KR102407362B1 - 펄스 전동 공구 - Google Patents

Abstract

전동 모터의 회전 샤프트를 구동하도록 구성된 전기 모터를 포함한 전동 공구가 개시된다. 전기 모터는 펄스 전류가 제1 방향으로 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스(A)를 포함하는 펄스 전류가 공급되고 전동 공구를 후퇴시키기 위해 주 전류 펄스에 뒤이어 제1 방향과 상반된 방향으로 전류(C)를 제공하도록 구성된다.

Description

펄스 전동 공구

본 발명은 펄스 전동 공구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 토크가 예를 들어 스크류 조인트를 조이고 및/또는 풀기 위해 펄스 전달되는 조임 작업을 수행하는 전동 모터에 관한 것이다.

볼트, 나사 및 너트를 조이기 위한 전동 보조 공구는 많은 분야에서 사용된다. 이러한 응용들 중 일부에서, 클램핑 력 또는 적어도 관련된 토크를 제어할 수 있는 것이 바람직하거나 요구된다. 이러한 동력 보조 공구는 전형적으로 토크가 미리결정된 값에 도달될 때 전동 공구가 샤프트 회전을 중단시키기 위해 제어되고 토크가 측정되도록 공구의 샤프트를 회전시키기 위해 제어된다. 이는 예를 들어 공구의 동력을 차단하거나 클러치를 미끄러지게 하여 수행될 수 있다.

전동 보조 공구, 특히 회전 샤프트가 있는 수동식 전동 공구를 작동할 때 발생하는 문제는 조작자가 반력을 받을 수 있다는 것이다. 조작자에게 전달되는 반력을 감소시키는 하나의 방법은 전기 모터를 펄스 방식으로 구동하는 일련의 에너지 펄스가 공급되는 펄스 전기 모터를 사용하는 것이다. 에너지는 전형적으로 전류 펄스로서 공급될 수 있다. 이에 따라 조작자가 받아야 하는 반력이 감소될 수 있다.

미국 특허 제6,680,595호는 나사를 조이기 위한 조임 장치 및 제어 방법을 기재한다. 조임 장치는 펄스 증가 토크를 출력하도록 제어된다. 실제 토크는 결정되고 실제 토크가 목표값에 도달될 때 모터가 정지한다. 펄스 증가 토크는 조임 장치의 전기 모터에 펄스 증가 전류를 공급함으로써 생성된다.

또한, 미국 특허 제7,770,658호는 스크류를 조이기 위한 조임 장치 및 제어 방법을 기재한다. 실제 토크가 결정되고 모터가 실제 토크가 목표 값에 도달하면 정지한다. 또한, 실제 토크가 설정 값에 도달하면, 조임 장치에 의해 전달되는 토크는 감소한다. 펄스 토크는 조임 장치의 전기 모터에 펄스 전류를 공급함으로써 생성된다.

전동 보조 조임 공구의 작동을 개선하려는 끊임없는 요구가 있다. 예를 들어 조작자에게 전달되는 반력은 조작자의 작업 조건을 개선하기 위해 가능한 한 작아야 한다. 동시에 조임 공정은 신속해야 하고 조임 공정의 최종 결과가 설정된 값 내에 있도록 보장하기 위해 결과적인 최종 토크가 작아야 한다.

따라서, 펄스 전동 공구에 사용되는 개선된 펄스 조임 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 목적은 개선된 펄스 전동 공구(pulsed electric power tool) 및 이의 작동의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

이 목적은 첨부된 청구항에 따른 방법 및 장치에 의해 구현된다.

일 실시예에 따라서, 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하도록 구성된 전기 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 전기 모터는 펄스 전류가 제1 방향으로 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스를 포함하는 펄스 전류가 공급되고 전동 공구를 후퇴시키기 위해 주 전류 펄스에 뒤이어 제1 방향과 상반된 방향으로 전류를 제공하도록 구성된다. 이에 따라 공구가 인체공학적 특성을 개선하기 위해 연속적인 조임 펄스 사이에서 후퇴한다. 상반된 방향의 전류가 전류 제어된 전류 펄스로서 제공될 수 있거나 또는 전류 펄스의 전류를 간접적으로 제어하는 것과 같은 일부 다른 방식으로 제공될 수 있다. 전류를 간접적으로 제공하는 일 방법은 펄스 전동 공구에 제공되는 연속적인 조임 펄스들 사이의 (적어도 일부분) 역방향의 모터 속도를 제어하는 것이다.

일 실시예에 따라서, 상반된 방향으로 상기 전류에 앞선 펄스 전류는 제1 사전 펄스 전류 펄스를 포함하고, 제1 사전 펄스의 전류 펄스는 상반된 방향으로 상기 전류보다 더 크기가 작고 상반된 방향으로 형성된다. 따라서, 공구의 샤프트를 회전시킬 때의 유극이 감소되거나 또는 제거되는 위치에 공구를 위치시킴으로써 역방향으로의 백래시가 감소되거나 또는 제거될 수 있다. 전형적으로, 기어 장치에서의 유극은 이러한 방식으로 감소되거나 또는 제거될 수 있다.

일 실시예에 따라서, 상기 주 펄스 이전에 펄스 전류는 제2 사전 펄스 전류 펄스를 포함하고, 상기 제2 사전 펄스의 전류 펄스는 주 전류 펄스보다 크기가 작고 주 전류 펄스와 동일한 방향이다. 따라서, 공구의 샤프트를 회전시킬 때의 유극이 감소되거나 또는 제거되는 위치에 공구를 위치시킴으로써 순방향으로의 백래시가 감소되거나 또는 제거될 수 있다. 전형적으로, 기어 장치에서의 유극은 이러한 방식으로 감소되거나 또는 제거될 수 있다.

일 실시예에 따라서, 전동 공구는 전동 공구에 의해 수행된 조임 작업 중에 제공된 실제 토크를 감지하기 위한 토크 센서를 포함한다. 따라서, 조임 작업의 개선된 제어를 제공할 수 있고, 또한 공구를 후퇴시킬 때 상반된 방향으로 전류의 제어를 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따라서, 전동 공구의 모터가 기어 장치를 통하여 회전 샤프트에 연결된다.

본 발명은 또한 전동 공구를 제어하기 위한 제어 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따라서, 전동 공구의 모터에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 전동 공구는 모터에 의해 구동되는 회전 샤프트를 포함한다. 상기 제어 방법은 전동 공구를 후퇴시키기 위해 주 전류 펄스에 뒤이어 제1 방향과 상반된 방향으로 전류를 부가하고 조인트에 토크를 부가하기 위하여 제1 방향으로 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스를 포함한 펄스 전류를 제공하는 단계를 포함한다. 상반된 방향의 전류는 전류 펄스로서 제공될 수 있거나 또는 대안적으로 간접적으로와 같은 다른 방식으로 제공될 수 있다. 전류를 간접적으로 제공하는 일 방법은 펄스 전동 공구에 제공되는 연속적인 조임 펄스들 사이의 시간 간격 중에 (적어도 일부) 역방향의 모터 속도를 제어하는 것이다.

일 실시예에 따라서, 상반된 방향으로 전류 펄스의 크기는 조인트를 풀지 않도록 선택된다. 일 실시예에 따라서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 상기 주 전류 펄스의 크기와 상관된다. 일 실시예에 따라서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 상기 주 전류 펄스의 크기와 선형적으로 상관된다. 일 실시예에 따라서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 상기 주 전류 펄스의 크기의 5% 내지 50%이다. 일 실시예에 따라서, 경사진 리딩 에지가 선형으로 경사진다.

일 실시예에 따라서, 상반된 방향으로의 상기 전류 이전에 제1 사전 펄스 전류 펄스가 제공된다. 제1 사전 펄스의 전류 펄스는 상반된 방향으로 상기 전류 펄스보다 더 크기가 작고 상반된 방향으로의 전류 펄스와 동일한 방향이다. 일 실시예에 따라서, 조인트에 대해 인가된 측정 토크의 사전정해진 임계값에 도달될 때까지 상기 제1 사전 펄스가 인가된다.

일 실시예에 따라서, 상기 주 펄스 이전의 제2 사전 펄스 전류 펄스가 제공된다. 제2 사전 펄스의 전류 펄스는 주 전류 펄스와 동일한 방향, 즉 조임 방향이고, 주 전류 펄스보다 작은 크기를 갖는다. 일 실시예에 따라서, 제2 사전 펄스는 조인트에 인가된 토크의 사전설정된 임계값에 도달될 때까지 인가된다.

일 실시예에 따라서, 전동 공구의 모터에 공급된 전류를 제어하는 방법이 제공된다. 전동 공구는 모터에 의해 구동되는 회전 샤프트를 포함한다. 상기 제어 방법은 전동 공구 내의 백래시를 감소시키기 위하여 주 전류 펄스에 뒤이어 제1 방향과 상반된 방향으로 전류 펄스를 부가하고 조인트에 토크를 부가하기 위하여 제1 방향으로 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스를 포함한 펄스 전류를 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시예에 따라서, 상기 제1 방향과 상반된 방향으로 전류 펄스의 크기는 주 전류 펄스의 크기의 10% 내지 20% 또는 이 미만이다. 일 실시예에 따라서, 조인트에 대해 인가된 측정 토크의 사전정해진 임계값 미만에 도달될 때까지 상반된 방향으로 전류 펄스가 제공된다.

일 실시예에 따라서, 전동 공구의 모터에 공급된 전류를 제어하는 방법이 제공된다. 전동 공구는 모터에 의해 구동되는 회전 샤프트를 포함한다. 상기 제어 방법은 주 펄스에 앞서 전류 펄스를 제공하고 조인트에 토크를 부가하기 위하여 제1 방향으로 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스를 포함한 펄스 전류를 제공하는 단계를 포함하고, 전류 펄스는 순방향 백래시를 제거하기 위해 상기 주 전류 펄스보다 크기가 작고 주 전류 펄스와 동일한 방향으로 형성된다. 일 실시예에 따라서, 전류 펄스의 크기는 주 전류 펄스의 크기의 10% 내지 20% 또는 이 미만이다. 일 실시예에 따라서, 조인트 내의 측정된 측정 토크가 임계값 초과일 때까지 전류 펄스가 제공된다.

본 발명은 또한 전술된 임의의 방법을 수행하도록 구성된 전동 공구 및 전술된 임의의 방법을 수행하도록 구성된 제어 유닛에 관한 것이다. 제어 유닛은 제어 유닛에 의해 제어되는 전동 공구의 외부 또는 내부에 있을 수 있다.

도 1은 전동 공구를 통한 종방향 단면도.
도 2는 전동 공구의 작동에 사용되는 전류 펄스 시퀀스의 도면.
도 3은 전공 공구를 제어할 때의 일부 단계를 도시하는 흐름도.

최근의 너트러너(nutrunner) 또는 스크류 드라이버(screw driver)와 같은 종래의 전동 공구는 전형적으로 각도 인코더 및/또는 토크 미터와 같은 센서가 제공되어 조인트의 조임과 같은 수행된 작업 동작의 품질을 제어할 수 있다.

또한, 특히 수동식 전동 공구의 경우, 조작자가 받는 반력이 가능한 한 낮고, 특정 조임 작업을 완료하는 시간이 가능한 짧아야 하는 것이 중요하다.

작업자는 작업 사이클 중에 수백 회의 조임 작업을 수행할 수 있고 작업자의 웰빙을 위해 인체공학적이며 작업 스테이션의 생산성을 높이는 것이 중요하다. 인체 공학적 조임 작업은 전형적으로 반응 토크가 가능한 한 낮은 것을 의미한다. 또한, 전동 공구에서 백래시를 제거하는 것이 선호될 수 있다. 백래시는 유극(play)이 있을 때 구동하기 시작할 때 및 공구 내에 기계적 유극이 있음으로 인해 발생되는 효과이다.

따라서 모터는 복수의 상호연결된 기계 구성요소를 통해 샤프트를 구동한다. 드라이브의 각 기계적 연결은 총 유극에 부가될 것이다. 예를 들어 기어 배열은 많은 작은 스텝에서 전체 유극에 부가될 것이다. 특정 방향으로 모터를 구동하기 시작할 때, 전형적으로 모든 기계적 구성요소가 구동 방향으로 서로 직접 연결되어 있지 않기 때문에 백래시가 발생한다. 따라서 백래시의 크기는 조임 장치에 작용하는 모터와 회전 샤프트 사이의 총 유극의 결과이다. 즉, 공구 내에 유극이 없고, 샤프트를 구동하는 모든 기계 부품이 임의의 유극 없이 직접접촉 할 때, 구동 동작을 개시하는 것이 일반적으로 유리하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 전동 공구(10)를 도시한다. 공구(10)는 토크가 스크류 조인트를 조이는 일련의 펄스로 전달되는 조임 작업 또는 공구(10)에 의해 수행되는 회전 동작을 수반하는 유사한 작용을 수행하도록 구성된다. 이 목적을 위해, 펄스 공구는 회전자(20) 및 고정자(21)를 갖는 전기 모터(11)를 포함한다. 전기 모터(11)는 시계 방향 및 반시계 방향의 2가지의 상반된 회전 방향으로 회전하도록 배열된다.

공구(10)는 도시된 실시예에서 권총형인 핸들(22)을 추가로 포함한다. 그러나 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않고 도 1의 설계에 제한되지 않는 임의의 유형의 전동 공구에 적용될 수 있다. 전원(24)은 모터(11)에 연결된다. 도시된 실시예에서, 전원은 핸들의 하부 부분에 배열될 수 있는 배터리이다. 전기 케이블을 통해 공구(10)에 전력을 공급하는 외부 전원과 같은 다른 유형의 전원도 또한 고려된다. 공구(10)는 전기 모터(11)의 전력 공급을 제어하기 위해 조작자에 의한 조작을 위해 배열된 트리거(23)를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공구(10)는 외부 제어 유닛(미도시)에 연결된다. 외부 제어 유닛은 공구(10)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 제어 유닛은 공구를 제어하기 위해 공구(10)에/로부터 신호를 전송 및 수신하도록 배열될 수 있다.

또한, 공구는 출력 샤프트(12)를 포함하고 공구(10)에 의해 수행되는 작업과 관련된 하나 이상의 파라미터를 모니터링하기 위해 선택적으로 상이한 센서(14, 15, 25)를 포함할 수 있다. 이러한 파라미터는 전형적으로 전달된 토크 펄스 등일 수 있다. 센서(들)는 예를 들어 토크 센서, 각도 센서, 가속도계, 자이로(gyro) 등일 수 있다.

본 발명은 출력 샤프트(12)가 기어 장치(도시되지 않음)를 통해 모터(11)에 연결되는 전동 공구에 유리하게 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 유형의 전동 공구에 제한되지 않는다. 토크 센서(25)는 토크를 직접 측정하도록 배열될 수 있다. 대안으로 측정된 리타데이션(retardation)이 조인트에 설치된 토크를 계산하는 데 사용될 수 있다. 토크 센서(25)는 전달된 토크를 모니터링하기 위해 조인트에 가능한 근접하게 출력 샤프트(12) 상에 배열된 일 실시예에 따른다. 대안으로 토크 센서(25)는 기어 장치 상에 위치될 수 있다.

제어 유닛(16)은 전기 모터(11)를 제어하도록 배치된다. 도시된 실시예에서, 제어 유닛(16)은 공구(10)에 통합되어 제공된다. 그러나, 제어 유닛은 또한 외부 유닛에 위치될 수 있고 유선 또는 무선으로 공구(10)에 연결될 수 있다. 센서(14, 15, 25)는 전형적으로 모니터링된 파라미터(들)에 관한 정보를 제어 유닛(16)에 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 조임이 목표 토크, 각도 또는 클램프 력과 같은 특정 목표 값으로 제어되는 제어된 조임 작업에서 일반적입니다.

제어 유닛(16)은 전기 모터(11)에 공급되는 전류를 제어하도록 구성될 수 있다. 도 2는 도 1의 전동 공구(10) 또는 전기 모터를 포함하는 임의의 다른 전동 동력 공구와 같은 전동 공구의 작동에 사용되는 펄스 트레인(pulse train)의 일부인 전류 펄스 시퀀스의 도면을 도시한다. 전동 공구의 전동 모터는 전동 공구를 제1 방향으로 구동하기 위한 펄스 전류가 공급된다. 설명을 용이하게 하기 위해, 제1 방향은 조인트가 조여지고 공구가 전형적으로 제1 방향으로 작동되도록 사용되는 조임 방향인 것으로 가정된다. 예를 들어, 전동 공구는 너트 또는 볼트와 같은 조임 장치를 조이기 위해 사용된 너트 러너 또는 파워 렌치일 수 있다. 제1 방향은 조임 장치를 조일 때 너트 또는 볼트가 구동되는 방향이다.

도 2에서, 전류 펄스(A)는 우선 전동 공구(10)의 전기 모터(11)에 전달된다. 전류 펄스(A)는 전기 모터를 제1 방향으로 구동시키는 방향을 갖는다. 펄스(A)의 크기는 전동 공구가 조여지거나 또는 체결되는 장치의 값으로 설정된다. 이러한 펄스(A)는 조임 펄스라고 할 수 있다. 일부 응용에서 조임 펄스의 지속 시간은 약 1-20ms이다. 공급된 전류는 일부 실시예에서 동력 공구의 전기 모터가 치수화되는 최대 전류 또는 이러한 전류에 근접한 전류, 예를 들어 전기 모터가 치수 화되는 최대 전류의 적어도 50%일 수 있다. 조임 펄스(A)는 일반적으로 정사각형일 수 있다. 조임 펄스(A)의 상승 및 하강 시간은 전형적으로 짧을 수 있다. 예를 들어, 펄스(A)의 상승 및/또는 하강 시간은 펄스(A)의 지속 시간의 약 10% 이하일 수 있다. 조임 펄스(A)가 전기 모터에 공급될 때, 전기 모터는 제1 방향으로 구동될 것이고, 전동 공구가 체결되도록 제공된 조임 장치를 조이는 기능을 할 것이다. 따라서 조임 펄스(A)는 일반적으로 조임 장치에 토크를 부가하는 기능을 할 것이다.

조임 펄스(A)가 종료되면, 전기 모터에 공급되는 전류는 제1 방향으로 전기 모터를 구동하지 않는 값으로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전류는 조임 펄스(A)가 인가되기 직전의 값과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 값에 대응하는 값으로 설정된다. 일 실시예에 따르면, 전기 모터에 전달된 전류는 펄스(A)의 종료 시에 0으로 설정된다.

또 다른 실시예에서, 조임 펄스(A)는 상대적으로 작은 전류 펄스가 제1 방향과 상반된 제2 방향으로 전기 모터에 전달되는 동안 펄스(B)가 뒤따른다. 특히, 이러한 펄스(B)는 조임 펄스(A)의 종료 직후에 인가될 수 있다. 펄스(B)의 전류의 크기는 전형적으로 작고, 특히 펄스(A) 동안 공급되는 전류의 크기보다 작다. 일부 실시예에 따르면, 펄스(B)의 크기는 조임 펄스(A)의 크기보다 10-20 %(또는 그 미만)이다. 이러한 펄스(B)를 제공함으로써, 전동 공구의 백래시를 완화시킬 수 있다. 결과적으로, 전동 공구의 작동에서 백래시를 제거하거나 또는 적어도 감소시킬 수 있다. 백래시 제거 펄스(B)는 제1 사전 펄스 펄스(B)로 지칭될 수 있다. 사전 펄스(B)는 일반적으로 적용되는 토크가 0에 근접할 때까지 적용될 수 있다. 예를 들어, 사전 펄스(B)는 토크 센서가 0 Nm의 출력 또는 일부 사전 설정된 임계 값 미만의 값을 제공할 때까지 적용될 수 있다.

전동 공구를 후퇴시키기 위해, 펄스(A)의 역방향의 펄스(C)는 전기 모터에 공급될 수 있다. 펄스(C)는 후퇴 펄스(C)로 지칭될 수 있다. 후퇴 펄스(C)는 특히 조임 펄스(A) 바로 직후에 뒤따를 수 있거나, 또는 제1 사전 펄스(B)가 사용되는 경우 후퇴 펄스(C)가 이러한 제1 사전 펄스 펄스(B)이 후에 뒤따를 수 있다. 후퇴 펄스(C)의 크기는 전기 공구가 조이는 데 사용되는 조인트의 조임 장치를 풀지 않도록 선택된다. 따라서, 펄스 (C)의 크기는 조임 펄스 (A)보다 작게 선택된다.

일부 실시예에 따르면, 후퇴 펄스(C)는 역방향의 전류가 연속적으로 최대 크기로 증가하는 경사진 제1 섹션을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 경사진 제1 섹션은 후퇴 펄스(C)의 리딩 에지를 형성할 것이다. 일 실시예에 따르면, 전류는 선형적으로 경사진다. 다른 실시예에서, 경사진 전류의 다른 형상이 사용될 수 있다. 후퇴 펄스(C)는 일부 실시예에 따라 약 10-20 ms의 지속 시간을 가질 수 있다. 또한, 전류의 절대값은 조임 펄스(A)에 대한 전류의 절대값의 약 5% - 50 %일 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 후퇴 펄스(C) 동안 역방향의 최대 전류의 크기는 후퇴 펄스(C) 이전의 조임 펄스(A) 동안 전달된 토크와 상관된다. 일부 실시예에 따르면, 조임 펄스(A) 동안보다 더 높은 토크는 후퇴 펄스(C) 동안 공급되는 전류의 더 큰 크기를 초래할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 후퇴 펄스(C) 동안 역방향으로 사용되는 최대 전류는 후퇴 펄스(C) 직전의 조임 펄스(A) 동안 달성된 토크에 비례하여 설정된다.

대안의 실시예에 따르면, 역방향의 전류는 전동 공구의 모터의 조임 펄스에 후속하여 역방향으로 모터 속도를 제어함으로써 간접적으로 제어된다. 이러한 실시예에서, 속도는 포지티브 전류 펄스에 후속하는 역방향에서 모터의 역방향으로 최대 속도를 결정함으로써 제어될 수 있다. 그 뒤에 시간 간격 동안 모터의 속도가 제어된다. 시간 간격은 예를 들어, 모터의 최대 역방향 속도가 조임 방향의 다음 전류 펄스가 제공될 때까지 결정될 때로부터일 수 있다. 역방향의 속도는 예를 들어 결정된 최대 역방향 속도에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 역방향 최대 속도가 유지되거나 또는 역방향 속도가 시간 간격 동안 최대 속도의 백분율로 제어될 수 있다. 역방향으로 모터 속도를 제어하는 것은 공구를 후퇴시키는 시간 간격 동안 상반된 방향으로 전류를 제공하는 간접 방법으로 사용될 수 있다. 이는 조임 펄스 이후의 역방향으로의 모터 속도가 전형적으로 조임 펄스 이후의 토크에 비례하기 때문에 가능하다.

후퇴력(retracting force)을 인가함으로써 전동 공구를 사용할 때 인체공학적 특성을 향상시킬 수 있다. 이는 수동식 전동 공구에 특히 유용하다. 후퇴 펄스(C)는 상대적으로 작은 전류가 전기 모터에 순방향으로 전달되는 제2 사전 펄스(D)로 불리는 순방향 백래시 제거 펄스가 뒤따를 수 있다. 특히, 이러한 펄스(D)는 후퇴 펄스(C)의 종료 직후에 인가될 수 있다. 사전 펄스(D)의 전류의 크기는 전형적으로 작고, 특히 펄스(C) 동안 공급되는 전류의 크기보다 작다. 일부 실시예에 따르면, 펄스(D)의 크기는 후퇴 펄스 (C)의 크기보다 10-20%(또는 그 미만)이다. 이러한 펄스(D)를 제공함으로써, 순방향으로 사전 인장을 제공할 수 있다. 결과적으로, 후퇴 펄스(C)가 인가된 이후에 전동 공구의 작동에서 백래시를 제거하거나 적어도 감소시킬 수 있다. 일 실시예에 따른 사전 펄스(D)는 토크 센서가 양의 값 또는 일부 사전설정된 임계값보다 큰 값을 출력할 때까지 적용될 수 있다.

상기에서, 설명된 펄스 시퀀스에서 모든 상이한 펄스를 사용할 필요가 없다. 예를 들어, 조임 펄스(A)는 효율적이지만 인체공학적으로 전동 공구를 펄싱하기 위해 펄스(B, C 및/또는 D)의 임의의 적절한 조합에 의해 보충될 수 있다. 하나의 특정 예에 따라, 사전 펄스(D)가 생략된다. 이는 조임 절차가 보다 효율적이게 되는 이점을 가질 수 있다. 그러나, 전동 공구의 마모가 대신 증가할 수 있다.

도 3에는 상기에 따라 작동 중에 전동 공구에 전류를 제어할 때의 일부 단계를 도시한 흐름도가 도시된다. 우선, 단계(301)에서, 상기에 따른 펄스 트레인이 제공된다. 이는 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 주 전류 펄스(A)를 갖는 전류 펄스를 공급하고 이어서 음의 전류 펄스(C)가 뒤이음으로써 수행될 수 있다. 도 2에 따라 기술된 바와 같은 다른 펄스 트레인도 사용될 수 있다. 다음으로, 단계(303)에서, 검출된 토크가 소정 값에 도달하는 것과 같은 정지 기준(stop criteria)이 충족되는지가 결정된다. 그 뒤, 단계(305)에서, 현재의 펄스 트레인은 정지 기준이 충족될 때 정지된다.

위의 설명에서 모터에 공급된 펄스 에너지는 제어된 펄스 전류로 설명된다. 그러나 펄스 에너지는 전류 이외의 일부 다른 파라미터에 기초하여 제어되는 것으로 고려된다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 용어(전류) 펄스는 또한 모터 속도 제어 펄스, 전압 제어 펄스 등과 같은 전류 제어 펄스 이외의 다른 유형의 에너지 펄스를 포함한다.

Claims (28)

1. 전동 공구(10)의 회전 샤프트(12)을 구동하도록 구성된 전기 모터(11)를 포함하는 전동 공구(10)로서, 전기 모터(11)는 펄스 전류가 제1 방향으로 전동 공구(10)의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스(A)를 포함하는 펄스 전류가 공급되고 전동 공구를 후퇴시키기 위해 주 전류 펄스에 뒤이어 제1 방향과 상반된 방향으로 전류(C)를 제공하도록 구성되며, 상반된 방향으로 상기 전류(C)에 앞서 펄스 전류는 상반된 방향으로 전류보다 크기가 작고 상반된 방향으로 전류와 동일한 방향으로 제1 사전 펄스 전류 펄스(B)를 포함하고, 상기 주 펄스 이전에 펄스 전류는 제2 사전 펄스 전류 펄스(D)를 포함하고, 상기 제2 사전 펄스의 전류 펄스는 주 전류 펄스보다 크기가 작고 주 전류 펄스와 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 전동 공구.
2. 제1항에 있어서, 전동 공구에 의해 수행된 조임 작업 중에 제공된 실제 토크를 감지하기 위한 토크 센서(25)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전동 공구의 모터는 기어 장치를 통해 회전 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
4. 전동 공구(10)의 모터(11)에 공급된 전류를 제어하는 방법으로서, 전동 공구(10)는 모터(11)에 의해 구동되는 회전 샤프트(12)를 포함하고, 상기 제어 방법은 전동 공구를 후퇴시키기 위해 주 전류 펄스에 뒤이어 제1 방향과 상반된 방향으로 전류(C)를 부가하고 조인트에 토크를 부가하기 위하여 제1 방향으로 전동 공구의 회전 샤프트를 구동하는 주 전류 펄스(A)를 포함한 펄스 전류를 제공하는 단계(301)를 포함하고,
   상기 방법은 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스 이전에 제1 사전 펄스 전류 펄스(B)를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 제1 사전 펄스의 전류 펄스는 상반된 방향으로 상기 전류 펄스보다 더 크기가 작고 상반된 방향으로의 전류 펄스와 동일한 방향이고, 주 펄스 이전에 제2 사전 펄스 전류 펄스(D)를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제2 사전 펄스의 전류 펄스는 주 전류 펄스보다 크기가 작고 주 전류 펄스와 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 조인트를 풀지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 상기 주 전류 펄스의 크기와 상관되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 상기 주 전류 펄스의 크기와 선형적으로 상관되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스의 크기는 상기 주 전류 펄스의 크기의 5% 내지 50%인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상반된 방향으로의 상기 전류 펄스는 경사진 리딩 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 경사진 리딩 에지는 선형으로 경사지는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 조인트에 대해 인가된 측정 토크의 사전정해진 임계값에 도달될 때까지 상기 제1 사전 펄스가 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 조인트에 대해 인가된 측정 토크의 사전정해진 임계값에 도달될 때까지 상기 제2 사전 펄스가 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
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14. 제4항에 있어서, 전류 펄스(D)의 크기는 주 전류 펄스(A)의 크기의 10% 내지 20% 또는 이 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제4항 또는 제14항에 있어서, 조인트 내의 측정된 측정 토크가 임계값 초과일 때까지 전류 펄스가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항 또는 제12항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전공 공구.
17. 제1항 또는 제12항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
18. 제17항에 있어서, 제어 유닛은 제어 유닛에 의해 제어되는 전공 공구 외부에 배열되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
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