JP2021074808A - Electric power tool - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapanese本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、ねじを作業対象とする電動工具に関する。 The present disclosure relates generally to power tools, and more specifically to power tools for which screws are the work subject.
特許文献１に記載のインパクト工具（電動工具）は、モータと、駆動軸と、出力軸と、ソケット（先端工具）と、を有する。モータの回転は駆動軸を介して出力軸に伝達される。出力軸は、ソケットに連結される。ソケットは、被締め付け部材であるボルト（ねじ）の頭部やナットと嵌合する角孔を備えている。 The impact tool (electric tool) described in
特許文献１記載のインパクト工具等の電動工具において、電動工具の動作中にソケット等の先端工具がボルト等のねじから外れる現象であるカムアウトが起きることがある。 In a power tool such as an impact tool described in
本開示は、カムアウトが起きる可能性を低減できる電動工具を提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a power tool capable of reducing the possibility of a come-out.
本開示の一態様に係る電動工具は、電動機と、トルク伝達部と、カムアウトセンサと、制御部と、を備える。前記トルク伝達部は、前記電動機のトルクを先端工具に伝達する。前記カムアウトセンサは、カムアウトの予兆に伴う物理量の変化を検知する。前記カムアウトは、前記電動機の動作中に前記先端工具とねじとの嵌合が解除される現象である。前記ねじは、前記先端工具による作業対象の部材である。前記制御部は、前記カムアウトセンサの検知結果に基づいて前記電動機と前記トルク伝達部とのうち少なくとも一方を制御する。 The power tool according to one aspect of the present disclosure includes a motor, a torque transmission unit, a come-out sensor, and a control unit. The torque transmission unit transmits the torque of the electric motor to the tip tool. The come-out sensor detects a change in a physical quantity accompanying a sign of a come-out. The come-out is a phenomenon in which the tip tool and the screw are disengaged during the operation of the electric motor. The screw is a member to be worked on by the tip tool. The control unit controls at least one of the motor and the torque transmission unit based on the detection result of the come-out sensor.
本開示は、カムアウトが起きる可能性を低減できるという利点がある。 The present disclosure has the advantage of reducing the likelihood of a come-out.
（１）概要
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。(1) Outline Hereinafter, the
本実施形態の電動工具１は、図１、図２に示すように、電動機３と、トルク伝達部４と、カムアウトセンサ８と、制御部７と、を備えている。トルク伝達部４は、電動機３のトルクを先端工具６２に伝達する。カムアウトセンサ８は、カムアウトの予兆に伴う物理量の変化を検知する。カムアウトは、電動機３の動作中に先端工具６２とねじ９との嵌合が解除される現象である。ねじ９は、先端工具６２による作業対象の部材である。制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態によれば、カムアウトが起きる可能性を低減できる。すなわち、カムアウトが起きる前に、カムアウトセンサ８によりカムアウトの予兆に伴う物理量の変化を事前に検知することができる。そして、制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて電動機３を制御することで、カムアウトを未然に防ぐことができる。また、カムアウトが起きた場合であっても、電動機３を停止させる等の措置を早期に取ることができる。 According to this embodiment, the possibility of a come-out can be reduced. That is, before the come-out occurs, the come-out
（２）構成
電動工具１の構成についてより詳細に説明する。以下の説明では、後述する駆動軸４１と出力軸６１とが並んでいる方向を前後方向と規定し、駆動軸４１から見て出力軸６１側を前とし、出力軸６１から見て駆動軸４１側を後とする。また、以下の説明では、後述する胴体部２１とグリップ部２２とが並んでいる方向を上下方向と規定し、グリップ部２２から見て胴体部２１側を上とし、胴体部２１から見てグリップ部２２側を下とする。(2) Configuration The configuration of the
本実施形態の電動工具１は、可搬型の電動工具である。電動工具１は、電動機３と、トルク伝達部４と、カムアウトセンサ８と、制御部７と、出力軸６１と、第１ハウジング２と、トリガボリューム２３と、を備えている。 The
第１ハウジング２は、電動機３、トルク伝達部４、カムアウトセンサ８及び制御部７と、出力軸６１の一部と、を収容している。第１ハウジング２は、胴体部２１と、グリップ部２２と、を有している。胴体部２１の形状は、円筒状である。グリップ部２２は、胴体部２１から突出している。 The
トリガボリューム２３は、グリップ部２２から突出している。トリガボリューム２３は、電動機３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。なお、本開示において、「電動機３の回転」とは、電動機３の回転軸３１１の回転を意味する。トリガボリューム２３を引く操作により、電動機３のオンオフを切替可能である。また、トリガボリューム２３を引く操作の引込み量で、電動機３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３の回転速度が速くなる。制御部７は、トリガボリューム２３を引く操作の引込み量に応じて、電動機３を回転又は停止させ、また、電動機３の回転速度を制御する。本実施形態の電動工具１では、先端工具６２（ビット）が、出力軸６１に装着される。出力軸６１は、電動機３の回転力を受けて先端工具６２と共に回転する。そして、トリガボリューム２３への操作によって電動機３の回転速度が制御されることで、先端工具６２の回転速度が制御される。 The
先端工具６２は、例えば、ドライバビットである。本実施形態の先端工具６２は、先端部６２０が＋（プラス）形に形成されたプラスドライバビットである。先端工具６２は、作業対象のねじ９（ボルト又はビス等）と嵌合する。先端工具６２がねじ９と嵌合した状態で先端工具６２が回転することにより、ねじ９を締め付ける又は緩めるといった作業が可能となる。ねじ９は、頭部９１と、ねじ部９２と、を含んでいる。頭部９１の形状は、円盤状である。ねじ部９２は、頭部９１から突出している。頭部９１は、＋形のねじ穴９１０（図４参照）を有している。本実施形態では、ねじ９のねじ穴９１０に先端工具６２の先端部６２０の少なくとも一部が挿入された状態を指して、先端工具６２とねじ９とが嵌合していると言う。また、電動機３の動作（回転）中に、先端工具６２とねじ９とが嵌合している状態から、先端工具６２の先端部６２０がねじ穴９１０の外に出ることを指して、先端工具６２とねじ９との嵌合が解除される現象、すなわち、カムアウトが起きると言う。そして、先端部６２０がねじ穴９１０の中に有るときであって、これからカムアウトが起きることが予測されるとき、カムアウトの予兆が有ると言う。例えば、後述するように、先端工具６２からねじ９への押付力が所定の変化速度以上で増加すると、先端部６２０がねじ９からの反力により押し返されてカムアウトが起きると予測されるので、制御部７は、カムアウトの予兆が有ると判定する。 The
電動工具１には、充電式の電池パックが着脱可能に取り付けられる。電動工具１は、電池パックを電源として動作する。すなわち、電池パックは、電動機３を駆動する電流を供給する電源である。電池パックは、電動工具１の構成要素ではない。ただし、電動工具１は、電池パックを備えていてもよい。電池パックは、複数の二次電池（例えば、リチウムイオン電池）を直列接続して構成された組電池と、組電池を収容したケースと、を備えている。 A rechargeable battery pack is detachably attached to the
電動機３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３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３は、回転軸３１１及び永久磁石３１２を有する回転子３１と、コイル３２１を有する固定子３２と、を含んでいる。永久磁石３１２とコイル３２１との電磁的相互作用により、回転子３１は、固定子３２に対して回転する。 The
また、電動機３は、サーボモータである。電動機３のトルク及び回転数は、制御部７（サーボドライバ）による制御に応じて変化する。より詳細には、制御部７は、電動機３のトルク及び回転数を目標値に近づけるように制御するフィードバック制御により電動機３の動作を制御している。また、制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に応じて、トルク目標値及び回転数目標値（速度目標値）を変化させることで電動機３に対する制御を変化させる。一例として、制御部７は、ベクトル制御を行う。ベクトル制御は、電動機３に供給される電流を、トルク（回転力）を発生する電流成分と磁束を発生する電流成分とに分解し、それぞれの電流成分を独立に制御するモータ制御方式の一種である。 Further, the
また、制御部７は、電動機３の回転数が所定範囲内となるように電動機３の回転数を制御し、かつ、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて電動機３の回転数を制御する。より詳細には、制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて決定した回転数目標値が所定範囲よりも大きい場合に、回転数目標値を所定範囲の上限値に変更する。また、制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて決定した回転数目標値が所定範囲よりも小さい場合に、回転数目標値を所定範囲の下限値に変更する。 Further, the
出力軸６１は、先端工具６２を保持する。より詳細には、出力軸６１には、先端工具６２が着脱可能である。出力軸６１は、電動機３のトルクをトルク伝達部４から先端工具６２に伝達する。これにより、先端工具６２が回転する。 The
トルク伝達部４は、インパクト機構４０を有している。本実施形態の電動工具１は、インパクト機構４０による打撃動作を行いながらねじ締めを行う、電動式のインパクトドライバである。インパクト機構４０は、打撃動作において、電動機３の動力に基づいて打撃力を発生させ、その打撃力は先端工具６２に作用する。 The
トルク伝達部４は、インパクト機構４０に加えて、遊星歯車機構４８を有している。インパクト機構４０は、駆動軸４１と、ハンマ４２と、復帰ばね４３と、アンビル４５と、２つの鋼球４９と、を含んでいる。電動機３の回転軸３１１の回転は、遊星歯車機構４８を介して、駆動軸４１に伝達される。トルク伝達部４は、電動機３のトルクを駆動軸４１を介して先端工具６２に伝達する。駆動軸４１は、電動機３と出力軸６１との間に配置されている。 The
制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて、電動機３の回転数と、遊星歯車機構４８の変速比と、を変化させる。これにより駆動軸４１の回転数が変化する。 The
ハンマ４２は、アンビル４５に対して移動し、電動機３から動力を得てアンビル４５に回転打撃を加える。図２、図３に示すように、ハンマ４２は、ハンマ本体４２０と、２つの突起４２５と、を含んでいる。２つの突起４２５は、ハンマ本体４２０のうち出力軸６１側の面から突出している。ハンマ本体４２０は、駆動軸４１が通される貫通孔４２１を有している。また、ハンマ本体４２０は、貫通孔４２１の内周面に、２つの溝部４２３を有している。駆動軸４１は、その外周面に、２つの溝部４１３を有している。２つの溝部４１３は、つながっている。２つの溝部４２３と２つの溝部４１３との間には、２つの鋼球４９が挟まれている。２つの溝部４２３と２つの溝部４１３と２つの鋼球４９とは、カム機構を構成している。２つの鋼球４９が移動しながら、ハンマ４２は、駆動軸４１に対して、駆動軸４１の軸方向に移動可能であり、かつ、駆動軸４１に対して回転可能である。ハンマ４２が駆動軸４１の軸方向に沿って出力軸６１に近づく向き又は出力軸６１から遠ざかる向きに移動するのに伴って、ハンマ４２が駆動軸４１に対して回転する。 The
アンビル４５は、出力軸６１と一体に形成されている。アンビル４５は、出力軸６１を介して先端工具６２を保持する。アンビル４５は、アンビル本体４５０と、２つの爪部４５５と、を含んでいる。アンビル本体４５０の形状は、円環状である。２つの爪部４５５は、アンビル本体４５０からアンビル本体４５０の径方向に突出している。アンビル４５は、駆動軸４１の軸方向においてハンマ本体４２０と対向している。また、インパクト機構４０が打撃動作を行っていない場合には、駆動軸４１の回転方向においてハンマ４２の２つの突起４２５とアンビル４５の２つの爪部４５５とが接しながら、ハンマ４２とアンビル４５とが一体に回転する。そのため、このとき、駆動軸４１と、ハンマ４２と、アンビル４５と、出力軸６１とが一体に回転する。 The
復帰ばね４３は、ハンマ４２と遊星歯車機構４８との間に挟まれている。本実施形態の復帰ばね４３は、円錐コイルばねである。インパクト機構４０は、ハンマ４２と復帰ばね４３との間に挟まれた複数（図２では２つ）の鋼球５０と、リング５１と、を更に含んでいる。これにより、ハンマ４２は、復帰ばね４３に対して回転可能となっている。ハンマ４２は、駆動軸４１の軸方向に沿った方向において、出力軸６１に向かう向きの力を復帰ばね４３から受けている。 The
以下では、駆動軸４１の軸方向においてハンマ４２が出力軸６１に向かう向きに移動することを、「ハンマ４２が前進する」と称する。また、以下では、駆動軸４１の軸方向においてハンマ４２が出力軸６１から遠ざかる向きに移動することを、「ハンマ４２が後退する」と称す。 Hereinafter, the movement of the
インパクト機構４０では、負荷トルクが所定値以上となると、打撃動作が開始される。すなわち、負荷トルクが大きくなってくると、ハンマ４２とアンビル４５との間で発生する力のうち、ハンマ４２を後退させる向きの分力も大きくなってくる。負荷トルクが所定値以上となると、ハンマ４２は、復帰ばね４３を圧縮させながら後退する。そして、ハンマ４２が後退することにより、ハンマ４２の２つの突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５を乗り越えつつ、ハンマ４２が回転する。その後、ハンマ４２が復帰ばね４３からの復帰力を受けて前進する。そして、駆動軸４１が略半回転すると、ハンマ４２の２つの突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５の側面４５５０に衝突する。インパクト機構４０では、駆動軸４１が略半回転するごとにハンマ４２の２つの突起４２５がアンビル４５の２つの爪部４５５に衝突する。つまり、駆動軸４１が略半回転するごとにハンマ４２がアンビル４５に回転打撃を加える。 In the
このように、インパクト機構４０では、ハンマ４２とアンビル４５との衝突が繰り返し発生する。この衝突によるトルクにより、衝突が無い場合と比較して、ねじ９を強力に締め付けることができる。 In this way, in the
以下、電動工具１においてカムアウトが起きるメカニズムの第１例を説明する。電動機３の回転数が不安定である場合等に、ハンマ４２は移動可能な範囲における前端まで前進し、その結果、先端工具６２からねじ９への押付力が瞬間的に増加することがある。その後、ねじ９から先端工具６２への反作用により先端工具６２がねじ９から離れ、カムアウトが起きることがある。 Hereinafter, a first example of a mechanism in which a come-out occurs in the
次に、電動工具１においてカムアウトが起きるメカニズムの第２例を説明する。ねじ９のねじ穴９１０（図４参照）にはテーパ面９１１が設けられており、ねじ９の軸方向と交差する方向の力が先端工具６２からテーパ面９１１に加わると、先端工具６２は、テーパ面９１１に沿ってねじ穴９１０の外へ移動することがある。すなわち、カムアウトが起きることがある。例えば、ねじ９に対する先端工具６２の向きが斜め向きであるために先端工具６２からねじ９に加わる力のうちねじ９の軸方向と交差する方向の成分が比較的大きくなる場合等に、第２例のメカニズムでカムアウトが起きることがある。また、電動機３の回転数に対して先端工具６２からねじ９への押付力が不足している場合等に、第２例のメカニズムでカムアウトが起きることがある。 Next, a second example of the mechanism in which the come-out occurs in the
第１例で説明したメカニズム、第２例で説明したメカニズム、又はそれらの両方が原因となって、カムアウトが起きることがある。 A come-out can occur due to the mechanism described in the first example, the mechanism described in the second example, or both.
電動工具１は、保持台１１と、第２ハウジング１２と、駆動回路１３と、ファン１４と、カバー１５と、軸受１６と、軸受１７と、を更に備えている。これらは、第１ハウジング２に収容されている。 The
保持台１１の形状は、有底円筒状である。保持台１１は、その内側に遊星歯車機構４８を保持している。すなわち、保持台１１は、遊星歯車機構４８のギアを回転可能に保持している。また、保持台１１は、軸受１７を保持している。保持台１１に保持された軸受１７と、カバー１５に保持された軸受１６とは、電動機３の回転軸３１１を回転可能に保持している。すなわち、保持台１１は、軸受１７を介して回転軸３１１を回転可能に保持している。電動機３の回転軸３１１は、保持台１１の底面に形成された貫通孔に挿入されており、遊星歯車機構４８に連結されている。 The shape of the holding table 11 is a bottomed cylinder. The holding
第２ハウジング１２の形状は、円筒状である。第２ハウジング１２の直径は、前方ほど小さい。第２ハウジング１２は、保持台１１と、トルク伝達部４と、を収容している。 The shape of the
保持台１１は、第２ハウジング１２に接している。より詳細には、保持台１１の前側部分の断面形状と第２ハウジング１２の断面形状とはいずれも円環状であり、保持台１１は、第２ハウジング１２に内接している。保持台１１は、第２ハウジング１２に囲まれている。第２ハウジング１２は、第１ハウジング２に囲まれている。 The holding
保持台１１は、第１ハウジング２に接している。より詳細には、保持台１１の後側部分と第１ハウジングの内面とが接している。 The holding
駆動回路１３は、電動機３の後方に配置されている。駆動回路１３は、基板１３０と、複数のパワー素子と、ロータリセンサと、を含む。各パワー素子は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）素子である。ロータリセンサは、例えば、ホールＩＣを含む。ロータリセンサは、電動機３の回転子３１の回転角を検知する。 The
制御部７は、駆動回路１３を介して、電動機３を制御する。すなわち、制御部７は、駆動回路１３の複数のＦＥＴ素子のオンオフを切り替えることで、複数のＦＥＴ素子を経由して電動機３に供給される電力を制御する。 The
また、制御部７は、遊星歯車機構４８の変速比を切り替える。すなわち、制御部７は、遊星歯車機構４８のギアを切り替える。制御部７は、例えば、アクチュエータを駆動することで遊星歯車機構４８のギアをスライド移動させることにより、ギアを切り替える。 Further, the
ファン１４は、電動機３と保持台１１との間に配置されている。ファン１４は、前方へ流れる風を発生させる。これにより、ファン１４は、第１ハウジング２の内部空間を空冷する。 The
カバー１５は、駆動回路１３の後方に配置されている。カバー１５は、駆動回路１３を覆っている。第１ハウジング２の後端部分の内面形状と、カバー１５の外面形状とは、略一致する。第１ハウジング２の内面とカバー１５の外面とが接している。 The
カムアウトセンサ８は、測定部８０を有している。本実施形態のカムアウトセンサ８は、測定部８０のみからなる。測定部８０は、押付力を測定する。上記押付力は、先端工具６２がねじ９に押し付けられる力である。すなわち、上記押付力は、ねじ９に対して先端工具６２の軸方向（前向き）に作用する力である。制御部７は、測定部８０で測定された押付力に基づいて電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御する。これにより、カムアウトが起きる可能性の低減を図ることができる。より詳細には、制御部７は、測定部８０で測定された押付力が小さいほど、電動機３からトルク伝達部４を介して出力軸６１に伝達されるトルクを小さくする。また、例えば、制御部７は、測定部８０で測定された押付力が所定値以上のときは、遊星歯車機構４８の変速比を第１変速比にし、押付力が所定値未満のときは、遊星歯車機構４８の変速比を、第１変速比よりも小さい第２変速比にする。 The come-out
押付力は、電動工具１の作業者が電動工具１を掴んで加える力の大きさ、及び、インパクト機構４０の打撃動作により発生する振動等により変化する。押付力は、カムアウトの予兆に伴い変化する物理量である。 The pressing force changes depending on the magnitude of the force applied by the operator of the
測定部８０は、例えば、歪みセンサ（歪みゲージ）である。本実施形態の測定部８０は、抵抗式歪みセンサである。本実施形態の歪みセンサは、出力軸６１の表面に貼り付けられている。歪みセンサ（測定部８０）は、出力軸６１の歪みを測定する。出力軸６１の歪みは、先端工具６２からねじ９への押付力に相関する物理量である。歪みセンサは、出力軸６１にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた電気抵抗値を、電圧信号に変換し、検知結果として出力する。 The measuring
制御部７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７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。 The
制御部７は、測定部８０で測定された押付力に基づいてカムアウトの予兆の有無を判定し、判定結果に基づいて電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御する。制御部７は、測定部８０で測定された押付力の単位時間当たりの変化量が所定値（第１閾値）以上の場合、カムアウトの予兆が有ると判定する。 The
すなわち、カムアウトが起きるメカニズムの第１例で説明したように、先端工具６２からねじ９への押付力が瞬間的に増加し、その後、ねじ９から先端工具６２への反作用により先端工具６２がねじ９から離れ、カムアウトが起きることがある。先端工具６２からねじ９への押付力が瞬間的に増加することで、押付力の単位時間当たりの変化量も増加する。そのため、制御部７は、押付力の単位時間当たりの変化量を監視することで、カムアウトの予兆の有無を判定することができる。 That is, as described in the first example of the mechanism in which the come-out occurs, the pressing force from the
また、制御部７は、測定部８０で測定された押付力が第２閾値以下の場合、カムアウトの予兆が有ると判定する。 Further, the
すなわち、カムアウトが起きるメカニズムの第２例で説明したように、電動機３の回転数に対して先端工具６２からねじ９への押付力が不足している場合等に、カムアウトが起きることがある。そのため、制御部７は、押付力の大きさを監視することで、カムアウトの予兆の有無を判定することができる。 That is, as described in the second example of the mechanism in which the come-out occurs, the come-out may occur when the pressing force from the
第１閾値及び第２閾値は、例えば、制御部７のメモリに予め記録されている。 The first threshold value and the second threshold value are recorded in advance in the memory of the
なお、第１閾値は、インパクト機構４０が打撃動作を行っている場合と行っていない場合とで異なる値を取ってもよい。同様に、第２閾値は、インパクト機構４０が打撃動作を行っている場合と行っていない場合とで異なる値を取ってもよい。 The first threshold value may take a different value depending on whether the
制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいてカムアウトの予兆が有ると判定すると、電動機３の回転数を低下させる。これにより、駆動軸４１の回転数が低下するので、インパクト機構４０の打撃動作における打撃力の大きさが低下する。その結果、先端工具６２からねじ９に加わる力が低下する。また、ねじ９から先端工具６２に作用する、先端工具６２をねじ９から離れさせる向きの力（反力）が低下する。その結果、カムアウトが起きる可能性を低減できる。なお、本開示において、電動機３の回転数を低下させるとは、電動機３の回転数を０にする（停止させる）ことも含む。 When the
また、駆動軸４１の回転数が低下することで、インパクト機構４０の打撃動作における打撃力の発生間隔（すなわち、ハンマ４２とアンビル４５との衝突の周期）が長くなるので、カムアウトが起きる可能性を低減できる。 Further, as the rotation speed of the
また、制御部７は、カムアウトの予兆が有ると判定していないときは、カムアウトセンサ８（測定部８０）で測定された押付力が大きいほど、電動機３の回転数を増加させる。これにより、押付力が大きいほどトルクが大きい状態でねじ９を締める（又は緩める）ことができる。 Further, when the
（変形例１）
以下、変形例１に係る電動工具１について、図５を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。(Modification example 1)
Hereinafter, the
本変形例１の測定部８０は、保持台１１と第１ハウジング２（ハウジング）との間に生じる圧力を測定する。この点で、本変形例１は、実施形態と相違する。保持台１１と第１ハウジング２との間に生じる圧力は、先端工具６２からねじ９への押付力に相関する物理量である。また、保持台１１は、その内側にトルク伝達部４の遊星歯車機構４８を保持している。第１ハウジング２は、保持台１１を囲んでいる。以下、より詳細に説明する。 The measuring
測定部８０は、圧力センサである。測定部８０は、例えば、歪みセンサである。歪みセンサは、シート状に形成されている。図５に示すように、測定部８０は、保持台１１と第１ハウジング２との間に挟まれている。保持台１１のうち測定部８０を挟んでいる部位と、測定部８０と、第１ハウジング２の胴体部２１のうち測定部８０を挟んでいる部位とが、前後方向に並んでいる。 The measuring
電動機３の回転軸３１１が回転するのに伴って、遊星歯車機構４８のギアが回転する。回転軸３１１及び遊星歯車機構４８を保持している保持台１１には、回転軸３１１の回転トルク及び遊星歯車機構４８のギアの回転トルクによる圧力が加えられる。そのため、保持台１１と第１ハウジング２との間に圧力が生じ、この圧力は測定部８０により測定される。測定部８０により測定される圧力は、駆動軸４１の軸方向（前後方向）に沿った力による圧力である。制御部７は、測定部８０で測定された押付力に基づいて電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御する。 As the
なお、第１ハウジング２ではなく第２ハウジング１２が、本変形例１の第１ハウジング２と同様の働きをしてもよい。すなわち、測定部８０は、保持台１１と保持台１１を囲んでいる第２ハウジング１２との間に生じる圧力を測定してもよい。 The
（変形例２）
以下、変形例２に係る電動工具１について、図６を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。(Modification 2)
Hereinafter, the
本変形例２の測定部８０は、電動機３と電動機３を囲む第１ハウジング２（ハウジング）との間に生じる圧力を測定する。この点で、本変形例２は、実施形態と相違する。電動機３と第１ハウジング２との間に生じる圧力は、先端工具６２からねじ９への押付力に相関する物理量である。以下、より詳細に説明する。 The measuring
測定部８０は、圧力センサである。測定部８０は、例えば、歪みセンサである。図６に示すように、測定部８０は、カバー１５と軸受１６との間に挟まれている。カバー１５のうち測定部８０を挟んでいる部位と、測定部８０と、軸受１６とが、前後方向に並んでいる。 The measuring
電動機３の回転軸３１１が回転するのに伴って、軸受１６には、回転軸３１１の回転トルクによる圧力が加えられる。そのため、軸受１６とカバー１５との間に圧力が生じ、この圧力は測定部８０により測定される。測定部８０により測定される圧力は、電動機３と第１ハウジング２との間に生じる圧力に相関する。測定部８０により測定される圧力は、電動機３の回転軸３１１の軸方向（前後方向）に沿った力による圧力である。制御部７は、測定部８０で測定された押付力に基づいて電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御する。 As the
なお、測定部８０は、第１ハウジング２と軸受１６との間に挟まれていてもよい。すなわち、測定部８０は、第１ハウジング２と軸受１６との間に生じる圧力を測定してもよい。 The measuring
（実施形態のその他の変形例）
以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。(Other variants of the embodiment)
Hereinafter, other modifications of the embodiment will be listed. The following modifications may be realized in appropriate combinations. In addition, the following modified examples may be realized in combination with the above-mentioned modified examples as appropriate.
測定部８０としての歪みセンサは、出力軸６１ではなく、駆動軸４１に貼り付けられていて、駆動軸４１の歪みを測定してもよい。あるいは、歪みセンサは、軸受１７と保持台１１との間に挟まれていて、電動機３と保持台１１との間に生じる圧力を測定してもよい。それ以外にも、測定部８０は、先端工具６２からねじ９への押付力に相関する歪み又は圧力を測定可能な位置に適宜配置されていてもよい。 The strain sensor as the measuring
測定部８０は、抵抗式歪みセンサに限定されない。測定部８０は、例えば、ねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪みセンサであってもよい。磁歪式歪みセンサは、コイルを有している。測定部８０は、例えば、出力軸６１の近傍に配置される。測定部８０は、例えば、第２ハウジング１２又は第１ハウジング２に固定される。磁歪式歪みセンサは、出力軸６１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、出力軸６１の近傍の非回転部分に設置した上記コイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を、検知結果として出力する。 The measuring
磁歪式歪みセンサは、電動機３の近傍に配置されていてもよい。磁歪式歪みセンサは、電動機３の回転軸３１１の歪みを測定する。すなわち、電動機３の回転軸３１１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３の近傍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、検知結果として出力する。 The magnetostrictive strain sensor may be arranged in the vicinity of the
第１ハウジング２と第２ハウジング１２とが、１つの部材として形成されていてもよい。第１ハウジング２とカバー１５とが、１つの部材として形成されていてもよい。 The
制御部７は、測定部８０で測定された押付力が第１の値よりも小さい場合に、出力軸６１に伝達されるトルクを小さくしてもよい。また、制御部７は、測定部８０で測定された押付力が第２の値よりも大きい場合に、出力軸６１に伝達されるトルクを大きくしてもよい。第２の値は、第１の値よりも大きい。第１の値は、インパクト機構４０が打撃動作を行っている場合と行っていない場合とで異なる値を取ってもよい。同様に、第２の値は、インパクト機構４０が打撃動作を行っている場合と行っていない場合とで異なる値を取ってもよい。 When the pressing force measured by the measuring
制御部７は、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいて電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御する。ここで、カムアウトセンサ８の検知結果に基づいた制御は、インパクト機構４０が打撃動作を行っているときにのみ実行されてもよい。すなわち、制御部７は、インパクト機構４０が打撃動作を行っていないときは、カムアウトセンサ８の検知結果を用いずに電動機３とトルク伝達部４とを制御してもよい。 The
実施形態の制御部７は、電動機３の回転数が所定範囲（第１範囲）内となるように電動機３の回転数を制御する。これに対して、制御部７は、駆動軸４１の回転数が所定範囲（第２範囲）内となるように、電動機３とトルク伝達部４とのうち少なくとも一方を制御してもよい。第２範囲は、第１範囲とは異なる範囲である。 The
実施形態の制御部７の複数の機能が、複数の構成に分散して備えられていてもよい。例えば、制御部７の複数の機能のうち電動機３を制御する機能と、カムアウトの予兆の有無を判定する機能とが分散して備えられていてもよい。 A plurality of functions of the
カムアウトセンサ８が検知する物理量は、先端工具６２からねじ９への押付力に限定されない。カムアウトセンサ８は、カムアウトの予兆が有るときとカムアウトの予兆が無いときとで値又は変化速度等が異なる物理量を検知すればよい。 The physical quantity detected by the come-out
実施形態では、先端工具６２は、電動工具１の構成に含まれていない。ただし、先端工具６２は、電動工具１の構成に含まれていてもよい。 In the embodiment, the
第１ハウジング２の内部において、ファン１４の配置と駆動回路１３の配置とが逆であってもよい。 Inside the
（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)
From the embodiments described above, the following aspects are disclosed.
第１の態様に係る電動工具（１）は、電動機（３）と、トルク伝達部（４）と、カムアウトセンサ（８）と、制御部（７）と、を備える。トルク伝達部（４）は、電動機（３）のトルクを先端工具（６２）に伝達する。カムアウトセンサ（８）は、カムアウトの予兆に伴う物理量の変化を検知する。カムアウトは、電動機（３）の動作中に先端工具（６２）とねじ（９）との嵌合が解除される現象である。ねじ（９）は、先端工具（６２）による作業対象の部材である。制御部（７）は、カムアウトセンサ（８）の検知結果に基づいて電動機（３）とトルク伝達部（４）とのうち少なくとも一方を制御する。 The electric tool (1) according to the first aspect includes an electric motor (3), a torque transmission unit (4), a come-out sensor (8), and a control unit (7). The torque transmission unit (4) transmits the torque of the electric motor (3) to the tip tool (62). The come-out sensor (8) detects a change in physical quantity accompanying a sign of come-out. The come-out is a phenomenon in which the tip tool (62) and the screw (9) are disengaged from each other during the operation of the electric motor (3). The screw (9) is a member to be worked on by the tip tool (62). The control unit (7) controls at least one of the electric motor (3) and the torque transmission unit (4) based on the detection result of the come-out sensor (8).
上記の構成によれば、カムアウトが起きる可能性を低減できる。 According to the above configuration, the possibility of a come-out can be reduced.
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、カムアウトセンサ（８）は、測定部（８０）を有する。測定部（８０）は、先端工具（６２）がねじ（９）に押し付けられる力である押付力を測定する。制御部（７）は、測定部（８０）で測定された押付力に基づいて電動機（３）とトルク伝達部（４）とのうち少なくとも一方を制御する。 Further, in the power tool (1) according to the second aspect, in the first aspect, the come-out sensor (8) has a measuring unit (80). The measuring unit (80) measures the pressing force, which is the force with which the tip tool (62) is pressed against the screw (9). The control unit (7) controls at least one of the motor (3) and the torque transmission unit (4) based on the pressing force measured by the measurement unit (80).
上記の構成によれば、カムアウトセンサ（８）は、カムアウトの発生に直接関係する物理量である押付力を測定するので、カムアウトの予兆の有無の検知精度を向上させることができる。 According to the above configuration, the come-out sensor (8) measures the pressing force, which is a physical quantity directly related to the occurrence of the come-out, so that the accuracy of detecting the presence or absence of a sign of the come-out can be improved.
また、第３の態様に係る電動工具（１）は、第２の態様において、出力軸（６１）を更に備える。出力軸（６１）は、先端工具（６２）を保持する。出力軸（６１）は、電動機（３）のトルクをトルク伝達部（４）から先端工具（６２）に伝達する。測定部（８０）は、出力軸（６１）の歪みを、押付力に相関する物理量として測定する。 Further, the power tool (1) according to the third aspect further includes an output shaft (61) in the second aspect. The output shaft (61) holds the tip tool (62). The output shaft (61) transmits the torque of the electric motor (3) from the torque transmission unit (4) to the tip tool (62). The measuring unit (80) measures the distortion of the output shaft (61) as a physical quantity that correlates with the pressing force.
上記の構成によれば、カムアウトセンサ（８）は、押付力の大きさとの相関が比較的強い物理量である出力軸（６１）の歪みを測定するので、カムアウトの予兆の有無の検知精度を向上させることができる。 According to the above configuration, the come-out sensor (8) measures the distortion of the output shaft (61), which is a physical quantity having a relatively strong correlation with the magnitude of the pressing force, and thus improves the detection accuracy of the presence or absence of a sign of come-out. Can be made to.
また、第４の態様に係る電動工具（１）は、第２の態様において、保持台（１１）と、ハウジング（第１ハウジング（２））と、を更に備える。保持台（１１）は、トルク伝達部（４）を保持する。ハウジングは、保持台（１１）を囲む。測定部（８０）は、保持台（１１）とハウジングとの間に生じる圧力を、押付力に相関する物理量として測定する。 Further, the power tool (1) according to the fourth aspect further includes a holding base (11) and a housing (first housing (2)) in the second aspect. The holding base (11) holds the torque transmission unit (4). The housing surrounds the holding base (11). The measuring unit (80) measures the pressure generated between the holding table (11) and the housing as a physical quantity that correlates with the pressing force.
上記の構成によれば、カムアウトセンサ（８）の設置スペースを容易に確保できる。 According to the above configuration, the installation space for the come-out sensor (8) can be easily secured.
また、第５の態様に係る電動工具（１）は、第２の態様において、ハウジング（第１ハウジング（２））を更に備える。ハウジングは、電動機（３）を囲む。測定部（８０）は、電動機（３）とハウジングとの間に生じる圧力を、押付力に相関する物理量として測定する。 Further, the power tool (1) according to the fifth aspect further includes a housing (first housing (2)) in the second aspect. The housing surrounds the motor (3). The measuring unit (80) measures the pressure generated between the motor (3) and the housing as a physical quantity that correlates with the pressing force.
上記の構成によれば、カムアウトセンサ（８）の設置スペースを容易に確保できる。 According to the above configuration, the installation space for the come-out sensor (8) can be easily secured.
また、第６の態様に係る電動工具（１）では、第２〜５の態様のいずれか１つにおいて、制御部（７）は、測定部（８０）で測定された押付力に基づいてカムアウトの予兆の有無を判定し、判定結果に基づいて電動機（３）とトルク伝達部（４）とのうち少なくとも一方を制御する。制御部（７）は、測定部（８０）で測定された押付力の単位時間当たりの変化量が所定値以上の場合、カムアウトの予兆が有ると判定する。 Further, in the power tool (1) according to the sixth aspect, in any one of the second to fifth aspects, the control unit (7) comes out based on the pressing force measured by the measurement unit (80). It is determined whether or not there is a sign of the above, and at least one of the electric motor (3) and the torque transmission unit (4) is controlled based on the determination result. The control unit (7) determines that there is a sign of come-out when the amount of change in the pressing force measured by the measurement unit (80) per unit time is equal to or greater than a predetermined value.
上記の構成によれば、制御部（７）は、簡素な処理によりカムアウトの予兆の有無を判定できる。 According to the above configuration, the control unit (7) can determine whether or not there is a sign of come-out by a simple process.
また、第７の態様に係る電動工具（１）では、第１〜６の態様のいずれか１つにおいて、制御部（７）は、カムアウトセンサ（８）の検知結果に基づいてカムアウトの予兆が有ると判定すると、電動機（３）の回転数を低下させる。 Further, in the power tool (1) according to the seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the control unit (7) gives a sign of comeout based on the detection result of the comeout sensor (8). If it is determined that there is, the rotation speed of the electric motor (3) is reduced.
上記の構成によれば、カムアウトが起きる可能性を低減できる。 According to the above configuration, the possibility of a come-out can be reduced.
また、第８の態様に係る電動工具（１）では、第１〜７の態様のいずれか１つにおいて、制御部（７）は、電動機（３）の回転数が所定範囲内となるように電動機（３）の回転数を制御し、かつ、カムアウトセンサ（８）の検知結果に基づいて電動機（３）の回転数を制御する。 Further, in the power tool (1) according to the eighth aspect, in any one of the first to seventh aspects, the control unit (7) is set so that the rotation speed of the electric motor (3) is within a predetermined range. The rotation speed of the electric motor (3) is controlled, and the rotation speed of the electric motor (3) is controlled based on the detection result of the come-out sensor (8).
上記の構成によれば、電動機（３）の回転数が所定範囲外となることで電動工具（１）の動作が不安定になる可能性を、低減できる。 According to the above configuration, it is possible to reduce the possibility that the operation of the electric tool (1) becomes unstable due to the rotation speed of the electric motor (3) being out of the predetermined range.
また、第９の態様に係る電動工具（１）は、第１〜８の態様のいずれか１つにおいて、インパクト機構（４０）を更に備える。インパクト機構（４０）は、打撃動作を行う。打撃動作は、電動機（３）の動力に基づいて先端工具（６２）に作用する打撃力を発生させる動作である。 Further, the power tool (1) according to the ninth aspect further includes an impact mechanism (40) in any one of the first to eighth aspects. The impact mechanism (40) performs a striking motion. The striking motion is an operation of generating a striking force acting on the tip tool (62) based on the power of the electric motor (3).
上記の構成によれば、打撃動作においてカムアウトが起きる可能性を低減できる。 According to the above configuration, the possibility of a come-out occurring in the striking motion can be reduced.
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 aspect are not essential configurations for the power tool (1) and can be omitted as appropriate.
１ 電動工具
１１ 保持台
２ 第１ハウジング（ハウジング）
３ 電動機
４ トルク伝達部
４０ インパクト機構
６１ 出力軸
６２ 先端工具
７ 制御部
８ カムアウトセンサ
８０ 測定部
９ ねじ1
3
Claims (9)
Translated fromJapanese前記電動機のトルクを先端工具に伝達するトルク伝達部と、
前記電動機の動作中に前記先端工具と前記先端工具による作業対象のねじとの嵌合が解除される現象であるカムアウトの予兆に伴う物理量の変化を検知するカムアウトセンサと、
前記カムアウトセンサの検知結果に基づいて前記電動機と前記トルク伝達部とのうち少なくとも一方を制御する制御部と、を備える、
電動工具。With an electric motor
A torque transmission unit that transmits the torque of the motor to the tip tool,
A come-out sensor that detects a change in physical quantity due to a sign of come-out, which is a phenomenon in which the tip tool and the screw to be worked by the tip tool are disengaged during the operation of the motor.
A control unit that controls at least one of the motor and the torque transmission unit based on the detection result of the come-out sensor is provided.
Electric tool.
前記制御部は、前記測定部で測定された前記押付力に基づいて前記電動機と前記トルク伝達部とのうち少なくとも一方を制御する、
請求項１に記載の電動工具。The come-out sensor has a measuring unit that measures a pressing force, which is a force by which the tip tool is pressed against the screw.
The control unit controls at least one of the motor and the torque transmission unit based on the pressing force measured by the measurement unit.
The power tool according to claim 1.
前記測定部は、前記出力軸の歪みを、前記押付力に相関する物理量として測定する、
請求項２に記載の電動工具。Further provided with an output shaft that holds the tip tool and transmits the torque of the motor from the torque transmission unit to the tip tool.
The measuring unit measures the distortion of the output shaft as a physical quantity that correlates with the pressing force.
The power tool according to claim 2.
前記保持台を囲むハウジングと、を更に備え、
前記測定部は、前記保持台と前記ハウジングとの間に生じる圧力を、前記押付力に相関する物理量として測定する、
請求項２に記載の電動工具。A holding base for holding the torque transmission unit and
A housing surrounding the holding base is further provided.
The measuring unit measures the pressure generated between the holding table and the housing as a physical quantity that correlates with the pressing force.
The power tool according to claim 2.
前記測定部は、前記電動機と前記ハウジングとの間に生じる圧力を、前記押付力に相関する物理量として測定する、
請求項２に記載の電動工具。Further provided with a housing surrounding the motor
The measuring unit measures the pressure generated between the motor and the housing as a physical quantity that correlates with the pressing force.
The power tool according to claim 2.
前記制御部は、前記測定部で測定された前記押付力の単位時間当たりの変化量が所定値以上の場合、前記カムアウトの予兆が有ると判定する、
請求項２〜５のいずれか一項に記載の電動工具。The control unit determines the presence or absence of a sign of the come-out based on the pressing force measured by the measurement unit, and controls at least one of the motor and the torque transmission unit based on the determination result.
When the amount of change in the pressing force measured by the measuring unit per unit time is equal to or greater than a predetermined value, the control unit determines that there is a sign of the come-out.
The power tool according to any one of claims 2 to 5.
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動工具。When the control unit determines that there is a sign of the come-out based on the detection result of the come-out sensor, the control unit reduces the rotation speed of the motor.
The power tool according to any one of claims 1 to 6.
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動工具。The control unit controls the rotation speed of the electric motor so that the rotation speed of the electric motor is within a predetermined range, and controls the rotation speed of the electric motor based on the detection result of the come-out sensor.
The power tool according to any one of claims 1 to 7.
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動工具。Further provided with an impact mechanism that performs a striking motion that generates a striking force acting on the tip tool based on the power of the electric motor.
The power tool according to any one of claims 1 to 8.
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