WO2021241111A1

WO2021241111A1 - 締め付け工具

Info

Publication number: WO2021241111A1
Application number: PCT/JP2021/016740
Authority: WO
Inventors: 智雅西河; 陽祐吉▲崎▼; 真之武久
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: DE112021003035T5; JPWO2021241111A1; JP7400966B2

Abstract

ボルトやナットなどの締結具を用いて複数の部材の締め付け作業を行う際に、部材間に隙間がある場合でも精度良く締め付けができる締め付け工具を提供する。モータに接続される伝達機構と、伝達機構に接続された先端工具を有し、互いに離れた複数の部材を締結具により締め付ける工具において、モータの回転を制御する制御部は、第１制御モード（ステップ１０２）か、又は第１制御モードとは異なる第２制御モード（ステップ１０７）で制御するよう構成する。制御部は伝達機構から先端工具に伝達されるトルクが繰り返し断続する打撃動作を実行している際に、締結具によって複数の部材が離間した状態から互いに密着する状態に移行したと判断した場合（ステップ１０５、１０６）、モータの制御を第１の制御モードから第２の制御モードに切り替える。この密着状態はピーク電流値の移動平均を用いて判定する。

Description

締め付け工具

本発明は、ネジなどの締結具を締め付けるための締め付け工具に関するものである。

締め付け工具は、モータと、モータに接続された伝達機構と、伝達機構に接続された先端工具を備えている。作業者は、先端工具をネジなどの締結具に接続し、モータの回転力を伝達機構を介して先端工具に伝達させることにより、締結具を締め付ける締め付け作業を行う。

締め付け工具の伝達機構としては、モータの回転を減速する減速機構と、モータの連続的な回転を断続的なトルクに変換するインパクト機構、を用いる構成が知られている。このような締め付け工具において、モータの回転を制御する制御部を備え、締め付け作業中に所定の条件が満たされた場合に、モータの回転状態を変化させるものが知られている。例えば、特許文献１には、ボルトで硬い部材を締め付ける作業においてインパクト機構が破損するのを防止のため、インパクト機構により反復した打撃が行われているときに、モータに流れる電流が所定値を超えると、モータに流れる電流を低下させるインパクト工具が開示されている。特許文献２には、ボルトで硬い部材を締め付ける作業においてインパクト機構が破損するのを防止のため、インパクト機構により反復した打撃が行われているときに、モータに流れる電流が所定値を超えると、インパクト機構が打撃力を発生する前後の第１の所定期間に亘ってモータに流れる電流を低下させるインパクト工具が開示されている。

特許文献３には、小さなネジを締め付ける作業において正確な締め付けを可能とするため、インパクト機構による最初の打撃が行われる前にモータに印加するデューティ比を低くし、低デューティ比にて打撃を行うインパクト工具が開示されている。特許文献４には、ネジやボルトを締め付ける作業において高速かつ正確な締め付けを可能とするため、インパクト機構による複数回の打撃が継続し、モータに流れる電流が所定値を超えると、ネジ又はボルトが部材に着座したと判断して、モータに加わるデューティ比を低下させるインパクト工具が開示されている。特許文献５には、ネジで石膏ボードを締め付け作業において正確な締め付けを可能とするため、インパクト機構による打撃が行われない状態でネジが部材に着座すると、モータの回転を停止させるインパクト工具が開示されている。

特開２００９－７２８８９号公報特開２００９－７２８８８号公報特開２０１４－１２１７６５号公報国際公開第２０１４／１６２８６２号国際公開第２０１９／２０８１０５号

特許文献４のインパクト工具では、インパクト機構による複数回の打撃が継続し、モータに流れる電流が所定値を超えると、ネジ又はボルトが部材に着座したと判断して、その後のモータの回転制御を行う。しかしながら、ボルトで複数の部材を互いに締結する締め付け作業において、ボルトを締め付ける前には一方の部材と他方の部材の間に隙間がある場合がある。このような場合、ボルトを正確に締め付けるためには、ボルトを締め付ける過程で、まずボルトを複数の部材のうち一方の部材に着座させ、次に複数の部材のうち一方又は他方の部材を締め付け力によって変形させて隙間を小さくし、最後に複数の部材を互いに密着させて、密着させた状態から必要とされる締め付けを確実に行うべきである。このような作業において特許文献４に開示されたインパクト工具を用いた場合、ボルトが一方の部材に着座した時点で、モータに流れる電流が所定値を超えてしまい、モータに加わるデューティ比が低下することになる。その結果、複数の部材が互いに密着する前に締め付けトルクが低下してしまい、ボルトが十分に締め付けられなくなる虞がある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ボルトやナットなどの締結具を用いて複数の部材の締め付け作業を行う際に、締め付け対象となる部材間に隙間があるような場合であっても精度良く締め付けることを可能とした締め付け工具を提供することにある。本発明の他の目的は、ボルトやナットなどの締結具によって複数の部材の締め付け作業を行う際に、測定された電流値を用いて、着座状態による電流値増加と、締め付け途中の部材間密着状態による電流値増加を区別して、確実な締め付け作業を行うことができるようにした締め付け工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。本発明の一つの特徴によれば、モータと、モータに接続される伝達機構と、伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、モータを第１制御モード又は第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、先端工具に負荷が加わった場合に、伝達機構から先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具において、制御部は、反復打撃動作が実行されている間に、複数の部材が締結具によって互いに密着する密着状態に移行したと判断した場合に、モータの制御を第１の制御モードから第２の制御モードに切り替えるよう構成した。本発明の他の特徴によれば、モータと、モータに接続される伝達機構と、伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、モータを制御する制御部と、を有し、先端工具に負荷が加わった場合に、伝達機構から前記先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具であって、制御部は、反復打撃動作が実行されている間に、複数の部材が締結具によって互いに密着して所定の条件が満たされると、モータの回転数を低下させる、又は、密着を報知するよう構成した。また、モータに流れる電流は反復打撃動作と略同じ周期で電流のピーク値が発生し、制御部は、反復打撃動作が実行されている間にモータに流れる電流のピーク値に関連する第１切替条件が満たされた場合に、複数の部材が密着状態に移行したと判断する。

本発明の他の特徴によれば、モータと、モータに接続される伝達機構と、伝達機構に接続された先端工具であって互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、締め付け工具の伝達機構として、モータの回転を減速する減速機構と、モータの連続的な回転を断続的なトルクに変換するインパクト機構を有する締め付け工具において、減速機構の減速比をモータ５回転あたりのインパクト機構の回転数が１回転以下となるように構成した。

本発明の他の特徴によれば、モータと、モータに接続される伝達機構と、伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、モータを第１制御モードか、又は第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、先端工具に負荷が加わった場合に、伝達機構から先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具において、伝達機構として、モータの回転を減速する減速機構と、モータの連続的な回転を断続的なトルクに変換するインパクト機構を有しており、減速機構の減速比を、モータ５回転あたりのインパクト機構の回転数が１回転以下となるよう構成し、制御部は、モータに流れる電流に関連する第１切替条件が満たされたと判断した場合に、モータの制御を第１の制御モードから第２の制御モードに切り替えるよう構成した。また、制御部は、反復打撃動作が実行されている間に、モータに流れる電流のピーク値に関連する第１切替条件が満たされた場合に、モータの制御を第１の制御モードから第２の制御モードに切り替える。さらに、制御部は、第１切替条件が満たされたと判断するために、少なくとも、電流のピーク値が、上昇する傾向にあること、及び、電流のピーク値の変化率が増加したことを必要条件とする。

本発明のさらに他の特徴によれば、モータに流れる電流値を測定する電流測定部を有する締め付け工具において、制御部は電流測定部による電流の測定値を監視し、第１切替条件が満たされたと判断するために、少なくとも、(1)電流のピーク値が所定値以上になったこと、(2)電流のピーク値の移動平均値が所定値以上になったこと、(3)電流のピーク値の移動平均値の傾きが所定値以上になったこと、(4)上記(1)から(3)のいずれかが複数回生じたこと、又は、(5)上記(1)から(3)のいずれかが複数回にわたり連続して生じたこと、のうちいずれかを必要条件とするようにした。また、制御部は、電流測定部による電流の測定値（モータを流れる電流）のピーク近傍における積分値を計算し、この積分値を電流のピーク値として上記の制御をする。

本発明のさらに他の特徴によれば、締め付け工具において制御部は、上記第２制御モードとして、(a)モータの回転を停止させるか、(b)モータの回転数を低下させるか、(c)第１切替条件とは異なる第２切替条件が満たされた場合に上記(a)又は(b)を実行するか、又は、(d)報知部によって報知するように構成した。また、制御部は、第２切替条件が満たされたと判断するため、少なくとも、(e)第１切替条件が満たされた後に反復打撃動作が所定回数だけ実行されたこと、又は、(f)第１切替条件が満たされた後に反復打撃動作が所定時間だけ実行されたこと、のうちいずれかを必要条件とするよう構成した。

本発明のさらに他の特徴によれば、締め付け工具と、締め付け工具によって締結される締結具と、を有する締め付けシステムであって、締め付け工具は、モータと、モータによって回転駆動される先端工具と、モータに加わる負荷に関連する物理的情報を検知する検知部と、モータを、第１制御モードか、又は第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、制御部は、検知部から入力される物理的情報にもとづいて、機械学習を用いて締結具の締め付け状態を判定して、判定結果を生成するよう構成された判定アルゴリズムを有し、制御部は、判定アルゴリズムによる判定結果に応じて、モータの制御を、第１制御モードから第２制御モードに移行するよう構成した締め付けシステムとした。

本発明のさらに他の特徴によれば、締め付け工具によって締結される締結具の締め付け状態を判定する判定アルゴリズムを生成するよう構成された機械学習装置であって、締め付け工具のモータに加わる負荷に関連する物理的情報と、締結具の締め付け状態と、を対応付けた締め付けデータを入力するよう構成された入力部と、入力部に入力された締め付けデータに基づいて、遺伝的アルゴリズムによる機械学習を実行し、締め付け状態を判定する判定アルゴリズムを生成するよう構成された生成部と、を有するようにした。

本発明によれば、ボルトやナットなどの締結具によって複数の部材間に隙間がある締め付け対象を締め付ける場合であっても、打撃動作中に先端工具から締結具に伝達される締め付けトルクの大きさを電流のピーク値から正確に推測できるので、締め付け対象の状態によらずに正確な締め付けトルクによる締め付けを行うことができる。

本実施例のインパクト工具１の全体構造を示す縦断面図である。本実施例のインパクト工具１のモータ３の駆動制御系の回路図である。本実施例のインパクト工具１によって複数の部材を締め付ける作業状況の推移を説明するための図である。図４に示した締め付け対象へのナット６２を締め付ける際の、時間の経過とモータ３の電流のピーク値８２、及び、電流のピーク値の移動平均８３の関係を示すグラフである。モータ３の電流波形の拡大図であり、電流のピーク値８２の移動平均８３の検出方法を説明するための図である。図４に示す電流のピーク値の移動平均８３の変化量を示すグラフであり、横軸は締め付け時間であり、縦軸は電流のピーク値の移動平均値の変化量である。ナット６２の締め付け時のマイコン７１による制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、締め付け工具の一例としてボルトやナットの締め付けを行うインパクト工具１を用いて説明し、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は、本発明の実施例に係るインパクト工具１の外観を示す側面図である。インパクト工具１は、充電可能なパック式のバッテリ９０（符号は図２参照）を電源とし、モータ３を駆動源として出力軸（アンビル４０）に回転力と打撃力を与え、工具保持部４１にてピン貫通孔４２に保持されるソケットレンチ等の先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してねじ締めやボルト締め等の作業を行う。アンビル４０の前端は工具保持部４１が形成され、ここにソケット５０等の先端工具を取り付け、ねじやボルト等の締結部材を相手材に締付けたり、緩めたりする。ソケット５０は本発明の“先端工具”の一例である。工具保持部４１は回転軸線Ａ１と直交する断面形状が正方形であり、外周の４面の２つの中央には脱落防止用のピンを装着させるためのピン貫通孔４２が形成される。

インパクト工具１のハウジング２は、モータ３や後述の伝達機構を収容するための略円筒状の筒状の胴体部２ａと、胴体部２ａの略中央付近から回転軸線Ａ１と略直交方向に延在するものであって、作業者が片手で把持するためのハンドル部２ｂを有する略Ｔ字状の形状を成す。ハンドル部２ｂの端部のうち、胴体部２ａと反対側に位置する下方側端部（反胴体部側端部）には、図示しないバッテリ取付部が形成され、図示しないバッテリが装着される。ハンドル部２ｂ内の上部にはトリガレバー７ａが前方側に突出するように配設され、トリガレバー７ａの後方側にはモータ３の回転のオン又はオフを切り替えるトリガスイッチ７が設けられる。トリガスイッチ７の上方には、モータ３の回転方向を正方向又は逆方向に切り換えるための正逆切替レバー８が設けられる。

モータ３は筒状の胴体部２ａの後方側に収容される。モータ３はブラシ（整流用刷子）の無いＤＣ（直流）モータであり、４極６スロットのブラシレスＤＣモータである。モータ３は永久磁石を備えたロータ（回転子）３ａと、３相巻線等の複数相の電機子巻線（固定子巻線）を備えたステータ（固定子）３ｂを含む。ロータ３ａは、永久磁石によって形成される磁路を形成する。ステータ３ｂは、円環状の薄い鉄板の積層構造で製造され、内周側には６つのティース（図示せず）が形成され、各ティースにはエナメル線が巻かれてコイルが形成される。本実施例では、コイルをＵ、Ｖ、Ｗ相の３相を有するスター結線としている。モータ３は、ロータ３ａの永久磁石の磁力を検出してロータ位置を検出する複数のホールＩＣより構成された位置検出素子１３の出力を用いて、バッテリ等から供給される直流電圧を複数の半導体スイッチング素子１４（によってスイッチングされることにより動作する。

モータ３の回転軸４は筒状の胴体部２ａの回転軸線Ａ１と同心に配置され、前側及び後側において２つの軸受１６ａ、１６ｂによってハウジング２に軸支される。ステータ３ｂの後方側には、３つの位置検出素子１３や６つの半導体スイッチング素子１４等を搭載するための略円環状のインバータ回路基板１２が配置される。インバータ回路基板１２はモータ３の外径とほぼ同径の略円環状の両面基板である。半導体スイッチング素子１４は６つ設けられてインバータ回路８０（図２で後述）を形成し、各相の固定子巻線への通電を切換える。半導体スイッチング素子１４として図２でＱ１～Ｑ６にて示すＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）等が用いられる。インバータ回路はマイクロコンピュータ（図２で後述するマイコン７１）により制御され、位置検出素子１３によるロータ３ａの位置検出結果に基づいて各相の電機子巻線の通電タイミングを設定するので、高度な回転制御が容易となる。

ロータ３ａと軸受１６ａの間には、冷却ファン１５が回転軸４と同軸に取り付けられる。冷却ファン１５は、例えばプラスチックのモールドにより一体成形されるものであり、胴体部２ａの後端側付近に形成される図示しない空気取入口から空気を吸引する。吸引された空気はインバータ回路基板１２の搭載素子を冷却した後、ロータ３ａとステータ３ｂの間を通過するように、及び、ステータ３ｂの外周側を前方側に流れることによりモータ３を冷却する。冷却ファン１５に到達した空気は、冷却ファン１５の回転により径方向外側に排出され、冷却ファン１５の左右側面に形成された空気排出用のスリット（図示せず）から外部に排出される。

ハウジング２の前方側にはカップ状に形成されたハンマケース５が設けられる。ハンマケース５は、内部に減速機構２０とインパクト機構２５を収容するものであって、ハウジング２の胴体部２ａの前方側に設けられる。ハンマケース５は金属の一体品にて製造され、カップ状の底部にあたる前方部分にはアンビル４０を貫通させるための貫通穴５ａが形成される。ハンマケース５の外側であって、アンビル４０の先端部分に図示しない先端工具を装着又は取り外しできるための工具保持部４１となる。ハンマケース５の前方端付近の下側には、ＬＥＤを用いた照明装置９が設けられる。

ハウジング２の胴体部２ａから略直角に一体に延びるハンドル部２ｂ内の上部にはトリガレバー７ａが前方側に突出するように配設され、使用者はハンドル部２ｂを片手で把持し、人差し指等によってトリガレバー７ａを後方に引くことによって、トリガ押込量（操作量）を調整し、モータ３の回転数を制御できる。モータ３の回転方向は、正逆切替レバー８を操作することによって締め付け方向又は緩め方向に切り替えることができる。

ハウジング２の胴体部２ａは、ハンドル部２ｂと共に合成樹脂材料の一体成形により製造され、モータ３の回転軸４を通る鉛直面で左右に２分割可能に形成される。組立の際にはハウジング２の左側部材と右側部材を準備し、予め、図１の断面図で示すような一方のハウジング２（例えば左側のハウジング）に、減速機構２０、インパクト機構２５を組み込んだハンマケース５とモータ３等の組込みを行い、しかる後、他方のハウジング２（例えば右側のハウジング）を重ねて、複数のネジで締め付ける。

インパクト機構２５は遊星歯車による減速機構２０の出力側に設けられるもので、スピンドル２６とハンマ３０を備え、後端が軸受１８ｂ、前端がメタルによる軸受１８ａにより回転可能に保持される。減速機構２０は、モータ３の回転軸４の先端に固定されるサンギヤ２１と、サンギヤ２１の外周側に距離を隔てて取り囲むように設けたリングギヤ２３と、サンギヤ２１とリングギヤ２３の間の空間に配置され、これら双方のギヤに噛み合わされる複数のプラネタリーギヤ２２を含んで構成される。リングギヤ２３は、アウターギヤとも呼ばれるもので、リング状部材の内周面にギヤが形成される。リングギヤ２３はインナカバー１９を介してハウジング２によってその外周面が保持される。インナカバー１９の主な役割は、２つ設けられる軸受１８ｂと軸受１６ａを保持すると共に、モータ３の回転軸４とスピンドル２６の回転中心を同軸上に芯だしするためである。インナカバー１９によって保持される軸受１８ｂはモータ３の回転軸４を軸支するためであって、例えばボールベアリングが用いられる。インナカバー１９によって保持される軸受１８ｂは、スピンドル２６の後端を軸支するためであって、例えばボールベアリングが用いられる。

複数（ここでは３つ）のプラネタリーギヤ２２は、スピンドル２６の後端部に形成された遊星キャリア部に軸支され、プラネタリーギヤ２２が遊星キャリア部に軸支されるシャフトの回りを自転しながらサンギヤ２１の回りを公転する。リングギヤ２３自体は回転しない。モータ３の回転軸４が回転すると、それに同期してサンギヤ２１も回転する。サンギヤ２１の回転力は、所定の比率（ここでは５：１）で減速されて遊星キャリア部２６ｂに伝達されるので、スピンドル２６が回転する。

減速機構２０とインパクト機構２５が、モータ３によって先端工具を駆動するための伝達機構を構成する。トリガレバー７ａが引かれてモータ３が起動されると、正逆切替レバー８で設定された方向にモータ３が回転を始め、その回転力は減速機構２０によって減速されてスピンドル２６に伝達され、スピンドル２６が所定の速度で回転する。ここで、スピンドル２６とハンマ３０とはカム機構によって連結され、このカム機構は、スピンドル２６の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝２６ａと、ハンマ３０の内周面に形成されたハンマカム溝３９と、これらのカム溝２６ａ、２９に係合する２つのスチールボール２７によって構成される。ハンマ３０は、ハンマスプリング２８によって常に前方に付勢される。ハンマ３０とアンビル４０の対向する回転平面上の３箇所には回転軸線Ａ１方向に凸状に突出する打撃爪３６と、打撃爪３６によって打撃される被打撃爪４６が回転対称に形成される。

スピンドル２６が回転駆動されると、その回転はカム機構を介してハンマ３０に伝達され、ハンマ３０が半回転しないうちにハンマ３０の打撃爪３６がアンビル４０の被打撃爪４６に係合してアンビル４０を回転させる。回転時のハンマ３０とアンビル４０の係合反力によってスピンドル２６とハンマ３０との間に相対回転が生ずると、ハンマ３０はカム機構のスピンドルカム溝２６ａに沿ってハンマスプリング２８を圧縮しながらモータ３側へと後退を始める。そして、ハンマ３０の後退動によってハンマ３０の打撃爪３６がアンビル４０の被打撃爪４６を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ３０は、スピンドル２６の回転力に加え、ハンマスプリング２８に蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、ハンマスプリング２８の付勢力によって前方へ移動し、ハンマ３０の打撃爪３６がアンビル４０の被打撃爪４６に再び係合して一体に回転し始める。ハンマ３０およびアンビル４０が相対的に１回転すると打撃数（同時打撃）は３回（低速打撃）又は１．５回（高速打撃）となる。このように強力な回転打撃力がアンビル４０に加えられるため、アンビル４０の先端に固定される図示しない先端工具に回転打撃力が伝達される。

以後、同様の動作が繰り返されて先端工具に回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、例えば、ボルト６１やナット６２等の締結具が締め付けられる。減速機構２０とインパクト機構２５によって構成される伝達機構は、本発明の“伝達機構”の一例である。伝達機構によって先端工具に伝達される回転方向の打撃力は、本発明の“回転打撃力”の一例である。伝達機構によって回転打撃力を先端工具に繰り返し伝達する動作は、本発明の“反復打撃動作”の一例である。

図２は本実施例のインパクト工具１の概略ブロック図である。本実施例では電源として二次電池で構成されたバッテリ９０を用いる。ブラシレスＤＣモータを制御するために演算部７０はマイコン７１を含み、複数の半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６により構成されるインバータ回路８０を駆動する。モータ３は、いわゆるインナーロータ型で、一対のＮ極およびＳ極を含むマグネット（永久磁石）を埋め込んで構成されたロータ３ａに対向するように、６０°毎に配置された３つの位置検出素子１３が設けられる。ステータ３ｂにはスター結線された３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗが含まれる。演算部７０は、本発明の“制御部”の一例である。

インバータ回路８０は、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６により構成される。インバータ回路８０とバッテリ９０の間には、電流の立ち上がり時の変動を抑えるためのコンデンサ７７が、バッテリ９０と並列に設けられる。マイコン７１は、制御信号出力回路７２を介してスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の駆動制御をする。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ゲートは、制御信号出力回路７２に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、制御信号出力回路７２から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路８０に印加されるバッテリ９０の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。

６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側のスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、マイコン７１によって、トリガスイッチ７のトリガレバー７ａの操作量（ストローク）の検出信号に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御する。

演算部７０は、マイコン７１を含んで構成され、電流検出回路７５、スイッチ操作検出回路７６、回転位置検出回路７３、回転数検出回路７４が接続される。演算部７０の中核をなすマイコン７１は、図示されていないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するためのＣＰＵと、後述するフローチャートに相当するプログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭと、データを一時記憶するためのＲＡＭと、タイマ等を内蔵して構成される。電流検出回路７５はシャント抵抗７８の両端電圧を測定することによりモータ３に流れる電流を検出するものであって、検出出力はマイコン７１に入力される。尚、本実施例ではシャント抵抗７８をバッテリ９０とインバータ回路８０の間に設けて半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流値（＝モータ３の電流）を検出する方式であるが、シャント抵抗７８をインバータ回路８０とモータ３の間に設けてモータ３に流れる電流値を直接測定するようにしても良い。

スイッチ操作検出回路７６はトリガレバー７ａが引かれているかどうかを検出するもので、少しでも引かれていればオン信号をマイコン７１に出力する。回転位置検出回路７３は、３つの位置検出素子１３の出力信号に基づいてロータ３ａとステータ３ｂの電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗとの関係位置を検出するための回路である。回転数検出回路７４は、単位時間内にカウントされる回転位置検出回路７３からの検出信号の数に基づいてモータの回転数を検出する回路である。制御信号出力回路７２は、マイコン７１からの出力に基づいてスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６にＰＷＭ信号Ｈ１～Ｈ６を供給する。ＰＷＭ信号のパルス幅の制御によって各電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する電力を調整する。

図３は本実施例のインパクト工具１によって複数の部材を締め付ける作業状況の推移を説明するための図である。ここではインパクト工具１を用いて、ボルト６１とナット６２により２つの鉄骨の鉄板部６５、６６を締め付ける作業の手順を示している。ボルト６１は、外径が正六角柱の頭部６１ａと、頭部６１ａの底面から下方に延在する軸部６１ｂにより形成され、軸部６１ｂの軸線方向全体に雄ねじ６１ｃが形成されたものである。ナット６２は、正六角柱の中央に貫通孔が形成されたものであり、貫通孔の内面に雌ねじが形成される。２つの鉄骨の鉄板部６５、６６は本発明の“複数の部材”の一例であり、ボルト６１とナット６２は本発明の“締結具”の一例である。

ボルト６１とナット６２によって締め付ける対象物は、別々鉄骨の一部であってボルト６１を貫通させるための貫通孔を有する鉄板部６５、６６である。ここでは厚さの異なる鉄の鉄板部６５、６６を締め付けるもので、ボルト６１の頭部６１ａと鉄板部６５の間にはワッシャ６３が介在され、ナット６２と鉄板部６６の間にはワッシャ６４が介在される。ここでは、インパクト工具１を用いて下側のナット６２側を回転させる例で説明する。

図３（Ａ）の状態は、ボルト６１の軸部６１ｂを鉄板部６５、６６の貫通孔の上から下方向に貫通させて、その先端にナット６２を螺合させたものである。ボルト６１の頭部６１ａが回転しないように保持した状態で、インパクト工具１によりナット６２を締め付けると、ナット６２の上部がワッシャ６４に当接した状態となる。この状態は、締め付け対象（ナット６２）が、ワッシャ６４を介して締め付け対象（鉄板部６５）に達した状態であり、この状態を“着座状態”と呼ぶ。この際の鉄板部６５、６６は密着しておらず、例えば、その間隔はＣ_１である。

図３（Ａ）の状態からさらにナット６２を締め付けると、ナット６２が上方に移動し、ワッシャ６４と鉄板部６６を白矢印（図３（Ｂ））に示す方向、即ち上方に移動させる。図３（Ｂ）の状態は、この締め付けの途中であり。鉄板部６５、６６が接近してその間隔がＣ_１からＣ_２に減少している（Ｃ_１＞Ｃ_２）。図３（Ｂ）の状態からさらにナット６２を締め付けると、ワッシャ６４と鉄板部６６が上方にさらに移動して、図３（Ｃ）に示すように鉄板部６５、６６が接する状態となる。この状態は、ボルト６１の頭部６１ａ、ワッシャ６３、鉄板部６５、６６、ワッシャ６４、ナット６２が接した状況になり、実質的な隙間Ｃが無くなった状態（Ｃ＝０）である。本明細書ではこの状態を“密着状態”と呼び、本実施例で説明する方法にて検出される状態である。鉄板部６５、６６のような複数の部材が、ボルト６１及びナット６２のような締結具によって締め付けられ互いに隙間なく接した状態は、本発明の“密着状態”の一例である。

ここで、インパクト工具１の演算部７０に含まれるマイコン７１は、“密着状態”に至った状態から規定されたトルク量の締め付けを実行する。例えば、個人住宅用の鉄骨の組み立て作業においては、規定トルク１００Ｎ・ｍ程度で締め付けを行うが、その締め付け量となるために、図３（Ｃ）の密着状態から、図３（Ｄ）で示す状態を経由して図３（Ｅ）で示す規定締め付け完了状態まで、所定の締め付けＦ（後述する図４を参照）を行う。締め付けＦをどのように設定するかは、締め付け工具を製造するメーカによって予め設定されるものである。

図４は、図３に示した締め付け対象へのナット６２を締め付ける際の、時間の経過とモータ３の電流のピーク値８２、及び、電流のピーク値８２の移動平均８３の関係を示すグラフである。図３に示したようにインパクト工具１を用いて鉄骨等の締め付け対象に対するナット６２の締め付けを行う作業中には、演算部７０のマイコン７１は電流検出回路７５の出力を用いてリアルタイムに電流値を監視する。その監視対象の波形が８２である。ここでは、電流検出回路７５の出力（図５で後述する電流波形８１）をそのままプロットしたものではなくて、検出された電流のピーク値８２をプロットし、プロット点を直線で接続するようにした。ここで、図５を用いて電流のピーク値８２の検出方法を説明する。

図５はモータ３の電流波形８１の一部の拡大図であり、図２に示した電流検出回路７５からマイコン７１に入力される信号の波形図である。ここでは、一例としてナット６２が着座することにより打撃が開始された状態（トリガレバー７ａを引いてから時刻ｔ＝０．３５０秒付近）からｔ＝０．３９０秒付近までの波形を示している。本実施例のインパクト工具１では、インナーロータ形のブラシレスＤＣモータを駆動源として、図２にて説明したようにインバータ回路８０を用いてモータ３を駆動する。この際、モータ３への供給電圧をアナログ的に可変にするのではなく、ＰＷＭ（PulseWidthModulation）制御を行う。ＰＷＭ制御とは、周期は一定で、入力信号（直流電圧）の大きさに応じて、パルス幅のデューティ・サイクル（パルス幅のＨとＬの比）を変えて、モータ３を制御するものである。

図５のような電流波形８１において、電流波形８１が約０．０２秒の周期で波打つように上下することが理解できる。本実施例のインパクト工具１において、インパクト機構２５による反復打撃動作は、約０．０２秒の周期で繰り返されるよう構成されている。図５にあらわれた周期約０．０２秒の電流波形８１の変動は、同じ周期約０．０２秒の反復打撃動作に起因して生じたものである。図５の例では、矢印８１ａ、８１ｂ、８１ｃに示す電流値が、反復打撃動作に起因して変動する電流波形８１の電流のピーク値となる。従って、マイコン７１は矢印８１ａ、８１ｂ、８１ｃに示す電流値を、反復打撃動作に起因する電流のピーク値８２として取り出して、密着状態の判定処理に利用する。

図４における電流のピーク値８２の波形は、図５において矢印８１ａ、８１ｂ、８１ｃに示す電流値を多数プロットしてプロット間を線で接続したものである。尚、図５において矢印８１ａ、８１ｂ、８１ｃ以外の尖塔状の電流値は、反復打撃動作に起因して発生したものではなく、密着状態を判定するための値としては利用されない。しかしながら、反復打撃動作に起因して発生した電流のピーク値の関数によって導き出される値を、密着状態を判定するための値として用いることは考えられる。例えば、そのような電流のピーク値の関数として、電流のピーク値の近傍における電流の積分値（例えば、１ｍｓの積分）を用いたり、隣接する複数の電流のピーク値の平均値を用いることが考えられる。インパクト機構２５の反復打撃動作に起因して発生した電流のピーク８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８２の大きさは、本発明の“電流のピーク値”の一例である。

再び図４に戻る。電流のピーク値８２は、インパクト工具１による締め付けを行うにつれて矢印（Ａ）～（Ｅ）に示すように徐々に上昇する。電流のピーク値８２の移動平均８３は、直近の複数の電流のピーク値８２の移動平均を計算してプロットしたものである。移動平均を計算するためのサンプル数は、例えば３～５程度で良い。電流のピーク値８２の移動平均８３を取得すると、モータ３に流れる電流の変化傾向を、正確に判定することが可能となる。例えば、着座した後であって、密接状態に至る途中（材料を引き込む）状態である矢印（Ａ）においては、それまでほぼリニアに上昇していた移動平均８３の傾き値が大きくなっている。この矢印（Ａ）の状態が、“着座状態”の後の締め付けられるナット６２の回転が阻害される状態であり、モータ３に流れる電流値が急上昇する。この状態から、さらにナット６２を回転させると、ボルト６１とナット６２の締め付けによって図３で示した鉄板部６５、６６が接近する方向に移動する。この移動過程の移動平均８３が矢印（Ｂ）の状態である。この後、移動平均８３が所定の閾値、ここでは閾値電流Ｉ_Ｓ＝１６．５Ａを越えたら密着したと判定する。

矢印（Ｃ）及び矢印（４）で示す移動平均８３は、直近の（１）～（３）の３つの電流のピーク値８２の移動平均である。このようにして本発明では、締め付け対象の密着状態の判定として、モータに流れる電流のピーク値（電流のピーク値８２）の閾値電流Ｉ_Ｓを用い、電流のピーク値そのもの、又は、電流のピーク値の関数（移動平均８３）が閾値Ｉ_Ｓを越えた場合に、複数の締め付け対象部材（鉄板部６５、６６）が密着状態になったと判断する。電流のピーク値そのものが閾値Ｉｓを超えること、または電流のピーク値の関数が閾値Ｉｓを超えることは、いずれも、複数の部材が密着状態に移行したと判断して第１制御モードから第２制御モードに切り替えるための“第１切替条件”の一例である。このような第１切替条件が満たされたと判断するための必要条件として、上記のような例の他に、電流のピーク値が上昇する傾向にあること、及び、電流のピーク値の変化率が増加したことを必要条件とすることが考えられる。矢印（４）に示す位置にで、密着状態に移行したと判断されたら、マイコン７１はモータ３の制御を変更して、規定の締め付け完了動作を行う。この密着状態に移行した時点を検出する方法を図６を用いて説明する。

図６は、図４に示す電流のピーク値８２の移動平均８３の変化量８４を示すグラフであり、計算された移動平均８３の変化量、即ち、計算された移動平均８３（図４参照）とその直前に計算された移動平均８３との差をプロットしたものである。横軸は締め付け時間であり、縦軸は電流のピーク値８２の移動平均値の変化量である。ここで、＋０．２とは直前に計算された移動平均８３から移動平均が０．２（Ａ）増えたことを示し、－０．２とは直前に計算された移動平均８３から移動平均が０．２（Ａ）減ったことを示している。本実施例では、増加判断閾値Ｉ_１を０．２Ａと設定して、変化量８４が増加判断閾値Ｉ_１を３回連続して増加した矢印（４）の時点を“密着状態”と判定する。尚、移動平均８３の変化量が密着状態の前後において大きく現れる点を“密着状態”と判定するだけでなく、移動平均８３の傾きを監視することによって“密着”状態を判定しても良い。

モータ３、スピンドル２６、ハンマ３０による回転系の慣性モーメントは、本実施例では従来よりも下げるように構成される。モータ３の慣性モーメントは、減速機構２０の減速ギヤ比の二乗で影響する。つまり、ギヤ比を下げると慣性モーメントが下がる。インパクト機構２５で打撃が行われて、ハンマ３０が回転軸線Ａ１方向に後退しているときに、基本的にはモータ３のトルクと回転系の慣性モーメントの大きさが影響するが、慣性モーメントが大きいと回転数の落ちこみが少ないので、モータ３の電流値の変化が大きくならない。つまり、ハンマ３０の後退時に電流値が上がらないから、密着して締め付けしにくくなった状態（密着状態）のフィードバックが電流値の検出結果に影響しにくいことになる。一方、減速機構２０のギヤ比が低いと相対的に回転系の慣性モーメントが下がるので、ハンマ３０が後退したときに、ロータ３ａの回転速度が大きく低下する。そうするとモータ３へ流れる電流値が高くなるので、着座や密着したという特徴事象を検出しやすくなる。その理由により、本実施例では減速機構２０のギヤ比を従来よりも下げるようにした。従来は８．２８６というギヤ比で減速しているが、本実施例では５．０程度又はそれ以下にするようにした。このように減速比を小さくすると、遺伝的アルゴリズムを用いて機械学習させやすくなる。

モータ３としてブラシ付き直流モータでなく、インナーロータタイプのブラシレスＤＣモータを用いると好適である。インナーロータタイプのブラシレスＤＣモータは、ロータの慣性モーメントが小さいので、締め付け対象の密着状態時に電流値の変化が起きやすく、本実施例のようなピーク電流を用いた密着状態の検知精度が高くなる。

次に図７を用いてナット６２の締め付け時の演算部７０のマイコン７１の制御手順を説明する。図７で示す制御手順は、マイコン（マイクロプロセッサ）７１を有する演算部７０においてコンピュータプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現できる。まず、マイコン７１は作業者によってトリガレバー７ａが引かれてトリガスイッチ７がＯＮになったか否かを検出し、引かれたらステップ１０２に進む（ステップ１０１）。トリガスイッチ７がＯＮになっていない場合、マイコン７１はＯＮになるまで待機する。

ステップ１０１にて、マイコン７１はトリガレバー７ａが少しでも引かれてトリガスイッチ７がＯＮになった場合は、トリガレバー７ａの引き量に応じたモータ３の回転駆動を行う。この回転駆動は、後述するステップ１０７の回転駆動と区別するために“第１制御モード”と呼ぶ。“第１制御モード”において、演算部７０は、トリガスイッチ７がＯＮになっている間、所定の条件が満たされるまでモータ３を、例えば定速度制御によって連続して回転させる。第１制御モードでモータ３が駆動されている間に、モータ３は、図４で説明した方法によりＰＷＭ制御の一周期内におけるピーク電流（１）、（２）、（３）を検出し、それらの電流値をマイコン７１の一時記憶メモリに格納する（ステップ１０３、１０４）。次に、マイコン７１は、一時記憶メモリに格納された直近３つのピーク電圧値を用いて、ピーク電流の移動平均８３を計算し（ステップ１０５）、移動平均８３が図４で示した閾値電流Ｉ_Ｓを越えたか否かを判定する（ステップ１０６）。ステップ１０６で、移動平均８３が閾値電流Ｉ_Ｓ以下の場合はステップ１０２に戻り、閾値電流Ｉ_Ｓを越えた場合は、マイコン７１はモータ３の駆動モードを“第２制御モード”に切り替えてモータ３の駆動を行う（ステップ１０７）。ここでマイコン７１は、移動平均８３が図４で示した閾値電流Ｉ_Ｓを越えたことを「第１切替条件が満たされた」と判断する例を示しているが、第１切替条件が満たされたと判断する他の条件としては、(1)前記電流のピーク値が所定値以上になったこと、(2)前記電流のピーク値の移動平均値が所定値以上になったこと、(3)前記電流のピーク値の移動平均値の傾きが所定値以上になったこと、(4)前記(1)から(3)のいずれかが複数回生じたこと、(5)前記(1)から(3)のいずれかが複数回にわたり連続して生じたこと、のうちいずれかを必要条件とするよう構成すれば良い。トリガスイッチ７がＯＮになっている間、所定の条件が満たされるまでモータ３を連続して回転させる制御は、本発明の“第１制御モード”の一例である。

ステップ１０７における“第２制御モード”は、図３（Ｃ）の密着状態に達してから（Ｅ）に至るまでの締め付け制御であり、締め付け対象を規定のトルク値にて精度良く締め付けを行うための回転制御である。この図３（Ｃ）から（Ｅ）に至る回転制御をどのように行うかは、種々設定できる。例えば、インパクト工具１によって締結される締結具の締め付け状態を判定する判定アルゴリズムを生成するよう構成された図示しない機械学習装置を用いて密着条件を学習させ、機械学習装置によって生成されたアルゴリズムをマイコン７１にて実行させると良い。図示しない機械学習装置は、インパクト工具１のモータ３に加わる負荷に関連する物理的情報と、締結具の締め付け状態と、を対応付けた締め付けデータを入力するよう構成された入力部と、入力部にて入力された締め付けデータに基づいて、遺伝的アルゴリズムによる機械学習を実行し、締め付け状態を判定する前記判定アルゴリズムを生成するよう構成された生成部を有する。所定の条件が満たされてから締め付けを完了するまでの制御は、本発明の“第２制御モード”の一例である。

締め付けデータを機械学習装置にインプットするための入力値として、モータ３の電流、回転数、バッテリ９０の電圧とし、遺伝的アルゴリズムを用いた機械学習を行うことによって、締め付け対象ごとの最適な“第２制御モード”での詳細制御を導くことができる。この“第２制御モード”での詳細制御は、インパクト工具１を開発するメーカが、開発時に機械学習装置を用いて導いて、その結果を導くソフトウェアやパラメータをインパクト工具１の演算部７０に予め格納しておけば良い。

ステップ１０７における“第２制御モード”では、第１切替条件とは異なる第２切替条件が満たされるまでモータ３の駆動を行い、第２切替条件が満たされた場合にモータ３の回転を停止させるようにした（ステップ１０９）。このようにして、“第１制御モード”とは違う“第２制御モード”による制御を行うことで、密着後のモータ３の回転制御を行うが、マイコン７１は、第２切替条件が満たされたと判断するために、少なくとも、第１切替条件が満たされた後に反復打撃動作が所定回数だけ実行されたこと、又は、第１切替条件が満たされた後に反復打撃動作が所定時間だけ実行されたこと、のうちいずれかを必要条件とする。また、ステップ１０９で示したように、(a)モータ３の回転を停止させることだけに限られずに、(b)モータ３の回転数を低下させるか、又は、(c)第１切替条件とは異なる第２切替条件が満たされた場合に、前記(a)又は(b)を実行するか、又は、(d)音や光を発する報知部によって作業者に締め付けの完了を報知するように構成しても良い。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

１…インパクト工具、２…ハウジング、２ａ…胴体部、２ｂ…ハンドル部、３…モータ、３ａ…ロータ、３ｂ…ステータ、４…回転軸、５…ハンマケース、５ａ…貫通穴、７…トリガスイッチ、７ａ…トリガレバー、８…正逆切替レバー、９…照明装置、１２…インバータ回路基板、１３…位置検出素子、１４…半導体スイッチング素子、１５…冷却ファン、１６ａ，１６ｂ…軸受、１８ａ，１８ｂ…軸受、１９…インナカバー、２０…減速機構、２１…サンギヤ、２２…プラネタリーギヤ、２３…リングギヤ、２５…インパクト機構（打撃機構）、２６…スピンドル、２６ａ…スピンドルカム溝、２６ｂ…遊星キャリア部、２７…スチールボール、２８…ハンマスプリング、３０…ハンマ、３６…打撃爪、３９…ハンマカム溝、４０…アンビル、４１…工具保持部、４２…ピン貫通孔、４６…被打撃爪、５０…ソケット、６１…ボルト、６１ａ…（ボルトの）頭部、６１ｂ…（ボルトの）軸部、６２…ナット、６３，６４…ワッシャ、６５，６６…鉄板部、７０…演算部、７１…マイコン、７２…制御信号出力回路、７３…回転位置検出回路、７４…回転数検出回路、７５…電流検出回路、７６…スイッチ操作検出回路、７７…コンデンサ、７８…シャント抵抗、８０…インバータ回路、８１…電流波形、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ…ピーク電流値、８２…電流のピーク値、８３…（電流のピーク値の）移動平均、８４…移動平均８３の変化量、９０…バッテリ、Ａ１…（モータの）回転軸線、Ｉ_Ｓ…閾値電流、Ｉ_１…（電流の）増加判断閾値、Ｑ１～Ｑ６…半導体スイッチング素子

Claims

モータと、
前記モータに接続される伝達機構と、
前記伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、
前記モータを、第１制御モードか、又は前記第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、
前記先端工具に負荷が加わった場合に、前記伝達機構から前記先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具であって、
前記制御部は、前記反復打撃動作が実行されている間に、前記複数の部材が前記締結具によって互いに密着する密着状態に移行したと判断した場合、前記モータの制御を前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り替えるよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
モータと、
前記モータに接続される伝達機構と、
前記伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、
前記モータを制御する制御部と、を有し、
前記先端工具に負荷が加わった場合に、前記伝達機構から前記先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具であって、
前記制御部は、前記反復打撃動作が実行されている間に、前記複数の部材が前記締結具によって互いに密着して所定の条件が満たされると、前記モータの回転数を低下させる、又は、前記密着を報知するよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項１又は２に記載の締め付け工具であって、
前記モータに流れる電流は、前記反復打撃動作と略同じ周期で電流のピーク値が発生し、
前記制御部は、前記反復打撃動作が実行されている間に、前記モータに流れる電流のピーク値に関連する第１切替条件が満たされた場合に、前記複数の部材が前記密着状態に移行したと判断することを特徴とする締め付け工具。
モータと、
前記モータに接続される伝達機構と、
前記伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、
前記モータを、第１制御モードか、又は前記第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、
前記先端工具に負荷が加わった場合に、前記伝達機構から前記先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具であって、
前記制御部は、前記反復打撃動作が実行されている間に、前記モータに流れる電流のピーク値に関連する第１切替条件が満たされた場合に、前記モータの制御を前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り替えるよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項１から４のいずれか一項に記載の締め付け工具であって、
前記伝達機構として、
前記モータの回転を減速する減速機構と、
前記モータの連続的な回転を回転打撃力に変換するインパクト機構と、を有しており、
前記減速機構の減速比を、前記モータ５回転あたりの前記インパクト機構の回転数が１回転以下となるよう構成した、ことを特徴とする締め付け工具。
モータと、
前記モータに接続される伝達機構と、
前記伝達機構に接続された先端工具であって、互いに離れた複数の部材を締め付けるための締結具に接続できるよう構成された先端工具と、
前記モータを、第１制御モードか、又は前記第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、
前記先端工具に負荷が加わった場合に、前記伝達機構から前記先端工具に回転打撃力を繰り返し伝達する反復打撃動作を実行するよう構成された締め付け工具であって、
前記伝達機構として、
前記モータの回転を減速する減速機構と、
前記モータの連続的な回転を断続的なトルクに変換するインパクト機構と、を有しており、
前記減速機構の減速比を、前記モータ５回転あたりの前記インパクト機構の回転数が１回転以下となるよう構成し、
前記制御部は、前記モータに流れる電流に関連する第１切替条件が満たされたと判断した場合に、前記モータの制御を前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り替えるよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項６に記載の締め付け工具であって、
前記制御部は、前記反復打撃動作が実行されている間に、前記モータに流れる電流のピーク値に関連する第１切替条件が満たされた場合に、前記モータの制御を前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り替えるよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項３から７のいずれか一項に記載の締め付け工具であって、
前記制御部は、前記第１切替条件が満たされたと判断するために、少なくとも、前記電流のピーク値が上昇する傾向にあること、及び前記電流のピーク値の変化率が増加したこと、を必要条件とするよう構成されたことを特徴とする締め付け工具。
請求項３から７のいずれか一項に記載の締め付け工具であって、
前記制御部は、前記第１切替条件が満たされたと判断するために、少なくとも、(1)前記電流のピーク値が所定値以上になったこと、(2)前記電流のピーク値の移動平均値が所定値以上になったこと、(3)前記電流のピーク値の移動平均値の傾きが所定値以上になったこと、(4)前記(1)から(3)のいずれかが複数回生じたこと、又は(5)前記(1)から(3)のいずれかが複数回にわたり連続して生じたこと、のうちいずれかを必要条件とするよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項３から９のいずれか一項に記載の締め付け工具であって、
前記制御部は、前記モータを流れる電流のピーク近傍における積分値を、前記電流のピーク値として算出するよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項１から１０のいずれか一項に記載の締め付け工具であって、
前記制御部は、前記第２制御モードとして、
(a)前記モータの回転を停止させるか、
(b)前記モータの回転数を低下させるか、
(c)前記第１切替条件とは異なる第２切替条件が満たされた場合に、前記(a)又は(b)を実行するか、又は
(d)報知部によって報知する、ように構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
請求項１１に記載の締め付け工具であって、
前記制御部は、前記第２切替条件が満たされたと判断するために、少なくとも、
(e)前記第１切替条件が満たされた後に、前記反復打撃動作が所定回数だけ実行されたこと、又は、
(f)前記第１切替条件が満たされた後に、前記反復打撃動作が所定時間だけ実行されたこと、
のうちいずれかを必要条件とするよう構成された、ことを特徴とする締め付け工具。
締め付け工具と、前記締め付け工具によって締結される締結具と、を有する締め付けシステムであって、
前記締め付け工具は、
モータと、
前記モータによって回転駆動される先端工具と、
前記モータに加わる負荷に関連する物理的情報を検知する検知部と、
前記モータを、第１制御モードか、又は前記第１制御モードとは異なる第２制御モードで制御するよう構成された制御部と、を有し、
前記制御部は、前記検知部から入力される前記物理的情報にもとづいて、機械学習を用いて前記締結具の締め付け状態を判定して、判定結果を生成するよう構成された判定アルゴリズムを有し、
前記制御部は、前記判定アルゴリズムによる前記判定結果に応じて、前記モータの制御を、前記第１制御モードから前記第２制御モードに移行するよう構成した、ことを特徴とする締め付けシステム。
締め付け工具によって締結される締結具の締め付け状態を判定する判定アルゴリズムを生成するよう構成された機械学習装置であって、
前記締め付け工具のモータに加わる負荷に関連する物理的情報と、前記締結具の締め付け状態と、を対応付けた締め付けデータを入力するよう構成された入力部と、
前記入力部に入力された前記締め付けデータに基づいて、遺伝的アルゴリズムによる機械学習を実行し、前記締め付け状態を判定する前記判定アルゴリズムを生成するよう構成された生成部と、
を有することを特徴とする機械学習装置。