JP2022027225A - インパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】作業状況に応じて自律的に出力軸の回転速度を制御可能なインパクト工具を提供する。【解決手段】インパクト工具１は、モータ３と、インパクト機構と、出力軸と、制御部７と、進み量測定部９Ａと、を備える。インパクト機構は、ハンマと、アンビルと、を有する。アンビルは、ハンマから打撃力を受け回転する。進み量測定部９Ａは、ハンマの回転に対するアンビルの回転の進み量を測定する。制御部７は、進み量測定部９Ａで測定された進み量に基づいて、出力軸の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。【選択図】図１

Description

本開示は一般にインパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラムに関し、より詳細には、ハンマから打撃力を受け回転するアンビルを有するインパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラムに関する。

特許文献１に記載のインパクト回転工具（インパクト工具）は、モータと、ハンマと、出力軸と、打撃検出部と、設定入力部と、を具備する。ハンマは、モータにより回転される。出力軸は、ハンマによって打撃されて回転力が加えられる。打撃検出部は、打撃検出に用いる打撃判定値が閾値を越えたときにハンマによる打撃を検出する。モータの出力と、打撃検出部で用いる検出用の閾値とは、設定入力部で入力される設定トルクに応じて切り替えられる。

特開２００９－０８３０４５号公報

しかしながら、特許文献１記載のインパクト工具を用いる作業者は、作業状況によって適切な回転速度で出力軸を回転させるようにインパクト工具を操作する必要があり、作業者にはこれを実現する技量が要求される。

本開示は上記事由に鑑みてなされており、作業状況に応じて自律的に出力軸の回転速度を制御可能であるインパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るインパクト工具は、モータと、インパクト機構と、出力軸と、制御部と、進み量測定部と、を備える。前記インパクト機構は、ハンマと、アンビルと、を有する。前記ハンマは、前記モータの動力により回転する。前記アンビルは、前記ハンマから打撃力を受け回転する。前記出力軸は、前記アンビルと共に回転する。前記制御部は、前記出力軸の回転速度を制御する。前記進み量測定部は、前記ハンマの回転に対する前記アンビルの回転の進み量を測定する。前記インパクト機構は、前記出力軸に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、インパクト動作を行う。前記インパクト動作は、前記ハンマから前記アンビルに前記打撃力を加える動作である。前記制御部は、前記進み量測定部で測定された前記進み量に基づいて、前記出力軸の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。

本開示の一態様に係るインパクト工具の制御方法は、モータと、インパクト機構と、出力軸と、を備える前記インパクト工具の制御方法である。前記インパクト機構は、ハンマと、アンビルと、を有する。前記ハンマは、前記モータの動力により回転する。前記アンビルは、前記ハンマから打撃力を受け回転する。前記出力軸は、前記アンビルと共に回転する。前記制御方法は、制御ステップと、進み量測定ステップと、を有する。前記制御ステップは、前記出力軸の回転速度を制御するステップである。前記進み量測定ステップは、前記ハンマの回転に対する前記アンビルの回転の進み量を測定するステップである。前記インパクト機構は、前記出力軸に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、インパクト動作を行う。前記インパクト動作は、前記ハンマから前記アンビルに前記打撃力を加える動作である。前記制御ステップでは、前記進み量測定ステップで測定された前記進み量に基づいて、前記出力軸の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。

本開示の一態様に係るプログラムは、前記インパクト工具の前記制御方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

本開示は、作業状況に応じて自律的に出力軸の回転速度を制御可能であるという利点がある。

図１は、一実施形態に係るインパクト工具の制御ブロック図である。 図２は、同上のインパクト工具の斜視図である。 図３は、同上のインパクト工具の側断面図である。 図４は、同上のインパクト工具の要部の斜視図である。 図５は、同上のインパクト工具により締められるねじの断面図である。 図６は、同上のインパクト工具の制御部によるベクトル制御の説明図である。 図７は、同上のインパクト工具の動作例を示すグラフである。 図８Ａ、図８Ｂは、同上のインパクト工具のハンマ及びアンビルの動作説明図である。 図９Ａ～図９Ｆは、同上のインパクト工具において測定された進み量を示すグラフである。 図１０は、同上のインパクト工具の制御方法を示すフローチャートである。 図１１は、同上のインパクト工具の動作例を示すグラフである。

（実施形態）
以下、実施形態に係るインパクト工具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。

（１）概要
（１－１）基本構成
図１～図４に示すように、本実施形態のインパクト工具１は、モータ３と、インパクト機構４０と、出力軸６１と、制御部７と、を備える。インパクト機構４０は、ハンマ４２と、アンビル４５と、を有する。ハンマ４２は、モータ３の動力により回転する。アンビル４５は、ハンマ４２から打撃力を受け回転する。出力軸６１は、アンビル４５と共に回転する。インパクト機構４０は、出力軸６１に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、インパクト動作を行う。インパクト動作は、ハンマ４２からアンビル４５に打撃力を加える動作である。

インパクト工具１は、上記の構成に加えて、以下の第１の特徴、第２の特徴及び第３の特徴のうち、少なくとも第１の特徴に係る構成を備える。より詳細には、インパクト工具１は、第１の特徴、第２の特徴及び第３の特徴の全てに係る構成を備える。

（１－２）第１の特徴
制御部７は、出力軸６１の回転速度を制御する。インパクト工具１は、進み量測定部９Ａ（図１参照）を更に備える。進み量測定部９Ａは、ハンマ４２の回転に対するアンビル４５の回転の進み量を測定する。制御部７は、進み量測定部９Ａで測定された進み量に基づいて、出力軸６１の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。

第１の特徴に係る構成によれば、インパクト工具１は、作業状況に応じて自律的に出力軸６１の回転速度を制御可能である。例えば、インパクト工具１を用いてねじ締めをする際に、進み量が小さい状態は、インパクト工具１による締付けが固い状態に相当する。このとき、制御部７の制御モードは、複数のモードのうち後述の第２制御モードとなる。第２制御モードにおいて、制御部７は、締付けにより出力軸６１に加わる荷重が過大になることを抑制するために、条件に応じて出力軸６１の回転速度を抑制する（又は出力軸６１の回転を停止させる）ことで、荷重の増加を抑制する。これにより、インパクト工具１を用いた作業を安定化させられる。

（１－３）第２の特徴
制御部７は、出力軸６１の回転速度を制御する。インパクト工具１は、スラスト力検出部９Ｂ（図１参照）を更に備える。スラスト力検出部９Ｂは、出力軸６１に加えられるスラスト力Ｆ１を検出する。スラスト力Ｆ１は、出力軸６１のスラスト方向に沿った方向の力である。制御部７は、スラスト力検出部９Ｂで検出されたスラスト力Ｆ１に関するスラスト力条件が満たされると、制限処理を実行する。制限処理は、出力軸６１の回転速度を抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を含む。

第２の特徴に係る構成によれば、インパクト工具１は、作業状況に応じて自律的に出力軸６１の回転速度を制御可能である。例えば、インパクト工具１は、スラスト力Ｆ１が大きくなり過ぎた場合に、制限処理により出力軸６１の回転速度を抑制する（又は出力軸６１の回転を停止させる）ことで、スラスト力Ｆ１の増加を抑制する。これにより、インパクト工具１を用いた作業を安定化させられる。

（１－４）第３の特徴
制御部７は、所定の第１条件が満たされるとカムアウト抑制制御を行い、所定の第２条件が満たされると安定化制御を行う。カムアウト抑制制御は、カムアウトの発生を抑制するための制御である。カムアウトは、出力軸６１に連結される先端工具６２と先端工具６２による作業対象のねじ６３との嵌合がモータ３の動作中に解除される現象である。安定化制御は、ハンマ４２の不安定挙動を抑制するための制御である。

第３の特徴に係る構成によれば、インパクト工具１は、作業状況に応じた自律的な制御を実行可能である。例えば、インパクト工具１は、作業対象のねじ６３が木ねじであるためにカムアウトの発生が懸念される場合に、カムアウト抑制制御を行うことができる。また、インパクト工具１は、作業対象のねじ６３がボルト又はヘックスローブねじであり、締付けが比較的固いためにハンマ４２が不安定挙動をする懸念がある場合に、安定化制御を行うことができる。これにより、インパクト工具１を用いた作業を安定化させられる。

（２）構造
以下、本実施形態のインパクト工具１について詳細に説明する。まずは、インパクト工具１の構造について説明する。

以下の説明では、後述する駆動軸４１と出力軸６１とが並んでいる方向を前後方向と規定し、駆動軸４１から見て出力軸６１側を前と規定し、出力軸６１から見て駆動軸４１側を後と規定する。また、以下の説明では、後述する胴体部２１とグリップ部２２とが並んでいる方向を上下方向と規定し、グリップ部２２から見て胴体部２１側を上と規定し、胴体部２１から見てグリップ部２２側を下と規定する。ただし、これらの規定は、インパクト工具１の使用方向を規定する趣旨ではない。

本実施形態のインパクト工具１は、可搬型の電動工具である。図２、図３に示すように、インパクト工具１は、ハウジング２と、モータ３と、伝達機構４と、出力軸６１と、操作部２３と、制御部７と、を備えている。

ハウジング２は、モータ３、伝達機構４及び制御部７と、出力軸６１の一部と、を収容している。ハウジング２は、胴体部２１と、グリップ部２２と、を有している。胴体部２１の形状は、円筒状である。グリップ部２２は、胴体部２１から突出している。より詳細には、グリップ部２２は、胴体部２１の側面から突出している。

操作部２３は、グリップ部２２から突出している。操作部２３は、モータ３の回転を制御するための操作を受け付ける。なお、本開示において、「モータ３の回転」とは、モータ３の回転軸３１１の回転を意味する。操作部２３を引く操作により、モータ３のオンオフを切替可能である。また、操作部２３を引く操作の引込み量で、モータ３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、モータ３の回転速度が速くなる。制御部７は、操作部２３を引く操作の引込み量に応じて、モータ３を回転又は停止させ、また、モータ３の回転速度を制御する。

先端工具６２は、出力軸６１に連結される。より詳細には、出力軸６１には、先端工具６２が着脱可能である。出力軸６１は、モータ３の回転力を受けて先端工具６２と共に回転する。そして、操作部２３への操作によってモータ３の回転速度が制御されることで、先端工具６２の回転速度が制御される。

先端工具６２は、インパクト工具１の構成要素ではない。ただし、インパクト工具１は、先端工具６２を備えていてもよい。

先端工具６２は、例えば、ドライバビットである。本実施形態の先端工具６２は、先端部６２０が＋（プラス）形に形成されたプラスドライバビットである。先端工具６２は、作業対象のねじ６３（ボルト又はビス等）と嵌合する。先端工具６２がねじ６３と嵌合した状態で先端工具６２が回転することにより、ねじ６３を締め付ける又は緩めるといった作業が可能となる。

ねじ６３は、頭部６４と、ねじ部６５と、を含んでいる。頭部６４の形状は、円盤状である。ねじ部６５は、頭部６４から突出している。頭部６４は、＋形のねじ穴６４０（図５参照）を有している。本実施形態では、ねじ６３のねじ穴６４０に先端工具６２の先端部６２０の少なくとも一部が挿入された状態を指して、先端工具６２とねじ６３とが嵌合していると言う。また、モータ３の動作（回転）中に、先端工具６２とねじ６３とが嵌合している状態から、先端工具６２の先端部６２０がねじ穴６４０の外に出ることを指して、先端工具６２とねじ６３との嵌合が解除される現象、すなわち、カムアウトが起きると言う。

インパクト工具１には、充電式の電池パックが着脱可能に取り付けられる。インパクト工具１は、電池パックを電源として動作する。すなわち、電池パックは、モータ３を駆動する電流を供給する電源である。電池パックは、インパクト工具１の構成要素ではない。ただし、インパクト工具１は、電池パックを備えていてもよい。電池パックは、複数の二次電池（例えば、リチウムイオン電池）を直列接続して構成された組電池と、組電池を収容したケースと、を備えている。

モータ３は、例えばブラシレスモータである。特に、本実施形態のモータ３は、同期モータであり、より詳細には、永久磁石同期モータ（PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor））である。モータ３は、回転軸３１１及び永久磁石３１２を有する回転子３１と、コイル３２１を有する固定子３２と、を含んでいる。永久磁石３１２とコイル３２１との電磁的相互作用により、回転子３１は、固定子３２に対して回転する。

また、モータ３は、サーボモータである。モータ３のトルク及び回転速度は、制御部７（サーボドライバ）による制御に応じて変化する。より詳細には、制御部７は、モータ３のトルク及び回転速度を目標値に近づけるように制御するフィードバック制御によりモータ３の動作を制御している。一例として、制御部７は、ベクトル制御を行う。ベクトル制御は、モータ制御方式の一種であり、モータ３に供給される電流を、トルク（回転力）を発生する電流成分と磁束を発生する電流成分とに分解し、それぞれの電流成分を独立に制御する方式である。

伝達機構４は、インパクト機構４０を有している。本実施形態のインパクト工具１は、インパクト機構４０によるインパクト動作を行いながらねじ締めを行う、電動式のインパクトドライバである。インパクト機構４０は、インパクト動作において、モータ３の動力に基づいて打撃力を発生させ、その打撃力は先端工具６２に作用する。

伝達機構４は、インパクト機構４０に加えて、遊星歯車機構４８を有している。インパクト機構４０は、駆動軸４１と、ハンマ４２と、復帰ばね４３と、アンビル４５と、２つの鋼球４９と、を含んでいる。モータ３の回転軸３１１の回転は、遊星歯車機構４８を介して、駆動軸４１に伝達される。伝達機構４は、モータ３のトルクを駆動軸４１を介して出力軸６１に伝達する。駆動軸４１は、モータ３と出力軸６１との間に配置されている。

制御部７は、モータ３の回転速度と、遊星歯車機構４８の変速比と、のうち少なくとも一方を変化させることにより、出力軸６１の回転速度を変化させることができる。制御部７は、例えば、モータ３に供給する電力を変化させることで、モータ３の回転速度を変化させる。また、制御部７は、例えば、アクチュエータを駆動して遊星歯車機構４８のギアをスライド移動させることにより、ギアを切り替える。ギアが切り替わることで、遊星歯車機構４８の変速比が変化する。本実施形態では、制御部７は、遊星歯車機構４８の変速比の制御は行わず、モータ３の回転速度を変化させる制御をする。

ハンマ４２は、アンビル４５に対して移動し、モータ３から動力を得てアンビル４５に打撃力を加える。図３、図４に示すように、ハンマ４２は、ハンマ本体４２０と、２つの突起４２５と、を含んでいる。２つの突起４２５は、ハンマ本体４２０のうち出力軸６１側の面から突出している。ハンマ本体４２０は、駆動軸４１が通される貫通孔４２１を有している。

ハンマ本体４２０は、貫通孔４２１の内周面に、２つの溝部４２３を有している。駆動軸４１は、その外周面に、２つの溝部４１３を有している。２つの溝部４１３は、つながっている。２つの溝部４２３と２つの溝部４１３との間には、２つの鋼球４９が挟まれている。２つの溝部４２３と２つの溝部４１３と２つの鋼球４９とは、カム機構を構成している。２つの鋼球４９が移動しながら、ハンマ４２は、駆動軸４１に対して、駆動軸４１の軸方向に移動可能であり、かつ、駆動軸４１に対して回転可能である。ハンマ４２が駆動軸４１の軸方向に沿って出力軸６１に近づく向き又は出力軸６１から遠ざかる向きに移動するのに伴って、ハンマ４２が駆動軸４１に対して回転する。

アンビル４５は、出力軸６１と一体に形成されている。アンビル４５は、出力軸６１と共に回転する。アンビル４５は、アンビル本体４５０と、２つの爪部４５５と、を含んでいる。アンビル本体４５０の形状は、円環状である。２つの爪部４５５は、アンビル本体４５０からアンビル本体４５０の径方向に突出している。アンビル４５は、駆動軸４１の軸方向においてハンマ本体４２０と対向している。

インパクト機構４０がインパクト動作を行っていない場合には、駆動軸４１の回転方向においてハンマ４２の２つの突起４２５とアンビル４５の２つの爪部４５５とが接しながら、ハンマ４２とアンビル４５とが一体に回転する。そのため、このとき、駆動軸４１と、ハンマ４２と、アンビル４５と、出力軸６１とが一体に回転する。

復帰ばね４３は、ハンマ４２と遊星歯車機構４８との間に挟まれている。本実施形態の復帰ばね４３は、円錐コイルばねである。インパクト機構４０は、ハンマ４２と復帰ばね４３との間に挟まれた複数（図３では２つ）の鋼球５０と、リング５１と、を更に含んでいる。これにより、ハンマ４２は、復帰ばね４３に対して回転可能となっている。ハンマ４２は、駆動軸４１の軸方向に沿った方向において、出力軸６１に向かう向きの力を復帰ばね４３から受けている。

以下では、駆動軸４１の軸方向においてハンマ４２が出力軸６１に向かう向きに移動することを、「ハンマ４２が前進する」と称する。また、以下では、駆動軸４１の軸方向においてハンマ４２が出力軸６１から遠ざかる向きに移動することを、「ハンマ４２が後退する」と称す。また、本開示では、ハンマ４２の移動可能な範囲においてハンマ４２がアンビル４５から最も離れた位置に移動することを、「最大後退」と称す。本実施形態において、安定化制御で抑制されるハンマ４２の不安定挙動は、ハンマ４２がアンビル４５から所定距離以上離れる挙動（後退挙動）であり、より詳細には、後退挙動の一種である最大後退である。最大後退は、例えば、出力軸６１に加わる荷重の大きさが急増した場合に発生し得る。

インパクト機構４０は、出力軸６１に加えられるトルク（以下、負荷トルクと称す）の大きさに関するトルク条件が満たされると、インパクト動作を行う。インパクト動作は、ハンマ４２からアンビル４５に打撃力を加える動作である。本実施形態では、トルク条件は、負荷トルクが所定値以上となることである。すなわち、負荷トルクが大きくなってくると、ハンマ４２とアンビル４５との間で発生する力のうち、ハンマ４２を後退させる向きの分力も大きくなってくる。負荷トルクが所定値以上となると、ハンマ４２は、復帰ばね４３を圧縮させながら後退する。そして、ハンマ４２が後退することにより、ハンマ４２の２つの突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５を乗り越えつつ、ハンマ４２が回転する。その後、ハンマ４２が復帰ばね４３からの復帰力を受けて前進する。そして、駆動軸４１が略半回転すると、ハンマ４２の２つの突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５の側面４５５０に衝突する。インパクト機構４０では、駆動軸４１が略半回転するごとにハンマ４２の２つの突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５に衝突する。つまり、駆動軸４１が略半回転するごとにハンマ４２がアンビル４５に打撃力（回転打撃力）を加える。

このように、インパクト機構４０では、ハンマ４２とアンビル４５との衝突が繰り返し発生する。この衝突によるトルクにより、衝突が無い場合と比較して、ねじ６３を強力に締め付けることができる。

上述の通り、インパクト工具１では、カムアウトが起きることがある。以下、カムアウトが起きるメカニズムの第１例を説明する。インパクト機構４０がインパクト動作をしているときであって、モータ３の回転速度が不安定である場合等に、ハンマ４２は移動可能な範囲における前端まで前進し、その結果、先端工具６２からねじ６３への押付力が瞬間的に増加することがある。その後、ねじ６３から先端工具６２への反作用により先端工具６２がねじ６３から離れ、カムアウトが起きることがある。つまり、先端工具６２がねじ６３からの跳ね返りによりねじ６３から離れ、カムアウトが起きることがある。

次に、インパクト工具１においてカムアウトが起きるメカニズムの第２例を説明する。ねじ６３のねじ穴６４０（図５参照）にはテーパ面６４１が設けられており、ねじ６３の軸方向と交差する方向の力が先端工具６２からテーパ面６４１に加わると、先端工具６２は、テーパ面６４１に沿ってねじ穴６４０の外へ移動することがある。すなわち、カムアウトが起きることがある。例えば、ねじ６３に対する先端工具６２の向きが斜め向きであると、先端工具６２からテーパ面６４１に加わる力のうちねじ６３の軸方向と交差する方向の成分が比較的大きくなるため、第２例のメカニズムでカムアウトが起きやすい。

また、モータ３の回転速度が大きいほど、先端工具６２からテーパ面６４１に加わる力が大きくなりやすいため、第２例のメカニズムでカムアウトが起きやすい。また、作業者が強い押付力で先端工具６２をねじ６３へ、ねじ６３の軸方向に押し付けていると、第１例及び第２例のいずれでもカムアウトが起きにくいが、この押付力が不足している場合に、カムアウトが起きることがある。

図３に示すように、インパクト工具１は、保持台１１と、収容部材１２と、駆動回路８１と、ファン１４と、カバー１５と、軸受１６と、軸受１７と、を更に備えている。これらは、ハウジング２に収容されている。

保持台１１の形状は、有底円筒状である。保持台１１は、その内側に遊星歯車機構４８を保持している。すなわち、保持台１１は、遊星歯車機構４８のギアを回転可能に保持している。また、保持台１１は、軸受１７を保持している。保持台１１に保持された軸受１７と、カバー１５に保持された軸受１６とは、モータ３の回転軸３１１を回転可能に保持している。すなわち、保持台１１は、軸受１７を介して回転軸３１１を回転可能に保持している。モータ３の回転軸３１１は、保持台１１の底面に形成された貫通孔に挿入されており、遊星歯車機構４８に連結されている。

収容部材１２の形状は、円筒状である。収容部材１２の直径は、前方ほど小さい。収容部材１２は、伝達機構４を収容している。保持台１１は、収容部材１２の一端（後端）の開口を塞ぐように配置されている。

駆動回路８１は、モータ３の後方に配置されている。駆動回路８１は、基板８１０と、複数のパワー素子と、を含む。各パワー素子は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）素子である。

制御部７は、駆動回路８１を介して、モータ３を制御する。すなわち、制御部７は、駆動回路８１の複数のＦＥＴ素子のオンオフを切り替えることで、複数のＦＥＴ素子を経由してモータ３に供給される電力を制御する。

ファン１４は、モータ３の回転軸３１１に連結されている。ファン１４は、モータ３と保持台１１との間に配置されている。ファン１４は、前方へ流れる風を発生させる。これにより、ファン１４は、ハウジング２の内部空間を空冷する。

カバー１５は、駆動回路８１の後方に配置されている。カバー１５は、駆動回路８１を覆っている。

（３）制御部
制御部７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７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。

図１に示すように、制御部７は、指令値生成部７１と、速度制御部７２と、電流制御部７３と、第１の座標変換器７４と、第２の座標変換器７５と、磁束制御部７６と、推定部７７と、打撃検知部７８と、を有している。ただし、これらは、必ずしも実体のある構成を示しているわけではない。これらは、制御部７によって実現される機能を示している。よって、制御部７の各要素は、制御部７内で生成された各値を自由に利用可能である。

また、インパクト工具１は、駆動回路８１と、電流測定部８２と、電圧測定部８３と、モータ回転測定部８４と、を備えている。

制御部７は、モータ３の動作を制御する。より詳細には、制御部７は、モータ３に電流を供給する駆動回路８１と共に用いられ、フィードバック制御によりモータ３の動作を制御する。制御部７は、モータ３に供給される励磁電流（ｄ軸電流）とトルク電流（ｑ軸電流）とを独立に制御するベクトル制御を行う。

電流測定部８２は、複数（図１では２つ）の電流センサＣＴ１、ＣＴ２と、第２の座標変換器７５と、を有している。すなわち、第２の座標変換器７５は、電流測定部８２の構成と制御部７の構成とを兼ねている。電流測定部８２は、モータ３に供給される励磁電流（ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１）及びトルク電流（ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１）を測定する。すなわち、２つの電流センサＣＴ１、ＣＴ２で測定された２相の電流が第２の座標変換器７５で変換されることで、電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１が得られる。

複数の電流センサＣＴ１、ＣＴ２はそれぞれ、例えば、ホール素子又はシャント抵抗素子を含んでいる。複数の電流センサＣＴ１、ＣＴ２は、電池パックから駆動回路８１を介してモータ３に供給される電流を測定する。ここで、モータ３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ＣＴ１、ＣＴ２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ＣＴ１がＵ相電流を測定して電流測定値ｉ_ｕ１を出力し、電流センサＣＴ２がＶ相電流を測定して電流測定値ｉ_ｖ１を出力する。

モータ回転測定部８４は、例えば、ロータリセンサを備えている。ロータリセンサは、例えば、ホール素子を用いて回転角を検知する磁気式ロータリセンサ、又は、光を用いて回転角を検知する光電式ロータリセンサである。ロータリセンサは、モータ３の（回転子３１の）回転角θ１を検知する。

第２の座標変換器７５は、複数の電流センサＣＴ１、ＣＴ２で測定された電流測定値ｉ_ｕ１、ｉ_ｖ１を、モータ回転測定部８４で測定されたモータ３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７５は、Ｕ相、Ｖ相の電流測定値ｉ_ｕ１、ｉ_ｖ１に基づいて、Ｗ相の電流を求め、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相電流の測定値を、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。

電圧測定部８３は、モータ３に印加される電圧を測定する。電圧測定部８３は、例えば、モータ３のＵ相の巻線とＶ相の巻線との間に印加される電圧を測定する。なお、図１では、電圧測定部８３は１つだけ設けられているが、電圧測定部８３の個数は複数個であってもよい。１又は複数の電圧測定部８３は、Ｕ相の巻線とＶ相の巻線との間、Ｖ相の巻線とＷ相の巻線との間、及び、Ｗ相の巻線とＵ相の巻線との間のうち少なくとも１つに印加された電圧を測定してもよい。

推定部７７は、モータ回転測定部８４で測定されたモータ３の回転角θ１を時間微分して、モータ３の角速度ω１（回転子３１の角速度）を算出する。

指令値生成部７１は、モータ３の角速度の指令値ｃω１を生成する。指令値生成部７１には、例えば、操作部２３を引く操作の引込み量に応じた指令値ｃω０が、操作部２３から入力される。指令値生成部７１は、指令値ｃω０に応じた指令値ｃω１を生成する。すなわち、指令値生成部７１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。

指令値生成部７１は、判定部７１０を含む。判定部７１０は、打撃検知部７８、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂから情報を取得し、これらの情報に基づいて所定の判定を行う。指令値生成部７１は、操作部２３から取得した指令値ｃω０と、判定部７１０の判定結果と、に基づいて指令値ｃω１を生成する。判定部７１０で行われる判定の内容については、「（６）動作例」で説明する。

速度制御部７２は、指令値生成部７１で生成された指令値ｃω１と推定部７７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、モータ３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。すなわち、制御部７は、モータ３のコイル３２１に供給されるトルク電流（ｑ軸電流）を指令値ｃｉｑ１（目標値）に近づけるようにモータ３の動作を制御する。速度制御部７２は、指令値ｃω１と角速度ω１との差分を所定値よりも小さくするように指令値ｃｉｑ１を決定する。

磁束制御部７６は、推定部７７で算出された角速度ω１と、電流測定値ｉｑ１（ｑ軸電流）と、に基づいて、指令値ｃｉｄ１を生成する。指令値ｃｉｄ１は、モータ３の励磁電流（ｄ軸電流）の大きさを指定する指令値である。すなわち、制御部７は、モータ３のコイル３２１に供給される励磁電流（ｄ軸電流）を指令値ｃｉｄ１（目標値）に近づけるようにモータ３の動作を制御する。

磁束制御部７６で生成される指令値ｃｉｄ１は、例えば、励磁電流の大きさを０にするための指令値である。本実施形態では、磁束制御部７６は常時、励磁電流の大きさを０にするための指令値ｃｉｄ１を生成する。ただし、磁束制御部７６は、必要に応じて、励磁電流の大きさを０よりも大きく又は小さくするための指令値ｃｉｄ１を生成してもよい。励磁電流の指令値ｃｉｄ１が０より小さくなると、モータ３にマイナスの励磁電流（弱め磁束電流）が流れ、弱め磁束により、回転子３１を駆動する磁束が弱まる。

電流制御部７３は、磁束制御部７６で生成された指令値ｃｉｄ１と第２の座標変換器７５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、モータ３の励磁電圧（ｄ軸電圧）の大きさを指定する指令値である。電流制御部７３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。電流制御部７３は、指令値ｃｉｄ１と電流測定値ｉｄ１との差分を所定値よりも小さくするように指令値ｃｖｄ１を決定する。

また、電流制御部７３は、速度制御部７２で生成された指令値ｃｉｑ１と第２の座標変換器７５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、モータ３のトルク電圧（ｑ軸電圧）の大きさを指定する指令値である。電流制御部７３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。電流制御部７３は、指令値ｃｉｑ１と電流測定値ｉｑ１との差分を所定値よりも小さくするように指令値ｃｖｑ１を生成する。

第１の座標変換器７４は、指令値ｃｖｄ１、ｃｖｑ１を、モータ回転測定部８４で測定されたモータ３の回転角θ１に基づいて座標変換し、指令値ｃｖ_ｕ１、ｃｖ_ｖ１、ｃｖ_ｗ１を算出する。すなわち、第１の座標変換器７４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ｃｖ_ｕ１、ｃｖ_ｖ１、ｃｖ_ｗ１に変換する。指令値ｃｖ_ｕ１はＵ相電圧に、指令値ｃｖ_ｖ１はＶ相電圧に、指令値ｃｖ_ｗ１はＷ相電圧に対応する。

駆動回路８１は、指令値ｃｖ_ｕ１、ｃｖ_ｖ１、ｃｖ_ｗ１に応じた３相電圧をモータ３に供給する。駆動回路８１は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、モータ３に供給される電力を制御する。

モータ３は、駆動回路８１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。

この結果、制御部７は、モータ３のコイル３２１に流れる励磁電流（ｄ軸電流）が、磁束制御部７６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７は、モータ３の角速度が、指令値生成部７１で生成された指令値ｃω１に対応した角速度となるようにモータ３の角速度を制御する。

打撃検知部７８は、電流測定値ｉｄ１が所定値Ｔｈ５（図７参照）以下となることをもって、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知する。打撃検知部７８は、インパクト動作の有無を表す信号ｂ１を指令値生成部７１に送信する。

（４）ベクトル制御の詳細
以下、制御部７によるベクトル制御について更に詳細に説明する。図６は、ベクトル制御の解析モデル図である。図６には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線固定軸であるＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸が示されている。ベクトル制御では、モータ３の回転子３１に設けられた永久磁石３１２が作る磁束の回転速度と同じ速度で回転する回転座標系が考慮される。回転座標系において、永久磁石３１２が作る実際の磁束の方向をｄ軸の方向とし、制御部７によるモータ３の制御に対応する座標軸であってｄ軸に対応する座標軸を、γ軸とする。また、ｄ軸から電気角で９０度進んだ位相にｑ軸を取り、γ軸から電気角で９０度進んだ位相にδ軸を取る。

ｄｑ軸は回転しており、その回転速度をωで表す。γδ軸も回転しており、その回転速度をω_ｅで表す。図６のω_ｅは、図１のω１と一致する。また、ｄｑ軸において、Ｕ相の電機子巻線固定軸から見たｄ軸の角度（位相）をθで表す。同様に、γδ軸において、Ｕ相の電機子巻線固定軸から見たγ軸の角度（位相）をθ_ｅで表す。図６のθ_ｅは、図１のθ１と一致する。θ及びθ_ｅにて表される角度は、電気角における角度であり、回転子位置又は磁極位置とも呼ばれる。ω及びω_ｅにて表される回転速度は、電気角における角速度である。

θとθ_ｅとが一致しているとき、ｄ軸及びｑ軸はそれぞれγ軸及びδ軸と一致する。ベクトル制御において、制御部７は、基本的に、θとθ_ｅとが一致するように制御を行う。そのため、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１が０の場合に、モータ３にかかる負荷が増加又は減少すると、制御部７は、これにより生じるθとθ_ｅとの差分を補償するように制御を行うので、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１が正の値又は負の値となる。具体的には、モータ３にかかる負荷が小さくなった直後は、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１は正の値となり、モータ３にかかる負荷が大きくなった瞬間は、電流測定値ｉｄ１は負の値となる。

インパクト機構４０がインパクト動作をしている期間には、インパクト動作時以外の期間と比較して、モータ３にかかる負荷の変動が大きくなる。そのため、図７に示すように、インパクト機構４０がインパクト動作をしている期間（時点ｔ３以降の所定期間）に、励磁電流（ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１）が振動する。

（５）進み量測定部及びスラスト力検出部
（５－１）構成
図１に示すように、インパクト工具１は、進み量測定部９Ａを備えている。また、インパクト工具１は、スラスト力検出部９Ｂを備えている。進み量測定部９Ａの少なくとも一部の構成は、スラスト力検出部９Ｂの少なくとも一部の構成を兼ねている。

進み量測定部９Ａは、ハンマ４２の回転に対するアンビル４５の回転の進み量を測定する。スラスト力検出部９Ｂは、出力軸６１に加えられるスラスト力Ｆ１を検出する。スラスト力Ｆ１は、出力軸６１のスラスト方向に沿った方向の力である。より詳細には、スラスト力Ｆ１は、出力軸６１から先端工具６２に加えられる力、あるいは、先端工具６２から出力軸６１に加えられる反力である。

進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂ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、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂ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。

進み量測定部９Ａは、打撃間隔測定部９１と、ハンマ回転測定部９２と、演算部９３と、を有している。スラスト力検出部９Ｂは、打撃間隔測定部９１と、ハンマ回転測定部９２と、処理部９４と、を有している。ただし、これらは、必ずしも実体のある構成を示しているわけではない。これらは、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂによって実現される機能を示している。

進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂは、電流測定部８２を更に有している。ただし、図１では、電流測定部８２を、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂの外部に図示している。

打撃間隔測定部９１は、ハンマ４２の打撃間隔を測定する。ハンマ４２の打撃間隔（以下、単に「打撃間隔」と称す）とは、ハンマ４２がアンビル４５に打撃力を加える時間間隔である。ハンマ回転測定部９２は、ハンマ４２の回転速度を測定する。演算部９３は、打撃間隔測定部９１で測定された打撃間隔と、ハンマ回転測定部９２で測定されたハンマ４２の回転速度と、に基づいて、ハンマ４２の回転に対するアンビル４５の回転の進み量を求める。

（５－２）打撃間隔測定部
上述の通り、電流測定部８２は、モータ３に流れる励磁電流を測定する。打撃間隔測定部９１は、電流測定部８２で測定された励磁電流の電流測定値ｉｄ１に基づいて、打撃間隔を測定する。これにより、打撃間隔を精度よく測定できる。

より詳細には、打撃間隔測定部９１は、電流測定部８２で測定された励磁電流（電流測定値ｉｄ１）が所定値Ｔｈ５（図７参照）以下となる時間間隔を、打撃間隔として測定する。つまり、インパクト機構４０のインパクト動作において、ハンマ４２がアンビル４５に衝突する度に、モータ３にかかる負荷が変動し、この変動が励磁電流の変動として表れるので、打撃間隔測定部９１は、励磁電流に基づいて、打撃間隔を測定できる。所定値Ｔｈ５は、負の値である。

例えば、励磁電流の電流測定値ｉｄ１は、図７に示すように推移する。時点ｔ３に、インパクト機構４０がインパクト動作を開始し、これにより、電流測定値ｉｄ１が振動する。その後、時点ｔ４以降では、電流測定値ｉｄ１の波形の谷ごとに、電流測定値ｉｄ１が所定値Ｔｈ５以下となる。よって、打撃間隔測定部９１は、打撃間隔を測定できる。なお、打撃間隔測定部９１は、打撃検知部７８を兼ねていてもよい。

（５－３）ハンマ回転測定部
ハンマ回転測定部９２は、推定部７７（図１参照）からモータ３の角速度ω１（モータ３の回転速度）を取得する。ハンマ回転測定部９２は、角速度ω１に基づいて、ハンマ４２の回転速度を測定する。より詳細には、ハンマ回転測定部９２は、角速度ω１を遊星歯車機構４８の変速比で除した値を、ハンマ４２の角速度（回転速度）として求める。

なお、ハンマ回転測定部９２は、例えば、ロータリセンサを備えていて、ロータリセンサにより検知したハンマ４２の回転角を微分することで、ハンマ４２の回転速度を測定してもよい。つまり、ハンマ回転測定部９２は、モータ３の回転速度に基づいて間接的にハンマ４２の回転速度を測定するのではなく、ハンマ４２の回転速度を直接測定してもよい。

（５－４）演算部
以下、演算部９３が進み量を求める原理について、図８Ａ、図８Ｂを参照して説明する。ここで、ハンマ４２の２つの突起４２５を区別して、それぞれ突起４２５Ａ、４２５Ｂと称す。また、アンビル４５の２つの爪部４５５を区別して、それぞれ爪部４５５Ａ、４５５Ｂと称す。

ハンマ４２は、図８Ａ、図８Ｂにおける時計回りの方向に回転する。ハンマ４２の回転に伴い、図８Ａに示すように、突起４２５Ａが爪部４５５Ａに衝突し、突起４２５Ｂが爪部４５５Ｂに衝突する。これにより、アンビル４５がハンマ４２と同方向に回転する。

各突起４２５が爪部４５５に衝突した後、ハンマ４２が後退することにより、突起４２５Ａが爪部４５５Ａを乗り越え、突起４２５Ｂが爪部４５５Ｂを乗り越える。その後、ハンマ４２は、少なくとも１８０度回転する。すると、図８Ｂに示すように、突起４２５Ａが爪部４５５Ｂに衝突し、突起４２５Ｂが爪部４５５Ａに衝突する。ハンマ４２の２つの突起４２５とアンビル４５の２つの爪部４５５とが、図８Ａの位置で衝突してから、図８Ｂの位置で衝突するまでの時間が、打撃間隔に相当する。

ここで、アンビル４５の回転の進み量を、アンビル４５の回転角度α１で表す。回転角度α１は、突起４２５が爪部４５５に衝突してから、次の爪部４５５に衝突するまでの間の期間におけるアンビル４５の回転角度である。図８Ｂでは、図８Ａの時点における２つの突起４２５及び２つの爪部４５５の位置を、２点鎖線で図示している。図８Ｂに示すように、突起４２５Ａが爪部４５５Ａに衝突してから、爪部４５５Ｂに衝突するまでの間に（つまり、打撃間隔の間に）、アンビル４５は、回転角度α１だけ回転する。つまり、突起４２５Ｂが爪部４５５Ｂに衝突してから、爪部４５５Ａに衝突するまでの間に、アンビル４５は、回転角度α１だけ回転する。

演算部９３は、［数１］により、回転角度α１（進み量）を求める。ここで、回転角度α１の単位は［度］であり、Δｔは打撃間隔測定部９１で測定された打撃間隔（単位は秒）であり、β１はハンマ４２の回転速度（単位は［度／秒］）である。γ１は、突起４２５と、ハンマ４２の回転方向においてこれに隣り合う突起４２５との間の間隔を角度（単位は［度］）で表した数である。本実施形態のように複数の突起４２５が等間隔に設けられている場合は、γ１＝３６０／（突起４２５の個数）である。すなわち、本実施形態では、γ１＝１８０である。
［数１］
α１＝Δｔ×β１－γ１
図８Ｂに示すように、打撃間隔の間に、ハンマ４２は、Δｔ×β１［度］だけ回転する。突起４２５はγ１［度］の間隔で設けられているので、アンビル４５が固定されていれば、Δｔ×β１＝γ１となる。しかしながら、実際には、打撃間隔の間に、アンビル４５は、回転角度α１［度］だけ回転するので、Δｔ×β１＝γ１＋α１となる。すなわち、［数１］の関係が成り立つ。

進み量（回転角度α１）と、インパクト工具１による締付けの固さとの間には、相関がある。「締付けの固さ」とは、ねじ６３を締める場合の固さと、ねじ６３を緩める場合の固さと、を含む概念である。「締付けの固さ」とは、言い換えると、ねじ６３を締める又は緩めるために要するトルクの大きさである。様々な種類のねじ６３を用意し、各ねじ６３をねじ締めする際の進み量（回転角度α１）を測定した。その結果を、図９Ａ～図９Ｆに示す。

図９Ａ～図９Ｆの縦軸は、回転角度α１を表す。横軸は、時間を表す。ねじ６３の種類は、図９Ａ～図９Ｄでは木ねじ、図９Ｅ、図９Ｆでは六角ボルトである。また、ねじ６３の寸法は、図９Ｂでは直径５．２［ｍｍ］、長さ１２０［ｍｍ］であり、図９Ｃでは直径４．５［ｍｍ］、長さ９０［ｍｍ］であり、図９Ｄでは直径４．２［ｍｍ］、長さ７５［ｍｍ］である。また、ねじ６３の寸法は、図９Ｅでは六角ボルトのＪＩＳ規格のＭ１６に対応する寸法であり、図９Ｆでは同規格のＭ１０に対応する寸法である。

ねじ６３は、木材又は金属板等のねじ締め対象にねじ込まれる。回転角度α１の測定開始当初は、ねじ６３がねじ締め対象に対して強く固定されていない状態なので、ハンマ４２に叩かれたアンビル４５の回転を阻害する抵抗力が比較的小さく、その結果、回転角度α１が比較的大きい値となる。しかしながら、時間が経過するにつれて、ねじ６３がねじ締め対象に強く固定され、上記抵抗力が増加するので、回転角度α１が低下する。

図９Ａ～図９Ｆにおいて、回転角度α１がプロットされている期間は、インパクト機構４０がインパクト動作を開始してから終了するまでの期間（以下、打撃期間と称す）に相当する。そして、各図において、打撃期間の略全体に亘って、回転角度α１は所定値以上の範囲で推移する。回転角度α１は、図９Ａでは約２０度以上の範囲で推移し、図９Ｂでは約２５度以上の範囲で推移し、図９Ｃでは約３０度以上の範囲で推移し、図９Ｄでは約３５度以上の範囲で推移し、図９Ｅ、図９Ｆでは約０度以上の範囲で推移する。

一般に、木ねじよりもボルトの方が、締付けが固い。また、ねじ６３の直径が大きいほど、締付けが固い。また、ねじ６３の長さが長いほど、締付けが固い。図９Ａ～図９Ｆを参照すると、締付けが固いほど、進み量（回転角度α１）が小さい傾向が見られる。

こうした傾向に鑑みて、指令値生成部７１の判定部７１０は、進み量（回転角度α１）が小さいほど、締付けが固いと判定するように構成されている。より詳細には、判定部７１０は、回転角度α１の大きさにより、締め付けの固さを複数（ここでは、２つ）に分類する。判定部７１０は、回転角度α１が第１閾値Ｔｈ１（図１０参照）よりも大きい場合、締付けが比較的緩いと判定し、回転角度α１が第１閾値Ｔｈ１以下の場合、締付けが比較的固いと判定する。第１閾値Ｔｈ１は、例えば、１５度である。

本実施形態のインパクト工具１は、進み量を測定し、進み量に基づいてモータ３を制御する。そのため、例えばねじ６３及びねじ締め対象の固さを測定することでねじ締めの固さを求め、ねじ締めの固さに基づいてモータ３を制御する場合と比較して、測定が容易である。また、進み量はねじ締めの固さと密接に対応しているので、モータ３の制御の精度を良好にすることができる。例えば、進み量を参照することで、ねじ締めの固さに影響する要素としてのねじ６３の形状、下穴の形状、及びねじ穴６４０の形状等の影響を加味して、モータ３を制御できる可能性がある。

（５－５）処理部
スラスト力検出部９Ｂの処理部９４は、ハンマ回転測定部９２で測定されたハンマ４２の回転速度（角速度）に基づいてスラスト力Ｆ１を求める。スラスト力Ｆ１は、出力軸６１に加えられる力であって、出力軸６１のスラスト方向（前後方向）に沿った方向の力である。

処理部９４は、演算によりスラスト力Ｆ１を求める。スラスト力Ｆ１は、［数２］で表される。
［数２］
Ｆ１＝Ｆｔｈ＋Ｆｆｌｏａｔ
ここで、Ｆｔｈは、ハンマ４２からアンビル４５に加えられる打撃力のうち、スラスト方向の成分である。Ｆｆｌｏａｔは、先端工具６２のねじりトルクに起因するスラスト方向の荷重である。

Ｆｔｈ、Ｆｆｌｏａｔはそれぞれ、［数３］、［数４］で表される。
［数３］
Ｆｔｈ＝Ａω_ｄｓ
［数４］
Ｆｆｌｏａｔ＝Ｂω_ｄｓｔａｎφ
ω_ｄｓは、ハンマ回転測定部９２で測定されたハンマ４２の角速度である。φは、スラスト方向と先端工具６２の外表面とがなす角度である（図５参照）。

“Ａ”は、インパクト機構４０で生じる打撃トルクに寄与する第１のパラメータから計算される係数である。第１のパラメータの一例は、ハンマ４２の慣性モーメント及び復帰ばね４３のばね定数等の、インパクト機構４０の部品形状に依存するパラメータ、並びに、アンビル４５に対するハンマ４２の打撃角度等である。“Ａ”は、例えば、実際のインパクト工具１を用いて実験により求められる。

“Ｂ”は、インパクト機構４０で生じる打撃トルクに寄与する第２のパラメータから計算される係数である。第２のパラメータの一例は、ハンマ４２の慣性モーメント、復帰ばね４３のばね定数、出力軸６１の慣性モーメント及び出力軸６１の外径等の、インパクト機構４０の部品形状に依存するパラメータである。“Ｂ”は、例えば、計算により求められる。

なお、［数３］、［数４］は近似式である。また、［数２］、［数３］、［数４］は、スラスト力Ｆ１を求める式の一例に過ぎず、スラスト力Ｆ１は、他の式により求められてもよい。また、スラスト力Ｆ１は、打撃間隔測定部９１で測定された打撃間隔に更に基づいて求められてもよい。

（６）動作例
（６－１）動作フロー
制御部７は、制御モードを複数のモードの中から切り替えてモータ３を制御する。複数のモードは、例えば、第１制御モードと、第２制御モードと、通常モードと、を含む。通常モードでは、制御部７は、操作部２３（図２参照）に対してされた操作に従ってモータ３を制御する。第１制御モードでは、制御部７は、操作部２３に対してされた操作の内容に加えて、スラスト力検出部９Ｂで検出されたスラスト力Ｆ１に基づいて、モータ３を制御する。第２制御モードでは、制御部７は、操作部２３に対してされた操作の内容に加えて、励磁電流の電流測定値ｉｄ１に基づいて、モータ３を制御する。

図１０に、本実施形態のインパクト工具１の動作フローの一例を示す。まず、打撃検知部７８は、インパクト機構４０のインパクト動作の検知を試みる（ステップＳＴ１）。打撃検知部７８がインパクト動作を検知しなかった場合（つまり、インパクト機構４０がインパクト動作中でない場合）、ステップＳＴ１の判定結果は“ＮＯ”であり、制御部７は、通常モードでモータ３を制御する（ステップＳＴ２）。その後、制御部７は、ステップＳＴ１の判定に戻る。

打撃検知部７８がインパクト動作を検知すると（つまり、インパクト機構４０がインパクト動作中であると）、ステップＳＴ１の判定結果は“ＹＥＳ”である。この場合、指令値生成部７１（図１参照）の判定部７１０は、進み量測定部９Ａで測定された進み量（回転角度α１）を、第１閾値Ｔｈ１と比較する（ステップＳＴ３）。進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きい状態は、ねじ６３の締付けが比較的緩い（負荷が小さい）状態に相当する。制御部７は、進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合に（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）、制御モードを第１制御モードに切り替える（ステップＳＴ４）。

第１制御モードでは、制御部７は、スラスト力検出部９Ｂで測定されたスラスト力Ｆ１を、第３閾値Ｔｈ３と比較する（ステップＳＴ５）。スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３よりも大きい場合（ステップＳＴ５：ＹＥＳ）、制御部７は、モータ３を減速又は停止させる（ステップＳＴ６）。すなわち、制御部７の指令値生成部７１は、モータ３の角速度の指令値ｃω１を低下させる。その後、制御部７は、ステップＳＴ１の判定に戻る。

第１制御モードにおいて、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３以下の場合（ステップＳＴ５：ＮＯ）、モータ３に対する制御部７による制御は、例えば、通常モードと同様の制御となる。その後、制御部７は、ステップＳＴ１の判定に戻る。

ステップＳＴ３において、進み量が第１閾値Ｔｈ１以下の場合（ステップＳＴ３：ＮＯ）、判定部７１０は、進み量測定部９Ａで測定された進み量（回転角度α１）を、第２閾値Ｔｈ２と比較する（ステップＳＴ７）。進み量が第２閾値Ｔｈ２以下の状態は、ねじ６３の締付けが比較的固い（負荷が大きい）状態に相当する。制御部７は、進み量が第２閾値Ｔｈ２以下の場合に（ステップＳＴ７：ＹＥＳ）、制御モードを第２制御モードに切り替える（ステップＳＴ８）。

第２閾値Ｔｈ２は、例えば、第１閾値Ｔｈ１と等しくてもよい。この場合、ステップＳＴ３の判定結果が“ＮＯ”のときは、ステップＳＴ７を省略してステップＳＴ８が実行される。

第２制御モードでは、制御部７は、励磁電流の電流測定値ｉｄ１を、第４閾値Ｔｈ４と比較する（ステップＳＴ９）。第４閾値Ｔｈ４は、負の値である。電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４よりも小さい場合（ステップＳＴ９：ＹＥＳ）、制御部７は、モータ３を減速又は停止させる（ステップＳＴ６）。すなわち、制御部７の指令値生成部７１は、モータ３の角速度の指令値ｃω１を低下させる。その後、制御部７は、ステップＳＴ１の判定に戻る。

第２制御モードにおいて、電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４以上の場合（ステップＳＴ９：ＮＯ）、モータ３に対する制御部７による制御は、例えば、通常モードと同様の制御となる。その後、制御部７は、ステップＳＴ１の判定に戻る。

ステップＳＴ７において、進み量が第２閾値Ｔｈ２よりも大きい場合（ステップＳＴ７：ＮＯ）、制御部７は、通常モードでモータ３を制御する（ステップＳＴ２）。その後、制御部７は、ステップＳＴ１の判定に戻る。

制御部７は、打撃検知部７８がインパクト動作を検知してからモータ３が停止するまでの間を通して、進み量（回転角度α１）に基づいて制御モードを切り替える。

なお、図１０に示すフローチャートは、インパクト工具１の動作フローの一例を示しているに過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

（６－２）制限処理
ここで、制限処理を、出力軸６１の回転速度を通常モードよりも抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を含む処理であると規定する。上述の第１制御モード及び第２制御モードは、条件に応じて制限処理（ステップＳＴ６の処理）を実行する減速モードに該当する。つまり、制御部７の複数のモードは、出力軸６１を回転させる通常モードと、条件に応じて制限処理を実行する減速モードと、を含む。

また、第１制御モードでは、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３よりも大きい場合に制限処理を実行する。第１制御モードにおけるこのような制御は、カムアウト抑制制御に相当する。カムアウト抑制制御は、カムアウトの発生を抑制するための制御である。カムアウト抑制制御の詳細は、次節の「（７）カムアウト抑制制御」で説明する。

また、第２制御モードでは、励磁電流の電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４よりも小さい場合に制限処理を実行する。第２制御モードにおけるこのような制御は、安定化制御に相当する。安定化制御は、ハンマ４２の不安定挙動（最大後退）を抑制するための制御である。安定化制御の詳細は、「（８）安定化制御」で説明する。

［表１］に、進み量（回転角度α１）の大きさと、締付けの固さと、制御部７の制御モードと、制御の内容と、の対応関係をまとめた。

（６－３）第１条件及び第２条件
上述の通り、制御部７は、所定の第１条件が満たされるとカムアウト抑制制御を行い、所定の第２条件が満たされると安定化制御を行う。第１条件及び第２条件のうち少なくとも一方は、進み量測定部９Ａで測定された進み量に関する条件である。

より詳細には、第１条件は、打撃検知部７８がインパクト動作を検出し、かつ、進み量（回転角度α１）が第１閾値Ｔｈ１よりも大きいという条件である。つまり、第１条件は、進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きいという条件を含む。第１条件が満たされると、制御部７の制御モードが第１制御モードとなり、カムアウト抑制制御が実行される。

また、第２条件は、打撃検知部７８がインパクト動作を検出し、かつ、進み量（回転角度α１）が第１閾値Ｔｈ１以下であり、かつ、進み量（回転角度α１）が第２閾値Ｔｈ２以下であるという条件である。つまり、第２条件は、進み量が第２閾値Ｔｈ２以下であるという条件を含む。第２条件が満たされると、制御部７の制御モードが第２制御モードとなり、安定化制御が実行される。

制御部７は、打撃検知部７８がインパクト動作を検知してからモータ３が停止するまでの間を通して、第１条件が満たされているか否か、及び、第２条件が満たされているか否かを判定する。制御部７は、第１条件が満たされるとカムアウト抑制制御を行い、第２条件が満たされると安定化制御を行う。

（６－４）スラスト力条件
また、スラスト力条件が満たされると、制御部７は、制限処理を実行する。スラスト力条件は、スラスト力検出部９Ｂで検出されたスラスト力Ｆ１に関する条件である。本実施形態では、スラスト力条件は、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３（スラスト力閾値）よりも大きいという条件を含む（図１０のステップＳＴ５：ＹＥＳ）。制限処理は、出力軸６１の回転速度を抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を含む。

制御部７は、打撃検知部７８がインパクト動作を検知してからモータ３が停止するまでの間を通して、スラスト力条件が満たされているか否かを判定する。制御部７は、スラスト力条件が満たされると、制限処理を実行する。

より詳細には、制御部７は、進み量測定部９Ａで測定された進み量に関する進み量条件が満たされ、かつ、スラスト力条件が満たされると、制限処理を実行する。進み量条件は、進み量（回転角度α１）が進み量閾値（第１閾値Ｔｈ１）よりも大きいという条件（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）を含む。

（７）カムアウト抑制制御
以下、カムアウト抑制制御が行われる場合の動作例について、図７を参照して説明する。なお、上記の説明では、指令値生成部７１はモータ３の角速度の指令値ｃω１を生成すると述べたが、ここでは、指令値生成部７１はモータ３の回転速度の指令値を生成すると仮定して説明する。

時点ｔ１に、作業者が操作部２３を操作し、モータ３が回転を開始する。モータ３が回転を開始した時点では、インパクト機構４０はインパクト動作をしていない。このとき、モータ３の回転速度の上限値は、第１設定値Ｔｈ６に設定されている。指令値生成部７１は、モータ３の回転速度の指令値を、上限値以下の値にする。つまり、操作部２３が最大限に引き込まれたときのモータ３の回転速度の指令値は、上限値に等しい値となる。図７では、時点ｔ２にモータ３の回転速度が上限値（第１設定値Ｔｈ６）に達する。

制御部７（指令値生成部７１）は、モータ３の回転速度を、モータ３の回転速度の上限値以下に制御することで、出力軸６１の回転速度を、出力軸６１の回転速度の上限値以下に制御している。

時点ｔ３に、出力軸６１の負荷トルクが所定値Ｔｈ８以上となる。すると、インパクト機構４０がインパクト動作を開始する。その後、励磁電流の電流測定値ｉｄ１が、所定値Ｔｈ５以下となる。時点ｔ４に、打撃検知部７８は、電流測定値ｉｄ１が所定値Ｔｈ５以下となったと判定することで、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知する。

打撃検知部７８がインパクト動作を検知した時点ｔ４以降、判定部７１０は、進み量測定部９Ａで測定された進み量（回転角度α１）を、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２と比較する（図１０のステップＳＴ３、ＳＴ７）。ここでは、回転角度α１が第１閾値Ｔｈ１よりも大きく、制御部７の制御モードが第１制御モードとなるとする。つまり、制御部７は、第１制御モードにおけるカムアウト抑制制御を行う。

制御部７（指令値生成部７１）は、打撃検知部７８がインパクト動作を検知すると、モータ３の回転速度の上限値を引き上げる。これにより、制御部７（指令値生成部７１）は、出力軸６１の回転速度の上限値を引き上げる。本実施形態では、打撃検知部７８がインパクト動作を検知し、かつ、制御部７の制御モードが第１制御モードである場合に、制御部７は、出力軸６１の回転速度の上限値を引き上げる。一方で、制御部７の制御モードが第２制御モードである場合は、制御部７は、出力軸６１の回転速度の上限値を維持する。つまり、制御部７は、進み量が大きいほど、出力軸６１の回転速度の上限値を大きくする。

図７では、打撃検知部７８がインパクト動作を検知した時点ｔ４に、モータ３の回転速度の上限値が第２設定値Ｔｈ７に引き上げられる。第２設定値Ｔｈ７は、モータ３が回転を開始した時点の第１設定値Ｔｈ６よりも大きい。モータ３の回転速度の上限値が引き上げられた後、操作部２３が十分強く引き込まれていると、図７の時点ｔ４～ｔ５に示すように、モータ３の回転速度は、新たな上限値（第２設定値Ｔｈ７）まで増加する。

第１制御モード（カムアウト抑制制御）において、判定部７１０は、スラスト力検出部９Ｂで検出されたスラスト力Ｆ１を第３閾値Ｔｈ３と比較する。より詳細には、判定部７１０は、所定の時間間隔でスラスト力Ｆ１を第３閾値Ｔｈ３と比較する。時点ｔ６において、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３を超える。すると、制御部７（指令値生成部７１）は、モータ３の回転速度を抑制する。より詳細には、制御部７（指令値生成部７１）は、モータ３の回転速度の上限値を低下させる。これにより、少なくとも操作部２３が十分強く引き込まれている場合には、モータ３の回転速度が低下する。これにより、出力軸６１の回転速度が低下する。すなわち、回転速度を抑制するとは、回転速度を直接低下させることだけではなく、回転速度の上限値を低下させることも含む。

一例として、制御部７は、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３を超える度に、モータ３の回転速度の上限値を低下させる。別の一例として、制御部７は、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３を超えると、それ以降、徐々にモータ３の回転速度の上限値を低下させてもよい。また、制御部７は、モータ３を停止させ、これにより、出力軸６１の回転を停止させてもよい。

スラスト力Ｆ１、すなわち、出力軸６１と先端工具６２との間に働く力が過大であると、カムアウトが発生しやすい。モータ３の回転速度を抑制することで、スラスト力Ｆ１の増加が抑制される。例えば、通常モードでは、スラスト力Ｆ１に応じてモータ３の回転速度を抑制する制御がされない。そのため、通常モードでは、図７に破線Ｌ１で示すように、スラスト力Ｆ１が閾値Ｔｈ９（Ｔｈ９＞Ｔｈ３）を超えるおそれがある。これに対して、制御部７の制御モードが第１制御モードとなり、制御部７がモータ３の回転速度を抑制することで、スラスト力Ｆ１を閾値Ｔｈ９以下に制御できる。スラスト力Ｆ１の増加を抑制することで、カムアウトが発生する可能性を低減させられる。つまり、カムアウト抑制制御は、スラスト力検出部９Ｂで検出されたスラスト力Ｆ１が所定値（閾値Ｔｈ９）以下となるように、出力軸６１の回転速度を抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を行う制御である。

また、カムアウト抑制制御により、スラスト力Ｆ１が抑制されるので、スラスト力Ｆ１が大きくなりねじ頭が潰れる可能性を低減させられる。

また、カムアウト抑制制御において、制御部７は、スラスト力検出部９Ｂで検出されたスラスト力Ｆ１が所定値又は所定範囲となるように、出力軸６１の回転速度を制御してもよい。これにより、作業を安定させられる。一例として、制御部７は、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３となるように、出力軸６１の回転速度を制御してもよい。スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３から乖離しようとすると、制御部７は、フィードバック制御により、スラスト力Ｆ１を第３閾値Ｔｈ３に戻すように出力軸６１の回転速度を制御してもよい。

あるいは、制御部７は、スラスト力Ｆ１が第３閾値Ｔｈ３を含む所定範囲となるように、出力軸６１の回転速度を制御してもよい。スラスト力Ｆ１が所定範囲から外れようとすると、制御部７は、フィードバック制御により、スラスト力Ｆ１を所定範囲に戻すように出力軸６１の回転速度を制御してもよい。

ところで、第１制御モードにおいて、所定条件を満たすと、制御部７は、モータ３の回転速度の上限値を低下させる制御を中止してもよい。ここでは、所定条件は、モータ３の回転速度の上限値と第１設定値Ｔｈ６との差分が所定値以下であることとする。図７では、時点ｔ７に、モータ３の回転速度の上限値と第１設定値Ｔｈ６との差分が略０となり、所定条件が満たされる。これに応じて、制御部７は、モータ３の回転速度の上限値を低下させる制御を中止する。また、所定条件が満たされると、制御部７は、制御モードを通常モードに切り替えてもよい。

また、所定条件は、ねじ６３が着座することであってもよい。例えば、図７に示すように、出力軸６１の負荷トルクが閾値Ｔｈ１０を超えること（時点ｔ７参照）、又は、負荷トルクの増加速度が閾値を超えることをもって、ねじ６３が着座したと判定されてもよい。あるいは、負荷トルクが所定範囲となることをもって、ねじ６３が着座したと判定されてもよい。負荷トルクは、例えば、抵抗式歪みセンサ又は磁歪式歪みセンサ等を備えたトルクセンサにより測定されればよい。あるいは、トルク電流の電流測定値ｉｑ１が所定範囲となることをもって、ねじ６３が着座したと判定されてもよい。

（８）安定化制御
以下、ハンマ４２の不安定挙動（最大後退）を抑制するための安定化制御が行われる場合の動作例について、図１１を参照して説明する。なお、上記の説明では、指令値生成部７１はモータ３の角速度の指令値ｃω１を生成すると述べたが、ここでは、指令値生成部７１はモータ３の回転速度の指令値を生成すると仮定して説明する。

時点ｔ８に、作業者が操作部２３を操作し、モータ３が回転を開始する。モータ３が回転を開始した時点では、インパクト機構４０はインパクト動作をしていない。このとき、モータ３の回転速度の上限値は、第１設定値Ｔｈ６に設定されている。

時点ｔ９に、インパクト機構４０がインパクト動作を開始し、これを打撃検知部７８が検知する。また、ここでは、進み量（回転角度α１）が第２閾値Ｔｈ２以下であり（図１０のステップＳＴ７：ＹＥＳ）、制御部７の制御モードが第２制御モードになるとする。つまり、制御部７は、第２制御モードにおける安定化制御を行う。

上述の通り、打撃検知部７８がインパクト動作を検知した場合であっても、制御部７の制御モードが第２制御モードである場合は、制御部７は、出力軸６１の回転速度の上限値を維持する。これにより、出力軸６１の回転速度の増加が抑制されるので、最大後退が起きる可能性を低減させられる。

時点ｔ１０に、モータ３の回転速度がモータ３の回転速度の上限値に達する。すなわち、出力軸６１の回転速度が出力軸６１の回転速度の上限値に達する。

その後、時点ｔ１１に、励磁電流の電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４よりも小さくなる。すると、制御部７（指令値生成部７１）は、モータ３の回転速度を抑制する。より詳細には、制御部７（指令値生成部７１）は、モータ３の回転速度の上限値を低下させる。これにより、少なくとも操作部２３が十分強く引き込まれている場合には、モータ３の回転速度が低下する（時点ｔ１２参照）。これにより、出力軸６１の回転速度が低下する。

一例として、制御部７は、図１１に示すように、電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４を下回る度に、モータ３の回転速度の上限値を低下させる。図１１では、時点ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５に、電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４を下回る。電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４を下回る度に、制御部７は、モータ３の回転速度の上限値を所定量ΔＮだけ低下させる（時点ｔ１２、ｔ１４、ｔ１６参照）。なお、図１１では、図７と比較して、回転速度が急激に低下しているが、これに限らず、回転速度がより緩やかに低下してもよい。

別の一例として、制御部７は、電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４を下回ると、それ以降、徐々にモータ３の回転速度の上限値を低下させてもよい。また、制御部７は、モータ３を停止させ、これにより、出力軸６１の回転を停止させてもよい。

ハンマ４２の後退量が大きいほど、モータ３にかかる負荷が大きくなるので、電流測定値ｉｄ１が負の方向に小さくなる。つまり、図１１に示すように、電流測定値ｉｄ１が負の値のとき、電流測定値ｉｄ１の絶対値が大きいほど、ハンマ４２の後退量が大きい。ハンマ４２の後退量とは、ハンマ４２の移動可能な範囲内の所定の基準位置から、後方への移動量を意味する。電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４に等しいときのハンマ４２の後退量は、閾値Ｔｈ１２に対応する。電流測定値ｉｄ１が第４閾値Ｔｈ４よりも小さくなると、出力軸６１（モータ３）の回転速度が抑制される。これにより、ハンマ４２の後退量が閾値Ｔｈ１３（Ｔｈ１３＞Ｔｈ１２）に達する可能性を低減させられる。

ハンマ４２の後退量が閾値Ｔｈ１３に等しいとき、ハンマ４２は最大後退している。安定化制御では、電流測定値ｉｄ１に応じて出力軸６１の回転速度を抑制することで、ハンマ４２の最大後退の発生が抑制される。

このように、安定化制御により、ハンマ４２がアンビル４５から所定距離以上離れる挙動（後退挙動）が抑制される。本実施形態では、安定化制御により、後退挙動の一種である最大後退が抑制される。つまり、安定化制御は、ハンマ４２の最大後退を抑制するように、出力軸６１の回転速度を抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を行う制御である。

また、ハンマ４２の後退量が閾値Ｔｈ１３に等しいときの電流測定値ｉｄ１は、閾値Ｔｈ１１に対応する。つまり、最大後退（後退挙動）の発生は、励磁電流が励磁電流閾値（閾値Ｔｈ１１）以下となることに相当する。安定化制御は、電流測定部８２で測定された励磁電流（電流測定値ｉｄ１）が励磁電流閾値（閾値Ｔｈ１１）以下となることを抑制するように、出力軸６１の回転速度を抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を行う制御である。

（９）利点
以上説明したように、インパクト工具１では、進み量が比較的大きい場合（つまり、締付けが比較的緩い場合）は、制御部７は第１制御モードにてカムアウト抑制制御を行い、スラスト力Ｆ１の大きさに応じて、出力軸６１の回転速度を抑制する。これにより、カムアウトの発生を抑制することができる。

また、進み量（回転角度α１）が比較的小さい場合（つまり、締付けが比較的固い場合）は、制御部７は第２制御モードにて安定化制御を行い、励磁電流の大きさに応じて、出力軸６１の回転速度を抑制する。これにより、最大後退の発生を抑制することができる。

結果として、本実施形態によれば、インパクト工具１を用いて行うねじ締め等の作業を安定化させることができる。

（１０）インパクト工具の制御方法及びプログラム
インパクト工具１の制御に係る構成、例えば、制御部７、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂ等の構成と同様の機能は、インパクト工具１の制御方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。

一態様に係るインパクト工具１の制御方法は、制御ステップと、進み量測定ステップと、を有する。制御ステップは、出力軸６１の回転速度を制御するステップである。進み量測定ステップは、ハンマ４２の回転に対するアンビル４５の回転の進み量を測定するステップである。制御ステップでは、進み量測定ステップで測定された進み量に基づいて、出力軸６１の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。

別の一態様に係るインパクト工具１の制御方法は、制御ステップと、スラスト力検出ステップと、を有する。制御ステップは、出力軸６１の回転速度を制御するステップである。スラスト力検出ステップは、出力軸６１に加えられるスラスト力Ｆ１を検出するステップである。スラスト力Ｆ１は、出力軸６１のスラスト方向に沿った方向の力である。制御ステップでは、スラスト力条件が満たされると、制限処理を実行する。スラスト力条件は、スラスト力検出ステップで検出されたスラスト力Ｆ１に関する条件である。制限処理は、出力軸６１の回転速度を抑制することと、出力軸６１の回転を停止させることと、の少なくとも一方を含む。

別の一態様に係るインパクト工具１の制御方法は、制御ステップを有する。制御ステップは、所定の第１条件が満たされるとカムアウト抑制制御を行い、所定の第２条件が満たされると安定化制御を行うステップである。カムアウト抑制制御は、カムアウトの発生を抑制するための制御である。カムアウトは、出力軸６１に連結される先端工具６２と先端工具６２による作業対象のねじ６３との嵌合がモータ３の動作中に解除される現象である。安定化制御は、ハンマ４２の不安定挙動を抑制するための制御である。

一態様に係るプログラムは、上記の少なくともいずれかの制御方法を１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

（変形例１）
以下、変形例１に係るインパクト工具１について説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本変形例では、制御部７は、ハンマ４２がアンビル４５を２以上の規定回数だけ打撃する間の進み量に基づいて、制御モードを切り替え、安定化制御及びカムアウト抑制制御のうち少なくとも一方を実行する。つまり、安定化制御を開始するための第１条件と、カムアウト抑制制御を開始するための第２条件と、のうち少なくとも一方は、ハンマ４２がアンビル４５を２以上の規定回数だけ打撃する間の進み量に関する条件である。このような構成を採用することで、進み量の瞬時的な変化による制御の切替えがされる可能性を低減できるので、インパクト工具１の動作を安定させられる。

第１条件は、例えば、ハンマ４２がアンビル４５を規定回数だけ打撃する間の進み量（回転角度α１）が、いずれの打撃時にも第１閾値Ｔｈ１よりも大きいという条件であってもよい。あるいは、第１条件は、例えば、ハンマ４２がアンビル４５を規定回数だけ打撃する間の進み量（回転角度α１）の総和が、所定の閾値よりも大きいという条件であってもよい。

第２条件は、例えば、ハンマ４２がアンビル４５を規定回数だけ打撃する間の進み量（回転角度α１）が、いずれの打撃時にも第２閾値Ｔｈ２以下であるという条件であってもよい。あるいは、第２条件は、例えば、ハンマ４２がアンビル４５を規定回数だけ打撃する間の進み量（回転角度α１）の総和が、所定の閾値以下であるという条件であってもよい。

（実施形態のその他の変形例）
以下、実施形態のその他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。また、以下の変形例は、上述の変形例１と適宜組み合わせて実現されてもよい。

打撃間隔測定部９１は、電圧測定部８３で測定された電圧に基づいて、打撃間隔を測定してもよい。すなわち、打撃間隔測定部９１は、ハンマ４２とアンビル４５との衝突に伴う電圧の変化に基づいて、打撃間隔を測定してもよい。

実施形態では、制御部７は、進み量の大きさに応じて、出力軸６１の回転速度の上限値を複数の値（第１設定値Ｔｈ６及び第２設定値Ｔｈ７）の中から切り替える。これに対して、制御部７は、進み量の大きさの変化に応じて、上限値を連続的に変化させてもよい。

進み量測定部９Ａは、ハンマ４２に対するアンビル４５の回転角度α１を進み量として測定することに限定されない。進み量測定部９Ａは、ハンマ４２に対するアンビル４５の移動距離を進み量として測定してもよい。

制御部７は、モータ３から出力軸６１への回転力の伝達を遮断することにより、出力軸６１の回転を停止させてもよい。例えば、伝達機構４がクラッチ機構を含んでいる場合、クラッチ機構により、モータ３から出力軸６１への回転力の伝達を遮断してもよい。クラッチ機構は、例えば電子クラッチにより実現されてもよい。

実施形態では、打撃検知部７８は、励磁電流の電流測定値ｉｄ１が所定値Ｔｈ５以下となることをもって、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知する。これに対して、打撃検知部７８は、励磁電流の電流測定値ｉｄ１の交流成分の絶対値が閾値を超えることをもって、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知してもよい。

打撃検知部７８は、電流測定値ｉｄ１が所定値Ｔｈ５以下となった回数が所定回数以上となることをもって、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知してもよい。

打撃検知部７８は、トルク電流の電流測定値ｉｑ１に基づいてインパクト動作を検知してもよい。すなわち、インパクト動作時には、出力軸６１の負荷トルクの変動が大きくなるので、図７に示すように、電流測定値ｉｑ１の変動が大きくなる。打撃検知部７８は、この変動を捉えることで、インパクト動作を検知できる。打撃検知部７８は、例えば、電流測定値ｉｑ１が閾値を超えることをもって、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知してもよい。あるいは、打撃検知部７８は、電流測定値ｉｑ１の交流成分の絶対値が閾値を超えることをもって、インパクト機構４０がインパクト動作をしていることを検知してもよい。

打撃検知部７８は、励磁電流又はトルク電流の指令値ｃｉｄ１又はｃｉｑ１に基づいて打撃動作の有無を検知してもよい。

打撃検知部７８は、制御部７とは別に設けられていてもよい。つまり、モータ３の回転を制御する制御部７の機能を実現する構成と、インパクト機構４０の打撃動作の有無を検知する打撃検知部７８の機能を実現する構成とが、別々に設けられていてもよい。

実施形態では、第２閾値Ｔｈ２は、例えば、第１閾値Ｔｈ１と等しくてもよいと説明した。これに対して、第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１よりも大きくてもよいし、第１閾値Ｔｈ１よりも小さくてもよい。ここで、制御部７は、進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合、制御モードを第１制御モードにし、カムアウト抑制制御をする。また、制御部７は、進み量が第２閾値Ｔｈ２以下の場合、制御モードを第２制御モードにし、安定化制御をする。進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きく、かつ、第２閾値Ｔｈ２以下の場合に、制御部７は、第１制御モードにおける制御と、第２制御モードにおける制御との両方を行ってもよい。

進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合に、制御部７の制御モードは、必ずしも第１制御モードとならなくてもよい。例えば、第１閾値Ｔｈ１よりも大きい第５閾値を設定しておき、進み量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きく、かつ、第５閾値以下の場合に、制御モードが第１制御モードとなり、進み量が第５閾値よりも大きい場合に、制御モードが他のモード（例えば、通常モード）となってもよい。

進み量が第２閾値Ｔｈ２以下の場合に、制御部７の制御モードは、必ずしも第２制御モードとならなくてもよい。例えば、第２閾値Ｔｈ２よりも小さい第６閾値を設定しておき、進み量が第２閾値Ｔｈ２以下であり、かつ、第６閾値よりも大きい場合に、制御モードが第２制御モードとなり、進み量が第６閾値以下の場合に、制御モードが他のモード（例えば、通常モード）となってもよい。

スラスト力検出部９Ｂは、打撃間隔及びハンマ４２の回転速度に基づいてスラスト力Ｆ１を求める構成に限定されない。スラスト力検出部９Ｂは、センサによりスラスト力Ｆ１を検出してもよい。センサは、例えば、出力軸６１に取り付けられる、歪みゲージ等の圧力センサである。

スラスト力閾値（第３閾値Ｔｈ３）は、モータ３の回転速度に応じて変化してもよい。

スラスト力条件は、スラスト力Ｆ１がある範囲内の値であるという条件であってもよい。

インパクト機構４０がインパクト動作を行っているとき、制御部７の制御モードが固定されてもよい。例えば、インパクト機構４０がインパクト動作を開始し、制御モードが第１制御モード又は第２制御モードとなると、インパクト動作が終了するまで、制御モードが固定されてもよい。

インパクト機構４０がインパクト動作を行っているとき、進み量（回転角度α１）の変化に応じて、制御部７の制御モードが随時変更されてもよい。

安定化制御により抑制されるハンマ４２の不安定挙動は、最大後退に限定されない。不安定挙動は、例えば、ハンマ４２とアンビル４５との衝突において互いに接触する位置が、ある決まった範囲の外の位置である状態であってもよい。

また、不安定挙動は、例えば、ハンマ４２の突起４２５がアンビル４５の爪部４５５を１回乗り越える間に、突起４２５が爪部４５５に複数回衝突する状態であってもよい。

また、不安定挙動は、例えば、「擦り上がり」が起きることであってもよい。「擦り上がり」とは、ハンマ４２の突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５の一方に衝突してから、この爪部４５５の側面４５５０を擦るように移動して（つまり、側面４５５０に接した状態を維持しながら）爪部４５５を乗り越える動作である。

また、不安定挙動は、例えば、ハンマ４２が移動可能な範囲における前端まで前進する状態であってもよい。

また、不安定挙動は、ハンマ４２の突起４２５の前面がアンビル４５の爪部４５５の後面に接する状態であってもよい。

出力軸６１は、先端工具６２と一体に形成されていてもよい。

先端工具６２は、ドライバビットに限定されない。先端工具６２は、例えば、インパクト工具１を電動のドリル、フライス、グラインダ、クリーナ、ジグソー又はホールソーとして使用するためのビットであってもよい。

制御部７がベクトル制御をすることは、必須ではない。モータ３の制御方式として、他の方式が採用されてもよい。

同期モータであるモータ３は、モータ３の極の切り替わりに応じて、モータ３の巻線間の電圧が周期的に変化し、モータ３が回転する。電圧測定部８３は、モータ３に印加される電圧（巻線間の電圧）を測定する。推定部７７は、電圧測定部８３で測定された電圧に基づいて、モータ３の角速度ω１を測定してもよい。

インパクト工具１において用いられる各種の閾値が、作業者の操作等に応じて変更可能であってもよい。

本開示において、２値の比較において、「以上」としているところは、２値が等しい場合、及び２値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、２値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。

本開示におけるインパクト工具１の一部の構成（例えば、制御部７、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂ）は、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は、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。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プロセッサが実行することによって、本開示におけるインパクト工具１としての一部の機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、実施形態において、複数の装置に分散されているインパクト工具１の少なくとも一部の機能が、１つの装置に集約されていてもよい。例えば、制御部７、進み量測定部９Ａ及びスラスト力検出部９Ｂの機能が、１つの装置に集約されていてもよい。

（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。

第１の態様に係るインパクト工具（１）は、モータ（３）と、インパクト機構（４０）と、出力軸（６１）と、制御部（７）と、進み量測定部（９Ａ）と、を備える。インパクト機構（４０）は、ハンマ（４２）と、アンビル（４５）と、を有する。ハンマ（４２）は、モータ（３）の動力により回転する。アンビル（４５）は、ハンマ（４２）から打撃力を受け回転する。出力軸（６１）は、アンビル（４５）と共に回転する。制御部（７）は、出力軸（６１）の回転速度を制御する。進み量測定部（９Ａ）は、ハンマ（４２）の回転に対するアンビル（４５）の回転の進み量（回転角度α１）を測定する。インパクト機構（４０）は、出力軸（６１）に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、インパクト動作を行う。インパクト動作は、ハンマ（４２）からアンビル（４５）に打撃力を加える動作である。制御部（７）は、進み量測定部（９Ａ）で測定された進み量に基づいて、出力軸（６１）の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。

上記の構成によれば、インパクト工具（１）は、作業状況に応じて自律的に出力軸（６１）の回転速度を制御可能である。

また、第２の態様に係るインパクト工具（１）では、第１の態様において、進み量測定部（９Ａ）は、打撃間隔測定部（９１）と、ハンマ回転測定部（９２）と、演算部（９３）と、を有する。打撃間隔測定部（９１）は、ハンマ（４２）がアンビル（４５）に打撃力を加える時間間隔である打撃間隔を測定する。ハンマ回転測定部（９２）は、ハンマ（４２）の回転速度を測定する。演算部（９３）は、打撃間隔測定部（９１）で測定された打撃間隔と、ハンマ回転測定部（９２）で測定されたハンマ（４２）の回転速度と、に基づいて進み量を求める。

上記の構成によれば、進み量を精度良く求められる。

また、第３の態様に係るインパクト工具（１）では、第２の態様において、進み量測定部（９Ａ）は、電流測定部（８２）と、電圧測定部（８３）と、のうち少なくとも一方を更に有する。電流測定部（８２）は、モータ（３）に流れる電流を測定する。電圧測定部（８３）は、モータ（３）に印加される電圧を測定する。打撃間隔測定部（９１）は、電流測定部（８２）で測定された電流又は電圧測定部（８３）で測定された電圧に基づいて、打撃間隔を測定する。

上記の構成によれば、打撃間隔を精度良く求められる。

また、第４の態様に係るインパクト工具（１）では、第３の態様において、進み量測定部（９Ａ）は、電流測定部（８２）を有する。打撃間隔測定部（９１）は、電流測定部（８２）で測定された励磁電流が所定値（Ｔｈ５）以下となる時間間隔を、打撃間隔として測定する。

上記の構成によれば、打撃間隔を精度良く求められる。

また、第５の態様に係るインパクト工具（１）では、第１～４の態様のいずれか１つにおいて、複数のモードは、第１制御モードを含む。制御部（７）は、進み量が第１閾値（Ｔｈ１）よりも大きい場合に制御モードを第１制御モードに切り替える。

上記の構成によれば、適切な状況で制御モードを第１制御モードに切り替えられる。

また、第６の態様に係るインパクト工具（１）では、第１～５の態様のいずれか１つにおいて、複数のモードは、第２制御モードを含む。制御部（７）は、進み量が第２閾値（Ｔｈ２）以下の場合に制御モードを第２制御モードに切り替える。

上記の構成によれば、適切な状況で制御モードを第２制御モードに切り替えられる。

また、第７の態様に係るインパクト工具（１）では、第１～６の態様のいずれか１つにおいて、複数のモードは、出力軸（６１）を回転させる通常モードと、条件に応じて制限処理を実行する減速モードと、を含む。制限処理は、出力軸（６１）の回転速度を通常モードよりも抑制することと、出力軸（６１）の回転を停止させることと、の少なくとも一方を含む。

上記の構成によれば、インパクト工具（１）の動作を安定させられる。

また、第８の態様に係るインパクト工具（１）では、第１～７の態様のいずれか１つにおいて、制御部（７）は、出力軸（６１）の回転速度を上限値以下に制御する。制御部（７）は、進み量が大きいほど、上限値を大きくする。

上記の構成によれば、インパクト工具（１）の動作を安定させられる。

また、第９の態様に係るインパクト工具（１）では、第１～８の態様のいずれか１つにおいて、打撃検知部（７８）を更に備える。打撃検知部（７８）は、インパクト機構（４０）におけるインパクト動作を検知する。制御部（７）は、打撃検知部（７８）がインパクト動作を検知してからモータ（３）が停止するまでの間を通して、進み量に基づいて制御モードを切り替える。

上記の構成によれば、適切なタイミングで制御モードを切り替えられる。

第１の態様以外の構成については、インパクト工具（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

また、第１０の態様に係るインパクト工具（１）の制御方法は、モータ（３）と、インパクト機構（４０）と、出力軸（６１）と、を備えるインパクト工具（１）の制御方法である。インパクト機構（４０）は、ハンマ（４２）と、アンビル（４５）と、を有する。ハンマ（４２）は、モータ（３）の動力により回転する。アンビル（４５）は、ハンマ（４２）から打撃力を受け回転する。出力軸（６１）は、アンビル（４５）と共に回転する。制御方法は、制御ステップと、進み量測定ステップと、を有する。制御ステップは、出力軸（６１）の回転速度を制御するステップである。進み量測定ステップは、ハンマ（４２）の回転に対するアンビル（４５）の回転の進み量を測定するステップである。インパクト機構（４０）は、出力軸（６１）に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、インパクト動作を行う。インパクト動作は、ハンマ（４２）からアンビル（４５）に打撃力を加える動作である。制御ステップでは、進み量測定ステップで測定された進み量に基づいて、出力軸（６１）の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える。

上記の構成によれば、インパクト工具（１）は、作業状況に応じて自律的に出力軸（６１）の回転速度を制御可能である。

また、第１１の態様に係るプログラムは、第１０の態様に係るインパクト工具（１）の制御方法を、１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

上記の構成によれば、インパクト工具（１）は、作業状況に応じて自律的に出力軸（６１）の回転速度を制御可能である。

上記態様に限らず、実施形態に係るインパクト工具（１）の種々の構成（変形例を含む）は、インパクト工具（１）の制御方法及びプログラムにて具現化可能である。

１ インパクト工具
３ モータ
７ 制御部
９Ａ 進み量測定部
４０ インパクト機構
４２ ハンマ
４５ アンビル
７８ 打撃検知部
６１ 出力軸
８２ 電流測定部
８３ 電圧測定部
９１ 打撃間隔測定部
９２ ハンマ回転測定部
９３ 演算部
Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値
Ｔｈ５ 所定値
α１ 回転角度

Claims (11)

1. モータと、
   前記モータの動力により回転するハンマと、前記ハンマから打撃力を受け回転するアンビルと、を有するインパクト機構と、
   前記アンビルと共に回転する出力軸と、
   前記出力軸の回転速度を制御する制御部と、
   前記ハンマの回転に対する前記アンビルの回転の進み量を測定する進み量測定部と、を備え、
   前記インパクト機構は、前記出力軸に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、前記ハンマから前記アンビルに前記打撃力を加えるインパクト動作を行い、
   前記制御部は、前記進み量測定部で測定された前記進み量に基づいて、前記出力軸の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える、
   インパクト工具。
2. 前記進み量測定部は、
   前記ハンマが前記アンビルに前記打撃力を加える時間間隔である打撃間隔を測定する打撃間隔測定部と、
   前記ハンマの回転速度を測定するハンマ回転測定部と、
   前記打撃間隔測定部で測定された前記打撃間隔と、前記ハンマ回転測定部で測定された前記ハンマの前記回転速度と、に基づいて前記進み量を求める演算部と、を有する、
   請求項１に記載のインパクト工具。
3. 前記進み量測定部は、前記モータに流れる電流を測定する電流測定部と、前記モータに印加される電圧を測定する電圧測定部と、のうち少なくとも一方を更に有し、
   前記打撃間隔測定部は、前記電流測定部で測定された電流又は前記電圧測定部で測定された電圧に基づいて、前記打撃間隔を測定する、
   請求項２に記載のインパクト工具。
4. 前記進み量測定部は、前記電流測定部を有し、
   前記打撃間隔測定部は、前記電流測定部で測定された励磁電流が所定値以下となる時間間隔を、前記打撃間隔として測定する、
   請求項３に記載のインパクト工具。
5. 前記複数のモードは、第１制御モードを含み、
   前記制御部は、前記進み量が第１閾値よりも大きい場合に前記制御モードを前記第１制御モードに切り替える、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のインパクト工具。
6. 前記複数のモードは、第２制御モードを含み、
   前記制御部は、前記進み量が第２閾値以下の場合に前記制御モードを前記第２制御モードに切り替える、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のインパクト工具。
7. 前記複数のモードは、前記出力軸を回転させる通常モードと、条件に応じて制限処理を実行する減速モードと、を含み、
   前記制限処理は、前記出力軸の回転速度を前記通常モードよりも抑制することと、前記出力軸の回転を停止させることと、の少なくとも一方を含む、
   請求項１～６のいずれか一項に記載のインパクト工具。
8. 前記制御部は、前記出力軸の前記回転速度を上限値以下に制御し、
   前記制御部は、前記進み量が大きいほど、前記上限値を大きくする、
   請求項１～７のいずれか一項に記載のインパクト工具。
9. 前記インパクト機構における前記インパクト動作を検知する打撃検知部を更に備え、
   前記制御部は、前記打撃検知部が前記インパクト動作を検知してから前記モータが停止するまでの間を通して、前記進み量に基づいて前記制御モードを切り替える、
   請求項１～８のいずれか一項に記載のインパクト工具。
10. モータと、
    前記モータの動力により回転するハンマと、前記ハンマから打撃力を受け回転するアンビルと、を有するインパクト機構と、
    前記アンビルと共に回転する出力軸と、を備えるインパクト工具の制御方法であって、
    前記制御方法は、
    前記出力軸の回転速度を制御する制御ステップと、
    前記ハンマの回転に対する前記アンビルの回転の進み量を測定する進み量測定ステップと、を有し、
    前記インパクト機構は、前記出力軸に加えられるトルクの大きさに関するトルク条件が満たされると、前記ハンマから前記アンビルに前記打撃力を加えるインパクト動作を行い、
    前記制御ステップでは、前記進み量測定ステップで測定された前記進み量に基づいて、前記出力軸の回転速度を制御するための制御モードを複数のモードの中から切り替える、
    インパクト工具の制御方法。
11. 請求項１０に記載のインパクト工具の制御方法を、１以上のプロセッサに実行させるための、
    プログラム。

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