JP3264157B2 - 回転打撃工具 - Google Patents

回転打撃工具

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボルトやナット等の
締結具の締付に使われる回転打撃工具に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の工具においては、作業員
が打撃音を聞き、経験的に十分と判断した時点で手動で
駆動源を停止させ締付動作を行っていた。このため適正
なトルク管理が困難だった。この問題を解決するため、
出力軸に取り付けた歪ゲージによって出力軸のトルクを
測定する、または特開平5−162086号公報記載の
ようにハンマの前後動作による打撃回数をカウントし
て、モータを自動的に停止させて締付トルクを制御する
回転打撃工具が使われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】回転打撃工具において
は、回転打撃機構により大きな締付トルクを得られる
が、小さなねじ類の締付においては、締付トルクが過大
となりねじのなめりや折損が生じることがある。また、
特に電池駆動の回転打撃工具においては、電池切れが問
題となり、効率よく作業を行うことが望まれる。従っ
て、所定の締付トルクに達した時にモータを速やかに停
止することが望まれる。このため、従来は出力軸に取り
付けた歪ゲージによって出力軸のトルクを測定する、ま
たはハンマの前後動作による打撃回数のカウントして、
所定締付トルクに達したときにモータを停止するように
していた。
【0004】歪ゲージによりトルク測定を行うには、セ
ンサを出力軸に取り付けなければならないと共に歪セン
サの信号を取り出すためにスリップリング等を介す必要
があり構造が複雑かつ大型化になるという欠点があっ
た。ハンマの前後動作を監視する際にはリミットスイッ
チ等のセンサをハンマ近辺に設置しなければならず、セ
ンサを設置するためにハウジングの変更を行う必要があ
る。また、いずれにおいてもセンサと制御部を同一箇所
に設置することは困難であり、制御部への配線等の組立
の手間とコストがかかるという問題があった。本発明の
目的は、小さなねじ類をなめたり折損することなく締付
できる使い勝手がよく、効率よい作業を行える回転打撃
工具を提供することである。
【0005】本発明の他の目的は、打撃衝撃を検出する
打撃衝撃センサを工具内部の制御回路基板上に設置する
ことで、回転打撃工具の構造を変更することなく、安価
に、かつ打撃衝撃センサの衝撃検出軸を2成分の打撃衝
撃の合成方向に向けることにより、効率よく打撃衝撃を
検出し、ねじ締めのトルク制御を精度よく行えるように
した回転打撃工具を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、モータによ
り駆動されるハンマによりアンビルに回転打撃力を与
え、ボルトやナット等の締結具の締付を行う回転打撃工
具において、締付時の回転打撃力を検出する打撃衝撃検
出センサを本体内に設置し、打撃衝撃検出センサの検出
出力によってモータを停止させることにより達成され
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施例図面を参照し
て説明する。図1において回転打撃工具は、モータ1の
回転を減速する減速機構2、減速機構2からの出力をア
ンビル3に回転打撃力として伝えるハンマ4、アンビル
3にソケット13を介して装着されるビット12等から
構成される。ハウジング5のハンドル部には、モータ1
の起動と回転数を制御する変速スイッチ6、モータ1の
回転方向を切り替える逆転スイッチ7、モータ1の電源
となる充電電池8が内蔵され、ハウジング5の上面には
締付条件を設定するダイアル11が設けられている。モ
ータ1の後方に制御回路基板9を設置し、制御回路基板
9上に本発明打撃衝撃センサを構成する加速度センサ1
0が実装されている。
【0008】加速度センサ10は、図2に示す衝撃検出
軸21の方向の衝撃を検出する。図2において、衝撃検
出軸21は加速度センサ10の底面上のY軸から、底面
に垂直なZ軸方向に例えば45°傾けて設定してある。
このように衝撃検出軸21を傾けて設置することによ
り、加速度センサ10の底面に平行な方向と、垂直な方
向の衝撃を1個の加速度センサ10により検出できる。
回転打撃工具においては、その構造上出力軸方向と出力
軸回転方向に打撃衝撃を生じる。出力軸回転方向の打撃
衝撃は図3に示すように出力軸軸心上で最も小さく、遠
ざかるにつれて大きくなる。出力軸方向の打撃衝撃は、
出力軸軸心からずれても一定である。加速度センサ10
の設置例を図4に示す。加速度センサ10は出力軸軸心
41よりずらし、衝撃検出軸21を出力軸回転方向42
に対し出力軸方向43(Z軸)に45°傾くように設置
する。このように加速度センサ10を設置することによ
り、出力軸回転方向42と出力軸方向43の打撃衝撃
を、1個の加速度センサ10により同時に効率よく検出
できる。
【0009】図5は制御回路基板9を図4に示した設置
法に対して出力軸方向に90度回転して設置した例であ
る。加速度センサ10は図2におけるZ軸を出力軸回転
方向51、Y軸を出力軸方向52に向けることにより、
出力軸回転方向51と出力軸回転方向52の打撃衝撃を
検出できる。
【0010】図6はハウジング5の側面にフレキシブル
な制御回路基板9を用いて制御回路を設置した例であ
る。この場合加速度センサ10は、衝撃検出軸21が図
2に示すY軸方向に設定された1方向のみに指向性を持
つセンサを用い、加速度センサ10を出力軸方向に45
°傾けて設置することにより出力軸方向43と出力軸回
転方向44の打撃衝撃を検出する。いずれの設置法にお
いても、加速度センサ10を制御回路基板9上に設置す
ることができるため、加速度センサ10を設置するため
にハウジング5や回転打撃機構の構造を変更する必要は
ない。
【0011】図7は本発明の制御手順を示すフローチャ
ートである。以下図7の手順に従って図8に示す制御回
路の動作を説明する。図7におけるスタートは、作業者
が変速スイッチ6のトリガレバー14を引く手順に相当
する。まず正転と逆転の判別を行い(ステップ70
1)、正転であれば例えばダイアル11と連動した可変
抵抗で構成したトルク設定手段85で設定した設定値を
読み込む(ステップ702)。締結具が締め付けられて
いき、図9に示すように出力軸トルクがある値を超える
とAの時点において回転打撃動作が始まる。この時回転
打撃毎に大きな打撃衝撃のピークBが生じ、この加速度
の変化を打撃衝撃検出回路83により検出する(ステッ
プ703)。打撃衝撃を検出すると、タイマ84が動作
を開始し(ステップ704)、タイマ84の出力を設定
した値と比較器86で比較し(ステップ705)、両者
が一致すると比較器86はスイッチング制御手段87へ
停止信号を出力する。図9中のCの時点でスイッチング
制御手段87は半導体制御素子88によりモータ1を充
電電池8より遮断し、モータ1を停止する(ステップ7
06)。最後に、作業者がトリガレバー14を放して締
付動作を完了する。逆転時においては、作業者がトリガ
レバー14を放すまで何も制御は行わず待機する(ステ
ップ707)。
【0012】また打撃回数でのトルク制御は、図8にお
いて、タイマ84を打撃回数を計数するカウンタに置き
換え、図7においてステップ704を打撃回数を計数す
るカウンタのスタート及びステップ705を打撃回数の
判別動作に置き換えることにより実現できる。なお、図
8中の波線部89は、マイクロコンピュータによって置
き換え可能で、この場合図7のフローチャートをソフト
ウェアによって制御する。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、加速度センサ等の打撃
衝撃検出センサを本体内に設置し、検出センサの検出出
力によって所定締付トルクに達したときにモータを停止
するようにしたので、回転打撃工具の構造を変更する必
要がなく安価な回転打撃工具を提供できるようになる。
また打撃衝撃検出センサを制御回路基板上に設置したの
で、リード線等のはい回しがなくなり、更に安価に安価
に提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明回転打撃工具の一実施例を示す断面図。
【図2】加速度センサの構造図を示す説明用斜視図。
【図3】回転方向衝撃の強度分布を示すグラフ。
【図4】本発明回転打撃工具を構成する加速度センサの
設置例を示す側面図
【図5】加速度センサの設置の他の例を示す側面図。
【図6】加速度センサの設置の更に他の例を示す側面
図。
【図7】本発明回転打撃工具の制御手順の一実施例を示
すフローチャート。
【図8】本発明回転打撃工具の制御回路の一実施例を示
すブロック回路図。
【図9】打撃衝撃と出力軸トルクの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1はモータ、3はハンマ、4はアンビル、9は制御回路
基板、10は加速度センサである。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングに収容されるモータと、該モ
    ータの回転動力が減速機構を介して伝達される出力軸上
    を前後動可能なハンマと、該ハンマにより回転力及び打
    撃力が与えられるアンビルと、該アンビル及び前記ハン
    マによる打撃衝撃を検出し更に前記モータを制御するた
    めの加速度センサとを備えた回転打撃工具において、前
    記加速度センサを制御回路基板に設け、更に該制御回路
    基板を前記モータの後方に位置する前記ハウジング内に
    設けることを特徴とする回転打撃工具。
  2. 【請求項2】 前記加速度センサを前記出力軸の軸心よ
    りずらして設置することにより、回転方向の衝撃を検出
    することを特徴とする請求項1記載の回転打撃工具。
  3. 【請求項3】 前記加速度センサを前記出力軸の軸心よ
    りずらして設置することにより、出力軸方向の衝撃を検
    出することを特徴とする請求項1記載の回転打撃工具。
  4. 【請求項4】 前記加速度センサを前記出力軸の軸心よ
    りずらして設置すると共に前記加速度センサの衝撃検出
    軸を出力軸方向と出力軸回転方向との合成方向に向ける
    ことにより、出力軸方向と出力軸回転方向との衝撃をベ
    クトル和として検出することを特徴とする請求項1記載
    の回転打撃工具。
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