 When the contents of the present disclosure are applied to a drill, a milling cutter, a jigsaw or a hole saw, the detection unit corresponding to the seating detection unit 53 may detect, for example, whether or not the work is completed. When the contents of the present disclosure are applied to a drill, the completion of the work means that the drill bit as a tip tool penetrates a member (wood or the like) to be drilled. When the contents of the present disclosure apply to a milling cutter, jigsaw or hole saw, the completion of the work means that the tip tool cuts a member (wood or the like) to be cut. The detection unit may detect the completion of the work, for example, by lowering the current measurement value iq1 of the torque current by the second threshold value or more within a predetermined time from the state where the current measurement value iq1 is larger than the first threshold value. When the detection unit detects the completion of the work, the control unit 4 may stop the operation of the electric motor 15.

また、着座検知部53に相当する検知部は、作業の進行中に発生する不具合を検知してもよい。不具合の一例は、先端工具28が破損すること、又は、ねじのねじ穴が潰れること等である。検知部は、例えば、トルク電流の電流測定値iq1が第3の閾値よりも大きい状態から、所定時間以内に、第4の閾値以上低下することをもって、不具合を検知してもよい。検知部が不具合を検知すると、制御部4は、電動機15の動作を停止させてもよい。 Further, the detection unit corresponding to the seating detection unit 53 may detect a defect that occurs during the progress of the work. An example of a defect is that the tip tool 28 is damaged or the screw hole of the screw is crushed. The detection unit may detect a defect by, for example, lowering the current measurement value iq1 of the torque current from the state where the current measurement value iq1 is larger than the third threshold value to the fourth threshold value or more within a predetermined time. When the detection unit detects a defect, the control unit 4 may stop the operation of the electric motor 15.

また、着座検知部53は、先端工具28により駆動されるナットが着座したか否かを検知してもよい。ナットが着座するとは、ナットが回転しながら直線的に移動して、移動方向に配置された部材の座面又は座面に配置された座金等に接することを言う。ナットの着座の有無の検知には、例えば、ねじの着座の有無の検知と同様の判定条件が用いられればよい。着座検知部53がナットの着座を検知すると、制御部4は、電動機15の動作を停止させてもよい。 Further, the seating detection unit 53 may detect whether or not the nut driven by the tip tool 28 is seated. When the nut is seated, it means that the nut moves linearly while rotating and comes into contact with a seat surface of a member arranged in the moving direction or a washer or the like arranged on the seat surface. For the detection of the presence or absence of seating of the nut, for example, the same determination conditions as the detection of the presence or absence of seating of the screw may be used. When the seating detection unit 53 detects the seating of the nut, the control unit 4 may stop the operation of the electric motor 15.

検知部(着座検知部53)は、作業の進行状況を検知するための判定条件を、先端工具28の種類等に応じて、複数の条件の中から自動で切り替えてもよい。電動工具1は、例えば、先端工具28の種類を先端工具28に付された識別符号を読み取ることで判定し、先端工具28の種類に応じて、作業の進行状況を検知するための判定条件を切り替えてもよい。 The detection unit (seating detection unit 53) may automatically switch the determination condition for detecting the progress of the work from a plurality of conditions according to the type of the tip tool 28 and the like. The power tool 1 determines, for example, the type of the tip tool 28 by reading the identification code attached to the tip tool 28, and determines the determination condition for detecting the progress of the work according to the type of the tip tool 28. You may switch.

電動工具1は、着座検知部53(検知部)の検知結果を報知する報知部を備えていてもよい。報知部は、例えば、ブザー又は光源を有し、着座検知部53が着座を検知すると、音又は光を発することにより着座を報知する。 The power tool 1 may include a notification unit that notifies the detection result of the seating detection unit 53 (detection unit). The notification unit has, for example, a buzzer or a light source, and when the seating detection unit 53 detects seating, the notification unit notifies the seating by emitting a sound or light.

電動機15は、交流電動機に限定されず、直流電動機であってもよい。また、回転式の電動機15に代えて、リニアモータが用いられてもよい。 The electric motor 15 is not limited to the AC electric motor, and may be a DC motor. Further, a linear motor may be used instead of the rotary electric motor 15.

電動機15において、回転子13がコイル141を有しており、かつ、永久磁石131が固定子14を有していてもよい。 In the electric motor 15, the rotor 13 may have the coil 141, and the permanent magnet 131 may have the stator 14.

打撃検知部49は、ショックセンサを備えていてもよい。ショックセンサは、ショックセンサに加えられた振動の大きさに応じた大きさの電圧又は電流を出力する。打撃検知部49は、ショックセンサの出力に基づいてインパクト機構17の打撃動作の有無を検知してもよい。ショックセンサは、インパクト機構17で発生する振動が伝わる位置に配置されていればよい。例えば、インパクト機構17の付近に配置されてもよいし、制御部4の付近に配置されてもよい。 The impact detection unit 49 may include a shock sensor. The shock sensor outputs a voltage or current having a magnitude corresponding to the magnitude of vibration applied to the shock sensor. The impact detection unit 49 may detect the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 based on the output of the shock sensor. The shock sensor may be arranged at a position where the vibration generated by the impact mechanism 17 is transmitted. For example, it may be arranged near the impact mechanism 17, or may be arranged near the control unit 4.

先端工具28は、電動工具1の構成に含まれていなくてもよい。 The tip tool 28 does not have to be included in the configuration of the power tool 1.

電動工具1は、ビット回転測定部を備えていてもよい。ビット回転測定部は、出力軸21の回転角を測定する。ここでは、出力軸21の回転角は、先端工具28(ビット)の回転角に等しい。ビット回転測定部としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。 The power tool 1 may include a bit rotation measuring unit. The bit rotation measuring unit measures the rotation angle of the output shaft 21. Here, the rotation angle of the output shaft 21 is equal to the rotation angle of the tip tool 28 (bit). As the bit rotation measuring unit, for example, a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be adopted.

(まとめ)
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
(Summary)
From the embodiments described above, the following aspects are disclosed.

第1の態様に係る電動工具1は、電動機15と、出力軸21と、取得部60と、検知部(着座検知部53)と、を備える。出力軸21は、先端工具28を保持する。出力軸21は、電動機15により駆動される。取得部60は、電動機15に供給されるトルク電流の値を取得する。検知部は、取得部60で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値(電流測定値iq1)に基づいて、先端工具28による作業の進行状況を検知する。 The power tool 1 according to the first aspect includes an electric motor 15, an output shaft 21, an acquisition unit 60, and a detection unit (seating detection unit 53). The output shaft 21 holds the tip tool 28. The output shaft 21 is driven by the electric motor 15. The acquisition unit 60 acquires the value of the torque current supplied to the electric motor 15. The detection unit detects the progress of the work by the tip tool 28 based on the torque current acquisition value (current measurement value iq1) which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit 60.

上記の構成によれば、電動工具1がトルクセンサを備えていなくても、作業の進行状況を検知することができる。 According to the above configuration, the progress of work can be detected even if the power tool 1 does not have a torque sensor.

また、第2の態様に係る電動工具1では、第1の態様において、出力軸21は、ねじを締めるためのドライバビットを先端工具28として保持する。検知部(着座検知部53)は、ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する。 Further, in the power tool 1 according to the second aspect, in the first aspect, the output shaft 21 holds a driver bit for tightening a screw as a tip tool 28. The detection unit (seating detection unit 53) detects whether or not the screw is seated on the member to be screwed.

上記の構成によれば、ねじの着座を検知できるので、着座後にねじを締め過ぎることを抑制するための対策等を実施することが可能となる。 According to the above configuration, the seating of the screw can be detected, so that it is possible to take measures to prevent the screw from being overtightened after the seating.

また、第3の態様に係る電動工具1では、第2の態様において、検知部(着座検知部53)は、トルク電流取得値(電流測定値iq1)が増加した後、トルク電流取得値の変化量が所定量以下になることをもって、ねじが部材に着座したことを検知する。 Further, in the power tool 1 according to the third aspect, in the second aspect, the detection unit (seating detection unit 53) changes the torque current acquisition value after the torque current acquisition value (current measurement value iq1) increases. When the amount is equal to or less than a predetermined amount, it is detected that the screw is seated on the member.

上記の構成によれば、簡素な処理によりねじの着座を検知できる。 According to the above configuration, the seating of the screw can be detected by a simple process.

また、第4の態様に係る電動工具1では、第2又は3の態様において、検知部(着座検知部53)は、トルク電流取得値(電流測定値iq1)の増加速度及び増加後の大きさのうち少なくとも一方に基づいて、ねじが部材に着座したか否かを検知する。 Further, in the power tool 1 according to the fourth aspect, in the second or third aspect, the detection unit (seating detection unit 53) increases the torque current acquisition value (current measurement value iq1) and the size after the increase. Whether or not the screw is seated on the member is detected based on at least one of them.

上記の構成によれば、簡素な処理によりねじの着座を検知できる。 According to the above configuration, the seating of the screw can be detected by a simple process.

また、第5の態様に係る電動工具1は、第2〜4の態様のいずれか1つにおいて、制御部4を更に備える。制御部4は、検知部(着座検知部53)の検知結果に基づいて電動機15の動作を制御する。制御部4は、ねじが部材に着座したことを検知部が検知すると、電動機15の動作を停止させる。 Further, the power tool 1 according to the fifth aspect further includes a control unit 4 in any one of the second to fourth aspects. The control unit 4 controls the operation of the electric motor 15 based on the detection result of the detection unit (seating detection unit 53). When the detection unit detects that the screw is seated on the member, the control unit 4 stops the operation of the electric motor 15.

上記の構成によれば、ねじの締め過ぎを抑制できる。 According to the above configuration, overtightening of screws can be suppressed.

また、第6の態様に係る電動工具1は、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、制御部4を更に備える。制御部4は、検知部(着座検知部53)の検知結果に基づいて電動機15の動作を制御する。 Further, the power tool 1 according to the sixth aspect further includes a control unit 4 in any one of the first to fourth aspects. The control unit 4 controls the operation of the electric motor 15 based on the detection result of the detection unit (seating detection unit 53).

上記の構成によれば、作業の進行状況に応じて電動機15を制御することができる。 According to the above configuration, the electric motor 15 can be controlled according to the progress of the work.

第1の態様以外の構成については、電動工具1に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 Configurations other than the first aspect are not essential configurations for the power tool 1, and can be omitted as appropriate.

1 電動工具
4 制御部
15 電動機
21出力軸
28 先端工具
53 着座検知部(検知部)
60 取得部
iq1 電流測定値(トルク電流取得値)
1 Power tool 4 Control unit 15 Electric motor 21 Output shaft 28 Tip tool 53 Seating detection unit (detection unit)
60 Acquisition unit iq1 Current measurement value (torque current acquisition value)

Claims (6)

電動機と、
先端工具を保持し、前記電動機により駆動される出力軸と、
前記電動機に供給されるトルク電流の値を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記トルク電流の値であるトルク電流取得値に基づいて、前記先端工具による作業の進行状況を検知する検知部と、を備える、
電動工具。
With an electric motor
An output shaft that holds the tip tool and is driven by the electric motor,
An acquisition unit that acquires the value of the torque current supplied to the electric motor, and
A detection unit for detecting the progress of work by the tip tool based on the torque current acquisition value which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit is provided.
Electric tool.
前記出力軸は、ねじを締めるためのドライバビットを前記先端工具として保持し、
前記検知部は、前記ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する、
請求項1に記載の電動工具。
The output shaft holds a screwdriver bit for tightening the screw as the tip tool.
The detection unit detects whether or not the screw is seated on a member to be screwed.
The power tool according to claim 1.
前記検知部は、前記トルク電流取得値が増加した後、前記トルク電流取得値の変化量が所定量以下になることをもって、前記ねじが前記部材に着座したことを検知する、
請求項2に記載の電動工具。
The detection unit detects that the screw is seated on the member when the change amount of the torque current acquisition value becomes a predetermined amount or less after the torque current acquisition value increases.
The power tool according to claim 2.
前記検知部は、前記トルク電流取得値の増加速度及び増加後の大きさのうち少なくとも一方に基づいて、前記ねじが前記部材に着座したか否かを検知する、
請求項2又は3に記載の電動工具。
The detection unit detects whether or not the screw is seated on the member based on at least one of the increasing speed and the increased magnitude of the torque current acquisition value.
The power tool according to claim 2 or 3.
前記検知部の検知結果に基づいて前記電動機の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記ねじが前記部材に着座したことを前記検知部が検知すると、前記電動機の動作を停止させる、
請求項2〜4のいずれか一項に記載の電動工具。
A control unit that controls the operation of the electric motor based on the detection result of the detection unit is further provided.
When the detection unit detects that the screw is seated on the member, the control unit stops the operation of the electric motor.
The power tool according to any one of claims 2 to 4.
前記検知部の検知結果に基づいて前記電動機の動作を制御する制御部を更に備える、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動工具。
A control unit that controls the operation of the electric motor based on the detection result of the detection unit is further provided.
The power tool according to any one of claims 1 to 4.
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