JP7228763B2 - Electric tool - Google Patents

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Description

本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、トルク電流が供給される電動機を備える電動工具に関する。 FIELD OF THE DISCLOSURE The present disclosure relates generally to power tools and, more particularly, to power tools with electric motors supplied with torque current.

特許文献１に記載の電動工具は、モータと、モータの回転動力を減速して出力軸に伝達する動力伝達部と、出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部と、検出した負荷トルクに応じて動力伝達部の減速比を変更する制御部とを備える。制御部は、動力伝達部に対して減速比を大きくする制御を行ってから所定時間内に、ロック条件の閾値に検出した負荷トルクが達すると、モータの駆動を停止させる。制御部は、所定のサンプリング時間毎に電流検出部からの検出信号に基づいてモータに供給される負荷電流を検出し、検出した負荷電流と負荷電流の検出時における動力伝達部の減速段とに基づいて出力軸に加わる負荷トルクを検出する。 The electric power tool described in Patent Document 1 includes a motor, a power transmission section that decelerates the rotational power of the motor and transmits it to an output shaft, a torque detection section that detects load torque applied to the output shaft, and a load torque detected by the detected load torque. a control unit that changes the speed reduction ratio of the power transmission unit accordingly. The control unit stops driving the motor when the detected load torque reaches the threshold value of the lock condition within a predetermined time after performing control to increase the speed reduction ratio of the power transmission unit. The control unit detects the load current supplied to the motor based on the detection signal from the current detection unit at every predetermined sampling time, and the detected load current and the deceleration stage of the power transmission unit at the time of detection of the load current. Based on this, the load torque applied to the output shaft is detected.

特開２０１４－０５０９２３号公報JP 2014-050923 A

特許文献１記載の電動工具は、作業中にモータ（電動機）のロック条件を満たしたか否かを検知するために、トルク検出部（トルクセンサ）を備えている必要があった。 The power tool described in Patent Document 1 needs to have a torque detection section (torque sensor) in order to detect whether or not the locking condition of the motor (electric motor) is satisfied during operation.

本開示は、電動工具がトルクセンサを備えていなくても作業の進行状況を検知することができる電動工具を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a power tool capable of detecting the progress of work even if the power tool does not have a torque sensor.

本開示の一態様に係る電動工具は、電動機と、出力軸と、取得部と、検知部と、を備える。前記出力軸は、先端工具を保持する。前記出力軸は、前記電動機により駆動される。前記取得部は、前記電動機に供給されるトルク電流の値を取得する。前記検知部は、前記取得部で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値に基づいて、前記先端工具による作業の進行状況を検知する。前記出力軸は、ねじを締めるためのドライバビットを前記先端工具として保持する。前記検知部は、前記ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する。前記検知部は、前記トルク電流取得値が増加した後、前記トルク電流取得値の変化量が所定量以下になることをもって、前記ねじが前記部材に着座したことを検知する。
本開示の別の一態様に係る電動工具は、電動機と、出力軸と、取得部と、検知部と、を備える。前記出力軸は、先端工具を保持する。前記出力軸は、前記電動機により駆動される。前記取得部は、前記電動機に供給されるトルク電流の値を取得する。前記検知部は、前記取得部で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値に基づいて、前記先端工具による作業の進行状況を検知する。前記出力軸は、ねじを締めるためのドライバビットを前記先端工具として保持する。前記検知部は、前記ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する。前記検知部は、前記トルク電流取得値の増加後の大きさに基づいて、前記ねじが前記部材に着座したか否かを検知する。 A power tool according to an aspect of the present disclosure includes an electric motor, an output shaft, an acquisition section, and a detection section. The output shaft holds a tip tool. The output shaft is driven by the electric motor. The acquisition unit acquires a value of torque current supplied to the electric motor. The detection unit detects the progress of work with the tip tool based on the torque current acquired value, which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit. The output shaft holds a driver bit for tightening a screw as the tip tool. The detection unit detects whether or not the screw is seated on a member to be screwed. The detecting unit detects that the screw is seated on the member when the amount of change in the torque current obtained value becomes equal to or less than a predetermined amount after the torque current obtained value increases.
A power tool according to another aspect of the present disclosure includes an electric motor, an output shaft, an acquisition section, and a detection section. The output shaft holds a tip tool. The output shaft is driven by the electric motor. The acquisition unit acquires a value of torque current supplied to the electric motor. The detection unit detects the progress of work with the tip tool based on the torque current acquired value, which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit. The output shaft holds a driver bit for tightening a screw as the tip tool. The detection unit detects whether or not the screw is seated on a member to be screwed. The detection unit detects whether or not the screw is seated on the member based on the magnitude of the torque current acquired value after the increase.

本開示は、電動工具がトルクセンサを備えていなくても作業の進行状況を検知することができるという利点がある。 The present disclosure has the advantage that work progress can be detected even if the power tool does not have a torque sensor.

図１は、一実施形態に係る電動工具のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a power tool according to one embodiment. 図２は、同上の電動工具の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the power tool same as the above. 図３は、同上の電動工具の動作例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an operation example of the electric power tool. 図４Ａ～図４Ｅは、同上の電動工具により木ねじを木材にねじ込む作業の説明図である。4A to 4E are explanatory diagrams of the work of screwing a wood screw into a piece of wood using the same power tool.

以下、実施形態に係る電動工具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。 A power tool 1 according to an embodiment will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is but one of the various embodiments of the present disclosure. The embodiments described below can be modified in various ways according to design and the like as long as the objects of the present disclosure can be achieved. Each drawing described in the following embodiments is a schematic drawing, and the ratio of the size and thickness of each component in the drawing does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. .

（１）概要
本実施形態の電動工具１は、インパクト工具である。電動工具１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、電動工具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。電動工具１は、図１、図２に示すように、電動機１５（交流電動機）と、出力軸２１と、取得部６０と、着座検知部５３（検知部）と、を備えている。 (1) Overview The power tool 1 of this embodiment is an impact tool. The power tool 1 is used, for example, as an impact driver, hammer drill, impact drill, impact drill driver, or impact wrench. In this embodiment, as a typical example, a case where the power tool 1 is used as an impact driver for tightening a screw will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the power tool 1 includes an electric motor 15 (AC motor), an output shaft 21, an acquisition section 60, and a seating detection section 53 (detection section).

出力軸２１は、先端工具２８を保持する。出力軸２１は、電動機１５により駆動される。取得部６０は、電動機１５に供給されるトルク電流の値を取得する。着座検知部５３は、取得部６０で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）に基づいて、先端工具２８による作業の進行状況を検知する。 The output shaft 21 holds the tip tool 28 . The output shaft 21 is driven by the electric motor 15 . The acquisition unit 60 acquires the value of torque current supplied to the electric motor 15 . The seating detection unit 53 detects the progress of work with the tip tool 28 based on the torque current acquisition value (current measurement value iq1) that is the value of the torque current acquired by the acquisition unit 60 .

以上により、本実施形態の電動工具１では、電動工具１がトルクセンサを備えていなくても作業の進行状況を検知することができる。 As described above, the power tool 1 of the present embodiment can detect the progress of work even if the power tool 1 does not include a torque sensor.

着座検知部５３により検知される作業の進行状況の一例は、作業の完了の状態である。ねじが着座することで作業が完了する。そのため、着座検知部５３は、ねじの着座の有無を検知する。 An example of the work progress detected by the seating detection unit 53 is the completion of the work. The work is completed when the screw is seated. Therefore, the seating detection unit 53 detects whether or not the screw is seated.

ここで言うトルクセンサは、電動機１５の動作トルクを測定する。トルクセンサは、例えば、ねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサである。磁歪式歪センサは、電動機１５の後述の回転軸１６にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた透磁率の変化を、電動機１５の非回転部分に設置したコイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を出力する。 The torque sensor referred to here measures the operating torque of the electric motor 15 . The torque sensor is, for example, a magnetostrictive strain sensor capable of detecting torsional strain. The magnetostrictive strain sensor detects a change in magnetic permeability corresponding to strain generated by applying torque to a rotating shaft 16 of the electric motor 15, which will be described later, with a coil installed in a non-rotating portion of the electric motor 15, and measures the change proportional to the strain. Outputs a voltage signal.

電動機１５は、例えばブラシレスモータである。特に、本実施形態の電動機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。電動機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、回転軸１６を含む。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。制御部４は、ｄ軸電流（励磁電流）及びｑ軸電流（トルク電流）の電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１に基づいて、コイル１４１に供給されるｄ軸電流とｑ軸電流とを独立に制御するベクトル制御を行う。 The electric motor 15 is, for example, a brushless motor. In particular, the electric motor 15 of this embodiment is a synchronous motor, more specifically, a permanent magnet synchronous motor (PMSM). Electric motor 15 includes a rotor 13 having permanent magnets 131 and a stator 14 having coils 141 . Rotor 13 includes a rotating shaft 16 . Electromagnetic interaction between the coils 141 and the permanent magnets 131 causes the rotor 13 to rotate with respect to the stator 14 . The control unit 4 independently controls the d-axis current and the q-axis current supplied to the coil 141 based on current measurement values id1 and iq1 of the d-axis current (excitation current) and the q-axis current (torque current). Perform vector control.

電流測定値ｉｑ１は、ベクトル制御と、先端工具２８による作業の進行状況の検知と、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先端工具２８による作業の進行状況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、電動工具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。 The current measurement value iq1 is used for both vector control and detection of the progress of work by the tip tool 28 . Therefore, part of the circuit for vector control and part of the circuit for detecting the progress of work by the tip tool 28 can be shared. Accordingly, it is possible to reduce the area and size of the circuit provided in the power tool 1 and reduce the cost required for the circuit.

また、電動工具１がトルクセンサを備えている場合に、電動工具１に生じる振動によりトルクセンサの固定が緩む可能性がある。トルクセンサの固定が緩むと、作業の進行状況の検知精度が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態では、ベクトル制御のためにそもそも必要なセンサ（取得部６０の後述の電流センサ６１、６２）とは別にトルクセンサを備えていなくてもよい。そのため、電動工具１が電流センサ６１、６２とトルクセンサとを共に備えている場合と比較すると、センサ数が少ないため、電動工具１に生じる振動により不具合が発生する可能性を低減できる。また、電動工具１の部材点数の増加を抑制できる。 Further, when the electric power tool 1 is provided with a torque sensor, there is a possibility that the fixing of the torque sensor may be loosened due to the vibration generated in the electric power tool 1 . If the fixing of the torque sensor becomes loose, there is a possibility that the detection accuracy of the progress of the work will deteriorate. On the other hand, in the present embodiment, it is not necessary to provide a torque sensor in addition to the sensors (current sensors 61 and 62 of the acquisition unit 60 which will be described later) that are originally required for vector control. Therefore, compared to the case where the electric power tool 1 includes both the current sensors 61 and 62 and the torque sensor, the number of sensors is small, so the possibility of malfunction due to vibration generated in the electric power tool 1 can be reduced. Also, an increase in the number of members of the power tool 1 can be suppressed.

ただし、電動工具１は、ベクトル制御のための回路と先端工具２８による作業の進行状況の検知のための回路とで個別に電流測定値ｉｑ１を取得するように構成されていてもよい。 However, the electric power tool 1 may be configured such that the circuit for vector control and the circuit for detecting the progress of work by the tip tool 28 individually acquire the current measurement value iq1.

（２）電動工具
図２に示すように、電動工具１は、電動機１５と、電源３２と、駆動伝達部１８と、インパクト機構１７と、ソケット２３と、トリガボリューム２９と、制御部４と、モータ回転測定部２７と、を備えている。また、電動工具１は、先端工具２８を更に備えている。 (2) Electric Tool As shown in FIG. 2, the electric tool 1 includes an electric motor 15, a power source 32, a drive transmission section 18, an impact mechanism 17, a socket 23, a trigger volume 29, a control section 4, and a motor rotation measurement unit 27 . Moreover, the power tool 1 further includes a tip tool 28 .

インパクト機構１７は、電動機１５から動力を得て打撃力を発生させる打撃動作を行う。インパクト機構１７は、出力軸２１を有している。出力軸２１は、電動機１５から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に固定されており、先端工具２８が着脱自在に取り付けられる部分である。電動工具１は、先端工具２８を電動機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。 The impact mechanism 17 receives power from the electric motor 15 and performs an impact operation to generate an impact force. The impact mechanism 17 has an output shaft 21 . The output shaft 21 is a portion rotated by the driving force transmitted from the electric motor 15 . The socket 23 is fixed to the output shaft 21 and is a portion to which the tip tool 28 is detachably attached. The power tool 1 is a tool that drives a tip tool 28 with the driving force of an electric motor 15 . The tip tool 28 (also called bit) is, for example, a driver bit or a drill bit. Among various kinds of tip tools 28, the tip tool 28 corresponding to the application is attached to the socket 23 and used. Note that the tip tool 28 may be attached directly to the output shaft 21 .

本実施形態の先端工具２８は、ねじを締めるためのドライバビットである。すなわち、インパクト機構１７の出力軸２１は、ねじを締めるためのドライバビットを保持し、電動機１５から動力を得て回転する。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。図２には、ねじとしての木ねじ３０を図示している。木ねじ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の両端に、頭部３０１とねじ部３０３とがつながっている。頭部３０１には、先端工具２８に適合するねじ穴（例えば、十字穴）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。 The tip tool 28 of this embodiment is a driver bit for tightening screws. That is, the output shaft 21 of the impact mechanism 17 holds a driver bit for tightening screws, and receives power from the electric motor 15 to rotate. The type of screw is not particularly limited, and may be, for example, a bolt, screw or nut. FIG. 2 shows a wood screw 30 as a screw. The wood screw 30 has a head portion 301 , a cylindrical portion 302 and a threaded portion 303 . A head portion 301 and a screw portion 303 are connected to both ends of the cylindrical portion 302 . The head 301 is formed with a threaded hole (for example, a cross recess) that fits the tip tool 28 . A screw thread is formed on the threaded portion 303 .

先端工具２８が木ねじ３０の頭部３０１のねじ穴に挿入された状態で、先端工具２８は、電動機１５に駆動されて回転し、木ねじ３０を回転させる。木ねじ３０は、ねじ締め対象の部材（例えば木材７００（図４Ａ参照））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。円筒部３０２の全体がねじ締め対象の部材に埋め込まれると、頭部３０１がねじ締め対象の部材に接する、言い換えると、木ねじ３０がねじ締め対象の部材に着座する（図４Ｃ参照）。 While the tip tool 28 is inserted into the screw hole of the head 301 of the wood screw 30 , the tip tool 28 is driven by the electric motor 15 to rotate and rotate the wood screw 30 . The wood screw 30 is embedded in a member to be screwed (for example, a piece of wood 700 (see FIG. 4A)) while forming a hole and a thread groove in the member to be screwed. When the entire cylindrical portion 302 is embedded in the member to be screwed, the head 301 comes into contact with the member to be screwed, in other words, the wood screw 30 is seated on the member to be screwed (see FIG. 4C).

電動機１５は、先端工具２８を駆動する駆動源である。電動機１５は、回転動力を出力する回転軸１６を有している。電源３２は、電動機１５を駆動する電流を供給する。電源３２は、例えば、１又は複数の２次電池を含む。駆動伝達部１８は、電動機１５の回転動力を調整して所望のトルクを出力する。駆動伝達部１８は、出力部である駆動軸２２を備えている。 The electric motor 15 is a drive source that drives the tip tool 28 . The electric motor 15 has a rotating shaft 16 that outputs rotational power. A power supply 32 supplies current to drive the electric motor 15 . Power source 32 includes, for example, one or more secondary batteries. The drive transmission unit 18 adjusts the rotational power of the electric motor 15 and outputs desired torque. The drive transmission section 18 has a drive shaft 22 which is an output section.

駆動伝達部１８の駆動軸２２は、インパクト機構１７に接続されている。インパクト機構１７は、駆動伝達部１８を介して受け取った電動機１５の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生する。インパクト機構１７は、ハンマ１９と、アンビル２０と、出力軸２１と、ばね２４と、を備えている。ハンマ１９は、駆動伝達部１８の駆動軸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に結合されており、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。 A drive shaft 22 of the drive transmission section 18 is connected to the impact mechanism 17 . The impact mechanism 17 converts the rotational power of the electric motor 15 received via the drive transmission portion 18 into pulsed torque to generate impact force. The impact mechanism 17 has a hammer 19 , an anvil 20 , an output shaft 21 and a spring 24 . The hammer 19 is attached to the drive shaft 22 of the drive transmission section 18 via a cam mechanism. Anvil 20 is coupled to hammer 19 and rotates together with hammer 19 . A spring 24 pushes the hammer 19 toward the anvil 20 . Anvil 20 is formed integrally with output shaft 21 . The anvil 20 may be formed separately from the output shaft 21 and fixed to the output shaft 21 .

出力軸２１に所定の大きさ以上の負荷（トルク）がかかっていないときには、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時には、ハンマ１９が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アンビル２０に回転方向の打撃力を与え、出力軸２１を回転させる。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与える動作が繰り返される。インパクト機構１７の動作が正常な場合には、ハンマ１９が前進と後退とを１回ずつ行う間に、打撃動作が１回行われる。 When a load (torque) of a predetermined magnitude or more is not applied to the output shaft 21, the drive shaft 22 and the hammer 19, which are connected by the cam mechanism, rotate together, and furthermore, the hammer 19 and the anvil 20 rotate together. As a result, the output shaft 21 integrally formed with the anvil 20 rotates. On the other hand, when a load of a predetermined magnitude or more is applied to the output shaft 21, the hammer 19 retreats against the spring 24 while being regulated by the cam mechanism (that is, leaves the anvil 20). When the hammer 19 retreats and the coupling between the hammer 19 and the anvil 20 is released, the hammer 19 advances while rotating to apply a rotational impact to the anvil 20, causing the output shaft 21 to rotate. In the striking operation of the impact mechanism 17, the hammer 19 repeatedly applies an impact force to the anvil 20 in the rotational direction. When the impact mechanism 17 operates normally, one impact operation is performed while the hammer 19 advances and retreats once.

トリガボリューム２９は、電動機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。トリガボリューム２９を引く操作により、電動機１５のオンオフを切替可能である。また、トリガボリューム２９を引く操作の引込み量で、出力軸２１の回転速度、つまり電動機１５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、電動機１５の回転速度が速くなる。制御部４は、トリガボリューム２９を引く操作の引込み量に応じて、電動機１５を回転又は停止させ、また、電動機１５の回転速度を制御する。この電動工具１では、先端工具２８がソケット２３に取り付けられる。そして、トリガボリューム２９への操作によって電動機１５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。 The trigger volume 29 is an operation unit that receives an operation for controlling rotation of the electric motor 15 . By pulling the trigger volume 29, the electric motor 15 can be turned on and off. In addition, the rotation speed of the output shaft 21 , that is, the rotation speed of the electric motor 15 can be adjusted by the amount of pull when the trigger volume 29 is pulled. The rotation speed of the electric motor 15 increases as the retraction amount increases. The control unit 4 rotates or stops the electric motor 15 and controls the rotational speed of the electric motor 15 in accordance with the pull amount of the operation of pulling the trigger volume 29 . In this power tool 1 , a tip tool 28 is attached to the socket 23 . By controlling the rotation speed of the electric motor 15 by operating the trigger volume 29, the rotation speed of the tip tool 28 is controlled.

なお、本実施形態の電動工具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、電動工具１は、特定の先端工具２８のみ用いることができる電動工具であってもよい。 The power tool 1 of the present embodiment includes the socket 23 so that the tip tool 28 can be replaced depending on the application, but it is not essential that the tip tool 28 is replaceable. For example, the power tool 1 may be a power tool in which only a specific tip tool 28 can be used.

モータ回転測定部２７は、電動機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。 A motor rotation measurement unit 27 measures the rotation angle of the electric motor 15 . As the motor rotation measuring unit 27, for example, a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be adopted.

電動工具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、電動機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電動機１５の動作を制御する。 The power tool 1 includes an inverter circuit section 51 (see FIG. 1). The inverter circuit unit 51 supplies current to the electric motor 15 . The control unit 4 is used together with the inverter circuit unit 51 and controls the operation of the electric motor 15 by feedback control.

（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。 (3) Control Unit The control unit 4 includes a computer system having one or more processors and memory. At least part of the functions of the control unit 4 are realized by the processor of the computer system executing a program recorded in the memory of the computer system. The program may be recorded in a memory, provided through an electric communication line such as the Internet, or recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card and provided.

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。制御部４の制御は、ベクトル制御による弱め磁束制御を含む。弱め磁束制御では、制御部４は、インバータ回路部５１から電動機１５のコイル１４１に弱め磁束電流（マイナスの励磁電流）を流させる。弱め磁束電流は、永久磁石１３１の磁束を弱める磁束（弱め磁束）をコイル１４１に発生させる。これにより、電動機１５の回転数（回転軸１６の回転数）が増加する。 The control unit 4 has an impact detection unit 49 that detects whether or not the impact mechanism 17 performs an impact operation. The control of the control unit 4 includes flux-weakening control by vector control. In the flux-weakening control, the control unit 4 causes a flux-weakening current (negative excitation current) to flow from the inverter circuit unit 51 to the coil 141 of the electric motor 15 . The flux-weakening current causes the coil 141 to generate a magnetic flux (weakening flux) that weakens the magnetic flux of the permanent magnet 131 . As a result, the rotation speed of the electric motor 15 (the rotation speed of the rotating shaft 16) increases.

「永久磁石１３１の磁束を弱める磁束をコイル１４１に発生させる」とは、言い換えると、コイル１４１で発生する磁束により、永久磁石１３１の周囲の磁束密度を弱めることである。 In other words, “causing the coil 141 to generate a magnetic flux that weakens the magnetic flux of the permanent magnet 131 ” means that the magnetic flux generated by the coil 141 weakens the magnetic flux density around the permanent magnet 131 .

また、制御部４の制御は、通常制御を含む。通常制御では、制御部４は、インバータ回路部５１からコイル１４１に弱め磁束電流を流させない。つまり、通常制御においてコイル１４１に流れる電流は、トルク電流（ｑ軸電流）のみとなる。 Moreover, the control of the control unit 4 includes normal control. In normal control, the control section 4 does not allow the flux-weakening current to flow from the inverter circuit section 51 to the coil 141 . In other words, the current flowing through the coil 141 during normal control is only the torque current (q-axis current).

通常制御は、励磁電流の指令値ｃｉｄ１を０にし、励磁電流の電流測定値ｉｄ１がこの指令値ｃｉｄ１に収束するように行う制御と言える。弱め磁束制御は、励磁電流の指令値ｃｉｄ１を０より小さくし、電流測定値ｉｄ１がこの指令値ｃｉｄ１に収束するように行う制御と言える。励磁電流の指令値ｃｉｄ１が０より小さくなると、電動機１５にマイナスの励磁電流が流れ、弱め磁束により、永久磁石１３１の磁束が弱まる。 The normal control can be said to be a control that sets the command value cid1 of the excitation current to 0 and performs the control so that the measured current value id1 of the excitation current converges to this command value cid1. The flux-weakening control can be said to be a control that makes the command value cid1 of the exciting current smaller than 0 and that the measured current value id1 converges to this command value cid1. When the excitation current command value cid1 becomes smaller than 0, a negative excitation current flows through the electric motor 15, and the magnetic flux of the permanent magnet 131 is weakened by the weakening magnetic flux.

また、制御部４は、着座検知部５３の検知結果に基づいて電動機１５の動作を制御する。より詳細には、制御部４は、着座検知部５３がねじの着座を検知すると、電動機１５を停止させる。これにより、ねじの締め過ぎを抑制できる。 Also, the control unit 4 controls the operation of the electric motor 15 based on the detection result of the seating detection unit 53 . More specifically, the control unit 4 stops the electric motor 15 when the seating detection unit 53 detects the seating of the screw. As a result, over-tightening of the screws can be suppressed.

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、着座検知部５３と、を有している。また、電動工具１は、複数（図１では２つ）の電流センサ６１、６２を備えている。 As shown in FIG. 1, 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, a magnetic flux It has a control section 46 , an estimation section 47 , a step-out detection section 48 , an impact detection section 49 , and a seating detection section 53 . The power tool 1 also includes a plurality of (two in FIG. 1) current sensors 61 and 62 .

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３２からインバータ回路部５１を介して電動機１５に供給される電流を測定する。ここで、電動機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。 Each of the plurality of current sensors 61, 62 includes, for example, a Hall element current sensor or a shunt resistance element. A plurality of current sensors 61 and 62 measure the current supplied from the power supply 32 to the electric motor 15 via the inverter circuit section 51 . Here, three-phase current (U-phase current, V-phase current, and W-phase current) is supplied to the electric motor 15, and the current sensors 61 and 62 measure at least two-phase currents. In FIG. 1, current sensor 61 measures the U-phase current and outputs a current measurement i u 1 , and current sensor 62 measures the V-phase current and outputs a current measurement iv 1 .

推定部４７は、モータ回転測定部２７で測定された電動機１５の回転角θ１を時間微分して、電動機１５の角速度ω１（回転軸１６の角速度）を算出する。 The estimation unit 47 time-differentiates the rotation angle θ1 of the electric motor 15 measured by the motor rotation measurement unit 27 to calculate the angular velocity ω1 of the electric motor 15 (the angular velocity of the rotating shaft 16).

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、電動機１５に供給されるｄ軸電流及びｑ軸電流を取得する。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。 The acquisition unit 60 has two current sensors 61 and 62 and a second coordinate converter 45 . The obtaining unit 60 obtains the d-axis current and the q-axis current supplied to the electric 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 measured current value id1 of the d-axis current and the measured current value iq1 of the q-axis current are Calculated.

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で測定された電動機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。 The second coordinate converter 45 converts the current measurement values i u 1 and iv 1 measured by the plurality of current sensors 61 and 62 to Coordinate transformation is performed to calculate measured current values id1 and iq1. That is, the second coordinate converter 45 converts the measured current values i u 1 and iv 1 corresponding to the three-phase currents to the measured current value id 1 corresponding to the magnetic field component (d-axis current) and the torque component (q-axis current). current) corresponding to the current measurement value iq1.

指令値生成部４１は、電動機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、トリガボリューム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。 The command value generator 41 generates a command value cω1 for the angular velocity of the electric motor 15 . The command value generator 41 generates, for example, a command value cω1 according to the amount of pull in the operation of pulling the trigger volume 29 (see FIG. 2). That is, the command value generator 41 increases the angular velocity command value cω1 as the pull-in amount increases.

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、電動機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。 The speed controller 42 generates a command value ciq1 based on the difference between the command value cω1 generated by the command value generator 41 and the angular velocity ω1 calculated by the estimator 47 . The command value ciq1 is a command value that specifies the magnitude of the torque current (q-axis current) of the electric motor 15 . The speed control unit 42 determines the command value ciq1 so as to reduce the difference between the command value cω1 and the angular velocity ω1.

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（ｑ軸電流）と、打撃検知部４９の検知結果とに基づいて、指令値ｃｉｄ１を生成する。指令値ｃｉｄ１は、電動機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。制御部４の制御が通常制御の場合は、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となる。制御部４の制御が弱め磁束制御の場合は、磁束制御部４６は、指令値ｃｉｄ１を０より小さい値にする。 The magnetic flux control unit 46 uses the angular velocity ω1 calculated by the estimation unit 47, the command value cvq1 (described later) generated by the current control unit 43, the current measurement value iq1 (q-axis current), and the impact detection unit 49. A command value cid1 is generated based on the detection result. The command value cid1 is a command value that specifies the magnitude of the exciting current (d-axis current) of the electric motor 15 . When the control of the control unit 4 is normal control, 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 zero. When the control of the controller 4 is the flux-weakening control, the flux controller 46 sets the command value cid1 to a value smaller than zero.

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、電動機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。 The current control unit 43 generates a command value cvd1 based on the difference between the command value cid1 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 electric 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.

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、電動機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。 The current control unit 43 also generates a command value cvq1 based on the difference between the command value ciq1 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 electric motor 15 . The current control unit 43 generates the command value cvq1 so as to reduce the difference between the command value ciq1 and the current measurement value iq1.

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で測定された電動機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。 The first coordinate converter 44 coordinate-transforms the command values cvd1 and cvq1 based on the rotation angle θ1 of the electric motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27, and the command values cv u 1, cv v 1 and cv w 1 is calculated. That is, the first coordinate converter 44 converts 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 to the V-phase voltage, and the command value cv w 1 to the W-phase voltage.

インバータ回路部５１は、指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１に応じた３相電圧を電動機１５に供給する。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、電動機１５に供給される電力を制御する。 The inverter circuit unit 51 supplies the electric motor 15 with three-phase voltages corresponding to the command values cv u 1, cv v 1, and cv w 1 . The control unit 4 controls the power supplied to the electric motor 15 by PWM (Pulse Width Modulation) control of the inverter circuit unit 51 .

電動機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。 The electric motor 15 is driven by electric power (three-phase voltage) supplied from the inverter circuit section 51 to generate rotational power.

この結果、制御部４は、電動機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、電動機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電動機１５の角速度を制御する。 As a result, the control section 4 controls the excitation current flowing through the coil 141 of the electric motor 15 so that the magnitude of the excitation current corresponds to the command value cid1 generated by the magnetic flux control section 46 . Further, the control unit 4 controls the angular velocity of the electric motor 15 so that the angular velocity of the electric motor 15 corresponds to the command value cω<b>1 generated by the command value generating unit 41 .

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、電動機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から電動機１５への電力供給を停止させる。 The step-out detection unit 48 detects step-out of the electric motor 15 based on the current measurement values id1 and iq1 obtained from the second coordinate converter 45 and the command values cvd1 and cvq1 obtained from the current control unit 43. do. When step-out is detected, the step-out detection unit 48 sends a stop signal cs1 to the inverter circuit unit 51 to stop power supply from the inverter circuit unit 51 to the electric motor 15 .

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。より詳細には、打撃検知部４９は、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。 The impact detection unit 49 detects whether or not the impact mechanism 17 is impacting. More specifically, the impact detection unit 49 detects whether or not the impact mechanism 17 is impacting based on at least one of the torque current and the excitation current supplied to the coil 141 .

打撃検知部４９は、例えば、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１の交流成分の振幅とｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１の交流成分の振幅とのうち少なくとも一方が、対応する閾値よりも大きい場合に、打撃動作が行われていることを検知する。この場合に、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（打撃検知信号ｂ１）を出力する。 For example, when at least one of the amplitude of the AC component of the current measurement value id1 of the d-axis current and the amplitude of the AC component of the current measurement value iq1 of the q-axis current is larger than the corresponding threshold value, the impact detection unit 49 , to detect that a hitting action is being performed. In this case, the impact detection unit 49 outputs a detection result (impact detection signal b1) indicating that the impact mechanism 17 is performing impact operation.

（４）着座検知部
先端工具２８により、ねじがねじ締めされる。着座検知部５３は、ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する。より詳細には、着座検知部５３は、トルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）が増加した後、トルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）の変化量が所定量以下になることをもって、ねじがねじ締め対象の部材に着座したことを検知する。ねじ締め対象の部材は、例えば、木材７００（図４Ａ参照）である。 (4) Seating Detector A screw is tightened by the tip tool 28 . The seating detection unit 53 detects whether or not the screw is seated on the member to be screwed. More specifically, the seating detection unit 53 detects that the torque current acquisition value (current measurement value iq1) increases and then the amount of change in the torque current acquisition value (current measurement value iq1) becomes equal to or less than a predetermined amount. Detects seating on a member to be screwed. The member to be screwed is, for example, wood 700 (see FIG. 4A).

ここで、着座検知部５３は、電流測定値ｉｑ１を平滑化し、平滑化後の電流測定値ｉｑ１に基づいて着座を検知する。図３では、時点Ｔ３～Ｔ６において、平滑化後の電流測定値ｉｑ１を破線Ｌ１で図示している。平滑化後の電流測定値ｉｑ１は、時点Ｔ４～Ｔ５において増加した後、時点Ｔ５～Ｔ６において、その変化量が所定量以下となる。これをもって、着座検知部５３はねじの着座を検知する。より具体的には、着座検知部５３は、平滑化後の電流測定値ｉｑ１が所定時間（例えば、１００ミリ秒）に所定量（例えば、１０％）以上増加した後、その変化量がある範囲内（例えば、変化量の絶対値が電流測定値ｉｑ１の５％以下）の状態がある時間（例えば、１００ミリ秒）継続することをもって、ねじの着座を検知する。 Here, the seating detection unit 53 smoothes the measured current value iq1 and detects seating based on the smoothed measured current value iq1. In FIG. 3, the current measurement value iq1 after smoothing is shown by the dashed line L1 at times T3 to T6. The current measurement value iq1 after smoothing increases at time points T4 to T5, and then decreases to a predetermined amount or less at time points T5 to T6. With this, the seating detection unit 53 detects seating of the screw. More specifically, after the smoothed measured current value iq1 increases by a predetermined amount (eg, 10%) or more in a predetermined period of time (eg, 100 milliseconds), the seating detection unit 53 determines that the amount of change is within a range. (For example, the absolute value of the change is 5% or less of the current measurement value iq1) continues for a certain time (for example, 100 milliseconds) to detect the seating of the screw.

図４Ａ～図４Ｅは、電動工具１により木ねじ３０をねじ締め対象の部材（ここでは、木材７００）にねじ込む際の木ねじ３０の位置を時系列順に示した図である。図４Ａは図３の時点Ｔ１に対応する。図４Ｂは時点Ｔ３に、図４Ｃは時点Ｔ４に、図４Ｄは時点Ｔ５に、図４Ｅは時点Ｔ６に対応する。 4A to 4E are diagrams showing the position of the wood screw 30 in chronological order when the wood screw 30 is screwed into the member to be screwed (in this case, the wood 700) by the power tool 1. FIG. FIG. 4A corresponds to time T1 in FIG. FIG. 4B corresponds to time T3, FIG. 4C to time T4, FIG. 4D to time T5, and FIG. 4E to time T6.

図４Ａは、木ねじ３０が木材７００に穴をあける前の状態を示す。図４Ｂは、木ねじ３０が木材７００に穴をあけて木ねじ３０の一部が木材７００に埋め込まれた状態を示す。 FIG. 4A shows the state before the wood screw 30 drills the wood 700 . FIG. 4B shows a state in which the wood screw 30 drills a hole in the wood 700 and a part of the wood screw 30 is embedded in the wood 700 .

図４Ｃは、木ねじ３０の頭部３０１が木材７００に接した状態を示す。言い換えると、図４Ｃにおいて木ねじ３０が木材７００に着座している。図４Ｄは、木ねじ３０の頭部３０１が木材７００に埋め込まれ、頭部３０１の先端と木材７００の座面７０１（表面）とが略面一である状態を示す。図４Ｅは、木ねじ３０が木材７００に更に埋め込まれ、頭部３０１の先端が木材７００の座面７０１よりも奥に位置している状態を示す。 FIG. 4C shows the state where the head 301 of the wood screw 30 is in contact with the wood 700 . In other words, the wood screw 30 is seated in the wood 700 in FIG. 4C. FIG. 4D shows a state in which the head 301 of the wood screw 30 is embedded in the wood 700 and the tip of the head 301 and the bearing surface 701 (surface) of the wood 700 are substantially flush. FIG. 4E shows a state where the wood screw 30 is further embedded in the wood 700 and the tip of the head 301 is positioned deeper than the bearing surface 701 of the wood 700 .

着座を検知するとは、着座した直後の図４Ｃの状態を検知することと、図４Ｃよりも後の状態（例えば、図４Ｄ又は図４Ｅの状態）を検知することと、のうち少なくとも一方を行うことを言う。 Detecting seating means performing at least one of detecting the state of FIG. 4C immediately after seating and detecting the state after FIG. 4C (for example, the state of FIG. 4D or 4E). Say things.

制御部４は、ねじがねじ締め対象の部材に着座したことを着座検知部５３が検知すると、電動機１５の動作を停止させる（時点Ｔ６参照）。 When the seating detection unit 53 detects that the screw is seated on the member to be screwed, the control unit 4 stops the operation of the electric motor 15 (see time T6).

（５）動作例
次に、電動工具１の動作例について、図３、図４Ａ～図４Ｅを参照して説明する。図３において、「電池電圧」は、電源３２の電池電圧を指し、「電池電流」は、電源３２の電池電流を指す。図３では図示していないが、図３の動作例では、励磁電流の指令値ｃｉｄ１は常に０である。つまり、図３の動作例では、制御部４は、常に通常モードにて動作する。 (5) Operation Example Next, an operation example of the power tool 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4E. In FIG. 3 , “battery voltage” refers to the battery voltage of the power source 32 and “battery current” refers to the battery current of the power source 32 . Although not shown in FIG. 3, the excitation current command value cid1 is always 0 in the operation example of FIG. That is, in the operation example of FIG. 3, the controller 4 always operates in the normal mode.

まず、ユーザが先端工具２８を木ねじ３０に差し込み、木ねじ３０の先端をねじ締め対象の部材（ここでは、木材７００）に当てる（図４Ａ参照）。時点Ｔ１においてユーザが電動工具１のトリガボリューム２９を引く操作をすることで、電動機１５が回転を開始する。その後、トリガボリューム２９に対する引込み量に応じて、角速度ω１は徐々に変化する。時点Ｔ２付近において、トリガボリューム２９に対する引込み量は最大にされる。そのため、角速度ω１の指令値ｃω１が上限値Ｒ１まで徐々に増加し、これに応じて角速度ω１が徐々に増加する。また、出力軸２１にかかっているトルクが増加することにより、時点Ｔ３において、インパクト機構１７が打撃動作を開始する（図４Ｂ参照）。 First, the user inserts the tip tool 28 into the wood screw 30 and brings the tip of the wood screw 30 into contact with the member to be screwed (wood 700 in this case) (see FIG. 4A). When the user pulls the trigger volume 29 of the power tool 1 at time T1, the electric motor 15 starts rotating. After that, the angular velocity ω1 gradually changes according to the pull-in amount with respect to the trigger volume 29 . Around time T2, the pull-in amount for the trigger volume 29 is maximized. Therefore, the command value cω1 for the angular velocity ω1 gradually increases to the upper limit value R1, and accordingly the angular velocity ω1 gradually increases. Further, the impact mechanism 17 starts an impact operation at time T3 due to the increase in the torque applied to the output shaft 21 (see FIG. 4B).

その後、時点Ｔ４に（図４Ｃ参照）、木ねじ３０の頭部３０１が木材７００に接する（着座する）。時点Ｔ４以降に、木ねじ３０の頭部３０１が木材７００に埋め込まれる。時点Ｔ６において、着座検知部５３が木ねじ３０の着座を検知する。着座検知部５３が着座を検知すると、制御部４は、電動機１５の動作を停止させる。すなわち、制御部４は、電動機１５の角速度ω１の指令値ｃω１を０にする。これにより、電動機１５の角速度ω１は０となる。 After that, at time T4 (see FIG. 4C), the head 301 of the wood screw 30 contacts (seats on) the wood 700 . The head 301 of the wood screw 30 is embedded in the wood 700 after time T4. At time T6, the seating detector 53 detects that the wood screw 30 is seated. When the seating detection unit 53 detects seating, the control unit 4 stops the operation of the electric motor 15 . That is, the control unit 4 sets the command value cω1 of the angular velocity ω1 of the electric motor 15 to zero. As a result, the angular velocity ω1 of the electric motor 15 becomes zero.

（実施形態の変形例）
以下、実施形態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。 (Modification of embodiment)
Modifications of the embodiment are listed below. The following modified examples may be implemented in combination as appropriate.

着座検知部５３は、トルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）の増加速度及び増加後の大きさのうち少なくとも一方に基づいて、ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知してもよい。例えば、着座検知部５３は、電流測定値ｉｑ１を平滑化し、平滑化後の電流測定値ｉｑ１に基づいて着座を検知してもよい。着座検知部５３は、平滑化後の電流測定値ｉｑ１が所定時間（例えば、１００ミリ秒）に所定量（例えば、１０％）以上増加した後、平滑化後の電流測定値ｉｑ１がある範囲内の状態（例えば、所定の閾値より大きい状態）がある時間（例えば、１００ミリ秒）継続することをもって、ねじの着座を検知してもよい。 The seating detection unit 53 detects whether or not the screw is seated on the member to be screwed based on at least one of the speed of increase and the magnitude after the increase of the torque current acquired value (measured current value iq1). good too. For example, the seating detection unit 53 may smooth the measured current value iq1 and detect seating based on the smoothed measured current value iq1. After the smoothed measured current value iq1 increases by a predetermined amount (for example, 10%) or more in a predetermined time (for example, 100 milliseconds), the seating detection unit 53 determines that the smoothed current measured value iq1 is within a certain range. (eg, greater than a predetermined threshold) continues for a certain period of time (eg, 100 milliseconds) to detect the seating of the screw.

着座検知部５３は、打撃検知部４９がインパクト機構１７の打撃動作を検知してから、所定のマスク期間が経過した後に、着座の有無の検知を開始してもよい。 The seating detection unit 53 may start detecting whether or not the user is seated after a predetermined mask period has elapsed after the impact detection unit 49 has detected the impact operation of the impact mechanism 17 .

取得部６０は、トルク電流取得値としての電流測定値ｉｑ１を取得する構成に限定されない。取得部６０は、トルク電流取得値としてのトルク電流の指令値ｃｉｑ１を取得する構成であってもよい。この場合、取得部６０は、少なくとも速度制御部４２を含む。 The acquisition unit 60 is not limited to a configuration that acquires the current measurement value iq1 as the torque current acquisition value. The acquisition unit 60 may be configured to acquire the torque current command value ciq1 as the torque current acquisition value. In this case, the acquisition unit 60 includes at least the speed control unit 42 .

また、取得部６０は、取得部６０自身により電流測定値ｉｑ１を算出することで、電流測定値ｉｑ１を取得する構成に限定されない。取得部６０は、取得部６０以外の構成から電流測定値ｉｑ１を取得してもよい。 Further, the acquisition unit 60 is not limited to the configuration in which the current measurement value iq1 is acquired by calculating the current measurement value iq1 by the acquisition unit 60 itself. The acquisition unit 60 may acquire the current measurement value iq1 from a configuration other than the acquisition unit 60 .

電動工具１は、インパクト工具に限らず、インパクト機構１７を備えていない電動工具に適用されてもよい。電動工具１の構成は、例えば、インパクト工具に代えて、電動のドライバ、ドリル、ドリルドライバ、フライス、グラインダ、クリーナ、ジグソー又はホールソーに適用されてもよい。 The power tool 1 is not limited to an impact tool, and may be applied to a power tool that does not have an impact mechanism 17 . The configuration of the power tool 1 may be applied to, for example, an electric driver, drill, drill driver, milling cutter, grinder, cleaner, jigsaw, or hole saw instead of the impact tool.

先端工具２８を用いた特定の作業時には、電流測定値ｉｑ１が増加し、その後、作業が完了した場合（例えば、ねじが着座した場合）、及び、不具合の発生時等には、電流測定値ｉｑ１の増加速度の減少、又は、電流測定値ｉｑ１の減少等が起きる。そこで、検知部（着座検知部５３）は、電流測定値ｉｑ１の増加を検知した後、電流測定値ｉｑ１の増加速度の減少、又は、電流測定値ｉｑ１の減少等を検知することで、作業の進行状況を検知してもよい。例えば、電流測定値ｉｑ１の変化速度又は電流測定値ｉｑ１の瞬時値を対応する閾値と比較することで、電流測定値ｉｑ１又はその増加速度の、増加又は減少を検知することができる。 During a specific work using the tip tool 28, the measured current value iq1 increases, and after that, when the work is completed (for example, when the screw is seated) or when a problem occurs, the measured current value iq1 or a decrease in the measured current value iq1 occurs. Therefore, the detection unit (seating detection unit 53), after detecting an increase in the measured current value iq1, detects a decrease in the rate of increase of the measured current value iq1, a decrease in the measured current value iq1, or the like. Progress may be detected. For example, by comparing the change rate of the current measurement value iq1 or the instantaneous value of the current measurement value iq1 with a corresponding threshold value, it is possible to detect an increase or decrease in the current measurement value iq1 or its increasing speed.

本開示の内容がドリル、フライス、ジグソー又はホールソーに適用される場合に、着座検知部５３に相当する検知部は、例えば、作業が完了したか否かを検知してもよい。本開示の内容がドリルに適用される場合は、作業の完了とは、先端工具としてのドリルビットが穴あけ対象の部材（木材等）を貫通することである。本開示の内容がフライス、ジグソー又はホールソーに適用される場合は、作業の完了とは、先端工具が切断対象の部材（木材等）を切断することである。検知部は、例えば、トルク電流の電流測定値ｉｑ１が第１の閾値よりも大きい状態から、所定時間以内に、第２の閾値以上低下することをもって、作業の完了を検知してもよい。検知部が作業の完了を検知すると、制御部４は、電動機１５の動作を停止させてもよい。 When the contents of the present disclosure are applied to a drill, a milling cutter, a jigsaw, or a hole saw, the detection unit corresponding to the seating detection unit 53 may detect, for example, whether or not the work has been completed. When the content of the present disclosure is applied to a drill, the completion of the operation means that the drill bit as the tip tool penetrates the member to be drilled (such as wood). When the content of this disclosure is applied to a milling cutter, jigsaw or hole saw, completion of the operation means that the tip tool cuts the material to be cut (such as wood). For example, the detection unit may detect the completion of the work when the measured current value iq1 of the torque current decreases from being greater than the first threshold value to the second threshold value or more within a predetermined time. The control unit 4 may stop the operation of the electric motor 15 when the detection unit detects the completion of the work.

また、着座検知部５３に相当する検知部は、作業の進行中に発生する不具合を検知してもよい。不具合の一例は、先端工具２８が破損すること、又は、ねじのねじ穴が潰れること等である。検知部は、例えば、トルク電流の電流測定値ｉｑ１が第３の閾値よりも大きい状態から、所定時間以内に、第４の閾値以上低下することをもって、不具合を検知してもよい。検知部が不具合を検知すると、制御部４は、電動機１５の動作を停止させてもよい。 Further, a detection unit corresponding to the seating detection unit 53 may detect a problem that occurs during work. An example of a malfunction is breakage of the tip tool 28, crushing of a screw hole, or the like. For example, the detection unit may detect a failure when the current measurement value iq1 of the torque current decreases from being greater than the third threshold to the fourth threshold or more within a predetermined period of time. The control unit 4 may stop the operation of the electric motor 15 when the detection unit detects a malfunction.

また、着座検知部５３は、先端工具２８により駆動されるナットが着座したか否かを検知してもよい。ナットが着座するとは、ナットが回転しながら直線的に移動して、移動方向に配置された部材の座面又は座面に配置された座金等に接することを言う。ナットの着座の有無の検知には、例えば、ねじの着座の有無の検知と同様の判定条件が用いられればよい。着座検知部５３がナットの着座を検知すると、制御部４は、電動機１５の動作を停止させてもよい。 The seating detection unit 53 may also detect whether or not the nut driven by the tip tool 28 has been seated. When the nut is seated, it means that the nut moves linearly while rotating and comes into contact with the bearing surface of a member arranged in the movement direction or a washer or the like arranged on the bearing surface. For detecting whether or not the nut is seated, for example, the same determination condition as used for detecting whether or not the screw is seated may be used. The control unit 4 may stop the operation of the electric motor 15 when the seating detection unit 53 detects the seating of the nut.

検知部（着座検知部５３）は、作業の進行状況を検知するための判定条件を、先端工具２８の種類等に応じて、複数の条件の中から自動で切り替えてもよい。電動工具１は、例えば、先端工具２８の種類を先端工具２８に付された識別符号を読み取ることで判定し、先端工具２８の種類に応じて、作業の進行状況を検知するための判定条件を切り替えてもよい。 The detection unit (seating detection unit 53) may automatically switch the determination condition for detecting the progress of work from among a plurality of conditions according to the type of the tip tool 28 or the like. The power tool 1 determines, for example, the type of the tip tool 28 by reading an identification code attached to the tip tool 28, and sets a determination condition for detecting the progress of work according to the type of the tip tool 28. You can switch.

電動工具１は、着座検知部５３（検知部）の検知結果を報知する報知部を備えていてもよい。報知部は、例えば、ブザー又は光源を有し、着座検知部５３が着座を検知すると、音又は光を発することにより着座を報知する。 The power tool 1 may include a notification unit that notifies the detection result of the seating detection unit 53 (detection unit). The notification unit has, for example, a buzzer or a light source, and when the seating detection unit 53 detects the seating, it notifies the seating by emitting sound or light.

電動機１５は、交流電動機に限定されず、直流電動機であってもよい。また、回転式の電動機１５に代えて、リニアモータが用いられてもよい。 The electric motor 15 is not limited to an AC motor, and may be a DC motor. Also, a linear motor may be used instead of the rotary electric motor 15 .

電動機１５において、回転子１３がコイル１４１を有しており、かつ、永久磁石１３１が固定子１４を有していてもよい。 In the electric motor 15 , the rotor 13 may have the coils 141 and the permanent magnets 131 may have the stator 14 .

打撃検知部４９は、ショックセンサを備えていてもよい。ショックセンサは、ショックセンサに加えられた振動の大きさに応じた大きさの電圧又は電流を出力する。打撃検知部４９は、ショックセンサの出力に基づいてインパクト機構１７の打撃動作の有無を検知してもよい。ショックセンサは、インパクト機構１７で発生する振動が伝わる位置に配置されていればよい。例えば、インパクト機構１７の付近に配置されてもよいし、制御部４の付近に配置されてもよい。 The impact detection section 49 may include a shock sensor. The shock sensor outputs a voltage or current of magnitude corresponding to the magnitude of vibration applied to the shock sensor. The impact detection section 49 may detect whether or not the impact mechanism 17 is impacting based on the output of the shock sensor. The shock sensor may be arranged at a position where the vibration generated by the impact mechanism 17 is transmitted. For example, it may be arranged near the impact mechanism 17 or may be arranged near the control unit 4 .

先端工具２８は、電動工具１の構成に含まれていなくてもよい。 The tip tool 28 may not be included in the configuration of the power tool 1 .

電動工具１は、ビット回転測定部を備えていてもよい。ビット回転測定部は、出力軸２１の回転角を測定する。ここでは、出力軸２１の回転角は、先端工具２８（ビット）の回転角に等しい。ビット回転測定部としては、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。 The power tool 1 may include a bit rotation measuring section. The bit rotation measuring section measures the rotation angle of the output shaft 21 . Here, the rotation angle of the output shaft 21 is equal to the rotation angle of the tip tool 28 (bit). For example, a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be used as the bit rotation measuring unit.

（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。 (summary)
The following aspects are disclosed from the embodiments and the like described above.

第１の態様に係る電動工具１は、電動機１５と、出力軸２１と、取得部６０と、検知部（着座検知部５３）と、を備える。出力軸２１は、先端工具２８を保持する。出力軸２１は、電動機１５により駆動される。取得部６０は、電動機１５に供給されるトルク電流の値を取得する。検知部は、取得部６０で取得されたトルク電流の値であるトルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）に基づいて、先端工具２８による作業の進行状況を検知する。 The power tool 1 according to the first aspect includes an electric motor 15, an output shaft 21, an acquisition section 60, and a detection section (seating detection section 53). The output shaft 21 holds the tip tool 28 . The output shaft 21 is driven by the electric motor 15 . The acquisition unit 60 acquires the value of torque current supplied to the electric motor 15 . The detection unit detects the progress of work by the tool bit 28 based on the torque current acquisition value (current measurement value iq1) that is the value of the torque current acquired by the acquisition unit 60 .

上記の構成によれば、電動工具１がトルクセンサを備えていなくても、作業の進行状況を検知することができる。 According to the above configuration, the progress of work can be detected even if the power tool 1 does not include a torque sensor.

また、第２の態様に係る電動工具１では、第１の態様において、出力軸２１は、ねじを締めるためのドライバビットを先端工具２８として保持する。検知部（着座検知部５３）は、ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知する。 In addition, in the electric power tool 1 according to the second aspect, the output shaft 21 holds a driver bit for tightening a screw as the tip tool 28 in the first aspect. The detection unit (seating detection unit 53) detects whether or not the screw is seated on the member to be screwed.

上記の構成によれば、ねじの着座を検知できるので、着座後にねじを締め過ぎることを抑制するための対策等を実施することが可能となる。 According to the above configuration, since it is possible to detect the seating of the screw, it is possible to take measures to prevent the screw from being over-tightened after seating.

また、第３の態様に係る電動工具１では、第２の態様において、検知部（着座検知部５３）は、トルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）が増加した後、トルク電流取得値の変化量が所定量以下になることをもって、ねじが部材に着座したことを検知する。 In addition, in the electric power tool 1 according to the third aspect, in the second aspect, the detection unit (seating detection unit 53) detects a change in the torque current acquisition value after the torque current acquisition value (current measurement value iq1) increases. When the amount becomes equal to or less than a predetermined amount, it is detected that the screw is seated on the member.

上記の構成によれば、簡素な処理によりねじの着座を検知できる。 According to the above configuration, the seating of the screw can be detected by a simple process.

また、第４の態様に係る電動工具１では、第２又は３の態様において、検知部（着座検知部５３）は、トルク電流取得値（電流測定値ｉｑ１）の増加速度及び増加後の大きさのうち少なくとも一方に基づいて、ねじが部材に着座したか否かを検知する。 In addition, in the electric power tool 1 according to the fourth aspect, in the second or third aspect, the detection unit (seating detection unit 53) detects an increase speed of the torque current acquired value (current measured value iq1) and a magnitude after the increase. Based on at least one of the above, it is detected whether or not the screw is seated on the member.

上記の構成によれば、簡素な処理によりねじの着座を検知できる。 According to the above configuration, the seating of the screw can be detected by a simple process.

また、第５の態様に係る電動工具１は、第２～４の態様のいずれか１つにおいて、制御部４を更に備える。制御部４は、検知部（着座検知部５３）の検知結果に基づいて電動機１５の動作を制御する。制御部４は、ねじが部材に着座したことを検知部が検知すると、電動機１５の動作を停止させる。 In addition, the power tool 1 according to the fifth aspect further includes a control section 4 in any one of the second to fourth aspects. The control unit 4 controls the operation of the electric motor 15 based on the detection result of the detection unit (seating detection unit 53). The control unit 4 stops the operation of the electric motor 15 when the detection unit detects that the screw is seated on the member.

上記の構成によれば、ねじの締め過ぎを抑制できる。 According to the above configuration, overtightening of the screws can be suppressed.

また、第６の態様に係る電動工具１は、第１～４の態様のいずれか１つにおいて、制御部４を更に備える。制御部４は、検知部（着座検知部５３）の検知結果に基づいて電動機１５の動作を制御する。 In addition, the power tool 1 according to the sixth aspect further includes a control section 4 in any one of the first to fourth aspects. The control unit 4 controls the operation of the electric motor 15 based on the detection result of the detection unit (seating detection unit 53).

上記の構成によれば、作業の進行状況に応じて電動機１５を制御することができる。 According to the above configuration, the electric motor 15 can be controlled according to the progress of work.

第１の態様以外の構成については、電動工具１に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 Configurations other than the first mode are not essential components of the power tool 1 and can be omitted as appropriate.

１ 電動工具
４ 制御部
１５ 電動機
２１出力軸
２８ 先端工具
５３ 着座検知部（検知部）
６０ 取得部
ｉｑ１ 電流測定値（トルク電流取得値） 1 electric tool 4 control unit 15 electric motor 21 output shaft 28 tip tool 53 seating detection unit (detection unit)
60 acquisition unit iq1 current measurement value (torque current acquisition value)

Claims (5)

電動機と、
先端工具を保持し、前記電動機により駆動される出力軸と、
前記電動機に供給されるトルク電流の値を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記トルク電流の値であるトルク電流取得値に基づいて、前記先端工具による作業の進行状況を検知する検知部と、を備え、
前記出力軸は、ねじを締めるためのドライバビットを前記先端工具として保持し、
前記検知部は、前記ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知し、
前記検知部は、前記トルク電流取得値が増加した後、前記トルク電流取得値の変化量が所定量以下になることをもって、前記ねじが前記部材に着座したことを検知する、
電動工具。 an electric motor;
an output shaft that holds a tip tool and is driven by the electric motor;
an acquisition unit that acquires the value of the torque current supplied to the electric motor;
a detection unit that detects the progress of work with the tip tool based on the torque current acquisition value that is the value of the torque current acquired by the acquisition unit ;
The output shaft holds a driver bit for tightening a screw as the tip tool,
The detection unit detects whether or not the screw is seated on a member to be screwed,
The detection unit detects that the screw is seated on the member when the amount of change in the torque current obtained value becomes equal to or less than a predetermined amount after the torque current obtained value increases.
Electric tool. 電動機と、 an electric motor;
先端工具を保持し、前記電動機により駆動される出力軸と、 an output shaft that holds a tip tool and is driven by the electric motor;
前記電動機に供給されるトルク電流の値を取得する取得部と、 an acquisition unit that acquires the value of the torque current supplied to the electric motor;
前記取得部で取得された前記トルク電流の値であるトルク電流取得値に基づいて、前記先端工具による作業の進行状況を検知する検知部と、を備え、 a detection unit that detects the progress of work with the tip tool based on the torque current acquisition value, which is the value of the torque current acquired by the acquisition unit;
前記出力軸は、ねじを締めるためのドライバビットを前記先端工具として保持し、 The output shaft holds a driver bit for tightening a screw as the tip tool,
前記検知部は、前記ねじがねじ締め対象の部材に着座したか否かを検知し、 The detection unit detects whether or not the screw is seated on a member to be screwed,
前記検知部は、前記トルク電流取得値の増加後の大きさに基づいて、前記ねじが前記部材に着座したか否かを検知する、 The detection unit detects whether or not the screw is seated on the member based on the increased magnitude of the acquired torque current value.
電動工具。 Electric tool. 前記検知部は、前記トルク電流取得値の増加速度及び増加後の大きさのうち少なくとも一方に基づいて、前記ねじが前記部材に着座したか否かを検知する、 The detection unit detects whether or not the screw is seated on the member based on at least one of an increase speed and a magnitude after the increase of the torque current acquired value.
請求項１に記載の電動工具。 The power tool according to claim 1. 前記検知部の検知結果に基づいて前記電動機の動作を制御する制御部を更に備え、 further comprising a control unit that controls the operation of the electric motor based on the detection result of the detection unit;
前記制御部は、前記ねじが前記部材に着座したことを前記検知部が検知すると、前記電動機の動作を停止させる、 The control unit stops the operation of the electric motor when the detection unit detects that the screw is seated on the member.
請求項１～３のいずれか一項に記載の電動工具。 The power tool according to any one of claims 1-3. 前記検知部の検知結果に基づいて前記電動機の動作を制御する制御部を更に備える、 Further comprising a control unit that controls the operation of the electric motor based on the detection result of the detection unit,
請求項１～３のいずれか一項に記載の電動工具。 The power tool according to any one of claims 1-3.
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