特開 2024-79478 締結工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024079478

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】締結工具

(51)【国際特許分類】

   B25B 23/14 20060101AFI20240604BHJP

   B25B 21/02 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

B25B23/14 610A

B25B23/14 630M

B25B23/14 620B

B25B21/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022192452

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(72)【発明者】

【氏名】石川 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】山口 勇人

(72)【発明者】

【氏名】西河 智雅

【テーマコード（参考）】

3C038

【Ｆターム（参考）】

3C038AA01

3C038BC04

3C038CA06

3C038CA10

3C038CC04

3C038CC05

3C038EA02

(57)【要約】

【課題】締付トルクの安定化が可能な締結工具を提供する。
【解決手段】演算部４２は、モータ３にかかる負荷とモータ３の駆動時間との組合せに関する互いに異なる第１条件または第２条件が満たされた場合に、トリガスイッチ６にモータ駆動操作が行われていてもモータ３を減速または停止させる。第１条件を満たしてモータ３が減速または停止した場合の締付トルクが、第２条件を満たしてモータ３が減速または停止した場合の締付トルクとほぼ同じとなるように、第１条件及び第２条件が設定される。第１条件及び第２条件は、締付トルクを目標値にするための条件であり、過電流保護条件とは異なる条件である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータの駆動、停止を指示する操作部と、
前記モータにより駆動され、先端工具を保持する先端工具装着部と、
前記モータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記操作部にモータ駆動操作が行われると前記モータを駆動し、
前記モータにかかる負荷と前記モータの駆動時間との組合せに関する互いに異なる第１条件または第２条件が満たされた場合に、前記操作部に前記モータ駆動操作が行われていても前記モータを減速または停止させる第１モードを有し、
前記第１条件を満たして前記モータが減速または停止した場合の締付トルクが、前記第２条件を満たして前記モータが減速または停止した場合の締付トルクとほぼ同じとなるように、前記第１条件及び前記第２条件が設定されている、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項2】

請求項１に記載の締結工具であって、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部を有し、
前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記電流により前記負荷を推定する、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項3】

請求項２に記載の締結工具であって、
前記制御部は、前記モータに流れる電流とその継続時間の組合せが過電流保護条件を満たすと、前記操作部に前記モータ駆動操作が行われていても前記モータを減速または停止させるよう構成され、
前記第１条件及び前記第２条件はいずれも、前記過電流保護条件とは異なる条件である、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の締結工具であって、
前記第１条件は、前記負荷が第１閾値を超えたことを検出した後に前記モータの駆動を第１時間継続することであり、
前記第２条件は、前記負荷が前記第１閾値より大きい第２閾値を超えたことを検出した後に前記モータの駆動を前記第１時間より短い第２時間継続することである、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか一項に記載の締結工具であって、
目標トルクを入力する入力部を有し、
前記制御部は、入力された目標トルクに応じて前記第１条件および前記第２条件を変更する、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項6】

請求項４に記載の締結工具であって、
締結部材の被締結材に対する傾きの公差を入力する入力部を有し、
前記制御部は、入力された前記公差に応じて前記第１条件を変更する、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項7】

請求項４に記載の締結工具であって、
締結部材が被締結材に対して傾斜している場合は前記第１条件を満たして前記モータが減速または停止し、締結部材が被締結材に対して垂直な場合は前記第２条件を満たして前記モータが減速または停止する、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項8】

請求項１から３のいずれか一項に記載の締結工具であって、
前記締結部材がアンカーボルトである、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項9】

請求項１から３のいずれか一項に記載の締結工具であって、
前記制御部は、前記第１条件又は前記第２条件が満たされても前記モータを停止および減速させない第２モードを有する、
ことを特徴とする締結工具。

【請求項10】

請求項１から３のいずれか一項に記載の締結工具であって、
前記モータの駆動力により前記先端工具を回転打撃する回転打撃機構を有する、
ことを特徴とする締結工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、締結工具に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１は、モータの駆動電流や回転数に基づいて締付トルクを算出し、所定の締付トルクに達したと判断した場合にモータを停止させる締結工具を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２０２３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えばコンクリートに被締結材を固定する場合、コンクリートに下穴を開けてアンカーボルトを設置しておき、アンカーボルトにナットを締め付ける。アンカーボルトは所定の傾斜公差内で設置すればよいため、傾斜状態で設置されるアンカーボルトが存在する。本発明者は、傾斜状態で設置されたアンカーボルトに対して締付け作業を行う場合、締付けトルクが安定しないことを発見した。

【0005】

本発明の目的は、締付トルクの安定化が可能な締結工具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様は、締結工具である。この締結工具は、
モータと、
前記モータの駆動、停止を指示する操作部と、
前記モータにより駆動され、先端工具を保持する先端工具装着部と、
前記モータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記操作部にモータ駆動操作が行われると前記モータを駆動し、
前記モータにかかる負荷と前記モータの駆動時間との組合せに関する互いに異なる第１条件または第２条件が満たされた場合に、前記操作部に前記モータ駆動操作が行われていても前記モータを減速または停止させる第１モードを有し、
前記第１条件を満たして前記モータが減速または停止した場合の締付トルクが、前記第２条件を満たして前記モータが減速または停止した場合の締付トルクとほぼ同じとなるように、前記第１条件及び前記第２条件が設定されている。

【0007】

本発明は「作業機」や「電動工具」、「電気機器」等と表現されてもよく、そのように表現されたものも本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、締付トルクの安定化が可能な締結工具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態に係る締結工具１の側断面図。

【図2】締結工具１の回路ブロック図。

【図3】(Ａ)は、被締結材５５に対して垂直なアンカーボルト５１にナット５２を締め付けていく途中の状態の断面図。(Ｂ)は、被締結材５５に対して傾斜したアンカーボルト５１にナット５２を締め付けていく途中の状態の断面図。(Ｃ)は、図３(Ａ)の状態からナット５２の締付が進んだ着座状態の断面図。(Ｄ)は、図３(Ｂ)の状態からナット５２の締付が進んだ着座状態の断面図。

【図4】(Ａ)は、被締結材５５に対して垂直なアンカーボルト５１にナット５２を締め付けた場合のモータ３に流れる電流の時間変化を示す図。(Ｂ)は、被締結材５５に対して傾斜したアンカーボルト５１にナット５２を締め付けた場合のモータ３に流れる電流の時間変化を示す図。(Ｃ)は、図４(Ａ)の縦軸をＩ_a～Ｉ_bの範囲に限定した拡大図。(Ｄ)は、図４(Ｂ)の縦軸をＩ_a～Ｉ_bの範囲に限定した拡大図。

【図5】(Ａ)は、図４(Ｃ)に第１電流閾値Ｉ_th1、第２電流閾値Ｉ_th2、第２増締め開始時刻ｔ_start2、第２増締め時間ｔ_add2の記載を追加した図。(Ｂ)は、図４(Ｄ)に第１電流閾値Ｉ_th1、第１増締め開始時刻ｔ_start1、第１増締め時間ｔ_add1の記載を追加した図。(Ｃ)は、アンカーボルト５１の最大角度ずれの設定値と第１電流閾値Ｉ_th1及び第２電流閾値Ｉ_th2との関係を示すグラフ。(Ｄ)は、アンカーボルト５１の最大角度ずれの設定値と第１回数閾値Ｎ_th1及び第２回数閾値Ｎ_th2の関係を示すグラフ。(Ｅ)は、アンカーボルト５１の最大角度ずれの設定値と第１増締め時間ｔ_add1及び第２増締め時間ｔ_add2との関係を示すグラフ。

【図6】(Ａ)～(Ｆ)締付作業用オートストップモードにおける締結工具１の制御フローチャート。

【図7】(Ａ)は、図６(Ａ)～(Ｆ)に示す制御のうち条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を行わない比較例の制御で多数回の締付作業を行って実際のトルクのデータを取った場合における、実際のトルクと当該トルクに該当するデータの個数との関係を示すグラフ。(Ｂ)は、図６(Ａ)～(Ｆ)に示す制御に示す制御で多数回の締付作業を行って実際のトルクのデータを取った場合における、実際のトルクと当該トルクに該当するデータの個数との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本発明の実施の形態に係る締結工具１の側断面図である。図１により、締結工具１における互いに直交する前後、上下方向を定義する。前後方向は、締結工具１のモータ軸３ａと平行な方向である。

【0011】

締結工具１は、インパクトレンチである。締結工具１は、ハウジング２を有する。ハウジング２は、胴体部２ａ、ハンドル部２ｂ、及び電池パック装着部２ｃを含む。

【0012】

胴体部２ａは、中心軸が前後方向と略平行な筒状部である。ハウジング２は、胴体部２ａの前部に接続される例えば金属製のハンマケース１１を備える。ハンマケース１１の前部表面は、エラストマ等の保護部材であるフロントキャップ１２に被覆される。締結工具１は、胴体部２ａの下部に、作業箇所を照らす照明ＬＥＤ１６を備える。

【0013】

ハンドル部２ｂは、上端が胴体部２ａの前後方向の中間部に接続されて前記中間部から下方に延びる。締結工具１は、ハンドル部２ｂの上端部に、トリガスイッチ６及び正逆切替レバー１３（正逆切替ボタン）を有する。トリガスイッチ６は、ユーザがモータ３の駆動、停止（モータ３の駆動状態）を切替え可能な操作部である。トリガスイッチ６は、無段変速スイッチである。正逆切替レバー１３は、ユーザがモータ３の正転と逆転、すなわち後述のアンビル１０の正転と逆転を切替え可能な回転方向切替部である。

【0014】

電池パック装着部２ｃは、ハンドル部２ｂの下端に設けられ、電池パック７を着脱可能に装着できる。締結工具１は、電池パック７の電力で動作する。締結工具１は、電池パック装着部２ｃの前部上面に操作パネル２０を有する。締結工具１は、電池パック装着部２ｃの内部に制御基板３０を有する。

【0015】

操作パネル２０は、作業者の操作により締結工具１の駆動モードを切替可能なモード切替部（モード選択部）であり、また選択されている駆動モードを表示するモード表示部である。駆動モードについては後述する。

【0016】

操作パネル２０は、モータ３の無負荷時における最高回転数（以下「設定回転数」）を複数段階から選択する回転数設定部であり、また現在の設定回転数を表示する設定回転数表示部である。

【0017】

操作パネル２０は、後述の締付作業用オートストップモードにおける目標トルクを入力する目標トルク入力部である。

【0018】

操作パネル２０は、後述の締付作業用オートストップモードにおけるアンカーボルト５１（図３）の傾きの公差（以下「傾き公差」）を入力する傾き入力部である。傾き公差は、アンカーボルト５１の傾きとして許容される垂直に対する最大の角度である。

【0019】

なお、操作パネル２０の上述した各機能の一部又は全部は、操作パネル２０に替えて又は加えて、スマートフォン等の携帯機器にインストールされた管理アプリケーション（以下「管理アプリ」）によって実現されてもよい。作業機１の本体又は電池パック７、及び携帯機器がBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信機能を有することで、作業者は、管理アプリの操作により作業機１の各種設定が可能であり、また作業機１の各種設定状況を管理アプリにより確認できる。

【0020】

締結工具１は、胴体部２ａ及びハンマケース１１内に、モータ３、減速機構４、スピンドル５、ハンマ８、スプリング９、及び先端工具装着部としてのアンビル１０を有する。減速機構４、スピンドル５、ハンマ８、及びスプリング９は、モータ３の駆動力（回転力）を回転打撃力に変換してアンビル１０に作用させる回転打撃機構を構成する。

【0021】

モータ３は、モータ軸３ａ、ロータ３ｂ、ステータ３ｃを有する。減速機構４は、モータ３の回転を減速してスピンドル５に伝達する。スピンドル５はハンマ８を回転駆動する。スプリング９は、ハンマ８を前方に付勢する。ハンマ８は、アンビル１０を回転ないし回転打撃する。すなわち、アンビル１０は、モータ３の駆動力で駆動される。アンビル１０は、ハンマケース１１に回転可能に支持される。

【0022】

締結工具１は、胴体部２ａ内の後部に、センサ・インバータ基板１５を有する。センサ・インバータ基板１５は、図２に示す温度センサ１４やホールＩＣ４３、インバータ回路４５を搭載する。センサ・インバータ基板１５は、モータ３の本体部（モータ３のうちモータ軸３ａを除く部分）の後方においてモータ軸３ａと略垂直な姿勢で支持される。

【0023】

図２は、締結工具１の回路ブロック図である。コンデンサＣは、雑音防止用であり、電池パック７の出力端子間に設けられる。抵抗Ｒは、電流検出用ないし負荷検出用であって、モータ３に流れる電流（以下「モータ電流」）の経路に設けられる。ホールＩＣ４３（磁気センサ）は、モータ３の回転に応じてレベルが切り替わる回転検出信号を出力する回転検出部である。

【0024】

インバータ回路４５は、電池パック７の出力する直流電力をブラシレスモータ６の駆動電力に変換し、ブラシレスモータ６に供給する。インバータ回路４５は、三相ブリッジ接続されたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含む。温度センサ１４は、インバータ回路４５の温度検出用であり、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の近傍に設けられる。

【0025】

締結工具１は、制御基板３０に、電流検出回路３１、電圧検出回路３２、スイッチ操作検出回路３３、回転方向設定回路３４、温度検出回路３５、制御電源回路３６、制御信号出力回路３７、回転位置検出回路３８、回転数検出回路３９、パネル操作検出回路４０、演算部４２を有する。

【0026】

電流検出回路３１は、抵抗Ｒの両端子間の電圧によりモータ電流を検出し、演算部４２に送信する。抵抗Ｒ及び電流検出回路３１は、電流検出部を構成する。演算部４２は、モータ電流により、モータ３にかかる負荷（以下「モータ負荷」）を検出（推定）できる。電圧検出回路３２は、電池パック７の出力電圧を検出し、演算部４２に送信する。

【0027】

スイッチ操作検出回路３３は、トリガスイッチ６のオンオフ及び操作量（引き量）を検出し、演算部４２に送信する。回転方向設定回路３４は、正逆切替レバー１３の指示する回転方向を検出し、演算部４２に送信する。

【0028】

温度検出回路３５は、温度センサ１４の出力信号によりインバータ回路４５の温度を検出し、演算部４２に送信する。制御電源回路３６は、電池パック７の出力電圧を演算部４２等の電源電圧に変換し、演算部４２等に供給する。

【0029】

制御信号出力回路３７は、演算部４２の制御に従いスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各制御端子（各ゲート）に信号、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を印加する。回転位置検出回路３８は、ホールＩＣ４３の出力信号によりモータ３の回転位置（以下「モータ回転位置」）を検出し、演算部４２に送信する。回転数検出回路３９は、回転位置検出回路３８の出力信号によりモータ３の回転数（以下「モータ回転数」）を検出し、演算部４２に送信する。モータ回転数は、単位時間当たりのモータ３の回転数である。

【0030】

パネル操作検出回路４０は、操作パネル２０に対するモード切替操作（モード選択操作）を検出して演算部４２に送信する駆動モード検出部であり、また操作パネル２０に対する回転数設定操作を検出して演算部４２に送信する設定回転数検出部である。照明ＬＥＤ駆動回路４４は、演算部４２の制御に従い、照明ＬＥＤ１６を駆動する。

【0031】

演算部４２は、締結工具１の全体の動作を制御する制御部を構成する。制御部は、演算部４２だけでなく、図２において制御基板３０を示す破線の内部にある構成全体を含んでもよい。また制御部は、ホールＩＣ４３やインバータ回路４５を含んでもよい。

【0032】

演算部４２は、トリガスイッチ６の操作、正逆切替レバー１３で指示（選択）された回転方向（以下「回転指示方向」）、操作パネル２０により選択された駆動モード及び設定回転数に応じて、モータ３の駆動を制御する。演算部４２は、トリガスイッチ６の操作量が大きいほどモータ３の回転数を高めるよう制御する。演算部４２は、モータ電流、モータ回転位置、及びモータ回転数のフィードバックを受けて、モータ３の駆動を制御する。

【0033】

演算部４２は、モータ電流とその継続時間の組合せが過電流保護条件を満たすと、トリガスイッチ６にモータ駆動操作が行われていてもモータ３を減速または停止させる過電流保護機能（過負荷保護機能）を有する。演算部４２は、操作パネル２０による選択に応じた駆動モードを実行可能に構成される。

【0034】

演算部４２は、モータ３の駆動モードとして、複数の駆動モードを有する。複数の駆動モードは、以下の駆動モードを含む。

【0035】

・締付作業用オートストップモード…ナット等の締結部材（以下「ナット等」）を締め付ける作業におけるナット等の締め過ぎを防止する駆動モードであって、ナット等の締付トルクを目標値にするための駆動モード。本発明における第１モードの例示。

【0036】

・緩め作業用オートストップモード…ナット等を緩める作業におけるナット等の脱落を防止する駆動モード。

【0037】

・通常モード…異常発生時を除きトリガスイッチ６の操作に応じたモータ３の駆動を継続する駆動モード。本発明における第２モードの例示。

【0038】

締付作業用オートストップモードにおける締め過ぎ防止の方法としては、詳細は後述するが、モータ負荷とモータ３の駆動時間（以下「モータ駆動時間」）との組合せに関する互いに異なる第１条件または第２条件が満たされた場合に、トリガスイッチ６にモータ駆動操作が行われていてもモータ３を減速または停止させる。第１条件を満たしてモータ３が減速または停止した場合の締付トルクが、第２条件を満たしてモータ３が減速または停止した場合の締付トルクとほぼ同じとなるように、第１条件及び第２条件が設定される。第１条件及び第２条件は、締付トルクを目標値にするための条件であり、前述の過電流保護条件とは異なる条件である。

【0039】

緩め作業用オートストップモードにおけるナット等の脱落を防止する方法としては、予め設定された打撃動作により緩め作業を行ったことを検知すると、モータ３を停止させる。具体的には、打撃が行われなくなると（打撃が終了すると）トリガスイッチ６の操作量が一定でもモータ３の出力を低下させる等、様々な公知技術を利用できる。打撃終了からモータ３の出力低下までの間に、待ち時間を設けてもよい。

【0040】

図３(Ａ)は、被締結材５５に対して垂直なアンカーボルト５１にナット５２を締め付けていく途中の状態の断面図である。アンカーボルト５１は、木材や鋼材といった構造部材もしくは設備機器などの被締結材５５をコンクリート５４に固定するために、コンクリート５４に埋め込んで使用するボルトである。ナット５２は、ここでは座金５３を一体に有する。

【0041】

被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合、座金５３の座面（下面）と被締結材５５の表面は平行のため、図３(Ｃ)に示す着座状態になるまではモータ３にほとんど負荷がかからず、着座後にモータ３に急激に高負荷がかかる。

【0042】

図３(Ｂ)は、被締結材５５に対して傾斜したアンカーボルト５１にナット５２を締め付けていく途中の状態の断面図である。なお、図３(Ｂ)では、分かりやすくするために傾斜を誇張して示している。

【0043】

被締結材５５に対してアンカーボルト５１が傾斜している場合、座金５３の座面（下面）と被締結材５５の表面は非平行のため、図３(Ｄ)に示す着座状態になる前に、図３(Ｂ)に示すように座金５３の外縁部が被締結材５５の表面に接触し、モータ３に負荷がかかり始める。そして座金５３とナット５２が徐々に負荷になりながら図３(Ｄ)に示す着座状態になる。着座後の負荷上昇は、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合と比較して緩やかとなる。

【0044】

図４(Ａ)は、被締結材５５に対して垂直なアンカーボルト５１にナット５２を締め付けた場合（図３(Ａ),(Ｃ)に示すような締付作業を行った場合）のモータ電流の時間変化を示す図である。図４(Ｂ)は、被締結材５５に対して傾斜したアンカーボルト５１にナット５２を締め付けた場合（図３(Ｂ),(Ｄ)に示すような締付作業を行った場合）のモータ電流の時間変化を示す図である。

【0045】

図４(Ａ),(Ｂ)は、いずれも締付トルクが同じ規定値（一例として１００Ｎｍ）になったところでモータ３を停止させた場合のモータ電流の実測値を示す。図４(Ｃ)は、図４(Ａ)の縦軸をＩ_a～Ｉ_bの範囲に限定した拡大図である。図４(Ｄ)は、図４(Ｂ)の縦軸をＩ_a～Ｉ_bの範囲に限定した拡大図である。なお、図４(Ａ)～(Ｄ)において、モータ電流は１ｍｓ間のピーク値をプロットしているため、離散値で示される。

【0046】

図４(Ａ)～(Ｄ)において、ｔ_stop1,ｔ_stop2は、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合と傾斜している場合の各々における、締付トルクが規定値となってモータ３が停止した時間である。Ｉ_max1,Ｉ_max2は、各場合の締付作業におけるモータ電流の最大値である。

【0047】

図４(Ａ),(Ｃ)と図４(Ｂ),(Ｄ)との対比から、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合よりも傾斜している場合のほうが、モータ電流の上昇が緩やかなこと（モータ負荷の上昇が緩やかなこと）、モータ電流の最大値が小さいこと（Ｉ_max1＜Ｉ_max2）（モータ負荷の最大値が小さいこと）、締付トルクが同じ既定値になるまでの締付時間が長いこと（ｔ_stop1＞ｔ_stop2）が分かる。

【0048】

本発明者は、アンカーボルト５１の傾斜状態のばらつきによるモータ電流の最大値やそこに到達するまでの時間のばらつきを踏まえると、単一の条件では締付トルクを安定化できないとの知見を得て、モータ電流とモータ駆動時間との組合せに関して複数の条件を設けることに想到した。

【0049】

図５(Ａ)は、図４(Ｃ)に第１電流閾値Ｉ_th1、第２電流閾値Ｉ_th2、第２増締め開始時刻ｔ_start2、第２増締め時間ｔ_add2の記載を追加した図である。図５(Ｂ)は、図４(Ｄ)に第１電流閾値Ｉ_th1、第１増締め開始時刻ｔ_start1、第１増締め時間ｔ_add1の記載を追加した図である。

【0050】

図５(Ａ)のＮ₂は、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値が第２電流閾値Ｉ_th2を超えた回数を示す。図５(Ｂ)のＮ₁は、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値が第１電流閾値Ｉ_th1を超えた回数を示す。１ｍｓは、所定時間の例示である。

【0051】

前述の第１条件及び第２条件は、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合も傾斜している場合も同じ規定トルク（目標トルク）で締付を完了するための条件として設定される。アンカーボルト５１が被締結材５５に対して傾斜している場合は第１条件を満たしてモータ３が減速または停止し、アンカーボルト５１が被締結材５５に対して垂直な場合は第２条件を満たしてモータ３が減速または停止する。

【0052】

前述の第１条件は、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値が第１電流閾値Ｉ_th1をＮ_th1回超えたこと（モータ負荷が第１閾値を超えたこと）を検出した後にモータ３の駆動を第１増締め時間ｔ_add1継続することである。

【0053】

前述の第２条件は、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値が第２電流閾値Ｉ_th2をＮ_th2回超えたこと（モータ負荷が第１閾値より大きい第２閾値を超えたこと）を検出した後にモータ３の駆動を第１増締め時間ｔ_add1より短い第２増締め時間ｔ_add2継続することである。

【0054】

図５(Ａ),(Ｂ)は、第１回数閾値Ｎ_th1が３、第２回数閾値Ｎ_th2が２である例を示している。Ｎ_th1,Ｎ_th2は、共に連続する回数に限定されず、途中に第１電流閾値Ｉ_th1、第２電流閾値Ｉ_th2以下の電流値があってもよい。

【0055】

演算部４２は、目標トルクに応じて第１条件および第２条件を変更する。具体的には演算部４２は、目標トルクが大きいほど第１電流閾値Ｉ_th1、第２電流閾値Ｉ_th2を大きくしたり、第１増締め時間ｔ_add1、第２増締め時間ｔ_add2を長くしたり、第１回数閾値Ｎ_th1及び第２回数閾値Ｎ_th2を増やしたりする。

【0056】

図５(Ｃ)～(Ｅ)は、アンカーボルト５１の最大角度ずれの設定値（傾き公差の入力値）に対する第１電流閾値Ｉ_th1及び第２電流閾値Ｉ_th2、第１回数閾値Ｎ_th1及び第２回数閾値Ｎ_th2、第１増締め時間ｔ_add1及び第２増締め時間ｔ_add2の関係の一例をそれぞれ示す。

【0057】

図５(Ｃ)～(Ｅ)に示すように、演算部４２は、傾き公差に応じて第１条件を変更する。具体的には、演算部４２は、傾き公差が大きいほど、第１電流閾値Ｉ_th1を小さくし、第１回数閾値Ｎ_th1を多くし、第１増締め時間ｔ_add1を長くする。

【0058】

より具体的には、演算部４２は、例えば、
Ｉ_th1＝（－２／３）×傾き公差（°）＋Ｉ_th2
Ｉ_th2＝２４．５［Ａ］
により第１電流閾値Ｉ_th1を設定する。

【0059】

また、演算部４２は、例えば、
Ｎ_th1＝（１／２）×傾き公差（°）＋Ｎ_th2（小数点以下は切り上げ）
Ｎ_th2＝１
により第１回数閾値Ｎ_th1を設定する。

【0060】

また、演算部４２は、例えば、
ｔ_add1＝（６５０／３）×傾き公差（°）＋ｔ_add2
ｔ_add2＝１００［ｍｓ］
により第１増締め時間ｔ_add1を設定する。

【0061】

一例として傾き公差が３°の場合、Ｉ_th1は２２．５Ａ、Ｎ_th1は３、ｔ_add1は７５０ｍｓと計算される。図示は省略するが、目標トルクを高める場合は、例えば第２電流閾値Ｉ_th2を大きくすることで対応できる。演算部４２は、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合のトルクとモータ電流の関係、すなわち目標トルクに応じた第２条件をあらかじめ記憶している。

【0062】

本実施の形態では、締付作業用オートストップモードの制御内容の考え方として、必要とする打撃エネルギーの高低で以下のように場合分けを行う。
・モータ電流が徐々に上昇
→ 低打撃エネルギーが必要と判断
→ 電流閾値を低く設定
→ 長時間駆動（トルク不足防止）
・電流が急激に上昇
→ 高打撃エネルギー要と判断
→ 電流閾値を高く設定し高負荷対応
→ 短時間駆動（締め過ぎ防止）

【0063】

図６(Ａ)は、締付作業用オートストップモードにおける締結工具１の全体的な動作を示す制御フローチャートである。演算部４２は、トリガスイッチ６がオンでない場合は待機する（Ｓ１のＮｏ）。演算部４２は、トリガスイッチ６がオンになると（Ｓ１のＹｅｓ）、第１制御モードでモータ３を駆動する（Ｓ３）。その後、演算部４２は、第２制御モードでモータ３を駆動し（Ｓ５）、終了となる。

【0064】

図６(Ｂ)は、図６(Ａ)の第１制御モードでのモータ３の駆動（Ｓ３）の内容を示すフローチャートである。演算部４２は、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値Ｉを検出し（Ｓ１１）、条件１検出ルーチンを実行し（Ｓ１３）、条件２検出ルーチンを実行する（Ｓ１５）。条件１検出ルーチンは、前述の第１条件が満たされたか否かを検出し、満たされた場合に条件１検出フラグをオンにするルーチンである。条件２検出ルーチンは、前述の第２条件が満たされたか否かを検出し、満たされた場合に条件２検出フラグをオンにするルーチンである。

【0065】

演算部４２は、条件１フラグ又は条件２フラグがオンの場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、第１制御モードでのモータ３の駆動（Ｓ３）を終了する。演算部４２は、条件１フラグ及び条件２フラグの双方がオフの場合（Ｓ１７のＮｏ）、Ｓ１１に戻る。

【0066】

図６(Ｃ)は、図６(Ｂ)の条件１検出ルーチン（Ｓ１３）の内容を示すフローチャートである。演算部４２は、増締めモード１がオフでない場合（Ｓ２１のＮｏ）、Ｓ３１に進む。

【0067】

演算部４２は、増締めモード１がオフの場合（Ｓ２１のＹｅｓ）において、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値Ｉが第１電流閾値Ｉ_th1より大きくない場合（Ｓ２３のＮｏ）、条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を終了する。

【0068】

演算部４２は、増締めモード１がオフの場合（Ｓ２１のＹｅｓ）において、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値Ｉが第１電流閾値Ｉ_th1より大きい場合（Ｓ２３のＹｅｓ）、Ｎ₁をインクリメントする（Ｓ２５）。

【0069】

演算部４２は、Ｎ₁＝Ｎ_th1でない場合（Ｓ２７のＮｏ）、条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を終了する。演算部４２は、Ｎ₁＝Ｎ_th1の場合（Ｓ２７のＹｅｓ）、増締めモード１をオンにする（Ｓ２９）。

【0070】

演算部４２は、Ｎ₁＝Ｎ_th1になってからの経過時間ｔ₁を計測する（Ｓ３１）。演算部４２は、ｔ₁＝ｔ_add1でない場合（Ｓ３３のＮｏ）、条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を終了する。演算部４２は、ｔ₁＝ｔ_add1の場合（Ｓ３３のＹｅｓ）、条件１フラグをオンし（Ｓ３５）、条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を終了する。条件１フラグがオンであることは、前述の第１条件が満たされたことを意味する。

【0071】

図６(Ｄ)は、図６(Ｂ)の条件２検出ルーチン（Ｓ１５）の内容を示すフローチャートである。演算部４２は、増締めモード２がオフでない場合（Ｓ４１のＮｏ）、Ｓ５１に進む。

【0072】

演算部４２は、増締めモード２がオフの場合（Ｓ４１のＹｅｓ）において、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値Ｉが第２電流閾値Ｉ_th2より大きくない場合（Ｓ４３のＮｏ）、条件２検出ルーチン（Ｓ１５）を終了する。

【0073】

演算部４２は、増締めモード２がオフの場合（Ｓ４１のＹｅｓ）において、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値Ｉが第２電流閾値Ｉ_th2より大きい場合（Ｓ４３のＹｅｓ）、Ｎ₂をインクリメントする（Ｓ４５）。

【0074】

演算部４２は、Ｎ₂＝Ｎ_th2でない場合（Ｓ４７のＮｏ）、条件２検出ルーチン（Ｓ１５）を終了する。演算部４２は、Ｎ₂＝Ｎ_th2の場合（Ｓ４７のＹｅｓ）、増締めモード２をオンにする（Ｓ４９）。

【0075】

演算部４２は、Ｎ₂＝Ｎ_th2になってからの経過時間ｔ₂を計測する（Ｓ５１）。演算部４２は、ｔ₂＝ｔ_add2でない場合（Ｓ５３のＮｏ）、条件２検出ルーチン（Ｓ１５）を終了する。演算部４２は、ｔ₂＝ｔ_add2の場合（Ｓ５３のＹｅｓ）、条件２フラグをオンし（Ｓ５５）、条件２検出ルーチン（Ｓ１５）を終了する。条件２フラグがオンであることは、前述の第２条件が満たされたことを意味する。

【0076】

図６(Ｅ),(Ｆ)は、図６(Ａ)の第２制御モードでのモータ３の駆動（Ｓ５）の内容を示すフローチャートである。演算部４２は、第２制御モードでは、モータ３の駆動を停止させ（Ｓ６１）、又はスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のＰＷＭ制御のデューティを低下させてモータ３を減速させる（Ｓ６３）。

【0077】

図７(Ａ)は、図６(Ａ)～(Ｆ)に示す制御のうち図６(Ｂ)に示す条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を行わない比較例の制御で多数回の締付作業を行って実際のトルクのデータを取った場合における、実際のトルクと当該トルクに該当するデータの個数との関係を示すグラフである。図７(Ｂ)は、図６(Ａ)～(Ｆ)に示す制御で多数回の締付作業を行って実際のトルクのデータを取った場合における、実際のトルクと当該トルクに該当するデータの個数との関係を示すグラフである。

【0078】

図７(Ａ)に示すように、条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を行わない比較例の制御では、トルクが規定範囲の上限（規定値(＋)）を超える締め過ぎ（過トルク）が発生した。これに対し、図７(Ｂ)に示すように、条件１検出ルーチン（Ｓ１３）を行う実施の形態の制御では、全てのデータが規定範囲の上限（規定値(＋)）と下限（規定値(－)）の間に収まった。

【0079】

本実施の形態は、下記の作用効果を奏する。

【0080】

(1) 演算部４２は、モータ負荷とモータ３の駆動時間との組合せに関する互いに異なる第１条件または第２条件が満たされた場合に、トリガスイッチ６にモータ駆動操作が行われていてもモータ３を減速または停止させる。第１条件を満たしてモータ３が減速または停止した場合の締付トルクが、第２条件を満たしてモータ３が減速または停止した場合の締付トルクとほぼ同じとなるように、第１条件及び第２条件が設定される。よって、単一の条件のみで締付トルクを目標値にしようとする場合と異なり、被締結材５５に対するアンカーボルト５１の傾きが異なる場合や、アンカーボルト５１が古い場合、アンカーボルト５１とナット５２との間に粉塵等が挟まっている場合など、作業条件が異なる場合においても締付トルクを好適に目標値に近づけることができ、締付トルクの安定化が可能となる。特に、回転打撃機構による打撃で最終的な締付トルクに近づけていく場合、モータ電流と締付トルクが単純な直線的な関係にならないが、本実施の形態ではそのような場合でも締付トルクの安定化が可能となる。

【0081】

(2) 第１条件は、１ｍｓ間（所定時間）のモータ電流のピーク値が第１電流閾値Ｉ_th1をＮ_th1回超えたこと（モータ負荷が第１閾値を超えたこと）を検出した後にモータ３の駆動を第１増締め時間ｔ_add1継続することである。第２条件は、１ｍｓ間のモータ電流のピーク値が第２電流閾値Ｉ_th2をＮ_th2回超えたこと（モータ負荷が第１閾値より大きい第２閾値を超えたこと）を検出した後にモータ３の駆動を第１増締め時間ｔ_add1より短い第２増締め時間ｔ_add2継続することである。これにより、アンカーボルト５１が被締結材５５に対して傾斜している場合は第１条件を満たしてモータ３が減速または停止し、アンカーボルト５１が被締結材５５に対して垂直な場合は第２条件を満たしてモータ３が減速または停止することになる。その結果、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合も傾斜している場合も同等の規定トルク（目標トルク）で締付を完了することができ、締付トルクの安定化が可能となる。

【0082】

(3) 演算部４２は、操作パネル２０で入力された目標トルクに応じて第１条件および第２条件を変更する。このため、様々な目標トルクにおいて、被締結材５５に対してアンカーボルト５１が垂直な場合も傾斜している場合も同等のトルクで締付を完了することができ、締付トルクの安定化が可能となる。

【0083】

(4) 演算部４２は、操作パネル２０で入力された傾きの公差に応じて第１条件を変更する。このため、作業条件に応じて適切な第１条件を設定でき、締付トルクの安定化が可能となる。

【0084】

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、本発明は実施の形態に限定されない。実施の形態で具体的に説明した各事項には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【0085】

実施の形態で具体的な数値として例示した時間や角度、電流値、トルク、回数等は、発明の範囲を何ら限定するものではなく、要求される仕様に合わせて任意に変更できる。締結部材は、アンカーボルトに限定されず、アンカーボルト以外のねじ等であってもよい。例えばねじが被締結材に対して傾いている場合にも、アンカーボルトが被締結材に対して傾いている場合と同様の問題が起こり得る。本発明の締結工具は、インパクトレンチに限定されず、インパクトドライバ等の他の種類のものであってもよい。

【符号の説明】

【0086】

１…締結工具、２…ハウジング、２ａ…胴体部、２ｂ…ハンドル部、２ｃ…電池パック装着部、３…モータ、３ａ…モータ軸、３ｂ…ロータ、３ｃ…ステータ、４…減速機構、５…スピンドル、６…トリガスイッチ（操作部）、７…電池パック、８…ハンマ、９…スプリング、１０…アンビル（先端工具装着部）、１１…ハンマケース、１２…フロントキャップ（保護部材）、１３…正逆切替レバー（回転方向切替部）、１４…温度センサ、１５…センサ・インバータ基板、１６…照明ＬＥＤ、２０…操作パネル（モード切替部）、３０…制御基板、３１…電流検出回路、３２…電圧検出回路、３３…スイッチ操作検出回路、３４…回転方向設定回路、３５…温度検出回路、３６…制御電源回路、３７…制御信号出力回路、３８…回転位置検出回路、３９…回転数検出回路、４０…パネル操作検出回路、４２…演算部（制御部）、４３…ホールＩＣ（磁気センサ）、４４…照明ＬＥＤ駆動回路、４５…インバータ回路、５１…アンカーボルト（締結部材）、５２…ナット、５３…座金、５４…コンクリート、５５…被締結材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】