(57)【要約】【課題】フィードバック機能により円滑な作業を実現し、さらにコギングを効率的に防止することのできる回転工具を提供する。【解決手段】本発明の回転工具は、操作スイッチ９と、モータ３と、動力伝達ブロック４と、モータ３の負荷を検出する負荷検出部１３と、モータ３を駆動制御する制御部６とを具備する。制御部６によって、操作スイッチ９に対する操作量が増大するほどに回転量を増大させるようにモータを制御する操作制御と、負荷検出部１３での検出結果に応じて更にモータ３の回転数を調整するフィードバック制御とを実行する。そして、操作スイッチ９の操作量が所定の初期範囲にある間は上記フィードバック制御を禁止し、操作スイッチ９の操作量が該初期範囲を超えたときにのみ上記フィードバック制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部操作可能な操作スイッチと、動力源であるモータと、モータの回転を伝達する動力伝達ブロックと、モータの負荷を検出する負荷検出部と、モータを駆動制御する制御部とを具備し、上記制御部によって、操作スイッチに対する操作量が増大するほどに回転量を増大させるようにモータを制御する操作制御と、負荷検出部での検出結果に応じて更にモータの回転数を調整するフィードバック制御とを実行する回転工具であって、上記制御部は、操作スイッチの操作量が所定の初期範囲にある間は上記フィードバック制御を禁止し、操作スイッチの操作量が該初期範囲を超えたときにのみ上記フィードバック制御を実行するものであることを特徴とする回転工具。
【請求項２】
モータに電力を供給する電池部と、電池部の残量を検出する残量検出部とを更に具備し、上記制御部は、残量検出部で検出される残量が所定の閾値を越える場合には上記フィードバック制御の禁止を行わないように設定したものであることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項３】
動力伝達ブロックの温度を検出する温度検出部を更に具備し、上記制御部は、温度検出部で検出される温度が所定の閾値を越える場合には上記フィードバック制御の禁止を行わないように設定したものであることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項４】
上記制御部は、操作スイッチの同一操作量に対して更に大きな回転数を出力する高速モードを有し、該高速モードにある場合には上記フィードバックの禁止を行わないように設定したものであることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック機能を有した回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作スイッチ（トリガスイッチ）の操作量に応じてモータを回転駆動させる回転工具において、相手材のばらつき等によって負荷が変動しても作業を円滑に行うことができるように、フィードバック機能を備えることが提案されている（例えば特許文献１等参照）。
【０００３】
このフィードバック機能は、モータにかかる負荷を監視しておき、負荷が増大したときには自動的に回転数を増大させ、また負荷が減少したときには自動的に回転数を減少させるようにモータを制御することで、円滑な作業を実現しようとするものである。
【０００４】
しかし、フィードバック機能を有する回転工具においては、先端工具がカタカタ回転するといった、所謂コギングの問題が生じる。このようなコギングは、例えば、無負荷状態において若干程度だけトリガスイットを引き込み、その時点で固定したような場合に発生しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３９１９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、フィードバック機能により円滑な作業を実現するとともに、コギングが生じることは効率的に防止することのできる回転工具を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の回転工具は、外部操作可能な操作スイッチ９と、動力源であるモータ３と、モータ３の回転を伝達する動力伝達ブロック４と、モータ３の負荷を検出する負荷検出部１３と、モータ３を駆動制御する制御部６とを具備する。上記制御部６によって、操作スイッチ９に対する操作量が増大するほどに回転量を増大させるようにモータ３を制御する操作制御と、負荷検出部１３での検出結果に応じて更にモータ３の回転数を調整するフィードバック制御とを実行する。そして、上記制御部６は、操作スイッチ９の操作量が所定の初期範囲にある間は上記フィードバック制御を禁止し、操作スイッチ９の操作量が該初期範囲を超えたときにのみ上記フィードバック制御を実行する。
【０００８】
上記構成から成る本発明の回転工具によれば、フィードバック制御によって、相手材のばらつき等によって負荷が変動しても作業を円滑に行うことができる。そして、コギングが生じやすい範囲の操作量にある間はフィードバック制御を禁止することで、コギングが生じることも効果的に防止することができる。
【０００９】
また、本発明の回転工具においては、モータ３に電力を供給する電池部１９と、電池部１９の残量を検出する残量検出部１４とを更に具備し、上記制御部６は、残量検出部１４で検出される残量が所定の閾値を越える場合には上記フィードバック制御の禁止を行わないように設定したものであることが好ましい。このように、コギングが生じにくい電池残量であるときにはフィードバックを禁止しないように設定することで、フィードバック制御により作業が円滑化するという効果と、コギングの発生防止効果とを、高レベルで両立させることができる。
【００１０】
また、本発明の回転工具においては、動力伝達ブロック４の温度を検出する温度検出部２０を更に具備し、上記制御部６は、温度検出部２０で検出される温度が所定の閾値を越える場合には上記フィードバック制御の禁止を行わないように設定したものであることも好ましい。このように、コギングが生じにくい温度帯にあるときにはフィードバックを禁止しないように設定することで、フィードバック制御により作業が円滑化するという効果と、コギングの発生防止効果とを、高レベルで両立させることができる。
【００１１】
また、本発明の回転工具において、上記制御部６は、操作スイッチ９の同一操作量に対して更に大きな回転数を出力する高速モードを有し、該高速モードにある場合には上記フィードバックの禁止を行わないように設定したものであることも好ましい。このように、コギングが生じにくいモードにあるときにはフィードバックを禁止しないように設定することで、フィードバック制御により作業が円滑化するという効果と、コギングの発生防止効果とを、高レベルで両立させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィードバック機能を利用するとともにコギングが生じることは効率的に防止することで、より円滑な作業が実現されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における第１例の回転工具の回路ブロック図である。
【図２】同上の回転工具の全体構造を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態における第２例の回転工具の回路ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における第３例の回転工具の回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１及び図２には、本発明の実施形態における第１例の回転工具を示している。
【００１５】
本例の回転工具は、回転工具本体１と、この回転工具本体１に装着する電池パック２とから成る。回転工具本体１は、モータ３や動力伝達ブロック４を内蔵する筒体部５と、この筒体部５から径方向に延設されていて制御部６を内蔵するハンドル部７と、を備えている。ハンドル部７には、トリガスイッチ８を引き込み自在に設けている。
【００１６】
動力伝達ブロック４は、減速機構やインパクト機構により形成されるものであり、動力源であるモータ３の回転を先端工具５０にまで伝達する。電池パック２は、モータ３を駆動させるための電力を供給する二次電池から成る電池部１９を内蔵するものであり、ハンドル部７の先端に対して着脱自在に装着される。
【００１７】
制御部６は、モータ３と電池パック２に接続され、電池パック２から供給される電力をトリガスイッチ８の引き込み量に対応した形でモータ３に供給し、モータ３ひいては回転工具全体の駆動制御を行うものである。
【００１８】
つまり本例では、トリガスイッチ８によって、外部操作可能な操作スイッチ９を構成している。さらに本例では、回転工具本体１に、トリガスイッチ８のＯＮ／ＯＦＦを検出するＯＮ／ＯＦＦ検出ブロック１０と、トリガスイッチ８の引き込み量を検出する引き込み量検出ブロック１１とを内蔵している（図１参照）。制御部６は、これらのブロック１０，１１に接続されるＦＥＴ制御回路１２を有し、トリガスイッチ８の引き込み量に対応してＦＥＴ制御回路１２がモータ３の回転量を制御するようになっている。
【００１９】
また、本例の回転工具本体１では、モータ３にかかる負荷を検出する負荷検出部１３と、電池パック２の残量を検出する残量検出部１４とを備えている。
【００２０】
負荷検出部１３は、ＦＥＴ制御回路１２のドレイン電圧を検出するために回転工具本体１内に配したドレイン電圧検出部１５から成る。ドレイン電圧検出部１５は、制御部６が有するフィードバック回路１６に接続される。残量検出部１４は、回転工具本体１内においてＦＥＴ制御回路１２に接続されている。
【００２１】
さらに、回転工具本体１には、ＬＥＤを用いて使用状態等を外部表示する表示回路１７を設けている。表示回路１７は、ＦＥＴ制御回路１２に接続されている。電池パック２内には、電池部１９の状態を監視する電池状態監視回路部１８を設けている。電池状態監視回路部１８は、電池パック２を回転工具本体１に装着した状態にて、制御部６のＦＥＴ制御回路１２に接続される。
【００２２】
上記のように構成される本例の回転工具において、使用者がハンドル部７を把持し、トリガスイッチ８を引き込み操作すると、ＯＮ／ＯＦＦ検出ブロック１０及び引き込み量検出ブロック１１から入力された検出信号に基づいて、制御部６を成すＦＥＴ制御回路１２がモータ３に電力を供給して操作制御を行う。ここでの操作制御は、トリガスイッチ８の引き込み量が増大するほどに回転量を増大させるようにモータ３を制御するものである。
【００２３】
フィードバック回路１６は、ドレイン電圧検出部１５から入力される検出結果に基づいてモータ３の逆起電圧を監視し、逆起電圧が大きいときにはモータ３の回転力を増大させ、逆起電圧が小さいときにはモータ３の回転力を減少させるように、ＦＥＴ制御回路１２を制御する。つまり、上記フィードバック回路１６を制御部６に設けたことで、モータ３の負荷が大きなときにはモータ３の出力を増大させ、モータ３の負荷が小さなときにはモータ３の出力を減少させ、これにより円滑な作業を実現するといったフィードバック機能が実現される。
【００２４】
そして、本例の制御部６においては、トリガスイッチ８の引き込み量が所定の初期範囲にある間（つまり、引き込み量検出ブロック１１の検出値が所定の閾値を越えるまで）は、ドレイン電圧に基づく上記フィードバック制御を禁止するように設けている。このような制御とすることで、無負荷時や低速作業時に発生しやすいコギング現象を、効果的に防止することができる。なお、トリガスイッチ８の引き込み量が所定の初期範囲を超えたとき（つまり、引き込み量検出ブロック１１の検出値が所定の閾値を越えたとき）に上記フィードバック制御を行うことは勿論である。
【００２５】
加えて、本例の制御部６においては、上記のようなフィードバック制御の禁止を行わないようにも切り替わるようになっている。具体的には、残量検出部１４で検出される電池部１９の残量が所定の閾値（例えば満充電時の５０％）を越えている場合には、上記フィードバック制御の禁止を行わない（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量に関わらず上記フィードバック制御を実行する）。そして、残量検出部１４で検出される電池部１９の残量が所定の閾値以下となった場合に、上記フィードバック制御の禁止を行う（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量が初期範囲にある間は上記フィードバック制御を実行しないように駆動制御する）設定である。電池部１９の残量の閾値は、例えばＦＥＴ制御回路１２のマイコンに予めテーブルを持たせておくことで設定する。
【００２６】
電池残量が少ない場合には、モータ３を回転駆動させた際の電圧降下が大きく、コギングを生じやすくなる。逆に電池残量が大きな場合にはコギングは生じにくくなる。したがって、上記のように電池残量が少ない場合にだけフィードバック制御が禁止され得るように設定することで、効率的なコギング防止を行うことができる。
【００２７】
なお、トリガスイッチ８を引き込む際においてフィードバック禁止領域からフィードバック許可領域への切り替えに用いる閾値Ａと、トリガスイッチ８を戻す際においてフィードバック許可領域からフィードバック禁止領域への切り替えに用いる閾値Ｂとは、一致させなくてもよい。つまり、閾値Ａ＝閾値Ｂでなく閾値Ａ＞閾値Ｂとすることや、閾値Ａ＜閾値Ｂとすることも好ましい。
【００２８】
次に、本発明の実施形態における第２例の回転工具について、図３に基づいて説明する。なお、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。
【００２９】
本例の回転工具においては、動力伝達ブロック４の温度を検出する温度検出部２０を、回転工具本体１に内蔵している。温度検出部２０はサーミスタ等の温度検出素子から成り、制御部６のＦＥＴ制御回路１２に対して検出信号を出力する。温度検出部２０は、動力伝達ブロック４の温度を直接的に検出するものに限らず、モータ３外郭等の他の部位の温度を検出することで間接的に検出するものであってもよい。
【００３０】
そして、温度検出部２０で検出される温度が所定の閾値（例えば５℃）を越える場合には、上記フィードバック制御の禁止を行なわず（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量に関わらず上記フィードバック制御を実行し）、温度検出部２０で検出される温度が所定の閾値以下となった場合には、上記フィードバック制御の禁止を行う（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量が初期範囲にある間は上記フィードバック制御を実行しないように駆動制御する）ように設定してある。
【００３１】
動力伝達ブロック４には適宜箇所にオイルが注入されており、低温ではオイルの粘性が高くなるため、初速回転時には比較的大電流が必要となる。特に、動力伝達ブロック４がオイルを大量に充填した油圧式のインパクト機構である場合には、この現象が顕著である。そのため低温ではコギングを生じやすく、逆に高温であればコギングは生じにくくなる。したがって、上記のように、検出温度が高い場合にだけフィードバック制御が禁止され得るように設定することで、効率的なコギング防止を行うことができる。
【００３２】
次に、本発明の実施形態における第３例の回転工具について、図４に基づいて説明する。なお、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。
【００３３】
本例の回転工具においては、モータ３に流れる電流を検出する電流検出部３０を、回転工具本体１に内蔵している。電流検出部３０は、電池部１９とモータ３との間に介在させた微小抵抗（数ｍΩ程度）の抵抗部３１と、抵抗部３１の両端の電圧を増幅する電圧信号増幅器３２とから成り、ＦＥＴ制御回路１２に接続されている。
【００３４】
そして、電流検出部３０で検出される電流が所定の閾値を越える場合には、上記フィードバック制御の禁止を行なわず（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量に関わらず上記フィードバック制御を実行し）、電流検出部３０で検出される電流が所定の閾値以下となった場合には、上記フィードバック制御の禁止を行う（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量が初期範囲にある間は上記フィードバック制御を実行しないように駆動制御する）ように設定してある。このように設定することで、効率的なコギング防止を行うことができる。
【００３５】
次に、本発明の実施形態における第４例の回転工具について説明する。なお、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。
【００３６】
本例の回転工具においては、特に図示はしていないが、高速モードと低速モードとを切り替えるモード切替スイッチを回転工具本体１に備えている。高速モードと低速モードとは、トリガスイッチ８の同一引き込み量に対するモータ３の回転数を相違させたものであり、高速モードの場合には、低速モードの場合よりも同一引き込み量に対してモータ３の回転量が大きくなるように設定してある。
【００３７】
そして、制御部６においては、高速モードにあるときには上記フィードバック制御の禁止を行なわず（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量に関わらず上記フィードバック制御を実行し）、低速モードにあるときには上記フィードバック制御の禁止を行う（つまり、トリガスイッチ８の引き込み量が初期範囲にある間は上記フィードバック制御を実行しないように駆動制御する）ように設定してある。このように設定することで、効率的なコギング防止を行うことができる。
【００３８】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  回転工具本体
３  モータ
４  動力伝達ブロック
６  制御部
９  操作スイッチ
１３  負荷検出部
１４  残量検出部
１９  電池部
２０  温度検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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