JP2007007852A - Fastening tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネジ類の締付けを行う締付工具に関し、詳しくは、駆動源の出力を衝撃力発生機構を介して負荷軸に伝達することで高トルクでネジ類を締め付ける締付工具に関する。 The present invention relates to a tightening tool for tightening screws, and more particularly to a tightening tool for tightening screws with high torque by transmitting an output of a drive source to a load shaft via an impact force generating mechanism.
ボルト・ナット等のネジ類を強固に締付けるための締付工具としてはインパクトレンチやインパクトドライバ等がよく用いられる。これらの締付工具では、モータの回転が衝撃力発生機構〔例えば、ハンマによりアンビルを打撃する機構、油圧を利用したオイルユニット等〕を介して負荷軸(ネジ類)に伝達される。この衝撃力発生機構は負荷軸への負荷が所定値以下のときは負荷軸を連続して回転させ、負荷軸への負荷が所定値を超えると衝撃力を発生させる。このため、ネジ類が軽負荷で螺合する間はネジ類が連続的に回転されて締付けられる。ネジ類が締付けられて高負荷で螺合するようになると衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、この衝撃力によってネジ類はその都度締付けられる。 As a tightening tool for firmly tightening screws such as bolts and nuts, an impact wrench, an impact driver or the like is often used. In these tightening tools, the rotation of the motor is transmitted to a load shaft (screws) via an impact force generation mechanism (for example, a mechanism for hitting an anvil with a hammer, an oil unit using hydraulic pressure, etc.). The impact force generating mechanism continuously rotates the load shaft when the load on the load shaft is a predetermined value or less, and generates an impact force when the load on the load shaft exceeds the predetermined value. For this reason, while the screws are screwed together with a light load, the screws are continuously rotated and tightened. When the screws are tightened and screwed at a high load, an impact force is generated from the impact force generation mechanism, and the screws are tightened each time by the impact force.
かかる締付工具の場合、ネジ類の締付トルクは衝撃力発生機構から発生した衝撃力の発生回数(衝撃力が発生してからの駆動時間)によって決まる。このため、衝撃力発生機構から発生した衝撃力の発生回数(衝撃力が発生してからの駆動時間)が多すぎると締め過ぎによるネジの破損が生じ、逆に、ネジの破損を恐れて早めに締付を停止すると締付トルク不足等が生ずる。そこで、このような事態を防止するため駆動源を自動的に停止する技術(いわゆるオートストップ機能)が開発されている(例えば、特許文献1等)。
この従来の技術では、衝撃力の発生を検出するセンサと、駆動源の停止条件(最初の衝撃力の発生から駆動源を停止するまでの駆動時間又は衝撃力の発生回数)を設定する設定装置と、駆動源を制御する制御装置が設けられる。この制御装置は、センサで衝撃力の発生を検出してから設定装置で設定された駆動時間が経過したときに駆動源を停止させ、あるいは、センサで検出された衝撃力の発生回数が設定装置で設定された回数と一致したときに駆動源を停止させる。このような構成によれば、制御装置により自動的に駆動源が停止されるため、作業者はトリガースイッチをオンしているだけで一定の締付けトルクでネジ類を締め付けることができ、締め過ぎによるネジ類の破損や、締付けトルク不足が防止される。
In the case of such a tightening tool, the tightening torque of the screws is determined by the number of times the impact force is generated from the impact force generation mechanism (the driving time after the impact force is generated). For this reason, if the number of times that the impact force is generated from the impact force generation mechanism (the drive time after the impact force is generated) is too large, the screw will be damaged due to overtightening. When tightening is stopped, tightening torque is insufficient. Therefore, a technique for automatically stopping the drive source (so-called auto-stop function) has been developed to prevent such a situation (for example, Patent Document 1).
In this conventional technique, a sensor for detecting the generation of an impact force and a setting device for setting a stop condition of the drive source (drive time from the first impact force generation until the drive source is stopped or the number of occurrences of the impact force) And a control device for controlling the drive source. This control device stops the driving source when the driving time set by the setting device has elapsed after detecting the generation of the impact force by the sensor, or the number of occurrences of the impact force detected by the sensor is the setting device. The drive source is stopped when it matches the number of times set in. According to such a configuration, since the drive source is automatically stopped by the control device, the operator can tighten the screws with a constant tightening torque only by turning on the trigger switch. Damage to screws and lack of tightening torque are prevented.
上述の従来の技術においては、ネジ類を適切な締付けトルクで締付けるためには、設定装置に設定する駆動源の停止条件(設定値)を適切なものとしなければならない。設定値が大きすぎると締め過ぎによるネジ類の破損が生じ、設定値が小さすぎると締付けトルクの不足が生じてしまう。
ところが、駆動源の停止条件(設定値)と締め付けトルクの関係は、作業内容(ネジ類の径やネジ類が螺合する相手材の材質等)によって異なるため、適切な停止条件は作業内容毎に異なるものとなる。このため、作業内容が異なるとその都度適切な停止条件を決定する必要が生じるが、現在のところ適切な停止条件を決定するための確立された方法は無く、試行錯誤により決定しなければならない。すなわち、適当な停止条件を設定して実際に作業を行い、作業後の締付けトルクをトルクレンチで測定し、測定した値から設定した停止条件が適切なものであったか否かを判断する。停止条件が適切なものでなかった場合、適切な停止条件が見つかるまで上述の手順を繰り返すこととなる。したがって、1回で駆動源の停止条件を決められることは稀で、駆動源の停止条件を決めるためには多大な労力と時間を要していた。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動源の停止条件を決定するための労力と時間を削減することができる技術を実現する。
In the above-described conventional technology, in order to tighten the screws with an appropriate tightening torque, the driving source stop condition (set value) set in the setting device must be appropriate. If the set value is too large, screws will be damaged due to overtightening, and if the set value is too small, the tightening torque will be insufficient.
However, the relationship between the stop condition (setting value) of the drive source and the tightening torque differs depending on the work content (screw diameter, material of the mating material to which the screw is screwed, etc.). It will be different. For this reason, it is necessary to determine an appropriate stop condition each time the work content is different. However, there is no established method for determining an appropriate stop condition at present, and it must be determined by trial and error. That is, an actual operation is performed by setting an appropriate stop condition, the tightening torque after the operation is measured with a torque wrench, and it is determined from the measured value whether the set stop condition is appropriate. If the stop condition is not appropriate, the above procedure is repeated until an appropriate stop condition is found. Therefore, it is rare that the drive source stop condition can be determined at one time, and much effort and time are required to determine the drive source stop condition.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to realize a technique capable of reducing labor and time for determining a stop condition of a drive source.
上記課題を解決するために請求項1に記載の締付工具は、駆動源が衝撃力発生機構を介して負荷軸に接続される。この締付工具は、負荷軸に作用する負荷が所定値以下のときは駆動源が負荷軸を連続的に回転させネジ類の締付けを行う。負荷軸に作用する負荷が所定値を超えると、衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、その衝撃力によって負荷軸を回転させてネジ類の締付けを行う。
この締付工具は、駆動源を起動するトリガースイッチと、衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、駆動源をオートストップモードと測定モードで制御する制御装置とを備える。
その制御装置は、オートストップモードでは、トリガースイッチがオンされると駆動源を駆動するとともに、センサにより検出された最初の衝撃力の発生から設定時間だけ経過したとき、又はセンサにより検出された衝撃力の発生回数が設定回数となったときに駆動源を停止する。測定モードでは、トリガースイッチがオンされるとトリガースイッチがオフされるまで駆動源を駆動するとともに、センサにより最初の衝撃力の発生が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する。
In order to solve the above-described problem, in the tightening tool according to the first aspect, the drive source is connected to the load shaft via the impact force generation mechanism. In this tightening tool, when the load acting on the load shaft is below a predetermined value, the driving source continuously rotates the load shaft to tighten the screws. When the load acting on the load shaft exceeds a predetermined value, an impact force is generated from the impact force generation mechanism, and the load shaft is rotated by the impact force to tighten the screws.
The tightening tool includes a trigger switch that activates a drive source, a sensor that detects the generation of an impact force by an impact force generation mechanism, and a control device that controls the drive source in an auto stop mode and a measurement mode.
In the auto stop mode, the control device drives the drive source when the trigger switch is turned on, and when the set time has elapsed from the generation of the first impact force detected by the sensor, or the impact force detected by the sensor. The drive source is stopped when the number of occurrences reaches the set number. In measurement mode, when the trigger switch is turned on, the drive source is driven until the trigger switch is turned off, and the drive time from when the first impact force is detected by the sensor until the trigger switch is turned off, or The number of occurrences of impact force detected by the sensor from when the trigger switch is turned on to when it is turned off is measured.
上記締付工具は、駆動源の停止条件を決定する際に熟練作業者の経験と勘を利用することを可能とする。すなわち、熟練作業者は、作業内容が変わっても経験と勘によって略一定の締付トルク(適切な締付トルク)でネジ類を締付けることができる。したがって、熟練作業者が行った作業から停止条件を決定できればその停止条件は適切なものであり、また、そのように決定された停止条件を使用することで初心者でも熟練作業者と同等の作業を行うことが可能となる。
そこで、上記締付工具では新たに測定モードを設ける。測定モードでトリガースイッチがオンされると、トリガースイッチがオンされているあいだ駆動源が駆動されて締付作業が行われる。この際、最初の衝撃力の発生が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでに検出された衝撃力の発生回数が測定される。このため、熟練作業者が測定モードで実際に締付作業を行えば、その作業における最初の衝撃力の発生からトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでに検出される衝撃力の発生回数が測定できる。そして、この測定された値を用いて駆動源の停止条件を決めることで、停止条件を適切なものとすることができる。
したがって、上記締付工具を用いれば、駆動源の停止条件を決定するために必要とされた多大な労力と時間を大幅に削減することができる。
The tightening tool makes it possible to use the experience and intuition of a skilled worker when determining the stop condition of the drive source. That is, the skilled worker can tighten the screws with a substantially constant tightening torque (appropriate tightening torque) by experience and intuition even if the work content changes. Therefore, if the stop condition can be determined from the work performed by the skilled worker, the stop condition is appropriate, and even the beginner can perform the same work as the skilled worker by using the determined stop condition. Can be done.
Therefore, a new measurement mode is provided in the tightening tool. When the trigger switch is turned on in the measurement mode, the drive source is driven while the trigger switch is turned on to perform the tightening operation. At this time, the drive time from when the first occurrence of the impact force is detected until the trigger switch is turned off, or the number of times the impact force is detected from when the trigger switch is turned on until it is turned off is measured. . For this reason, if a skilled worker actually performs a tightening operation in the measurement mode, the driving time from the generation of the first impact force in the operation until the trigger switch is turned off, or the trigger switch is turned on and then turned off. It is possible to measure the number of occurrences of impact force detected until And the stop condition can be made appropriate by determining the stop condition of the drive source using the measured value.
Therefore, if the tightening tool is used, a great amount of labor and time required for determining the stop condition of the drive source can be greatly reduced.
ここで、上記「センサ」には、衝撃力の発生を検出することができるものであればどのようなものを用いても良く、例えば、衝撃力が発生する際の衝撃音を検出する音センサ(例えば、コンデンサマイク、マイクロフォン等)を用いることができる。また、衝撃力発生機構としてハンマによりアンビルを打撃する機構を用いる場合、ハンマの加速度を検出することで衝突を検出する加速度センサや、ハンマの位置により衝突を検出する近接センサ等を用いることができる。衝撃力発生機構としてオイルユニットを用いる場合、オイルユニットの出力軸の回転角変化を検出する磁気センサを用いることができる。 Here, any “sensor” may be used as long as it can detect the generation of an impact force. For example, a sound sensor for detecting an impact sound when an impact force is generated is used. (For example, a condenser microphone, a microphone, etc.) can be used. Further, when a mechanism that strikes an anvil with a hammer is used as an impact force generation mechanism, an acceleration sensor that detects a collision by detecting the acceleration of the hammer, a proximity sensor that detects a collision based on the position of the hammer, or the like can be used. . When an oil unit is used as the impact force generation mechanism, a magnetic sensor that detects a change in the rotation angle of the output shaft of the oil unit can be used.
測定モードにおいて測定された駆動時間又は衝撃力の発生回数を表示する表示装置がさらに付加されることが好ましい。
このような構成によると、作業管理者等は表示装置に表示された駆動時間や衝撃力の発生回数から駆動源の停止条件を読取り、同じ作業を行う他の締付工具の設定を行うことができる。
It is preferable to further add a display device that displays the driving time or the number of occurrences of impact force measured in the measurement mode.
According to such a configuration, the work manager or the like can read the stop condition of the drive source from the drive time and the number of occurrences of the impact force displayed on the display device, and set other tightening tools that perform the same work. it can.
制御装置はトリガースイッチの操作量に応じて駆動源の駆動速度を制御し、測定モードにおいてトリガースイッチの操作量が不十分な状態で駆動時間又は衝撃力発生回数が測定されたときは前記表示装置に操作量が不十分な状態で測定された旨が表示されることが好ましい。
このような構成によると、トリガースイッチの操作量が不十分な状態(すなわち、駆動源の駆動速度が最大速度となっていない状態)で測定された結果から駆動源の停止条件が決定されることを防止することができる。
The control device controls the driving speed of the driving source according to the operation amount of the trigger switch, and when the driving time or the number of occurrences of impact force is measured in the measurement mode with the operation amount of the trigger switch being insufficient, the display device It is preferable to indicate that the measurement is performed in a state where the operation amount is insufficient.
According to such a configuration, the stop condition of the drive source is determined from the result measured in a state where the operation amount of the trigger switch is insufficient (that is, the drive speed of the drive source is not the maximum speed). Can be prevented.
上記課題は請求項4に記載の締付工具によっても解決することができる。すなわち、請求項4に記載の締付工具は、駆動源が衝撃力発生機構を介して負荷軸に接続され、負荷軸に作用する負荷が所定値以下のときは駆動源が負荷軸を連続的に回転させ、負荷軸に作用する負荷が所定値を超えると衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、その衝撃力によって負荷軸を回転させてネジ類の締付を行う。
この締付工具は、駆動源を起動するトリガースイッチと、衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、トリガースイッチがオンされているあいだ駆動源を駆動する駆動回路と、駆動回路により駆動源が駆動されているときに、センサにより最初の衝撃力が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する測定回路とを有する。
上記締付工具によっても、熟練作業者が実作業を行ったときの駆動時間又は衝撃力の発生回数を測定することができ、請求項1に記載の締付工具と同様の作用効果を奏することができる。
The above problem can also be solved by the tightening tool according to claim 4. That is, in the tightening tool according to claim 4, the drive source is connected to the load shaft via the impact force generation mechanism, and when the load acting on the load shaft is a predetermined value or less, the drive source continuously moves the load shaft. When the load acting on the load shaft exceeds a predetermined value, an impact force is generated from the impact force generation mechanism, and the load shaft is rotated by the impact force to tighten the screws.
The tightening tool includes a trigger switch that activates the drive source, a sensor that detects the generation of impact force by the impact force generation mechanism, a drive circuit that drives the drive source while the trigger switch is on, and a drive circuit. When the drive source is being driven, the drive time from when the first impact force is detected by the sensor to when the trigger switch is turned off, or detected by the sensor from when the trigger switch is turned on to when it is turned off And a measurement circuit for measuring the number of times the impact force is generated.
The driving time or the number of occurrences of impact force when a skilled worker performs actual work can be measured by the tightening tool, and effects similar to those of the tightening tool according to
本発明は下記に記載の形態により好適に実施することができる。
(形態1) 締付工具に駆動源の停止条件を設定する設定装置を設ける。設定装置はダイアル式のスイッチ等とすることができる。
(形態2) 形態1に記載の締付工具において、測定結果を表示する表示装置を設ける。表示装置には、測定結果が設定装置に設定される設定値に換算されて表示される。
(形態3) 締付工具には停止条件を記憶する記憶回路が設ける。制御装置は、記憶回路に記憶された停止条件を読取って駆動源を制御する。
(形態4) 形態3に記載の締付工具において、記憶回路への停止条件の格納は制御装置が行う。所定の操作が行われると、制御装置は測定結果を記憶回路の停止条件に格納する。
(形態5) 締付工具で測定された測定結果は管理装置に出力される。管理装置と締付工具は有線又は無線で接続されデータの送受信を行う。管理装置は、管理している他の締付工具に停止条件を出力する。
(形態6) 測定モードで測定する際は、衝撃力の発生がネジ類の着座前であるか着座後であるかを判定し、ネジ類の着座前であると判定されたときは当該衝撃力の発生を無効とする。このような形態では、バリ等によりネジ類が着座する前に発生した衝撃力が測定されないため、正しい測定結果を得ることができる。
なお、着座前か着座後かの判定の方法としては、例えば、締付開始から所定時間(締付開始から着座までの平均時間)内の衝突は着座前と判定するという方法や、衝突から次の衝突までの時間間隔(着座後の衝突の時間間隔は短い)を利用して判定する方法や、衝突から次の衝突までの時間間隔の変化(着座後の衝突間隔は単調減少する)を利用して判定する方法(すなわち、衝突間隔が長くなる場合には着座前と判定する)等を利用することができる。
(形態7) 請求項1の締付工具において、制御装置はトリガースイッチの操作量(引き)に応じて駆動源の駆動速度を制御する。制御装置は、測定モードにおいてはさらに駆動源の駆動速度を測定する。オートストップモードでは、測定モードで測定された駆動時間又は衝撃力の発生回数並びに駆動源の駆動速度を用いて駆動源を駆動する。すなわち、測定モードにおいてはセンサにより最初の衝撃力の発生が検出されると、制御装置はその衝撃力の発生からトリガースイッチがオフされるまでの駆動源の駆動速度(駆動速度が変化する場合には駆動速度の経時的変化)をさらに測定する。オートストップモードにおいては、最初の衝撃力の発生が検出されると、それ以降はトリガースイッチの操作量にかかわらず測定モードで測定された駆動速度(駆動速度が変化する場合には駆動速度の経時的変化)で駆動源を駆動する。このような形態によると、熟練作業者のトリガースイッチの操作量(駆動速度)まで再現することができる。
The present invention can be suitably implemented in the forms described below.
(Embodiment 1) A setting device for setting a stop condition of the drive source is provided in the tightening tool. The setting device can be a dial switch or the like.
(Mode 2) In the fastening tool according to
(Mode 3) The tightening tool is provided with a storage circuit for storing stop conditions. The control device reads the stop condition stored in the storage circuit and controls the drive source.
(Mode 4) In the tightening tool according to
(Form 5) The measurement result measured with the tightening tool is output to the management device. The management device and the tightening tool are connected by wire or wireless to transmit and receive data. The management device outputs a stop condition to the other tightening tools being managed.
(Mode 6) When measuring in the measurement mode, it is determined whether the impact force is generated before or after the screw is seated. If it is determined that the screw is not seated, the impact force is determined. The occurrence of is invalidated. In such a configuration, since the impact force generated before the screws are seated due to burrs or the like is not measured, a correct measurement result can be obtained.
In addition, as a method for determining whether before or after sitting, for example, a method of determining that a collision within a predetermined time from the start of tightening (average time from the start of tightening to sitting) is pre-sitting, Using the time interval until the first collision (the time interval of the collision after sitting is short) and the change in the time interval from one collision to the next (the collision interval after sitting monotonously decreases) Or the like (that is, when the collision interval becomes long, it is determined that the user is not seated).
(Mode 7) In the tightening tool according to
次に本発明を具現化した一実施例に係る締付工具を、図を参照して説明する。図1はインパクトレンチ1の一部断面側面図を示している。図中3はハウジングを示し、ここに駆動源であるモータ22が収容固定されている。このモータ22の出力軸20(ベアリング19に軸支されている)にはギヤが形成され、このギヤに複数の遊星ギヤ12が噛合っている。この遊星ギヤ12はピン14を軸とし、このピン14はベアリング23に軸支されたスピンドル8に固定されている。また、遊星ギヤ12は、インターナルギヤケース18に固定されたインターナルギヤ16に噛合っている。これらのギヤ列によってモータ22の回転を減速する減速機構が構成され、この減速機構によってスピンドル8が回転駆動される。
Next, a tightening tool according to an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a partial sectional side view of an
スピンドル8には複数の溝8aがV字型に形成されており、そのスピンドル8にハンマ4が遊転可能となっている。ハンマ4と溝8a間にはボール6が介装されている。この溝8aとボール6とによりカム機構が構成され、ハンマ4はスピンドル8に対し溝8aに沿って相対移動可能となっている。また、ハンマ4とスピンドル8との間には、ボール51とワッシャ49を介してバネ10が圧縮状態で収容されており、ハンマ4は図示右方に常時付勢されている。
ハンマ4の先端側には、アンビル2がハウジング3に対して回転可能に取付けられている。アンビル2の先端2aは断面多角形になっており、ここにナット類の頭部に係合する図示されていないボックスが取付けられる。アンビル2の後端面には直径方向に伸びる一対の突条2b、2cが形成されている。またハンマ4の先端面にも直径方向に伸びる突条4b、4cが形成されており、各突条2b、2cと4b、4cの側面が当接するようになっている。
A plurality of
An
次に、上述した締付機構の作用について説明する。上述した締付機構においてナット類が軽負荷で締付けられる場合(ナット類が着座する前)は、アンビル2とハンマ4の各突条間に作用する力、すなわちスピンドル8とハンマ4間にボール6を介して作用する力も弱く、ハンマ4はバネ10の力によってアンビル2側に押付けられている。このためスピンドル8の回転がハンマ4とアンビル2に連続的に伝えられ、ナット類(図示しない)は連続的に締付けられる。
一方、ナット類の締付力が大きくなると(ナット類が着座して締付力が大きくなると)、アンビル2とハンマ4の各突条間にも大きな力が作用するようになり、スピンドル8とハンマ4間にもボール6を介して大きな力が作用するようになる。このため、ハンマ4を溝8aに沿ってスピンドル8の後方側に移動させる力も大きくなる。すなわち、アンビル2とハンマ4間に所定値以上の力が作用すると、ハンマ4が後退して突条2b、2cと突条4b、4cの当接関係が失われ、ハンマ4はアンビル2に対して遊転する。突条4b、4cが突条2b、2cをのりこえると、バネ10によりハンマ4は前進する。このためハンマ4はアンビル2に対して所定角遊転したのちにアンビル2に衝突する。この遊転して衝突する現象が繰り返され、衝突毎にナット類はより強固に締付けられることとなる。
Next, the operation of the tightening mechanism described above will be described. When the nuts are tightened with a light load in the above-described tightening mechanism (before the nuts are seated), the force acting between the protrusions of the
On the other hand, when the tightening force of the nuts is increased (when the nuts are seated and the tightening force is increased), a large force is applied between the protrusions of the
次に、ハンドル部3aに設けられるスイッチ類等の各部品について図1乃至図3を用いて説明する。図2は、バッテリパック122をインパクトレンチ1から取外して図1中II方向から(インパクトレンチ1下側から)みた図であり、図3はハンドル部3a下端に設けられるダイアル設定部34を拡大して示す図である。
図1に示すように、ハンドル部3aには、モータ22を起動させるためのトリガースイッチ48及びモータ22の回転方向を切換える正逆転切替スイッチ24が設けられている。
ハンドル部3aの下端にはダイアル設定部34が設けられている。ダイアル設定部34には、図2,3に示されるように、第1設定ダイアル33と第2設定ダイアル35が設けられている。第1設定ダイアル33には0〜9の数字目盛りとA〜Fのアルファベット目盛りが設けられており、第2設定ダイアル35には0〜9の数字目盛りが設けられている。本実施例では、これらのダイアル33、35を適宜設定することで、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出してからモータ22を停止するまでの時間を設定できるようになっている。すなわち、第1設定ダイアル33で設定された数値「x」と、第2設定ダイアル35で設定された数値「y」とに基づいて、ハンマ4とアンビル2が最初に衝突してからモータ22を停止するまでの時間が設定されるようになっている。具体的には、第1設定ダイアル33に数値「x」,第2設定ダイアル35に数値「y」が設定された場合、最初の衝突からモータ22が停止するまでの時間は、(10×x+y)×0.02秒となる。ただし、第1設定ダイアル33、第2設定ダイアル35にともに「0」が設定された場合は、後で詳述する測定モードとなる。測定モードではトリガースイッチ48がONされている間モータ22を駆動し、このときにハンマ4とアンビル2が最初に衝突してからトリガースイッチ48をOFFするまでの時間を測定する。
ここで、図1から明らかなように、このダイアル設定部34は、バッテリパック122を外した場合にのみ、各ダイアル33、35の設定を変更することができる。これは、作業者の意図しない設定変更を防止するためである。また、図2に示すように、ハンドル部3aの下端には接触子42が設けられ、この接触子42に、バッテリパック122の接触子(図示されていない)が接触させられるようになっている。
Next, components such as switches provided in the
As shown in FIG. 1, the
A
Here, as is apparent from FIG. 1, the
なお、ハンドル部3a内の下端よりの位置には、図1に示すように制御基板36が取付けられており、ここにマイクロコンピュータ38や駆動回路116等の電子部品が実装されている。この制御基板36には、ハンマ4とアンビル2の衝突音を受音する受音部30(圧電ブザー等)が組込まれ、さらに、2個の赤色LED40、緑色LED41が取付けられている。赤色LED40、緑色LED41の光は、ハンドル部3aの後端に設けられた表示窓39を介して作業管理者等に表示される。これによって、測定モードで測定された測定結果が作業管理者等に報知される。
また、ハンドル部3aの下端には、モータ22やマイクロコンピュータ38等に電力を供給するバッテリパック122が着脱可能に取付けられている。
As shown in FIG. 1, a
A
次に図4を参照してインパクトレンチ1の制御回路の構成を説明する。インパクトレンチ1の制御回路は、制御基板36に取り付けられた受音部30と、マイクロコンピュータ38を中心に構成される。
マイクロコンピュータ38は、CPU110、ROM118、RAM120とI/O108が1チップ化されたマイクロコンピュータであり、図4に示すように接続されている。マイクロコンピュータ38のROM118には、受音部30で検出されたハンマ4とアンビル2の衝突音に基づいてモータ22を停止させる制御プログラム等が記憶されている。
受音部30は、フィルタ102を介して比較器104の一方の端子に接続されている。比較器104の他方の端子には基準電圧発生器112の電圧V3が入力される。比較器104の出力電圧はマイクロコンピュータ38に入力されるようになっている。
電源であるバッテリパック122は、電源回路130を介してマイクロコンピュータ38に接続されるとともに、トリガースイッチ48及び正逆転切替スイッチ24を介してモータ22に接続されている。モータ22は、駆動回路116及びブレーキ回路114を介してそれぞれマイクロコンピュータ38に接続される。
また、赤色LED40、緑色LED41は、それぞれLED点灯回路124、126を介してマイクロコンピュータ38に接続されており、さらに、メモリ回路128、設定ダイアル34がマイクロコンピュータ38に接続されている。
Next, the configuration of the control circuit of the
The
The
The
The
上述した回路では、受音部30で音を検出すると、これにより受音部30から電圧V1が発生する。この電圧V1は、フィルタ102で低周波ノイズが除去され、電圧V2となって比較器104に出力される。
比較器104はフィルタ102から出力された電圧V2が他方の比較電圧V3よりも高くなるとオフからオンに変化し、パルス波を出力する。比較器104から出力されたパルス波は、マイクロコンピュータ38により検出される。
したがって、受音部30でハンマ4とアンビル2の衝突音が検出されると、比較器104からパルス波が出力される。マイクロコンピュータ38は、このパルス波によってハンマ4とアンビル2の衝突が起きたことを認識する。
In the circuit described above, when a sound is detected by the
The
Therefore, when the
次に、上述のように構成されるインパクトレンチ1を用いてナット類を締付ける際にマイクロコンピュータ38で行われる処理について、図5,図6に示すフローチャートに基づいて説明する。図5はオートストップモードが選択されたときのフローチャートを示し、図6は測定モードが選択されたときのフローチャートを示している。
なお、既に説明したように、本実施例では第1設定ダイアル33と第2設定ダイアル35に「0」以外の数字が設定されているとオートストップモードとなり、第1設定ダイアル33と第2設定ダイアル35にともに「0」が設定されていると測定モードとなる。まず、オートストップモードが選択されているときの処理を図5に基づいて説明する。
Next, processing performed by the
As already described, in this embodiment, when a number other than “0” is set in the
(1)オートストップモード
トリガースイッチ48がONされると、まず、マイクロコンピュータ38はダイアル設定部34に設定された数値「xy」を読込む(S10)。すなわち、第1設定ダイアル33で設定された数値「x」と、第2設定ダイアル35で設定された数値「y」とを読み込み、読み込んだ数値「xy」から駆動時間(ハンマ4とアンビル2の衝突を検出してからモータ22を停止するまでの時間)を算出する。
次に、マイクロコンピュータ38は駆動回路116を介してモータ22にモータ駆動信号を出力する(S12)。これによって、モータ22が回転し、ネジ類の締付が開始される。
次に、マイクロコンピュータ38は、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否かを判断する(S14)。具体的には、マイクロコンピュータ38のI/O108に比較器104から出力されるパルス波が入力しているか否かで判断する。
ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS14でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出するまでステップS14の処理を繰り返す。なお、マイクロコンピュータ38によるパルス波の検出は、比較器104からパルス波が出力される時間よりも短い周期で行われることとなるため、マイクロコンピュータ38はハンマ4とアンビル2の衝突を確実に検出することができる(後述するステップS22でも同様)。
逆に、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出している場合〔ステップS14でYESの場合〕、オートストップ用タイマTautoと衝突間隔計算用タイマTwidthをリセットし(S16)、これらのタイマTautoとTwidthをスタートさせる(S18)。ここで、オートストップ用タイマTautoとは衝突を検出してからモータ22を停止させるまでの時間を計時するタイマであり、衝突間隔計算用タイマTwidthとはハンマ4とアンビル2の衝突間隔を計時するタイマである。
ステップ20では、オートストップ用タイマTautoで計時した時間がダイアル設定部34で設定した時間(すなわち、ステップS10で読込んだ数値「xy」によって算出される時間)以上となったか否かを判断する。
オートストップ用タイマTautoが設定値以上となっている場合〔ステップS20でYESの場合〕はステップS28に進んでモータ22の駆動を停止する。
一方、オートストップ用タイマTautoが設定値以上となっていない場合〔ステップS20でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否か、すなわち、比較器104から出力されるパルス波がI/O108に入力しているか否かの判断を行う(S22)。
ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されている場合〔ステップS22でYESの場合〕、衝突間隔計算用タイマTwidthがリセット及び再スタートされ(S26)、ステップS20からの処理が繰り返される。したがって、オートストップ用タイマTautoが設定値未満でハンマとアンビルの衝突が検出されている場合、ステップS20,S22,S26の処理が繰返され、オートストップ用タイマTautoのカウントが継続される。
一方、ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS22でNOの場合〕、衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となったか否かが判断される(S24)。ステップS24で衝突間隔計算用タイマTwidthと比較される所定値は、ナット類が着座した後における衝突間隔の数倍の時間〔本実施例では、0.1秒(着座後の通常の衝突間隔0.02秒の5倍)〕とされている。なお、このステップS24の所定値は、締付け対象となるナット類の諸元(径、材質等)により適宜設定することができる。
衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっている場合〔ステップS24でYESの場合〕、ステップS14に戻ってステップS14からの処理を繰返す。すなわち、直近に検出された衝突から所定時間(本実施例では0.1秒)経過しても新たな衝突を検出できない場合は直近に検出された衝突が着座前であると判断され、ステップS14からの処理が繰返される。したがって、オートストップ用タイマTautoがリセットされ、着座前の衝突によってモータ22が回転を停止することはない。
逆に、衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっていない場合〔ステップS24でNOの場合〕、ステップS22に戻ってステップS22からの処理が繰返される。
(1) Auto Stop Mode When the
Next, the
Next, the
When the collision between the hammer 4 and the
Conversely, if a collision between the hammer 4 and the
In
If the auto-stop timer T auto is equal to or greater than the set value (YES in step S20), the process proceeds to step S28 and the drive of the
On the other hand, if the auto-stop timer T auto is not equal to or greater than the set value (NO in step S20), whether or not a collision between the hammer 4 and the
If a collision between the hammer 4 and the
On the other hand, when the collision between the hammer 4 and the
If the collision interval calculation timer T width is equal to or greater than the predetermined value (YES in step S24), the process returns to step S14 and the processing from step S14 is repeated. That is, if a new collision cannot be detected even after a predetermined time (0.1 second in this embodiment) has elapsed since the most recently detected collision, it is determined that the most recently detected collision is not seated, and step S14. The processing from is repeated. Therefore, the auto-stop timer T auto is reset, and the
Conversely, if the collision interval calculation timer T width is not equal to or greater than the predetermined value (NO in step S24), the process returns to step S22 and the processes from step S22 are repeated.
上述の説明から明らかなようにオートストップモードでは、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出すると、オートストップ用タイマTautoと衝突間隔計算用タイマTwidthがスタートする。そして、衝突間隔計算用タイマTwidthによって所定時間(0.1秒)だけ計時される間に次の衝突が検出されない場合は、その検出した衝突が着座前であると判断され、次の衝突を検出したときにオートストップ用タイマTautoと衝突間隔計算用タイマTwidthがリセットされる。したがって、着座前の衝突に基づいてモータ22が停止されることはなく、着座後の衝突から所定時間(ダイアル設定部34で設定された時間)だけモータ22が駆動されて停止する。このため、バリ等により着座前に衝突がある場合でも、ダイアル設定部34で設定された条件でネジ類を締付けることができる。
As apparent from the above description, in the auto stop mode, when a collision between the hammer 4 and the
(2)測定モード
測定モードにおいてもオートストップモードと同様に二つのタイマ(駆動時間測定用タイマTsetと衝突間隔計算用タイマTwidth)が作動する。しかしながら、上述のオートストップモードではモータ22を停止するためのタイマ(すなわち、オートストップ用タイマTauto)が作動するのに対し、測定モードでは駆動時間測定用タイマTsetを作動させる点で大きく異なる。この理由は、測定モードにおいてはトリガースイッチ48がONされている限りモータ22が駆動され、ハンマ4とアンビル2の最初の衝突からトリガースイッチ48がOFFされるまでの時間がタイマ(すなわち、駆動時間測定用タイマTset)によって測定されるためである。以下、測定モードにおけるマイクロコンピュータ38の処理を図6に基づいて説明する。
(2) Measurement mode In the measurement mode, two timers (driving time measurement timer T set and collision interval calculation timer T width ) operate as in the auto stop mode. However, in the above-described auto stop mode, a timer for stopping the motor 22 (that is, an auto stop timer T auto ) operates, whereas in the measurement mode, the driving time measuring timer T set is operated. This is because, in the measurement mode, the
トリガースイッチ48がONされると、マイクロコンピュータ38は駆動回路116を介してモータ22にモータ駆動信号を出力する(S30)。これによって、モータ22が回転し、ネジ類の締付が開始される。なお、ステップS30によりモータ22が駆動されると同時にマイクロコンピュータ38は緑色LED41を点灯する(赤色LED40は消灯)。
次に、マイクロコンピュータ38は、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否かを判断する(S32)。ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS32でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出するまでステップS32の処理を繰り返す。
逆に、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出している場合〔ステップS32でYESの場合〕、駆動時間測定用タイマTsetと衝突間隔計算用タイマTwidthをリセットし(S34)、これらのタイマTsetとTwidthをスタートさせる(S36)。なお、これらのタイマTsetとTwidthをスタートさせると同時に、マイクロコンピュータ38は緑色LED41を消灯して赤色LED40を点灯する。したがって、作業者は緑色LED41が点灯していると衝突(厳密には、着座後の衝突)が検出されていない状態であることがわかり、赤色LED40が点灯していると衝突が検出された状態(タイマTsetとTwidthがスタートした状態)であることを知ることができる。
ステップ38では、トリガースイッチ48がOFFされたか否かを判断する。トリガースイッチ48がOFFされていない場合〔ステップS38でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否か、すなわち、比較器104から出力されるパルス波がI/O108に入力しているか否かの判断を行う(S40)。
ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されている場合〔ステップS40でYESの場合〕、衝突間隔計算用タイマTwidthがリセット及び再スタートされ(S44)、ステップS38からの処理が繰り返される。したがって、ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されているとステップS20,S22,S26の処理が繰返され、駆動時間測定用タイマTsetによる時間測定が継続される。
逆に、ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS40でNOの場合〕、次に衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となったか否かが判断される(S42)。
衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっている場合〔ステップS42でYESの場合〕、ステップS32に戻ってステップS32からの処理を繰返す。したがって、直近に検出された衝突が着座前であると判断されると、駆動時間測定用タイマTsetがリセットされることとなる。また、ステップS32に戻ると、マイクロコンピュータ38は赤色LED40を消灯し、緑色LED41を点灯する。これによって、作業者は駆動時間測定用タイマTsetがリセットされることを知ることができる。
逆に、衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっていない場合〔ステップS42でNOの場合〕、ステップS38に戻ってステップS38からの処理が繰り替えされる。したがって、駆動時間測定用タイマTsetはリセットされず、赤色LED40も点灯した状態で維持される(緑色LED41は消灯)。
When the
Next, the
Conversely, when a collision between the hammer 4 and the
In
If a collision between the hammer 4 and the
On the contrary, when the collision between the hammer 4 and the
If the collision interval calculation timer T width is equal to or greater than the predetermined value (YES in step S42), the process returns to step S32 and the processes from step S32 are repeated. Therefore, if it is determined that the most recently detected collision is before seating, the driving time measuring timer Tset is reset. When returning to step S32, the
Conversely, if the collision interval calculation timer T width is not equal to or greater than the predetermined value (NO in step S42), the process returns to step S38 and the processes from step S38 are repeated. Accordingly, the driving time measuring timer T set is not reset, is maintained in a state where red LED40 also lights up (green LED41 off).
一方、ステップS38でYESの場合〔トリガースイッチ48がOFFされた場合〕はステップS46に進み、駆動時間測定用タイマTsetを停止すると共にモータ22を停止する。これにより、駆動時間測定用タイマTsetには着座後の最初の衝突からトリガースイッチ48がOFFされるまでの時間が計時される。
ステップS48では、駆動時間測定用タイマTsetで計時された時間が赤色LED40、緑色LED41によって表示する。具体的には、駆動時間測定用タイマTsetで計時された時間をダイアル設定部34で設定する設定値に変換して表示する。表示方法は、十の位の数字を緑色LED41の点灯回数で表示し、一の位の数字を赤色LED40の点灯回数で表示する。例えば、測定された時間が0.28秒の場合には設定値は14〔0.28s÷0.02s(設定値1当りの時間)=14〕となるため、緑色LED41が1回点灯し、続いて赤色LED40が4回点灯する。この赤色LED40と緑色LED41の一連の点灯は3回続けられる。
なお、衝突を検出していない状態でトリガースイッチ48がOFFされた場合は、赤色LED40と緑色LED41がともに点滅し、駆動時間測定用タイマTsetにより時間が計時されなかったことが報知される。また、トリガースイッチ48の引きが充分でない状態で駆動時間が測定されたときも、赤色LED40と緑色LED41がともに点滅する。これにより、トリガースイッチ48の引きが不十分な状態で測定された駆動時間が設定値として用いられることを防止することができる。
On the other hand, if “YES” in the step S38 (if the
At step S48, the measured time by the driving time measuring timer T set
When the
上述の説明から明らかなように測定モードでは、ハンマ4とアンビル2の着座後に生じるハンマ4とアンビル2の最初の衝突からトリガースイッチ48がOFFされるまでの駆動時間が駆動時間測定用タイマTsetにより計時され、表示窓39から表示される。したがって、熟練作業者が測定モードで実際に締付作業を行うことで、その締付作業を再現するために必要な駆動時間を知ることができる。また、表示される駆動時間はダイアル設定部34に設定する数値に変換されているため、作業管理者等は表示された結果から直ちにダイアル設定部34に設定すべき設定値を知ることができる。
また、駆動時間測定用タイマTsetにより時間が測定されているか否かは、赤色LED40と緑色LED41の点灯状態で作業者に報知されるため、不適当な作動状態で測定された駆動時間が設定値として用いられることを防止することができる。
As is apparent from the above description, in the measurement mode, the driving time from the first collision of the hammer 4 and the
The driving is whether the time has been measured by the time measuring timer T The set, to be notified to the operator in a lighting state of the red LED40 and
以上、本発明の好適な一実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、上述した実施例の締付工具では、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出してから所定時間後にモータ22を停止したが、本発明はこのような形態に限られず、ハンマとアンビルの衝突回数をカウントし、カウントされた衝突回数が予め設定された設定値と一致したときにモータを停止する締付工具に適用することができる。この場合は、測定モードによってハンマとアンビルの衝突回数を測定し、この測定された衝突回数が表示されることが好ましい。
また、上述した実施例ではハンマ4とアンビル2の衝突により衝撃力を発生させたが、本発明はオイルユニットにより衝撃力を発生させるソフトインパクトドライバ等の締付工具にも適用することができる。
また、上述した実施例においては、二つのLEDにより測定結果を表示したが、測定結果を表示する表示器としては公知の種々の表示器(例えば、7セグメント表示器等)を用いることができる。
また、上述した実施例においてはダイアル設定部34によってモータ22の停止条件を設定したが、本発明はこのような形態に限られず、別途設けられた管理装置と通信(有線又は無線)により設定するようにしても良い。例えば、管理装置によりモータの停止条件(設定値)を設定し、この設定値を締付工具に送信する。締付工具では、受信した設定値を記憶回路に保存し、オートストップモードでモータを駆動する際に記憶回路に保存した設定値を読み出して使用する。このような形態の場合は締付工具からダイアル設定部をなくすことができ、作業管理者のみが設定値を変更することができるようになる。
なお、上記のように設定値を記憶回路に記憶する場合は、測定モードで測定した結果を記憶回路の設定値と直接置き換えるようにしても良い。この際は、作業者が設定値を置き換えることを確認する手順(例えば、所定のスイッチ操作等)を設けることが好ましい。
Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, this is merely an example, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
For example, in the tightening tool of the above-described embodiment, the
In the embodiment described above, the impact force is generated by the collision of the hammer 4 and the
In the above-described embodiment, the measurement result is displayed by two LEDs. However, various known displays (for example, a 7-segment display) can be used as a display for displaying the measurement result.
In the above-described embodiment, the stop condition of the
When the setting value is stored in the storage circuit as described above, the result measured in the measurement mode may be directly replaced with the setting value of the storage circuit. In this case, it is preferable to provide a procedure (for example, a predetermined switch operation) for confirming that the operator replaces the set value.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2 ・・アンビル
4 ・・ハンマ
22・・モータ
30・・受音部
34・・ダイアル設定部
38・・マイクロコンピュータ
39・・表示窓
40・・赤色LED
41・・緑色LED
48・・トリガースイッチ
2 ·· Anvil 4 · ·
41 ... Green LED
48. Trigger switch
Claims (4)
駆動源を起動するトリガースイッチと、
衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、
駆動源をオートストップモードと測定モードで制御する制御装置とを備え、
その制御装置は、
オートストップモードでは、トリガースイッチがオンされると駆動源を駆動するとともに、センサにより検出された最初の衝撃力の発生から設定時間だけ経過したとき、又はセンサにより検出された衝撃力の発生回数が設定回数となったときに駆動源を停止し、
測定モードでは、トリガースイッチがオンされるとトリガースイッチがオフされるまで駆動源を駆動するとともに、センサにより最初の衝撃力の発生が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する、
ことを特徴とする締付工具。 When the drive source is connected to the load shaft via the impact force generation mechanism and the load acting on the load shaft is below a predetermined value, the drive source continuously rotates the load shaft and the load acting on the load shaft is a predetermined value. Is a tightening tool that tightens screws by rotating the load shaft with the impact force generated by the impact force generation mechanism.
A trigger switch that activates the drive source;
A sensor for detecting the generation of impact force by the impact force generation mechanism;
A control device that controls the drive source in an auto stop mode and a measurement mode,
The control device is
In auto stop mode, when the trigger switch is turned on, the drive source is driven and the number of occurrences of the impact force detected by the sensor is set when the set time has elapsed since the first impact force detected by the sensor. When the number of times is reached, stop the drive source,
In measurement mode, when the trigger switch is turned on, the drive source is driven until the trigger switch is turned off, and the drive time from when the first impact force is detected by the sensor until the trigger switch is turned off, or Measure the number of occurrences of impact force detected by the sensor from when the trigger switch is turned on to when it is turned off,
Tightening tool characterized by that.
駆動源を起動するトリガースイッチと、
衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、
トリガースイッチがオンされているあいだ駆動源を駆動する駆動回路と、
駆動回路により駆動源が駆動されているときに、センサにより最初の衝撃力が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する測定回路と、
を有することを特徴とする締付工具。 When the drive source is connected to the load shaft via the impact force generation mechanism and the load acting on the load shaft is below a predetermined value, the drive source continuously rotates the load shaft and the load acting on the load shaft is a predetermined value. Is a tightening tool that tightens screws by rotating the load shaft with the impact force generated by the impact force generation mechanism.
A trigger switch that activates the drive source;
A sensor for detecting the generation of impact force by the impact force generation mechanism;
A drive circuit that drives the drive source while the trigger switch is on;
When the drive source is driven by the drive circuit, the drive time from when the first impact force is detected by the sensor until the trigger switch is turned off, or by the sensor from when the trigger switch is turned on to when it is turned off A measurement circuit for measuring the number of occurrences of the detected impact force;
A tightening tool characterized by comprising:
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