WO2021095427A1 - 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

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 Download PDF

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WO2021095427A1
WO2021095427A1 PCT/JP2020/038840 JP2020038840W WO2021095427A1 WO 2021095427 A1 WO2021095427 A1 WO 2021095427A1 JP 2020038840 W JP2020038840 W JP 2020038840W WO 2021095427 A1 WO2021095427 A1 WO 2021095427A1
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WO
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impact
motor
rotation speed
detection unit
striking
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Application number
PCT/JP2020/038840
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English (en)
French (fr)
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尊大 植田
中原　雅之
隆司 草川
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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Priority to US17/774,027 priority patent/US11958173B2/en
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1475—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the present disclosure generally relates to impact tools, impact tool control methods and programs, and more specifically to impact tools with vector controlled motors, control methods for the impact tools, and programs for executing the control methods. ..
  • the impact rotary tool (impact tool) described in Patent Document 1 includes a motor, an impact mechanism, an output shaft, a control unit, a trigger switch, and a motor drive unit.
  • the impact mechanism has a hammer and applies a striking impact to the output shaft by the motor output. As a result, the impact rotary tool tightens the screws.
  • the control unit supplies a drive instruction according to the operation amount of the trigger switch to the motor drive unit.
  • the motor drive unit adjusts the applied voltage of the motor according to the drive instruction supplied from the control unit to adjust the motor rotation speed.
  • An object of the present disclosure is to provide an impact tool, a control method and a program for the impact tool, which can improve work efficiency.
  • the impact tool includes a motor, a control unit, an output shaft, a transmission mechanism, and a impact detection unit.
  • the control unit vector-controls the motor.
  • the output shaft is connected to the tip tool.
  • the transmission mechanism transmits the power of the motor to the output shaft.
  • the transmission mechanism has an impact mechanism.
  • the impact mechanism performs a striking operation according to the magnitude of torque applied to the output shaft.
  • the impact mechanism applies a striking force to the output shaft in the striking operation.
  • the impact detection unit detects the presence or absence of the impact operation based on at least one of the exciting current and the torque current supplied to the motor.
  • the control unit sets a limit on the increase in the rotation speed of the motor before the impact detection unit detects the impact operation, and when the impact detection unit detects the impact operation, the rotation speed of the motor is increased. The limitation of increase is lifted.
  • the impact tool control method is a control method for controlling the impact tool including a motor, a control unit, an output shaft, and a transmission mechanism.
  • the control unit vector-controls the motor.
  • the output shaft is connected to the tip tool.
  • the transmission mechanism transmits the power of the motor to the output shaft.
  • the transmission mechanism has an impact mechanism.
  • the impact mechanism performs a striking operation according to the magnitude of torque applied to the output shaft.
  • the impact mechanism applies a striking force to the output shaft in the striking operation.
  • the control method of the impact tool includes a impact detection process, a first control, and a second control. In the impact detection process, the presence or absence of the impact operation is detected based on at least one of the exciting current and the torque current supplied to the motor. In the first control, a limit for increasing the rotation speed of the motor is set before the striking motion is detected by the striking detection process. In the second control, when the striking motion is detected by the striking detection process, the limitation on the increase in the rotation speed of the motor is released.
  • the program according to one aspect of the present disclosure is a program for causing one or more processors to execute the control method of the impact tool.
  • FIG. 1 is a block diagram of an impact tool according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the same impact tool.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of vector control by the control unit of the impact tool of the above.
  • FIG. 4 is a graph showing an operation example of the impact tool as described above when the operation mode of the control unit is the second mode.
  • FIG. 5 is a graph showing an operation example of the impact tool as described above when the operation mode of the control unit is the first mode.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control method of the impact tool as described above.
  • each figure described in the following embodiment is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. ..
  • the impact tool 1 (see FIG. 2) is used as, for example, an impact driver, a hammer drill, an impact drill, an impact drill driver, or an impact wrench.
  • the impact tool 1 includes a motor 15, a control unit 4, an output shaft 21, a transmission mechanism 18, and a hit detection unit 49.
  • the control unit 4 vector-controls the motor 15.
  • the output shaft 21 is connected to the tip tool 28.
  • the transmission mechanism 18 transmits the power of the motor 15 to the output shaft 21.
  • the transmission mechanism 18 has an impact mechanism 17.
  • the impact mechanism 17 performs a striking operation according to the magnitude of the torque applied to the output shaft 21.
  • the impact mechanism 17 applies a striking force to the output shaft 21 in the striking operation.
  • the impact detection unit 49 detects the presence or absence of an impact operation based on at least one of the exciting current (current measurement value id1) and torque current (current measurement value iq1) supplied to the motor 15.
  • the control unit 4 sets a limit for increasing the rotation speed N1 (see FIG. 4) of the motor 15 before the impact detection unit 49 detects the impact operation, and when the impact detection unit 49 detects the impact operation, the motor 15 The restriction on the increase in the number of revolutions N1 is lifted.
  • a limit for increasing the rotation speed N1 of the motor 15 is provided, so that the rotation speed N1 is too large and the work such as screwing is performed.
  • the possibility that the object tilts with respect to the work material such as a wall can be reduced. Therefore, work efficiency can be improved.
  • the rotation speed N1 of the motor 15 can be increased when the impact mechanism 17 starts the striking operation, the work efficiency can be improved as compared with the case where the rotation speed N1 cannot be increased. ..
  • the motor 15 is a brushless motor.
  • the motor 15 of the present embodiment is a synchronous motor, and more specifically, a permanent magnet synchronous motor (PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor)).
  • the motor 15 includes a rotor 13 having a permanent magnet 131 and a stator 14 having a coil 141.
  • the rotor 13 has a rotating shaft 16 that outputs rotational power.
  • the rotor 13 rotates with respect to the stator 14 due to the electromagnetic interaction between the coil 141 and the permanent magnet 131.
  • Vector control decomposes the current supplied to the coil 141 of the motor 15 into a current component (exciting current) that generates magnetic flux and a current component (torque current) that generates torque (rotational force), and each current component. It is a kind of motor control method that controls independently.
  • At least one of the current measurement values id1 and iq1 is used for both vector control and detection of the presence or absence of a striking motion. Therefore, a part of the circuit for vector control and a part of the circuit for detecting the presence or absence of a striking operation can be shared. As a result, the area and dimensions of the circuit provided in the impact tool 1 can be reduced, and the cost required for the circuit can be reduced. Further, the detection accuracy can be improved as compared with the case where the measured value of the output current of the power supply unit 32 of the impact tool 1 is used for detecting the presence or absence of the striking motion.
  • the impact tool 1 includes a power supply unit 32, a motor 15, a motor rotation measurement unit 27, a transmission mechanism 18, an output shaft 21, a socket 23, and a tip tool 28. And have. Further, the impact tool 1 includes a trigger switch 29 and a control unit 4. The control unit 4 has a striking detection unit 49 that detects the presence or absence of a striking motion of the impact mechanism 17.
  • the output shaft 21 is a portion that rotates by a driving force transmitted from the motor 15 via the transmission mechanism 18.
  • the socket 23 is fixed to the output shaft 21.
  • a tip tool 28 is detachably attached to the socket 23.
  • the tip tool 28 rotates together with the output shaft 21.
  • the impact tool 1 rotates the tip tool 28 by rotating the output shaft 21 with the driving force of the motor 15. That is, the impact tool 1 is a tool that drives the tip tool 28 with the driving force of the motor 15.
  • the tip tool 28 (also referred to as a bit) is, for example, a driver bit, a drill bit, or the like.
  • the tip tool 28 according to the application is attached to the socket 23 and used.
  • the tip tool 28 may be directly attached to the output shaft 21.
  • the impact tool 1 of the present embodiment is provided with the socket 23 so that the tip tool 28 can be replaced according to the application, but it is not essential that the tip tool 28 can be replaced.
  • the impact tool 1 may be an impact tool that can be used only by a specific tip tool 28.
  • the tip tool 28 of this embodiment is a driver bit for tightening or loosening the tightening member 30 (screw). More specifically, the tip tool 28 is a Phillips driver bit having a tip 280 formed in a + (plus) shape. That is, the output shaft 21 holds a driver bit for tightening or loosening a screw, and receives power from the motor 15 to rotate.
  • the type of screw is not particularly limited and may be, for example, a bolt, a screw or a nut.
  • the control unit 4 sets a limit for increasing the rotation speed N1 of the motor 15 before the impact detection unit 49 detects the impact operation.
  • the tightening member 30 of this embodiment is a wood screw.
  • the tightening member 30 has a head portion 301, a cylindrical portion 302, and a screw portion 303.
  • the head 301 is connected to the first end of the cylindrical portion 302.
  • a screw portion 303 is connected to the second end of the cylindrical portion 302.
  • the head 301 is formed with a screw hole (for example, a + -shaped hole) suitable for the tip tool 28.
  • a thread is formed in the threaded portion 303.
  • the tip tool 28 fits with the tightening member 30. That is, the tip tool 28 is inserted into the screw hole of the head 301 of the tightening member 30. In this state, the tip tool 28 is driven by the motor 15 to rotate, and rotates the tightening member 30. As a result, the tightening member 30 (wood screw) is embedded in the member to be screwed while forming a hole and a screw groove in the member to be screwed (for example, a wall material). That is, the tip tool 28 applies a tightening force (or a loosening force) to the tightening member 30.
  • the power supply unit 32 supplies the current that drives the motor 15.
  • the power supply unit 32 is, for example, a battery pack.
  • the power supply unit 32 includes, for example, one or more secondary batteries.
  • the transmission mechanism 18 includes a planetary gear mechanism 25, a drive shaft 22, and an impact mechanism 17.
  • the transmission mechanism 18 transmits the rotational power of the rotary shaft 16 of the motor 15 to the output shaft 21. More specifically, the transmission mechanism 18 adjusts the rotational power of the rotary shaft 16 of the motor 15 and outputs it as the rotation of the output shaft 21.
  • the rotating shaft 16 of the motor 15 is connected to the planetary gear mechanism 25.
  • the drive shaft 22 is connected to the planetary gear mechanism 25 and the impact mechanism 17.
  • the planetary gear mechanism 25 decelerates the rotational power of the rotating shaft 16 of the motor 15 at a predetermined reduction ratio and outputs it as the rotation of the drive shaft 22.
  • the impact mechanism 17 is connected to the output shaft 21.
  • the impact mechanism 17 transmits the rotational power of the motor 15 (rotary shaft 16) received via the planetary gear mechanism 25 and the drive shaft 22 to the output shaft 21. Further, the impact mechanism 17 performs a striking operation of applying a striking force to the output shaft 21.
  • the impact mechanism 17 includes a hammer 19, an anvil 20, and a spring 24.
  • the hammer 19 is attached to the drive shaft 22 via a cam mechanism.
  • the anvil 20 is in contact with the hammer 19 and rotates integrally with the hammer 19.
  • the spring 24 pushes the hammer 19 toward the anvil 20.
  • the anvil 20 is integrally formed with the output shaft 21.
  • the anvil 20 may be formed separately from the output shaft 21 and fixed to the output shaft 21.
  • the impact mechanism 17 continuously rotates the output shaft 21 by the rotational power of the motor 15. That is, in this case, the drive shaft 22 and the hammer 19 connected by the cam mechanism rotate integrally, and the hammer 19 and the anvil 20 rotate integrally, so that the output shaft integrally formed with the anvil 20 is formed. 21 rotates.
  • the impact mechanism 17 when a load of a predetermined size or more is applied to the output shaft 21, the impact mechanism 17 performs a striking operation.
  • the impact mechanism 17 converts the rotational power of the motor 15 into a pulsed torque to generate a striking force. That is, in the striking motion, the hammer 19 retracts against the spring 24 (that is, separates from the anvil 20) while being regulated by the cam mechanism between the hammer 19 and the drive shaft 22.
  • the connection between the hammer 19 and the anvil 20 is broken due to the retreat of the hammer 19, the hammer 19 advances while rotating (that is, moves toward the output shaft 21) and applies a striking force in the rotational direction to the anvil 20. , Rotate the output shaft 21.
  • the impact mechanism 17 applies a rotational impact around the shaft (output shaft 21) to the output shaft 21 via the anvil 20.
  • the hammer 19 repeatedly applies a striking force in the rotational direction to the anvil 20. While the hammer 19 moves forward and backward once, a striking force is generated once.
  • the trigger switch 29 is an operation unit that accepts an operation for controlling the rotation of the motor 15.
  • the motor 15 can be switched on and off by pulling the trigger switch 29. Further, the rotation speed of the motor 15 can be adjusted by the pull-in amount of the operation of pulling the trigger switch 29. As a result, the rotation speed of the output shaft 21 can be adjusted by the pull-in amount of the operation of pulling the trigger switch 29. The larger the pull-in amount, the faster the rotation speed of the motor 15 and the output shaft 21.
  • the control unit 4 rotates or stops the motor 15 and the output shaft 21 according to the pull-in amount of the operation of pulling the trigger switch 29, and also controls the rotation speed of the motor 15 and the output shaft 21.
  • the tip tool 28 is connected to the output shaft 21 via the socket 23. Then, the rotation speed of the tip tool 28 is controlled by controlling the rotation speed of the motor 15 and the output shaft 21 by operating the trigger switch 29.
  • the motor rotation measuring unit 27 measures the rotation angle of the motor 15.
  • a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be adopted.
  • the impact tool 1 includes an inverter circuit section 51 (see FIG. 1).
  • the inverter circuit unit 51 supplies a current to the motor 15.
  • the control unit 4 is used together with the inverter circuit unit 51, and controls the operation of the motor 15 by feedback control.
  • Control unit 4 includes a computer system having one or more processors and memories.
  • the processor of the computer system executes the program recorded in the memory of the computer system, at least a part of the functions of the control unit 4 are realized.
  • the program may be recorded in a memory, provided through a telecommunication line such as the Internet, or may be recorded and provided on a non-temporary recording medium such as a memory card.
  • the control unit 4 includes a command value generation unit 41, a speed control unit 42, a current control unit 43, a first coordinate converter 44, a second coordinate converter 45, and a magnetic flux. It has a control unit 46, an estimation unit 47, a step-out detection unit 48, and a hit detection unit 49. Further, the impact tool 1 includes a plurality of current sensors 61 and 62 (two in FIG. 1).
  • Each of the plurality of current sensors 61 and 62 includes, for example, a Hall element current sensor or a shunt resistance element.
  • the plurality of current sensors 61 and 62 measure the current supplied from the power supply unit 32 (see FIG. 2) to the motor 15 via the inverter circuit unit 51.
  • a three-phase current (U-phase current, V-phase current, and W-phase current) is supplied to the motor 15, and the plurality of current sensors 61 and 62 measure at least two-phase currents.
  • the current sensor 61 measures the U-phase current and outputs the measured current value i u 1
  • the current sensor 62 measures the V-phase current and outputs the measured current value i v 1.
  • the estimation unit 47 calculates the angular velocity ⁇ 1 (angular velocity of the rotation shaft 16) of the motor 15 by time-differentiating the rotation angle ⁇ 1 of the motor 15 measured by the motor rotation measurement unit 27.
  • the acquisition unit 60 has two current sensors 61 and 62 and a second coordinate converter 45.
  • the acquisition unit 60 acquires the d-axis current (excitation current) and the q-axis current (torque current) supplied to the motor 15. That is, the two-phase currents measured by the two current sensors 61 and 62 are converted by the second coordinate converter 45, so that the current measurement value id1 of the d-axis current and the current measurement value iq1 of the q-axis current are obtained. Calculated.
  • the second coordinate converter 45 uses the current measured values i u 1 and i v 1 measured by the plurality of current sensors 61 and 62 based on the rotation angle ⁇ 1 of the motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27. The coordinates are converted and the current measurement values id1 and iq1 are calculated. That is, the second coordinate converter 45, a current measurement value i u 1, i v 1 corresponding to the two-phase currents of the three phases, the current measurement value id1 corresponding to the magnetic field component (d-axis current), It is converted to the current measured value iq1 corresponding to the torque component (q-axis current).
  • the command value generation unit 41 generates the command value c ⁇ 1 of the angular velocity of the motor 15.
  • the command value generation unit 41 generates, for example, the command value c ⁇ 1 according to the pull-in amount of the operation of pulling the trigger switch 29 (see FIG. 2). That is, the command value generation unit 41 increases the command value c ⁇ 1 of the angular velocity as the pull-in amount increases.
  • the speed control unit 42 generates the command value ciq1 based on the difference between the command value c ⁇ 1 generated by the command value generation unit 41 and the angular velocity ⁇ 1 calculated by the estimation unit 47.
  • the command value ciq1 is a command value that specifies the magnitude of the torque current (q-axis current) of the motor 15.
  • the speed control unit 42 determines the command value ciq1 so as to reduce the difference between the command value c ⁇ 1 and the angular velocity ⁇ 1. More specifically, the speed control unit 42 determines the command value ciq1 so that the difference is equal to or less than a predetermined first threshold value.
  • the magnetic flux control unit 46 generates a command value cid1 based on the angular velocity ⁇ 1 calculated by the estimation unit 47, the command value cvq1 (described later) generated by the current control unit 43, and the current measurement value iq1. ..
  • the command value cid1 is a command value that specifies the magnitude of the exciting current (d-axis current) of the motor 15. That is, the control unit 4 controls the operation of the motor 15 so that the exciting current (d-axis current) supplied to the coil 141 of the motor 15 approaches the command value cid1.
  • the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46 is a command value for setting the magnitude of the exciting current to 0.
  • the magnetic flux control unit 46 may generate a command value cid1 for constantly setting the magnitude of the exciting current to 0, or, if necessary, to make the magnitude of the exciting current larger or smaller than 0.
  • the command value cid1 of may be generated.
  • a negative exciting current weak magnetic flux current
  • the current control unit 43 generates the command value cvd1 based on the difference between the command value cyd1 generated by the magnetic flux control unit 46 and the current measurement value id1 calculated by the second coordinate converter 45.
  • the command value cvd1 is a command value that specifies the magnitude of the d-axis voltage of the motor 15.
  • the current control unit 43 determines the command value cvd1 so as to reduce the difference between the command value cid1 and the current measurement value id1. More specifically, the current control unit 43 determines the command value cvd1 so that the difference is equal to or less than a predetermined second threshold value.
  • the current control unit 43 generates the command value cvq1 based on the difference between the command value iq1 generated by the speed control unit 42 and the current measurement value iq1 calculated by the second coordinate converter 45.
  • the command value cvq1 is a command value that specifies the magnitude of the q-axis voltage of the motor 15.
  • the current control unit 43 generates the command value cvq1 so as to reduce the difference between the command value xiq1 and the current measurement value iq1. More specifically, the current control unit 43 determines the command value cvq1 so that the difference is equal to or less than a predetermined third threshold value.
  • the first coordinate converter 44 converts the command values cvd1 and cvq1 into coordinates based on the rotation angle ⁇ 1 of the motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27, and converts the command values cv u 1, cv v 1, and cv w. 1 is calculated. That is, the first coordinate converter 44 sets the command value cvd1 corresponding to the magnetic field component (d-axis voltage) and the command value cvq1 corresponding to the torque component (q-axis voltage) to the command value corresponding to the three-phase voltage. Convert to cv u 1, cv v 1, cv w 1.
  • the command value cv u 1 corresponds to the U-phase voltage
  • the command value cv v 1 corresponds to the V-phase voltage
  • the command value cv w 1 corresponds to the W-phase voltage.
  • the control unit 4 controls the electric power supplied to the motor 15 by controlling the inverter circuit unit 51 by PWM (Pulse Width Modulation).
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the inverter circuit unit 51 supplies the motor 15 with a three-phase voltage according to the command values cv u 1, cv v 1, and cv w 1.
  • the motor 15 is driven by the electric power (three-phase voltage) supplied from the inverter circuit section 51 to generate rotational power.
  • control unit 4 controls the exciting current so that the exciting current flowing through the coil 141 of the motor 15 has a magnitude corresponding to the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46. Further, the control unit 4 controls the angular velocity of the motor 15 so that the angular velocity of the motor 15 becomes the angular velocity corresponding to the command value c ⁇ 1 generated by the command value generation unit 41.
  • the step-out detection unit 48 detects the step-out of the motor 15 based on the current measurement values id1 and iq1 acquired from the second coordinate converter 45 and the command values cvd1 and cvq1 acquired from the current control unit 43. To do. When step-out is detected, the step-out detection unit 48 transmits a stop signal cs1 to the inverter circuit unit 51 to stop the power supply from the inverter circuit unit 51 to the motor 15.
  • the hit detection unit 49 detects the presence or absence of a hit operation of the impact mechanism 17. Details of the impact detection unit 49 will be described later.
  • FIG. 3 is an analysis model diagram of vector control.
  • FIG. 3 shows U-phase, V-phase, and W-phase armature winding fixed shafts.
  • vector control a rotating coordinate system that rotates at the same speed as the rotation speed of the magnetic flux created by the permanent magnet 131 provided in the rotor 13 of the motor 15 is taken into consideration.
  • the direction of the actual magnetic flux generated by the permanent magnet 131 is the direction of the d-axis
  • the coordinate axis corresponding to the control of the motor 15 by the control unit 4 and the coordinate axis corresponding to the d-axis is the ⁇ -axis.
  • the q-axis is taken as the phase advanced by 90 degrees in the electric angle from the d-axis
  • the ⁇ -axis is taken as the phase advanced by 90 degrees in the electric angle from the ⁇ -axis.
  • the dq axis is rotating, and its rotation speed is represented by ⁇ .
  • the ⁇ axis is also rotating, and its rotation speed is represented by ⁇ e.
  • the ⁇ e in FIG. 3 coincides with the ⁇ 1 in FIG.
  • the angle (phase) of the d axis as seen from the U-phase armature winding fixed axis is represented by ⁇ .
  • the angle (phase) of the ⁇ axis as seen from the U-phase armature winding fixed axis is represented by ⁇ e.
  • ⁇ e in FIG. 3 coincides with ⁇ 1 in FIG.
  • the angle represented by ⁇ and ⁇ e is an angle in the electric angle, and is also called a rotor position or a magnetic pole position.
  • the rotation speed represented by ⁇ and ⁇ e is the angular velocity at the electric angle.
  • the control unit 4 basically controls so that ⁇ and ⁇ e match. Therefore, when the command value cid1 the d-axis current is zero, the load on the motor 15 is increased or decreased, the control unit 4, since the control to compensate for the difference between this way caused theta and theta e , The current measurement value id1 of the d-axis current becomes a positive value or a negative value.
  • the current measured value id1 of the d-axis current becomes a positive value
  • the current measured value id1 becomes negative. It becomes a value.
  • the impact mechanism 17 performs a striking operation according to the magnitude of the torque applied to the output shaft 21.
  • the impact detection unit 49 detects the presence or absence of a impact operation of the impact mechanism 17 based on at least one of the torque current and the exciting current supplied to the coil 141 of the motor 15.
  • N1 is the rotation speed of the motor 15 (rotor 13)
  • cN1 is the command value of the rotation speed of the motor 15. That is, the command value cN1 is a value obtained by converting the command value c ⁇ 1 of the angular velocity of the motor 15 into the rotation speed.
  • the control unit 4 has a first mode and a second mode as operation modes that can be switched between each other.
  • the control unit 4 sets a limit for increasing the rotation speed N1 of the motor 15 before the impact detection unit 49 detects the impact operation.
  • the control unit 4 releases the restriction on the increase in the rotation speed N1 of the motor 15.
  • the control unit 4 maintains a state in which the restriction on the increase in the rotation speed N1 of the motor 15 is released.
  • the impact detection unit 49 may detect the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 at least when the operation mode of the control unit 4 is the first mode. In the present embodiment, it will be described that the impact detection unit 49 detects the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 regardless of the operation mode of the control unit 4.
  • FIG. 4 is a graph when the operation mode of the control unit 4 is the second mode
  • FIG. 5 is a graph when the operation mode of the control unit 4 is the first mode.
  • the impact tool 1 is provided with, for example, a first user interface that accepts user operations.
  • the first user interface is, for example, a button, a slide switch, a touch panel, or the like.
  • the control unit 4 switches the operation mode between the first mode and the second mode.
  • the user sets the operation mode of the control unit 4 to the first mode when the tightening member 30 is a wood screw, and sets the operation mode to the second mode in other cases.
  • the first user interface may have a display corresponding to a wood screw at a position corresponding to switching to the first mode.
  • the above display is, for example, characters such as "for wood screw” or "wood screw mode", or a figure, a picture, a photograph, or the like representing the wood screw.
  • the above-mentioned display may be provided on the mechanical button for switching to the first mode or the button displayed on the screen of the touch panel, or the above-mentioned display may be provided in the vicinity of the button. Further, the above display may be provided near the position of the slide switch in the first mode.
  • the impact detection unit 49 detects the presence or absence of an impact operation based on at least one of the current measurement values id1 and iq1 of the exciting current and the torque current.
  • the striking detection unit 49 detects the presence or absence of a striking operation based on both the current measurement values id1 and iq1.
  • the impact detection unit 49 determines whether or not the following first condition is satisfied.
  • the first condition is that the amplitude of the measured current value id1 is larger than the predetermined d-axis threshold value.
  • the amplitude of the current measurement value id1 is defined as, for example, 1/2 of the difference between the maximum value and the minimum value of the current measurement value id1 per unit time.
  • the impact detection unit 49 determines, for example, whether or not the first condition is satisfied for each unit time.
  • the current measurement value id1 is defined by the current measurement value id1 at each time point from the time point t1 until a unit time (for example, several milliseconds to several tens of milliseconds) elapses. , The value is twice the amplitude of the current measurement value id1.
  • the impact detection unit 49 detects the presence or absence of the impact operation based on the amplitude of the current measurement value id1 (excitation current).
  • the impact detection unit 49 determines whether or not the following second condition is satisfied.
  • the second condition is that the amount of decrease in the current measurement value iq1 per predetermined time (for example, several tens of milliseconds) is larger than the predetermined q-axis threshold value.
  • the hit detection unit 49 determines, for example, whether or not the second condition is satisfied at each predetermined time.
  • the impact detection unit 49 detects the presence or absence of the impact operation based on the amount of decrease in the current measurement value iq1 (torque current) per predetermined time.
  • the impact detection unit 49 for example, when the time required from the satisfaction of one of the first condition and the second condition to the satisfaction of the other is equal to or less than a predetermined time threshold value, the impact mechanism 17 performs a striking operation. Outputs the detection result that it is doing. In other cases, the impact detection unit 49 outputs a detection result that the impact mechanism 17 is not performing the impact operation.
  • the load applied to the motor 15 increases and decreases from moment to moment, and when the striking operation starts, the amount of increase and decrease in the load applied to the motor 15 increases, so that the difference between ⁇ and ⁇ e becomes large, and the current of the exciting current is measured.
  • the amplitude of the value id1 increases.
  • the load applied to the motor 15 is reduced while repeatedly increasing and decreasing, so that the current measured value iq1 of the torque current is reduced.
  • the striking detection unit 49 detects the presence or absence of a striking motion by determining the presence or absence of such a change according to the first condition and the second condition.
  • the threshold values such as the d-axis threshold value and the q-axis threshold value are recorded in advance in the memory of the microcontroller constituting the control unit 4, for example.
  • the impact detection unit 49 starts detecting the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 after a predetermined mask period Tm1 has elapsed from the start of the motor 15 (at the start of rotation). Therefore, it is possible to prevent the impact detection unit 49 from erroneously detecting the impact operation during the mask period Tm1.
  • the impact mechanism 17 starts striking operation at time t1.
  • the amplitude of the current measured value id1 increases after the time point t1.
  • the measured current value iq1 decreases from the time point t1 to the time point t2.
  • the hitting detection unit 49 can detect the hitting motion based on the first condition and the second condition in at least a part of the period between the time point t1 and the time point t2. In FIG. 4, since the operation mode of the control unit 4 is the second mode, the presence or absence of detection of the striking operation does not affect the control of the motor 15 by the control unit 4.
  • the impact mechanism 17 starts the striking operation at the time point t1 after the motor 15 starts the operation at the time point t0.
  • the impact detection unit 49 outputs a detection result that the impact mechanism 17 is performing the impact operation.
  • FIG. 5 is a graph when the operation mode of the control unit 4 is the first mode.
  • the control unit 4 sets a limit for increasing the rotation speed N1 of the motor 15 before the impact detection unit 49 detects the impact operation. Specifically, before the impact detection unit 49 detects the impact operation (from the time point t0 to the time point t2), the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 becomes the upper limit value U1 or less. More specifically, when the user pulls the trigger switch 29 to the maximum pull-in amount, the command value cN1 becomes equal to the upper limit value U1.
  • the control unit 4 limits the rotation speed N1 of the motor 15 to a predetermined upper limit value U1 or less before the impact detection unit 49 detects the impact operation. That is, at this time, the control unit 4 sets a limit for increasing the rotation speed N1 of the motor 15.
  • "restricting the rotation speed N1 of the motor 15 to a predetermined upper limit value U1 or less” means that the rotation speed N1 may be at least the upper limit value U1 or less in a steady state, and the rotation speed N1 is temporarily the upper limit value. It may exceed U1. For example, as shown in FIG. 5, the rotation speed N1 may temporarily exceed the upper limit value U1 immediately after the rotation speed N1 increases and reaches the upper limit value U1.
  • the control unit 4 sets the rotation speed N1 of the motor 15 to a state in which the upper limit value U1 can be exceeded according to the operation amount (pull-in amount) to the trigger switch 29. As a result, the control unit 4 releases the restriction on the increase in the rotation speed N1 of the motor 15. More specifically, when the impact detection unit 49 detects the impact operation, the control unit 4 limits the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 to the upper limit value U1 or less, and is a limit value larger than the upper limit value U1. Update to the state limited to U2 or less. As a result, the control unit 4 releases the restriction that the rotation speed N1 of the motor 15 increases above the upper limit value U1. In a state where the control unit 4 limits the command value cN1 to the limit value U2 or less, when the user pulls the trigger switch 29 to the maximum pull-in amount, the command value cN1 becomes equal to the limit value U2.
  • the upper limit value U1 and the limit value U2 are 15000 [rpm] and 25000 [rpm], respectively.
  • Another specific example of the upper limit value U1 and the limit value U2 is 21000 [rpm] and 24000 [rpm], respectively.
  • the rotation speed N1 of the motor 15 is suppressed regardless of the pull-in amount of the trigger switch 29, as compared with the case where the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 is limited to the limit value U2 or less from the beginning. Therefore, it is easy to stabilize the posture of the tightening member 30 before the start of the striking operation.
  • the rotation speed N1 is set until the portion on the tip end side of the tightening member 30 is embedded in the target member (for example, a wall material) in which the tightening member 30 is embedded. Since it can be suppressed, it is easy to stabilize the posture of the tightening member 30.
  • the come-out is a phenomenon in which the tip tool 28 and the tightening member 30 are disengaged from each other during the operation (rotation) of the motor 15. That is, during the operation (rotation) of the motor 15, the tip 280 of the tip tool 28 is inserted into the screw hole of the tightening member 30, and the tip 280 goes out of the screw hole to come out. Says that will occur.
  • the working time after the start of the striking operation is reduced as compared with the case where the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 is limited to the upper limit value U1 or less as shown in FIG. Can be shortened.
  • the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 is limited to the upper limit value U1 or less.
  • the impact mechanism 17 starts the striking operation at the time point t1.
  • the impact detection unit 49 outputs a detection result that the impact mechanism 17 is performing a striking operation. Then, the control unit 4 updates the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 from the state of limiting it to the upper limit value U1 or less to the state of limiting it to the limit value U2 or less. After that, the state of limiting the command value cN1 to the limit value U2 or less is maintained until the motor 15 is stopped.
  • the command value cN1 increases to the limit value U2 after the time point t2. Along with this, the rotation speed N1 increases.
  • the control unit 4 may increase the command value cN1 in addition to releasing the state in which the command value cN1 of the rotation speed N1 is limited to the upper limit value U1 or less. That is, the control unit 4 indirectly increases the rotation speed N1 by increasing the command value cN1.
  • the control unit 4 provisionally determines the command value cN1 according to the pull-in amount of the trigger switch 29, and then increases the command value cN1. More specifically, the command value generation unit 41 of the control unit 4 substantially increases the command value cN1 of the rotation speed N1 by increasing the command value c ⁇ 1 of the angular velocity.
  • control unit 4 may determine the rotation speed N1 after the increase based on the rotation speed N1 before the increase. For example, when the hitting detection unit 49 detects the hitting motion, the control unit 4 has a predetermined first value (for example, 1.2) that is larger than 1 in the command value cN1 at the time when the hitting detection unit 49 detects the hitting motion. ) May be used as a new command value cN1. Further, when the striking detection unit 49 detects the striking motion, the control unit 4 adds a predetermined second value (for example, 2000 [rpm]) to the command value cN1 at the time when the striking detection unit 49 detects the striking motion. The value obtained may be used as a new command value cN1. However, the control unit 4 appropriately adjusts the predetermined first value or the second value so that the command value cN1 is equal to or less than the limit value U2.
  • a predetermined first value for example, 1.2
  • the control unit 4 adds a predetermined second value (for example, 2000 [rpm]) to the command
  • control unit 4 may set a certain set value as a new command value cN1 when the impact detection unit 49 detects the impact operation.
  • the above set value is a value larger than the upper limit value U1 and equal to or less than the limit value U2. That is, when the impact detection unit 49 detects the impact operation, the control unit 4 sets the command value cN1 to a predetermined value, whereby the rotation speed N1 may be set to a predetermined rotation speed.
  • the command value cN1 and the rotation speed N1 can be increased even when the pull-in amount of the trigger switch 29 is relatively small.
  • the control unit 4 controls the rotation speed N1 of the motor 15 to be a predetermined rotation speed regardless of the pull-in amount of the trigger switch 29. For example, the control unit 4 sets the command value cN1 of the rotation speed N1 to a value equal to the upper limit value U1 from the time when the trigger switch 29 is pulled in and the motor 15 is started until the impact detection unit 49 detects the impact operation. To do. As a result, it is restricted that the rotation speed N1 is higher than the upper limit value U1. Further, the control unit 4 sets the command value cN1 to a value equal to the limit value U2 when, for example, the impact detection unit 49 detects the impact operation. Then, when the user stops the operation of pulling in the trigger switch 29, the control unit 4 sets the command value cN1 to 0 [rpm].
  • the rotation speed N1 of the motor 15 can be controlled regardless of the user's proficiency level.
  • the same function as the impact tool 1 may be realized by a control method of the impact tool 1, a (computer) program, a non-temporary recording medium on which the program is recorded, or the like.
  • the control method of the impact tool 1 includes a hit detection process, a first control, and a second control.
  • the impact detection process the presence or absence of an impact operation is detected based on at least one of the exciting current (current measured value id1) and torque current (current measured value iq1) supplied to the motor 15.
  • a limit for increasing the rotation speed N1 of the motor 15 is set before the striking motion is detected by the striking detection process.
  • the second control when the striking motion is detected by the striking detection process, the restriction on the increase in the rotation speed N1 of the motor 15 is released.
  • step ST1 the control unit 4 limits the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 to the upper limit value U1 or less (step ST1), so that the motor 15 A limit for increasing the number of revolutions N1 is set.
  • step ST2 the impact detection unit 49 detects the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 (step ST2).
  • step ST2 the control unit 4 limits the command value cN1 of the rotation speed N1 of the motor 15 from the state limited to the upper limit value U1 or less to the limit value U2 or less.
  • Update to the state step ST3. That is, the control unit 4 releases the limitation by the upper limit value U1 with respect to the increase in the rotation speed N1 of the motor 15.
  • the program according to one aspect is a program for causing one or more processors to execute the control method of the impact tool 1 described above.
  • the impact tool 1 in the present disclosure includes a computer system.
  • a computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware.
  • the processor executes the program recorded in the memory of the computer system, a part of the function as the impact tool 1 in the present disclosure is realized.
  • the program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunication line, and may be recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, optical disk, hard disk drive, etc. that can be read by the computer system. May be provided.
  • a processor in a computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI).
  • IC semiconductor integrated circuit
  • LSI large scale integrated circuit
  • the integrated circuit such as IC or LSI referred to here has a different name depending on the degree of integration, and includes an integrated circuit called a system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
  • an FPGA Field-Programmable Gate Array
  • a plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips.
  • the plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
  • the computer system referred to here includes a microprocessor having one or more processors and one or more memories. Therefore, the microprocessor is also composed of one or a plurality of electronic circuits including a semiconductor integrated circuit or a large-scale integrated circuit.
  • the impact tool 1 it is not an essential configuration for the impact tool 1 that a plurality of functions of the impact tool 1 are integrated in one housing, and the components of the impact tool 1 are distributed and provided in the plurality of housings. You may be. Further, at least a part of the functions of the impact tool 1, for example, a part of the functions of the impact detection unit 49 may be realized by the cloud (cloud computing) or the like.
  • the motor 15 may be an AC motor or a DC motor.
  • the tip tool 28 does not have to be included in the configuration of the impact tool 1.
  • the tip tool 28 is not limited to the Phillips driver bit, and may be, for example, a minus driver bit, a Torx (registered trademark) bit, or a wrench bit.
  • the impact detection unit 49 may be provided separately from the control unit 4. That is, even if a configuration that realizes the function of the control unit 4 that vector-controls the motor 15 and a configuration that realizes the function of the impact detection unit 49 that detects the presence or absence of the impact operation of the impact mechanism 17 are separately provided. Good.
  • an acceleration sensor that measures the angular acceleration or the circumferential acceleration of the rotating shaft 16 of the motor 15 may be used.
  • the control unit 4 may have a function of changing at least one of the upper limit value U1 and the limit value U2.
  • the impact tool 1 may include, for example, a second user interface that accepts user operations.
  • the second user interface is, for example, a button, a slide switch, a touch panel, or the like.
  • the control unit 4 changes at least one of the upper limit value U1 and the limit value U2 according to the user's operation on the second user interface.
  • the impact tool 1 may include, for example, a receiving unit that receives a signal input.
  • the receiving unit receives the above signal from the external device of the impact tool 1, and the control unit 4 changes at least one of the upper limit value U1 and the limit value U2 accordingly.
  • the communication method between the external device and the receiving unit may be wireless communication or wired communication. At least a part of the configuration may be shared between the second user interface and the first user interface.
  • the impact detection unit 49 outputs a detection result that the impact mechanism 17 is performing an impact operation when at least one of the first condition regarding the current measurement value id1 and the second condition regarding the current measurement value iq1 is satisfied. May be good. Further, the batting detection unit 49 may determine the presence / absence of a striking motion based only on the first condition, or may determine the presence / absence of a striking motion based only on the second condition.
  • the impact detection unit 49 may use a condition related to the absolute value of the current measurement value iq1 as the second condition. For example, the impact detection unit 49 may make it a second condition that the absolute value of the current measured value iq1 (instantaneous value) exceeds a predetermined threshold value. Then, the impact detection unit 49 may output a detection result that the impact mechanism 17 is performing a striking operation, for example, when the first condition is satisfied after the second condition is satisfied. Alternatively, in the impact detection unit 49, for example, when the time required from the satisfaction of one of the first condition and the second condition to the satisfaction of the other is equal to or less than a predetermined time threshold value, the impact mechanism 17 strikes. You may output the detection result that it is operating.
  • the second condition is that the impact detection unit 49 requires that the absolute value of the current measured value iq1 exceeds a predetermined threshold value, and then the amount of decrease in the current measured value iq1 per predetermined time is larger than the predetermined q-axis threshold value. May be. Then, in the impact detection unit 49, for example, when the time required from the satisfaction of one of the first condition and the second condition to the satisfaction of the other is equal to or less than a predetermined time threshold value, the impact mechanism 17 strikes. You may output the detection result that it is operating.
  • the impact detection unit 49 determines the presence or absence of the impact operation based on at least one of the absolute value of the current measurement value iq1 (torque current) and the decrease amount of the current measurement value iq1 (torque current) per predetermined time. It may be detected.
  • the impact detection unit 49 may detect the presence or absence of an impact operation based on the rotation speed N1 of the motor 15 in addition to at least one of the current measurement values id1 and iq1. That is, the hitting detection unit 49 may detect the presence or absence of a hitting operation based on the following third condition in addition to at least one of the first condition and the second condition.
  • the third condition is that the rotation speed N1 of the motor 15 overshoots.
  • the third condition is that the overshoot waveform Nos1 (see FIG. 4) is observed in the waveform of the rotation speed N1 of the motor 15. Overshoot means that the measured value exceeds the command value by a predetermined amount or more. That is, in FIG.
  • the impact detection unit 49 determines that the third condition is satisfied.
  • the impact detection unit 49 outputs, for example, a detection result that the impact mechanism 17 is performing an impact operation when the first condition, the second condition, and the third condition are satisfied within a predetermined time.
  • the impact detection unit 49 may detect the presence or absence of an impact operation based on the command value iq1 instead of the current measurement value iq1 of the torque current. That is, the current measurement value iq1 may be replaced with the command value iq1 in the detection of the presence or absence of the striking operation in the embodiment and each modification.
  • the impact tool (1) includes a motor (15), a control unit (4), an output shaft (21), a transmission mechanism (18), and a hit detection unit (49). ..
  • the control unit (4) vector-controls the motor (15).
  • the output shaft (21) is connected to the tip tool (28).
  • the transmission mechanism (18) transmits the power of the motor (15) to the output shaft (21).
  • the transmission mechanism (18) has an impact mechanism (17).
  • the impact mechanism (17) performs a striking operation according to the magnitude of the torque applied to the output shaft (21).
  • the impact mechanism (17) applies a striking force to the output shaft (21) in the striking motion.
  • the impact detection unit (49) detects the presence or absence of an impact operation based on at least one of the exciting current (current measurement value id1) and torque current (current measurement value iq1) supplied to the motor (15).
  • the control unit (4) sets a limit for increasing the rotation speed (N1) of the motor (15) before the impact detection unit (49) detects the impact operation, and the impact detection unit (49) performs the impact operation. When it is detected, the restriction on the increase in the rotation speed (N1) of the motor (15) is released.
  • the rotation speed (N1) is too large because the limit for increasing the rotation speed (N1) of the motor (15) is set before the impact mechanism (17) starts the striking operation. It is possible to reduce the possibility that the work target such as a screw is inclined with respect to the work material such as a wall. Therefore, work efficiency can be improved. Further, since the rotation speed (N1) of the motor (15) can be increased when the impact mechanism (17) starts the striking operation, the rotation speed (N1) cannot be increased as compared with the case where the rotation speed (N1) cannot be increased. Work efficiency can be improved.
  • the impact detection unit (49) detects the presence or absence of an impact operation based on the amplitude of the exciting current (current measurement value id1).
  • the hitting detection unit (49) can detect the presence or absence of a hitting motion.
  • the impact detection unit (49) has the absolute value of the torque current (current measurement value iq1) and the torque current per predetermined time. The presence or absence of a striking motion is detected based on at least one of the reduction amounts.
  • the hitting detection unit (49) can detect the presence or absence of a hitting motion.
  • the impact tool (1) includes a trigger switch (29) that accepts a user's operation in any one of the first to third aspects.
  • the control unit (4) limits the rotation speed (N1) of the motor (15) to a predetermined upper limit value (U1) or less before the impact detection unit (49) detects the impact operation, and the impact detection unit (4) When 49) detects the striking motion, the rotation speed (N1) of the motor (15) is set to a state in which the upper limit value (U1) can be exceeded according to the amount of operation on the trigger switch (29).
  • the rotation speed (N1) of the motor (15) can be increased according to the operation of the user after the start of the striking operation.
  • the control unit (4) determines the motor ( The rotation speed (N1) of 15) is increased.
  • the rotation speed (N1) of the motor (15) can be increased without the need for user operation after the start of the striking operation.
  • the control unit (4) rotates the motor (15) (N1). ) Is set to a predetermined number of revolutions.
  • the rotation speed (N1) of the motor (15) can be set to an appropriate size regardless of the user's proficiency in the operation of the impact tool (1). ..
  • the control unit (4) has the first mode and the first mode as operation modes switchable to each other. It has two modes. In the first mode, the control unit (4) sets a limit for increasing the rotation speed (N1) of the motor (15) before the impact detection unit (49) detects the impact operation. In the second mode, the control unit (4) maintains a state in which the restriction on the increase in the rotation speed (N1) of the motor (15) is released.
  • Configurations other than the first aspect are not essential configurations for the impact tool (1) and can be omitted as appropriate.
  • the control method of the impact tool (1) is an impact tool (18) including a motor (15), a control unit (4), an output shaft (21), and a transmission mechanism (18). This is a control method for controlling 1).
  • the control unit (4) vector-controls the motor (15).
  • the output shaft (21) is connected to the tip tool (28).
  • the transmission mechanism (18) transmits the power of the motor (15) to the output shaft (21).
  • the transmission mechanism (18) has an impact mechanism (17).
  • the impact mechanism (17) performs a striking operation according to the magnitude of the torque applied to the output shaft (21).
  • the impact mechanism (17) applies a striking force to the output shaft (21) in the striking motion.
  • the control method of the impact tool (1) includes a blow detection process, a first control, and a second control.
  • the presence or absence of an impact operation is detected based on at least one of the exciting current (current measurement value id1) and torque current (current measurement value iq1) supplied to the motor (15).
  • a limit for increasing the rotation speed (N1) of the motor (15) is set before the striking motion is detected by the striking detection process.
  • the restriction on the increase in the rotation speed (N1) of the motor (15) is released.
  • program according to the ninth aspect is a program for causing one or more processors to execute the control method of the impact tool (1) according to the eighth aspect.
  • various configurations (including modification) of the impact tool (1) according to the embodiment can be embodied by the control method and program of the impact tool (1).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

本開示は、作業効率を向上させることができるインパクト工具、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。インパクト工具（１）は、モータ（１５）と、制御部（４）と、出力軸と、伝達機構と、打撃検知部（４９）と、を備える。伝達機構は、インパクト機構を有する。インパクト機構は、打撃動作において、出力軸に打撃力を加える。打撃検知部（４９）は、モータ（１５）に供給される励磁電流（電流測定値ｉｄ１）及びトルク電流（電流測定値ｉｑ１）のうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。制御部（４）は、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知する前には、モータ（１５）の回転数の増加の制限を設け、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知すると、モータ（１５）の回転数の増加の制限を解除する。

Description

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
　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、ベクトル制御されるモータを備えるインパクト工具、このインパクト工具の制御方法、及び、この制御方法を実行するための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、インパクト機構と、出力軸と、制御部と、トリガスイッチと、モータ駆動部と、を備える。インパクト機構は、ハンマを有し、モータ出力によって出力軸に打撃衝撃を加える。これにより、インパクト回転工具は、ねじの締め付けを行う。制御部は、トリガスイッチの操作量に応じた駆動指示をモータ駆動部に供給する。モータ駆動部は、制御部から供給される駆動指示によりモータの印加電圧を調整して、モータ回転数を調整する。
　特許文献１記載のインパクト回転工具では、作業時のモータの回転数の制御は、トリガスイッチに対するユーザの操作に委ねられている。そのため、ユーザが操作に習熟していないと、習熟している場合と比較して、作業効率が低いことがあった。
特開２０１７－１３２０２１号公報
　本開示は、作業効率を向上させることができるインパクト工具、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、制御部と、出力軸と、伝達機構と、打撃検知部と、を備える。前記制御部は、前記モータをベクトル制御する。前記出力軸は、先端工具と連結される。前記伝達機構は、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する。前記伝達機構は、インパクト機構を有する。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応じて打撃動作を行う。前記インパクト機構は、前記打撃動作において、前記出力軸に打撃力を加える。前記打撃検知部は、前記モータに供給される励磁電流及びトルク電流のうち少なくとも一方に基づいて前記打撃動作の有無を検知する。前記制御部は、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知する前には、前記モータの回転数の増加の制限を設け、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数の増加の前記制限を解除する。
　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、制御部と、出力軸と、伝達機構と、を備える前記インパクト工具を制御する制御方法である。前記制御部は、前記モータをベクトル制御する。前記出力軸は、先端工具と連結される。前記伝達機構は、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する。前記伝達機構は、インパクト機構を有する。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応じて打撃動作を行う。前記インパクト機構は、前記打撃動作において、前記出力軸に打撃力を加える。前記インパクト工具の前記制御方法は、打撃検知処理と、第１の制御と、第２の制御と、を備える。前記打撃検知処理では、前記モータに供給される励磁電流及びトルク電流のうち少なくとも一方に基づいて前記打撃動作の有無を検知する。前記第１の制御では、前記打撃検知処理により前記打撃動作を検知する前には、前記モータの回転数の増加の制限を設ける。前記第２の制御では、前記打撃検知処理により前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数の増加の前記制限を解除する。
　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。
図１は、一実施形態に係るインパクト工具のブロック図である。 図２は、同上のインパクト工具の概略図である。 図３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４は、制御部の動作モードが第２のモードのときの、同上のインパクト工具の動作例を示すグラフである。 図５は、制御部の動作モードが第１のモードのときの、同上のインパクト工具の動作例を示すグラフである。 図６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。
　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
　インパクト工具１（図２参照）は、例えば、インパクトドライバ、ハンマドリル、インパクトドリル、インパクトドリルドライバ又はインパクトレンチとして用いられる。本実施形態では、代表例として、インパクト工具１がねじをねじ締めするためのインパクトドライバとして用いられる場合について説明する。図１、図２に示すように、インパクト工具１は、モータ１５と、制御部４と、出力軸２１と、伝達機構１８と、打撃検知部４９と、を備える。制御部４は、モータ１５をベクトル制御する。出力軸２１は、先端工具２８と連結される。伝達機構１８は、モータ１５の動力を出力軸２１に伝達する。伝達機構１８は、インパクト機構１７を有する。インパクト機構１７は、出力軸２１に加えられるトルクの大きさに応じて打撃動作を行う。インパクト機構１７は、打撃動作において、出力軸２１に打撃力を加える。打撃検知部４９は、モータ１５に供給される励磁電流（電流測定値ｉｄ１）及びトルク電流（電流測定値ｉｑ１）のうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知する前には、モータ１５の回転数Ｎ１（図４参照）の増加の制限を設け、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を解除する。
　本実施形態のインパクト工具１によれば、インパクト機構１７が打撃動作を開始する前には、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限が設けられるので、回転数Ｎ１が大き過ぎてねじ等の作業対象が壁等の被加工材に対して傾斜する可能性を低減できる。そのため、作業効率を向上させることができる。また、インパクト機構１７が打撃動作を開始するとモータ１５の回転数Ｎ１を増加させることが可能となるので、回転数Ｎ１を増加させることができない場合と比較して、作業効率を向上させることができる。
　また、打撃動作の開始時に、制御部４の制御に依らず、ユーザがトリガスイッチ２９を操作することでモータ１５の回転数Ｎ１を増加させようとする場合は、ユーザが操作に習熟していないと、モータ１５の回転数Ｎ１を適切な大きさにすることができない可能性がある。これに対して、本実施形態では、打撃動作の開始後に制御部４がモータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を解除するので、ユーザの習熟度に依らずに回転数Ｎ１を制御できる。
　モータ１５は、ブラシレスモータである。特に、本実施形態のモータ１５は、同期電動機であり、より詳細には、永久磁石同期電動機（PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor））である。モータ１５は、永久磁石１３１を有する回転子１３と、コイル１４１を有する固定子１４と、を含んでいる。回転子１３は、回転動力を出力する回転軸１６を有している。コイル１４１と永久磁石１３１との電磁的相互作用により、回転子１３は、固定子１４に対して回転する。
　ベクトル制御は、モータ１５のコイル１４１に供給される電流を、磁束を発生する電流成分（励磁電流）とトルク（回転力）を発生する電流成分（トルク電流）とに分解し、それぞれの電流成分を独立に制御するモータ制御方式の一種である。
　電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１のうち少なくとも一方は、ベクトル制御と、打撃動作の有無の検知と、の両方に用いられる。そのため、ベクトル制御のための回路の一部と打撃動作の有無の検知のための回路の一部とを共有することができる。これにより、インパクト工具１に備えられる回路の面積及び寸法の低減、並びに、回路に要するコストの低減を図ることができる。また、打撃動作の有無の検知に、インパクト工具１の電源部３２の出力電流の測定値等を用いる場合と比較して、検知精度を高められる。
　（２）インパクト工具
　図２に示すように、インパクト工具１は、電源部３２と、モータ１５と、モータ回転測定部２７と、伝達機構１８と、出力軸２１と、ソケット２３と、先端工具２８と、を備えている。また、インパクト工具１は、トリガスイッチ２９と、制御部４と、を備えている。制御部４は、インパクト機構１７の打撃動作の有無を検知する打撃検知部４９を有している。
　出力軸２１は、モータ１５から伝達機構１８を介して伝達された駆動力により回転する部分である。ソケット２３は、出力軸２１に固定されている。ソケット２３には、先端工具２８が着脱自在に取り付けられる。先端工具２８は、出力軸２１と一緒に回転する。インパクト工具１は、モータ１５の駆動力で出力軸２１を回転させることで、先端工具２８を回転させる。すなわち、インパクト工具１は、先端工具２８をモータ１５の駆動力で駆動する工具である。先端工具２８（ビットとも言う）は、例えば、ドライバビット又はドリルビット等である。各種の先端工具２８のうち用途に応じた先端工具２８が、ソケット２３に取り付けられて用いられる。なお、出力軸２１に直接に先端工具２８が装着されてもよい。
　なお、本実施形態のインパクト工具１はソケット２３を備えることで、先端工具２８を用途に応じて交換可能であるが、先端工具２８が交換可能であることは必須ではない。例えば、インパクト工具１は、特定の先端工具２８のみ用いることができるインパクト工具であってもよい。
　本実施形態の先端工具２８は、締付部材３０（ねじ）を締める又は緩めるためのドライバビットである。より詳細には、先端工具２８は、先端部２８０が＋（プラス）形に形成されたプラスドライバビットである。すなわち、出力軸２１は、ねじを締める又は緩めるためのドライバビットを保持し、モータ１５から動力を得て回転する。以下では、インパクト工具１によりねじを締める場合について説明する。ねじの種類は特に限定されず、例えば、ボルト、ビス又はナットであってよい。制御部４の動作モードが後述の第１のモードのときは、締付部材３０として、木ねじを用いることが特に好ましい。第１のモードでは、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知する前にはモータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を設ける。図２に示すように、本実施形態の締付部材３０は、木ねじである。締付部材３０は、頭部３０１と、円筒部３０２と、ねじ部３０３と、を有している。円筒部３０２の第１端に、頭部３０１がつながっている。円筒部３０２の第２端に、ねじ部３０３がつながっている。頭部３０１には、先端工具２８に適合するねじ穴（例えば、＋形の穴）が形成されている。ねじ部３０３には、ねじ山が形成されている。
　先端工具２８は、締付部材３０と嵌合する。すなわち、先端工具２８は、締付部材３０の頭部３０１のねじ穴に挿入される。この状態で、先端工具２８は、モータ１５に駆動されて回転し、締付部材３０を回転させる。これにより、締付部材３０（木ねじ）は、ねじ締め対象の部材（例えば壁材）に穴とねじ溝とを形成しながら、ねじ締め対象の部材に埋め込まれる。すなわち、先端工具２８は、締付部材３０に締め付ける力（又は緩める力）を加える。
　電源部３２は、モータ１５を駆動する電流を供給する。電源部３２は、例えば、電池パックである。電源部３２は、例えば、１又は複数の２次電池を含む。
　伝達機構１８は、遊星歯車機構２５と、駆動軸２２と、インパクト機構１７と、を有している。伝達機構１８は、モータ１５の回転軸１６の回転動力を出力軸２１に伝達する。より詳細には、伝達機構１８は、モータ１５の回転軸１６の回転動力を調整して、出力軸２１の回転として出力する。
　モータ１５の回転軸１６は、遊星歯車機構２５に接続されている。駆動軸２２は、遊星歯車機構２５と、インパクト機構１７と、に接続されている。遊星歯車機構２５は、モータ１５の回転軸１６の回転動力を所定の減速比で減速して、駆動軸２２の回転として出力する。
　インパクト機構１７は、出力軸２１と連結されている。インパクト機構１７は、遊星歯車機構２５及び駆動軸２２を介して受け取ったモータ１５（回転軸１６）の回転動力を出力軸２１に伝達する。また、インパクト機構１７は、出力軸２１に打撃力を加える打撃動作を行う。
　インパクト機構１７は、ハンマ１９と、アンビル２０と、ばね２４と、を備えている。ハンマ１９は、駆動軸２２にカム機構を介して取り付けられている。アンビル２０はハンマ１９に接触しており、ハンマ１９と一体に回転する。ばね２４は、ハンマ１９をアンビル２０側に押している。アンビル２０は、出力軸２１と一体に形成されている。なお、アンビル２０は、出力軸２１とは別体に形成されて出力軸２１に固定されていてもよい。
　出力軸２１に所定の大きさ以上の負荷（トルク）がかかっていない場合には、インパクト機構１７は、モータ１５の回転動力により出力軸２１を連続的に回転させる。すなわち、この場合には、カム機構により連結された駆動軸２２とハンマ１９とが一体に回転し、さらにハンマ１９とアンビル２０とが一体に回転するので、アンビル２０と一体に形成された出力軸２１が回転する。
　一方で、出力軸２１に所定の大きさ以上の負荷がかかった場合には、インパクト機構１７は、打撃動作を行う。インパクト機構１７は、打撃動作において、モータ１５の回転動力をパルス状のトルクに変換して打撃力を発生する。すなわち、打撃動作では、ハンマ１９は、駆動軸２２との間のカム機構による規制を受けながら、ばね２４に抗して後退する（つまり、アンビル２０から離れる）。ハンマ１９の後退によりハンマ１９とアンビル２０との結合が外れた時点で、ハンマ１９は回転しながら前進して（つまり、出力軸２１側へ移動して）アンビル２０に回転方向の打撃力を加え、出力軸２１を回転させる。つまり、インパクト機構１７は、アンビル２０を介して出力軸２１に軸（出力軸２１）周りの回転打撃を加える。インパクト機構１７の打撃動作では、ハンマ１９がアンビル２０に回転方向の打撃力を加える動作が繰り返される。ハンマ１９が前進と後退とを１回ずつ行う間に、打撃力が１回発生する。
　トリガスイッチ２９は、モータ１５の回転を制御するための操作を受け付ける操作部である。トリガスイッチ２９を引く操作により、モータ１５のオンオフを切替可能である。また、トリガスイッチ２９を引く操作の引込み量で、モータ１５の回転速度を調整可能である。その結果として、トリガスイッチ２９を引く操作の引込み量で、出力軸２１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１５及び出力軸２１の回転速度が速くなる。制御部４は、トリガスイッチ２９を引く操作の引込み量に応じて、モータ１５及び出力軸２１を回転又は停止させ、また、モータ１５及び出力軸２１の回転速度を制御する。このインパクト工具１では、先端工具２８がソケット２３を介して出力軸２１に連結される。そして、トリガスイッチ２９への操作によってモータ１５及び出力軸２１の回転速度が制御されることで、先端工具２８の回転速度が制御される。
　モータ回転測定部２７は、モータ１５の回転角を測定する。モータ回転測定部２７としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。
　インパクト工具１は、インバータ回路部５１（図１参照）を備えている。インバータ回路部５１は、モータ１５に電流を供給する。制御部４は、インバータ回路部５１と共に用いられ、フィードバック制御によりモータ１５の動作を制御する。
　（３）制御部
　制御部４は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部４の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
　図１に示すように、制御部４は、指令値生成部４１と、速度制御部４２と、電流制御部４３と、第１の座標変換器４４と、第２の座標変換器４５と、磁束制御部４６と、推定部４７と、脱調検出部４８と、打撃検知部４９と、を有している。また、インパクト工具１は、複数（図１では２つ）の電流センサ６１、６２を備えている。
　複数の電流センサ６１、６２はそれぞれ、例えば、ホール素子電流センサ又はシャント抵抗素子を含んでいる。複数の電流センサ６１、６２は、電源部３２（図２参照）からインバータ回路部５１を介してモータ１５に供給される電流を測定する。ここで、モータ１５には、３相電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流）が供給されており、複数の電流センサ６１、６２は、少なくとも２相の電流を測定する。図１では、電流センサ６１がＵ相電流を測定して電流測定値ｉｕ１を出力し、電流センサ６２がＶ相電流を測定して電流測定値ｉｖ１を出力する。
　推定部４７は、モータ回転測定部２７で測定されたモータ１５の回転角θ１を時間微分して、モータ１５の角速度ω１（回転軸１６の角速度）を算出する。
　取得部６０は、２つの電流センサ６１、６２と、第２の座標変換器４５と、を有している。取得部６０は、モータ１５に供給されるｄ軸電流（励磁電流）及びｑ軸電流（トルク電流）を取得する。すなわち、２つの電流センサ６１、６２で測定された２相の電流が第２の座標変換器４５で変換されることで、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１及びｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１が算出される。
　第２の座標変換器４５は、複数の電流センサ６１、６２で測定された電流測定値ｉｕ１、ｉｖ１を、モータ回転測定部２７で測定されたモータ１５の回転角θ１に基づいて座標変換し、電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１を算出する。すなわち、第２の座標変換器４５は、３相のうち２相の電流に対応する電流測定値ｉｕ１、ｉｖ１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。
　指令値生成部４１は、モータ１５の角速度の指令値ｃω１を生成する。指令値生成部４１は、例えば、トリガスイッチ２９（図２参照）を引く操作の引込み量に応じた指令値ｃω１を生成する。すなわち、指令値生成部４１は、上記引込み量が大きいほど、角速度の指令値ｃω１を大きくする。
　速度制御部４２は、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１と推定部４７で算出された角速度ω１との差分に基づいて、指令値ｃｉｑ１を生成する。指令値ｃｉｑ１は、モータ１５のトルク電流（ｑ軸電流）の大きさを指定する指令値である。速度制御部４２は、指令値ｃω１と角速度ω１との差分を小さくするように指令値ｃｉｑ１を決定する。より詳細には、速度制御部４２は、上記差分が所定の第１閾値以下となるように、指令値ｃｉｑ１を決定する。
　磁束制御部４６は、推定部４７で算出された角速度ω１と、電流制御部４３で生成される指令値ｃｖｑ１（後述する）と、電流測定値ｉｑ１と、に基づいて、指令値ｃｉｄ１を生成する。指令値ｃｉｄ１は、モータ１５の励磁電流（ｄ軸電流）の大きさを指定する指令値である。すなわち、制御部４は、モータ１５のコイル１４１に供給される励磁電流（ｄ軸電流）を指令値ｃｉｄ１に近づけるようにモータ１５の動作を制御する。
　本実施形態では、磁束制御部４６で生成される指令値ｃｉｄ１は、励磁電流の大きさを０にするための指令値である。ただし、磁束制御部４６は、常時励磁電流の大きさを０にするための指令値ｃｉｄ１を生成してもよいし、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１５にマイナスの励磁電流（弱め磁束電流）が流れる。
　電流制御部４３は、磁束制御部４６で生成された指令値ｃｉｄ１と第２の座標変換器４５で算出された電流測定値ｉｄ１との差分に基づいて、指令値ｃｖｄ１を生成する。指令値ｃｖｄ１は、モータ１５のｄ軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部４３は、指令値ｃｉｄ１と電流測定値ｉｄ１との差分を小さくするように指令値ｃｖｄ１を決定する。より詳細には、電流制御部４３は、上記差分が所定の第２閾値以下となるように、指令値ｃｖｄ１を決定する。
　また、電流制御部４３は、速度制御部４２で生成された指令値ｃｉｑ１と第２の座標変換器４５で算出された電流測定値ｉｑ１との差分に基づいて、指令値ｃｖｑ１を生成する。指令値ｃｖｑ１は、モータ１５のｑ軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部４３は、指令値ｃｉｑ１と電流測定値ｉｑ１との差分を小さくするように指令値ｃｖｑ１を生成する。より詳細には、電流制御部４３は、上記差分が所定の第３閾値以下となるように、指令値ｃｖｑ１を決定する。
　第１の座標変換器４４は、指令値ｃｖｄ１、ｃｖｑ１を、モータ回転測定部２７で測定されたモータ１５の回転角θ１に基づいて座標変換し、指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１を算出する。すなわち、第１の座標変換器４４は、磁界成分（ｄ軸電圧）に対応する指令値ｃｖｄ１と、トルク成分（ｑ軸電圧）に対応する指令値ｃｖｑ１とを、３相電圧に対応する指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１に変換する。指令値ｃｖｕ１はＵ相電圧に、指令値ｃｖｖ１はＶ相電圧に、指令値ｃｖｗ１はＷ相電圧に対応する。
　制御部４は、インバータ回路部５１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、モータ１５に供給される電力を制御する。これにより、インバータ回路部５１は、指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１に応じた３相電圧をモータ１５に供給する。
　モータ１５は、インバータ回路部５１から供給された電力（３相電圧）により駆動され、回転動力を発生させる。
　この結果、制御部４は、モータ１５のコイル１４１に流れる励磁電流が、磁束制御部４６で生成された指令値ｃｉｄ１に対応した大きさとなるように励磁電流を制御する。また、制御部４は、モータ１５の角速度が、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１に対応した角速度となるようにモータ１５の角速度を制御する。
　脱調検出部４８は、第２の座標変換器４５から取得した電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１と、電流制御部４３から取得した指令値ｃｖｄ１、ｃｖｑ１と、に基づいて、モータ１５の脱調を検出する。脱調が検出された場合は、脱調検出部４８は、インバータ回路部５１に停止信号ｃｓ１を送信して、インバータ回路部５１からモータ１５への電力供給を停止させる。
　打撃検知部４９は、インパクト機構１７の打撃動作の有無を検知する。打撃検知部４９についての詳細は後述する。
　（４）ベクトル制御の詳細
　以下、制御部４によるベクトル制御について更に詳細に説明する。図３は、ベクトル制御の解析モデル図である。図３には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線固定軸が示されている。ベクトル制御では、モータ１５の回転子１３に設けられた永久磁石１３１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１３１が作る実際の磁束の方向をｄ軸の方向とし、制御部４によるモータ１５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ωｅで表す。図３のωｅ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θｅで表す。図３のθｅは、図１のθ１と一致する。θ及びθｅ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ωｅ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θｅ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４は、基本的に、θとθｅ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１５にかかる負荷が増加又は減少すると、制御部４は、これにより生じるθとθｅ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１５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１５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。
　（５）打撃検知
　インパクト機構１７は、出力軸２１に加えられるトルクの大きさに応じて打撃動作を行う。打撃検知部４９は、モータ１５のコイル１４１に供給されるトルク電流及び励磁電流のうち少なくとも一方に基づいて、インパクト機構１７の打撃動作の有無を検知する。以下では、図４、図５を参照して、打撃検知部４９による打撃動作の有無の検知方法の一例を説明する。図４、図５において、Ｎ１は、モータ１５（回転子１３）の回転数であり、ｃＮ１は、モータ１５の回転数の指令値である。つまり、指令値ｃＮ１は、モータ１５の角速度の指令値ｃω１を回転数に換算した値である。
　ここで、制御部４は、互いに切替え可能な動作モードとして、第１のモードと、第２のモードと、を有する。第１のモードでは、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知する前にはモータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を設ける。また、第１のモードでは、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を解除する。これに対して、第２のモードでは、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を解除した状態を維持する。
　そのため、打撃検知部４９は、インパクト機構１７の打撃動作の有無の検知を、少なくとも制御部４の動作モードが第１のモードのときに行えばよい。本実施形態では、制御部４の動作モードに関わらず打撃検知部４９がインパクト機構１７の打撃動作の有無の検知を行うとして説明する。図４は、制御部４の動作モードが第２のモードのときのグラフであり、図５は、制御部４の動作モードが第１のモードのときのグラフである。
　なお、インパクト工具１は、例えば、ユーザの操作を受け付ける第１のユーザインターフェースを備えている。第１のユーザインターフェースは、例えば、釦、スライドスイッチ又はタッチパネル等である。第１のユーザインターフェースに対するユーザの操作に応じて、制御部４は、動作モードを第１のモードと第２のモードとの間で切り替える。一例として、ユーザは、締付部材３０が木ねじである場合に制御部４の動作モードを第１のモードにし、それ以外の場合に第２のモードにする。
　また、第１のユーザインターフェースは、第１のモードへの切替えに対応する位置に、木ねじに対応する表示を有していてもよい。上記表示は、例えば、「木ねじ用」若しくは「木ねじモード」等の文字、又は、木ねじを表す図、絵若しくは写真等である。第１のモードに切り替えるための機械的な釦又はタッチパネルの画面に表示された釦に、上記表示が設けられていてもよいし、釦の近傍に上記表示が設けられていてもよい。また、第１のモードのときのスライドスイッチの位置の近傍に、上記表示が設けられていてもよい。
　打撃検知部４９は、励磁電流及びトルク電流の電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１うち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。ここでは、打撃検知部４９は、電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１の両方に基づいて打撃動作の有無を検知する。
　より詳細には、電流測定値ｉｄ１に関しては、打撃検知部４９は、次の第１条件が満たされるか否かの判定を行う。第１条件は、電流測定値ｉｄ１の振幅が所定のｄ軸閾値よりも大きいことである。電流測定値ｉｄ１の振幅は、例えば、単位時間あたりの電流測定値ｉｄ１の最大値と最小値との差分の１／２として定義される。打撃検知部４９は、例えば、単位時間ごとに、第１条件が満たされるか否かを判定する。図４、図５に図示されている振幅Ａ１は、ある時点ｔ１から単位時間（例えば、数ミリ秒～数十ミリ秒）が経過するまでの間の各時点の電流測定値ｉｄ１により定義される、電流測定値ｉｄ１の振幅の２倍の値である。
　このように、打撃検知部４９は、電流測定値ｉｄ１（励磁電流）の振幅に基づいて打撃動作の有無を検知する。
　また、電流測定値ｉｑ１に関しては、打撃検知部４９は、次の第２条件が満たされるか否かの判定を行う。第２条件は、所定時間（例えば、数十ミリ秒）あたりの電流測定値ｉｑ１の減少量が所定のｑ軸閾値よりも大きいことである。打撃検知部４９は、例えば、上記所定時間ごとに、第２条件が満たされるか否かを判定する。
　このように、打撃検知部４９は、所定時間あたりの電流測定値ｉｑ１（トルク電流）の減少量に基づいて打撃動作の有無を検知する。
　打撃検知部４９は、例えば、第１条件及び第２条件のうち一方が満たされてから、他方が満たされるまでに要した時間が所定の時間閾値以下の場合に、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力する。また、打撃検知部４９は、それ以外の場合に、インパクト機構１７が打撃動作をしていないという検知結果を出力する。
　つまり、モータ１５にかかる負荷は時々刻々と増減し、打撃動作が開始することにより、モータ１５にかかる負荷の増減量が大きくなるので、θとθｅとの差分が大きくなり、励磁電流の電流測定値ｉｄ１の振幅が大きくなる。また、打撃動作が開始することにより、モータ１５にかかる負荷が増減を繰り返しながら減少するので、トルク電流の電流測定値ｉｑ１が減少する。打撃検知部４９は、このような変化の有無を第１条件及び第２条件により判定することで、打撃動作の有無を検知する。
　ｄ軸閾値及びｑ軸閾値等の閾値は、例えば、制御部４を構成するマイクロコントローラのメモリに予め記録されている。
　なお、打撃検知部４９は、モータ１５の始動時（回転開始時）から所定のマスク期間Ｔｍ１が経過した後に、インパクト機構１７の打撃動作の有無の検知を開始する。そのため、マスク期間Ｔｍ１において打撃検知部４９が打撃動作を誤検知することを抑制できる。
　図４では、時点ｔ０にモータ１５が動作を開始した後、時点ｔ１に、インパクト機構１７が打撃動作を開始する。打撃動作の開始に伴い、時点ｔ１以降、電流測定値ｉｄ１の振幅が増加する。また、時点ｔ１から時点ｔ２まで、電流測定値ｉｑ１が減少する。打撃検知部４９は、時点ｔ１と時点ｔ２との間の少なくとも一部の期間において、第１条件及び第２条件に基づいて打撃動作を検知することができる。図４では、制御部４の動作モードは第２のモードなので、打撃動作の検知の有無は、制御部４によるモータ１５の制御には影響しない。
　図５では、図４と同様に、時点ｔ０にモータ１５が動作を開始した後、時点ｔ１に、インパクト機構１７が打撃動作を開始する。時点ｔ１の後の時点ｔ２に、打撃検知部４９は、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力する。
　図５は、制御部４の動作モードが第１のモードのときのグラフである。第１のモードにおいて、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知する前には、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を設ける。具体的には、打撃検知部４９が打撃動作を検知する前（時点ｔ０から時点ｔ２まで）には、モータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１は上限値Ｕ１以下となる。より詳細には、ユーザがトリガスイッチ２９を最大の引込み量まで引き込んだとき、指令値ｃＮ１は上限値Ｕ１に等しくなる。これにより、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知する前には、モータ１５の回転数Ｎ１を所定の上限値Ｕ１以下に制限する。つまり、このとき制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を設けている。ここで、「モータ１５の回転数Ｎ１を所定の上限値Ｕ１以下に制限する」とは、少なくとも定常状態において回転数Ｎ１が上限値Ｕ１以下であればよく、一時的に回転数Ｎ１が上限値Ｕ１を超えてもよい。例えば、図５に示すように、回転数Ｎ１が増加して上限値Ｕ１に達した直後に一時的に回転数Ｎ１が上限値Ｕ１を超えてもよい。
　打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１がトリガスイッチ２９への操作量（引込み量）に応じて上限値Ｕ１を超え得る状態にする。これにより、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を解除する。より詳細には、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１以下に制限する状態から、上限値Ｕ１よりも大きい制限値Ｕ２以下に制限する状態へと更新する。これにより、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１が上限値Ｕ１よりも増加することの制限を解除する。制御部４が指令値ｃＮ１を制限値Ｕ２以下に制限する状態では、ユーザがトリガスイッチ２９を最大の引込み量まで引き込んだとき、指令値ｃＮ１は制限値Ｕ２に等しくなる。
　上限値Ｕ１及び制限値Ｕ２の具体例はそれぞれ、１５０００［ｒｐｍ］及び２５０００［ｒｐｍ］である。上限値Ｕ１及び制限値Ｕ２の別の具体例はそれぞれ、２１０００［ｒｐｍ］及び２４０００［ｒｐｍ］である。
　第１のモードでは、最初からモータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を制限値Ｕ２以下に制限する場合と比較して、トリガスイッチ２９の引込み量に関わらず、モータ１５の回転数Ｎ１が抑えられるので、打撃動作の開始前において締付部材３０の姿勢を安定させやすい。締付部材３０が木ねじの場合には、締付部材３０が埋め込まれる対象の部材（例えば、壁材）に締付部材３０の先端側の部位がある程度の深さ以上埋め込まれるまで回転数Ｎ１を抑えることができるので、締付部材３０の姿勢を安定させやすい。
　また、モータ１５の回転数Ｎ１が抑えられるので、カムアウトが発生する可能性を低減できる。カムアウトとは、モータ１５の動作（回転）中に、先端工具２８と締付部材３０との嵌合が解除される現象である。すなわち、モータ１５の動作（回転）中に、先端工具２８の先端部２８０が締付部材３０のねじ穴に挿入された状態から、先端部２８０がねじ穴の外に出ることを指して、カムアウトが起きると言う。
　また、第１のモードでは、図４のようにモータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１以下に制限する状態を維持する場合と比較して、打撃動作の開始後の作業時間を短縮することができる。
　（６）回転開始から停止までの動作例
　次に、制御部４の動作モードが第１のモードの場合のインパクト工具１の動作例について、図５を参照して説明する。
　時点ｔ０に、ユーザがトリガスイッチ２９を引込み、モータ１５が始動する。モータ１５が始動した時点では、モータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１は上限値Ｕ１以下に制限されている。モータ１５の始動時からマスク期間Ｔｍ１が経過した後、時点ｔ１に、インパクト機構１７が打撃動作を開始する。
　時点ｔ２に、打撃検知部４９は、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力する。すると、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１以下に制限する状態から、制限値Ｕ２以下に制限する状態へと更新する。以降、モータ１５が停止するまで、指令値ｃＮ１を制限値Ｕ２以下に制限する状態が維持される。
　ここで、ユーザがトリガスイッチ２９を最大の引込み量まで引き込んでいると、時点ｔ２以降、指令値ｃＮ１は制限値Ｕ２まで増加する。これに伴い、回転数Ｎ１が増加する。
　時点ｔ３に、締付部材３０を締める作業が完了する。すなわち、時点ｔ３に、締付部材３０が着座する。そこで、時点ｔ３に、ユーザがトリガスイッチ２９を引き込む操作をやめる。これにより、指令値ｃＮ１が０［ｒｐｍ］まで低下するので、回転数Ｎ１が０［ｒｐｍ］となる。すなわち、モータ１５が停止する。
　（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。
　制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１以下に制限した状態を解除するのに加えて、指令値ｃＮ１を増加させてもよい。つまり、制御部４は、指令値ｃＮ１を増加させることで、間接的に回転数Ｎ１を増加させる。
　制御部４は、例えば、打撃検知部４９が打撃動作を検知した時点以降には、トリガスイッチ２９の引込み量に応じて指令値ｃＮ１を仮決定した後に、指令値ｃＮ１を増加させる。より具体的には、制御部４の指令値生成部４１が、角速度の指令値ｃω１を増加させることで、実質的に回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を増加させる。
　なお、制御部４は、増加前の回転数Ｎ１に基づいて、増加後の回転数Ｎ１を決定してもよい。例えば、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、打撃検知部４９が打撃動作を検知した時点における指令値ｃＮ１に１よりも大きい所定の第１の値（例えば、１．２）を乗じた値を、新たな指令値ｃＮ１としてもよい。また、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、打撃検知部４９が打撃動作を検知した時点における指令値ｃＮ１に所定の第２の値（例えば、２０００［ｒｐｍ］）を足した値を、新たな指令値ｃＮ１としてもよい。ただし、制御部４は、指令値ｃＮ１が制限値Ｕ２以下となるように、適宜上記所定の第１の値又は第２の値を調整する。
　また、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、ある設定値を新たな指令値ｃＮ１としてもよい。上記設定値は、上限値Ｕ１よりも大きく制限値Ｕ２以下の値である。つまり、制御部４は、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、指令値ｃＮ１を予め決められた値にし、これにより、回転数Ｎ１を予め決められた回転数にしてもよい。
　本変形例１により、トリガスイッチ２９の引込み量が比較的小さい場合であっても、指令値ｃＮ１及び回転数Ｎ１を増加させることができる。
　（変形例２）
　以下、変形例２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。
　制御部４は、トリガスイッチ２９の引込み量に関わらず、モータ１５の回転数Ｎ１を予め決められた回転数となるように制御する。制御部４は、例えば、トリガスイッチ２９が引き込まれてモータ１５が始動してから打撃検知部４９が打撃動作を検知するまでの間、回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１と等しい値にする。これにより、回転数Ｎ１が上限値Ｕ１よりも増加することが制限される。また、制御部４は、例えば、打撃検知部４９が打撃動作を検知すると、指令値ｃＮ１を制限値Ｕ２と等しい値にする。そして、ユーザがトリガスイッチ２９を引き込む操作をやめると、制御部４は、指令値ｃＮ１を０［ｒｐｍ］にする。
　本変形例２により、ユーザの習熟度に依らずにモータ１５の回転数Ｎ１を制御できる。
　（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、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。
　インパクト工具１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、打撃検知処理と、第１の制御と、第２の制御と、を備える。打撃検知処理では、モータ１５に供給される励磁電流（電流測定値ｉｄ１）及びトルク電流（電流測定値ｉｑ１）のうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。第１の制御では、打撃検知処理により打撃動作を検知する前には、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を設ける。第２の制御では、打撃検知処理により打撃動作を検知すると、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を解除する。
　すなわち、図６に示すように、制御部４は、まずは、第１の制御において、モータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１以下に制限する（ステップＳＴ１）ことにより、モータ１５の回転数Ｎ１の増加の制限を設ける。次に、打撃検知部４９は、インパクト機構１７の打撃動作の有無を検知する（ステップＳＴ２）。打撃検知部４９が打撃動作を検知すると（ステップＳＴ２：ＹＥＳ）、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の指令値ｃＮ１を上限値Ｕ１以下に制限した状態から、制限値Ｕ２以下に制限した状態へと更新する（ステップＳＴ３）。つまり、制御部４は、モータ１５の回転数Ｎ１の増加に関して、上限値Ｕ１による制限を解除する。
　一態様に係るプログラムは、上記のインパクト工具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。
　本開示におけるインパクト工具１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としての機能の一部が実現される。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、インパクト工具１における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることはインパクト工具１に必須の構成ではなく、インパクト工具１の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、インパクト工具１の少なくとも一部の機能、例えば、打撃検知部４９の一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。
　モータ１５は、交流モータであってもよいし、直流モータであってもよい。
　先端工具２８は、インパクト工具１の構成に含まれていなくてもよい。
　先端工具２８は、プラスドライバビットに限定されず、例えば、マイナスドライバビットであってもよいし、トルクス（登録商標）ビットであってもよいし、レンチビットであってもよい。
　打撃検知部４９は、制御部４とは別に設けられていてもよい。つまり、モータ１５をベクトル制御する制御部４の機能を実現する構成と、インパクト機構１７の打撃動作の有無を検知する打撃検知部４９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。
　モータ回転測定部２７に代えて、モータ１５の回転軸１６の角加速度又は周方向の加速度を測定する加速度センサを用いてもよい。
　制御部４は、上限値Ｕ１及び制限値Ｕ２のうち少なくとも一方を変更する機能を有していてもよい。インパクト工具１は、例えば、ユーザの操作を受け付ける第２のユーザインターフェースを備えていてもよい。第２のユーザインターフェースは、例えば、釦、スライドスイッチ又はタッチパネル等である。第２のユーザインターフェースに対するユーザの操作に応じて、制御部４は、上限値Ｕ１及び制限値Ｕ２のうち少なくとも一方を変更する。あるいは、インパクト工具１は、例えば、信号の入力を受け付ける受信部を備えていてもよい。受信部は、インパクト工具１の外部装置から上記信号を受信し、これに応じて、制御部４は、上限値Ｕ１及び制限値Ｕ２のうち少なくとも一方を変更する。外部装置と受信部との間の通信方式は、無線通信であってもよいし、有線通信であってもよい。第２のユーザインターフェースと第１のユーザインターフェースとの間で、少なくとも一部の構成が共用されていてもよい。
　打撃検知部４９は、電流測定値ｉｄ１に関する第１条件及び電流測定値ｉｑ１に関する第２条件のうち少なくとも一方が満たされることをもって、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力してもよい。また、打撃検知部４９は、第１条件のみに基づいて打撃動作の有無を判定してもよいし、第２条件のみに基づいて打撃動作の有無を判定してもよい。
　また、打撃検知部４９は、第２条件として、電流測定値ｉｑ１の絶対値に関する条件を用いてもよい。例えば、打撃検知部４９は、電流測定値ｉｑ１（瞬時値）の絶対値が所定の閾値を超えることを、第２条件としてもよい。そして、打撃検知部４９は、例えば、第２条件が満たされた後に第１条件が満たされることをもって、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力してもよい。あるいは、打撃検知部４９は、例えば、第１条件及び第２条件のうち一方が満たされてから、他方が満たされるまでに要した時間が所定の時間閾値以下の場合に、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力してもよい。
　また、打撃検知部４９は、電流測定値ｉｑ１の絶対値が所定の閾値を超え、その後、所定時間あたりの電流測定値ｉｑ１の減少量が所定のｑ軸閾値よりも大きいことを、第２条件としてもよい。そして、打撃検知部４９は、例えば、第１条件及び第２条件のうち一方が満たされてから、他方が満たされるまでに要した時間が所定の時間閾値以下の場合に、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力してもよい。
　このように、打撃検知部４９は、電流測定値ｉｑ１（トルク電流）の絶対値と所定時間あたりの電流測定値ｉｑ１（トルク電流）の減少量とのうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知してもよい。
　また、打撃検知部４９は、電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１のうち少なくとも一方に加えて、モータ１５の回転数Ｎ１に基づいて、打撃動作の有無を検知してもよい。すなわち、打撃検知部４９は、第１条件及び第２条件のうち少なくとも一方に加えて、次の第３条件に基づいて打撃動作の有無を検知してもよい。第３条件は、モータ１５の回転数Ｎ１がオーバーシュートすることである。言い換えると、第３条件は、モータ１５の回転数Ｎ１の波形にオーバーシュート波形Ｎｏｓ１（図４参照）が観測されることである。オーバーシュートとは、測定値が指令値を所定量以上超えることである。つまり、図４では、時点ｔ１にインパクト機構１７が打撃動作を開始することにより、モータ１５にかかる負荷が増減を繰り返しながら減少するので、回転数Ｎ１は、一時的に増加して指令値ｃＮ１を超える。回転数Ｎ１と指令値ｃＮ１との差分が所定量以上になると、打撃検知部４９は、第３条件が満たされたと判定する。打撃検知部４９は、例えば、第１条件、第２条件及び第３条件が所定の時間内に満たされた場合に、インパクト機構１７が打撃動作をしているという検知結果を出力する。
　打撃検知部４９は、トルク電流の電流測定値ｉｑ１に代えて、指令値ｃｉｑ１に基づいて打撃動作の有無を検知してもよい。すなわち、実施形態及び各変形例での打撃動作の有無の検知において、電流測定値ｉｑ１を指令値ｃｉｑ１に置き換えてもよい。
　（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（１５）と、制御部（４）と、出力軸（２１）と、伝達機構（１８）と、打撃検知部（４９）と、を備える。制御部（４）は、モータ（１５）をベクトル制御する。出力軸（２１）は、先端工具（２８）と連結される。伝達機構（１８）は、モータ（１５）の動力を出力軸（２１）に伝達する。伝達機構（１８）は、インパクト機構（１７）を有する。インパクト機構（１７）は、出力軸（２１）に加えられるトルクの大きさに応じて打撃動作を行う。インパクト機構（１７）は、打撃動作において、出力軸（２１）に打撃力を加える。打撃検知部（４９）は、モータ（１５）に供給される励磁電流（電流測定値ｉｄ１）及びトルク電流（電流測定値ｉｑ１）のうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。制御部（４）は、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知する前には、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限を設け、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知すると、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限を解除する。
　上記の構成によれば、インパクト機構（１７）が打撃動作を開始する前には、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限が設けられるので、回転数（Ｎ１）が大き過ぎてねじ等の作業対象が壁等の被加工材に対して傾斜する可能性を低減できる。そのため、作業効率を向上させることができる。また、インパクト機構（１７）が打撃動作を開始するとモータ（１５）の回転数（Ｎ１）を増加させることが可能となるので、回転数（Ｎ１）を増加させることができない場合と比較して、作業効率を向上させることができる。
　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、打撃検知部（４９）は、励磁電流（電流測定値ｉｄ１）の振幅に基づいて打撃動作の有無を検知する。
　上記の構成によれば、打撃検知部（４９）により打撃動作の有無を検知することができる。
　また、第３の態様に係るインパクト工具（１）では、第１又は２の態様において、打撃検知部（４９）は、トルク電流（電流測定値ｉｑ１）の絶対値と所定時間あたりのトルク電流の減少量とのうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。
　上記の構成によれば、打撃検知部（４９）により打撃動作の有無を検知することができる。
　また、第４の態様に係るインパクト工具（１）は、第１～３の態様のいずれか１つにおいて、ユーザの操作を受け付けるトリガスイッチ（２９）を備える。制御部（４）は、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知する前には、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）を所定の上限値（Ｕ１）以下に制限し、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知すると、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）がトリガスイッチ（２９）への操作量に応じて上限値（Ｕ１）を超え得る状態にする。
　上記の構成によれば、打撃動作の開始後、ユーザの操作に応じてモータ（１５）の回転数（Ｎ１）を増加させることができる。
　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、制御部（４）は、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知すると、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）を増加させる。
　上記の構成によれば、打撃動作の開始後、ユーザの操作を要さずにモータ（１５）の回転数（Ｎ１）を増加させることができる。
　また、第６の態様に係るインパクト工具（１）では、第５の態様において、制御部（４）は、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知すると、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）を予め決められた回転数にする。
　上記の構成によれば、打撃動作の開始後、インパクト工具（１）の操作に関するユーザの習熟度に依らずに、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）を適正な大きさにすることができる。
　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、制御部（４）は、互いに切替え可能な動作モードとして、第１のモードと、第２のモードと、を有する。第１のモードでは、制御部（４）は、打撃検知部（４９）が打撃動作を検知する前にはモータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限を設ける。第２のモードでは、制御部（４）は、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限を解除した状態を維持する。
　上記の構成によれば、必要に応じて、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限の有無を切り替えることができる。
　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８の態様に係るインパクト工具（１）の制御方法は、モータ（１５）と、制御部（４）と、出力軸（２１）と、伝達機構（１８）と、を備えるインパクト工具（１）を制御する制御方法である。制御部（４）は、モータ（１５）をベクトル制御する。出力軸（２１）は、先端工具（２８）と連結される。伝達機構（１８）は、モータ（１５）の動力を出力軸（２１）に伝達する。伝達機構（１８）は、インパクト機構（１７）を有する。インパクト機構（１７）は、出力軸（２１）に加えられるトルクの大きさに応じて打撃動作を行う。インパクト機構（１７）は、打撃動作において、出力軸（２１）に打撃力を加える。インパクト工具（１）の制御方法は、打撃検知処理と、第１の制御と、第２の制御と、を備える。打撃検知処理では、モータ（１５）に供給される励磁電流（電流測定値ｉｄ１）及びトルク電流（電流測定値ｉｑ１）のうち少なくとも一方に基づいて打撃動作の有無を検知する。第１の制御では、打撃検知処理により打撃動作を検知する前には、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限を設ける。第２の制御では、打撃検知処理により打撃動作を検知すると、モータ（１５）の回転数（Ｎ１）の増加の制限を解除する。
　上記の構成によれば、作業効率を向上させることができる。
　また、第９の態様に係るプログラムは、第８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、作業効率を向上させることができる。
　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
４　制御部
１５　モータ
１７　インパクト機構
１８　伝達機構
２１　出力軸
２８　先端工具
２９　トリガスイッチ
４９　打撃検知部
ｉｄ１　電流測定値（励磁電流）
ｉｑ１　電流測定値（トルク電流）
Ｎ１　回転数
Ｕ１　上限値

Claims (9)

  1. 　モータと、
    　前記モータをベクトル制御する制御部と、
    　先端工具と連結される出力軸と、
    　前記出力軸に加えられるトルクの大きさに応じて前記出力軸に打撃力を加える打撃動作を行うインパクト機構を有し、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する伝達機構と、
    　前記モータに供給される励磁電流及びトルク電流のうち少なくとも一方に基づいて前記打撃動作の有無を検知する打撃検知部と、を備え、
    　前記制御部は、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知する前には、前記モータの回転数の増加の制限を設け、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数の増加の前記制限を解除する、
    　インパクト工具。
  2. 　前記打撃検知部は、前記励磁電流の振幅に基づいて前記打撃動作の有無を検知する、
    　請求項１に記載のインパクト工具。
  3. 　前記打撃検知部は、前記トルク電流の絶対値と所定時間あたりの前記トルク電流の減少量とのうち少なくとも一方に基づいて前記打撃動作の有無を検知する、
    　請求項１又は２に記載のインパクト工具。
  4. 　ユーザの操作を受け付けるトリガスイッチを備え、
    　前記制御部は、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知する前には、前記モータの回転数を所定の上限値以下に制限し、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数が前記トリガスイッチへの操作量に応じて前記上限値を超え得る状態にする、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載のインパクト工具。
  5. 　前記制御部は、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数を増加させる、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載のインパクト工具。
  6. 　前記制御部は、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数を予め決められた回転数にする、
    　請求項５に記載のインパクト工具。
  7. 　前記制御部は、互いに切替え可能な動作モードとして、前記打撃検知部が前記打撃動作を検知する前には前記モータの回転数の増加の前記制限を設ける第１のモードと、前記制限を解除した状態を維持する第２のモードと、を有する、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載のインパクト工具。
  8. 　モータと、
    　前記モータをベクトル制御する制御部と、
    　先端工具と連結される出力軸と、
    　前記出力軸に加えられるトルクの大きさに応じて前記出力軸に打撃力を加える打撃動作を行うインパクト機構を有し、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する伝達機構と、を備えるインパクト工具を制御する制御方法であって、
    　前記モータに供給される励磁電流及びトルク電流のうち少なくとも一方に基づいて前記打撃動作の有無を検知する打撃検知処理と、
    　前記打撃検知処理により前記打撃動作を検知する前には、前記モータの回転数の増加の制限を設ける第１の制御と、
    　前記打撃検知処理により前記打撃動作を検知すると、前記モータの回転数の増加の前記制限を解除する第２の制御と、を備える、
    　インパクト工具の制御方法。
  9. 　請求項８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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