(57)【要約】【課題】  トルクセンサを使用せずに止具の締付作業を確実に行うことができる電動工具の提供。【解決手段】  電子パルスドライバ１は、正転方向又は逆転方向に回転可能なモータ３と、ハンマ４２と、ハンマ４２によって打撃されるアンビル５２とを備えている。電子パルスドライバ１は、モータ３が逆転方向に回転したときのモータ３の電流が前回のモータ３逆転時のモータ３の電流より上回っている場合には、モータ３の駆動を継続させている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正転方向又は逆転方向に回転可能なモータと、
前記モータにより回転されるハンマと、
前記ハンマにより打撃されるアンビルと、を備え、
前記モータが前記逆転方向に回転したときのモータ電流が前回のモータ逆転時のモータ電流より上回っている場合には、前記モータの駆動を継続させるように構成したことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が前回のモータ逆転時の前記モータ電流を下回った場合、所定の条件を満たした場合に前記モータを停止するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が所定の電流閾値を下回った場合であることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流と前回のモータ逆転時の前記モータ電流との差が所定範囲内の場合であることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項５】
駆動力を供給する双方向に回転可能なモータと、
前記駆動力により正転方向又は逆転方向へ回転されるハンマと、
前記正転方向又は前記逆転方向へ回転した前記ハンマにより打撃されるアンビルと、
前記打撃後に、前記モータを制御するためのパラメータを検出するパラメータ検出部と、
前記パラメータ検出部によって検出された前記パラメータに基づいて、前記モータを停止させる制御部と、を備えた電動工具。
【請求項６】
前記パラメータ検出部は、前記ハンマが前記逆転方向に回転した時の前記モータの電流を前記パラメータとし、前記制御部は、前記電流に基づいて前記モータを停止させることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
【請求項７】
前記パラメータ検出部は、前記ハンマが前記逆転方向に回転した時の前記モータの回転数を前記パラメータとし、前記制御部は、前記回転数に基づいて前記モータを停止させることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
【請求項８】
前記制御部は、パラメータ閾値を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記パラメータ検出部によって検出された前記パラメータと、前記パラメータ閾値とを比較することによって前記モータを停止させることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項９】
前記モータに電力を供給する電源部と、
前記電源部の電圧を検出する電圧検出部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧検出部の検出結果に基づいて、前記パラメータ閾値を算出することを特徴とする請求項８に記載の電動工具。
【請求項１０】
前記ハンマが前記正転方向から前記逆転方向に回転するとき、前記モータから前記駆動力が伝達されない休止期間が設けられ、前記電圧検出部は前記休止期間に前記電源部の電圧を検出することを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【請求項１１】
操作量に応じて前記モータへ供給する前記電力が変化するトリガと、
前記トリガの操作量を検出するトリガ操作量検出部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記トリガ操作量検出部が前記トリガの操作量が最大であると判断した場合に、前記パラメータと前記パラメータ閾値とを比較することを特徴とする請求項８に記載の電動工具。
【請求項１２】
前記制御部が、前記締付トルクが所定トルク以下であると判断し、且つ前記トリガ操作量検出部が前記トリガが操作されていないと判断した場合、作業者に記締付トルクが所定トルク以下である旨を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の電動工具。
【請求項１３】
前記制御部は、前記ハンマが前記アンビルを打撃する毎に、前記パラメータ閾値を算出することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項１４】
正転方向又は逆転方向に回転可能なモータと、
前記モータにより回転されるハンマと、
前記前記ハンマにより打撃されるアンビルと、
前記打撃後の前記ハンマの反発度合いを検出するパラメータ検出部と、を備え、
前記パラメータ検出部によって検出された前記反発度合いに基づいて、前記モータを停止するように構成したことを特徴とする電動工具。
【請求項１５】
前記パラメータ検出部は、前記反発度合いとして、前記ハンマが前記逆転方向に回転した時のモータ電流をパラメータとし、前記制御部は、前記モータ電流に基づいて前記モータを停止させることを特徴とする請求項１４に記載の電動工具。
【請求項１６】
前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が前回のモータ逆転時のモータ電流を下回った場合、所定の条件を満たした場合に前記モータを停止するように構成したことを特徴とする請求項１５に記載の電動工具。
【請求項１７】
前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が所定の電流閾値を下回った場合であることを特徴とする請求項１６に記載の電動工具。
【請求項１８】
前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流と前回のモータ逆転時のモータ電流との差が所定範囲内の場合であることを特徴とする請求項１６に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動工具に関し、特に回転駆動力を出力する電子パルスドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動工具たる電子パルスドライバは、モータと、モータによって駆動されるハンマと、先端工具が着脱可能でありハンマによって打撃されるアンビルと、を備えている（例えば特許文献１参照）。モータは双方向に回転可能であって、モータが正回転してハンマがアンビルを打撃し、モータが逆回転してハンマとアンビルとが離間し、再びモータが正回転してハンマがアンビルを打撃する。これにより、先端工具で止具を加工部材に締結することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３１３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電子パルスドライバでは、正転時の電流が所定値を超えた時、止具が加工部材に着座したと判断してモータを停止していた。しかし、止具と先端工具とのかじりによって瞬間的に電流が所定値を超えることにより、締付作業途中で作業が停止してしまうという問題があった。締付トルクを正確に判断する手段として、新たにトルクセンサを設けることが考えられるが、製造コストが増加するため他の制御方法が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、トルクセンサを使用せずに止具の締付作業を確実に行うことができる電動工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、正転方向又は逆転方向に回転可能なモータと、前記モータにより回転されるハンマと、前記ハンマにより打撃されるアンビルと、を備え、前記モータが前記逆転方向に回転したときのモータ電流が前回のモータ逆転時のモータ電流より上回っている場合には、前記モータの駆動を継続させるように構成したことを特徴とする電動工具を提供している。
【０００７】
このような構成によると、モータが逆転方向に回転したときのモータ電流が前回のモータ逆転時のモータ電流より上回っている場合には、止具の締付が進んでいないと判断することができるため、モータを継続して駆動させることにより確実に締付作業を行うことができる。つまり、締付作業が完全に終了する前に作業が停止してしまうことを防止できる。
【０００８】
また、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が前回のモータ逆転時の前記モータ電流を下回った場合、所定の条件を満たした場合に前記モータを停止するように構成したことが好ましい。
【０００９】
このような構成によると、モータ電流が前回のモータ電流を下回った場合には、止具の締付が進んでいると判断することができる。所定条件を満たした場合にモータが停止するため、確実に締付作業を行うことができる。また、所定トルク以上で止具を締結することを防止できるため、正確なトルク管理が可能な電動工具を実現することができる。
【００１０】
また、前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が所定の電流閾値を下回った場合であることが好ましい。
【００１１】
このような構成によると、モータ電流が所定の電流閾値を下回った場合には、確実にモータを停止させることができる。これにより、確実に締付作業を行うことができる。
【００１２】
また、前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流と前回のモータ逆転時の前記モータ電流との差が所定範囲内の場合であることが好ましい。
【００１３】
このような構成によると、モータ電流と前回のモータ電流との差が所定範囲内の場合には、確実にモータを停止させることができる。これにより、確実に締付作業を行うことができる。
【００１４】
本発明の別の観点によると、駆動力を供給する双方向に回転可能なモータと、前記駆動力により正転方向又は逆転方向へ回転されるハンマと、前記正転方向又は前記逆転方向へ回転した前記ハンマにより打撃されるアンビルと、前記打撃後に、前記モータを制御するためのパラメータを検出するパラメータ検出部と、前記パラメータ検出部によって検出された前記パラメータに基づいて、前記モータを停止させる制御部と、を備えた電動工具を提供している。
【００１５】
このような構成によると、制御部がパラメータに基づいてモータを停止するため、電動工具で締結作業を行う場合に正確なトルク管理が可能となる。また、打撃後のパラメータに基づいてモータを停止するため、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、徐々に締付負荷が増加するような特殊な状況であっても、正確に締付作業を行うことができる。
【００１６】
また、前記パラメータ検出部は、前記ハンマが前記逆転方向に回転した時の前記モータの電流を前記パラメータとし、前記制御部は、前記電流に基づいて前記モータを停止させることが好ましい。
【００１７】
このような構成によると、ハンマが正転方向に回転した時の電流をパラメータとしてモータを停止させる場合と比べて、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、制御部は正確に締付作業が終了した後にモータを停止することができる。
【００１８】
また、前記パラメータ検出部は、前記ハンマが前記逆転方向に回転した時の前記モータの回転数を前記パラメータとし、前記制御部は、前記回転数に基づいて前記モータを停止させることが好ましい。
【００１９】
このような構成によると、ハンマが正転方向に回転した時のモータの回転数をパラメータとしてモータを停止させる場合と比べて、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、制御部は正確に締付作業が終了した後にモータを停止することができる。
【００２０】
また、前記制御部は、パラメータ閾値を記憶する記憶部を有し、前記制御部は、前記パラメータ検出部によって検出された前記パラメータと、前記パラメータ閾値とを比較することによって前記モータを停止させることが好ましい。
【００２１】
このような構成によると、制御部は予め記憶部に記憶されたパラメータ閾値と検出されたパラメータとを比較することによって、正確にモータを停止させることができる。
【００２２】
また、前記モータに電力を供給する電源部と、前記電源部の電圧を検出する電圧検出部と、をさらに備え、前記制御部は、前記電圧検出部の検出結果に基づいて、前記パラメータ閾値を算出することが好ましい。
【００２３】
このような構成によると、電動工具の使用によって電源部の電圧が低下した場合であっても、電源部の電圧に応じたパラメータ閾値を算出することができる。これにより、制御部は正確にモータを停止することができる。
【００２４】
また、前記ハンマが前記正転方向から前記逆転方向に回転するとき、前記モータから前記駆動力が伝達されない休止期間が設けられ、前記電圧検出部は前記休止期間に前記電源部の電圧を検出することが好ましい。
【００２５】
このような構成によると、電圧検出部は休止期間に電源部の電圧を検出するため、電圧降下の無い正確な電圧を検出できる。さらに、電圧検出部は、ノイズ等の影響を受けることなく電源部の電圧を検出できる。
【００２６】
また、操作量に応じて前記モータへ供給する前記電力が変化するトリガと、前記トリガの操作量を検出するトリガ操作量検出部と、をさらに備え、前記制御部は、前記トリガ操作量検出部が前記トリガの操作量が最大であると判断した場合に、前記パラメータと前記パラメータ閾値とを比較することが好ましい。
【００２７】
このような構成によると、トリガの操作量が最大である場合に、制御部は締付トルクを推定する。トリガの操作量が変化する場合には、これに応じて締付トルクも変化する。トリガの操作量が最大である場合に締付トルクを推定することにより、制御部は、正確に締付トルクを推定することができる。これにより、制御部は正確にモータを停止することができる。
【００２８】
また、前記制御部が、前記締付トルクが所定トルク以下であると判断し、且つ前記トリガ操作量検出部が前記トリガが操作されていないと判断した場合、作業者に記締付トルクが所定トルク以下である旨を報知する報知手段をさらに備えることが好ましい。
【００２９】
このような構成によると、作業者は報知手段の報知によって締付トルクが所定トルク以下であることを認識することができる。
【００３０】
また、前記制御部は、前記ハンマが前記アンビルを打撃する毎に、前記パラメータ閾値を算出することが好ましい。
【００３１】
このような構成によると、ハンマとアンビルとの打撃毎にパラメータ閾値を算出しているため、ハンマとアンビルとの打撃によって電源部の電圧が低下した場合であっても、制御部は正確にモータを停止することができる。
【００３２】
本発明の別の観点によると、正転方向又は逆転方向に回転可能なモータと、前記モータにより回転されるハンマと、前記前記ハンマにより打撃されるアンビルと、前記打撃後の前記ハンマの反発度合いを検出するパラメータ検出部と、を備え、前記パラメータ検出部によって検出された前記反発度合いに基づいて、前記モータを停止するように構成したことを特徴とする電動工具を提供している。
【００３３】
このような構成によると、制御部が反発度合いに基づいてモータを停止するため、電動工具で締結作業を行う場合に正確なトルク管理が可能となる。また、打撃後の反発度合いに基づいてモータを停止するため、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、徐々に締付負荷が増加するような特殊な状況であっても、正確に締付作業を行うことができる。
【００３４】
前記パラメータ検出部は、前記反発度合いとして、前記ハンマが前記逆転方向に回転した時の前記モータの電流をパラメータとし、前記制御部は、前記電流に基づいて前記モータを停止させることが好ましい。
【００３５】
このような構成によると、ハンマが正転方向に回転した時の電流をパラメータとしてモータを停止させる場合と比べて、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、制御部は正確に締付作業が終了した後にモータを停止することができる。
【００３６】
また、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が前回のモータ逆転時のモータ電流を下回った場合、所定の条件を満たした場合に前記モータを停止するように構成したことが好ましい。
【００３７】
このような構成によると、モータ電流が前回のモータ電流を下回った場合には、止具の締付が進んでいると判断することができる。所定条件を満たした場合にモータが停止するため、確実に締付作業を行うことができる。また、所定トルク以上で止具を締結することを防止できるため、正確なトルク管理が可能な電動工具を実現することができる。
【００３８】
また、前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流が所定の電流閾値を下回った場合であることが好ましい。
【００３９】
このような構成によると、モータ電流が所定の電流閾値を下回った場合には、確実にモータを停止させることができる。これにより、確実に締付作業を完了させることができる。
【００４０】
また、前記所定の条件は、前記モータが前記逆転方向に回転したときの前記モータ電流と前回のモータ逆転時のモータ電流との差が所定範囲内の場合であることが好ましい。
【００４１】
このような構成によると、モータ電流と前回のモータ電流との差が所定範囲内の場合には、確実にモータを停止させることができる。これにより、確実に締付作業を完了させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の電動工具によれば、トルクセンサを使用せずに止具の締付作業を確実に行うことができる電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る電子パルスドライバの断面図
【図２】本発明の実施形態に係る電子パルスドライバのブロック図
【図３】本発明の実施形態に係る電子パルスドライバの締付トルク、電流、電圧波形を表すグラフ
【図４】本発明の実施形態に係る電子パルスドライバの電池電圧と電流閾値との関係を表すグラフ
【図５】本発明の実施形態に係る電子パルスドライバのパルスモードでの制御を表すフローチャート
【図６】本発明の実施形態に係る電子パルスドライバのパルスモードでの制御を表すフローチャート
【図７】本発明の第２の実施形態に係る電子パルスドライバのパルスモードでの制御を表すフローチャート
【図８】本発明の第３の実施形態に係る電子パルスドライバのパルスモードでの制御を表すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の第１の実施形態に係る電動工具の一例である電子パルスドライバ１の構成について、図１から図４に基づき説明する。
【００４５】
図１に示すように、電動工具の一例である電子パルスドライバ１は、ハウジング２と、モータ３と、ハンマ部４と、アンビル部５と、制御部６とから主に構成されている。ハウジング２は樹脂製であって電子パルスドライバ１の外郭を成しており、略筒状の胴体部２１と、胴体部２１から延出されるハンドル部２２とから主に構成されている。
【００４６】
胴体部２１内には、その長手方向がモータ３の軸方向と一致するようにモータ３が配置されると共に、モータ３の軸方向一端側に向かってハンマ部４、アンビル部５が並んで配置されている。以下の説明においては、アンビル部５側を前側、モータ３側を後側、モータ３の軸方向と平行な方向を前後方向と定義する。また、胴体部２１側を上側、ハンドル部２２側を下側、胴体部２１からハンドル部２２が延びる方向を上下方向と定義する。また、前後方向及び上下方向と直交する方向を左右方向と定義する。
【００４７】
胴体部２１内の前側位置には、ハンマ部４及びアンビル部５が内蔵される金属製のハンマケース２３が配置されている。ハンマケース２３は、前方に向かうに従って徐々に径が細くなる略漏斗形状を成している。ハンマケース２３には、前端部分には開口２３ａが形成され、開口２３ａを画成する内壁にはメタル２３Ａが設けられている。メタル２３Ａは、アンビル部５を回転可能に支承している。
【００４８】
開口２３ａ近傍位置であってハンマケース２３の下方位置には、後述の先端工具装着部５１に装着された図示せぬ先端工具を照射するためのライト２Ａが配置されている。また、ライト２Ａの下方位置には、制御モードの切り替え及び締付トルク設定のためのダイヤル２Ｂが回転操作可能に配置されている。ライト２Ａ及びダイヤル２Ｂは、左右方向における胴体部２１の略中央位置にそれぞれ配置されている。また、胴体部２１には、後述のファン３２により胴体部２１内に外気を吸入・排出する図示せぬ吸気口及び排気口が形成されている。更に、胴体部２１の上部かつ後側には、いずれの制御モードが選択されているかを表示する表示部２６が配置されている。また、表示部２６には、ＬＥＤ２８が設けられている。ＬＥＤ２８は、予め設定された締付トルクに到達しないまま締付作業を終了した場合に点滅し、作業者に止具が締付トルクで締結されていない旨を警告する。ＬＥＤ２８は、本発明の報知手段に相当する。
【００４９】
ハンドル部２２は、胴体部２１の前後方向略中央位置から下側に向けて延出され胴体部２１と一体に構成されている。ハンドル部２２の内部には、スイッチ機構７が内蔵されると共に、その下端位置にモータ３等に電力を供給する電池２４が着脱可能に装着されている。ハンドル部２２の上部かつ前側位置には、トリガ２５が設けられている。トリガ２５の近傍には、モータ３の回転方向を切替える正逆切替レバー２７が設けられている（図２）。電池２４は、本発明の電源部に相当する。
【００５０】
図１に示すように、モータ３は、出力軸３１を有するロータ３Ａと、ロータ３Ａと対向配置されたステータ３Ｂとから主に構成されるブラシレスモータであり、出力軸３１の軸方向が前後方向と一致するように胴体部２１内に配置されている。出力軸３１は、ロータ３Ａの前後に突出しており、その突出した箇所でベアリングにより胴体部２１に回転可能に支承されている。出力軸３１の前側に突出している箇所には、出力軸３１と同軸一体回転するファン３２が設けられており、更に、当該箇所の最前端位置には、ピニオンギヤ３１Ａが出力軸３１と同軸一体回転するように設けられている。モータ３の後方には、出力軸３１に直交する方向に延びるインバータ基板８が設けられている。
【００５１】
ハンマ部４は、ギヤ機構４１と、ハンマ４２とから主に構成されており、ハンマケース２３内のモータ３の前側に内蔵されている。ギヤ機構４１は、２段遊星歯車機構であり、アウターギヤ４１Ａ及び４１Ｂと、それぞれ３つの遊星歯車４１Ｃ及び４１Ｄと、キャリア４１Ｅ、を備えている。アウターギヤ４１Ａ及び４１Ｂは、ハンマケース２３内に固定されている。
【００５２】
１段目の遊星歯車機構について説明する。３つの遊星歯車４１Ｃは、太陽ギヤとしてのピニオンギヤ３１Ａの周囲にピニオンギヤ３１Ａと噛合するように配置され、かつ、アウターギヤ４１Ａ内にアウターギヤ４１Ａと噛合するように配置されている。また、３つの遊星歯車４１Ｃは、太陽ギヤを有するキャリア４１Ｅに固定されている。このような構成により、ピニオンギヤ３１Ａの回転に伴い、３つの遊星歯車４１Ｂは、ピニオンギヤ３１Ａの周りを公転し、その公転により減速された回転がキャリア４１Ｅの太陽ギヤに伝達される。同様にして、２段目の遊星歯車機構でもモータ３の回転は減速され、ハンマ４２に伝達される。
【００５３】
ハンマ４２は、ギヤ機構４１の前側に配置されており、回転軸に対して対極に配置され、前側に向けて突出した第１係合突起４２Ａ及び第２係合突起４２Ｂを有している。
【００５４】
アンビル部５は、ハンマ部４の前方に配置されており、先端工具装着部５１と、アンビル５２とから主に構成されている。先端工具装着部５１は、円筒状に構成され、ハンマケース２３の開口２３ａ内にメタル２３Ａを介して回転可能に支持されている。先端工具装着部５１には、図示せぬ先端工具が挿入される穿孔５１ａが前後方向へ穿設されており、前端部分には、図示せぬ先端工具を保持するチャック５１Ａが設けられている。
【００５５】
アンビル５２は、先端工具装着部５１の後方であってハンマケース２３内に先端工具装着部５１と一体に構成されており、先端工具装着部５１の回転中心に対して対極に配置され後側に向けて突出した第１被係合突起５２Ａ及び第２被係合突起５２Ｂを有している。ハンマ４２が回転すると、第１係合突起４２Ａと第１被係合突起５２Ａとが衝突すると同時に、第２係合突起４２Ｂと第２被係合突起５２Ｂとが衝突し、これにより、ハンマ４２の回転力がアンビル５２に伝達される。
【００５６】
次に、モータ３の駆動制御系の構成を図２に基づき説明する。本実施の形態では、モータ３は、３相のブラシレスＤＣモータであり、ロータ３Ａは複数組（本実施の形態では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石３Ｃを有し、ステータ３Ｂはスター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗである。
【００５７】
図２に示すように、インバータ基板８は、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴ等の６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及び３つの回転位置検出素子９が設けられている。回転位置検出素子９は、ロータ３Ａの永久磁石３Ｃに対向する位置に設けられており、ロータ３Ａの周方向に所定の間隔毎（例えば角度６０°毎）に配置されている。
【００５８】
制御部６は、ハンドル部２２内の電池２４近傍位置に配置された基板に搭載されており、電池２４に接続されると共に表示部２６、トリガ２５（スイッチ機構７）、及び正逆切替レバー２７に接続されている。また、制御部６は、電流検出回路６１Ａと、電圧検出回路６１Ｂと、スイッチ操作検出回路６２と、印加電圧設定回路６３と、回転方向設定回路６４と、回転子位置検出回路６５と、回転数検出回路６６と、演算部６８と、制御信号出力回路６９と、を備えている。電流検出回路６１Ａは、本発明のパラメータ検出部に相当する。電圧検出回路６１Ｂは、本発明の電圧検出部に相当する。
【００５９】
インバータ基板８の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートは、制御部６の制御信号出力回路６９に接続され、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のドレイン又はソースは、ステータ３Ｂの固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続されている。６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路６９から入力されるスイッチング素子駆動信号によってスイッチング動作を行い、インバータ基板８に印加される電池２４の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。詳細には、制御信号出力回路６９から正電源側スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３に入力される出力切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３により、通電される固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗ、すなわち、ロータ３Ａの回転方向が制御される。また、制御信号出力回路６９から負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６に入力されるパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６により、固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの電力供給量、すなわち、ロータ３Ａの回転速度が制御される。
【００６０】
電流検出回路６１Ａは、モータ３に供給される電流を検出し、演算部６８に出力する。電圧検出回路６１Ｂは、電池２４の電圧を検出し、演算部６８に出力する。スイッチ操作検出回路６２は、トリガ２５の操作の有無を検出して演算部６８に出力する。印加電圧設定回路６３は、トリガ２５の操作量に応じた信号を演算部６８に出力する。印加電圧設定回路６３は、本発明のトリガ操作量検出部に相当する。
【００６１】
回転方向設定回路６４は、正逆切替レバー２７の切り替えを検出すると、モータ３の回転方向を切り替えるための信号を演算部６８に送信する。
【００６２】
回転子位置検出回路６５は、回転位置検出素子９からの信号に基づきロータ３Ａの回転位置を検出し、演算部６８に出力する。回転数検出回路６６は、回転位置検出素子９からの信号に基づきロータ３Ａの回転数を検出し、演算部６８へ出力する。
【００６３】
演算部６８は、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図示せぬ中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理プログラムや制御データを記憶するための記憶部６８Ａと、を備えている。記憶部６８Ａには、図４に示すような電池２４の電圧と電流閾値との関係を示すグラフや後述の打撃開始電流閾値等が保存されている。電流閾値は、本発明のパラメータ閾値に相当する。演算部６８は、回転方向設定回路６４と回転子位置検出回路６５からの信号に基づき、出力切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を、印加電圧設定回路６３からの信号に基づきパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６を生成し、制御信号出力回路６９に出力する。なお、ＰＷＭ信号を正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に出力し、出力切替信号を負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に出力してもよい。
【００６４】
次に、図３〜図６を用いて、電子パルスドライバ１における制御モードについて説明する。本実施の形態による電子パルスドライバは、ドリルモード、クラッチモード、パルスモードの３つの制御モードを備えており、ダイヤル２Ｂを操作することによりモード切り替えが可能である。
【００６５】
ドリルモードとは、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させるモードであって、主に、木ネジを締結する場合等に用いられる。クラッチモードとは、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させた状態でモータ３に流れる電流が目標値まで増加した場合にモータ３の駆動を停止させるモードであって、主に、締結後に外観に現れる留め金具を締結する場合等に用いられる。
【００６６】
パルスモードとは、図３に示すように、ハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させた状態でモータ３に流れる電流が所定値まで増加した場合にモータ３の正転及び逆転を交互に切り換えて打撃により留め金具を締結するモードであって、主に、外観に現れない場所で用いられる長尺のネジを締結する場合等に用いられる。これにより、強力な締結力を供給することができると同時に、被加工部材からの反発力を低減することができる。
【００６７】
次に、電子パルスドライバ１がパルスモードによって締結作業を行う際の制御部６による制御について説明する。パルスモードでは、所定のトルクＴに達した時、電子パルスドライバ１の動作を停止する。
【００６８】
図３は、パルスモードで止具を締結する際の電流、電圧、締付トルクの推移を表すグラフである。制御モードがパルスモードに設定されている場合には、トリガ２５が操作されると、制御部６はモータ３を回転させてハンマ４２とアンビル５２とを一体的に回転させる。時刻ｔ１において電流が予め設定された打撃開始電流閾値を超えると、休止期間を挟んで、時刻ｔ２においてモータ３を逆転させる。打撃開始電流閾値とは、ハンマ４２がアンビル５２への打撃を開始する電流値である。休止期間とは、モータ３に電流が付与されていな期間のことをいう。これにより、ハンマ４２とアンビル５２とが回転方向に互いに離間する。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間の休止期間では、ハンマ４２は慣性力によってアンビル５２を回転方向に押圧している。
【００６９】
休止期間を置いた後、時刻ｔ３において、制御部６はモータ３を正転させるように制御する。これによって、時刻ｔＤにおいて、ハンマ４２とアンビル５２とが互いに衝突する。休止期間を経過した後、時刻ｔ４において、制御部６は、再びモータ３を逆転させる。このような制御を繰り返すことにより、ハンマ４２とアンビル５２とが連続的に衝突して、止具に締付トルクが付与される。止具の締結が進むにつれて、ハンマ４２がアンビル５２を打撃した後の反発力が増加する。これは、止具の締結が進むと、ハンマ４２がアンビル５２を打撃した際の回転エネルギーが、アンビル５２の回転に使用されずに反発力としてハンマ４２に戻ってきてしまうためである。反発力は、ハンマ４２をアンビル５２と離間させる方向に働くため、ハンマ４２を逆転させるための負荷が徐々に低下する。これにより、締付作業が進行するにつれて、徐々に逆転時の電流が低下する（図３の逆転電流推移を参照）。同時に、締付トルクは、徐々に上昇する。
【００７０】
すなわち、制御部６は、打撃毎に逆転時の電流が定められた電流閾値を超えているか否かを判断している。時刻ｔ５において、電流が電流閾値（本実施の形態では２０［Ａ］）以下となると、制御部６は締付トルクが所定トルクＴ（本実施の形態では２０［Ｎｍ］）に到達したと判断してモータ３を停止させる。
【００７１】
次に、図５及び図６を参照しながら電子パルスドライバ１の制御フローについて説明する。
【００７２】
電子パルスドライバ１に電池２４が装着されることにより、制御部６が起動してフローチャートがスタートする。制御部６は、トリガ２５が操作されたか否かを判断する（Ｓ１）。トリガ２５が操作されていない場合は（Ｓ１：ＮＯ）、Ｓ１をループする。トリガ２５が操作された場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部６はモータ３を正転させる（Ｓ２）。制御部６は、モータ３の電流が打撃開始電流閾値を超えたか否かを判断する（Ｓ３）。詳細には、演算部６８が、電流検出回路６１Ａからの信号に基づいてモータ３の電流が打撃開始電流閾値を超えたか否かを判断する。モータ３の電流が打撃開始電流閾値未満の場合には（Ｓ３：ＮＯ）、モータ３を引き続き正転させる（Ｓ２）。モータ３の電流が打撃開始電流閾値以上の場合には（Ｓ３：ＹＥＳ、図３のｔ１）、打撃動作・締付トルク判定処理へと進む（Ｓ４）。
【００７３】
図６に示すように、打撃動作・締付トルク判定処理では、モータ３を休止させる休止期間（Ｓ５）の間に電圧検出回路６１Ｂによって電池２４の電圧値を検出し、電流閾値を算出する（Ｓ６）。ここでいう休止期間は、図３の時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に相当する。制御部６の演算部６８は、電圧検出回路６１Ｂからの信号に基づいて、記憶部６８Ａに記憶された図４に示すグラフを参照することにより電流閾値を決定する。電流閾値とは、設定された締付トルクに応じて決定される閾値である。本実施の形態では、電池２４の電圧は２０［Ｖ］であるため、算出される電流閾値は２０［Ａ］となる。休止区間においては、図３に示すように、電池２４の電圧の変動はほとんど無い。これにより、正確に電池２４の電圧を計測することができる。
【００７４】
制御部６は、モータ３を逆転させ（Ｓ７）、トリガ２５の操作量が最大であるか否かを判断する（Ｓ８）。詳細には、制御部６の演算部６８は、印加電圧設定回路６３からの信号に基づいて、トリガ２５の操作量が最大であるか否かを判断する。電子パルスドライバ１では、トリガ２５の操作量に応じてモータ３に供給する電流を制御している。つまり、トリガ２５の操作量が小さければモータ３に供給される電流も小さくなる。従って、止具を所定トルクＴで締結するためには、トリガ２５の操作量が最大である必要がある。
【００７５】
トリガ２５の操作量が最大の場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部６がモータ３の電流を検出し（Ｓ９）、検出した電流がＳ６にて算出された電流閾値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１０）。詳細には、電流検出回路６１Ａからの信号により、演算部６８がモータ３の電流と電流閾値とを比較する。モータ３の電流が電流閾値よりも小さい場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、制御部６は止具が所定トルクＴで締結されていると推定し、判定ＯＫと判断する（Ｓ１１）。そして、打撃動作・締付トルク判定処理を終了する。
【００７６】
トリガ２５操作量が最大でないと判断された場合（Ｓ８：ＮＯ）、又はモータ３の電流が電流閾値以上の場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、制御部６は止具が所定トルクＴで締結されていないと推定し、判定ＮＧと判断する（Ｓ１２）。制御部６は、再びモータ３を休止させた後（Ｓ１３）、モータ３を正転させ（Ｓ１４）、打撃動作・締付トルク判定処理を終了する。
【００７７】
再び図５に戻り、制御部６は判定がＯＫであるかＮＧであるかを判断する（Ｓ１５）。つまり、制御部６は止具が所定トルクＴで締結されているか否かを判断する。判定がＯＫである場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、トリガ２５の操作に関わらずモータ３を停止する（Ｓ１６）。判定がＮＧである場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、トリガ２５が操作されているか否かを判断する（Ｓ１７）。トリガ２５が引き続き操作されている場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、再び打撃動作・締付トルク判定処理（Ｓ４）を行う。トリガ２５が操作されていない場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、モータ３を停止する（Ｓ１８）。このときは、判定がＮＧとなされているため止具が所定トルクＴで締結されていない。制御部６は、ＬＥＤ２８を点滅させて作業者に止具が所定トルクＴで締結されていないことを報知する（Ｓ１９）。
【００７８】
このような構成によると、制御部６が逆転時の電流に基づいてモータ３を停止するため、電子パルスドライバ１で締結作業を行う場合に正確なトルク管理が可能となる。また、打撃後の電流に基づいてモータ３を停止するため、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、徐々に締付負荷が増加するような特殊な状況であっても、正確に締付作業を行うことができる。
【００７９】
このような構成によると、ハンマ４２が正転方向に回転した時の電流に基づいてモータ３を停止させる場合と比べて、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、制御部６は正確に締付作業が終了した後にモータ３を停止することができる（Ｓ１６）。
【００８０】
このような構成によると、制御部６は予め記憶部６８Ａに記憶された電流閾値と検出された電流とを比較することによって、正確にモータ３を停止することができる（Ｓ１６）。
【００８１】
このような構成によると、電子パルスドライバ１の使用によって電池２４の電圧が低下した場合であっても、記憶部６８Ａに記憶されたグラフを参照することにより、電池２４の電圧に応じた電流閾値を算出することができる。これにより、制御部６は正確にモータ３を停止することができる（Ｓ１６）。
【００８２】
このような構成によると、電圧検出回路６１Ｂは休止期間に電源部の電圧を検出するため、電圧降下の無い正確な電圧を検出できる。さらに、電圧検出回路６１Ｂは、ノイズ等の影響を受けることなく電池２４の電圧を検出できる。
【００８３】
このような構成によると、トリガ２５の操作量が最大である場合に（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部６は締付トルクを推定する（Ｓ１０）。トリガ２５の操作量が変化する場合には、これに応じて締付トルクも変化する。トリガ２５の操作量が最大である場合に締付トルクを推定することにより、制御部６は、正確にモータ３を停止することができる（Ｓ１６）。
【００８４】
このような構成によると、作業者は報知手段のＬＥＤ２８の点滅によって（Ｓ１９）、締付トルクが所定トルクＴ以下であることを認識することができる。
【００８５】
このような構成によると、ハンマ４２とアンビル５２との打撃毎に電流閾値を算出しているため（Ｓ６）、ハンマ４２とアンビル５２との打撃によって電池２４の電圧が低下した場合であっても、制御部６は正確にモータ３を停止することができる（Ｓ１６）。
【００８６】
このような構成によると、制御部６が締付トルクが所定トルクＴに到達したと推定した場合、モータ３を停止させるため（Ｓ１６）、所定トルクＴ以上で止具を締結することを防止できる。これにより、正確なトルク管理が可能な電子パルスドライバ１を実現することができる。
【００８７】
なお、本発明の電子パルスドライバは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
【００８８】
上述した実施の形態では、電流をパラメータ又は反発度合いの一例としてモータを停止させたが、これに限定されない。例えば、モータ３の回転数を検出することにより、モータを停止させても良い。具体的には、演算部６８は回転数検出回路６６からの信号によってモータ３の回転数を認識する。記憶部６８Ａには、モータ３の回転数閾値と電池２４の電圧との関係を示すグラフが記憶されている。電圧が高いほど回転数閾値は大きくなる関係、すなわち図４と同様の関係になる。止具を加工部材に締結していくと負荷が上昇していくため、負荷の増加に伴いモータ３の正転方向の回転数は減少していく。一方、逆転方向においては、負荷が増加するとハンマ４２の反発も増加するため回転数は上昇していく。従って、上述のＳ１０において、モータ３の逆転方向の回転数が回転数閾値よりも高いと判断した場合には、締付トルクは所定トルクＴに到達したと判断し、判定ＯＫとなる。なお、モータ３の正転方向の回転数が逆転回転数閾値よりも低いと判断した場合に判定ＯＫとしてもよい。回転数検出回路６６は、本発明のパラメータ検出部に相当する。このような構成によると、ハンマ４２が正転方向に回転した時のモータ３の回転数をパラメータ又は反発度合いとしてモータを停止させる場合と比べて、所定の不具合等により発生した打撃中の一時的かつ急激な負荷の上昇を締付トルクの増加として誤検知することを防止できる。これにより、制御部６は正確にモータ３を停止させることができる。
【００８９】
上述した実施の形態では、報知手段の一例としてＬＥＤ２８を点滅させたが、ＬＥＤ２８を点灯させても良く、音声等により報知しても良い。
【００９０】
上述した実施の形態では、打撃後のモータ３を逆回転させる際の電流によりモータを停止させたが、これに限定されない。例えば、アンビルの位置を検出するセンサを取付けて、打撃後のアンビルの位置を検出することによって締付トルクを推定してモータを停止させても良い。また、アンビルの角度を検出するセンサを取付けて、打撃後のアンビルの角度を検出することによって締付トルクを推定してモータを停止させても良い。また、ハンマの位置又は角度を検出するセンサを取付けて、センサの検出結果に基づいてモータを停止させても良い。また、ジャイロセンサ等を設けることによって、打撃後の電子パルスドライバ１に発生する反力（反発度合い）などにより締付トルクを推定してモータを停止させても良い。
【００９１】
上述した実施の形態では、Ｓ１０においてモータ３の電流が電流閾値を超えた場合、所定トルクＴに到達したと判断して、モータ３を停止させた（Ｓ１６）が、これに限定されない。例えば、所定トルクＴに到達したと判断したことを契機として、従前とは異なる制御をしても良い。
【００９２】
上述した実施の形態では、打撃後のモータ３を逆回転させる際の電流に基づき、当該電流が電流閾値を下回ったときにモータ３を停止させる構成としたが、これに限るものではない。図３、図７及び図８を用いて、電子パルスドライバ１における第２及び第３の実施の形態に係る制御モードについて説明する。図３において、時刻ｔ２，ｔ４等でモータ３を逆転させているが、時刻ｔ４でモータ３を逆転させたときの電流（ピーク電流）は、前回の時刻ｔ２の電流（ピーク電流）より小さくなっている。これは上記したように、止具の締結が進むにつれて、ハンマ４２がアンビル５２を打撃した後の反発力が増加するためである。従って、止具の締付が進むとモータ３の逆転時の電流は小さくなる。そのため、今回（最新）の逆転時の電流が前回（１つ前）の逆転時の電流より大きい場合には、何らかの不具合等により止具の締付が進んでいないことになるためモータ３の駆動を継続させる。
【００９３】
一方、今回の逆転時の電流が前回の逆転時の電流より小さい場合には、止具の締付が進んでいるため、所定の条件を満たしたときにモータ３の駆動を停止させる。モータ３の逆転時の電流は締付が進むにつれて小さくなるため、この電流値が所定の値より小さくなったことを条件としてモータ３を停止させる。或いは、モータ３の逆転時の電流の下がり幅が所定の範囲内になった場合にモータ３を停止させる。これは、締付が進むとハンマ４２のアンビル５２に対する反発量が殆ど変化しなくなるため、その時の逆転電流の下がり幅も殆ど変化しなくなる（変化量が小さくなる）。
【００９４】
次に、図７を参照しながら電子パルスドライバ１の第２の実施の形態に係る制御フローについて説明する。第１の実施の形態と異なる点は図５の打撃動作・締付トルク判定処理（Ｓ４）の処理である。
【００９５】
図７に示すように、打撃動作・締付トルク判定処理では、モータ３を休止させる休止期間（Ｓ２０）の間に電圧検出回路６１Ｂによって電池２４の電圧値を検出し、電流閾値を算出する（Ｓ２１）。その後、制御部６は、モータ３を逆転させ（Ｓ２２）、モータ３の電流を検出する（Ｓ２３）。これらの処理Ｓ２０〜Ｓ２３は第１の実施の形態のＳ５〜７、Ｓ９と同じである。なお、第１の実施の形態と同様にトリガ操作量を検出しても良い。
【００９６】
制御部６は、検出したモータ３の逆転時の電流を記憶部６８Ａに記憶している。制御部６は、今回の逆転時（図３の時刻ｔ４）に検出した電流値と、前回の逆転時（図３の時刻ｔ２）に検出して記憶部６８Ａに記憶してある電流値とを比較する（Ｓ２４）。今回の電流値の方が前回の電流値より小さい場合（Ｓ２４:ＹＥＳ）には、今回検出した電流値がＳ２１にて算出された電流閾値よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２５）。モータ３の電流（今回検出値）が電流閾値よりも小さい場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御部６は止具が所定トルクＴで締結されていると推定し、判定ＯＫと判断する（Ｓ２６）。そして、打撃動作・締付トルク判定処理を終了する。
【００９７】
一方、モータ３の今回電流値が前回電流値より大きい場合（Ｓ２４：ＮＯ）、又は今回電流値が電流閾値以上の場合（Ｓ２５：ＮＯ）には、制御部６は止具が締め付けが安定していない、すなわち所定トルクＴに到達していないとし、判定ＮＧと判断する（Ｓ２７）。制御部６は、再びモータ３を休止させた後（Ｓ２８）、モータ３を正転させ（Ｓ２９）、打撃動作・締付トルク判定処理を終了する。
【００９８】
このような構成によると、モータ３が逆転方向に回転したときのモータ電流が前回のモータ逆転時のモータ電流より上回っている場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、止具の締付が進んでいないと判断することができるため、モータ３を継続して駆動させることにより確実に締付作業を行うことができる。つまり、締付作業が完全に終了する前に作業が停止してしまうことを防止できる。
【００９９】
このような構成によると、モータ電流が前回のモータ電流を下回った場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、止具の締付が進んでいると判断することができる。モータ電流が電流閾値を上回った場合に（Ｓ２５：ＹＥＳ）モータが停止するため、確実に締付作業を行うことができる。
【０１００】
次に、図８を参照しながら電子パルスドライバ１の第３の実施の形態に係る制御フローについて説明する。第２の実施の形態と異なる点は、Ｓ２５でモータ３の電流が電流閾値より小さいか否かを判断することに替えて、Ｓ３０で電流の下がり幅が所定範囲内か否かを判断することである。なお、第３の実施の形態では、電流閾値を算出する必要が無いため、Ｓ２１に相当するステップは省略される。
【０１０１】
上記したように、締付が進むとハンマ４２のアンビル５２に対する反発量が殆ど変化しなくなるため、その時の逆転電流の下がり幅も殆ど変化しなくなる（変化量が小さくなる）。そのため、Ｓ３０において今回の電流値と前回の電流値との差（下がり幅）が所定範囲内の場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、締付作業が安定しており、十分な締付トルクが得られたと判断して判定ＯＫ（Ｓ２６）とする。
【０１０２】
このような構成によると、モータ電流と前回のモータ電流との差が所定範囲内の場合には、確実にモータ３を停止させることができる。これにより、確実に締付作業を行うことができる。
【０１０３】
以上から、モータ３の逆転時の電流に基づいてモータ３を停止することにより、締付作業途中でモータ３を停止することがなく、正確な締付け作業を行うことができる。
【０１０４】
また、上記した実施の形態では電子パルスドライバを例に説明したが、モータを正転方向のみに制御するインパクトドライバであってもよい。この場合、止具を加工部材に締結していくと、締付トルクが上昇すると共にモータに流れる電流も上昇する。従って、今回の打撃時の電流値が前回の電流値より大きくなった場合で所定の条件を満たした場合、すなわち打撃後の電流値が電流閾値を超えた場合に所望の締付トルクに到達したとしてモータを停止させる。なお、今回の打撃時の電流値が前回よりも小さい場合には何らかの不具合が生じているためモータの駆動は継続させる。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・電子パルスドライバ
３・・モータ
４・・ハンマ部
５・・アンビル部
６・・制御部
４２・・ハンマ
５２・・アンビル
６１Ａ・・電流検出回路
６１Ｂ・・電圧検出回路
６２・・スイッチ操作検出回路
６３・・印加電圧設定回路
６６・・回転数検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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