JP2624970B2 - Electric tool - Google Patents
Electric toolInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、電動ドライバー、電動ドリル、電動ジグソ
ー等の電動工具に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric tool such as an electric screwdriver, an electric drill, and an electric jigsaw.
[背景技術] 従来より、モータを駆動源とする電動ドライバーに
は、モータ電流を検出してその値により出力軸のトルク
を算出し、前もって設定したトルク値によりモータを停
止させたりすることは可能であった。これは、モータ電
流Imと、発生するトルクTmの間にほぼ比例関係を有し、
また、モータの出力トルクTmとドライバーの出力軸トル
クToの間には、モータと出力軸の間が固定されたギアの
組み合わせで構成された減速機である為、完全な比例関
係となり、従って、モータ電流Imと、ドライバーの出力
軸トルクToとが第4図に示すように比例関係To=aIm+
bとなっているためである。[Background Art] Conventionally, an electric driver using a motor as a driving source can detect a motor current, calculate a torque of an output shaft based on the detected value, and stop the motor with a preset torque value. Met. This has a substantially proportional relationship between the motor current Im and the generated torque Tm,
Further, between the output torque Tm of the motor and the output shaft torque To of the driver, there is a complete proportional relationship between the motor and the output shaft because the speed reducer is formed by a combination of fixed gears. As shown in FIG. 4, a proportional relationship To = aIm +
This is because b.
しかし、この比例関係は、例えば、温度が変化すれば
第5図に示すように変化する。これは、減速機の粘性抵
抗が大きくなり、負荷が増えるためである。尚、第5図
では、Ta=0℃、Ta=20℃及びTa=40℃の場合を示して
おり、モータ電流Imの所定の値を設定値としておくと、
温度の変化により出力軸トルクToが変化することを示し
ている。また、電動ドライバーの押し付け力が増えれ
ば、第5図と同様に負荷が増えるために、第6図のよう
に変化することになる。尚、第6図では押し付け力が、
0Kg、20Kg及び40Kgの場合を示している。However, this proportional relationship changes as shown in FIG. 5, for example, when the temperature changes. This is because the viscous resistance of the reduction gear increases and the load increases. FIG. 5 shows a case where Ta = 0 ° C., Ta = 20 ° C., and Ta = 40 ° C. When a predetermined value of the motor current Im is set as a set value,
This shows that the output shaft torque To changes with a change in temperature. Further, if the pressing force of the electric screwdriver increases, the load increases as in FIG. 5, so that the load changes as shown in FIG. In FIG. 6, the pressing force is
The cases of 0 kg, 20 kg and 40 kg are shown.
従って、前もって設定したトルク値に対し、実際は押
し付け力により正しくないトルク値でモータが停止し、
ネジ山を破壊したり、被緊締物を破壊したり、また、完
全に締めつけられないという問題が発生していた。Therefore, the motor stops at an incorrect torque value due to the pressing force with respect to the preset torque value,
There have been problems that the screw thread is destroyed, the object to be tightened is destroyed, and the screw cannot be completely tightened.
[発明の目的] 本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、
押し付け力が変化しても自動的にモータ電流により出力
軸のトルクの算出した値を補正し、正しいトルク値を算
出し、常に前もって設定したトルク値でモータが停止す
る電動工具を提供することを目的としたものである。[Object of the invention] The present invention has been provided in view of the above points,
Even if the pressing force changes, the power tool automatically corrects the calculated value of the torque of the output shaft by the motor current, calculates the correct torque value, and always provides a power tool that stops the motor at a preset torque value. It is intended.
[発明の開示] (構成) 本発明は、モータ電流を検出することにより出力軸の
トルクを算出し、予め設定したトルク値と上記検出した
トルク値とを比較し、検出したトルク値が予め設定した
トルク値を越えた時にモータを停止させる制御手段を有
する電動工具において、工具を押し付ける力を検出する
圧力センサーを設け、上記制御手段に、モータ電流と圧
力センサーの出力とにより出力軸トルクの算出を自動的
に補正することで、工具の押し付け力が変化しても一定
のトルクでモータを停止させるようにしたことを特徴と
するものである。[Disclosure of the Invention] (Configuration) The present invention calculates a torque of an output shaft by detecting a motor current, compares a preset torque value with the detected torque value, and sets the detected torque value to a preset value. A power tool having control means for stopping the motor when the torque value exceeds a predetermined torque value, a pressure sensor for detecting a force pressing the tool is provided, and the control means calculates an output shaft torque based on a motor current and an output of the pressure sensor. Is automatically corrected to stop the motor with a constant torque even if the pressing force of the tool changes.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により説明する。第1図
は電動ドライバーのブロック図を示し、第2図は電動ド
ライバーの各部品の配置構成図を示すものである。第2
図において、円筒状のハウジング1内にモータ2及び減
速機3が軸方向に配置され、モータ2及び減速機3は第
2図のB−B断面図を示す第3図に示すように、モータ
2の凹部2aにハウジング1の凸部1aが嵌合して固定され
ている。また、モータ2及び減速機3はそのスラスト方
向に対してはハウジング1の隔壁1bに当接している圧力
センサー4を通じてハウジング1に固定されている。減
速機3の出力軸にはチャック5が取着されており、ま
た、ハウジング1の後部には後述する電子回路を実装し
たプリント板6が配置されている。ハウジング1の後部
の上面には前もってトルクを設定するためのボリューム
7が設けてある。ハウジング1の下方には握り部8が一
体に設けてあり、握り部8の前面上部には電源オンオフ
用のスイッチ9が配置してある。また、握り部8の下部
にはモータ2の駆動源となる電池を内蔵した電池パック
10が着脱自在に装着してある。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of the electric screwdriver, and FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of components of the electric screwdriver. Second
In the figure, a motor 2 and a speed reducer 3 are arranged in a cylindrical housing 1 in the axial direction, and the motor 2 and the speed reducer 3 are motors as shown in FIG. The convex portion 1a of the housing 1 is fitted and fixed to the second concave portion 2a. Further, the motor 2 and the speed reducer 3 are fixed to the housing 1 through a pressure sensor 4 abutting on the partition 1b of the housing 1 in the thrust direction. A chuck 5 is attached to an output shaft of the speed reducer 3, and a printed board 6 on which an electronic circuit described later is mounted is disposed at a rear portion of the housing 1. The upper surface of the rear part of the housing 1 is provided with a volume 7 for setting a torque in advance. A grip portion 8 is integrally provided below the housing 1, and a power supply on / off switch 9 is arranged on an upper front surface of the grip portion 8. A battery pack having a built-in battery serving as a drive source for the motor 2 is provided below the grip portion 8.
10 is detachably mounted.
ブロック図を示す第1図において、シャント抵抗など
の電流センサー12はモータ2と直列に挿入接続され、工
具の押し付け力を検出する歪ゲージなどの圧力センサー
4や、周囲の温度を検出するサーミスタなどの温度セン
サー13からの出力は、増幅回路17に入力されるようにな
っている。この増幅回路17において、押し付け力や温度
の変化に対応して増幅率やバイアス電圧等で前もって設
定された比率だけ補正するようにしている。この増幅回
路17にて、状況の変化に対応して出力軸トルクの算出を
自動的に補正する補正手段を構成している。基準電圧発
生回路16では、トルク設定用のボリューム7によりモー
タ2を停止させたいトルクに相当する基準電圧を発生す
る。そして、増幅回路17と基準電圧発生回路16からの夫
々の出力が比較回路15で比較され、該比較回路15の出力
で電子スイッチ14を駆動して電池11からのモータ2への
電源を遮断するようにしている。尚、基準電圧発生回路
16、増幅回路17及び比較回路15で、検出したトルク値が
予め設定したトルク値を越えた時にモータ2を停止させ
る制御回路18を構成している。In FIG. 1 showing a block diagram, a current sensor 12 such as a shunt resistor is inserted and connected in series with the motor 2, and a pressure sensor 4 such as a strain gauge for detecting a pressing force of a tool, a thermistor for detecting an ambient temperature, and the like. The output from the temperature sensor 13 is input to the amplifier circuit 17. The amplification circuit 17 corrects the amplification factor, the bias voltage, and the like by a preset ratio in accordance with the change in the pressing force and the temperature. The amplifying circuit 17 constitutes a correcting means for automatically correcting the calculation of the output shaft torque in response to the change of the situation. The reference voltage generation circuit 16 generates a reference voltage corresponding to the torque at which the motor 2 is to be stopped by the torque setting volume 7. Then, the respective outputs from the amplifier circuit 17 and the reference voltage generation circuit 16 are compared by the comparison circuit 15, and the output of the comparison circuit 15 drives the electronic switch 14 to cut off the power supply from the battery 11 to the motor 2. Like that. Note that the reference voltage generation circuit
The control circuit 18 for stopping the motor 2 when the detected torque value exceeds a preset torque value is constituted by the amplification circuit 17, the amplification circuit 17, and the comparison circuit 15.
次に、動作を説明する。まず、スイッチ9をオンする
と、電子スイッチ14は初期状態でオンしているので、モ
ータ2が回転する。その時の温度、圧力、電流は各々の
センサー13,4,12が検出する。制御回路18内の増幅回路1
7では、電流センサー12からの出力を増幅し、比較回路1
5に伝えるが、その増幅回路17の増幅率やバイアス電圧
は、温度センサー13及び圧力センサー4の出力により前
もって設定された比率だけ補正される。従って、増幅回
路17で増幅された信号は、温度や押し付け力が変化して
もドライバーの出力軸トルクに比例することになる。こ
の信号は比較回路15において、前もって基準電圧発生回
路16からのトルク設定用ボリューム7によりモータ2を
停止させたいトルクに相当する基準電圧と比較され、増
幅回路17からの信号が該基準電圧に達すると、比較回路
15から電子スイッチ14に信号が出力され、この信号によ
り電子スイッチ14がオフしてモータ2が停止することに
なる。その後、スイッチ9をオフすると電子スイッチ14
がオンする。この一連の動作によりドライバーにより締
め付けられるネジは、常に一定以上のトルクで締め付け
られることはなく、締め付けを完了することができるも
のである。尚、上記実施例においては電動ドライバーと
して説明したが、ドリル、ジグソー等にも適用できるの
はもちろんである。Next, the operation will be described. First, when the switch 9 is turned on, the motor 2 rotates because the electronic switch 14 is on in the initial state. The temperature, pressure and current at that time are detected by the sensors 13, 4, and 12, respectively. Amplifier circuit 1 in control circuit 18
In 7, the output from the current sensor 12 is amplified and the comparison circuit 1
The amplification factor and the bias voltage of the amplification circuit 17 are corrected by a preset ratio by the outputs of the temperature sensor 13 and the pressure sensor 4. Accordingly, the signal amplified by the amplifier circuit 17 is proportional to the output shaft torque of the driver even when the temperature or the pressing force changes. This signal is compared with a reference voltage corresponding to the torque at which the motor 2 is to be stopped by the torque setting volume 7 from the reference voltage generating circuit 16 in advance, and the signal from the amplifier circuit 17 reaches the reference voltage. Then, the comparison circuit
A signal is output from 15 to the electronic switch 14, which turns off the electronic switch 14 and stops the motor 2. Thereafter, when the switch 9 is turned off, the electronic switch 14 is turned off.
Turns on. The screw tightened by the driver by this series of operations is not always tightened with a torque equal to or higher than a certain value, and the tightening can be completed. In the above embodiment, the electric screwdriver has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a drill, a jigsaw, and the like.
[発明の効果] 本発明は上述のように、モータ電流を検出することに
より出力軸のトルクを算出し、予め設定したトルク値と
上記検出したトルク値とを比較し、検出したトルク値が
予め設定したトルク値を越えた時にモータを停止させる
制御手段を有する電動工具において、工具を押し付ける
力を検出する圧力センサーを設け、上記制御手段に、モ
ータ電流と圧力センサーの出力とにより出力軸トルクの
算出を自動的に補正する補正手段を設けているので、こ
の補正手段でもって、工具の押し付け力に対応して出力
軸トルクの算出が自動的に補正され、工具の押し付け力
が変化しても一定のトルクでモータを停止させることが
できるものであり、そのため、例えば、電動ドライバー
として使用した場合において、締め付け不良や、締めす
ぎによるネジ山の破壊や被緊締物の破壊を防止すること
ができる効果を奏するものである。[Effects of the Invention] As described above, the present invention calculates the torque of the output shaft by detecting the motor current, compares the preset torque value with the detected torque value, and determines whether the detected torque value is In a power tool having control means for stopping a motor when a set torque value is exceeded, a pressure sensor for detecting a force pressing the tool is provided. Since the correction means for automatically correcting the calculation is provided, with this correction means, the calculation of the output shaft torque is automatically corrected in accordance with the pressing force of the tool, and even if the pressing force of the tool changes. The motor can be stopped with a constant torque, so, for example, when used as an electric screwdriver, poor tightening or excessive tightening This has the effect of preventing the breakage of the screw thread and the breakage of the tightened object.
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図は同上の
断面図、第3図は同上の第2図のB−B断面図、第4図
はモータ電流と出力軸トルクとの関係を示す特性図、第
5図は同上の温度が変化した場合の特性図、第6図は同
上の押し付け力が変化した場合特性図である。 2はモータである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the same, FIG. 3 is a BB sectional view of FIG. 2 of the same, and FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the current and the output shaft torque, FIG. 5 is a characteristic diagram when the temperature is changed, and FIG. 6 is a characteristic diagram when the pressing force is changed. 2 is a motor.
Claims (1)
トルクを算出し、予め設定したトルク値と上記検出した
トルク値とを比較し、検出したトルク値が予め設定した
トルク値を越えた時にモータを停止させる制御手段を有
する電動工具において、工具を押し付ける力を検出する
圧力センサーを設け、上記制御手段に、モータ電流と圧
力センサーの出力とにより出力軸トルクの算出を自動的
に補正する補正手段を設けて成ることを特徴とする電動
工具。An output shaft torque is calculated by detecting a motor current, a preset torque value is compared with the detected torque value, and when the detected torque value exceeds a preset torque value. In a power tool having control means for stopping a motor, a pressure sensor for detecting a force pressing the tool is provided, and the control means automatically corrects calculation of an output shaft torque based on a motor current and an output of the pressure sensor. An electric tool characterized by comprising means.
Priority Applications (1)
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JP62230540A JP2624970B2 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Electric tool |
Applications Claiming Priority (1)
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JP62230540A JP2624970B2 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Electric tool |
Publications (2)
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JPS6471673A JPS6471673A (en) | 1989-03-16 |
JP2624970B2 true JP2624970B2 (en) | 1997-06-25 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62230540A Expired - Lifetime JP2624970B2 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Electric tool |
Country Status (1)
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JP2003305667A (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-28 | Nidec Shibaura Corp | Power tool |
JP5144200B2 (en) * | 2007-09-28 | 2013-02-13 | パナソニック株式会社 | Impact rotary tool |
EP2459347B1 (en) | 2009-07-29 | 2019-09-04 | Koki Holdings Co., Ltd. | Impact tool |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5422640A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-20 | Tsubakimoto Chain Co | Pallet for placing slender article and method of using said pallet and its device |
JPS63288673A (en) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | 三洋機工株式会社 | Nut runner |
-
1987
- 1987-09-14 JP JP62230540A patent/JP2624970B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6471673A (en) | 1989-03-16 |
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