JP2009083040A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる締付トルクでの複数作業を容易に且つ適切に行うことができるようにする。
【解決手段】駆動源であるモータ１と、モータ１の出力で締付動作を行う駆動部２と、締付動作による締付トルクを検出するトルク検出部５と、トルク検出部５で検出した締付トルクが設定締付トルク値に達した際に締付動作を停止させるシャットオフ動作を行わせる制御回路６と、複数の設定締付トルク値を記憶する記憶手段を備える。制御回路は締付トルクと比較する設定締付トルク値を順次切り替えるシャットオフ設定変更を行うものである。設定締付トルク値が締付完了に伴って自動的に切り替わるために、他の電動工具に持ち替えたりしなくても、複数の締付トルクでの作業を順次行っていくことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ねじやボルト・ナットなどのねじ類の締付作業に用いられる電動工具に関するものである。

電動ドライバーや電動インパクトレンチ等の締付作業用電動工具において、その締付作業時、締付トルクが所要の設定締付トルクに至ったことを検出して動力伝達経路中に配したクラッチを切り離したり、駆動源であるモータを停止させるものが提供されている。

ところで工場における組立ラインにおいて上記電動工具を用いるにあたり、ある工程で一人の作業者が異なる締付トルクで締め付けなくてはならない複数の作業を行う場合がある。この時、単一の電動工具において、その都度設定締付トルクを変更して作業していたのでは締付トルクを間違ってしまう虞が高いことから、通常、設定締付トルクを異ならせた複数の電動工具を用意して、ある締付トルクで締め付けなくてはならない作業に用いる電動工具と、他の締付トルクで締め付けなくてはならない作業とでは、電動工具を持ち替えて作業することがなされている。

しかし、複数の電動工具を持ち替えて作業しなくてはならないことは非常に作業性が悪く、また作業者の負担が大きくなる。
特開平５−２００６７７号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、異なる締付トルクでの複数作業を容易に且つ適切に行うことができる電動工具を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る電動工具は、駆動源であるモータと、上記モータの出力で締付動作を行う駆動部と、締付動作による締付トルクを検出するトルク検出部と、トルク検出部で検出した締付トルクが設定締付トルク値に達した際に上記締付動作を停止させるシャットオフ動作を行わせる制御回路とを備えた電動工具において、複数の設定締付トルク値を記憶する記憶手段を備えるとともに、上記制御回路は締付トルクと比較する設定締付トルク値を順次切り替えるシャットオフ設定変更を行うものであることに特徴を有している。設定締付トルク値が締付完了に伴って自動的に切り替わるために、他の電動工具に持ち替えたりしなくても、複数の締付トルクでの作業を順次行っていくことができる。

上記制御回路はシャットオフ動作の完了で次の締付作業の際の設定締付トルク値の切り替えを行うものであると、ある締付作業がシャットオフ動作に至らなかったために同じ作業を繰り返す時も、そのまま使用することができる。

また、上記制御回路は、シャットオフ動作がなされた時点から次の締付動作の開始までの経過時間を計測して、該経過時間が所定時間より短い場合はシャットオフ設定変更を行わないものであると、作業者が同じ作業を繰り返すことがあってもこれに自動で応ずることができる。

更に上記制御回路は、モータの逆転操作を記憶して次の締付動作に際してシャットオフ設定変更を行わないものであると、締め付けているねじをいったん緩めて再度締め直す場合にも自動で対応することができる。

本発明によれば、他の電動工具に持ち替えたりしなくても、複数の締付トルクでの作業を順次行っていくことができるものであり、工具を持ち替える手間が不要となるために作業時間を短縮して作業性を向上させることができるとともに、作業者の負担を軽減することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図２は電動工具がインパクト回転工具である場合の一例を示しており、図中１はモータ、２は出力軸３にインパクト出力を与える駆動部、４は電池パック、５は締付作業時の締付トルクを検出するトルク検出部、６は上記モータ１の動作を制御する制御回路、７はモータ１の駆動用のスイッチング素子、８は締付トルクを設定するための表示設定部、ＳＷはトリガースイッチである。

上記駆動部２は、どのようなタイプのものであってもよいが、モータの減速回転出力が与えられる駆動軸にカムを介して係合しているハンマーと、ハンマーを付勢するばね、そしてハンマーとの係合で回転するアンビルとからなり、ハンマーが上記ばねによる付勢で常時アンビルと係合して上記減速回転をアンビル側に伝えている状態から、負荷トルクが大きくなってハンマーがばねに抗して後退し、この後退でアンビルとハンマーとの係合が外れれば、ばねによる付勢と上記カムによる誘導とでハンマーが回転しながら前進してアンビルを打撃することでインパクトを発生させるタイプのものを用いることができる。

上記トルク検出部５は、上記ハンマーによるアンビルの打撃回数から締付トルクを推定するもの、１打撃毎の運動エネルギー収支から締付トルクを推定するもの等、どのようなものであってもよいことから、締付トルクの推定動作の詳細については省略する。

表示設定部８は上述のように締付トルクを設定するためのものであり、設定された締付トルク値は上記制御回路６が有するメモリに保存されるのであるが、ここでは複数の締付トルク値を設定することができるとともに、これら複数の締付トルク値が上記メモリに個別に保存されるものとなっている。

そして、上記制御回路６は、締付作業の実行時、トルク検出部５から出力される推定締付トルクを上記メモリに保存した設定締付トルクと比較し、推定締付トルクが設定締付トルクに達したならばモータ１を停止させるシャットオフ動作を行うのであるが、このシャットオフ動作のたびに、推定締付トルクと比較する設定締付トルクの値を切り替えるシャットオフ設定変更動作を行う。

つまり、第１の設定締付トルクとの比較でシャットオフ動作を行ったなら、次は第２の設定締付トルクとの比較でシャットオフ動作を行い、このシャットオフ動作がなされたならば、再度第１の設定締付トルクとの比較でシャットオフ動作を行うということを繰り返すのである。ただし、上記シャットオフ動作が正常になされた時のみ、上記シャットオフ設定変更動作を行う。このために、予め予測される所定時間Ｔ２（図４参照）内にシャットオフ動作がなされたならば、異常な締付があったとして、シャットオフ変更動作は行わないものとしている。

また、締付作業の実行時、シャットオフ動作がなされても、作業者が締付の確認のためにもう一度同じ締付作業を行うことがある。また、ねじの締付作業がスムーズになされないために、モータ１を逆転させてねじをいったん緩め、その後、再度締付作業を行うことがある。

このために、シャットオフ動作がなされてから次の作業の開始（トリガースイッチＳＷがオン）されるまでの時間Ｔ３を計測し、この経過時間（作業休止時間）Ｔ３が作業の変更に必要と考えられる所定時間Ｔ４を越えている時は、図４に示すようにシャットオフ変更動作を行うものの、上記時間Ｔ３が所定時間Ｔ４以内であれば、図５に示すように、設定締付トルクを変更せずに再度同じ締付動作を行う。

また、モータ１が逆転にセットされている時はシャットオフ設定変更動作を行わないことはもちろん、次の締付作業時もシャットオフ変更動作は行わず、再度同じ設定締付トルクでのシャットオフ動作を行う。

上記制御についてのフローチャートを図１に示す。トリガースイッチＳＷのオン（Ｓ１００）により、シャットオフ変更動作を行ってもよいかどうかの判断（Ｓ１０１，Ｓ１０２）を行い、経過時間Ｔ３が所定時間Ｔ４より長く且つ前回締付の際に逆転操作が無ければ、モータ１を起動（ステップＳ１０４）し、打撃の検出（Ｓ１０５）と逆転操作の有無（Ｓ１０６）の判断ステップの後、トルク検出部５で検出される締付トルクと設定締付トルクとの比較によるシャットオフ動作に移行すべきかどうかの判断（Ｓ１０７）を行って、シャットオフすべき場合はモータ１を停止（Ｓ１０８）するとともに時間計測の開始（Ｓ１０９）を行う。

そして次のトリガースイッチＳＷのオン（Ｓ１００）があれば、上記時間計測を停止してその時間が所定時間内であるかどうかの判断（Ｓ１０１）を行い、更に前回逆転操作があったかどうかの判断（Ｓ１０２）を行う。所定時間以上で且つ逆転操作がなかった場合は、シャットオフ設定変更（Ｓ１０３）を行った後、モータ１の起動を行う（Ｓ１０４）。

締付動作の実行中に逆転操作がなされた時は、逆転フラッグをたてる逆転記憶（Ｓ１１０）がなされるために、次のトリガースイッチＳＷのオン時にはシャットオフ設定変更はスキップされる。また、シャットオフによるモータ１の停止から次のトリガースイッチＳＷのオンまでの時間が所定時間より短い場合や、モータ１を起動させたものの打撃がなされないままトリガースイッチＳＷがオフとされた時、更に打撃を加えることによる締め付けを開始したもののシャットオフに至る前にトリガースイッチＳＷをオフにした場合なども次のトリガースイッチＳＷのオン時にはシャットオフ設定変更はスキップされる。

上記の例では、２つの設定締付トルクの切り替えを行うものを示したが、３つ以上の設定締付トルクの切り替えを順次行うものであってもよいのはもちろんである。

本発明の実施の形態の一例のフローチャートである。 同上の概略断面図である。 同上の概略ブロック図である。 同上の動作を示すタイムチャートである。 同上の他の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ モータ
２ 駆動部
３ 出力軸
５ トルク検出部
６ 制御回路

Claims (4)

1. 駆動源であるモータと、上記モータの出力で締付動作を行う駆動部と、締付動作による締付トルクを検出するトルク検出部と、トルク検出部で検出した締付トルクが設定締付トルク値に達した際に上記締付動作を停止させるシャットオフ動作を行わせる制御回路とを備えた電動工具において、複数の設定締付トルク値を記憶する記憶手段を備えるとともに、上記制御回路は締付トルクと比較する設定締付トルク値を順次切り替えるシャットオフ設定変更を行うものであることを特徴とする電動工具。
2. 制御回路はシャットオフ動作の完了で次の締付作業の際の設定締付トルク値の切り替えを行うものであることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 上記制御回路は、シャットオフ動作がなされた時点から次の締付動作の開始までの経過時間を計測して、該経過時間が所定時間より短い場合はシャットオフ設定変更を行わないものであることを特徴とする請求項１または２記載の電動工具。
4. 上記制御回路は、モータの逆転操作を記憶して次の締付動作に際してシャットオフ設定変更を行わないものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動工具。

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