JP2009083041A - インパクト回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】打撃回数で締め付けトルクを管理するものにおける締め付け不足の発生を抑止する。
【解決手段】モータ１で回転駆動されるとともに出力軸３に打撃衝撃を与えて出力軸に回転力を加える打撃手段２と、打撃手段２による出力軸の打撃を検出する打撃検出手段５と、打撃検出手段で検出した打撃の回数に基づいてねじ類を締緩する際のトルクを制御する制御手段６と、打撃動作中のモータ電流を検出する電流検知部７を備える。制御手段６は、電流検知部で検知された電流変化に基づいて不安定打撃を判定して不安定打撃回数に応じて締め付け完了までの打撃数を補正する。
【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め付け作業に用いられるインパクト回転工具に関するものである。

回転方向の打撃衝撃を出力軸に加えることでねじ類の締め付けを行うインパクト回転工具において、その締め付け作業時、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締め付け動作を停止するとともに、上記締め付けトルクを打撃回数で管理するものがある。打撃回数が所定回数に達すれば、目標の締め付けトルクで締め付けがなされたとしてモータを停止させるのである。

しかし、上記打撃は常に安定した状態でなされるとは限らず、ビットこじれやボルトこじれ等が原因で不安定な打撃があると、打撃回数が所定回数に達しても実際には目標の締め付けトルクに達しておらず、締め付け不足が発生することがある。
特開平０７−３１４３４２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、打撃回数で締め付けトルクを管理するものにおける締め付け不足の発生を抑止することができるインパクト回転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インパクト回転工具は、駆動源であるモータと、モータで回転駆動されるとともに出力軸に打撃衝撃を与えて出力軸に回転力を加える打撃手段と、打撃手段による出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、打撃検出手段で検出した打撃の回数に基づいてねじ類を締緩する際のトルクを制御する制御手段とを備えるものにおいて、打撃動作中のモータ電流を検出する電流検知部を備え、上記制御手段は、電流検知部で検知された電流変化に基づいて不安定打撃を判定して不安定打撃回数に応じて締め付け完了までの打撃数を補正するものであることに特徴を有している。不安定打撃をモータ電流を基に検出して打撃回数を補正するものである。

上記制御手段は、直前の打撃の際の電流値と、直近の複数回の安定打撃の際の電流値との比較で直前の打撃が不安定打撃であるか否かを判定するものであるものを好適に用いることができる。

本発明によれば、モータ電流によって不安定打撃があったかどうかを確実に検知して目標打撃回数を補正するために、締め付け不足が発生することがなく、しかも電流を基に不安定打撃を検知するためにコスト的にも安価で済むものである。

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打撃駆動部、４は電池パック、５は打撃駆動部２による打撃を検出する打撃検知部、６は上記モータ１の動作を制御する制御回路、７はモータ電流を検知する電流検知部、８は締付トルクを設定するための表示設定部、ＳＴはモータ１の駆動用のスイッチング素子、Ｓはモータ１の回転方向切換スイッチ、ＳＷはトリガースイッチである。

上記機構部２は、出力軸３に回転方向の打撃衝撃を加えるものであればどのようなタイプのものであってもよいが、モータ１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、ハンマーとの係合で回転するアンビル、ハンマーをアンビル側に付勢するばねとからなり、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。

打撃検知部５は打撃を検知することができればどのようなものでもよく、たとえば打撃音から打撃を検知するもの、打撃振動を加速度変化として検知するもの等を用いることができる。

上記制御回路６は、締め付け作業の実行時、打撃検知部５で検知された打撃の回数をカウントし、この打撃回数が上記表示設定部８で設定した目標締め付けトルクの値に対応する目標打撃回数に達すれば、モータ１を停止させるシャットオフ動作を行うとともに、工具本体の後端面に配された締付完了表示部９を点灯させて締付完了を表示する。

ただし、上記制御回路６は打撃動作中にモータ１に流れる電流を上記電流検知部７を用いて監視し、この電流をもとに不安定打撃があったと判断すれば、目標打撃回数を補正して締め付け不足が発生するのを防止する。

図１に不安定打撃の検出と目標打撃回数の補正に関する動作のフローチャートを示す。Ｎは打撃回数、Ｔは目標締め付けトルクに対応する目標打撃回数である。打撃が開始されたならば、打撃の検知毎に打撃回数Ｎをカウントアップしていくとともに、打撃検知がなされた時点で直前の打撃の間のモータ電流の最小値Ｉｍｉｎと最大値Ｉｍａｘを取り込んで、その変動幅（電流振幅）ΔＩ＝Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎを求める（図４参照）。

そして打撃回数Ｎがある値ａ以上となっておれば、上記変動幅ΔＩが閾値ｂ以上であるかどうかを判断し、変動幅ΔＩが閾値ｂ未満である時には、打撃回数Ｎから１を減算し、変動幅ΔＩが閾値ｂ以上である時には打撃回数Ｎの値はそのままとし、次いで打撃回数Ｎが目標打撃回数Ｔに至ったかどうかを判断し、目標打撃回数Ｔに達していなければ打撃を続行し、目標打撃回数Ｔに達しておれば目標締め付けトルクでの締め付けがなされたとしてモータ１を停止させる。

なお、上記値ａは、打撃が開始された直後の打撃は電流値変動が大きいことから、打撃開始後の数回の打撃数を除外するための定数であり、上記閾値ｂは、たとえば直近の数打撃（ただし不安定打撃は除く）の変動値ΔＩの平均値に応じて設定した値である。

打撃を行うたびにその打撃が安定した打撃であるか不安定な打撃であるかの判断が上記変動幅ΔＩの値によって判断され、不安定な打撃であったと判断された時には、打撃回数Ｎのカウント値に減算が加えられる。これは目標打撃回数Ｔの値を大きくする補正を行ったのと等価であり、不安定打撃の回数に応じて目標打撃回数Ｔの値が大きくされるものである。従って不安定打撃があったことによる締め付け不足が発生することはない。

図１に示すものでは、不安定打撃１回に対して目標打撃回数を１回多くするものであったが、図５に示すように、不安定打撃と判定された打撃の回数Ｋを別途カウントすれば、複数回の不安定打撃で目標打撃回数Ｔを１回だけ多くするといった補正も行うことができる。図５中のｒは打撃回数補正常数であり、たとえば２の倍数である。

本発明の実施の形態の一例の動作を示すフローチャートである。 同上の概略断面図である。 同上のブロック回路図である。 同上の打撃中のモータ電流の波形図である。 他例の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ モータ
２ 駆動部
３ 出力軸
５ 打撃検知部
６ 制御回路
７ 電流検知部

Claims (2)

1. 駆動源であるモータと、モータで回転駆動されるとともに出力軸に打撃衝撃を与えて出力軸に回転力を加える打撃手段と、打撃手段による出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、打撃検出手段で検出した打撃の回数に基づいてねじ類を締緩する際のトルクを制御する制御手段とを備えるインパクト回転工具において、打撃動作中のモータ電流を検出する電流検知部を備え、上記制御手段は、電流検知部で検知された電流変化に基づいて不安定打撃を判定して不安定打撃回数に応じて締め付け完了までの打撃数を補正するものであることを特徴とするインパクト回転工具。
2. 制御手段は、直前の打撃の際の電流値と、直近の複数回の安定打撃の際の電流値との比較で直前の打撃が不安定打撃であるか否かを判定するものであることを特徴とする請求項１記載のインパクト回転工具。

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