JP5467519B2 - Electric tool - Google Patents
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Description
本発明は電動工具に関し、特に回転駆動力を出力する電子パルスドライバに関する。 The present invention relates to an electric tool, and more particularly to an electronic pulse driver that outputs a rotational driving force.
従来の電動工具には、所定の電流値になった場合には、所定のトルクになったものと判断して、自動的にモータへの電力の供給を止めてしまうようなものがあった。このような製品が販売されていたが、モータへの電力の供給の停止が、全て所定のトルクに達した際以外にも例えば、電源コードがある場合には電源コードが抜けた場合に、充電池を用いている場合には、充電池の電池残量の減少によって起きていた。このため、所定のトルクになった場合に作業者に分かりやすく伝える必要があった。 Some conventional electric tools have a predetermined current value, and it is determined that a predetermined torque has been reached, and the power supply to the motor is automatically stopped. Such a product was sold, but in addition to when the supply of electric power to the motor has all reached a predetermined torque, for example, if there is a power cord, the power cord is disconnected. When using a battery, it was caused by a decrease in the remaining battery level of the rechargeable battery. For this reason, when the predetermined torque is reached, it is necessary to inform the operator in an easy-to-understand manner.
しかし、従来の電動工具では、作業者トリガを離さない限り、動作が継続していたため、無駄な電力消費が発生し、モータの温度も上昇していた。特に、通常の動作（モータは一方向に連続的に回転）と比較すると、ラチェッティング動作モードではモータの正転、停止を繰り返すため、電池の電力消費及び温度上昇が著しい。そこで、本発明は、所定のトルクになった場合に、分かりやすく伝えることができる電動工具を提供することを目的とする。また、分かりやすく伝える際に、無駄な電力を消費しにくい、トルクを高精度に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。 However, in the conventional electric power tool, the operation is continued unless the operator trigger is released. Therefore, useless power consumption occurs and the temperature of the motor also rises. In particular, when compared with normal operation (motor continuously rotates in one direction), the ratcheting operation mode repeats normal rotation and stop of the motor, so that battery power consumption and temperature rise are significant. Then, an object of this invention is to provide the electric tool which can be communicated intelligibly when it becomes predetermined torque. It is another object of the present invention to provide an electric tool that can prevent unnecessary electric power from being consumed and provide high-accuracy torque.
上記目的を達成するために、本発明は正転及び逆転可能なモータと、前記モータから駆動力を供給されて正転方向又は逆転方向に回転するハンマと、前記ハンマと別体に設けられ前記ハンマの前記正転方向への回転により前記ハンマと一体的に回転するアンビルと、先端工具を保持可能であり前記先端工具に前記アンビルの回転を伝達する先端工具保持部と、前記モータに回転用正転電力、前記回転用正転電力よりも小さいクラッチ用正転電力、又は、前記回転用正転電力よりも絶対値の小さいクラッチ用逆転電力を供給する電力供給部と、前記回転用正転電力が供給されている状態で前記モータに流れる電流が所定値まで増加した場合に前記クラッチ用正転電力と前記クラッチ用逆転電力とを交互に切り換えて擬似クラッチを発生させ、前記擬似クラッチの発生から所定時間経過後に前記擬似クラッチを停止させるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備え、前記ハンマは、前記クラッチ用逆転電力の印加により前記アンビルから離れ、前記クラッチ用正転電力の印加により前記アンビルを打撃することを特徴とする電子パルスドライバを提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a motor capable of normal rotation and reverse rotation, a hammer which is supplied with a driving force from the motor and rotates in the normal rotation direction or the reverse rotation direction, and is provided separately from the hammer. An anvil that rotates integrally with the hammer by rotation of the hammer in the forward direction, a tip tool holding portion that can hold the tip tool and transmits the rotation of the anvil to the tip tool, and is used for rotation to the motor A power supply unit that supplies forward power, forward power for clutch that is smaller than forward power for rotation, or reverse power for clutch that has a smaller absolute value than forward power for rotation, and forward rotation for rotation When the current flowing through the motor increases to a predetermined value while electric power is supplied, the forward rotation power for the clutch and the reverse rotation power for the clutch are alternately switched to generate a pseudo clutch. And a control unit for controlling the power supply unit so as to stop the pseudo clutch from the occurrence of the pseudo clutch after a predetermined time has elapsed, the hammer away from the anvil upon application of reverse rotation the clutch power, the clutch YoTadashi There is provided an electronic pulse driver characterized in that the anvil is hit by applying a conversion power .
このような構成によれば、擬似クラッチを発生から所定時間経過後に停止させるので、電力消費及び温度上昇を抑制することが可能となる。 According to such a configuration, the pseudo clutch is stopped after a lapse of a predetermined time from the occurrence, so that power consumption and temperature rise can be suppressed.
また、本発明はモータと、前記モータにより回転されるハンマと、先端工具を保持可能であり、前記ハンマにより打撃されるアンビルと、を有し、前記モータを正転方向へと回転させるための前記モータへの供給電力が第１の電力値になった場合に、前記第１の電力値よりも小さな第２の電力値を前記モータに断続的に供給し、前記ハンマにより前記アンビルを断続的に打撃可能であることを特徴とする電動工具を提供する。
In addition, the present invention includes a motor, a hammer rotated by the motor, and an anvil capable of holding a tip tool and hit by the hammer , for rotating the motor in the forward rotation direction. When the power supplied to the motor becomes the first power value, a second power value smaller than the first power value is intermittently supplied to the motor, and the anvil is intermittently supplied by the hammer. It is possible to provide an electric tool characterized by being capable of being hit .
このような構成により、第１の電力よりも第２の電力が小さいので、第２の電力を付加する間に、留め金具の締め・緩みが発生しにくくなる。このため、トルクを高精度にすることができる。 With such a configuration, since the second power is smaller than the first power, it is difficult for the fasteners to be tightened or loosened while the second power is applied. For this reason, torque can be made highly accurate.
また、前記モータへの第２の電力値の供給は、所定時間の後、自動的に停止されることが好ましい。 The supply of the second power value to the motor is preferably automatically stopped after a predetermined time.
このような構成により、モータが自動的に停止するので、電力を使いすぎることを抑制することができる。 With such a configuration, since the motor automatically stops, it is possible to suppress excessive use of electric power.
また、 前記モータへの前記第２の電力値の供給によって、前記モータは、正転方向及び逆転方向に回転可能であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said motor can rotate to a normal rotation direction and a reverse rotation direction by supply of the said 2nd electric power value to the said motor.
このような構成により、正転方向及び逆転方向にモータが回転することによって、留め金具が締め・緩みしにくくなる。このため、トルクを高精度にすることができる。もしも、第２の電力値が正転のみの場合には、締めてしまうことになりかねない。 With such a configuration, when the motor rotates in the forward rotation direction and the reverse rotation direction, the fastener is less likely to be tightened or loosened. For this reason, torque can be made highly accurate. If the second power value is forward rotation only, it may be tightened.
本発明の電動工具によれば、所定のトルクになった場合に、分かりやすく伝えることができる電動工具を提供することができる。また、分かりやすく伝える際に、無駄な電力を消費しにくい、トルクを高精度にすることができる電動工具を提供することができる。 According to the electric power tool of the present invention, it is possible to provide an electric power tool that can easily communicate when a predetermined torque is reached. In addition, it is possible to provide an electric tool that makes it difficult to consume useless electric power when transmitting in an easy-to-understand manner and can make torque highly accurate.
以下、本発明の実施の形態に係る電動工具の一例である電子パルスドライバ１について、図１から図３に基づき説明する。図１に示される電子パルスドライバ１は、ハウジング２と、モータ３と、ハンマ部４と、アンビル部５と、スイッチ機構６とから主に構成されている。ハウジング２は樹脂製であって電子パルスドライバ１の外郭を成しており、略筒状の胴体部２１と、胴体部２１から延出されるハンドル部２２とから主に構成されている。
Hereinafter, an
図１に示されるように、胴体部２１内には、その長手方向がモータ３の軸方向と一致するようにモータ３が配置されると共に、モータ３の軸方向一端側に向かってハンマ部４、アンビル部５が並んで配置されている。以下の説明においてはモータ３からハンマ部４、アンビル部５に向かう方向を前側として、モータ３の軸方向と平行な方向を前後方向と定義する。また胴体部２１からハンドル部２２が延びる方向を下側として上下方向を定義し、前後方向と直交する方向を左右方向と定義する。
As shown in FIG. 1, the
胴体部２１内において前側位置には、ハンマ部４及びアンビル部５が内蔵されるハンマケース２３が配置されている。ハンマケース２３は、金属製であって前方に向かうに従って徐々に径が細くなる略漏斗形状を成し、漏斗形状の先端が前側を向くように配置されており、前端部分に後述の先端工具装着部５１が前側へ突出する開口２３ａが形成されていると共に、開口２３ａを画成する内壁にアンビル部５を回転可能に支持するメタル２３Ａを有している。
A
胴体部２１において、開口２３ａ近傍位置であってハンマケース２３の下方位置には、ライト２Ａが保持されている。ライト２Ａは、後述の先端工具装着部５１に図示せぬ先端工具であるビットが装着された際に、ビットの前端付近を照射可能に構成されている。また胴体部２１においてライト２Ａの下方位置には、切替部であるダイヤル２Ｂが回転操作可能に配置されている。胴体部２１によりライト２Ａを保持する構造であるため、特にライト２Ａを保持する部材を別途設ける必要が無く、簡単な構成で確実にライト２Ａを保持することができる。またライト２Ａ及びダイヤル２Ｂは、左右方向において胴体部２１の略中央位置にそれぞれ配置されている。また胴体部２１には、後述のファン３２により胴体部２１内に外気を吸入・排出する図示せぬ吸気口及び排気口が形成されている。
In the
ハンドル部２２は、胴体部２１の前後方向略中央位置から下側に向けて延出され胴体部２１と一体に構成されている。ハンドル部２２の内部にはスイッチ機構６が内蔵されると共に、その延出方向先端位置にモータ３等に電力を供給する電池２４が着脱可能に装着されている。ハンドル部２２において、胴体部２１からの根元部分であって前側位置には、作業者の操作箇所となるトリガ２５が設けられている。またトリガ２５が設けられた位置は、前述のダイヤル２Ｂの下方であってダイヤル２Ｂ近傍位置である。よって一の指でトリガ２５及びダイヤル２Ｂをそれぞれ操作することが可能である。なお、ダイヤル２Ｂを回転させることによって、後述のドリルモード、クラッチモード、パルスモードを切り替えることができる。
The
胴体部２１の上部かつ後側には、表示部２６が配置されている。表示部２６は、後述のドリルモードと、クラッチモードと、パルスモードとのうちいずれのモードが選択されているかを表示する。
A
図１に示されるように、モータ３は、出力軸部３１を備えるロータ３Ａと、ロータ３Ａと対向する位置に配置されるステータ３Ｂとから主に構成されるブラシレスモータであり、出力軸部３１の軸方向が前後方向と一致するように胴体部２１内に配置されている。出力軸部３１はロータ３Ａの前後に突出しており、その突出した箇所でベアリングにより胴体部２１に回転可能に支承されている。出力軸部３１において、前側に突出している箇所には、出力軸部３１と同軸一体回転するファン３２が設けられている。前側に突出している箇所の最前端位置にはピニオンギヤ３１Ａが出力軸部３１と同軸一体回転するように設けられている。
As shown in FIG. 1, the
ハンマ部４は、ギヤ機構４１と、ハンマ４２とから主に構成されており、モータ３の前側であってハンマケース２３内に内蔵されるように配置されている。ギヤ機構４１は、一のアウターギヤ４１Ａを共有する二つの遊星歯車機構４１Ｂ、４１Ｃから構成されている。アウターギヤ４１Ａは、ハンマケース２３内に内蔵されると共に胴体部２１に固定されている。一の遊星歯車機構４１Ｂは、アウターギヤ４１Ａと噛合するようにアウターギヤ４１Ａ内に配置され、ピニオンギヤ３１Ａを太陽ギヤとして用いている。他の遊星歯車機構４１Ｃは、アウターギヤ４１Ａと噛合するようにアウターギヤ４１Ａ内であって一の遊星歯車機構４１Ｂの前側に配置され、一の遊星歯車機構４１Ｂの出力軸を太陽ギヤとして用いている。
The
ハンマ４２は、遊星歯車機構４１Ｃの遊星キャリアの前面に規定されており、前側に向けて突出すると共に遊星歯車機構４１Ｃの遊星キャリアの回転中心からずれた位置に配置された第１係合突起４２Ａと、遊星歯車機構４１Ｃの遊星キャリアの回転中心を挟んで第１係合突起４２Ａと対極に位置する第２係合突起４２Ｂとを有している（図３）。
The
アンビル部５は、先端工具装着部５１と、アンビル５２とから主に構成されており、ハンマ部４の前方に配置されている。先端工具装着部５１は、円筒状に構成され、ハンマケース２３の開口２３ａ内にメタル２３Ａを介して回転可能に支持されている。また先端工具装着部５１は、前端から後方へと向けて穿設され、図示せぬビットが挿入される穿孔５１ａを有すると共に、前端部分に図示せぬビットを保持するチャック５１Ａを有している。
The
アンビル５２は、先端工具装着部５１の後方であってハンマケース２３内に位置するように先端工具装着部５１と一体に構成されており、後側に向けて突出すると共に先端工具装着部５１の回転中心からずれた位置に配置された第１被係合突起５２Ａと、先端工具装着部５１の回転中心を挟んで第１被係合突起と対極に位置する第２被係合突起５２Ｂとを有している。ハンマ４２が回転すると、第１係合突起４２Ａと第１被係合突起５２Ａとが衝突すると同時に、第２係合突起４２Ｂと第２係合突起５２Ｂとが衝突することによりハンマ４２の回転力がアンビル５２に伝達される。詳細な動作は後述する。
The
スイッチ機構６は、基板６１と、トリガスイッチ６２と、スイッチング基板６３及び、これらを接続する配線とから構成されている。基板６１は、ハンドル部２２内において電池２４近傍位置に配置されており、電池２４に接続されると共にライト２Ａ、ダイヤル２Ｂ、トリガスイッチ６２、スイッチング基板６３、及び表示部２６に接続されている。
The
次にモータ３の駆動制御系の構成を図２に基づき説明する。本実施例では、モータ３は３相のブラシレスＤＣモータで構成される。このブラシレスＤＣモータのロータ３Ａは複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石を含んで構成され、ステータ３Ｂはスター結線された３相の固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗから成る。ロータ３Ａの回転位置を検出するために、回転位置検出素子（ホール素子）６４が基板６１上に、ロータ３Ａの周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置されている。これらの回転位置検出素子６４からの位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御され、モータ３が回転する。回転位置検出素子６４は、スイッチング基板６３上のロータ３Ａの永久磁石３Ｃに対向する位置に設けられている。
Next, the configuration of the drive control system of the
スイッチング基板６３上に搭載される電子素子には、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含む。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、基板６１に搭載される制御信号出力回路６５に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路６５から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路６６に印加される電池２４の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ，Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。
The electronic elements mounted on the switching
６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６として供給し、基板６１上に搭載された演算部６７によって、トリガ２５の操作量（ストローク）の検出信号に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティー比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御する。
Of the switching element drive signals (three-phase signals) for driving the gates of the six switching elements Q1 to Q6, three negative power supply side switching elements Q4, Q5, and Q6 are converted to pulse width modulation signals (PWM signals) H4. H5 and H6 are supplied to the
ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路６６の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又は、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又はスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって電池２４の直流電圧から各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。なお、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整してモータ３の回転速度を制御することができる。
Here, the PWM signal is supplied to any one of the positive power supply side switching elements Q1 to Q3 or the negative power supply side switching elements Q4 to Q6 of the
制御部７２は、基板６１上に搭載されており、制御信号出力回路６５と、演算部６７と、電流検出回路７１と、スイッチ操作検出回路７６と、印加電圧設定回路７０と、回転方向設定回路６８と、回転子位置検出回路６９と、回転数検出回路７５と、打撃衝撃検出回路７４とを有する。演算部６７は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、タイマとを含んで構成される。演算部６７は、回転方向設定回路６８と回転子位置検出回路６９との出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その制御信号を制御信号出力回路６５に出力する。これによって固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗの所定の巻線に交互に通電し、ロータ３Ａを設定された回転方向に回転させる。この場合、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路７０の出力制御信号に基づいてＰＷＭ変調信号として出力される。モータ３に供給される電流値は、電流検出回路７１によって測定され、その値が演算部６７にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。なお、ＰＷＭ信号は正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に印加してもよい。
The
電子パルスドライバ１には、モータ３の回転方向を切替えるための図示せぬ正逆切替レバーが設けられ、回転方向設定回路６８は図示せぬ正逆切替レバーの変化を検出するごとに、モータ３の回転方向を切替えて、その制御信号を演算部６７に送信する。制御部７２には、アンビル５２に発生する衝撃の大きさを検出する打撃衝撃検出センサ７３が接続され、その出力は打撃衝撃検出回路７４を介して演算部６７に入力される。
The
図３は図１におけるＩＩＩ方向から見た断面図であり、電子パルスドライバ１動作時におけるハンマ４２とアンビル５２との位置関係を表す図である。図３（１）は、第１係合突起４２Ａと第１被係合突起５２Ａとが接触している同時に、第２係合突起４２Ｂと第２係合突起５２Ｂとが接触している状態を示している。第１係合突起４２Ａの外径ＲＨ３と第１係合突起５２Ａの外径ＲＡ３とは等しくなるように構成される。この状態から、ハンマ４２は図３の時計回り方向に回転し、図３（２）に示す状態となる。第１係合突起４２Ａの内径ＲＨ２は、第２被係合突起５２Ｂの外径ＲＡ１よりも大きく構成されていることから、第１係合突起４２Ａと第２被係合突起５２Ｂとは互いに接触しない。同様に、第２係合突起４２Ｂの外径ＲＨ１は、第１被係合突起５２Ａの内径ＲＡ２よりも小さく構成されていることから、第２係合突起４２Ｂと第１被係合突起５２Ａとは互いに接触しない。そして、図３（３）に示す位置までハンマ４２が回転すると、モータ３は逆回転を開始してハンマ４２は反時計回り方向に回転する。図３（３）に示す位置がハンマ４２がアンビル５２に対して最反転位置まで逆回転した状態となる。モータ３の正回転により、ハンマ４２は図３（４）に示す状態を経由して図３（５）に示すように第１係合突起４２Ａと第１被係合突起５２Ａとが衝突すると同時に、第２係合突起４２Ｂと第２被係合突起５２Ｂとが衝突する。この衝突時の衝撃によって、図３（６）に示すようにアンビル５２が反時計回り方向に回転する。
FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the direction III in FIG. 1 and shows the positional relationship between the
上述のように、ハンマ４２に設けられた２箇所の係合突起は、回転する軸心を基準に対称の位置でアンビル５２に設けられた２箇所の係合突起と衝突する。このような構成により、打撃時のバランスが安定し、作業者が打撃時に電子パルスドライバ１に振られにくくすることができる。
As described above, the two engaging protrusions provided on the
また、第１係合突起４２Ａの内径ＲＨ２は第２被係合突起５２Ｂの外径ＲＡ１よりも大きく構成されているとともに、第２係合突起４２Ｂの外径ＲＨ１は第１被係合突起５２Ａの内径ＲＡ２よりも小さく構成されていることから、ハンマ４２とアンビル５２との相対回転角を１８０度より大きく構成することができる。これによりアンビル５２に対してハンマ４２の十分な反転角及び加速距離を確保することができる。
Further, the inner diameter RH2 of the
また、第１係合突起４２Ａ及び第２係合突起４２Ｂは円周方向の両端面で第１被係合突起５２Ａ及び第２被係合突起５２Ｂと衝突可能であるため、正回転時だけではなく逆回転時にもインパクト動作が可能となるため、使い勝手の良いインパクト工具を提供することができる。また、ハンマ４２でアンビル５２を打撃する際、軸方向（前方）に叩かないので先端工具を被加工部材に押し付けることを防止でき、木材に木ねじを締め込む際に有利である。
Further, since the first
次に、図４−図９を用いて、本実施の形態による電子パルスドライバにおいて使用可能な動作モードについて説明する。本実施の形態による電子パルスドライバは、ドリルモード、クラッチモード、パルスモードの３つの動作モードを備えている。 Next, operation modes that can be used in the electronic pulse driver according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The electronic pulse driver according to the present embodiment has three operation modes: a drill mode, a clutch mode, and a pulse mode.
ドリルモードとは、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させるモードであって、主に、木ネジを締結する場合等に用いられる。モータ３に流れる電流は、図４に示すように、締結が進むにつれて増加する。
The drill mode is a mode in which the
クラッチモードとは、図５及び図６に示すように、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させた状態でモータ３に流れる電流が目標値（目標トルク）まで増加した場合にモータ３の駆動を停止させるモードであって、主に、締結後に外観に現れる留め金具を締結する場合等、正確なトルクで締結することを重要視する場合に用いられる。なお、後述するが、クラッチモードにおいては、擬似クラッチの発生のためにモータ３が逆転され、また、木ネジを締結する際には、ネジなめ防止のためにモータ３が逆転される（図６参照）。
As shown in FIGS. 5 and 6, the clutch mode is a state where the current flowing through the
パルスモードとは、図７−図９に示すように、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させた状態でモータ３に流れる電流が所定値（所定トルク）まで増加した場合にモータ３の正転及び逆転を交互に切り換えて打撃により留め金具を締結するモードであって、主に、外観に現れない場所で用いられる長尺のネジを締結する場合等に用いられる。これにより、強力な締結力を供給することができると同時に、被加工部材からの反発力を低減することができる。
As shown in FIG. 7 to FIG. 9, the pulse mode refers to the
次に、本実施の形態による電子パルスドライバが締結動作を行う際の制御部７２による制御について説明する。なお、ドリルモードに関しては、特別な制御は行われないので説明を省略する。また、以下の説明では、電流に基づく判断には起動電流を考慮しないこととする。また、正転の電流を与えた際の電流値の急激な上昇も考慮しないこととする。例えば、図６−９において示されるような正転電流を与えた際の電流値の急激な上昇は、ネジ又はボルト締付に寄与しないためである。この電流値の急激な上昇は、例えば約２０ｍｓの不感時間を設けることによって、考慮しないようにすることができる。
Next, the control by the
まず、動作モードがクラッチモードに設定されている場合について、図５、図６及び図１０を用いて説明する。 First, the case where the operation mode is set to the clutch mode will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 10.
図５は、クラッチモードでボルト等の留め金具（以下、ボルト）を締結する際の制御について説明する図であり、図６は、クラッチモードで木ネジ等の留め金具（以下、木ネジ）を締結する際の制御について説明する図であり、図１０は、クラッチモードで留め金具を締結する際のフローチャートである。 FIG. 5 is a diagram for explaining control when fastening a fastener such as a bolt (hereinafter referred to as a bolt) in the clutch mode. FIG. 6 illustrates a fastener such as a wood screw (hereinafter referred to as a wood screw) in the clutch mode. It is a figure explaining the control at the time of fastening, and FIG. 10 is a flowchart at the time of fastening a fastener in a clutch mode.
図１０のフローチャートは、トリガがひかれたことを契機に開始し、また、本実施の形態によるクラッチモードでは、モータ３に流れる電流が目標電流値Ｔ（図５及び図６参照）まで増加した場合に目標のトルクに達したと判断して締結動作を終了するものとする。
The flowchart of FIG. 10 starts when the trigger is pulled. In the clutch mode according to the present embodiment, the current flowing through the
トリガがひかれると、制御部７２は、まず、モータ３に嵌合用逆転電圧を印加してハンマ４２を逆転させ、アンビル５２に軽く衝突させる（図５及び図６のｔ１、図１０のＳ６０１）。本実施の形態では、嵌合用逆転電圧は５．５Ｖに、嵌合用逆転電圧印加時間は２００ｍｓに設定されている。これにより、留め金具と先端工具とを確実に嵌合させることが可能となる。
When the trigger is pulled, the
トリガがひかれた時点ではハンマ４２とアンビル５２は離れている可能性があり、その状態でモータ３に電流が流れると、ハンマ４２によってアンビル５２に打撃が加えられることとなる。一方、クラッチモードとは、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させた状態でモータ３に流れる電流が目標値（目標トルク）まで増加した場合にモータ３の駆動を停止させるモードであるところ、アンビル５２に打撃が加えられてしまうと、その打撃のみで目標値を超えるトルクが留め金具に供給されてしまうことがある。特に、一旦締結したネジ等を改めて締結する増し締めを行う際には、そのような問題が顕著となる。
When the trigger is pulled, the
従って、クラッチモードでは、Ｓ６０１に続いて、アンビル５２を回転させることなくハンマ４２をアンビル５２に接触（プレスタート）させるためにプレスタート用正転電圧を第１期間モータ３に印加する（図５及び図６のｔ２、図１０の６０２）。本実施の形態では、プレスタート用正転電圧は１．５Ｖに、プレスタート用正転電圧印加時間は８００ｍｓに設定されている。また、本実施の形態では、ハンマ４２とアンビル５２とは３１５度程度離れている可能性があるので、第１期間は、プレスタート用正転電圧が印加されたモータ３によってハンマ４２が３１５度回転するのに要する期間に設定されている。
Therefore, in the clutch mode, following S601, the pre-rotating forward rotation voltage is applied to the
続いて、留め金具を締結するための締結用正転電圧をモータ３に印加し（図５及び図６のｔ３、図１０のＳ６０３）、モータ３に流れる電流が閾値ａより大きくなったか否かを判断する（Ｓ６０４）。本実施の形態では、締結用正転電圧は、１４．４Ｖに設定されており、閾値ａは、ネジなめを発生させない範囲の木ネジ締結の終盤の電流値であり、本実施の形態では、１５Ａに設定されている。
Subsequently, a forward rotation voltage for fastening the fastener is applied to the motor 3 (t3 in FIGS. 5 and 6, S603 in FIG. 10), and whether or not the current flowing through the
モータ３に流れる電流が閾値ａより大きくなっていた場合には（図５及び図６のｔ４、図１０のＳ６０４：ＹＥＳ）、電流の増加率が閾値ｂより大きいか否かを判断する（Ｓ６０５）。電流の増加率は、例えば図５の場合には、（Ａ（Ｔｒ+ｔ）−Ａ（Ｔｒ））／Ａ（Ｔｒ）により算出することができる。ｔは、ある時点Ｔｒからの経過時間を示す。また、図６の場合には、（Ａ（Ｎ+１）−Ａ（Ｎ））／Ａ（Ｎ）により算出できる。Ｎは、ある正転電流の負荷時の電流の最大値であり、Ｎ+１は、ある正転電流の次の正転電流の負荷時の電流の最大値である。例えば、図６の場合には、（Ａ（Ｎ+１）−Ａ（Ｎ））／Ａ（Ｎ）の閾値ｂは、２０％として設定している。
If the current flowing through the
一般に、モータ３に流れる電流は、ボルトを締結している場合には、図５に示すように、締結の終盤で急激に増加するのに対し、木ネジを締結している場合には、図６に示すように、なだらかに増加していく。
In general, when a bolt is fastened, the current flowing through the
従って、制御部７２は、モータ３に流れる電流が閾値ａより大きくなった時点での電流の増加率が閾値ｂより大きい場合には、留め金具がボルトであると判断し、閾値ｂ以下の場合には、留め金具が木ネジであると判断する。
Accordingly, the
電流の増加率が閾値ｂより大きい場合の留め金具はネジなめを考慮する必要のないボルトであるため、その後、電流値が目標電流値Ｔまで増加した時に（図５のｔ５、図１０のＳ６０６：ＹＥＳ）、ボルトへのトルクの供給を停止させる。しかしながら、上述したように、ボルトの場合、急激に電流が増加しているので、単に正転電圧の印加を停止しただけでは慣性力によってボルトにトルクを与えてしまう虞がある。従って、本実施の形態では、ボルトへのトルクの供給を停止させるために、ブレーキ用逆転電圧をモータ３に印加する（図５のｔ５、図１０のＳ６０７）。本実施形態では、ブレーキ用逆転電圧印加時間は５ｍｓに設定されている。 When the current increase rate is larger than the threshold value b, the fastener is a bolt that does not need to consider screw licking. Therefore, when the current value subsequently increases to the target current value T (t5 in FIG. 5, S606 in FIG. 10). : YES), the supply of torque to the bolt is stopped. However, as described above, in the case of a bolt, the current increases rapidly, so that there is a possibility that torque is applied to the bolt by inertia force simply by stopping the application of the forward rotation voltage. Therefore, in the present embodiment, in order to stop the supply of torque to the bolt, the reverse brake voltage is applied to the motor 3 (t5 in FIG. 5 and S607 in FIG. 10). In the present embodiment, the brake reverse voltage application time is set to 5 ms.
続いて、モータ３に擬似クラッチ用正転電圧及び逆転電圧を交互に印加する（図５及び図６のｔ７、図１０のＳ６０８）。本実施形態では、擬似クラッチ用正転電圧及び逆転電圧印加時間は１０００ｍｓ（１秒）に設定されている。ここで、擬似クラッチとは、所定の電流値に達することによって所望のトルクとなった際に、作業者に知らせる機能を有することをいう。実際には、モータからの出力がなくなるわけではないが、擬似的にモータからの出力がなくなったことを報知する報知手段となっている。 Subsequently, the forward rotation voltage and the reverse rotation voltage for the pseudo clutch are alternately applied to the motor 3 (t7 in FIGS. 5 and 6 and S608 in FIG. 10). In the present embodiment, the pseudo-clutch forward rotation voltage and reverse rotation voltage application time are set to 1000 ms (1 second). Here, the pseudo clutch means having a function of notifying an operator when a desired torque is reached by reaching a predetermined current value. Actually, the output from the motor is not lost, but it is a notification means for notifying that the output from the motor is virtually lost.
擬似クラッチ用逆転電圧が印加されるとハンマ４２はアンビル５２から離れ、擬似クラッチ用正転電圧が印加されるとハンマ４２はアンビル５２を打撃することになるが、擬似クラッチ用正転電圧及び逆転電圧は、留め金具に締結力を与えない程度の電圧（例えば、２Ｖ）に設定されているため、打撃音として擬似クラッチが発生するだけである。この擬似クラッチの発生により、ユーザは締結の終了を認識することが可能となる。
When the pseudo-clutch reverse voltage is applied, the
一方、電流の増加率が閾値ｂ以下の場合の留め金具はネジなめを考慮する必要のある木ネジであるため、続いて、モータ３に締結用電圧に対し所定の間隔でネジなめ用逆転電圧を印加する（図６のｔ５、図１０のＳ６０９）。ネジなめとは、木ネジのネジ頭に設けられる十字状の凹部と、先端工具（ビット）の十字状の凸部との嵌合が外れることで、先端工具の十字状の凸部のトルクが十字状の凹部に不均一に掛かって十字状の凹部がつぶれてしまうことをいう。ネジなめ用逆転電圧の印加により、アンビルは逆転する。このアンビルの逆転によって、アンビルに取付けられている先端工具の十字状の凸部と、木ネジの十字状の凹部とがしっかりと嵌合するようになる。なお、ネジなめ用逆転電圧は、ハンマ４２からアンビル５２に打撃を与えるための加速距離を稼ぐためではなく、アンビル５２からネジに逆転のトルクを与えない程度に、ハンマ４２からアンビル５２に逆転を与えるものである。本実施の形態では、ネジなめ用逆転電圧は、電圧１４．４Ｖに設定されている。
On the other hand, since the fastener when the current increase rate is equal to or less than the threshold value b is a wood screw that needs to be considered for screw licking, the reverse rotation voltage for screw licking is subsequently applied to the
そして、電流が目標電流値Ｔまで増加した時に（図６のｔ６、図１０のＳ６１０：ＹＥＳ）、モータ３に擬似クラッチ用正転電圧及び逆転電圧（以下、擬似クラッチ用電圧）を交互に印加して擬似クラッチを発生させ（図６のｔ７、図１０のＳ６０８）、ユーザに締結の終了を報知する。
When the current increases to the target current value T (t6 in FIG. 6, S610 in FIG. 10: YES), the pseudo-clutch forward voltage and the reverse voltage (hereinafter, pseudo-clutch voltage) are alternately applied to the
最後に、擬似クラッチ用電圧の印加から所定時間経過後（Ｓ６０９：ＹＥＳ）に、擬似クラッチ用電圧の印加を停止させる（Ｓ６１０）。 Finally, after a predetermined time has elapsed since the application of the pseudo clutch voltage (S609: YES), the application of the pseudo clutch voltage is stopped (S610).
次に、動作モードがパルスモードに設定されている場合について、図７−図９、及び、図１１を用いて説明する。 Next, the case where the operation mode is set to the pulse mode will be described with reference to FIGS. 7 to 9 and FIG.
図７は、パルスモードでボルトを締結する際の制御について説明する図であり、図８は、パルスモードで木ネジを締結する際に後述する第２のパルスモードに移行しない場合の制御について説明する図であり、図９は、パルスモードで木ネジを締結する際に後述する第２のパルスモードに移行する場合の制御について説明する図であり、図１１は、パルスモードで留め金具を締結する際のフローチャートである。 FIG. 7 is a diagram for explaining the control when the bolt is fastened in the pulse mode, and FIG. 8 is a diagram for explaining the control in the case of not shifting to the second pulse mode described later when fastening the wood screw in the pulse mode. FIG. 9 is a diagram for explaining the control when shifting to the second pulse mode described later when the wood screw is fastened in the pulse mode, and FIG. 11 is for fastening the fastener in the pulse mode. It is a flowchart at the time of doing.
また、図１１のフローチャートも、クラッチモードの場合と同様にトリガがひかれたことを契機に開始するものとする。 Further, the flowchart of FIG. 11 also starts when a trigger is pulled, as in the clutch mode.
トリガがひかれると、制御部７２は、まず、クラッチモードの場合と同様に、モータ３に嵌合用逆転電圧を印加する（図７−９のｔ１、図１１のＳ７０１）。一方、パルスモードでは、正確なトルクで締結することを重要視していないので、クラッチモードにおけるＳ６０２（プレスタート）に相当するステップは省略される。
When the trigger is pulled, the
次に、クラッチモードの場合と同様の締結用正転電圧を印加し（図７−９のｔ２、図１１のＳ７０２）、モータ３に流れる電流が閾値ｃより大きくなったか否かを判断する（Ｓ７０３）。
Next, the same forward rotation voltage as in the clutch mode is applied (t2 in FIG. 7-9, S702 in FIG. 11), and it is determined whether or not the current flowing through the
ここで、木ネジの場合、締結の序盤から徐々に負荷（電流）が増加するのに対し、ボルトの場合、締結の序盤はほとんど負荷が増加せず、ある程度締結が進んだ時点で急激に増加する。そして、ボルトの場合、一旦負荷がかかると、対となる留め金具から受ける反力は、木ネジの場合に被加工部材から受ける反力よりも大きくなる。従って、ボルトの場合には、逆転電圧に対する補助的な力を対となる留め金具から受けているため、モータ３に留め金具用逆転電圧が印加されると、木ネジの場合よりも絶対値の小さな逆転電流がモータ３に流れることとなる。本実施の形態では、ボルトの場合の負荷の増加開始付近の電流（例えば、１５Ａ）が閾値ｃとして設定されている。
Here, in the case of wood screws, the load (current) gradually increases from the beginning of the fastening, whereas in the case of bolts, the load does not increase almost at the beginning of the fastening, and increases rapidly when the fastening is advanced to some extent. To do. In the case of bolts, once a load is applied, the reaction force received from the pair of fasteners is greater than the reaction force received from the workpiece in the case of wood screws. Therefore, in the case of the bolt, since an auxiliary force for the reverse voltage is received from the pair of fasteners, when the reverse voltage for the fastener is applied to the
モータ３に流れる電流が閾値ｃより大きくなった場合、モータ３に留め金具判別用逆転電圧を印加する（図７−９のｔ３、図１１のＳ７０４）。留め金具判別用逆転電圧は、ハンマ４２からアンビル５２に打撃を与えない程度の値（例えば、１４．４Ｖ）に設定されている。
When the current flowing through the
そして、制御部７２は、留め金具判別用逆転電圧を印加した際にモータ３に流れる電流の絶対値が閾値ｄより大きいか否かを判断し（Ｓ７０５）、閾値ｄより大きい場合（図８及び図９）には木ネジを、閾値ｄ以下の場合（図７）にはボルトを締結していると判別し、判別した留め金具に応じた打撃締結を行うようにモータ３を制御する。本実施の形態では、閾値ｄは、２０Ａに設定されている。
Then, the
詳細には、打撃締結は正転電圧と逆転電圧とをモータ３に交互に印加することにより行うが、本実施の形態では、正転電圧を印加する期間（以下、正転期間）に対する逆転電圧を印加する期間（以下、逆転期間）が負荷の大きさに比例して大きくなるように、正転電圧と逆転電圧とを交互にモータ３に印加する。
Specifically, the impact fastening is performed by alternately applying a normal rotation voltage and a reverse rotation voltage to the
また、押圧による締結が難しくなった場合に打撃による締結に移行するのが一般的であるが、その移行も徐々に行われる方がユーザのフィーリング的に好ましい。従って、本実施の形態では、第１のパルスモードによって押圧中心の打撃締結を行い、第２のパルスモードによって打撃中心の打撃締結を行う。 Further, when fastening by pressing becomes difficult, it is common to shift to fastening by hitting, but it is preferable in terms of the user's feeling that the transition is gradually performed. Accordingly, in the present embodiment, the hit center at the pressing center is performed in the first pulse mode, and the hit center at the hit center is performed in the second pulse mode.
具体的には、第１のパルスモードでは、長めの正転期間によって押圧力を留め金具に供給し、一方、第２のパルスモードでは、負荷が大きくなるにつれて逆転期間を徐々に増加させる一方で正転期間を徐々に減少させて打撃力を供給している。なお、本実施の形態では、第１のパルスモードにおいて、被加工部材からの反力を軽減するために、負荷が大きくなるにつれて逆転期間は一定のまま正転期間を徐々に減少させている。 Specifically, in the first pulse mode, the pressing force is supplied to the fastener by a longer forward rotation period, while in the second pulse mode, the reverse rotation period is gradually increased as the load increases. The striking force is supplied by gradually decreasing the forward rotation period. In the present embodiment, in the first pulse mode, in order to reduce the reaction force from the workpiece, the forward rotation period is gradually decreased while the reverse rotation period remains constant as the load increases.
図１１フローチャートに戻り、第１のパルスモード及び第２のパルスモードへの移行について説明する。 Returning to the flowchart of FIG. 11, the transition to the first pulse mode and the second pulse mode will be described.
まず、モータ３に流れる電流の絶対値が閾値ｄより大きい場合（Ｓ７０５：ＹＥＳ）、すなわち、木ネジを締結する場合の第１のパルスモード及び第２のパルスモードへの移行について説明する。
First, the transition to the first pulse mode and the second pulse mode when the absolute value of the current flowing through the
この場合、制御部７２は、まず、押圧中心の打撃締結を行うために第１のパルスモード用電圧をモータ３に印加する（図８及び９のｔ５、図１１のＳ７０６ａ―ｃ）。具体的には、休止５ｍｓ→逆転電圧１５ｍｓ→休止５ｍｓ→正転電圧３００ｍｓを１セット分、モータ３に印加し（Ｓ７０６ａ）、所定時間経過後に、休止５ｍｓ→逆転電圧１５ｍｓ→休止５ｍｓ→正転電圧２００ｍｓを１セット分、モータ３に印加し（Ｓ７０６ｂ）、更に所定時間経過後に、休止５ｍｓ→逆転電圧１５ｍｓ→休止５ｍｓ→正転電圧１００ｍｓを１セット分、モータ３に印加する（Ｓ７０６ｃ）。
In this case, the
続いて、制御部７２は、第１のパルスモード用電圧印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｅより大きいか否かを判断する（Ｓ７０７）。閾値ｅは、第２のパルスモードへ移行すべきか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、７５Ａに設定されている。
Subsequently, the
第１のパルスモード用電圧（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｅ以下の場合には（Ｓ７０７：ＮＯ）、Ｓ７０６ａ−ｃ及びＳ７０７を繰り返すこととなる。なお、第１のパルスモード用電圧を印加する回数が増える毎に負荷は大きくなり、被加工部材からの反力は大きくなるため、被加工部材からの反力を軽減するために、逆転期間は一定のまま正転期間が徐々に減少するような第１のパルスモード用電圧を印加する。本実施の形態では、正転期間が、３００ｍｓ→２００ｍｓ→１００ｍｓと減少するように設定されている。
If the current flowing through the
一方、第１のパルスモード用電圧（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｅより大きい場合には（図８及び図９のｔ６、図１１のＳ７０７：ＹＥＳ）、まず、第１のパルスモード用電圧（正転電圧）による電流の増加率が閾値ｆより大きいか否かを判断する（Ｓ７０８）。閾値ｆは、木ネジが被加工部材に着座したか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、４％に設定されている。
On the other hand, when the current flowing through the
電流の増加率が閾値ｆより大きい場合には（図８、図１１のＳ７０８：ＹＥＳ）、木ネジが被加工部材に着座したものと考えられるため、その後の反力を軽減させるために、着座用電圧をモータ３に印加する（図８のｔ１１、図１１のＳ７０９）。なお、本実施の形態における着座用電圧は、休止５ｍｓ→逆転電圧１５ｍｓ→休止５ｍｓ→正転電圧４０ｍｓを１セットとして繰り返される。
When the current increase rate is larger than the threshold value f (S708 of FIG. 8 and FIG. 11: YES), it is considered that the wood screw is seated on the workpiece, so that the seating is performed to reduce the subsequent reaction force. A working voltage is applied to the motor 3 (t11 in FIG. 8, S709 in FIG. 11). The seating voltage in the present embodiment is repeated with one set of
一方、電流の増加率が閾値ｆ以下の場合には（Ｓ７０８：ＮＯ）、木ネジが着座していないにも関わらず負荷は高くなっているということなので、第１のパルスモード用電圧による押圧力中心の締結力では締結力が不足しているものと考えられる。従って、以降で、第２のパルスモードへ移行していくこととなる。 On the other hand, when the current increase rate is equal to or less than the threshold value f (S708: NO), the load is high even though the wood screw is not seated. The fastening force centered on pressure is considered to be insufficient. Therefore, after that, the mode is shifted to the second pulse mode.
本実施の形態では、第２のパルスモードは、第２のパルスモード用電圧１−５内から選択される。第２のパルスモード用電圧１−５は、この順番で、逆転期間が増加する一方で正転期間が減少している。具体的には、第２のパルスモード用電圧１では、休止５ｍｓ→逆転電圧１５ｍｓ→休止５ｍｓ→正転電圧７５ｍｓ、第２のパルスモード用電圧２では、休止７ｍｓ→逆転電圧１８ｍｓ→休止１０ｍｓ→正転電圧６５ｍｓ、第２のパルスモード用電圧３では、休止９ｍｓ→逆転電圧２０ｍｓ→休止１２ｍｓ→正転電圧５９ｍｓ、第２のパルスモード用電圧４では、休止１１ｍｓ→逆転電圧２３ｍｓ→休止１３ｍｓ→正転電圧５３ｍｓ、第２のパルスモード用電圧５では、休止１５ｍｓ→逆転電圧２５ｍｓ→休止１５ｍｓ→正転電圧４５ｍｓが、それぞれ１セットずつ行われる。
In the present embodiment, the second pulse mode is selected from the second pulse mode voltage 1-5. In the second pulse mode voltage 1-5, in this order, the reverse rotation period increases while the normal rotation period decreases. Specifically, in the second
まず、Ｓ７０８で、第２のパルスモードへの移行が決定された場合には（Ｓ７０８：ＮＯ）、第１のパルスモード用電圧の正転電圧印加時（立下り時）にモータ３に流れる電流が閾値ｇ１より大きいか否かを判断する（Ｓ７１０）。閾値ｇ１は、第２のパルスモード用電圧１よりも上位の第2のパルスモード用電圧をモータ３に印加すべきか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、７６Ａに設定されている。なお、以下では、各パルスモード用電圧の正転電圧印加時にモータ３に流れる電流を基準電流として総称する。
First, in S708, when the transition to the second pulse mode is determined (S708: NO), the current that flows to the
基準電流が閾値ｇ１より大きい場合には（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、電流が閾値ｇ２より大きいか否かを判断する（Ｓ７１１）。閾値ｇ２は、第２のパルスモード用電圧２よりも上位の第2のパルスモード用電圧をモータ３に印加すべきか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、７７Ａに設定されている。
When the reference current is larger than the threshold value g1 (S710: YES), it is determined whether or not the current is larger than the threshold value g2 (S711). The threshold value g2 is used to determine whether or not the second pulse mode voltage higher than the second
電流が閾値ｇ２より大きい場合には（Ｓ７１１：ＹＥＳ）、電流が閾値ｇ３より大きいか否かを判断する（Ｓ７１２）。閾値ｇ３は、第２のパルスモード用電圧３よりも上位の第2のパルスモード用電圧をモータ３に印加すべきか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、７９Ａに設定されている。
If the current is larger than the threshold value g2 (S711: YES), it is determined whether or not the current is larger than the threshold value g3 (S712). The threshold value g3 is used to determine whether or not the second pulse mode voltage higher than the second
電流が閾値ｇ３より大きい場合には（Ｓ７１２：ＹＥＳ）、電流が閾値ｇ４より大きいか否かを判断する（Ｓ７１３）。閾値ｇ４は、第２のパルスモード用電圧４よりも上位の第2のパルスモード用電圧５をモータ３に印加すべきか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、８０Ａに設定されている。
When the current is larger than the threshold value g3 (S712: YES), it is determined whether or not the current is larger than the threshold value g4 (S713). The threshold value g4 is used to determine whether or not the second
以上のようにして、まず、第１のパルスモード用電圧（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流に基づき、いずれの第2のパルスモード用電圧をモータ３に印加すべきかを決定し、続いて、決定された第2のパルスモード用電圧をモータ３に印加する。
As described above, first, based on the current flowing through the
具体的には、電流が閾値ｇ１以下の場合には（Ｓ７１０：ＮＯ）、第２のパルスモード用電圧１をモータ３に印加し（Ｓ７１４）、閾値ｇ１より大きく閾値ｇ２以下の場合には（Ｓ７１１：ＮＯ）、第２のパルスモード用電圧２をモータ３に印加し（Ｓ７１５）、閾値ｇ２より大きく閾値ｇ３以下の場合には（Ｓ７１２：ＮＯ）、第２のパルスモード用電圧３をモータ３に印加し（Ｓ７１６）、閾値ｇ３より大きく閾値ｇ４以下の場合には（Ｓ７１３：ＮＯ）、第２のパルスモード用電圧４をモータ３に印加し（Ｓ７１７）、閾値４より大きい場合には（Ｓ７１３：ＹＥＳ）、第２のパルスモード用電圧５をモータ３に印加する（Ｓ７１８）。
Specifically, when the current is less than or equal to the threshold value g1 (S710: NO), the second
第２のパルスモード用電圧１の印加（Ｓ７１４）後は、続いて、第２のパルスモード用電圧１（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｇ１より大きいか否かを判断する（Ｓ７１９）。
After the application of the second pulse mode voltage 1 (S714), it is subsequently determined whether or not the current flowing through the
電流が閾値ｇ１以下であった場合には（Ｓ７１９：ＮＯ）、Ｓ７０７に戻り、再び、第1のパルスモード用電圧と第2のパルスモード１のいずれをモータ３に印加すべきかを判断する。一方、電流が閾値ｇ１より大きい場合には（Ｓ７１９：ＹＥＳ）、第2のパルスモード用電圧２をモータ３に印加する（Ｓ７１５）。
If the current is less than or equal to the threshold value g1 (S719: NO), the process returns to S707, and it is determined again whether the first pulse mode voltage or the
第２のパルスモード用電圧２の印加（Ｓ７１５）後は、続いて、第２のパルスモード用電圧２（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｇ２より大きいか否かを判断する（Ｓ７２０）。
After the application of the second pulse mode voltage 2 (S715), it is subsequently determined whether or not the current flowing through the
電流が閾値ｇ２以下であった場合には（Ｓ７２０：ＮＯ）、Ｓ７１０に戻り、再び、第2のパルスモード用電圧１と第2のパルス用電圧２のいずれをモータ３に印加すべきかを判断する。一方、電流が閾値ｇ２より大きい場合には（Ｓ７２０：ＹＥＳ）、第2のパルスモード用電圧３をモータ３に印加する（Ｓ７１６）。
If the current is less than or equal to the threshold value g2 (S720: NO), the process returns to S710 and it is determined again whether the second
第２のパルスモード用電圧３の印加（Ｓ７１６）後は、続いて、第２のパルスモード用電圧３（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｇ３より大きいか否かを判断する（Ｓ７２１）。
After the application of the second pulse mode voltage 3 (S716), it is subsequently determined whether or not the current flowing through the
電流が閾値ｇ３以下であった場合には（Ｓ７２１：ＮＯ）、Ｓ７１１に戻り、再び、第2のパルスモード用電圧２と第2のパルスモード用電圧３のいずれをモータ３に印加すべきかを判断する。電流が閾値ｇ３より大きい場合には（Ｓ７２１：ＹＥＳ）、第2のパルスモード用電圧４をモータ３に印加する（Ｓ７１７）。
If the current is less than or equal to the threshold value g3 (S721: NO), the process returns to S711 to determine again whether the second
第２のパルスモード用電圧４の印加（Ｓ７１７）後は、続いて、第２のパルスモード用電圧４（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｇ４より大きいか否かを判断する（Ｓ７２２）。
After the application of the second pulse mode voltage 4 (S717), it is subsequently determined whether or not the current flowing through the
電流が閾値ｇ４以下であった場合には（Ｓ７２２：ＮＯ）、Ｓ７１２に戻り、再び、第2のパルスモード用電圧３と第2のパルスモード用電圧４のいずれをモータ３に印加すべきかを判断する。電流が閾値ｇ４より大きい場合には（Ｓ７２２：ＹＥＳ）、第2のパルスモード用電圧５をモータ３に印加する（Ｓ７１８）。
If the current is less than or equal to the threshold value g4 (S722: NO), the process returns to S712 to determine again whether the second
第２のパルスモード用電圧５の印加（Ｓ７１８）後は、続いて、第２のパルスモード用電圧５（正転電圧）印加時にモータ３に流れる電流が閾値ｇ５より大きいか否かを判断する（Ｓ７２３）。閾値ｇ５は、第２のパルスモード用電圧５をモータ３に印加すべきか否かを判別するためのものであって、本実施の形態では、８２Ａに設定されている。
After the application of the second pulse mode voltage 5 (S718), it is subsequently determined whether or not the current flowing through the
電流が閾値ｇ５以下であった場合には（Ｓ７２３：ＮＯ）、Ｓ７１３に戻り、再び、第2のパルスモード用電圧４と第2のパルスモード用電圧５のいずれをモータ３に印加すべきかを判断する。電流が閾値ｇ５より大きい場合には（Ｓ７２３：ＹＥＳ）、第2のパルスモード用電圧５をモータ３に印加する（Ｓ７１８）。
If the current is less than or equal to the threshold value g5 (S723: NO), the process returns to S713 to determine which of the second
一方、モータ３に流れる電流の絶対値が閾値ｄ以下の場合（Ｓ７０５：ＮＯ）、すなわち、ボルトを締結する場合には、押圧による締結の必要はなく、また、反力が最も軽減されるモードで打撃されることが好ましい。従って、この場合には、第１のパルスモード、第２のパルスモード用電圧１−４を介さずに、第2のパルスモード用電圧５をモータ３に印加する（Ｓ７１８）。
On the other hand, when the absolute value of the current flowing through the
このように、本実施の形態によるパルスモードの電子パルスドライバ１では、モータ３に流れる電流（負荷）の増加に伴い、正転期間に対する逆転期間の比率を増加させているので（第１のパルスモードの正転期間の減少（図１１のＳ７０６）、第１のパルスモードから第２のパルスモードへの移行（図１１のＳ７０７）、及び、第２のパルスモード１−５間の移行（図１１のＳ７１９−Ｓ７２２））、被加工部材からの反力を抑制することができ、使用の際のフィーリングのよいインパクト工具を提供することが可能となる。
Thus, in the pulse mode
また、本実施の形態によるパルスモードの電子パルスドライバ１では、木ネジを締結する際に、モータ３に流れる電流が閾値ｅ以下の場合には押圧力中心の第１のパルスモードで締結を行い、閾値ｅより大きい場合には打撃力中心の第２のパルスモードで締結を行うので（図１１のＳ７０７）、木ネジにとってより適切な態様で締結を行うことが可能となる。
Further, in the pulse mode
また、本実施の形態によるパルスモードの電子パルスドライバ１では、留め金具判別用逆転電圧をモータ３に印加し（図１１のＳ７０４）、その際にモータ３に流れる電流が閾値ｄより大きい場合には木ネジ、閾値ｄ未満の場合にはボルトと判断してそれぞれに適したパルスモードに移行するので（図１１のＳ７０５）、留め金具の種類に応じた適切な締結を行うことが可能となる。
In the pulse mode
また、本実施の形態によるパルスモードの電子パルスドライバ１では、モータ３に流れる電流が閾値ｅまで増加した時点での電流の増加率が閾値ｆ以上の場合（図１１のＳ７０８：ＹＥＳ）、木ねじが着座したものと考え、正転電力と逆転電力の切り換え周期を短くして着座用電圧をモータ３に印加している。これにより、その後の被加工部材からの反力を低減させる同時に、締結が進むにつれて打撃間隔が短くなるという従来の電子パルスドライバと同様のフィーリングを提供することが可能となる。
Further, in the pulse mode
また、本実施の形態によるパルスモードの電子パルスドライバ１では、第１パルスモードから、モータ３に流れる電流に応じた最適な第２パルスモードに移行するので（図１１のＳ７１０−Ｓ７１３）、モータ３流れる電流が急激に増加したような場合であっても適切な打撃態様で締結を行うことが可能となる。
Further, in the pulse mode
また、本実施の形態によるパルスモードの電子パルスドライバでは、第２のパルスモード１−５間の移行は、正転及び逆転の切り換え周期が隣接する第２パルスモードへのみ可能なので（図１１のＳ７１９−Ｓ７２３）、フィーリングの急激な変化を防止することが可能となる。 Further, in the pulse mode electronic pulse driver according to the present embodiment, the transition between the second pulse modes 1-5 is possible only to the second pulse mode in which the forward and reverse switching periods are adjacent (FIG. 11). S719-S723), it becomes possible to prevent a sudden change in feeling.
また、本実施の形態による電子パルスドライバ１では、締結用逆転電圧の印加前に嵌合用逆転電圧をモータ３に印加することによりハンマ４２を逆転させてアンビル５２に打撃させるので（図１０のＳ６０１）、留め金具と先端工具との嵌合が不十分な場合であってもしっかりと嵌合させることができ、作業時に先端工具が留め金具からカムアウトすることを防止することが可能となる。
Further, in the
また、本実施の形態によるクラッチモードの電子パルスドライバ１では、締結用正転電圧を印加する前にプレスタート用正転電圧を印加してハンマ４２とアンビル５２とを接触させるので（図１０のＳ６０１、図１１のＳ７０１）、打撃により目標トルクを超えたトルクを留め金具に供給してしまうことを防止することが可能となる。
Further, in the
また、本実施の形態によるクラッチモードの電子パルスドライバ１では、擬似クラッチを発生から所定時間経過後に停止させるので（図１０のＳ６０９、Ｓ６１０）、電力消費及び温度上昇を抑制することが可能となる。
Further, in the
また、本実施の形態によるクラッチモードの電子パルスドライバ１では、ボルトを締結している際に目標トルクに達した時点でブレーキ用逆転電圧をモータ３に印加するので（図１０のＳ６０７）、目標トルクの直前に急激にトルクが増加するボルトのような留め金具を締結する場合であっても、慣性力によるトルクを供給してしまうことを防止し、正確な目標トルクを供給することが可能となる。
Further, in the
次に、図１２及び１３を用いて、本発明の第２の実施の形態による電子パルスドライバ２０１について説明する。 Next, an electronic pulse driver 201 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第１の実施の形態では、温度の変化を考慮せずに、電流等が一定の閾値まで増加した際に打撃の態様を変化させていた。しかしながら、例えば、寒冷地ではギヤ機構４１内のグリースの粘度が低いため、通常よりもモータ３に流れる電流が大きくなる傾向がある。その場合、モータ３に流れる電流容易に閾値を超えてしまい、まだ打撃の態様を変化させる状況でもないにも関わらず、打撃態様を変化させてしまう虞がある。
In the first embodiment, the impact mode is changed when the current or the like increases to a certain threshold without considering the change in temperature. However, for example, in a cold region, the viscosity of the grease in the
従って、本実施の形態では、温度の変化を考慮して閾値を変化させることを特徴としている。具体的には、スイッチング基板６３上に温度検出部を備え、温度検出部が検出した温度に基づき、制御部７２が各閾値を変化させている。
Therefore, this embodiment is characterized in that the threshold value is changed in consideration of a change in temperature. Specifically, a temperature detection unit is provided on the switching
図１２は、クラッチモードにおける木ネジ締結時の閾値変化を示した図であり、図１３は、パルスモードにおける木ネジ締結時の閾値変化を示した図である。 FIG. 12 is a diagram showing a change in threshold when the wood screw is engaged in the clutch mode, and FIG. 13 is a diagram showing a change in threshold when the wood screw is engaged in the pulse mode.
制御部７２は、例えば、図１２に示すように、低温時のネジなめ用逆転電圧印加の契機となる閾値ａ’及び目標電流値Ｔ’を常温時のネジなめ用逆転電圧印加の契機となる閾値ａ及び目標電流値Ｔよりも高い値に設定し、また、図１３に示すように、低温時の第１のパルスモード移行用の閾値ｃ’及び目標電流値第２のパルスモード移行用の閾値ｅ’を常温時の第１のパルスモード移行用の閾値ｃ及び第２のパルスモード移行用の閾値ｅよりも高い値に設定する。
For example, as shown in FIG. 12, the
このように、温度の変化を考慮して閾値を変化させることで、適切な状況で打撃の態様を変化させることが可能となる。なお、変化させる閾値は、上記したものに限らず、その他のいずれの閾値を変化させてもよい。また、モータ３以外の場所に温度検出部を備えてもよい。
As described above, by changing the threshold value in consideration of the temperature change, it is possible to change the mode of hitting in an appropriate situation. Note that the threshold value to be changed is not limited to the above, and any other threshold value may be changed. Moreover, you may provide a temperature detection part in places other than the
次に、図１４を用いて、本発明の第３の実施の形態による電子パルスドライバ３０１について説明する。 Next, an electronic pulse driver 301 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第２の実施の形態では、作業性を重視して閾値を変化させたが、本実施の形態では、電子パルスドライバ２０１の耐用性を重視して正転及び逆転の切り換え周期を変化させる。 In the second embodiment, the threshold value is changed with emphasis on workability. However, in this embodiment, the switching period between forward rotation and reverse rotation is changed with emphasis on the durability of the electronic pulse driver 201.
具体的には、本実施の形態でも、第２の実施の形態と同様に、モータ３に温度検出部を備え、温度検出部が検出した温度に基づき、制御部７２が正転及び逆転の切り換え周期を変化させる。なお、この場合も、モータ３以外の場所に温度検出部を備えてもよい。
Specifically, also in the present embodiment, similarly to the second embodiment, the
図１４は、パルスモードにおける木ネジ締結時の正転及び逆転の切り換え周期の変化を示した図である。 FIG. 14 is a diagram showing changes in the forward and reverse switching cycles when wood screws are fastened in the pulse mode.
制御部７２は、例えば、図１４に示すように、高温時の第１のパルスモードの正転期間及び逆転期間の切り換え周期を常温時の第１のパルスモードの正転期間及び逆転期間の切り換え周期よりも長く設定する。これにより、切り換えの際に生じる発熱を抑制することができ、電子パルスドライバ３０１のＦＥＴの高温による破損を抑制することができる。また、スタータコイルの被覆が熱で損傷してしまうことを抑制することができ、電子パルスドライバ３０１全体の耐用性を上げることが可能となる。
For example, as shown in FIG. 14, the
次に、図１６及び１７を用いて、本発明の第４の実施の形態による電子パルスドライバ４０１について説明する。第１の実施の形態による電子パルスドライバ１と同一の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
Next, an
図１６に示すように、電子パルスドライバ４０１は、ハンマ４４２とアンビル４５２とを備える。第１の実施の形態による電子パルスドライバ１では、ハンマ４２とアンビル５２との回転方向の隙間は３１５度程度としていた。第４の実施の形態による電子パルスドライバ４０１では、ハンマ４４２とアンビル４５２との回転方向の隙間を１３５度程度に設定している。
As shown in FIG. 16, the
図１７は、図１６のＸＶＩＩ方向から見た断面図であり、電子パルスドライバ４０１動作時におけるハンマ４４２とアンビル４５２との位置関係を表す図である。図１７（１）のようにハンマ４４２とアンビル４５２とが互いに接触している状態から、図１７（２）を経由して図１７（３）のハンマ４４２のアンビル４５２に対する最反転位置まで逆回転する。そしてモータ３は正回転してハンマ４４２とアンビル４５２とが衝突し（図１７（５））、その衝撃によってアンビル４５２が図１７の反時計回り方向に回転する（図１７（６））。
FIG. 17 is a cross-sectional view as seen from the XVII direction of FIG. 16 and shows the positional relationship between the
この場合には、第１の実施の形態の電圧値、電流値、秒数などは第４の実施の形態における電子パルスドライバ４０１に適合するように適宜変更することができる。
In this case, the voltage value, current value, number of seconds, and the like of the first embodiment can be changed as appropriate so as to be compatible with the
なお、本発明の電子パルスドライバは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。 The electronic pulse driver of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims.
例えば、上記実施の形態では、第２のパルスモード１−５間の移行において、１つ前の第２パルスモード用電圧に戻る場合（図１１のＳ７１９−Ｓ７２２：ＮＯ）も考えられた。しかしながら、図１５に示すように、前の第２パルスモード用電圧には戻らないように制御することで、作業者に良好なフィーリングとなる。また、上記実施の形態では、木ネジ又はボルトを締結する際の制御について説明したが、緩める（取り外す）際にも、本発明の思想を利用することができる。具体的には、図１８の模式図に示すように、木ネジ等を緩める際には、最も逆転時間の長い第２パルスモード用電圧５から印加を開始し、電流が各閾値以下になるに連れて段階的に第２のパルスモード用電圧１まで変化させる。これにより、木ネジ等を緩める際にも良好なフィーリングを提供することが可能となる。
For example, in the above-described embodiment, it may be considered that the transition to the second pulse mode 1-5 returns to the previous second pulse mode voltage (S719 to S722 in FIG. 11: NO). However, as shown in FIG. 15, by controlling so as not to return to the previous voltage for the second pulse mode, the operator feels good. Moreover, although the said embodiment demonstrated the control at the time of fastening a wood screw or a volt | bolt, the idea of this invention can be utilized also when loosening (removing). Specifically, as shown in the schematic diagram of FIG. 18, when loosening a wood screw or the like, application starts from the second
また、上記実施の形態では、留め金具判別用逆転電圧印加後にモータ３に流れる電流に基づいて留め金具を判別したが（図１１のＳ７０５）、モータ３の回転数等に基づいて判別してもよい。
Further, in the above embodiment, the fastener is determined based on the current flowing through the
また、上記実施の形態では、図１１のＳ７１９−Ｓ７２２で、Ｓ７１０−Ｓ７１３と同様の閾値ｇ１−ｇ４を用いたが、別の値を用いてもよい Moreover, in the said embodiment, although threshold value g1-g4 similar to S710-S713 was used by S719-S722 of FIG. 11, another value may be used.
また、上記実施の形態では、電子パルスドライバが備えるアンビル５２は１つだけであったため、アンビル５２とハンマ４２とは最大で３６０度離れている可能性があったが、例えば、その中間に他のアンビルを備えてもよい。これにより、嵌合用逆転電圧印加（図１０のＳ６０１、図１１のＳ７０１）やプレスタート用正転電圧印加（図１０のＳ６０２）の際に必要とする時間を短縮することが可能となる。
In the above embodiment, since the electronic pulse driver has only one
また、上記実施の形態では、プレスタート用正転電圧を印加することによりハンマ４２とアンビル５２とを接触させたが、必ずしも接触させなくても、アンビル５２に対するハンマ４２の初期位置関係を一定にすることができれば、その他の態様であってもよい。
In the above-described embodiment, the
１・・電子パルスドライバ ２・・ハウジング ２Ａ・・ライト ２Ｂ・・ダイヤル ３・・モータ ３Ａ・・ロータ ３Ｂ・・ステータ ４・・ハンマ部 ５・・アンビル部 ６・・スイッチ機構 ２１・・胴体部 ２２・・ハンドル部 ２３・・ハンマケース ２３Ａ・・メタル ２３ａ・・開口 ２４・・電池 ２５・・トリガ ３１・・出力軸部 ３１Ａ・・ピニオンギヤ ３２・・ファン ３３・・ピニオンギヤ ４１・・ギヤ機構 ４１Ａ・・アウターギヤ ４１Ｂ・・遊星歯車機構 ４１Ｃ・・遊星歯車機構 ４２・・ハンマ ４２Ａ・・第１係合突起 ４２Ｂ・・第２係合突起 ５１・・先端工具装着部 ５１Ａ・・チャック ５１ａ・・穿孔 ５２・・アンビル ５２Ａ・・第１被係合突起 ５２Ｂ・・第２被係合突起 ６１・・基板 ６２・・トリガスイッチ ６３・・スイッチング基板 ６４・・回転位置検出素子 ６５・・制御信号出力回路 ６６・・インバータ回路 ６７・・演算部 ６８・・回転方向設定回路 ６９・・回転子位置検出回路 ７０・・印加電圧設定回路 ７１・・電流検出回路 ７２・・制御部 ７３・・打撃衝撃検出センサ ７４・・打撃衝撃検出回路 ７５・・回転数検出回路 ７６・・スイッチ操作検出回路 Ｑ１〜Ｑ６・・スイッチング素子 ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ・・閾値 Ｔ・・目標電流値
1..
Claims (4)
前記モータから駆動力を供給されて正転方向又は逆転方向に回転するハンマと、
前記ハンマと別体に設けられ前記ハンマの前記正転方向への回転により前記ハンマと一体的に回転するアンビルと、
先端工具を保持可能であり前記先端工具に前記アンビルの回転を伝達する先端工具保持部と、
前記モータに回転用正転電力、前記回転用正転電力よりも小さいクラッチ用正転電力、又は、前記回転用正転電力よりも絶対値の小さいクラッチ用逆転電力を供給する電力供給部と、
前記回転用正転電力が供給されている状態で前記モータに流れる電流が所定値まで増加した場合に前記クラッチ用正転電力と前記クラッチ用逆転電力とを交互に切り換えて擬似クラッチを発生させ、前記擬似クラッチの発生から所定時間経過後に前記擬似クラッチを停止させるよう前記電力供給部を制御する制御部と、
を備え、
前記ハンマは、前記クラッチ用逆転電力の印加により前記アンビルから離れ、前記クラッチ用正転電力の印加により前記アンビルを打撃する
ことを特徴とする電子パルスドライバ。 A forward and reverse motor,
A hammer that is supplied with a driving force from the motor and rotates in the forward direction or the reverse direction;
An anvil provided separately from the hammer and rotating integrally with the hammer by rotation of the hammer in the forward rotation direction;
A tip tool holding part capable of holding a tip tool and transmitting rotation of the anvil to the tip tool;
A power supply unit that supplies the motor with a normal rotation power for rotation, a normal rotation power for clutch that is smaller than the normal rotation power for rotation, or a reverse rotation power for clutch that has a smaller absolute value than the normal rotation power for rotation;
When the current flowing through the motor increases to a predetermined value while the normal rotation power for rotation is supplied, the normal rotation power for the clutch and the reverse rotation power for the clutch are alternately switched to generate a pseudo clutch, A control unit that controls the power supply unit to stop the pseudo clutch after elapse of a predetermined time from the generation of the pseudo clutch;
Equipped with a,
The electronic pulse driver according to claim 1, wherein the hammer is separated from the anvil by application of the reverse rotation power for the clutch and strikes the anvil by application of the normal rotation power for the clutch .
前記モータにより回転されるハンマと、
先端工具を保持可能であり、前記ハンマにより打撃されるアンビルと、を有し、
前記モータを正転方向へと回転させるための前記モータへの供給電力が第１の電力値になった場合に、前記第１の電力値よりも小さな第２の電力値を前記モータに断続的に供給し、前記ハンマにより前記アンビルを断続的に打撃可能であることを特徴とする電動工具。 A motor,
A hammer rotated by the motor;
An anvil that can hold a tip tool and is struck by the hammer ,
When the power supplied to the motor for rotating the motor in the forward rotation direction becomes the first power value, a second power value smaller than the first power value is intermittently supplied to the motor. And the hammer is capable of hitting the anvil intermittently with the hammer .
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