JP2010052065A - Impact rotary tool - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact rotary tool improved in the determination accuracy of a maintenance period. <P>SOLUTION: In the impact rotary tool 1 having an impact mechanism 2 for impulsively transmitting the rotating drive of a motor 3 to an output shaft 5 by striking operation, the impact rotary tool is provided with a strike detecting means 7 for detecting a strike by the striking operation, a strike speed detecting means 8 for calculating striking speed by the strike that the strike detecting means 7 detects, and a control means 9 for determining the maintenance period of the impact rotary tool 1 by comparing the striking speed that the strike speed detecting means 8 calculates with a reference value, so that the maintenance period based on the wearing state of the impact mechanism 2 is determined and the determination accuracy of the maintenance period is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、インパクトドライバやインパクトレンチ等の打撃衝撃を用いて締め付け動作を行うインパクト回転工具に関するものである。   The present invention relates to an impact rotary tool that performs a tightening operation using an impact impact such as an impact driver or an impact wrench.

従来から、モータに回転駆動されるハンマと、出力軸に設けたアンビルと、の係合を衝撃的に繰り返し行い出力軸に回転を伝達するインパクト機構を設けたインパクト回転工具がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an impact rotary tool provided with an impact mechanism that repeatedly engages a hammer driven to rotate by a motor and an anvil provided on an output shaft, and transmits the rotation to the output shaft.

そして、上記インパクト回転工具は、高回転・高トルクという作業性の良さから建築現場や組み立て工場などで幅広く使われている。   The impact rotary tool is widely used in construction sites and assembly factories because of its high workability of high rotation and high torque.

しかし、上記係合を衝撃的に繰り返し行うため、インパクト機構に金属磨耗を生じ、衝撃エネルギの伝達が低下し、締付トルクが低下するという問題があった。   However, since the above engagement is repeated impactively, there is a problem in that metal wear occurs in the impact mechanism, the transmission of impact energy is reduced, and the tightening torque is reduced.

そのため、インパクト回転工具のメインスイッチ操作回数やモータ稼働時間に基づいて、インパクト機構のメンテナンス時期を判断するものがある(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, there is one that determines the maintenance timing of the impact mechanism based on the number of times of operation of the main switch of the impact rotary tool and the motor operating time (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、作業内容ごとに負荷が様々であるため、上記操作回数や上記稼働時間では、インパクト機構の磨耗状態を把握できず、メンテナンス時期の判断精度が低いという問題を抱えていた。
特開2002−018744号公報
However, since the load varies depending on the work content, the wear state of the impact mechanism cannot be grasped at the number of operations and the operation time, and there is a problem that the determination accuracy of the maintenance time is low.
JP 2002-018744 A

そこで、本発明は、締付トルクの低下の原因となるインパクト機構の磨耗状態を把握し、その磨耗状態からメンテナンス時期の判断を行うインパクト回転工具を提供するものである。   Therefore, the present invention provides an impact rotary tool that grasps the wear state of an impact mechanism that causes a decrease in tightening torque and determines the maintenance time from the wear state.

前記課題を解決するために、本発明のインパクト回転工具1は、被締付部材を対象部材に取り付ける出力軸5と、モータ3で回転駆動されるハンマ22による打撃を前記出力軸5に伝達するインパクト機構2と、前記モータ3の回転及び停止の制御を行なうモータ制御手段6と、を設けたインパクト回転工具1において、前記インパクト機構2による打撃を検出する打撃検出手段7と、前記打撃検出手段7の検出した打撃の間隔から打撃速度を算出する打撃速度検出手段8とを設けると共に、前記打撃速度検出手段8の算出した前記打撃速度と設定した所定の基準値とを比較することでインパクト回転工具1のメンテナンス時期を判断する制御手段9を設けたことを特徴としたものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the impact rotary tool 1 of the present invention transmits to the output shaft 5 an impact by an output shaft 5 that attaches a member to be fastened to the target member and a hammer 22 that is rotationally driven by the motor 3. In the impact rotary tool 1 provided with the impact mechanism 2 and the motor control means 6 for controlling the rotation and stop of the motor 3, the impact detection means 7 for detecting the impact by the impact mechanism 2, and the impact detection means The impact speed detection means 8 for calculating the impact speed from the detected hitting interval 7 is provided, and the impact rotation is calculated by comparing the impact speed calculated by the impact speed detection means 8 with a set reference value. A control means 9 for determining the maintenance time of the tool 1 is provided.

このような構成にすることで、前記インパクト機構2の磨耗の影響を受ける前記打撃速度と、前記基準値と、の比較から、前記インパクト機構2の磨耗状態を把握できる。   With such a configuration, the wear state of the impact mechanism 2 can be grasped from a comparison between the impact speed affected by the wear of the impact mechanism 2 and the reference value.

そして、前記モータ3の回転角を検出する回転角検出手段10を設け、前記制御手段9が前記回転角検出手段10の検出した回転角から前記打撃検出手段7の検出する打撃の正誤を判定することで、前記打撃検出手段7が打撃動作を伴わない衝撃を打撃と誤って検出しても、前記回転角検出手段10により前記打撃速度検出手段8が算出に用いる打撃から、打撃検出手段が誤って検出した打撃動作を伴わない打撃を排除することができる。   Then, a rotation angle detection means 10 for detecting the rotation angle of the motor 3 is provided, and the control means 9 determines the correctness of the hit detected by the hit detection means 7 from the rotation angle detected by the rotation angle detection means 10. Thus, even if the hit detection means 7 mistakenly detects an impact without a hitting action as a hit, the hit detection means erroneously detects the hit used by the hit speed detection means 8 for calculation by the rotation angle detection means 10. Thus, it is possible to eliminate the hitting without the hitting action detected.

更に、前記被締付部材が前記対象部材に着座したことを検出する着座検出手段11を設け、前記打撃速度検出手段8が前記着座検出手段11による着座検出後の打撃から打撃速度を算出することで、前記打撃速度検出手段8が着座後の安定して繰り返される打撃動作から打撃速度を算出することができる。   Further, seating detection means 11 for detecting that the tightened member is seated on the target member is provided, and the hitting speed detection means 8 calculates the hitting speed from the hit after the seating detection by the seating detection means 11. Thus, the striking speed can be calculated from the striking motion that the striking speed detecting means 8 stably repeats after sitting.

更に、打撃数を数え設定した打撃数になると前記モータ3を停止する打撃数設定手段12を設け、前記打撃速度検出手段8が前記打撃数設定手段12で設定した打撃数に到達する直前の打撃から打撃速度を算出することで、前記打撃速度検出手段8が作業完了間際の安定した打撃動作から打撃速度を算出することができる。   Further, a hitting number setting means 12 for stopping the motor 3 when the hitting number is counted and set is provided, and hitting immediately before the hitting speed detecting means 8 reaches the hitting number set by the hitting number setting means 12. By calculating the striking speed from the above, the striking speed detecting means 8 can calculate the striking speed from the stable striking motion just before the completion of the work.

更に、前記制御手段9の判断結果を報知する報知手段14を設けることで、インパクト回転工具1がメンテナンス時期となったことを報知できる。   Furthermore, by providing the notification means 14 for notifying the judgment result of the control means 9, it can be notified that the impact rotary tool 1 has reached the maintenance time.

更に、前記制御手段9が前記インパクト回転工具1のメンテナンス時期と判断すると、前記インパクト回転工具1の動作を禁止する動作禁止手段15を設けることで、インパクト機構2が磨耗して締付トルクの低下した状態での作業を禁止できる。   Further, when the control means 9 determines that the impact rotary tool 1 is in a maintenance period, by providing the operation prohibiting means 15 for prohibiting the operation of the impact rotary tool 1, the impact mechanism 2 is worn and the tightening torque is reduced. Can be prohibited.

また、前記制御手段9がメンテナンス時期と判断する基準値を、基準値設定変更手段13により変更可能とすることで、インパクト機構2の磨耗により低下する締付トルクの許容範囲を変更調節できる。   Further, by allowing the reference value that the control means 9 determines to be the maintenance time to be changed by the reference value setting changing means 13, the allowable range of the tightening torque that decreases due to wear of the impact mechanism 2 can be changed and adjusted.

本発明は、上記のようにインパクト機構の磨耗状態を把握したことで、インパクト機構の磨耗状態に基づいたメンテナンス時期を判断でき、メンテナンス時期の判断精度が向上する。   According to the present invention, by grasping the wear state of the impact mechanism as described above, the maintenance time based on the wear state of the impact mechanism can be determined, and the determination accuracy of the maintenance time is improved.

そして、打撃速度の算出に用いる打撃から打撃動作を伴わない打撃を排除したことで、打撃速度の算出精度が増し、メンテナンス時期の判断精度が向上する。   Further, by eliminating the hitting that does not involve the hitting operation from the hitting used for calculating the hitting speed, the hitting speed calculation accuracy is increased, and the maintenance time determination accuracy is improved.

更に、着座後の安定した打撃動作から打撃速度を算出したことで、打撃速度の算出精度が増し、メンテナンス時期の判断精度を向上する。   Furthermore, by calculating the hitting speed from the stable hitting action after sitting, the hitting speed calculation accuracy increases, and the maintenance timing judgment accuracy improves.

更に、作業完了間際の安定した打撃動作から打撃速度を算出したことで、打撃速度算出精度が増し、メンテナンス時期の判断精度を向上する。   Furthermore, by calculating the hitting speed from the stable hitting operation just before the completion of the work, the hitting speed calculation accuracy is increased, and the determination accuracy of the maintenance time is improved.

更に、メンテナンス時期を報知可能としたことで、作業者が容易にメンテナンス時期を察知できる。   Furthermore, since the maintenance time can be notified, the operator can easily detect the maintenance time.

更に、インパクト機構が磨耗して締付トルクの低下した状態での作業を禁止したことで、締付不良の発生を防止する。   Further, since the impact mechanism is worn and the operation in a state where the tightening torque is reduced is prohibited, the occurrence of the tightening failure is prevented.

また、締付トルクの許容範囲を変更可能としたことで、作業内容に合わせて締付トルクを管理することが容易となる。   Further, since the allowable range of the tightening torque can be changed, it becomes easy to manage the tightening torque according to the work content.

以下、本発明を、添付図面に示す各実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on each embodiment shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明のインパクト回転工具1の第一の実施形態のブロック構成図である。   FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of an impact rotary tool 1 according to the present invention.

上記インパクト回転工具1は、被締付部材(特に図示しない)を対象部材(特に図示しない)に取り付ける出力軸5と、回転駆動するモータ3と、モータ3の回転駆動を減速する減速機4と、減速された回転駆動を打撃動作により前記出力軸5へ伝達するインパクト機構2と、前記モータ3の回転及び停止の制御を行なうモータ制御手段6と、からなるものである。   The impact rotary tool 1 includes an output shaft 5 that attaches a member to be tightened (not shown) to a target member (not shown), a motor 3 that rotationally drives, and a speed reducer 4 that decelerates the rotational drive of the motor 3. The impact mechanism 2 transmits the decelerated rotational drive to the output shaft 5 by a striking operation, and the motor control means 6 controls the rotation and stop of the motor 3.

上記インパクト機構2は、図2のように、減速機4からの回転力を伝達する駆動軸21と、上記駆動軸21に嵌合したハンマ22と、上記ハンマ22に係合して回転駆動されるアンビル23と、打撃動作を伴ってアンビル23に係合したハンマ22をモータ3側に後退させるカム機構(特に図示しない)と、後退したハンマ22を再びアンビル23に打撃動作を伴って係合させるばね24と、からなるものであり、上記アンビル23は、前記出力軸5と一体で設けてある。   As shown in FIG. 2, the impact mechanism 2 is rotationally driven by being engaged with the drive shaft 21 for transmitting the rotational force from the speed reducer 4, the hammer 22 fitted to the drive shaft 21, and the hammer 22. An anvil 23, a cam mechanism (not shown) that retracts the hammer 22 engaged with the anvil 23 with a striking operation, and a retracted hammer 22 again with the anvil 23 with a striking operation. The anvil 23 is provided integrally with the output shaft 5.

図3より、インパクト機構2の動作を説明する。モータ3が回転駆動すると、図3(a)のようにハンマ22とアンビル23が衝突する。このとき、被締付部材から出力軸5にかかる負荷が小さいと、ハンマ22とアンビル23は係合したまま回転する。   The operation of the impact mechanism 2 will be described with reference to FIG. When the motor 3 is driven to rotate, the hammer 22 and the anvil 23 collide as shown in FIG. At this time, if the load applied to the output shaft 5 from the tightened member is small, the hammer 22 and the anvil 23 rotate while being engaged.

しかし、出力軸5にかかる上記負荷が大きいと、ハンマ22とアンビル23の衝突は、図3(b)のように打撃動作となり、ハンマ22はアンビル23を所定の角度を回転させた後、ばね24の付勢に抗してカム機構によりモータ3側に後退しながら回転し、図3(c)のようにアンビル23を乗り越える。   However, if the load applied to the output shaft 5 is large, the collision between the hammer 22 and the anvil 23 becomes a striking action as shown in FIG. 3B, and the hammer 22 rotates the anvil 23 by a predetermined angle, and then springs. It rotates while retreating to the motor 3 side by the cam mechanism against the urging of 24, and gets over the anvil 23 as shown in FIG.

更にモータ3が回転駆動すると、ハンマ22はばね24の付勢によりモータ3側から前進して、図3(a)の状態となり、以後モータ3の回転駆動により上記動作を繰り返すものである。   When the motor 3 is further driven to rotate, the hammer 22 advances from the motor 3 side by the urging of the spring 24 to be in the state of FIG. 3A, and thereafter the above operation is repeated by the rotation driving of the motor 3.

また、上記インパクト機構2の磨耗状態に則してメンテナンス時期を判断するために、上記インパクト機構2における打撃動作の打撃を検出する打撃検出手段7と、上記打撃検出手段7が打撃を検出する間隔から打撃速度を算出する打撃速度検出手段8と、上記打撃速度検出手段8で算出した打撃速度からインパクト回転工具1のメンテナンス時期を判断する制御手段9と、を上記インパクト回転工具1に設けている。   Further, in order to determine the maintenance time in accordance with the wear state of the impact mechanism 2, the impact detection means 7 for detecting the impact of the impact operation in the impact mechanism 2 and the interval at which the impact detection means 7 detects the impact. The impact rotating tool 1 is provided with an impact speed detecting means 8 for calculating the impact speed from the above and a control means 9 for determining the maintenance time of the impact rotating tool 1 from the impact speed calculated by the impact speed detecting means 8. .

上記打撃検出手段7は、例えば衝撃センサであって、インパクト機構2の打撃動作により生じる衝撃を、打撃として検出するものである。   The hit detection means 7 is, for example, an impact sensor, and detects an impact generated by the impact operation of the impact mechanism 2 as an impact.

したがって、打撃検出手段7は、負荷の小さくハンマ22とアンビル23が共に回転する状態では衝撃を生じないため、ハンマ22とアンビル23の衝突を打撃と検出せず、負荷の大きく衝突したハンマ22がアンビル23を乗り越える状態では衝撃を生じるため、ハンマ22とアンビル23の衝突を打撃と検出するものである。   Therefore, the impact detection means 7 does not generate an impact when the hammer 22 and the anvil 23 rotate together with a small load, so that the collision of the hammer 22 and the anvil 23 is not detected as an impact, and the hammer 22 that has collided with a large load is detected. Since an impact is generated in the state of getting over the anvil 23, a collision between the hammer 22 and the anvil 23 is detected as a hit.

そして、上記打撃速度検出手段8は、上記打撃検出手段7が打撃を検出する間隔を打撃周期とし、打撃周期の所定回数ごと、例えば四回ごと、の平均時間から打撃速度を算出するものである。   The hitting speed detecting means 8 calculates the hitting speed from the average time every predetermined number of hitting periods, for example, every four times, with the hitting detection means 7 detecting the hitting interval as the hitting period. .

更に、前記制御手段9は、上記打撃速度検出手段8の算出した打撃速度が基準値と同じもしくは速い状態が続くとメンテナンス時期であると判断するものである。   Further, the control means 9 determines that it is the maintenance time when the hitting speed calculated by the hitting speed detecting means 8 is the same as or faster than the reference value.

また、ハンマ22とアンビル23の衝突係合するハンマ衝突面25とアンビル衝突面26は、図2のように回転軸に対して略垂直の面を形成しているが、打撃動作を繰り返すと衝撃により磨耗し、図4のように夫々の衝突面25、26が回転方向に沿って傾斜する。   In addition, the hammer collision surface 25 and the anvil collision surface 26 with which the hammer 22 and the anvil 23 collide with each other form a surface substantially perpendicular to the rotation axis as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the respective collision surfaces 25 and 26 are inclined along the rotation direction.

そして、夫々の衝突面25、26が傾斜すると打撃動作による衝突力が減少し、出力軸5に伝達されるエネルギも低下する。そのため、図5のように前記インパクト機構2の磨耗量(図中には、ハンマ、アンビル磨耗量と記載)と出力軸5から被締付部材に生じる締付トルクの関係は、インパクト機構2の磨耗に伴い締付トルクが小さくなるものである。   And if each collision surface 25 and 26 inclines, the collision force by striking operation will reduce, and the energy transmitted to the output shaft 5 will also fall. Therefore, as shown in FIG. 5, the relationship between the wear amount of the impact mechanism 2 (shown as hammer and anvil wear amount in the drawing) and the tightening torque generated from the output shaft 5 to the tightened member is as follows. The tightening torque decreases with wear.

また、上記衝突力の減少は打撃動作によるハンマ22のモータ3側への後退量を減少させるため、図6のようにインパクト機構2の磨耗量と打撃周期の関係は、インパクト機構2の磨耗に伴い打撃周期が速くなるものである。   Further, since the reduction of the collision force reduces the amount of retraction of the hammer 22 toward the motor 3 by the striking operation, the relationship between the wear amount of the impact mechanism 2 and the striking cycle is as shown in FIG. Along with this, the hitting cycle becomes faster.

更に、インパクト機構2が磨耗すると打撃速度における移動時間である上記打撃周期が速くなるため、図7のようにインパクト機構2の磨耗量と打撃速度の関係は、インパクト機構2の磨耗に伴い速くなるものである。   Further, when the impact mechanism 2 is worn, the hitting cycle, which is the movement time at the hitting speed, becomes fast. Therefore, the relationship between the wear amount of the impact mechanism 2 and the hitting speed becomes faster as the impact mechanism 2 is worn as shown in FIG. Is.

したがって、締付トルクの低下したメンテナンス時期とは、インパクト機構2が磨耗が進行し打撃速度が速くなった状態であり、上記打撃速度は上記打撃速度検出手段8の算出した打撃速度と比較する基準値となる。   Therefore, the maintenance time when the tightening torque is reduced is a state in which the impact mechanism 2 is worn and the hitting speed is increased, and the hitting speed is a reference for comparison with the hitting speed calculated by the hitting speed detecting means 8. Value.

以下、他の実施形態を示すが、同一の構成は、同一の符号を充てることで説明は省略する。   Hereinafter, although other embodiment is shown, description is abbreviate | omitted by allocating the same code | symbol to the same structure.

図8に第二の実施形態の構成図を示す。これは、第一の実施形態にモータ3の回転角を検出する回転角検出手段10を設け、打撃速度を算出する打撃周期の検出条件にモータ3の回転角による打撃の正誤判定を制御手段9が行うものである。   FIG. 8 shows a configuration diagram of the second embodiment. This is because the rotation angle detection means 10 for detecting the rotation angle of the motor 3 is provided in the first embodiment, and the control means 9 determines whether or not the hit is correct based on the rotation angle of the motor 3 as the detection condition of the hit cycle for calculating the hitting speed. Is what you do.

回転角検出手段10は、打撃検出手段7の検出した打撃ごとにモータ3の回転角を検出するものであり、例えばブラシモータであれば周波数ジェネレータなどの回転センサ、ブラスレスモータであればホール素子などの位置検出センサ、が望ましい。   The rotation angle detection means 10 detects the rotation angle of the motor 3 for each impact detected by the impact detection means 7. For example, a rotation sensor such as a frequency generator is used for a brush motor, and a Hall element is used for a brassless motor. A position detection sensor such as is desirable.

打撃検出手段7が打撃動作を伴わない衝撃を打撃と誤認しても、制御手段9が回転角検出手段10で検出されたモータ3の回転角の変化量から、検出された打撃の正誤を判断して、回転角に変化を生じていない打撃を打撃動作を伴わない衝撃として、誤って検出した打撃による打撃周期を排除する。   Even if the hit detection means 7 mistakenly recognizes an impact without a hitting action as a hit, the control means 9 determines whether the detected hit is correct from the amount of change in the rotation angle of the motor 3 detected by the rotation angle detection means 10. Then, the hitting cycle by the hit detected in error is eliminated by setting the hit without changing the rotation angle as the impact without the hitting operation.

したがって、回転角検出手段10で検出された回転角から打撃の正誤判定を行ったことで、打撃速度検出手段8が打撃動作を確実に伴う打撃周期から打撃速度を算出でき、インパクト機構2の磨耗状態が正しく把握され、制御手段9のメンテナンス時期の判断精度が向上する。   Therefore, by determining whether or not the batting is correct from the rotation angle detected by the rotation angle detecting means 10, the striking speed detecting means 8 can calculate the striking speed from the striking cycle accompanied by the striking operation, and the impact mechanism 2 is worn. The state is correctly grasped, and the determination accuracy of the maintenance time of the control means 9 is improved.

図9に第三の実施形態の構成図を示す。これは、第二の実施形態に着座検出手段11を設け、着座検出後の打撃から打撃速度を算出するものである。   FIG. 9 shows a configuration diagram of the third embodiment. In this embodiment, the seating detection means 11 is provided in the second embodiment, and the hitting speed is calculated from the hit after the seating is detected.

着座検出手段11は、対象部材に被締付部材が着座したとき、その着座を検出するものである。上記着座検出手段11として、例えば締め付け作業における締付トルクTを推定し、推定した締付トルクTが所定のトルク(以下、着座トルクTと記載)以上もしくは同じ値となったとき、被締付部材が着座したと判定するものである。 The seating detection means 11 detects the seating when the member to be fastened is seated on the target member. As the seating detection means 11, for example fastening estimates the torque T tightening in the work, estimated torque T is predetermined tightening torque (hereinafter, the seating torque T s wherein) when it becomes more than or the same value, the clamping It is determined that the attached member is seated.

そして、締付トルクTを推定する方法は、一回の打撃の運動エネルギの収支、すなわちハンマ22の打撃が出力軸5のアンビル23に与えるエネルギと、締め付けで消費されたエネルギと、が略等しいという関係から導き出したものである。   In the method of estimating the tightening torque T, the balance of the kinetic energy of one stroke, that is, the energy that the hammer 22 strikes on the anvil 23 of the output shaft 5 is substantially equal to the energy consumed by the tightening. It is derived from the relationship.

締付トルクTと、インパクト回転工具1で締め付けられる被締付部材の回転角θとは、図10のような関数T=τ(θ)で表すことができる。   The tightening torque T and the rotation angle θ of the member to be tightened with the impact rotary tool 1 can be expressed by a function T = τ (θ) as shown in FIG.

そして、上記回転角θは、各打撃時におけるアンビル23の回転角(出力軸5の回転角)でもあり、例えばハンマ22が一回転するごとに二回の打撃動作を行う場合、減速機4の減速比に基づいて出力軸5が半回転するのに必要なモータ回転量を打撃間のモータ回転量から減算することで求まるものである。なお、モータ回転量は、回転角検出手段10により得ることが望ましい。   The rotation angle θ is also the rotation angle of the anvil 23 at the time of each hit (the rotation angle of the output shaft 5). For example, when the hammer 22 performs two hitting operations each time the hammer 22 rotates once, This is obtained by subtracting the motor rotation amount necessary for the output shaft 5 to make a half rotation based on the reduction ratio from the motor rotation amount between hits. The motor rotation amount is preferably obtained by the rotation angle detection means 10.

図中のθ…θは、関数τを区間〔θ、θ〕で積分した値Eは、締め付け作業に消費されたエネルギであり、θ地点で発生した打撃がアンビル23に与えられたエネルギに等しい。 Θ 1 ... θ n in the figure, the function τ interval [theta 1, theta 2] The integrated value E 1 in a tightened energy consumed in the work, the striking generated by the theta 1 point anvil 23 Equal to the given energy.

したがって、区間〔θ、θn+1〕における平均トルク<T>は、エネルギEと、打撃間に変化した出力軸5の回転角Θ=(θn+1−θ)とにより、
<T>=E/Θ…(1)
と求めることができる。
Therefore, the average torque <T n > in the section [θ n , θ n + 1 ] is given by the energy E n and the rotation angle Θ n = (θ n + 1 −θ n ) of the output shaft 5 that has changed between strokes.
<T n > = E n / Θ n (1)
It can be asked.

そして、エネルギEは、上記回転角Θを打撃周期で除算した打撃間のアンビル23の平均回転速度<S>と、既知のアンビル23の慣性モーメントJaとにより、
=1/2×Ja×<S…(2)
と求めることができる。
The energy E n is calculated by the average rotation speed <S n > of the anvil 23 between hits obtained by dividing the rotation angle Θ n by the hit period and the inertia moment Ja of the known anvil 23.
E n = 1/2 × Ja × <S n > 2 (2)
It can be asked.

なお、着座検出に用いる推定した締付トルクTとは、上記平均トルク<T>であり、<T>が着座トルクTに到達することで、着座検出手段11が着座したと判断するものである。 Note that the estimated torque T tightening use in seating detection is the average torque <T n>, it is determined that <T n> is that to reach the seating torque T s, the seating detection means 11 is seated Is.

また、着座前の負荷は、対象部材および被締付部材の形状や種類により変動が激しく、例えば被締付部材が長く着座前に対象部材を貫通して、着座までねじ切りのみとなり負荷が小さく打撃動作を生じないなど、打撃動作が不安定となることがある。しかし、着座後は締め付けによる高い負荷が生じることで、安定して打撃動作が繰り返される。   In addition, the load before seating varies greatly depending on the shape and type of the target member and the tightening member. For example, the tightening member is long and penetrates the target member before seating, and only the thread is cut to the seating. The hitting operation may become unstable, for example, no movement occurs. However, after the seating, a high load is generated by tightening, so that the hitting operation is stably repeated.

したがって、着座後であれば負荷が安定して確実に打撃動作を繰り返すため、精度の高い打撃速度の算出を行え、メンテナンス時期の判断精度が向上する。   Therefore, after the seating, the load is stabilized and the hitting operation is surely repeated. Therefore, the hitting speed can be calculated with high accuracy, and the determination accuracy of the maintenance time is improved.

図11に第四の実施形態のブロック構成図を示す。これは、第三の実施形態に、インパクト機構2の打撃数を数え設定した打撃数に到達すると打撃動作を停止する打撃数設定手段12と、前記制御手段9の判断基準を調節変更する基準値設定変更手段13と、メンテナンス時期を作業者に報知する報知手段14と、メンテナンス時期と判断されたインパクト回転工具1の動作を禁止する動作禁止手段15と、を設け、着座検出後から打撃数を数える始めるものである。   FIG. 11 shows a block diagram of the fourth embodiment. This is because, in the third embodiment, the number of hits of the impact mechanism 2 is counted and the hit number setting means 12 for stopping the hit operation when the hit number is reached, and the reference value for adjusting and changing the judgment criteria of the control means 9 A setting change means 13, an informing means 14 for notifying the operator of the maintenance time, and an operation prohibiting means 15 for prohibiting the operation of the impact rotary tool 1 determined to be the maintenance time are provided, and the number of hits is detected after the seating is detected. It is what begins to count.

前記着座検出手段11により、被締付部材の着座を検出すると、上記打撃数設定手段12が以後の打撃を数えていき、打撃数設定手段12により設定した打撃数に到達するとモータ3を停止し、作業完了とする。   When the seating detection means 11 detects the seating of the tightened member, the hitting number setting means 12 counts the subsequent hits, and when the hitting number set by the hitting number setting means 12 is reached, the motor 3 is stopped. The work is completed.

そして、前記打撃速度検出手段8は、打撃数設定手段12により設定した打撃数に到達する直前の打撃、例えば設定した打撃数の4回前から設定した打撃数までの打撃、の打撃周期から打撃速度を算出することで、作業完了直前の締め付け作業における安定した負荷状態での打撃速度が算出される。   Then, the hitting speed detecting means 8 hits from the hitting cycle of hitting immediately before reaching the hitting number set by the hitting number setting means 12, for example, hitting from four times before the set hitting number to the hitting number set. By calculating the speed, the striking speed in a stable load state in the tightening work immediately before the completion of the work is calculated.

したがって、負荷の変動により生じる誤差を抑えた打撃速度となり、推定されるインパクト機構2の磨耗状態の精度が増し、メンテナンス時期の判断精度が向上する。   Therefore, the hitting speed is obtained by suppressing an error caused by the fluctuation of the load, the accuracy of the estimated wear state of the impact mechanism 2 is increased, and the determination accuracy of the maintenance time is improved.

また、木ねじやボルトナットなどの作業初期から作業終期まで負荷が略安定しており常時打撃動作を行うものであれば、第一もしくは第二の実施形態に打撃数設定手段12を設け、作業開始時から打撃数を数えて、作業完了直前の打撃速度を算出するものとしてもよい。   In addition, if the load is substantially stable from the beginning of work to the end of work such as wood screws and bolts and nuts and performs a constant hitting operation, the hit number setting means 12 is provided in the first or second embodiment to start the work. It is also possible to calculate the hitting speed immediately before the completion of work by counting the number of hits from time.

また、制御手段9の判断基準である基準値は、前記基準値設定変更手段13により作業ごとの締付トルクの低下許容範囲に合わせて変更調節可能であるから、基準値に安全率を含ませ締付トルクの許容範囲の下限の打撃速度より遅い打撃速度を基準値としてもよい。   Further, the reference value, which is the judgment criterion of the control means 9, can be changed and adjusted by the reference value setting changing means 13 in accordance with the allowable lowering range of the tightening torque for each work, so that the safety value is included in the reference value. An impact speed that is slower than the impact speed at the lower limit of the allowable range of the tightening torque may be used as the reference value.

また、報知手段14は、例えばマーカであって、上記制御手段9がメンテナンス時期と判断したときに点灯することで、メンテナンス時期であることを報知して、作業者に察知させるものである。   The notification means 14 is a marker, for example, and lights up when the control means 9 determines that the maintenance time is reached, thereby notifying the operator that the maintenance time is reached and notifying the operator.

なお、上記報知手段14は、音声で報知するものや、それらを組み合わせたものであってもよく、メンテナンス時期を作業者に報知可能とするものであればよい。   In addition, the said alerting | reporting means 14 may notify by an audio | voice, and what combined them, and should just be able to alert | report a maintenance time to an operator.

また、前記動作禁止手段15は、制御手段9がメンテナンス時期と判断したときに、インパクト回転工具1の動作を停止し、インパクト回転工具1を動作させる動作スイッチ(特に、図示しない)を操作しても動作させないようにして、締付トルクの低下した状態のインパクト回転工具1による締付不良の発生を防止するものである。   The operation prohibiting means 15 operates the operation switch (not shown in particular) for stopping the operation of the impact rotary tool 1 and operating the impact rotary tool 1 when the control means 9 determines that the maintenance time is reached. Is not operated, and the occurrence of poor tightening by the impact rotary tool 1 in a state in which the tightening torque is reduced is prevented.

本発明のインパクト回転工具の第一の実施形態の構成図である。It is a block diagram of 1st embodiment of the impact rotary tool of this invention. 同上のインパクト機構の斜視図である。It is a perspective view of an impact mechanism same as the above. 同上のインパクト機構の動作図であり、(a)はハンマがアンビルに衝突した状態であり、(b)はハンマによりアンビルが回転した状態であり、(c)はハンマがアンビルを乗り越えた状態である。It is an operation diagram of the impact mechanism same as above, (a) is a state where the hammer collides with the anvil, (b) is a state where the anvil is rotated by the hammer, (c) is a state where the hammer has passed over the anvil. is there. 同上のインパクト機構の磨耗状態の斜視図である。It is a perspective view of the abrasion state of an impact mechanism same as the above. 同上のハンマ、アンビル磨耗量と締付トルクとの関係図である。It is a related figure of the amount of hammer and anvil wear and tightening torque same as the above. 同上のハンマ、アンビル磨耗量と打撃周期との関係図である。It is a related figure of a hammer and anvil wear amount, and a hitting cycle same as the above. 同上のハンマ、アンビル磨耗量と打撃速度との関係図であるIt is a related figure of hammer and anvil wear amount and hitting speed same as above. 同上の第二の実施形態の構成図である。It is a block diagram of 2nd embodiment same as the above. 同上の第三の実施形態の構成図である。It is a block diagram of 3rd embodiment same as the above. 同上の被締付部材の回転角と締付トルクとの関係図である。It is a related figure of the rotation angle of a to-be-clamped member same as the above, and fastening torque. 同上の第四の実施形態の構成図である。It is a block diagram of 4th embodiment same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 インパクト回転工具
2 インパクト機構
3 モータ
4 減速機
5 出力軸
6 モータ制御手段
7 打撃検出手段
8 打撃速度検出手段
9 制御手段
10 回転角検出手段
11 着座検出手段
12 打撃数設定手段
13 基準値設定変更手段
14 報知手段
15 動作禁止手段
22 ハンマ
23 アンビル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impact rotary tool 2 Impact mechanism 3 Motor 4 Reduction gear 5 Output shaft 6 Motor control means 7 Impact detection means 8 Impact speed detection means 9 Control means 10 Rotation angle detection means 11 Seating detection means 12 Stroke number setting means 13 Reference value setting change Means 14 Notification means 15 Operation prohibition means 22 Hammer 23 Anvil

Claims (7)

被締付部材を対象部材に取り付ける出力軸と、モータで回転駆動されるハンマによる打撃を前記出力軸に伝達するインパクト機構と、前記モータの回転及び停止の制御を行なうモータ制御手段と、を設けたインパクト回転工具において、前記インパクト機構による打撃を検出する打撃検出手段と、前記打撃検出手段の検出した打撃の間隔から打撃速度を算出する打撃速度検出手段とを設けると共に、前記打撃速度検出手段の算出した前記打撃速度と設定した所定の基準値とを比較することでインパクト回転工具のメンテナンス時期を判断する制御手段を設けたことを特徴とするインパクト回転工具。   An output shaft for attaching the member to be tightened to the target member, an impact mechanism for transmitting a hammer hitting rotation by a motor to the output shaft, and motor control means for controlling rotation and stop of the motor are provided. In the impact rotating tool, the impact detecting means for detecting the impact by the impact mechanism, the impact speed detecting means for calculating the impact speed from the impact interval detected by the impact detecting means, and the impact speed detecting means An impact rotary tool comprising a control means for judging a maintenance timing of the impact rotary tool by comparing the calculated hitting speed with a predetermined reference value set. 前記モータの回転角を検出する回転角検出手段を設け、前記制御手段が前記回転角検出手段の検出した回転角から前記打撃検出手段の検出する打撃の正誤を判定したことを特徴とする請求項1記載のインパクト回転工具。   The rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the motor is provided, and the control means determines the correctness of the hit detected by the hit detection means from the rotation angle detected by the rotation angle detection means. The impact rotary tool according to 1. 前記被締付部材が前記対象部材に着座したことを検出する着座検出手段を設け、前記打撃速度検出手段が前記着座検出手段による着座検出後の打撃から打撃速度を算出したことを特徴とする請求項1または2記載のインパクト回転工具。   Seating detection means for detecting that the tightened member is seated on the target member is provided, and the hitting speed detection means calculates the hitting speed from the hit after the seating detection by the seating detection means. Item 3. The impact rotary tool according to Item 1 or 2. 打撃数を数え設定した打撃数になると前記モータを停止する打撃数設定手段を設け、前記打撃速度検出手段が前記打撃数設定手段で設定した打撃数に到達する直前の打撃から打撃速度を算出したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のインパクト回転工具。   When the number of hits reaches the set number of hits, there is provided a hit number setting means for stopping the motor, and the hit speed is calculated from the hit immediately before the hit speed detection means reaches the hit number set by the hit number setting means. The impact rotary tool according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記制御手段の判断結果を報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のインパクト回転工具。   The impact rotary tool according to any one of claims 1 to 4, further comprising a notification unit that notifies a determination result of the control unit. 前記制御手段が前記インパクト回転工具のメンテナンス時期と判断すると、前記インパクト回転工具の動作を禁止する動作禁止手段を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のインパクト回転工具。   6. The impact rotation according to claim 1, further comprising an operation prohibiting unit that prohibits the operation of the impact rotating tool when the control unit determines that the impact rotating tool is in a maintenance period. tool. 前記制御手段がメンテナンス時期と判断する基準値を、基準値設定変更手段により変更可能としたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のインパクト回転工具。
The impact rotary tool according to any one of claims 1 to 6, wherein a reference value determined by the control means as a maintenance time can be changed by a reference value setting changing means.
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