DE102015001982A1

DE102015001982A1 - Drehschlagwerkzeug

Info

Publication number: DE102015001982A1
Application number: DE102015001982.1A
Authority: DE
Inventors: Takuya c/o MAKITA CORPORATION Kusakawa; c/o MAKITA CORPORATION Ishikawa Goshi; c/o MAKITA CORPORATION Takada Toshihisa
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2035-02-18
Also published as: US20150231770A1; JP2015150671A; JP6297854B2; DE102015001982B4

Abstract

Ein Drehschlagwerkzeug (1) ist vorgesehen, das aufweist: einen Schlagmechanismus (6), in welchem, wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer auf einen Amboss (15) aufgebracht wird, ein Hammer (14) den Amboss (15) in einer Drehrichtung schlägt; eine Schlagerfassungseinheit (31), die zum Erfassen des Schlages konfiguriert ist; einer Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31), die zum Erfassen einer Schwankungsbreite einer physikalischen Größe konfiguriert ist, die aufgrund des Schlages schwankt; und eine Steuerungseinheit (31), die zum Steuern des Antreibens des Motors (4) gemäß der Schwankungsbreite der physikalischen Größe konfiguriert ist, wenn der Schlag nach dem Starten des Motors (4) erfasst wird.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegenden Lehren beziehen sich auf ein Drehschlagwerkzeug, das zum Drehen durch eine Drehkraft eines Motors und Aufbringen einer Schlagkraft in eine Drehrichtung konfiguriert ist, wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer aufgebracht wird.
Ein Drehschlagwerkzeug von dieser Art ist mit einem Schlagmechanismus vorgesehen, der einen Hammer, der sich durch Aufnahme einer Drehkraft eines Motors dreht, und einen Amboss aufweist, der sich durch Aufnahme einer Drehkraft des Hammers dreht. Wenn der Motor dreht, wird die Drehkraft des Motors von dem Hammer über den Amboss auf ein Werkzeugelement (zum Beispiel ein Eintreibbit oder ein Steckschlüsselbit) übertragen, um dadurch das Werkzeugelement zu drehen.
Wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer auf den Amboss aufgebracht wird, entfernt sich der Hammer von dem Amboss und dreht frei, so dass der Hammer den Amboss in einer Drehrichtung schlägt. Ein solcher Schlag entsteht intermittierend während das externe Drehmoment des spezifischen Wertes oder größer auf den Amboss aufgebracht wird. Die resultierende Schlagkraft erlaubt es, einen Drehgegenstand, wie beispielsweise eine Schraube oder einen Bolzen, sicher anzuziehen (festzuziehen) und auf einfache Weise zu lösen.
Als ein Verfahren zum Steuern eines Motors in einem solchen Drehschlagwerkzeug wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, in welchen ein Start von Aufbringen eines Schlages erfasst wird und Steuerungsdetails werden vor und nach der Erfassung geändert. Ebenso wurden verschiedene Verfahren als ein Verfahren zum Erfassen eines Startes (d. h. eines Auftretens) eines Schlages vorgeschlagen. Die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-111729 A offenbart ein Steuerungsverfahren, in welchem ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf einer Schwankungsbreite einer Drehzahl des Motors erfasst wird und die Drehzahl verringert wird, wenn ein Start (d. h. ein Auftreten) eines Schlages erfasst wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist für ein Drehschlagwerkzeug wünschenswert, einen Motor auch während eines Betriebs nach einer Erfassung eines Startes von Aufbringen eines Schlages, d. h. während Aufbringen eines intermittierenden Schlags, gemäß mit dem Zustand des Schlagens auf geeignete Weise zu steuern.
Eine Steuerung eines Motors wird normalerweise basierend auf erfassten Werten von verschiedenen physikalischen Größen in dem Motor oder in dem Werkzeug ausgeführt, wie beispielsweise eine Drehzahl des Motors, ein Strom, der in dem Motor fließt, einer Spannung, die dem Motor angelegt wird. Allerdings weisen diese physikalischen Größen während des Schlagens größere Schwankungen auf, als solche während das Aufbringen eines Schlages nicht ausgeführt wird. Ebenso, unabhängig davon, ob oder ob nicht ein Aufbringen eines Schlages ausgeführt wird, können sich diese physikalischen Größen aufgrund verschiedener Faktoren ändern, wie beispielsweise einer Leistungsversorgungsspannung des Werkzeuges und/oder einer Umgebungstemperatur. Dementsprechend ist es nicht einfach, den Motor während des Schlagens unter Verwendung der Werte der verschiedenen physikalischen Größen in dem Werkzeug selbst zu steuern.
Es ist für ein Drehschlagwerkzeug wünschenswert, einen Motor während des Schlagens auf geeignete Weise gemäß eines Zustandes des Schlagens zu steuern, und somit einen Betrieb unter Verwendung einer Schlagkraft zu ermöglichen, der ordnungsgemäß ausgeführt wird.
Die oben genannte Aufgabe kann durch Vorsehen eines Drehschlagwerkzeuges nach Anspruch 1 gelöst werden.
Ein Drehschlagwerkzeug weist in einem Aspekt der vorliegenden Lehren einen Motor, einen Schlagmechanismus, eine Schlagerfassungseinheit, und eine Schwankungsbreitenerfassungseinheit und eine Steuerungseinheit auf.
Der Schlagmechanismus weist einen Hammer, der sich durch eine Drehkraft des Motors dreht, einen Amboss, der sich durch Aufnahme einer Drehkraft des Hammers dreht, und einen Anbringungsteil zum Anbringen eines Werkzeugelements an den Amboss auf. Wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer auf den Amboss aufgebracht wird, entfernt sich der Hammer von dem Amboss und dreht frei, so dass der Hammer den Amboss in einer Drehrichtung schlägt.
Die Schlagerfassungseinheit erfasst einen Schlag des Hammers auf den Amboss. Die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit erfasst wird, eine Schwankungsbreite einer physikalischen Größe, die aufgrund des Schlages schwankt. Die Steuerungseinheit steuert das Antreiben des Motors. Wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit nach einem Start des Antreibens des Motors erfasst wird, steuert die Steuerungseinheit das Antreiben des Motors gemäß der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird.
In dem Drehschlagwerkzeug, wenn ein Aufbringen eines Schlages nach dem Starten des Antreibens des Motors startet, entstehen Schwankungen einer physikalischen Größe aufgrund des Schlages während des Schlagens. Eine Schwankungsbreite der physikalischen Größe, die aufgrund des Schlages schwankt, zeigt direkt oder indirekt den Zustand des Schlagens an. Ein Wert selbst der physikalischen Größe hängt ebenso von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise einer Leitungsversorgungsspannung des Motors und einer Umgebungstemperatur, und somit ist sie nicht geeignet, für das Steuern verwendet zu werden, wohingegen eine Schwankungsbreite der physikalischen Größe weniger von den verschiedenen Faktoren abhängt und weniger dadurch beeinträchtigt wird.
Dementsprechend, wenn ein Schlag erfasst wird, steuert die Steuerungseinheit das Antreiben des Motors gemäß der Schwankungsbreite der physikalischen Größe, die aufgrund des Schlages schwankt. Durch Verwendung der Schwankungsbreite können verschiedene Steuerungen abhängig von dem Schlagen effektiv ausgeführt werden.
Gemäß dem Drehschlagwerkzeug in einem Aspekt der vorliegenden Lehren ist es deshalb möglich, den Motor abhängig von dem Zustand des Schlagens unter Verwendung der Schwankungsbreite der physikalischen Größe, die aufgrund des Schlagens schwankt, zum Steuern des Motors während des Schlagens, auf geeignete Weise zu steuern. Somit kann ein Benutzer einen Arbeitsvorgang, der eine Schlagkraft verwendet, angemessen ausführen.
Die zu erfassende physikalische Größe kann jede physikalische Größe sein, die aufgrund eines Schlages schwankt. Zum Beispiel kann eine physikalische Größe verwendet werden, die mit dem gleichen Zyklus schwankt, wie der des Auftretens eines Schlages. Es ist wahrscheinlich, dass die Schwankung einer physikalischen Größe, die in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringens eines Schlages auftritt, den Zustand des Schlagens besser reflektieren kann. Somit ist es durch die Verwendung der Schwankung von einer solchen physikalischen Größe möglich, die Antriebssteuerung des Motors während des Schlagens unter Berücksichtigung des Zustands des Schlagens akkurat auszuführen.
Eine physikalische Größe, deren Schwankung in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringen eines Schlages auftritt, kann zum Beispiel zumindest eine von einer Drehgeschwindigkeit des Motors oder eines Stromes, der in dem Motor fließt, sein. Jedes Mal, wenn ein Aufbringen eines Schlages ausgeführt wird, schwankt die Drehgeschwindigkeit und der Strom des Motors periodisch mit dem gleichen Zyklus wie der Zyklus des Aufbringens eines Schlages. Ebenso sind die Drehgeschwindigkeit und der Strom Parameter, die gewöhnlich zum Steuern eines Motors verwendet werden. Unabhängig von einem Auftreten oder einem Nicht-Auftreten eines Schlages wird ein Motor normalerweise unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit und/oder des Stroms gesteuert.
Durch die Verwendung der Drehgeschwindigkeit und/oder des Stroms, die normalerweise in der Motorsteuerung verwendet werden, auch während des Schlagens (im Speziellen durch die Verwendung der Schwankungsbreite der Drehgeschwindigkeit und/oder des Stroms), ist es möglich, die Antriebssteuerung des Motors während des Schlagens akkurat und effizient auszuführen.
Ein spezifisches Steuerungsverfahren, das die Schwankungsbreite einer physikalischen Größe verwendet, kann eine Antriebskraftbeschränkungssteuerung sein. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit eine Antriebskraftbeschränkungssteuerung zum Reduzieren der Drehzahl des Motors und Fortsetzen des Antreibens des Motors oder zum Stoppen des Antreibens des Motors ausführen, wenn die Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird, gleich oder größer als ein Schwankungsbreitenschwellenwert ist.
Während das Schlagen in dem Drehschlagwerkzeug ausgeführt wird, falls die Schwankungsbreite der physikalischen Größe eine Schwankungsbreite überschreitet, die innerhalb eines Bereichs einer normalen Verwendung erwartet wird, könnte das Drehschlagwerkzeug nicht in einem normalen erwarteten Verwendungszustand benutzt sein. Falls der Gebrauch des Drehschlagwerkzeuges (und somit Schlagen durch das Drehschlagwerkzeug) in einem solchen Verwendungszustand fortgesetzt wird, könnten einige Abnormalitäten oder Defekte in dem Drehschlagwerkzeug entstehen.
Das Drehschlagwerkzeug kann von dem Auftreten einer Abnormalität, eines Defekts, etc. durch Festlegen eines Schwankungsbreitenschwellenwertes und Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung, wenn die Schwankungsbreite der physikalischen Größe während des Schlagens gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, geschützt werden.
Das Drehschlagwerkzeug kann zum Beispiel im Speziellen eine Betätigungseinheit zum Empfangen (Aufnehmen) einer Betätigungseingabe zum Antreiben des Motors aufweisen und kann dazu konfiguriert sein, dass die Steuerungseinheit einen Drehzahlbefehlswert des Motors gemäß eines Betätigungsausmaßes (einer Betätigungsgröße) der Betätigungseinheit festlegt und den Motor basierend auf dem festgelegten Drehzahlbefehlswert antreibt.
In dem Drehschlagwerkzeug mit einer solchen Konfiguration kann die Steuerungseinheit zum Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung wie folgend konfiguriert sein: Die Steuerungseinheit führt als die Antriebskraftbeschränkungssteuerung eine Steuerung zum Reduzieren des Drehzahlbefehlswertes durch, dass dieser kleiner als ein Wert gemäß des Betätigungsausmaßes ist, oder setzt den Drehzahlbefehlswert auf einen Wert fest, der dem Stoppen des Motors entspricht, wenn die Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird, gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist.
Wie oben beschrieben, kann die Antriebskraftbeschränkungssteuerung durch Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung durch eine Festlegungsänderung des Drehzahlbefehlswertes von dem Wert gemäß des Betätigungsausmaßes auf einfache Weise erzielt werden.
Die Steuerungseinheit kann den Zeitpunkt des Ausführens der Antriebskraftbeschränkungssteuerung wie folgend festlegen: Wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit erfasst wird, bestimmt die Steuerungseinheit zu jedem Erfassungszeitpunkt einer Schwankungsbreite durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit, ob die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, und addiert kumulativ die Anzahl der Bestimmungen, dass die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist. Wenn die Anzahl der kumulativen Addierungen gleich oder größer als eine spezifische Anzahl ist, führt die Steuerungseinheit die Antriebskraftbeschränkungssteuerung aus.
Das heißt, dass es so konfiguriert sein kann, dass die Antriebskraftbeschränkungssteuerung nicht unmittelbar ausgeführt wird, wenn die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, sondern ausgeführt wird, wenn die kumulativ aufaddierte Anzahl der Bestimmungen, dass die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, gleich oder größer als die spezifische Anzahl ist. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Schwankungsbreite, die aufgrund des Schlages entsteht, akkurat zu erfassen, und es ist möglich, akkurat zu bestimmen, ob oder ob nicht die Antriebskraftbeschränkungssteuerung auszuführen ist.
In einem Fall, in welchem das Drehschlagwerkzeug eine Drehrichtungsfestlegungseinheit zum Festlegen einer Drehrichtung des Motors aufweist, kann die Steuerungseinheit dazu konfiguriert sein, die Antriebskraftbeschränkungssteuerung abhängig von der Drehrichtung nicht auszuführen. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit dazu konfiguriert sein, unabhängig von der Schwankungsbreite die Antriebskraftbeschränkungssteuerung nicht auszuführen, wenn die Drehrichtung, die durch die Drehrichtungsfestlegungseinheit festgelegt ist, eine Richtung zum Entfernen (Löserichtung) eines Drehgegenstandes aus (von) einem Werkstück mit dem Werkzeugelement ist.
Generell ist es in dem Fall des Entfernens eines Drehgegenstandes aus einem Werkstück, das Antreiben des Motors ohne eine Reduzierung der Drehkraft nach einem Start des Aufbringens eines Schlages weniger wahrscheinlich, dass ein Problem verursacht wird, als verglichen mit dem Fall eines Anziehens (Festziehens) des Drehgegenstandes in das Werkstück. Auch kann durch Fortsetzen des Aufbringens eines Schlages ohne Reduzierung der Drehkraft, auch nach dem Start des Aufbringens eines Schlages, der Drehgegenstand schnell von dem Werkstück entfernt werden. Dementsprechend kann, während ein Vorgang zum Entfernen des Drehgegenstandes aus dem Werkstück ausgeführt wird, eine Reduzierung in der Arbeitseffizienz durch Nicht-Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung unterbunden werden.
Ein anderes spezifisches Steuerungsverfahren, das die Schwankungsbreite einer physikalischen Größe verwendet, kann das folgende Steuerungsverfahren sein. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit zum Kalkulieren eines Gesamtschlagdrehwinkels, der ein Drehwinkel des Werkzeugelementes nach dem Start des Aufbringens eines Schlags ist, basierend auf der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird, und zum Steuern des Motors gemäß des kalkulierten Gesamtschlagdrehwinkels konfiguriert sein.
Während Schlagen in dem Drehschlagwerkzeug ausgeführt wird, reflektiert ein Drehbetrag (Drehwinkel) des Werkzeugelementes durch jeden Schlag die Schwankungsbreite der physikalischen Größe, die durch den Schlag verursacht wird. Zum Beispiel, wenn der Drehwinkel pro Schlag größer wird, wird die Schwankungsbreite der physikalischen Größe kleiner; wenn der Drehwinkel pro Schlag kleiner wird, wird die Schwankungsbreite der physikalischen Größe normalerweise größer. Dementsprechend ist es möglich, den Drehwinkel des Werkzeugelementes pro Schlag basierend auf der Schwankungsbreite der physikalischen Größe abzuschätzen.
Durch Kalkulieren des Drehwinkels (Gesamtschlagdrehwinkel) des Werkzeugelementes seit dem Start des Aufbringens eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite der physikalischen Größe und Steuern des Motors gemäß dem Gesamtschlagdrehwinkel, kann eine geeignete Motorsteuerung gemäß dem Gesamtschlagdrehwinkel nach dem Start des Aufbringens eines Schlages erzielt werden.
Ein spezifisches Beispiel einer Motorsteuerung gemäß dem Gesamtschlagdrehwinkel kann eine Antriebskraftbeschränkungssteuerung sein. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit eine Antriebskraftbeschränkungssteuerung zum Reduzieren der Drehzahl des Motors und Fortsetzen des Antreiben des Motors oder zum Stoppen des Antreibens des Motors ausführen, wenn der kalkulierte Gesamtschlagdrehwinkel gleich oder größer als ein spezifischer Drehwinkel ist. Durch Ausführen der oben beschriebenen Antriebskraftbeschränkungssteuerung, wenn der Gesamtschlagdrehwinkel gleich oder größer als der spezifische Drehwinkel ist, kann ein Arbeitsvorgang, der eine Schlagkraft verwendet, ordnungsgemäß ausgeführt werden.
In einem Fall, in welchem das Drehschlagwerkzeug eine Betätigungseinheit zum Empfangen (Aufnehmen) einer Betätigungseingabe zum Antreiben des Motors aufweist, und die Steuerungseinheit den Motor basierend auf den Drehzahlbefehlswert gemäß eines Betätigungsausmaßes der Betätigungseinheit antreibt, kann die Steuerungseinheit dazu konfiguriert sein, die Antriebskraftbeschränkungssteuerung in der folgenden Weise auszuführen. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit als die Antriebskraftbeschränkungssteuerung eine Steuerung zum Reduzieren des Drehzahlbefehlswertes ausführen, dass dieser kleiner als ein Wert gemäß des Betätigungsausmaßes ist, oder zum Festlegen des Drehzahlbefehlswertes auf einen Wert, der dem Stoppen des Motors entspricht, wenn der kalkulierte Gesamtschlagdrehwinkel gleich oder größer als ein spezifischer Drehwinkel ist. Durch Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung durch eine Festlegungsänderung des Drehzahlbefehlswertes von dem Wert gemäß des Betätigungsausmaßes aus, wie oben beschrieben, kann die Antriebskraftbeschränkungssteuerung auf einfache Weise erzielt werden.
Die Steuerungseinheit kann den Gesamtschlagdrehwinkel in der folgenden Weise kalkulieren. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit dazu konfiguriert sein, den Gesamtschlagdrehwinkel zu kalkulieren, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit erfasst wird, durch eine Verwendung von zumindest einer von einer Schwankungsbreite zu dem Zeitpunkt einer Änderung von einem Minimumwert zu einem Maximumwert oder einer Schwankungsbreite zu dem Zeitpunkt einer Änderung von einem Maximumwert zu einem Minimumwert in einem Schwankungsprozess der physikalischen Größe als eine Kalkulationszielschwankungsbreite, und durch kumulatives Addieren eines Einheitsschlagdrehwinkels entsprechend der Kalkulationszielschwankungsbreite zu jedem Zeitpunkt, zu welchem die Kalkulationszielschwankungsbreite durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird.
Durch Festlegen jeweiligerer Einheitsschlagdrehwinkel gemäß den Schwankungsbreiten auf kontinuierlicher oder stufenweiser Weise und kumulatives Addieren eines Einheitsschlagdrehwinkels entsprechend der Kalkulationszielschwankungsbreite zu jedem Zeitpunkt, zu welchem die Kalkulationszielschwankungsbreite durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird, kann der Gesamtschlagdrehwinkel seit dem Start des Aufbringens eines Schlages sehr akkurat kalkuliert werden.
Ein weiteres spezifisches Steuerungsverfahren, das die Schwankungsbreite einer physikalischen Größe verwendet, kann das folgende Steuerungsverfahren sein. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit dazu konfiguriert sein, die Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird, und eine voreingestellte Zielschwankungsbreite zu vergleichen, und das Antreiben des Motors zu steuern, so dass die Schwankungsbreite mit der voreingestellten Zielschwankungsbreite übereinstimmt.
Generell könnte in einem Drehschlagwerkzeug das Aufbringen eines Schlages nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Motors, des Materials des Werkstückes als ein Arbeitsvorgangsziel oder dergleichen ausgeführt sein. Der Zeitpunkt des Aufbringen eines Schlages und die Schwankungsbreite der physikalischen Größe stehen miteinander Beziehung. Eine Schwankungsbreite, wenn das Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird, und eine Schwankungsbreite, wenn das Aufbringen eines Schlages nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird, sind im Wesentlichen unterschiedlich.
Dementsprechend ist es durch das Festlegen der Zielschwankungsbreite auf geeignete Weise (zum Beispiel Festlegen auf einem Wert innerhalb eines Bereichs von erwarteter Schwankungsbreite, wenn das Aufbringen eines Schlages an einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird), und Steuern des Antreibens des Motors, so dass eine aktuelle Schwankungsbreite mit der Zielschwankungsbreite übereinstimmt, möglich, das Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt auszuführen.
In einem Fall, in welchem das Drehschlagwerkzeug eine Betätigungseinheit zum Empfangen einer Betätigungseingabe zum Antreiben des Motors aufweist, und die Steuerungseinheit den Motor basierend auf dem Drehzahlbefehlswert gemäß des Betätigungsausmaßes der Betätigungseinheit antreibt, kann die Steuerungseinheit die Motorsteuerung basierend auf der Zielschwankungsbreite in der folgenden Weise ausführen. Im Speziellen kann die Steuerungseinheit zum Korrigieren des Drehzahlbefehlswertes gemäß des Betätigungsausmaßes, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit erfasst wird, basierend auf einer Differenz zwischen der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit erfasst wird, und der Zielschwankungsbreite, und zum Antreiben des Motors gemäß des korrigierten Drehzahlbefehlswertes konfiguriert sein. Durch das Korrigieren des Drehzahlbefehlswertes, der gemäß des Betätigungsausmaßes festgelegt ist, basierend auf der Differenz zwischen der aktuellen Schwankungsbreite und der Zielschwankungsbreite (d. h. Korrektur, so dass die Differenz „0” ist (wird)) wie oben beschrieben, kann ein geeigneter Zeitpunkt zum Aufbringen eines Schlages auf einfache Weise erzielt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Lehren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine vertikale Schnittansicht eines wiederaufladbaren Schlagschraubers gemäß der Ausführungsformen ist;
2 ein Blockdiagramm ist, das eine elektrische Konfiguration des wiederaufladbaren Schlagschraubers zeigt;
3 eine erklärende Ansicht ist, die Schwankungszustände einer Drehzahl und eines Stromes eines Motors während Ausführen von Schlagen darstellt;
4 ein Flussdiagramm ist, das einen Hauptprozess einer ersten Ausführungsform zeigt;
5 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Motorsteuerungsprozesses in S60 in dem Hauptprozess von 4 zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Werkstückunterscheidungsprozesses in S120 in dem Motorsteuerungsprozess von 5 zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozesses in S130 in dem Motorsteuerungsprozess von 5 zeigt;
8A–8B erklärende Ansichten sind, die entsprechende Tabellen zeigen, die in einer zweiten Ausführungsform verwendet werden, wobei in 8A eine Gewichtungstabelle darstellt ist und 8B eine Schwellenwerttabelle zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Motorsteuerungsprozesses der zweiten Ausführungsform zeigt;
10 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Schlagdrehwinkelfestlegungsprozesses in S410 in dem Motorsteuerungsprozess von 9 zeigt;
11 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozesses in S430 in dem Motorsteuerungsprozess von 9 zeigt;
12 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Motorsteuerungsprozesses einer dritten Ausführungsform zeigt;
13 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Neuwertfestlegungsprozesses in S830 in dem Motorsteuerungsprozess von 12 zeigt; und
14 ein Flussdiagramm ist, das eine andere Ausführungsform des Neuwertfestlegungsprozesses in S830 in dem Motorsteuerungsprozess von 12 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Beschreibung eines wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 als ein Beispiel eines Drehschlagwerkzeuges gemäß der vorliegenden Lehren gegeben.
Wie in 1 gezeigt, weist der wiederaufladbare Schlagschrauber 1 der ersten Ausführungsform einen Werkzeugkörper 10 und ein Batteriepack 30 zum Zuführen einer Leistung an den Werkzeugkörper 10 auf. Der Werkzeugkörper 10 weist ein Gehäuse 2, in welchen ein Motor 4, ein Schlagmechanismus 6 und andere Komponenten aufgenommen sind, und einen Griffteil 3 auf, der zum Vorstehen von einem unteren Teil (an einer unteren Seite in 1) des Gehäuses 2 konfiguriert ist.
Der Motor 4 ist in einem hinteren Teil des Gehäuses 2 (an einer linken Seite in 1) aufgenommen. Der Motor 4 ist ein bürstenloser Drei-Phasen-Motor, der in der ersten Ausführungsform Ankerwicklungen von jeweiligen Phasen U, V und W aufweist. In dem Gehäuse 2 ist vor dem Motor 4 (an der rechten Seite in 1) ein glockenförmiges Hammergehäuse 5 montiert. Der Schlagmechanismus 6 ist in dem Hammergehäuse 5 aufgenommen.
Eine Spindel 7 ist in dem Hammergehäuse 5 koaxial mit dem Motor 4 und dergleichen aufgenommen. Ein hohler Teil ist in einem hinteren Endteil der Spindel 7 vorgesehen. Ein Kugellager 8, das in einem hinteren Endteil des Hammergehäuses 5 vorgesehen ist, lagert drehbar einen äußeren Umfang des hinteren Endteils der Spindel 7. In einem Bereich vor dem Kugellager 8 steht ein Planetengetriebemechanismus 9, der zwei Planetenräder enthält, die in einer symmetrischen Weise in Bezug auf eine Drehachse drehbar gelagert sind, in Eingriff mit einem Innenzahnrad 11, das an einer inneren Oberfläche des hinteren Endteils des Hammergehäuses 5 vorgesehen ist. Der Planetengetriebemechanismus 9 steht mit einem Ritzel 13, das an einem vorderen Ende einer Ausgabewelle 12 des Motors 4 vorgesehen ist, in Eingriff.
Der Schlagmechanismus 6 weist die Spindel 7, einen Hammer 14, der extern an die Spindel 7 montiert ist, einen Amboss 15, der vor dem Hammer 14 drehbar gelagert ist, und eine Schraubenfeder 16 auf, die den Hammer 14 nach vorne vorspannt.
Der Hammer 14 ist so an die Spindel 7 gekoppelt, dass er integral mit der Spindel 7 drehbar und axial bewegbar ist. Der Hammer 14 wird durch die Schraubenfeder 16 nach vorne (in Richtung des Ambosses 15) vorgespannt. Ein vorderes Ende der Spindel 7 ist mit Spiel (oder Spielraum) in einen hinteren Endteil des Ambosses 15 eingeführt. Die Spindel 7 wird so drehbar gelagert, dass sie koaxial mit dem Amboss 15 drehbar ist.
Der Amboss 15 ist um eine Achse herum durch Empfangen (Aufnehmen) einer Drehkraft und einer Schlagkraft durch den Hammer 14 drehbar. Im Speziellen ist der Amboss 15 durch ein Lager 20, das an einem vorderen Ende des Gehäuses 2 vorgesehen ist, so gelagert, dass er um die Achse herum drehbar und axial nicht verschiebbar ist.
Eine Hülse 19, an welche verschiedene Werkzeugelemente (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Eintreibbit oder ein Aufsatzbit (Steckschlüsselbit), montiert werden können, ist an einem vorderen Ende des Ambosses 15 vorgesehen. Diese Werkzeugelemente werden zum Drehen verschiedener Schrauben, Bolzen, Mütter, etc. als Drehgegenstände verwendet, um dabei die verschiedenen Schrauben, Bolzen, Mütter, etc. in ein (an einem) Werkstück anzuziehen (festzuziehen). Die Ausgabewelle 12 des Motors 4, die Spindel 7, der Hammer 14, der Ambos 15 und die Hülse 19 sind koaxial angeordnet.
Zwei Schlagvorsprünge 17 zum Aufbringen einer Schlagkraft auf den Amboss 15 sind vorstehend an einer vorderen Endoberfläche des Hammers 14 mit einem Umfangsintervall von 180° dazwischen vorgesehen. Zwei Schlagarme 18 sind an dem hinteren Ende des Amboss 15 mit einem Umfangsintervall von 180° dazwischen vorgesehen. Die zwei Schlagarme 18 sind dazu konfiguriert, dass die jeweiligen Schlagvorsprünge 17 des Hammers 14 daran anschlagen können.
Da der Hammer 14 in Richtung der vorderen Endseite der Spindel 17 durch eine Vorspannkraft der Schraubenfeder 16 vorgespannt wird (und so gehalten wird, dass er an der vorderen Endseite der Spindel 7 positioniert ist), sind die zwei Schlagvorsprünge 17 des Hammers 14 in Anschlag mit den jeweiligen zwei Schlagarmen 18 des Ambosses 15 gebracht.
Wenn die Spindel 7 durch eine Drehkraft des Motors 4 über den Planetengetriebemechanismus 9 gedreht wird, dreht der Hammer 14 zusammen mit der Spindel 7 und eine Drehkraft des Hammers 14 wird an den Amboss 15 durch die zwei Schlagvorsprünge 17 und den zwei Schlagarmen 18 übertragen. Dies bewirkt, dass sich das Werkzeugelement, das an das vordere Ende des Ambosses 15 befestigt ist, dreht, um dadurch ein Anziehen (Festziehen) des Drehgegenstandes, wie beispielsweise einer Schraube oder eines Bolzens, zu ermöglichen.
In dem Fall, in welchem das Werkzeugelement in einer Vorwärtsrichtung dreht (in einer Richtung im Uhrzeigersinn, wenn von einer hinteren Seite des Werkzeugkörpers 10 in der ersten Ausführungsform nach vorne gesehen), wird der Drehgegenstand in das (an dem) Werkstück angezogen (festgezogen). In einem Fall, in welchem das Werkzeugelement in einer umgekehrten Richtung (Rückwärtsrichtung) dreht (in einer Richtung entgegen des Uhrzeigersinns, wenn von der hinteren Seite des Werkzeugkörpers 10 in der ersten Ausführungsform nach vorne gesehen) wird das Anziehen (die Verschraubung) des Drehgegenstandes an dem Werkstück gelöst.
In der nachfolgenden Beschreibung ist eine Drehrichtung des Motors 4, wenn das Werkzeugelement in der Vorwärtsrichtung dreht, als eine Vorwärtsrichtung definiert, wohingegen eine Drehrichtung des Motors 4, wenn das Werkzeugelement in der Rückwärtsrichtung dreht, als eine Rückwärtsrichtung definiert ist. Des Weiteren wird die Drehung des Motors 4 oder des Werkzeugelementes in die Vorwärtsrichtung ebenso als eine Normaldrehung bezeichnet, wohingegen die Drehung des Motors 4 oder des Werkzeugelementes in der Rückwärtsrichtung ebenso als die Rückwärtsdrehung bezeichnet wird.
In einem Zustand, in welchem das Anziehen (Festziehen) des Drehgegenstandes in das Werkstück durch die Drehung des Werkzeugelementes fortschreitet oder in einem Anfangszustand des Lösens davon, erreicht oder überschreitet die Drehkraft (das Drehmoment) des Hammers 14 gegenüber dem Amboss 15 einen spezifischen Wert, wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer auf den Amboss 15 aufgebracht wird.
Dies bewirkt eine Verlagerung des Hammers 14 nach hinten entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 16 und die zwei Schlagvorsprünge 17 des Hammers 14 gleiten über die Schlagarme 18 des Ambosses 15. In dieser Situation entfernen sich einmal die zwei Schlagvorsprünge 17 des Hammers 14 die zwei Schlagarme 18 des Ambosses 15 und drehen frei.
Wenn die zwei Schlagvorsprünge 17 des Hammers 14 über die zwei Schlagarme 18 des Ambosses 15 gleiten und der Hammer 14 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 16 wieder nach vorne verlagert wird, während er zusammen mit der Spindel 7 dreht, dann schlagen die zwei Schlagvorsprünge 17 des Hammers 14 die zwei Schlagvorsprünge 18, 18 des Ambosses 15 in der Drehrichtung.
Dementsprechend, jedes Mal, wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer auf den Ambos 15 aufgebracht wird, wird ein Aufbringen eines Schlages auf den Ambos 15 durch den Hammer 14 wiederholenderweise (intermittierend) ausgeführt. Als ein Ergebnis des intermittierenden Aufbringens der Schlagkraft des Hammers 14 auf den Ambos 15 ist es möglich, den Drehgegenstand in das Werkstück mit einem hohen Drehmoment während der Drehung in die Vorwärtsrichtung anzuziehen (festzuziehen), und es ist möglich, den Drehgegenstand von dem Werkstück während der Drehung in der Rückwärtsrichtung auf einfache Weise zu lösen.
Der Griffteil 3 ist ein Teil, der durch einen Benutzer, der den wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 benutzt, gegriffen wird. Ein Drückerschalter 21 ist oberhalb des Griffteils 3 vorgesehen. Der Drückerschalter 21 weist einen Drücker 21a und einen Schalterkörper 21b auf. Der Drücker 21a wird durch einen Benutzer gedrückt (gezogen). Der Schalterkörper 21b ist dazu konfiguriert, durch den Drückvorgang des Drückers 21a eingeschaltet/ausgeschaltet zu werden, und weist einen Widerstandswert auf, der gemäß eines Drückausmaßes (Betätigungsausmaßes) des Drückers 21a variabel ist.
Oberhalb des Drückerschalters 21 (an einem unteren Ende des Gehäuses 2) ist ein Vorwärts/Rückwärts-Änderungsschalter 22 zum Ändern der Drehrichtung des Motors 4 in die Vorwärtsrichtung oder die Rückwärtsrichtung vorgesehen. An einem vorderen unteren Ende des Gehäuses 2 ist eine leuchtende LED 23 vorgesehen, die Licht ausstrahlt und die Vorderseite (Front) des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 mit Licht beleuchtet, wenn der Drücker 21a gedrückt wird.
An einem unteren vorderen Ende des Griffteils 3 ist ein Bedienfeld 24 vorgesehen, das eine Festlegungseingabe durch einen Benutzer empfangen (erhalten) kann und zum Beispiel einen Festlegungszustand und einen Betriebszustand des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 anzeigen kann.
Das Batteriepack 30, das eine Batterie 29 enthält, ist an dem unteren Ende des Griffteils 30 in einer lösbaren Weise angebracht. Durch Gleiten des Batteriepacks 30 von einer vorderen Seite in Richtung einer hinteren Seite des unteren Endes des Griffteiles 3, wird das Batteriepack 30 angebracht. Die Batterie 29, die in dem Batteriepack 30 aufgenommen ist, ist in der ersten Ausführungsform eine wiederholt aufladbare Sekundärbatterie, wie beispielsweise eine Lithiumionensekundärbatterie.
Obwohl in 1 nicht gezeigt, ist eine Motorantriebsvorrichtung 40 (siehe 2) zum Drehen des Motors 4 durch die Leistung des Batteriepacks 30 in dem Griffteil 3 vorgesehen. Obwohl nicht in 1 gezeigt, ist ein Hall-IC 50 (siehe 2) zum Erfassen einer Drehposition des Motors 4 in dem Motor 4 vorgesehen.
Ein Drehschlagwerkzeug kann zum Beispiel eines sein, das zum Anziehen einer Holzschraube in ein Holzwerkstück konstruiert ist (nachfolgend ebenso als ein „Spezialwerkzeug für Holzschrauben” bezeichnet), oder kann eines sein, dass einen Bolzen, eine Mutter, eine Schraube, etc., in ein Metallwerkstück anziehen (einschrauben bzw. an einem Metallwerkstück anschrauben) kann und entsprechend einem metallischen Werkstück konstruiert und hergestellt ist (nachfolgend ebenso als ein „Spezialwerkzeug für Maschinenschrauben” bezeichnet).
Der wiederaufladbare Schlagschrauber 1 der ersten Ausführungsform ist ein Beispiel für ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben. Allerdings ist es möglich, ein Aufsatzbit (Steckschlüsselbit) als das Werkzeugelement zu verwenden, und es ist somit möglich, einen Bolzen oder eine Mutter durch Verwenden des Aufsatzbits festzuziehen.
Nachfolgend wird die Motorantriebsvorrichtung 40, die im Inneren des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 zum Drehen und Steuern des Motors 4 vorgesehen ist, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Zusätzlich zu der Motorantriebsvorrichtung 40 sind in 2 weitere Komponenten, die mit der Motorantriebsvorrichtung 40 elektrisch verbunden sind, gezeigt. 2 zeigt einen Zustand, in welchem das Batteriepack 30 an den Werkzeugkörper 10 (siehe 1) angebracht ist und dadurch ist die Batterie 29 mit der Motorantriebsvorrichtung 40 elektrisch verbunden.
Wie in 2 gezeigt, weist die Motorantriebsvorrichtung 40 eine Steuerungsschaltung 31, eine Torsteuerschaltung (Gate-Schaltung) 32, eine Motorantriebsschaltung 33, einen Regler 34, eine Stromerfassungseinheit 35, eine Batteriespannungserfassungseinheit 36 und eine Kommunikationseinheit 37 auf.
Die Motorantriebsschaltung 33 ist eine Schaltung zum Empfangen einer Leistungsversorgung einer spezifischen Gleichspannung (zum Beispiel 14,4 V) von der Batterie 29 und zum Zuführen von Strom an die Wicklungen der jeweiligen Phasen des Motors 4. Die Motorsteuerungsschaltung 33 weist eine Drei-Phasen-Vollbrückenschaltung auf, die sechs Schaltelemente Q1 bis Q6 in der ersten Ausführungsform enthält. Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 ist in der ersten Ausführungsform ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor).
In der Motorantriebsschaltung 33 sind drei Schaltelemente Q1 bis Q3 als sogenannte oberseitige bzw. hochseitige Schalter („High-Side-Switch”) zwischen den jeweiligen Anschlüssen U, V und W des Motors 4 und einer Leistungsversorgungsleitung, die mit dem positiven Pol der Batterie 29 verbunden ist, vorgesehen. Die verbleibenden drei Schaltelemente Q4 bis Q6 sind als sogenannte unterseitige bzw. niedrigseitige Schalter („Low-Side-Switch”) zwischen den jeweiligen Anschlüssen U, V und W des Motors 4 und einer Erdungsleitung, die mit dem negativen Pol der Batterie 29 verbunden ist, vorgesehen.
Die Torsteuerschaltung 32 schaltet die Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motorantriebsschaltung 33 gemäß den Antriebssignalen, die von der Steuerungsschaltung 31 ausgegeben werden, ein/aus. Das Ein/Ausschalten der Schaltelemente Q1 bis Q6 durch die Torsteuerschaltung 32 bewirkt, dass Strom in den Wicklungen der jeweiligen Phasen des Motors 4 fließt und dabei der Motor 4 dreht.
In der ersten Ausführungsform weist die Steuerungsschaltung 31, die zum Beispiel als ein sogenannter Ein-Chip Mikrocomputer konfiguriert ist, einen Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Anschluss, einen AD-Wandler, ein Zeitnehmer (diese sind nicht in der Figur dargestellt) zusätzlich zu einer CPU 41 und einem Speicher 42 auf. Der Speicher 42 kann einen ROM, einen RAM und eine wiederbeschreibbare nicht-flüchtige Speichervorrichtung (wie beispielsweise einen Flash-ROM und einen EEPROM) enthalten. Die CPU 41 führt verschiedene Prozesse gemäß verschiedenen Programmen, die in dem Speicher 42 gespeichert sind, aus.
Der Drückerschalter 21 (im Speziellen der Schalterkörper 21b), der Vorwärts/Rückwärts-Änderungsschalter 22, die leuchtende LED 23 und das Bedienfeld 24, wie oben beschrieben, sind mit der Steuerungsschaltung 31 verbunden. Ebenso sind die Torsteuerschaltung 32, die Stromerfassungseinheit 35, die Batteriespannungserfassungseinheit 36, die Kommunikationseinheit 37 und der Hall-IC 50 mit der Steuerungsschaltung 31 verbunden.
Der Hall-IC 50 ist ein bekannter Drehsensor. Im Speziellen enthält der Hall-IC 50 ein Hall-Element und ist zur Ausgabe eines Pulssignals zu jeden Zeitpunkt, wenn eine Drehposition eines Rotors des Motors 4 eine spezifische Drehposition erreicht (d. h., jedes Mal, wenn der Motor 4 mit einem spezifischen Ausmaß dreht), konfiguriert. Die Steuerungsschaltung 31 kann die Drehposition und die Drehzahl des Motors 4 basierend auf einem Pulssignal, das von dem Hall-IC 50 eingegeben wird, verarbeiten.
Wenn der Drücker 21a mit einem geringen Ausmaß gedrückt wird, wird ein Drücker-An-Signal, das anzeigt, dass der Drückerschalter 21 angeschaltet wurde (d. h. der Drücker 21a wurde gedrückt), von dem Schalterkörper 21b, der den Drückerschalter 21 ausbildet, ausgegeben. Das Drücker-An-Signal wird in die Steuerungsschaltung 31 eingegeben. Wenn das Drücker-An-Signal in die Steuerungsschaltung 31 eingegeben wird, bestimmt die CPU 41, dass der Drückerschalter 21 eingeschaltet wurde.
Während der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist, wird ein Betätigungssignal, das einen Spannungswert gemäß eines Drückausmaßes des Drückers 21a anzeigt, von dem Schalterkörper 21b zusätzlich zu dem Drücker-An-Signal ausgegeben. Das Betatigungssignal wird in die Steuerungsschaltung 31 eingegeben. Die CPU 41 steuert den Motor 4, so dass der Motor 4 mit einer Drehzahl gemäß des Drückausmaßes des Drückers 21a, das durch das eingegebene Betätigungssignal angezeigt wird, dreht.
Die CPU 41 kalkuliert einen Drehzahlbefehlswert gemäß des Drückausmaßes des Drückers 21a basierend auf dem Betätigungssignal, das von dem Drückerschalter 21 eingegeben wird. Dann gibt die CPU 41 ein Antriebssignal gemäß dem kalkulierten Drehzahlbefehlswert an die Torsteuerschaltung 32 aus, um dadurch zu bewirken, dass der Motor 4 mit einer Drehzahl gemäß dem Drehzahlbefehlswert (d. h. einer Drehzahl gemäß des Drückausmaßes des Drückers 21a) dreht. Die Drehzahl bedeutet eine Drehzahl pro Zeiteinheit und ist somit gleich einer Drehgeschwindigkeit.
Es können verschiedene Optionen speziell dafür vorhanden sein, was als der Drehzahlbefehlswert kalkuliert werden soll. In der ersten Ausführungsform treibt die CPU 41 den Motor 4 durch Antreiben der Schaltelemente Q1 bis Q6 mit einer relativen Einschaltdauer an. Das Antriebssignal, das von der Steuerungsschaltung 31 an die Torsteuerschaltung 32 ausgegeben wird, ist ein Signal, das eine relative Einschaltdauer anzeigt (nachfolgend auch als das „Einschaltdauersignal” bezeichnet).
In der ersten Ausführungsform kalkuliert die CPU 41 als den Drehzahlbefehlswert eine relative Einschaltdauer zum Drehen des Motors 4 mit der Drehzahl gemäß des Drückausmaßes des Drückers 21a. Wenn das Drückausmaß des Drückers 21a größer wird, wird die als der Drehzahlbefehlswert kalkulierte relative Einschaltdauer größer.
In der ersten Ausführungsform, in dem Fall, in welchem der Drücker 21a gedrückt wird während der Motor 4 gestoppt ist, wird die relative Einschaltdauer nicht unmittelbar auf eine relative Einschaltdauer gemäß dem Drückausmaß festgelegt, sondern wird auf die relative Einschaltdauer gemäß dem Drückausmaß auf kontinuierliche oder stufenweise Weise während einer bestimmten Zeitdauer erhöht. Das heißt, dass eine Funktion zum graduellen Erhöhen der relativen Einschaltdauer nach dem Starten (d. h. eine sogenannte Soft-Startfunktion) vorgesehen ist.
Die Steuerung des Motors 4 durch die CPU 41 basierend auf dem Drückausmaß des Drückers 21a ist grundsätzlich eine offene Steuerung. Im Speziellen wird ein Drehzahlbefehlswert (eine relative Einschaltdauer) gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a festgelegt und ein Antriebssignal (ein Einschaltdauersignal) gemäß dem Drehzahlbefehlswert wird ausgegeben, wohingegen eine Rückkopplung einer aktuellen Drehzahl des Motors 4 entsprechend zu dem Antriebssignal und eine Korrektur des Antriebssignals darauf basierend nicht ausgeführt wird.
Allerdings ist die offene Steuerung des Motors 4 nur ein Beispiel und eine Rückkopplungssteuerung des Motors 4 kann beispielsweise wie folgend ausgeführt werden. Im Speziellen wird eine Drehzahl gemäß des Drückausmaßes des Drückers 21a als der Drehzahlbefehlswert festgelegt und ein Antriebssignal, das eine relative Einschaltdauer gemäß der festgelegten Drehzahl anzeigt, wird an die Torsteuerschaltung 32 ausgegeben. Dann wird eine Rückkopplung der aktuellen Drehzahl des Motors 4 ausgeführt und eine Korrektur des Antriebssignales (d. h. eine Korrektur der relativen Einschaltdauer) wird ausgeführt, so dass die aktuelle Drehzahl gleich der festgelegten Drehzahl ist (Drehzahlrückkopplungssteuerung kann ausgeführt sein).
Die aktuelle Drehzahl kann basierend auf dem Pulssignal, das wie oben beschrieben von dem Hall-IC 50 eingegeben wird, berechnet werden. Eine physikalische Größe für die Rückkopplung kann eine andere als die Drehzahl sein.
Obwohl eine offene Steuerung oder eine Rückkopplungssteuerung des Motors 4 geeigneter Weise gewählt sein kann, wird die Beschreibung basierend auf der Prämisse einer offener Steuerung fortgesetzt, sofern es in der ersten Ausführungsform nicht anders spezifiziert wird.
Die CPU 41 dreht den Motor 4 in einer Drehrichtung, die durch den Vorwärts/Rückwärts-Änderungsschalter 22 basierend auf einem Drehrichtungsfestlegungssignal, das von dem Vorwärts/Rückwärts-Änderungsschalter 22 eingegeben wird, festgelegt wird. Die CPU 41 führt ebenso eine Steuerung zum Aufleuchten der leuchtenden LED 23 aus, während der Drücker 21a gedrückt wird. Des Weiteren führt die CPU 41 eine Steuerung des Bedienfelds 24 aus und auch eine Steuerung basierend auf den Betätigungsdetails des Bedienfelds 24. Das Bedienfeld 24 weist einen Drehwinkeländerungsschalter 26 und eine Anzeigeeinheit 27 auf. Eine Erklärung von spezifischen Funktionen des Bedienfelds 24 wird in einer später beschriebenen zweiten Ausführungsform gegeben.
Der Regler 34 ist eine Leistungsversorgungsschaltung, die eine Spannung der Batterie 29 reduziert und eine spezifische Leistungsversorgungsspannung Vcc (zum Beispiel 5 V Gleichspannung) erzeugt. Die Steuerungsschaltung 31 arbeitet mit der Leistungsversorgungsspannung Vcc, die durch den Regler 34 erzeugt wird.
Die Stromerfassungseinheit 35 ist in einem Leitungsweg von der Motorantriebsschaltung 33 zu der negativen Elektrode der Batterie 29 vorgesehen und gibt ein Signal (ein Stromerfassungssignal) aus, das einen Stromfluss in dem Motor 4 anzeigt. Das Stromerfassungssignal, das von der Stromerfassungseinheit 35 ausgegeben wird, wird in die Steuerungsschaltung 31 eingegeben. Die CPU 41 erfasst den Stromfluss in dem Motor 4 basierend auf dem Stromerfassungssignal, das von der Stromerfassungseinheit 35 eingegeben wird.
Die CPU führt einen spezifischen Mittelungsprozess des Stroms, der basierend auf dem Stromerfassungssignal erfasst wird, aus und führt dann verschiedene Steuerungsprozesse gemäß dem Strom nach dem Mittelungsprozess aus. Allerdings ist der Mittelungsprozess des Stroms nicht zwingend. Die CPU 41 kann ebenso einen Mittelungsprozess der Drehzahl des Motors 4 ausführen. Allerdings ist der Mittelungsprozess der Drehzahl nicht zwingend.
Die Batteriespannungserfassungseinheit 36 erfasst die Spannung der Batterie 29 und gibt ein Spannungserfassungssignal, das den Spannungswert anzeigt, an die Steuerungsschaltung 31 aus. Die CPU 41 erfasst die Spannung der Batterie 29 (eine Batteriespannung) basierend auf dem Spannungserfassungssignal von der Batteriespannungserfassungseinheit 36 und verwendet nach Bedarf den Wert der Batteriespannung für verschiedene Steuerungsprozesse.
Die Kommunikationseinheit 37 weist ein kabelloses Kommunikationsmodul zum Ausführen einer kabelloser Kommunikation mit einem anderen externen Gerät (zum Beispiel einem Kommunikationsgerät) als dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 auf. Die CPU 41 kann eine kabellose Kommunikation mit dem externen Kommunikationsgerät über die Kommunikationseinheit 37 ausführen, um dadurch Daten von dem externen Kommunikationsgerät zu empfangen und Daten an das externe Kommunikationsgerät zu übermitteln.
Der wiederaufladbare Schlagschrauber 1 der ersten Ausführungsform ist als ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben, wie oben beschrieben, produziert. Ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben ist üblicherweise so konstruiert, dass der Schlagmechanismus 6 einem Drehmoment widerstehen kann, das während Anziehvorgängen einer Holzschraube erwartet wird. Mit anderen Worten, ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben ist größtenteils nicht dafür konstruiert, für ein Anziehen einer Maschinenschraube verwendet zu werden.
Dementsprechend, wenn ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben zum Anziehen einer Maschinenschraube in ein Metallwerkstück verwendet wird, kann ein unerwartetes großes externes Drehmoment (welches während eines Anziehens einer Holzschraube wahrscheinlich nicht erzeugt worden wäre), während Schlagen ausgeführt wird, aufgebracht werden, und kann in einer Beschädigung des Schlagmechanismus 6 oder anderer Mechanismen, verschiedener Komponenten und dergleichen resultieren.
Es ist deshalb für das Drehschlagwerkzeug wünschenswert, eine Schutzfunktion aufzuweisen, um ein Auftreten von Defekten, wie beispielsweise Beschädigungen, an dem Drehschlagwerkzeug zu vermeiden. Zum Beispiel ist es wünschenswert, dass die Art eines Werkstücks automatisch unterschieden (erkannt) wird und die Schutzfunktionsarbeit nach Bedarf arbeitet, falls es bestimmt wird, dass der aktuelle Anziehvorgang an einem Werkstück ausgeführt wird, das unterschiedlich von einem Werkstück ist, das dem Drehschlagwerkzeug entspricht. Das heißt, dass es wünschenswert ist, eine geeignete Motorsteuerung in Abhängigkeit von der Art des Werkstückes auszuführen.
Die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-247326 A enthält einen Vorschlag für eine Technik zum Unterscheiden (Erkennen) eines Werkstückes. Gemäß der Erfindung in dieser Veröffentlichung wird der Motor zunächst mit einer geringen Drehzahl gedreht. Falls ein Schlag nicht auftritt, wird bestimmt, dass das Werkstück als ein weiches Material ist. Falls ein Schlag aufgetreten ist, wird bestimmt, dass das Werkstück ein hartes Material ist und die Drehzahl des Motors wird erhöht.
Diese Technik ermöglicht die Unterscheidung, ob ein Werkstück weich oder hart ist. Allerdings wird zum Unterscheiden eines Werkstücks ein Antreiben des Motors mit geringer Geschwindigkeit zu dem Startzeitpunkt benötigt, was zu einer längeren Zeit, die für die Unterscheidung benötigt wird, führen könnte, und somit zu einer verlängerten Gesamtvorgangszeit führen könnte. Um die Arbeitseffizienz eines Benutzers nicht zu verschlechtern, ist es wünschenswert, dass eine Unterscheidung eines Werkstückes und eine geeignete Motorsteuerung basierend auf dem Unterscheidungsergebnis schnell ausgeführt wird.
Der wiederaufladbare Schlagschrauber 1 der ersten Ausführungsform ist zum Unterscheiden eines Werkstückes nach einem Start des Aufbringens eines Schlages und zum Verringern oder Stoppen der Ausgabe des Motors 4 konfiguriert, falls es bestimmt wird, dass das Werkstück nicht Holz ist, sondern ein relativ hartes Material ist, wie zum Beispiel Metall.
Eine Beschreibung eines Verfahrens zum Unterscheiden eines Werkstückes in der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 3 gegeben. „Während des Schlagens” bedeutet hier eine Zeitperiode, während ein Schlag periodisch (intermittierend) nach dem Start des Aufbringen eines Schlages aufgebracht wird.
Im Falle eines Anziehens eines Drehgegenstandes, wie beispielsweise einer Maschinenschraube oder eines Bolzens, in ein Werkstück, wenn der Drücker 21a zum Drehen des Motors gedrückt wird, dreht der Motor mit hoher Geschwindigkeit aufgrund eines im Wesentlichen Nicht-Last-Zustandes, bis der Drehgegenstand an dem Werkstück aufsitzt.
„Last” bedeutet hier ein Drehmoment (Lastdrehmoment), das von außen auf das Werkzeugelement aufgebracht wird. Mit anderen Worten bedeutet „Last” ein Drehmoment, das zum Drehen des Werkzeugelementes (d. h. zum Drehen der Hülse 19) benötigt wird. Der „Nicht-Last-Zustand” bedeutet einen Zustand, in welchem die Last kleiner als ein spezifischer Wert ist und Schlagen nicht ausgeführt wird.
Wenn das Anziehen eines Drehgegenstandes fortschreitet und der Drehgegenstand auf dem Werkstück zum Sitzen kommt, erhöht sich die Last, so dass das Lastdrehmoment (Drehmoment) den spezifischen Wert erreicht oder überschreitet und ein Schlag gestartet wird. Während des Schlagens ist die Last groß und somit ist die Drehzahl des Motors 4 im Vergleich mit der Drehzahl in dem Nicht-Last-Zustand reduziert.
3 zeigt ein Beispiel von Schwankungen der Drehzahl und des Stromes nach dem Start des Aufbringens eines Schlages in einem Fall eines Anziehens einer Holzschraube (das Werkstück ist Holz) unter Verwendung des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1, und ein Beispiel von Schwankungen der Drehzahl und des Stromes nach dem Start des Aufbringens eines Schlages in einem Fall eines Anziehens einer Maschinenschraube (das Werkstück ist eine Metallplatte) unter Verwendung des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1.
Es ist in 3 deutlich erkennbar, dass die Drehzahl und der Strom des Motors 4 während des Schlagens als ein Ergebnis der Schlagwirkung periodisch schwanken. Im Speziellen schwanken die Drehzahl und der Strom des Motors 4 periodisch in Synchronisation mit der Drehung des Hammers 14.
Wenn ein Schlag aufgebracht wird, wird die Drehzahl des Motors 4 ein Minimumwert zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Hammer 14 über den Amboss 15 gleitet (unmittelbar vor Entfernen von dem (Verlassen des) Ambosses 15 nach dem Gleiten über diesen), und der Strom des Motors 4 wird ein Maximumwert. Zu dem Zeitpunkt, dass der Hammer 14 den Amboss 15 nach dem Entfernen von dem Ambosses 15 wieder schlägt (d. h. unmittelbar bevor eine Schlagkraft aufgebracht wird) wird die Drehzahl des Motors 4 ein Maximumwert und der Strom des Motors 4 wird ein Minimumwert.
Dementsprechend schwanken während des Schlagens, jedes Mal, wenn der Hammer 14 dreht, die Drehzahl und der Strom des Motors 4 in Synchronisation mit der Drehung des Hammers 14. Im Speziellen schwanken die Drehzahl und der Strom des Motors 4 in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringens eines Schlages.
Der zuvor gemeinte Minimumwert der periodisch schwankenden Drehzahl oder des periodisch schwankenden Stroms ist ein minimaler Wert gemäß der mathematisch genauen Definition, wohingegen der zuvor gemeinte Maximumwert strenggenommen ein maximaler Wert ist. Dementsprechend bedeuten die periodischen Schwankungen der Drehzahl und des Stromes während des Schlagens strenggenommen, dass der maximale Wert und der minimale Wert alternierend auftreten.
In der ersten Ausführungsform werden allerdings der maximale Wert und der minimale Wert von sowohl der Drehzahl als auch des Stroms, die während des Schlagens auftreten, als der Maximumwert und der Minimumwert, wie zuvor genannt, für die Vereinfachung der Beschreibung bezeichnet.
Wie es aus 3 deutlich ist, sind die Zustände der Schwankungen in der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 während des Schlagens unterschiedlich zwischen dem Fall, in welchen das Werkstück eine Platte ist (d. h. im Fall des Anziehens einer Maschinenschraube in eine Metallplatte), und dem Fall, in welchem das Werkstück Holz ist (d. h. der Fall des Anziehens einer Holzschraube in ein Holzwerkstück).
In dem Fall des Anziehens einer Holzschraube in Holz startet das Aufbringen einer Last auf das Werkzeugelement, wenn ein Spitzenende der Holzschraube in das Holz eintritt. Die Last nimmt mit Fortschritt des Anziehens graduell zu. Wenn die Last einen spezifischen Wert erreicht oder überschreitet, startet das Aufbringen eines Schlages. In dem Schlag, der während des Anziehens der Holzschraube auftritt, wenn der Hammer 14 den Amboss 15 schlägt, wird der Amboss 15 für ein gewisses Ausmaß aufgrund der Kraft, die von dem Hammer 14 empfangen wird, gedreht und das Anziehen der Holzschraube erfolgt mit dem Ausmaß der Drehung.
Das heißt, dass in dem Fall des Anziehens der Holzschraube ein Stoß zu dem Zeitpunkt des Schlages für ein gewisses Ausmaß durch die Drehung des Ambosses 15 absorbiert (gedämpft) wird. Demzufolge ändert sich die Last nicht groß und die Drehzahl und der Strom des Motors 4 schwanken sinusförmig mit einer relativ kleinen Schwankungsbreite, wie in 3 gezeigt.
Im Gegensatz dazu, in dem Fall des Anziehens einer Maschinenschraube in eine Metallplatte startet das Aufbringen eines Schlages hauptsächlich nachdem die Maschinenschraube auf der Metallplatte aufsitzt (oder unmittelbar vor dem Aufsitzen). Dementsprechend ist in dem Fall des Anziehens einer Maschinenschraube das Drehausmaß des Ambosses 15 klein, auch wenn das Aufbringen eines Schlages nach dem Aufsitzen beginnt, und große Lasten werden auf den Amboss 15 und auf den Motor 4 zu jedem Zeitpunkt, wenn ein Schlag aufgebracht wird, aufgebracht. Das heißt, dass die Last sich zum Zeitpunkt eines Schlages in dem Fall des Anziehens einer Maschinenschraube im hohen Maße ändert. Demzufolge schwanken die Drehzahl und der Strom des Motors 4 mit einer relativ großen Schwankungsbreite, wie in 3 gezeigt.
Dementsprechend erfasst in der ersten Ausführungsform die CPU 41 das Auftreten oder das Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf einer Breite einer periodischen Schwankung (Schwankungsbreite) der Drehzahl oder des Stroms des Motors 4, die in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringen eines Schlages auftritt. Im Speziellen wird ein spezifischer Schwellenwert (ein Erfassungsschwellenwert) der Schwankungsbreite festgelegt und es wird bestimmt, dass ein Schlag aufgebracht wird, falls die Schwankungsbreite den Erfassungsschwellenwert erreicht oder überschreitet. In der vorliegenden Spezifikation bedeutet eine Schwankungsbreite in jeder der verschiedenen physikalischen Größen (physikalische Größen, wie beispielsweise die Drehzahl und der Strom des Motors 4, die in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringens eines Schlages schwanken können) eine Breite einer Schwankung, die in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringens eines Schlages auftritt, sofern nichts anderes speziell definiert wird.
Wie oben beschrieben, wenn der Hammer 14 den Amboss 15 schlägt (unmittelbar bevor eine Schlagkraft aufgebracht wird), wird die Drehzahl des Motors 4 ein Maximum und der Strom, der in dem Motor 4 fließt, wird ein Minimum. In der ersten Ausführungsform wird daher in dem Fall des Erfassen eines Auftretens oder eines Nicht-Auftretens eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl des Motors 4 jedes Mal, wenn die Drehzahl einen Maximumwert in dem Schwankungsverlauf aufweist, eine Differenz zwischen dem Maximumwert und einem unmittelbar vorausgehenden Minimumwert als eine Schwankungsbreite verwendet, und das Auftreten oder das Nicht-Auftreten eines Schlages wird basierend auf der Schwankungsbreite erfasst. In dem Fall des Erfassens eines Auftretens oder eines Nicht-Auftretens eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes des Motors 4 wird jedes Mal, wenn der Stromwert einen Minimumwert in dem Schwankungsverlauf aufweist, eine Differenz zwischen dem Minimumwert und einem unmittelbar vorausgehenden Maximumwert als eine Schwankungsbreite verwendet, und das Auftreten oder das Nicht-Auftreten eines Schlages wird basierend auf der Schwankungsbreite erfasst.
Es ist nicht notwendigerweise erforderlich, dass das Auftreten oder das Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite der physikalischen Größe, wie beispielsweise der Drehzahl oder des Stroms, zu erfassen. Ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages kann durch ein anderes Verfahren erfasst werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren zum Erfassen eines Stoßes zum Zeitpunkt eines Schlages oder eines Schlaggeräusches gegeben sein, dass einen Stoßsensor oder einen Piezosensor (piezoelektrischer Sensor), oder ein Mikrofon verwendet und nachfolgend das Auftreten oder das Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf dem erfassten Stoß oder dem Schlaggeräusch erfasst.
Nach Erfassen eines Starts eines Aufbringens eines Schlages unterscheidet die CPU 41 zwischen Werkstücken basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl oder der Schwankungsbreite des Stromes des Motors 4 während des Schlagens. Im Speziellen wird es bestimmt, ob ein Anziehen in ein Werkstück entsprechend des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 ausgeführt wird oder Anziehen in ein relativ hartes Werkstück, wie beispielsweise eine Metallplatte, ausgeführt wird.
Wie oben beschrieben ist, sind in dem Fall des Anziehens einer Holzschraube ein Drehwinkel des Ambosses 15 pro Schlag (und somit ein Drehwinkel des Werkzeugelements und der Holzschraube) (nachfolgend ebenso als ein „Lastachsendrehwinkel”) relativ groß und die Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 relativ klein. Im Gegensatz dazu, sind in dem Fall des Anziehens einer Maschinenschraube der Lastachsendrehwinkel pro Schlag relativ klein (oder dort kann eine kleine Drehung vorliegen) und die Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 sind relativ groß.
Dementsprechend unterscheidet die CPU 41, nach der Erfassung des Starts des Aufbringens eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes, zwischen Werkstücken basierend auf der Schwankungsbreite. Im Speziellen, falls die Schwankungsbreite kleiner als ein spezifischer Schwankungsbreitenschwellenwert ist, wird es bestimmt, dass ein Anziehen einer Holzschraube in Holz oder dergleichen ausgeführt wird, wohingegen, falls die Schwankungsbreite gleich oder größer als der spezifische Schwankungsbreitenschwellenwert ist, eine temporäre Bestimmung gemacht wird, dass Anziehen einer Maschinenschraube oder dergleichen in ein hartes Werkstück, wie beispielsweise Metall, ausgeführt wird. Nachdem eine solche temporäre Bestimmung mehrere Male durchgeführt wurde, und bestimmt wurde, dass die mehreren Male die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, führt die CPU 41 die abschließende Bestimmung durch, dass ein Anziehen einer Maschinenschraube oder dergleichen in ein hartes Werkstück, wie beispielsweise Metall, ausgeführt wird. Nach der abschließenden Bestimmung reduziert die CPU 41 die Ausgabe des Motors 4 oder hält den Motor 4 an.
Der Schwankungsbreitenschwellenwert wird auf einen spezifischen Wert festgelegt, der größer als ein Erfassungsschwellenwert ist, der zum Erfassen eines Auftretens oder eines Nicht-Auftretens eines Schlages ist. Ebenso ist die Unterscheidung von Werkstücken nach einem Start des Aufbringens eines Schlages so ausgelegt, dass sie innerhalb von zehn Schlägen seit dem Start des Aufbringens des Schlages in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird. Im Speziellen, falls die Anzahl der Zeiten, dass die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, nicht eine spezifische Anzahl von Zeiten zum Zeitpunkt erreicht hat, zu dem zehn Schläge aufgebracht wurden, wird es bestimmt, dass das Werkstück ein weiches Werkstück ist, wie beispielsweise Holz und eine weitere Unterscheidung wird nicht ausgeführt. Somit ist in der ersten Ausführungsform die spezifische Anzahl von Zeiten auf einen spezifischen Wert gleich oder kleiner mit zehn festgelegt.
Nachfolgend wird eine Beschreibung eines Hauptprozesses, der durch die CPU 41 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 4 gegeben. Wenn die CPU 41 durch Leistungsversorgung aktiviert wird und den Betrieb startet, liest die CPU 41 ein Programm des Hauptprozesses in 4 aus dem Speicher 42 aus und führt das Programm aus.
Wenn der Hauptprozess in 4 gestartet wird, führt die CPU verschiedene Anfangsfestlegungen in S10 durch und löscht einen Watchdog-Timer (WDT) in S20. Später beschriebene verschiedene Flags (Merker) und Zähler werden alle in den Anfangsfestlegungen in S10 gelöscht. In S30 werden ein Drücker-An-Signal und ein Betätigungssignal des Drückerschalters 21 bestätigt. Im Speziellen werden Betätigungsdetails des Drückers 21a bestätigt.
In S40 wird ein AD-Wandlungsbestätigungsprozess ausgeführt. Im Speziellen wird eine AD-Wandlung von jedem von verschiedenen analogen Eingabesignalen, die ein Betätigungssignal des Drückerschalters 21, ein Stromerfassungssignal der Stromerfassungseinheit 35 und ein Spannungserfassungssignal der Batteriespannungserfassungseinheit 36 enthalten, zum Erhalten verschiedener Daten nach der Wandlung, die das Drückausmaß des Drückers 21a, den Strom des Motors 4 und die Spannung der Batterie 29 enthalten, ausgeführt.
In S50 wird ein Kommunikationsprozess ausgeführt. Im Speziellen wird eine Datenkommunikation mit einem externen Kommunikationsgerät über die Kommunikationseinheit 37 ausgeführt. Falls ein kommunizierbares Kommunikationsgerät nicht vorliegt, wird kein Prozess in S50 ausgeführt und der vorliegende Prozess wird in S60 fortgesetzt.
In S60 wird ein Motorsteuerungsprozess basierend auf verschiedenen Informationen, die in den Prozessen in S30 bis S50 bestätigt oder erhalten wurden, ausgeführt. Die Details des Motorsteuerungsprozesses in S60 sind in 5 gezeigt.
Beim Fortsetzen des Motorsteuerungsprozesses führt die CPU 41 einen Schlagzustandserhaltungsprozess in S110 aus. In dem Schlagzustandserhaltungsprozess wird die Drehzahl oder der Strom des Motors 4 zuerst erhalten. Es kann auf geeignete Weise im Voraus bestimmt sein, ob die Drehzahl und oder der Strom erhalten werden soll. Dann wird es bestimmt, ob ein Schlag basierend auf der erhaltenen Drehzahl oder dem erhaltenen Strom aufgetreten ist.
Zum Beispiel, im Fall der Bestimmung basierend auf der Drehzahl, falls die Drehzahl zu dem Zeitpunkt einer vorhergehenden Erhaltung zugenommen hatte, und die aktuelle erhaltene Drehzahl kleiner als die vorherige Drehzahl ist (das heißt, dass die Drehzahl nach einer Zunahme abnimmt), kann ein Schlag aufgebracht worden sein.
In diesem Fall wird die vorher erhaltene Drehzahl als ein Maximumwert angesehen. Falls ein Minimumwert vor dem Maximumwert erfasst ist, kann es bestimmt werden, dass eine Schwankung mit einer Schwankungsbreite aufgetreten ist, die eine Differenz zwischen dem Minimumwert und dem vorher erhaltenen Maximumwert ist. Dann verarbeitet die CPU 41 und speichert temporär die Schwankungsbreite der Drehzahl in dem Speicher 42.
Nachfolgend wird es bestimmt, ob ein Schlag aufgetreten ist basierend darauf, ob die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Erfassungsschwellenwert (der Erfassungsschwellenwert entsprechend der Drehzahl) ist. Falls die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Erfassungsschwellenwert ist, wird es bestimmt, das ein Schlag aufgetreten ist, und ein Schlaganzahlzähler wird hochgezählt (durch eins erhöht).
Der Schlaganzahlzähler ist ein Softwarezähler, der temporär durch die CPU 41 in einem spezifischen Bereich des Speichers 42 erstellt wird und auf „0” in den anfangszustand zurückgesetzt wird. Der Anfangszustand ist der Zustand, wenn die CPU 41 aktiviert wird oder wenn der Drückerschalter 21 ausgeschaltet wird. Somit, wenn ein Schlag zum ersten Mal erfasst wird, nachdem die CPU 41 aktiviert wurde, wird der Schlaganzahlzähler von „0” auf „1” hochgezählt.
Alternativ in dem Fall der Erfassung eines Auftretens oder eines Nicht-Auftretens eines Schlages basierend auf dem Strom kann zum Beispiel, falls der Strom zu dem Zeitpunkt einer vorhergehenden Erhaltung abgenommen hatte und der aktuelle erhaltene Stromwert größer als der vorherige Stromwert ist (das heißt, falls der Strom nach einer Abnahme zunimmt), kann ein Schlag aufgebracht worden sein.
In diesem Fall wird der zuvor erhaltene Stromwert als ein Minimumwert angesehen. Falls ein Maximumwert vor dem Minimumwert erfasst wurde, kann es bestimmt werden, dass eine Schwankung mit einer Schwankungsbreite aufgetreten ist, die eine Differenz zwischen dem Maximumwert und dem zuvor erhaltenen Minimumwert ist. Ebenso verarbeitet in diesem Fall die CPU 41 und speichert temporär die Schwankungsbreite des Stromes in dem Speicher 42 ab.
Nachfolgend wird es bestimmt, ob ein Schlag aufgetreten ist basierend darauf, ob die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Erfassungsschwellenwert (der Erfassungsschwellenwert, der dem Strom entspricht) ist. Falls die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Erfassungsschwellenwert ist, wird es bestimmt, dass ein Schlag aufgetreten ist, und der Schlaganzahlzähler wird hochgezählt (durch eins erhöht).
Wie oben beschrieben wurde, erhält jedes Mal, wenn die CPU 41 den Prozess in S110 fortsetzt, die CPU 41 die Drehzahl oder den Strom und bestrebt, eine Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes zu erfassen. Falls eine Schwankungsbreite, die die Möglichkeit eines Auftretens eines Schlages anzeigt, erfasst wird (falls ein unmittelbarer vorheriger Wechsel von einem Minimumwert zu einem Maximumwert in dem Fall der Drehzahl auftritt, wohingegen falls ein unmittelbarer vorheriger Wechsel von einem Maximumwert an einen Minimumwert in dem Fall des Stroms auftritt), speichert die CPU 41 temporär die Schwankungsbreite und bestimmt ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eine Schlages basierend auf der Schwankungsbreite. Falls die CPU 41 bestimmt, dass ein Schlag aufgebracht wurde, addiert die CPU 41 kumulativ die Anzahl der Schläge unter Verwendung des Schlaganzahlzählers.
In S120 wird ein Werkstückunterscheidungsprozess zum Unterscheiden eines Werkstückes ausgeführt. Details des Werkstückunterscheidungsprozesses in S120 sind in 6 gezeigt. Beim Fortsetzen in dem Werkstückunterscheidungsprozesses bestimmt die CPU 41 in S210, ob der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist basierend auf dem Vorliegen oder Fehlen eines Drücker-An-Signals von dem Drückerschalter 21. Falls der Drückerschalter 21 nicht eingeschaltet ist, werden ein Unterscheidungszähler und ein Steuerungsänderung-F1ag in S300 gelöscht, der Werkstückunterscheidungsprozess wird beendet und der vorliegende Prozess wird in S130 fortgesetzt (siehe 5). Falls der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist, wird der Prozess in S220 fortgesetzt.
In S220 wird es bestimmt, ob ein Schlag erfasst wurde. Die Erfassung wird basierend darauf ausgeführt, ob ein Schlag in dem unmittelbar vorausgehenden Schlagzustandserfassungsprozess in S110 erfasst wurde. Falls ein Schlag nicht erfasst wurde, wird der Werkstückunterscheidungsprozess beendet, und der vorliegende Prozess wird in S130 (siehe 5) fortgesetzt. Falls ein Schlag erfasst wurde, wird der vorliegende Prozess in S230 fortgesetzt.
In S230 wird es bestimmt, ob die Drehung des Motors 4 auf die Normaldrehung festgelegt ist, basierend auf einem Signal von dem Vorwärts/Rückwärts-Änderungsschalter 22, d. h., ob die Drehrichtung auf die Vorwärtsrichtung eingestellt ist. Falls die Drehrichtung auf die Rückwärtsrichtung eingestellt ist, wird der Werkstückunterscheidungsprozess beendet, und der vorliegende Prozess wird in S130 (siehe 5) fortgesetzt. Falls die Drehrichtung auf die Vorwärtsrichtung eingestellt ist, wird der vorliegende Prozess in S240 fortgesetzt.
In S240 wird es bestimmt, ob das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist. Das Steuerungsänderung-Flag wird in den Anfangszustand zurückgesetzt (gelöscht) und wird in einem später beschriebenen Prozess in S290 festgelegt. Falls es in S240 bestimmt wurde, dass das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist, wird der Werkstückunterscheidungsprozess beendet und der vorliegende Prozess wird in S130 fortgesetzt (siehe 5). Falls das Steuerungsänderung-Flag nicht gesetzt ist, wird der vorliegende Prozess in S250 fortgesetzt.
In S250 wird es bestimmt, ob die Anzahl der Schläge seit dem Start der Drehung gleich oder kleiner als zehn ist. Im Speziellen wird es bestimmt, ob der Zählerwert des Schlaganzahlzählers gleich oder kleiner als zehn ist. Falls die Anzahl der Schläge elf oder mehr ist, wird der Werkstückunterscheidungsprozess beendet und der vorliegende Prozess wird in S130 (siehe 5) fortgesetzt. Falls die Anzahl der Schläge gleich oder kleiner als zehn ist, wird der vorliegende Prozess in S260 fortgesetzt.
In S260 wird es bestimmt, ob die Schwankungsbreite (die Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes), die temporär in dem Speicher 42 gespeichert ist, wenn ein Schlag in den unmittelbar vorausgehenden S110 (siehe 5) erfasst wurde, gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist. Falls die Schwankungsbreite kleiner als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, wird der Werkstückunterscheidungsprozess beendet und der vorliegende Prozess wird in S130 fortgesetzt (siehe 5). Das heißt, dass, falls die Schwankungsbreite kleiner als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, es bestimmt wird, dass ein Anziehen in ein weiches Werkstück, wie beispielsweise Holz, ausgeführt wird. In diesem Fall wird der Motor 4 durch einen Drehzahlbefehlswert gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a, wie später beschrieben wird, angetrieben. Andererseits, falls die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, wird der vorliegende Prozess in S270 fortgesetzt.
In S270 wird der Unterscheidungszähler hochgezählt. Der Unterscheidungszähler, der ein Softwarezähler wie der Schlaganzahlzähler ist, wird in dem Anfangszustand auf „0” zurückgesetzt. Der Unterscheidungszähler ist ein Zähler zum kumulativen Aufaddieren der Anzahl der Bestimmungen, dass die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist. In S270 wird der Unterscheidungszähler um eins hochgezählt.
In S280 wird es bestimmt, ob der Wert des Unterscheidungszählers gleich oder größer als ein spezifischer Wert ist. Falls der Wert des Unterscheidungszählers kleiner als der spezifische Wert ist, wird der Werkstückunterscheidungsprozess beendet und der vorliegende Prozess wird in S130 (siehe 5) fortgesetzt. Falls der Wert des Unterscheidungszählers gleich oder größer als der spezifische Wert ist, wird der Prozess in S290 fortgesetzt.
In S290 wird das Steuerungsänderung-Flag gesetzt. Im Speziellen, wenn die Anzahl, dass die der Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert wurde, eine spezifische Anzahl erreicht hat, wird eine abschließende Bestimmung ausgeführt, dass ein Anziehen einer Maschinenschraube oder dergleichen in ein hartes Werkstück, wie beispielsweise Metall, ausgeführt wird, und das Steuerungsänderung-Flag wird gesetzt. Nachdem das Steuerungsänderung-Flag in S290 gesetzt wurde, wird der vorliegende Prozess in S130 (siehe 5) fortgesetzt.
Zurückkehrend auf 5 wird die Beschreibung fortgesetzt. Nachfolgend auf den Werkstückunterscheidungsprozess (für Details siehe 6) in S120, wird in S130 ein Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess ausgeführt. Der Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess ist hauptsächlich ein Prozess zum Festlegen eines Drehzahlbefehlswertes (einer relativen Einschaltdauer in der ersten Ausführungsform) gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a. Die Details des Festlegens variieren in Abhängigkeit von dem Status des Steuerungsänderung-Flags.
7 zeigt die Details des Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozesses in S130. Beim Fortsetzen des Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess kalkuliert die CPU 41 einen Drehzahlbefehlswert gemäß dem Drückausmaß (erhalten in S40) des Drückers 21a in S310. Im Speziellen wird eine relative Einschaltdauer gemäß dem Drückausmaß kalkuliert.
In S320 wird es bestimmt, ob das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist. Falls das Steuerungsänderung-Flag nicht gesetzt ist, wird der Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess beendet, und der vorliegende Prozess wird in S140 (siehe 5) fortgesetzt. Falls das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist, wird der vorliegende Prozess in S330 fortgesetzt.
In S330 wird eine Festlegungsänderung (eine Korrektur) des Drehzahlbefehlswertes (der relativen Einschaltdauer) auf einen Wert kleiner als der in S310 kalkulierte Wert ausgeführt. Im Speziellen wird der Drehzahlbefehlswert auf einen spezifischen Wert reduziert, der kleiner als der Wert ist, der in S310 kalkuliert wird, und ebenso größer als „0” ist, oder wird auf „0” festgelegt. Eine Reduzierung des Drehzahlbefehlswertes resultiert in einer entsprechenden Reduzierung der Drehzahl des Motors 4. Ein Festlegen des Drehzahlbefehlswertes auf „0” resultiert in einem Stoppen der Drehung des Motors 4.
Wie bereits oben ausgeführt wurde, wenn das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist, wird ein Anziehen einer Maschinenschraube oder dergleichen in ein hartes Werkstück, wie beispielsweise Metall, ausgeführt. Da der wiederaufladbare Schlagschrauber 1 der ersten Ausführungsform ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben ist, kann das Werkzeug beschädigt werden, falls der Motor 4 während dem Anziehen einer Maschinenschraube mit einer Drehzahl gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a in der gleichen Weise, wie in dem Fall des Anziehens einer Holzschraube gedreht wird. Dementsprechend ist es so konfiguriert, dass, wenn das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist, der Drehzahlbefehlswert reduziert wird und die Drehung fortgesetzt wird, oder der Drehzahlbefehlswert auf „0” gesetzt wird, um dadurch die Drehung zu stoppen, so dass eine Beschädigung des Werkzeuges unterbunden werden kann. Nachfolgend auf den Prozess in S330, wird der vorliegende Prozess in S140 (5) fortgesetzt.
Die Reduzierung des Drehzahlbefehlswertes in S330 muss nicht notwendigerweise eine Reduzierung zu einem solchen Ausmaß bedeuten, dass kein Schlag auftritt. Zum Beispiel kann es so konfiguriert sein, dass die Schlagkraft reduziert wird, während ein Fortsetzen der Aufbringung eines Schlages ermöglicht wird, um dadurch einen mechanischen Stoß zu reduzieren. Auch kann es so konfiguriert sein, dass der Drehzahlbefehlswert ausreichend zu einem solchen Ausmaß reduziert wird, dass kein Schlag auftritt.
Zurückkehrend zu 5, wird die Beschreibung fortgesetzt. In S140 wird ein Motor-Antriebs-/Stoppprozess ausgeführt. Im Speziellen wird ein Einschaltdauersignal, das durch den Drehzahlbefehlswert (relative Einschaltdauer) angezeigt wird, der in S130 festgelegt wird, an die Torsteuerschaltung 32 als ein Antriebssignal ausgegeben. Demzufolge wird der Motor 4 mit der festgelegten relativen Einschaltdauer angetrieben.
In dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben wurde, wenn ein Schlag erfasst wurde, steuert die CPU 41 das Antreiben des Motors 4 gemäß der Schwankungsbreite der physikalischen Größe, die aufgrund des Schlages schwankt. Dementsprechend wird der Motor 4 auf geeignete Weise gemäß dem Zustand des Schlagens gesteuert, und somit kann ein Benutzer einen Arbeitsvorgang unter Verwendung einer Schlagkraft ausführen.
Im Speziellen wird in der ersten Ausführungsform die Drehzahl des Motors 4 oder der Strom, der in dem Motor 4 fließt, als die physikalische Größe verwendet, und das Antreiben des Motors 4 wird basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes, nachdem ein Schlag erfasst wurde, gesteuert. Die Drehzahl und der Strom des Motors 4 sind physikalische Größen, die in Synchronisation mit einem Aufbringen eines Schlages (mit dem gleichen Zyklus wie der des Aufbringens des Schlages) schwanken, und somit sind sie physikalische Größen, die den Zustand des Schlagens besser repräsentieren. Dementsprechend kann durch die Steuerung unter Verwendung der Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes eine Antriebssteuerung des Motors 4, während Schlagen ausgeführt wird, akkurater und effizienter bezüglich des Status des Schlagens ausgeführt werden.
Wenn die Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes nach dem Start des Aufbringens eines Schlages den Schwankungsbreitenschwellenwert erreicht oder überschreitet, führt die CPU 41 eine Antriebskraftbeschränkungssteuerung aus, um den Drehzahlbefehlswert von dem des Drückausmaßes des Drückers 21a entsprechenden Wert aus zu reduzieren und setzt das Antreiben des Motors 4 fort, oder um den Drehzahlbefehlswert auf „0” zum Stoppen des Motors 4 festzulegen.
Dementsprechend, falls eine relativ hohe Last während der Benutzung aufgebracht wird, wie zum Beispiel in dem Fall eines Anziehens einer Maschinenschraube unter Verwendung eines Spezialwerkzeuges für Holzschrauben, kann ein Auftreten einer Abnormalität oder eines Defektes an dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 aufgrund der hohen Last unterbunden werden.
Ebenso wird die Antriebskraftbeschränkungssteuerung nicht unmittelbar ausgeführt, nachdem die Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes den Schwankungsbreitenschwellenwert nach dem Start des Schlagens erreicht oder überschreitet, sondern nachdem die Anzahl der Zeiten, wenn die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert wird (wurde), eine spezifische Anzahl oder höher erreicht hat. Dementsprechend ist es möglich, die Schwankungsbreite akkurater zu erfassen, die aufgrund des Schlagens entsteht, und somit ist es möglich, akkurat zu bestimmen, ob die Antriebskraftbeschränkungssteuerung auszuführen ist.
Des Weiteren führt die CPU 41 die Antriebskraftbeschränkungssteuerung nicht aus, wenn die Drehrichtung auf die Rückwärtsrichtung eingestellt ist. Im Speziellen, wenn die Drehrichtung auf die Rückwärtsrichtung eingestellt ist, wird die Ausgabe des Motors 4 nicht reduziert oder der Motor 4 wird nicht gestoppt, auch wenn ein Schlag aufgebracht wird und die Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes zu diesem Zeitpunkt den Schwankungsbreitenschwellenwert erreicht oder überschreitet. Dementsprechend kann in dem Fall des Lösens eines Drehgegenstandes, wie beispielsweise einer Schraube oder eines Bolzens, von dem Werkstück, das Lösen effizienter und schneller ausgeführt werden.
Darüber hinaus führt die CPU 41 die Antriebskraftbeschränkungssteuerung nicht aus, falls die Anzahl der Schläge nach dem Start des Schlagens zehn überschreitet. Falls der Wert des Unterscheidungszählers einen spezifischen Wert nicht erreicht oder überschritten hat, obwohl die Anzahl der Schläge zehn oder geringer ist, wird es angenommen, dass ein Anziehen einer Holzschraube ausgeführt wird.
In dem Fall eines Anziehens einer Holzschraube unter Verwendung eines Spezialwerkzeuges für Holzschrauben, im Gegensatz zu dem Fall eines Anziehens einer Maschinenschraube, könnte die Reduzierung der Ausgabe des Motors 4 oder das Stoppen des Motors 4 während des Schlagens in einer reduzierten Bedienbarkeit für einen Benutzer resultieren. Dementsprechend, falls der Wert des Unterscheidungszählers einen spezifischen Wert nicht erreicht oder überschritten hat, obwohl die Anzahl der Schläge zehn oder geringer ist, wird die Antriebskraftbeschränkungssteuerung nicht ausgeführt, um dadurch eine Verringerung der Bedienbarkeit oder der Arbeitseffizienz zu unterbinden.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Beschreibung eines wiederaufladbaren Schlagschraubers einer zweiten Ausführungsform gegeben. Eine mechanische Konfiguration des wiederaufladbaren Schlagschraubers der zweiten Ausführungsform ist die gleiche, wie die mechanische Konfiguration des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Ebenso ist die Hardware-Konfiguration in der elektrischen Konfiguration die gleiche, wie die der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist. Deshalb erfolgt die Beschreibung der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 2.
Ein wiederaufladbarer Schlagschrauber 1 der zweiten Ausführungsform kann ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben, wie in der ersten Ausführungsform, oder ein anderes Werkzeug als ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben (zum Beispiel ein Werkzeug kompatibel für Maschinenschrauben) sein.
Im Allgemeinen schaltet beim Ausführen eines Anziehvorganges einer Schraube oder eines Bolzens unter Verwendung eines Drehschlagwerkzeuges ein Benutzer einen Werkzeugschalter zum Stoppen der Aktivität (zum Stoppen der Aufbringung eines Schlages) des Werkzeugs zu einem geeigneten Zeitpunkt nach dem Start des Aufbringens eines Schlages aus. Es hängt normalerweise größtenteils von der Erfahrung und/oder Wissenshöhe des Benutzers ab, zu welchem Zeitpunkt das Aufbringen eines Schlages gestoppt werden sollte. Der Benutzer kann nicht immer das Schlagen zu einem geeigneten Zeitpunkt stoppen.
Demzufolge könnten unnötige Schläge aufgebracht werden, die ein zu festes Anziehen, einen überdrehten (ausgerissenen) Schraubenkopf oder einen abgebrochenen Schraubenkopf bewirken. Im Gegensatz kann eine unzureichende Anzahl von Schlägen eine unzureichende Anziehkraft bewirken.
Zum Lösen dieser Probleme ist ein Steuerungsverfahren konzipiert worden, in welchem ein Lastwellendrehwinkel seit dem Start des Schlagens kumulativ erfasst wird, und wenn der Lastwellendrehwinkel seit dem Start des Schlagens einen spezifischen Drehwinkel erreicht hat, wird der Motor automatisch gestoppt oder seine Ausgabe wird reduziert (die Drehzahl wird reduziert). In der zweiten Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in welchem das Steuerungsverfahren an dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 angewendet wird.
Der Lastwellendrehwinkel, der durch jeden Schlag erzeugt wird, variiert abhängig von dem Drückausmaß des Drückers 21a sowie abhängig von dem Werkstück selbst, wenn das Drückausmaß das gleiche ist (d. h. die gleiche relative Einschaltdauer). Ebenso werden die jeweiligen Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes kleiner, wenn der Lastwellendrehwinkel durch jeden Schlag größer wird.
Wenn ein Anziehen in ein relativ weiches Werkstück, wie beispielsweise ein Anziehen einer Holzschraube in Holz, ausgeführt wird, ist der Lastwellendrehwinkel durch jeden Schlag relativ groß und die entsprechenden Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 sind relativ klein. Andererseits, wenn ein Anziehen in ein relativ hartes Werkstück, wie beispielsweise ein Anziehen einer Maschinenschraube in eine Metallplatte, ausgeführt wird, ist der Start des Aufbringens eines Schlages nahe dem Zeitpunkt, zu welchem die Schraube zum Sitzen kommt. Dementsprechend ist der Lastwellendrehwinkel durch jeden Schlag nach dem Start des Aufbringens eines Schlages relativ klein (oder im Wesentlichen null), und die entsprechenden Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 sind relativ groß.
In der zweiten Ausführungsform bestimmt deshalb die CPU 41 den Lastwellendrehwinkel basierend auf dem Strom, der in dem Motor 4 nach dem Start des Aufbringens eines Schlages (während dem Schlagen) fließt. Wenn der Lastwellendrehwinkel seit dem Start des Schlagens einen spezifischen festgelegten Schlagdrehwinkel erreicht (ein voreingestellter Wert eines Schlagdrehwinkels), wird der Drehzahlbefehlswert reduziert oder auf „0” festgelegt, um dadurch die Ausgabe des Motors 4 zu reduzieren.
Die zweite Ausführungsform ist so konfiguriert, dass der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels selektiv auf einen von einer Mehrzahl von voreingestellten Werten festgelegt werden kann. Im Speziellen kann in der zweiten Ausführungsform der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels einer von vier Winkeln 90°, 180°, 360° und 720° sein. Das Festlegen kann durch Drücken des Drehwinkeländerungsschalters 26 (siehe 2), der in dem Bedienfeld 24 vorgesehen ist, ausgeführt werden.
Jedes Mal, wenn ein Benutzer den Drehwinkeländerungsschalter 26 drückt, ändert sich der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels in der Reihenfolge von 90°, 180°, 360°, 720°, kontinuierliche Drehung, 90°, 180° .... Jedes Mal, wenn sich der voreingestellte Wert ändert, wird der voreingestellte Wert nach der Änderung in der Anzeigeinheit 27 des Bedienfelds 24 angezeigt.
In dem Fall, in welchem der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels zum Beispiel auf 180° festgelegt wird, wird der Drehzahlbefehlswert reduziert oder wird „0”, wenn der Lastwellendrehwinkel nach dem Start des Aufbringens eines Schlages 180° erreicht hat. Die „kontinuierliche Drehung” bedeutet, dass kein voreingestellter Wert des Schlagdrehwinkels festgelegt ist, und der Motor 4 mit dem Drehzahlbefehlswert gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a, während der Drücker 21a eingeschaltet ist, kontinuierlich angetrieben wird.
Ein Benutzer kann die Steuerungsdetails nach dem Start des Aufbringens eines Schlages auf gewünschte Details durch Betätigen des Drehwinkeländerungsschalters 26 festlegen. Zum Beispiel, wenn es gewünscht ist, die Ausgabe des Motors 4 nach dem Start des Aufbringens eines Schlages schnell zu reduzieren, um dadurch das Anziehen mit einem geringen Drehmoment auszufahren, sollte ein niedriger voreingestellter Wert, wie beispielsweise 90° oder 180°, gewählt werden.
Umgekehrter Weise, wenn es gewünscht wird, ein festes Anziehen durch eine starke Schlagkraft für eine Weile nach dem Start des Aufbringens eines Schlages auszuführen, und dann die Ausgabe zu reduzieren, sollte ein höherer voreingestellter Wert, wie beispielsweise 360° oder 720° gewählt werden. Wenn es gewünscht wird, die Ausgabe des Motors 4 nicht zu reduzieren, auch nach dem Start des Aufbringens eines Schlages, unabhängig von dem Lastwellendrehwinkel, sollte die „kontinuierliche Drehung” gewählt werden.
Nachdem die CPU 41 aktiviert wurde, ist in dem Anfangszustand der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels auf die „kontinuierliche Drehung” festgelegt. Der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels kann über kabellose Kommunikation mit einem externen Kommunikationsgerät anders als über die Betätigung des Drehwinkeländerungsschalters 26 festgelegt werden. Wenn Festlegungsdaten eines voreingestellten Wertes des Schlagdrehwinkels von einem externen Kommunikationsgerät durch die Kommunikationseinheit 37 empfangen werden, legt die CPU 41 den voreingestellten Wert des Schlagdrehwinkels basierend auf den Festlegungsdaten fest.
Hier können verschiedene spezifische Verfahren zum Bestimmen des Lastwellendrehwinkels basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes, der durch den Motor 4 fließt, vorhanden sein. Wie bereits oben beschrieben wurde, wird es erwartet, dass wenn die Schwankungsbreite des Stromes zum Zeitpunkt eines Schlages größer wird, der Lastwellendrehwinkel pro Schlag kleiner wird; wohingegen es erwartet wird, dass wenn die Schwankungsbreite des Stromes zum Zeitpunkt eines Schlages kleiner wird, der Lastwellendrehwinkel pro Schlag größer wird.
In der zweiten Ausführungsform wird deshalb die Schwankungsbreite des Stromes in eine Mehrzahl von Bereichen stufenweise klassifiziert und Gewichtungswerte (zusätzliche Werte), von denen jeder der Schwankungsbreite eines jeweiligen Bereiches entspricht (d. h., dem Lastwellendrehwinkel entspricht, der von der Schwankungsbreite erwartet wird), sind in den jeweiligen Bereichen festgelegt. Im Speziellen ist eine Gewichtungstabelle, die in 8A gezeigt ist, in dem Speicher 42 der Steuerungseinheit 31 abgespeichert.
In der Gewichtungstabelle von 8A ist die Schwankungsbreite des Stromes in vier Bereiche klassifiziert und ein zusätzlicher Wert (ein Gewichtungswert) ist für jeden der vier Bereiche festgelegt. Im Speziellen ist ein zusätzlicher Wert von +10 für die Schwankungsbreite des Stroms 2–5 [A] (gleich oder größer als 2 [A] und kleiner als 5 [A]) festgelegt, ein zusätzlicher Wert von +3 ist für die Schwankungsbreite 5–8 [A] (gleich oder größer als 5 [A] und kleiner als 8 [A]) festgelegt, ein zusätzlicher Wert von +1 ist für die Schwankungsbreite von 8–11 [A] (gleich oder größer als 8 [A] und kleiner als 11 [A]) festgelegt, und ein zusätzlicher Wert von „0” ist für die Schwankungsbreite von 11 [A] oder größer festgelegt. Ein größerer zusätzlicher Wert (Gewichtungswert) bedeutet, dass der Lastwellendrehwinkel pro Schlag größer ist.
Zu jedem Zeitpunkt der Erfassung eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes, greift die CPU 41 auf die Gewichtungstabelle zu und addiert kumulativ den zusätzlichen Wert entsprechend der Schwankungsbreite mittels eines Abschätzungszählers K. Wenn der Wert des Abschätzungszählers K einen Wert erreicht hat (einen Bestimmungsschwellenwert Kt), der dem voreingestellten Wert des Schlagdrehwinkels entspricht, wird der Drehzahlbefehlswert reduziert oder auf „0” festgelegt. Jeweilige Bestimmungsschwellenwerte Kt, die den vier voreingestellten Werten des Schlagdrehwinkels entsprechen, sind im Voraus in dem Speicher 42 als eine Schwellenwerttabelle, die in 8B gezeigt ist, gespeichert.
In der zweiten Ausführungsform führt die CPU 41 ebenso den Hauptprozess, der in 4 gezeigt ist, in der gleichen Weise, wie in der ersten Ausführungsform, aus. In der zweiten Ausführungsform kann der zuvor gemeinte voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels durch ein externes Kommunikationsgerät in dem Kommunikationsprozess in S50 des Hauptprozesses erhalten werden. In der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich der Motorsteuerungsprozess in S60 des Hauptprozesses in 4 von dem in der ersten Ausführungsform.
9 zeigt den Motorsteuerungsprozess der zweiten Ausführungsform. Wenn der Motorsteuerungsprozess in 9 gestartet wird, führt die CPU 41 einen Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess in S410 aus. Dieser Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess ist ein Prozess zum Festlegen eines voreingestellten Wertes des Schlagdrehwinkels basierend auf Festlegungsdaten von einem externen Kommunikationsgerät oder basierend auf den Festlegungsdetails des Drehwinkeländerungsschalters 26.
In S410 wird, falls Festlegungsdaten von dem Kommunikationsgerät empfangen wurden, ein voreingestellter Wert des Schlagdrehwinkels basierend auf den Festlegungsdaten festgelegt, und der vorliegende Prozess wird in S420 fortgesetzt. Falls Festlegungsdaten von dem Kommunikationsgerät nicht empfangen wurden, wird ein Prozess, der in 10 gezeigt ist, zum Reflektieren der Festlegungsdetails des Drehwinkeländerungsschalters 26 als der Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess ausgefürt.
Wenn der Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess in 10 gestartet wird, bestimmt die CPU 41 in S510, ob der Drehwinkeländerungsschalter 26 gedrückt wird. Falls der Drehwinkeländerungsschalter 26 nicht gedrückt wird, wird der Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess beendet, und der vorliegende Prozess wird in S420 (siehe 9) fortgesetzt. Falls der Drehwinkeländerungsschalter 26 gedrückt wird, wird der vorliegende Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess in S520 fortgesetzt.
In S520 wird es bestimmt, ob der aktuelle voreingestellte Wert 90° ist. Falls der aktuelle voreingestellte Wert 90° ist, wird der vorliegende Prozess in S530 fortgesetzt, und der voreingestellte Wert wird auf 180° festgelegt. Im Anschluss an den Prozess in S530, wird der vorliegende Prozess in S420 fortgesetzt (siehe 9). Falls der aktuelle voreingestellte Wert nicht 90° ist, wird der vorliegende Prozess in S540 fortgesetzt.
In S540 wird es bestimmt, ob der aktuelle voreingestellte Wert 180° ist. Falls der aktuelle voreingestellte Wert 180° ist, wird der vorliegende Prozess in S550 fortgesetzt, und der voreingestellte Wert wird auf 360° festgelegt. Im Anschluss an den Prozess in S550, wird der vorliegende Prozess in S420 fortgesetzt (siehe 9). Falls der aktuelle voreingestellte Wert nicht 180° ist, wird der vorliegende Prozess in S560 fortgesetzt.
In S560 wird es bestimmt, ob der aktuelle voreingestellte Wert 360° ist. Falls der aktuelle voreingestellte Wert 360° ist, wird der vorliegende Prozess in S570 fortgesetzt, und der voreingestellte Wert wird auf 720° festgelegt. Im Anschluss an den Prozess in S570, wird der vorliegende Prozess in S420 fortgesetzt (siehe 9). Falls der aktuelle voreingestellte Wert nicht 360° ist, wird der vorliegende Prozess in S580 fortgesetzt.
In S580 wird es bestimmt, ob der aktuelle voreingestellte Wert 720° ist. Falls der aktuelle voreingestellte Wert 720° ist, wird der vorliegende Prozess in S590 fortgesetzt, und der voreingestellte Wert wird auf die „kontinuierliche Drehung” festgelegt. Im Anschluss an den Prozess in S590, wird der vorliegende Prozess in S420 fortgesetzt (siehe 9). Falls der aktuelle voreingestellte Wert nicht 720° ist, wird der vorliegende Prozess in S600 fortgesetzt.
Die Tatsache, dass eine negative Bestimmung in S580 getätigt wurde und der vorliegende Prozess in S600 fortgesetzt wird, bedeutet, dass der aktuelle Festlegungszustand ein Zustand von „kontinuierlicher Drehung” ist. Dementsprechend wird in S600 der voreingestellte Wert auf 90° festgelegt. Im Anschluss an den Prozess in S600, wird der vorliegende Prozess in S420 fortgesetzt (siehe 9).
Zurückkehrend zu 9 wird die Beschreibung fortgesetzt. Im Anschluss an den Schlagdrehwinkelfestlegungsprozess in S410, wird ein Schlagzustandserhaltungsprozess zum Erhalten eines Zustandes des Schlagens in S420 ausgeführt. Im Speziellen wird zunächst der Strom, der in dem Motor 4 fließt, erhalten, und es wird basierend auf dem erhaltenen Strom bestimmt, ob ein Schlag aufgetreten ist.
Ein Verfahren zum Bestimmen eines Auftretens eines Schlages basierend auf dem Strom ist das gleiche, wie das Bestimmungsverfahren in S110 des Motorsteuerungsprozesses der ersten Ausführungsform, das in 5 gezeigt ist. Im Speziellen, falls eine Schwankung in dem Strom auftritt, wird ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes erfasst. In der zweiten Ausführungsform wird ebenso, wenn ein Schlag basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes erfasst wird, die Schwankungsbreite temporär in dem Speicher 42 gespeichert.
In S430 wird ein Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozess ausgeführt. Die Details des Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozesses in S430 sind in 11 gezeigt. Wenn zu dem Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozess fortgesetzt wird, bestimmt die CPU 41 in S610, ob der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist.
Falls der Drückerschalter 21 nicht eingeschaltet ist, wird das Steuerungsänderung-Flag in S720 gelöscht, und der Abschätzungszähler K wird in S730 auf „0” zurückgesetzt (gelöscht). Im Anschluss an den Prozess in S730, wird der vorliegende Prozess in S440 fortgesetzt (siehe 9). Der Abschätzungszähler K ist ein Softwarezähler, wie die entsprechenden Zähler, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurden. Der Abschätzungszähler K zeigt einen berechneten (abgeschätzen) Wert des Lastwellendrehwinkels nach dem Start des Aufbringens eines Schlages an.
Falls es in Schritt S610 bestimmt wurde, dass der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist, wird es dann in S620 bestimmt, ob der voreingestellte Wert des Schlagdrehwinkels die „kontinuierliche Drehung” ist. Falls der Wert auf die „kontinuierliche Drehung” festgelegt ist, wird der vorliegende Prozess in S730 fortgesetzt, in welchen der Abschätzungszähler K gelöscht wird. Falls der Wert nicht auf die „kontinuierliche Drehung” festgelegt ist, wird der vorliegende Prozess in S630 fortgesetzt.
In S630 wird es bestimmt, ob ein Schlag erfasst worden ist. Im Speziellen wird es bestimmt, ob ein Schlag in dem unmittelbar vorausgehenden Schlagzustandserhaltungsprozess in S420 erfasst wurde. Falls ein Schlag nicht erfasst worden ist, wird der Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozess beendet, und der vorliegende Prozess wird in S440 fortgesetzt (siehe 9). Falls ein Schlag erfasst worden ist, wird der vorliegende Prozess in S640 fortgesetzt.
In S640 wird es bestimmt, ob die Schwankungsbreite des Stromes (im Speziellen die letzte Schwankungsbreite, die in dem Speicher 42 gespeichert ist), auf der basierend ein Schlag im unmittelbar vorausgehenden S420 erfasst wurde, innerhalb eines Bereiches von 2–5 [A] (gleich oder größer als 2 [A] und kleiner als 5 [A]) ist.
Falls die Stromschwankungsbreite innerhalb des Bereiches von 2–5 [A] ist, wird der vorliegende Prozess in S650 fortgesetzt, in welchem der Abschätzungszähler K auf einen Wert aktualisiert wird, der durch Addieren von zehn zu dem aktuellen Wert erhalten wird. Der zusätzliche Wert von zehn ist ein zusätzlicher Wert (Gewichtungswert), der im Voraus entsprechend der Stromschwankungsbreite 2–5 [A] festgelegt ist, wie in 8A dargestellt. Nach Aktualisierung des Abschätzungszählers K in S650, wird der vorliegende Prozess in S700 fortgesetzt. Falls es in S640 bestimmt wurde, dass die Stromschwankungsbreite nicht innerhalb des Bereiches von 2–5 [A] ist, wird der vorliegende Prozess in S660 fortgesetzt.
In S660 wird es bestimmt, ob die Stromschwankungsbreite innerhalb eines Bereiches von 5–8 [A] (gleich oder größer als 5 [A] und kleiner als 8 [A]) ist. Falls die Stromschwankungsbreite innerhalb des Bereiches von 5–8 [A] ist, wird der vorliegende Prozess in S650 fortgesetzt, in welchem der Abschätzungszähler K auf einen Wert aktualisiert wird, der durch Addieren von drei zu dem aktuellen Wert erhalten wird. Der zusätzliche Wert von drei ist ein zusätzlicher Wert (Gewichtungswert), der im Voraus entsprechend der Stromschwankungsbreite 5–8 [A] festgelegt ist, wie in 8A dargestellt. Nach Aktualisierung des Abschätzungszählers K in S670, wird der vorliegende Prozess in S700 fortgesetzt. Falls es in S660 bestimmt wurde, dass die Stromschwankungsbreite nicht innerhalb des Bereiches von 5–8 [A] ist, wird der vorliegende Prozess in S680 fortgesetzt.
In S680 wird es bestimmt, ob die Stromschwankungsbreite innerhalb eines Bereiches von 8–11 [A] (gleich oder größer als 8 [A] und kleiner als 11 [A]) ist. Falls die Stromschwankungsbreite innerhalb des Bereiches von 8–11 [A] ist, wird der vorliegende Prozess in S690 fortgesetzt, in welchem der Abschätzungszähler K auf einen Wert aktualisiert wird, der durch Addieren von eins zu dem aktuellen Wert erhalten wird. Der zusätzliche Wert von eins ist ein zusätzlicher Wert (Gewichtungswert), der im Voraus entsprechend der Stromschwankungsbreite 8–11 [A] festgelegt ist, wie in 8A dargestellt. Nach Aktualisierung des Abschätzungszählers K in S690, wird der vorliegende Prozess in S700 fortgesetzt. Falls es in S680 bestimmt wurde, dass die Stromschwankungsbreite nicht innerhalb des Bereiches von 8–11 [A] ist, wird der vorliegende Prozess in S700 fortgesetzt.
In S700 wird es bestimmt, ob der aktuelle Wert des Abschätzungszählers K gleich oder größer als ein Bestimmungsschwellenwert Kt (siehe 8B) ist, der dem augenblicklich festgelegten Schlagdrehwinkel entspricht. Falls K < Kt ist, wird der Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozess beendet, und der Prozess wird in S440 fortgesetzt (siehe 9). Falls K > Kt ist, wird der vorliegende Prozess in S710 fortgesetzt. Die Tatsache, dass K ≥ Kt ist, führt zu der Annahme, dass ein akkumulierter Lastwellendrehwinkel seit dem Start des Aufbringens eines Schlages einen festgelegten Schlagdrehwinkel erreicht hat. Somit wird in S710 das Steuerungsänderung-Flag gesetzt.
Zurückkehrend zu 9 wird die Beschreibung fortgesetzt. Im Anschluss an den Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozess in S430, wird ein Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess in S440 ausgeführt. Dieser Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess ist der gleiche, wie der Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess in 7, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Im Speziellen wird der Drehzahlbefehlswert (relative Einschaltdauer) grundsätzlich gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a festgelegt. Falls das Steuerungsänderung-Flag gesetzt ist, wird der Drehzahlbefehlswert auf einen spezifischen Wert festgelegt, der geringer als ein Wert gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a ist oder wird auf „0” festgelegt.
In S450 wird ein Motor-Antriebs-/Stoppprozess ausgeführt. Im Speziellen wird ein Einschaltdauersignal, das durch den Drehzahlbefehlswert (relative Einschaltdauer) angezeigt ist, der in S440 festgelegt wird, als ein Antriebssignal für die Torsteuerschaltung 32 ausgegeben. Als ein Ergebnis wird der Motor 4 mit der festgelegten relativen Einschaltdauer angetrieben.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 der zweiten Ausführungsform der Lastwellendrehwinkel seit dem Start des Aufbringens eines Schlages kalkuliert nach dem Start des Aufbringen des Schlagens basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes, der in dem Motor 4 fließt. Wenn der Lastwellendrehwinkel einen festgelegten Schlagdrehwinkel erreicht hat, wird die Ausgabe des Motors 4 reduziert und das Antreiben des Motors wird fortgesetzt oder der Motor 4 wird gestoppt.
Dementsprechend ist es möglich, ein zu festes Anziehen durch eine Schlagkraft oder Ausschalten des Drückerschalters 21 trotz eines nicht ausreichendem Anziehens nach dem Start des Aufbringens eines Schlages zu unterbinden. Das heißt, dass das Anziehen durch eine Schlagkraft ordnungsgemäß ausgeführt werden kann.
Des Weiteren werden in der zweiten Ausführungsform, wie in 8A angezeigt, die mögliche auftretende Schwankungsbreite des Stromes in eine Mehrzahl von Bereichen klassifiziert und zusätzliche Werte (Gewichtungswerte) entsprechend der jeweiligen Bereiche festgelegt. Dementsprechend ist es möglich, den Lastwellendrehwinkel gemäß der Schwankungsbreite des Stromes akkurat zu kalkulieren.
Die jeweiligen zusätzlichen Werte (Gewichtungswerte), die in 8A gezeigt sind, entsprechen einem Beispiel eines Einheitsschlagdrehwinkels der vorliegenden Lehren und der festgelegte Schlagdrehwinkel entspricht einem Beispiel eines spezifizierten Drehwinkels der vorliegenden Lehren. Das Ausmaß der Änderung (Schwankungsbreite) von dem Maximumwert zu dem Minimumwert des Stromes, die unmittelbar vor einer Erfassung eines Schlages auftritt, entspricht einem Beispiel einer Kalkulationszielschwankungsbreite der vorliegenden Lehren.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Beschreibung eines wiederaufladbaren Schlagschraubers einer dritten Ausführungsform gegeben. Die mechanische Konfiguration des wiederaufladbaren Schlagschraubers der dritten Ausführungsform ist die gleiche, wie die mechanische Konfiguration des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1 der ersten Ausführungsform, der in 1 gezeigt ist. Ebenso ist die Hardware-Konfiguration der elektrischen Konfiguration die gleiche, wie die der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist. Deshalb wird die dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
Ein wiederaufladbarer Schlagschrauber 1 der dritten Ausführungsform kann ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben, wie in der ersten Ausführungsform sein, oder kann ein anderes Werkzeug als ein Spezialwerkzeug für Holzschrauben (zum Beispiel ein Werkzeug kompatibel für Maschinenschrauben) sein.
In dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 wird der Hammer 14 nach vorne durch die Schraubenfeder 16 vorgespannt. Dementsprechend könnte ein Aufbringen eines Schlages nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt werden (zu einem Zeitpunkt, der es erlaubt, dass eine Energie des Hammers 14 effizient zum Anziehen eines Drehgegenstandes in ein Werkstück angemessen und effizient übertragen wird), abhängig von der Drehzahl zu dem Zeitpunkt des Aufbringens eins Schlages.
Zum Beispiel, wenn die Drehzahl des Motors 4 zum Zeitpunkt des Aufbringens eines Schlages zu klein ist, könnte der Schlagzeitpunkt des Ambosses 15 durch den Hammer 14 aufgrund der Struktur des Schlagmechanismus 6 verzögert sein, so dass die Schlagenergie des Hammers 14 nicht effizient an den Amboss 15 übertragen werden kann. Andererseits, wenn die Drehzahl des Motors 4 zum Zeitpunkt des Aufbringens eines Schlages zu groß ist, könnte der Schlagzeitpunkt des Ambosses 15 durch den Hammer 14 aufgrund der Struktur des Schlagmechanismus 6 zu früh sein, so dass ein Verlust der Schlagenergie des Hammers 14 verursacht sein könnte.
Ebenso könnte das Aufbringen eines Schlages nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt abhängig von dem Werkstück, das ein Ziel des Anziehens ist, ausgeführt sein. Im Allgemeinen ist ein Schlagmechanismus, der in einem Drehschlagwerkzeug vorgesehen ist, dazu konstruiert, einem Drehmoment, das während eines Anziehvorganges eines Drehgegenstandes erwartet wird, zu widerstehen. Einige Werkzeuge können hauptsächlich für den Zweck von einem Anziehvorgang in ein relatives weiches Werkstück (zum Beispiel Holz) hergestellt sein.
Falls ein Drehschlagwerkzeug, das hauptsächlich für den Zweck eines Anziehvorgangs in ein weiches Werkstück hergestellt ist, zum Anziehen einer Maschinenschraube in ein hartes Werkstück verwendet wird, wird eine unerwartete exzessive Last auf die Lastwelle des Werkzeuges aufgebracht. In diesem Fall, wenn der Hammer den Amboss schlägt, bewegt sich der Amboss kaum, und der Hammer prallt relativ weit in Reaktion auf den Schlag zurück. Demzufolge könnte der Zeitpunkt des Aufbringens eines Schlages während Schlagens von einem geeigneten Zeitpunkt abweichen.
Falls ein Aufbringen eines Schlages nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird, könnte die Bedienbarkeit und/oder ein Arbeitsergebnis verschlechtert sein. Dementsprechend sind in einem Drehschlagwerkzeug eine Federkraft und/oder andere Mechanismen vermeintlich so justiert, dass ein Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt innerhalb des Bereiches von normalerweise zu erwartenden Betriebskonditionen (wie beispielsweise die Drehzahl während des Schlagens und der Art eines Werkstückes) ausgeführt werden kann.
Tatsächlich kann allerdings ein Schlag nicht immer zu einem geeigneten Zeitpunkt aufgrund variierender Faktoren aufgebracht werden, wie beispielsweise auf welche Weise ein Werkzeug durch einen Benutzer benutzt wird und Konditionen eines Werkstückes. Somit ist es in einem Drehschlagwerkzeug wünschenswert, dass ein Schlag zu einem geeigneten Zeitpunkt für eine verbesserte Energieeffizienz und eine verbesserte Bedienbarkeit aufgebracht wird.
Es wurde daher ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes während des Schlages aufgebracht wurde, konzipiert. Im Speziellen wird das Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt, wenn die Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes des Motors 4 während des Schlagens innerhalb eines spezifischen Bereiches ist. Das ist ebenso durch das Betätigungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, dargestellt.
In dem Fall des Festziehens einer Holzschraube mit einem Spezialwerkzeug für Holzschrauben, sind die Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes klein, wie in 3 gezeigt. Mit anderen Worten, ein Aufbringen eines Schlages wird zu einem geeigneten Zeitpunkt und effizient ausgeführt. Im Gegensatz, in dem Fall eines Anziehens einer Maschinenschraube mit einem Spezialwerkzeug für Holzschrauben, sind die Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes groß. Mit anderen Worten, ein Aufbringen eines Schlages wird nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt, und somit wird ein effizientes Aufbringen eines Schlages nicht ausgeführt.
Wie oben beschrieben wurde, variieren die Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 abhängig davon, ob ein Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird. Als generelle Tendenz werden die Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes größer, wenn der Zeitpunkt zum Aufbringen eines Schlages schlechter wird. Das heißt, dass zum Beispiel ein ungeeigneter Zeitpunkt zum Aufbringen eines Schlages aufgrund des Materials eines Werkstückes oder ein ungeeigneter Zeitpunkt zum Aufbringen eines Schlages aufgrund von zu großer oder von zu kleiner Drehzahl des Motors in Änderungen der Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes 4 resultiert.
Gemäß dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 der dritten Ausführungsform wird deshalb der Drehzahlbefehlswert korrigiert (eine Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung des Drehzahlbefehlswertes wird ausgeführt) nach dem Start des Aufbringens eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl während des Schlagens. Im Speziellen kalkuliert die CPU 41 zu jedem Zeitpunkt, wenn ein Schlag erfasst wird, eine Differenz zwischen der Schwankungsbreite der Drehzahl, wenn der Schlag erfasst wird, und einer zuvor festgelegten Zielschwankungsbreite, und korrigiert den Drehzahlbefehlswert so, dass die Differenz „0” wird (im Speziellen, so dass eine aktuelle Drehzahl mit einer Zieldrehzahl übereinstimmt).
Die CPU 41 korrigiert während des Schlagens den Drehzahlbefehlswert gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a durch die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung, wie oben beschrieben, und steuert den Motor 4 unter Verwendung des korrigierten Drehzahlbefehlswertes.
Hier können verschiedene spezifische Weisen zum Steuern des Motors 4 vorliegen, die den Drehzahlbefehlswert, der durch die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung korrigiert wird, verwenden. Zum Beispiel kann eine offene Steuerung zur Ausgabe eines Antriebssignals einer relativen Einschaltdauer gemäß dem Drehzahlbefehlswert verwendet werden, wie in der ersten und zweiten Ausführungsform.
Alternativ kann es zum Beispiel angewendet werden, den Drehzahlbefehlswert und eine aktuelle physikalische Größe, die dem Drehzahlbefehlswert entspricht, zu vergleichen, und eine Rückkopplungssteuerung der relativen Einschaltdauer (ausgegebene relative Einschaltdauer) eines Antriebssignales, das letztendlich der Torsteuerschaltung 32 ausgegeben wird, anzuwenden, wie beispielsweise die Differenz zwischen dem Drehzahlbefehlswert und der aktuellen physikalischen Größe.
Zum Beispiel kann in dem Fall der Verwendung der Drehzahl als den Drehzahlbefehlswert eine Drehzahlrückkopplungssteuerung ausgeführt werden. Im Speziellen kann die ausgegebene relative Einschaltdauer so gesteuert werden, dass der Drehzahlbefehlswert (die Drehzahl), der durch die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung korrigiert wird, und eine aktuelle Drehzahl gleich werden.
Des Weiteren kann zum Beispiel in dem Fall der Verwendung der relativen Einschaltdauer als den Drehzahlbefehlswert die folgende Rückkopplungssteuerung ausgeführt werden: Der Drehzahlbefehlswert (die relative Einschaltdauer), die durch die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung korrigiert wird, und eine aktuelle tatsächlich ausgegebene relative Einschaltdauer werden verglichen und die ausgegebene relative Einschaltdauer wird so gesteuert, dass die aktuelle tatsächlich ausgegebene relative Einschaltdauer und die ausgegebene relative Einschaltdauer gleich werden.
In der dritten Ausführungsform werden jeweilige Beschreibungen bezüglich eines Falles des Kalkulierens der relativen Einschaltdauer als den Drehzahlbefehlswert und eines Falles des Kalkulierens der Drehzahl als der Drehzahlbefehlswert gegeben.
In der dritten Ausführungsform führt die CPU 41 ebenso den Hauptprozess, der in 4 gezeigt ist, wie in der ersten Ausführungsform aus. In der dritten Ausführungsform unterscheidet sich allerdings der Motorsteuerungsprozess in S60 des Hauptprozesses in 4 von dem der ersten Ausführungsform.
12 zeigt den Motorsteuerungsprozess der dritten Ausführungsform. Wenn der Motorsteuerungsprozess in 12 gestartet wird, führt die CPU 41 einen Drehzahlbefehlswertfestlegungsprozess in S810 aus. Im Speziellen wird ein Drehzahlbefehlswert (eine Drehzahl oder eine relative Einschaltdauer) gemäß dem Drückausmaß des Drückers 21a festgelegt (kalkuliert). In dem Fall, in welchem der Drehzahlbefehlswert die Drehzahl ist, wird der kalkulierte Drehzahlbefehlswert (die Drehzahl) größer, wenn das Drückausmaß größer wird.
In S820 wird ein Schlagzustandserhaltungsprozess ausgeführt. Im Speziellen wird die Drehzahl des Motors 4 zunächst erhalten, und dann wird es basierend auf der erhaltenen Drehzahl bestimmt, ob ein Schlag aufgetreten ist. Ein Verfahren zum Bestimmen eines Auftretens eines Schlages basierend auf der Drehzahl ist das gleiche, wie das Verfahren zur Bestimmung in S110 des Motorsteuerungsprozesses der ersten Ausführungsform, das in 5 gezeigt ist.
Im Speziellen, wenn eine Schwankung der Drehzahl (ein Schwanken von einem Minimumwert zu einem Maximumwert) auftritt, wird ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite erfasst. In der dritten Ausführungsform wird ebenso, wenn ein Schlag basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl erfasst wird, die Schwankungsbreite temporär in dem Speicher 42 gespeichert.
In S830 wird ein Prozess zur Festlegung eines neuen Wertes (Neuwertfestlegungsprozess) ausgeführt. In dem Neuwertfestlegungsprozess wird, falls ein Schlag in S820 erfasst wurde, ein Prozess zum Korrigieren des Drehzahlbefehlswertes (eine Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung) basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl zu dem Zeitpunkt der Erfassung (die aktuelle Schwankungsbreite) ausgeführt. Des Weiteren wird durch Ausführen einer Rückkopplungssteuerung des korrigierten Drehzahlbefehlswertes basierend auf einer aktuellen physikalischen Größe, die dem korrigierten Drehzahlbefehlswert entspricht, eine relative Einschaltdauer (eine ausgegebene relative Einschaltdauer) eines final auszugebenden Einschaltdauersignales als ein Antriebssignal kalkuliert. Details des Prozesses in S830 werden später in Bezug auf 13 und 14 beschrieben.
Nach Kalkulieren des finalen Drehzahlbefehlswertes in dem Neuwertfestlegungsprozess in S830 wird ein Motor-Antriebs-/Stoppprozess in S840 ausgeführt. Im Speziellen wird basierend auf dem Drehzahlbefehlswert (die ausgegebene relative Einschaltdauer), der in S830 kalkuliert wird, ein Einschaltdauersignal als das Antriebssignal an die Torsteuerschaltung 32 ausgegeben, das die ausgegebene relative Einschaltdauer anzeigt. Als ein Ergebnis wird der Motor 4 mit der ausgegebenen relativen Einschaltdauer, die in S830 kalkuliert wird, angetrieben.
Eine spezifische Beschreibung des Neuwertfestlegungsprozesses in S830 wird gegeben. Zunächst wird ein Fall des Kalkulierens einer Drehzahl als der Drehzahlbefehlswert unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. In dem Fall des Kalkulierens einer Drehzahl als der Drehzahlbefehlswert, führt die CPU 41 einen Prozess, der in 13 gezeigt ist, als den Neuwertfestlegungsprozess in S830 aus.
Wenn zu dem Neuwertfestlegungsprozess in 13 fortgesetzt wird, bestimmt die CPU 41 in S910, ob der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist. Falls der Druckerschalter 21 nicht eingeschaltet ist, wird der Neuwertfestlegungsprozess beendet. Falls der Drückerschalter 21 eingeschaltet ist, wird der vorliegende Prozess in S920 fortgesetzt.
In S920 wird es bestimmt, ob ein Schlag erfasst worden ist. Die Bestimmung wird basierend darauf gemacht, ob ein Schlag in dem unmittelbar vorausgehenden Schlagzustandserhaltungsprozess in S820 erfasst worden ist. Falls ein Schlag nicht erfasst worden ist, wird der vorliegende Prozess in S940 fortgesetzt. Falls ein Schlag erfasst worden ist, wird der vorliegende Prozess in S930 fortgesetzt.
In S930 wird ein Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerungsprozess des Drehzahlbefehlswertes (der Drehzahl in dem vorliegenden Beispiel) ausgeführt. Der Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerungsprozess wird speziell durch Ausführen einer korrigierenden Kalkulation des Drehzahlbefehlswertes unter Verwendung der folgenden Formel (1) ausgeführt: Neuer Drehzahlbefehlswert = Drehzahlbefehlswert + (Zielschwankungsbreite – aktuelle Schwankungsbreite) Ga (1)
In der Formel (1) ist der Drehzahlbefehlswert auf der rechten Seite der aktuelle Drehzahlbefehlswert. Zum Beispiel ist, wenn der Prozess in S830 zum ersten Mal, nachdem die CPU 41 aktiviert wird, ausgeführt wird, der aktuelle Drehzahlbefehlswert ein Drehzahlbefehlswert, der in S810 kalkuliert wird. Zum Beispiel ist, wenn der Prozess in S830 in dem letzten Steuerungszyklus ausgeführt wird, ist der aktuelle Drehzahlbefehlswert ein neuer Drehzahlbefehlswert, der zuletzt in S830 kalkuliert wurde.
In der Formel (1) ist der Koeffizient Ga des zweiten Terms auf der rechten Seite ein Proportionalitätskoeffizient. Die Zielschwankungsbreite ist eine erwartete Schwankungsbreite der Drehzahl, wenn ein Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird. Die Zielschwankungsbreite kann unter Berücksichtigung der Art und der Spezifikation des wiederaufladbaren Schlagschraubers 1, wie auch der gesamten Konfiguration seines Schlagmechanismus 6 (wie beispielsweise der Federkoeffizient der Schraubenfeder 16) theoretisch oder experimentell kalkuliert werden.
Ob Aufbringen eines Schlages an einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt wird, kann durch einen Vergleich der aktuellen Schwankungsbreite der Drehzahl zu dem Zeitpunkt des Schlages mit der Zielschwankungsbreite bestätigt werden. Es kann gesagt werden, dass, wenn die aktuelle Schwankungsbreite näher zu der Zielschwankungsbreite ist, das Aufbringen eines Schlages zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, der näher an einem optimalen Zeitpunkt liegt. Umgekehrt kann es gesagt werden, dass, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen Schwankungsbreite und der Zielschwankungsbreite größer ist, die Abweichung des aktuellen Schlagzeitpunktes von einem optimalen Zeitpunkt größer ist.
Dementsprechend wird in der dritten Ausführungsform der aktuelle Drehzahlbefehlswert gemäß der Differenz zwischen der aktuellen Schwankungsbreite und der Zielschwankungsbreite gemäß der Formel (1) korrigiert. Zum Beispiel wird, wenn die aktuelle Schwankungsbreite größer als die Zielschwankungsbreite ist, ein Drehzahlbefehlswert, der kleiner als der aktuelle Drehzahlbefehlswert ist, als ein neuer Drehzahlbefehlswert mittels der Formel (1) kalkuliert. Zum Beispiel wird, wenn die aktuelle Schwankungsbreite kleiner als die Zielschwankungsbreite ist, ein Drehzahlbefehlswert größer als der aktuelle Drehzahlbefehlswert als der neue Drehzahlbefehlswert kalkuliert.
Im Anschluss an die Schwankungsbreitenrückkopplungskalkulation des Drehzahlbefehlswertes in S930, wird ein Drehzahlrückkopplungssteuerungsprozess der ausgegebenen relativen Einschaltdauer in S940 ausgeführt. Im Speziellen wird die ausgegebene relative Einschaltdauer unter Verwendung der folgenden Formel (2) kalkuliert: Ausgegebene relative Einschaltdauer = (neuer Drehzahlbefehlswert – aktuelle Drehzahl) Gb (2)
In der Formel (2) ist der neue Drehzahlbefehlswert ein neuer Drehzahlbefehlswert, der in S930 kalkuliert wird (d. h. mit der Formel (1) kalkuliert wird). Allerdings, falls der vorliegende Prozess in S940 fortgesetzt wird, da es in S920 bestimmt wurde, dass ein Schlag nicht aufgetreten ist, wird der aktuelle festgelegte Drehzahlbefehlswert als der neue Drehzahlbefehlswert verwendet. Die aktuelle Drehzahl ist die aktuelle Drehzahl, die in S820 erhalten wird. Gb ist ein Proportionalitätskoeffizient.
Das heißt, der Prozess in S940 ist ein Drehzahlrückkopplungssteuerungsprozess zum Kalkulieren einer ausgegebenen relativen Einschaltdauer gemäß der Differenz zwischen dem neuen Drehzahlbefehlswert und der aktuellen Drehzahl des Motors 4, so dass die aktuelle Drehzahl gleich der Drehzahl (der Zieldrehzahl) wird, die durch den neuen Drehzahlbefehlswert angezeigt wird.
Nachfolgend wird ein Fall eines Kalkulierens einer relativen Einschaltdauer als den Drehzahlbefehlswert in dem Neuwertfestlegungsprozess in S830 unter Bezug auf 14 beschrieben. In dem Fall des Kalkulierens einer relativen Einschaltdauer als den Drehzahlbefehlswert, führt die CPU 41 den Prozess in 14 als den Neuwertfestlegungsprozess in S830 aus.
In dem Neuwertfestlegungsprozess in 14 sind die jeweiligen Prozesse in S1010 bis S1030 die gleichen, wie die Prozesse in S910 bis S930 in 13. In S1030 wird allerdings der Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerungsprozess, der die oben genannte Formel (1) verwendet, in Bezug auf die relative Einschaltdauer als den Drehzahlbefehlswert verwendet.
Nachdem der Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerungsprozess des Drehzahlbefehlswertes (relative Einschaltdauer) in S1030 ausgeführt ist, oder nachdem es in S1020 bestimmt wurde, dass ein Schlag nicht erfasst wurde, wird der vorliegende Prozess in S1040 fortgesetzt. In S1040 wird es bestimmt, ob die aktuelle ausgegebene relative Einschaltdauer (die aktuelle relative Einschaltdauer) gleich oder größer als „ein neuer Drehzahlbefehlswert – 2%” ist.
Falls es bestimmt wurde, dass die aktuelle relative Einschaltdauer gleich oder größer als ein Wert ist, der durch Abziehen von 2% von dem neuen Drehzahlbefehlswert erhalten wird, wird der vorliegende Prozess in S1050 fortgesetzt. In S1050 wird die ausgegebene relative Einschaltdauer auf den neuen Drehzahlbefehlswert festgelegt. Demzufolge, falls die aktuelle relative Einschaltdauer mit mehr als 2% größer als der neue Drehzahlbefehlswert ist, ist die ausgegebene relative Einschaltdauer ein Wert kleiner als die aktuelle relative Einschaltdauer.
Falls es bestimmt wurde, dass die aktuelle relative Einschaltdauer kleiner als ein Wert ist, der durch Abziehen von 2% von dem neuen Drehzahlbefehlswert in S1040 erhalten wird, wird der vorliegende Prozess in S1060 fortgesetzt. In S1060 ist die ausgegebene relative Einschaltdauer auf einen Wert festgelegt, der durch Addieren von 2% zu der aktuellen relativen Einschaltdauer erhalten wird.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung des Drehzahlbefehlswertes in dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 der dritten Ausführungsform ausgeführt. Das heißt, dass eine korrigierende Kalkulation des Drehzahlbefehlswertes ausgeführt wird, so dass die Schwankungsbreite der Drehzahl während des Schlagens mit der Zielschwankungsbreite übereinstimmt. Dementsprechend ist es möglich, das Aufbringen eines Schlages zu einem geeigneten Zeitpunkt zu ermöglichen, und somit können Verbesserungen in der Bedienbarkeit, Betriebseffizienz und den Arbeitsergebnissen erzielt werden.
Andere Ausführungsformen
In Bezug auf den Erfassungszeitpunkt eines Schlages wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages zu einem Zeitpunkt wird erfasst, wenn das Schlagen des Ambosses 15 durch den Hammer 14 in dem Prozess der periodischen Schwankung der Drehzahl und des Stromes erwartet wird.
Im Speziellen wird in dem Fall des Erfassens eines Schlages basierend auf der Drehzahl zu jedem Zeitpunkt der Erfassung einer Schwankung der Drehzahl von dem Minimumwert zu dem Maximumwert ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite (der Differenz zwischen dem Minimumwert und dem Maximumwert) erfasst. Alternativ wird in dem Fall des Erfassens eines Schlages basierend auf dem Strom zu jedem Zeitpunkt der Erfassung einer Schwankung des Stromwertes von dem Maximumwert zu dem Minimumwert ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite (der Differenz zwischen dem Maximumwert und dem Minimumwert) erfasst.
Allerdings ist der Erfassungszeitpunt eines Schlages nicht auf den zuvor genannten Zeitpunkt beschränkt. Zum Beispiel kann zu jedem Zeitpunkt einer Erfassung einer Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages basierend auf der Schwankungsbreite erfasst werden. Im Speziellen kann in dem Fall der Erfassung basierend auf der Drehzahl ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages zum Beispiel basierend auf der Schwankungsbreite erfasst werden, wenn die Drehzahl von dem Maximumwert zu dem Minimumwert schwankt als auch wenn die Drehzahl schwankt von dem Minimumwert zu dem Maximumwert schwankt.
Alternativ kann ein Auftreten oder ein Nicht-Auftreten eines Schlages durch umfassende Berücksichtigung der Schwankungsbreiten von einer Mehrzahl von Schwankungen, die kontinuierlich auftreten (zum Beispiel basierend auf einem Mittelwert der Mehrzahl von Schwankungsbreiten) bestimmt werden.

(2) Der Bestimmungsprozess (die Bestimmung ob die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist) in S260 in dem Werkstückunterscheidungsprozess (6) der ersten Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt, basierend auf der Schwankungsbreite unmittelbar vor dem Erfassungszeitpunkt eines Schlages ausgeführt zu werden. Zum Beispiel kann der Prozess in S260 (im Speziellen der Werkstückunterscheidungsprozess zum Unterscheiden eines Werkstückes basierend auf dem Schwankungsbreitenschwellenwert) ausgeführt werden unter Verwendung, zusätzlich zu (oder anstelle von) der Schwankungsbreite unmittelbar vor dem Erfassungszeitpunkt eines Schlages, von zumindest einer Schwankungsbreite, die früher erfasst wurde.

Das Gleiche kann in jedem der Prozesse in S640, S660, S680 des Schlagdrehwinkelunterscheidungsprozesses (11) in der zweiten Ausführungsform und in jedem der Prozesse in S930, S1030 des Neuwertfestlegungsprozesses (13, 14) in der dritten Ausführungsform angewendet werden.

(3) In dem Werkstückunterscheidungsprozess (6) der ersten Ausführungsform wird die Unterscheidung eines Werkstückes basierend auf der Schwankungsbreite (S260 bis S290) ausgeführt, wenn die Anzahl der Erfassungen der Schläge nach dem Start des Aufbringens eines Schlages gleich oder kleiner als zehn ist. Allerdings ist die Anzahl von zehn nur ein Beispiel und kann auf geeignete Weise definiert werden, innerhalb welcher Anzahl von Schlägen nach dem Start des Aufbringens eines Schlages die Unterscheidung eines Werkstückes ausgeführt werden sollte. Alternativ kann die Unterscheidung eines Werkstückes kontinuierlich nach dem Start von Aufbringen eines Schlages unabhängig von der Anzahl von Schlägen ausgeführt werden.
(4) In der zweiten Ausführungsform werden die Erfassung eines Schlages und die Kalkulation des Lastwellendrehwinkels während Schlagens basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes, der durch den Motor fließt, ausgeführt. Allerdings können diese basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl des Motors ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Schwankungsbreite der Drehzahl stufenweise in einige Bereiche klassifiziert werden und die Zählerwerte des Abschätzungszählers K können auf die jeweiligen Bereiche in ähnlicher Weise wie in 8A bezogen werden.

In der dritten Ausführungsform werden im Gegensatz die Erfassung eines Schlages und die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl des Motors 4 ausgeführt. Allerdings können diese basierend auf der Schwankungsbreite des Stromes, der durch den Motor 4 fließt, ausgeführt werden.
Des Weiteren können in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Kalkulations- oder Steuerungsprozesse basierend auf der Schwankungsbreite der Drehzahl oder des Stromes des Motors 4 basierend auf der Schwankungsbreite einer anderen physikalischen Größe als die Drehzahl und des Stromes ausgeführt werden. Die andere physikalische Größe als die Drehzahl und der Strom kann eine von verschiedenen physikalischen Größen sein, die aufgrund eines Schlages in dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 schwankt.
Es ist bevorzugt eine physikalische Größe anzuwenden, die periodisch in Synchronisation mit dem Zyklus des Aufbringens eines Schlages (im Wesentlichen mit dem gleichen Zyklus) schwankt. Spezifische Beispiele der physikalischen Größe enthalten die Spannung, die dem Motor 4 angelegt wird, die zugeführte Leistung, die Drehposition des Motors, und Vibration und Geräusch, die in dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 entstehen.
Ebenso können Schwankungsbreiten von einer Mehrzahl von Arten von physikalischen Größen angewendet werden. Zum Beispiel kann die Unterscheidung eines Werkstückes (die erste Ausführungsform), die Kalkulation des Lastwellendrehwinkels (die zweite Ausführungsform) oder die Schwankungsbreitenrückkopplungssteuerung (die dritte Ausführungsform) durch umfassende Berücksichtigung der jeweiligen Schwankungsbreiten der Drehzahl und des Stromes des Motors 4 ausgeführt werden.

(5) In der dritten Ausführungsform ist das spezifische Verfahren der Rückkopplungssteuerung nicht auf die Proportional-Steuerung beschränkt, und eine Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) kann beispielsweise angewendet werden. Ein anderes Steuerungsverfahren als die Proportional-Steuerung und die Proportional-Integral-Steuerung kann ebenso angewendet werden.
(6) In den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in welchem die Steuerungsschaltung 31 einen Mikrocomputer aufweist. Allerdings kann die Steuerungsschaltung 31 zum Beispiel ein ASIC, ein FPGA, andere verschiedene ICs, ein logische Schaltung, etc. anstatt eines Mikrocomputers aufweisen.
(7) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Motor 4 ein bürstenloser Drei-Phasen-Motor. Allerdings können die vorliegenden Lehren bei einem Drehschlagwerkzeug angewendet werden, bei dem ein ander Motor als ein bürstenloser Drei-Phasen-Motor vorgesehen ist.
(8) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel gezeigt, in welchem die vorliegenden Lehren bei dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 angewendet werden. Allerdings können die vorliegenden Lehren nicht nur bei dem wiederaufladbaren Schlagschrauber 1 angewendet werden, sondern können ebenso bei jeder anderen Art eines Drehschlagwerkzeugs, das mit einem Schlagmechanismus vorgesehen ist, in welchem eine Schlagwirkung durch die Drehkraft eines Motors verursacht wird, angewendet werden.
(9) Die vorliegenden Lehren sind nicht auf spezifische Vorrichtungen, Strukturen, und dergleichen, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen gezeigt sind, beschränkt. Die vorliegenden Lehren können in verschiedenen Weisen innerhalb des Schutzumfanges praktiziert werden, ohne von dem Gegenstand der vorliegenden Lehren abzuweichen. Zum Beispiel können einige Elemente in jedem der oben beschriebenen Ausführungsformen mit bekannten Elementen, die ähnliche Funktionen aufweisen, ersetzt werden, oder können hinzugefügt oder für ein Element in einer der anderen Ausführungsformen ausgetauscht werden oder können weggelassen werden, solange die zu lösenden Probleme gelöst werden können. Des Weiteren können zwei oder mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen auf geeignete Weise kombiniert werden.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-111729 A [0004]
JP 2010-247326 A [0105]

Claims

Drehschlagwerkzeug (1), mit einem Motor (4), einem Schlagmechanismus (6), der einen Hammer (14), der zum Drehen durch eine Drehkraft des Motors (4) konfiguriert ist, einen Amboss (15), der zum Drehen durch Aufnehmen einer Drehkraft des Hammers (14) konfiguriert ist, und ein Anbringungsteil (19) aufweist, das zum Befestigen eines Werkzeugelements an den Amboss (15) konfiguriert ist, bei dem der Schlagmechanismus (6) so konfiguriert ist, dass, wenn ein externes Drehmoment eines spezifischen Wertes oder größer auf den Amboss (15) aufgebracht wird, der Hammer (14) sich von dem Amboss (15) entfernt und zum Schlagen des Ambosses (15) in einer Drehrichtung frei dreht, einer Schlagerfassungseinheit (31), die zum Erfassen eines Schlages auf den Amboss (15) durch den Hammer (14) konfiguriert ist, einer Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31), die, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit (31) erfasst wird, zum Erfassen einer Schwankungsbreite einer physikalischen Größe, die aufgrund des Schlages schwankt, konfiguriert ist, und einer Steuerungseinheit (31), die zum Steuern des Antreibens des Motors (4) konfiguriert ist, bei dem die Steuerungseinheit (31) das Antreiben des Motors (4) gemäß der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, antreibt, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit (31) nach einem Start des Antreibens des Motors (4) erfasst wird.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 1, bei dem die physikalische Größe eine physikalische Größe ist, die mit dem gleichen Zyklus wie ein Zyklus des Auftretens eines Schlages schwankt.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 2, bei dem die physikalische Größe zumindest eine von einer Drehzahl des Motors (4) oder eines Stromes, der in dem Motor (4) fließt, ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Steuerungseinheit (31) zum Ausführen einer Antriebskraftbeschränkungssteuerung zum Reduzieren einer Drehzahl des Motors (4) und Fortsetzen des Antreibens des Motors (4) oder zum Stoppen des Antreiben des Motors (4) konfiguriert ist, wenn die Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, gleich oder größer als ein Schwankungsbreitenschwellenwert ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 4, das weiter eine Betätigungseinheit (21) aufweist, die zum Empfangen einer Betätigungseingabe zum Antreiben des Motors (4) konfiguriert ist, bei dem die Steuerungseinheit (31) zum Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung durch Festlegen eines Drehzahlbefehlswertes des Motors (4) gemäß einem Betätigungsausmaß der Betätigungseinheit (21), Antreiben des Motors (4) basierend auf dem festgelegten Drehzahlbefehlswert, und, wenn die Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, Reduzieren des Drehzahlbefehlswerts auf einen Wert kleiner als ein Wert gemäß dem Betätigungsausmaß oder Festlegen des Drehzahlbefehlswerts auf einen Wert, der dem Stoppen des Motors (4) entspricht, konfiguriert ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit (31) erfasst wird, die Steuerungseinheit (31) zu jedem Zeitpunkt bestimmt, ob die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, wenn die Schwankungsbreite durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, kumulativ die Anzahl der Bestimmungen, dass die Schwankungsbreite gleich oder größer als der Schwankungsbreitenschwellenwert ist, addiert, und die Antriebskraftbeschränkungssteuerung ausführt, wenn die Anzahl der kumulativen Addierungen gleich oder größer als eine spezifische Anzahl ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, das weiter eine Drehrichtungsfestlegungseinheit (22) aufweist, die zum Festlegen einer Drehrichtung des Motors (4) konfiguriert ist, bei dem die Steuerungseinheit (31) unabhängig von der Schwankungsbreite zum Nicht-Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung konfiguriert ist, wenn die Drehrichtung, die durch die Drehrichtungsfestlegungseinheit (22) festgelegt wird, eine Richtung eines Entfernens eines Drehgegenstandes von einem Werkstück mit dem Werkzeugelement ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Steuerungseinheit (31) zum Kalkulieren eines Gesamtschlagdrehwinkels, der ein Drehwinkel des Werkzeugelements nach einem Start des Aufbringens eines Schlages ist, basierend auf der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, und zum Steuern des Motors (4) gemäß des kalkulierten Gesamtschlagdrehwinkels konfiguriert ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 8, bei dem die Steuerungseinheit (31) dazu konfiguriert ist, eine Antriebskraftbeschränkungssteuerung zum Reduzieren der Drehzahl des Motors (4) und Fortsetzen des Antreibens des Motors (4) oder zum Stoppen des Motors (4) auszuführen, wenn der kalkulierte Gesamtschlagdrehwinkel gleich oder größer als ein spezifischer Drehwinkel ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 9, das weiter eine Betätigungseinheit (21) aufweist, die zum Empfangen einer Betätigungseingabe zum Antreiben des Motors (4) konfiguriert ist, bei dem die Steuerungseinheit (31) zum Ausführen der Antriebskraftbeschränkungssteuerung durch Festlegen eines Drehzahlbefehlswertes des Motors (4) gemäß einem Betätigungsausmaß der Betätigungseinheit (21), Antreiben des Motors basierend auf dem festgelegten Drehzahlbefehlswertes, und, wenn der kalkulierte Gesamtschlagdrehwinkel gleich oder größer als der spezifische Drehwinkel ist, Reduzieren des Drehzahlbefehlswerts auf einen Wert kleiner als der Wert entsprechend dem Betätigungsausmaß oder Festlegen des Drehzahlbefehlswerts auf einen Wert, der dem Stoppen des Motors (4) entspricht, konfiguriert ist.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 8, bei dem die Steuerungseinheit (31) dazu konfiguriert ist, den Gesamtschlagdrehwinkel zu kalkulieren, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit (31) erfasst wird, unter Verwendung von zumindest einer von einer Schwankungsbreite zu dem Zeitpunkt einer Änderung von einem Minimumwert zu einem Maximumwert oder einer Schwankungsbreite zu dem Zeitpunkt einer Änderung von einem Maximumwert zu einem Minimumwert in einem Prozess der Schwankungen der physikalischen Größe als eine Kalkulationszielschwankungsbreite, und durch kumulatives Addieren eines Einheitsschlagdrehwinkels entsprechend der Kalkulationszielschwankungsbreite zu jedem Zeitpunkt, wenn die Kalkulationszielschwankungsbreite durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Steuerungseinheit (31) zum Vergleichen der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, mit einer voreingestellten Zielschwankungsbreite und zum Steuern des Antreiben des Motors (4) konfiguriert ist, so dass die Schwankungsbreite mit der voreingestellten Zielschwankungsbreite übereinstimmt.
Drehschlagwerkzeug (1) nach Anspruch 12, das weiter eine Betätigungseinheit (21) aufweist, die zum Empfangen einer Betätigungseingabe zum Antreiben des Motors (4) konfiguriert ist, bei dem die Steuerungseinheit (31) dazu konfiguriert ist, einen Drehzahlbefehlswert des Motors (4) gemäß einem Betätigungsausmaß der Betätigungseinheit (21) festzulegen, den Motor basierend auf dem festgelegten Drehzahlbefehlswert anzutreiben, den Drehzahlbefehlswert gemäß dem Betätigungsausmaß basierend auf einer Differenz zwischen der Schwankungsbreite, die durch die Schwankungsbreitenerfassungseinheit (31) erfasst wird, und der voreingestellten Zielschwankungsbreite, zu korrigieren, wenn ein Schlag durch die Schlagerfassungseinheit erfasst wird, und den Motor (4) gemäß des korrigierten Drehzahlbefehlswertes anzutreiben.