JP3342175B2 - インパクト回転工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルト、ナット、その
他のねじ類の締め付けや緩めを行うためのインパクト回
転工具において、トルクをモータの回転を入切りさせる
ことによって制限する回転工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からインパクト回転工具を含む回転
工具のトルクを制限する方法として、クラッチのような
機械的な手段の他に、駆動モータの回転を止めてトルク
を制限する方法がある。駆動モータの回転を止めてトル
クを制限する方法においては、回転工具の手動の操作ス
イッチとは別にスイッチを設け、ボルト、ナット、その
他のねじ類の締め付けトルクが一定以上になった時に回
転制御部からの信号によりスイッチの接点を開き、操作
スイッチを閉じたままで駆動モータの回転を止めてトル
クを制限している。

【０００３】例えば、インパクト回転工具の場合、図６
に示すように、駆動軸３により回転させられるハンマ６
を駆動軸３のカム溝４とハンマ６のカム溝８との間に鋼
球５を入れてカム機構Ａを構成し、このカム機構Ａによ
ってアンビル９と衝撃的に係合させ、回転力を得てボル
ト、ナット、その他のねじ類を締め付ける機構になって
いる。ボルト、ナット、その他のねじ類の締め付けトル
クはボルトとナットの相対回転量に比例する。したがっ
て、ボルト、ナット、その他のねじ類に加える回転打撃
数が多い程、ボルト、ナット、その他のねじ類が多く相
対回転することになり、このため締め付けトルクも大き
くなる。よって、ボルト、ナット、その他のねじ類の締
め付けトルクを制限する手段として打撃数が一定以上に
なれば駆動モータ１１の回転を停止させてトルクを制限
する手段が実開昭５６ー１６６１７３号公報などにより
知られている。

【０００４】そして、電動インパクト回転工具の駆動モ
ータ１１を入切りさせる手段として、リレースイッチ３
０を使用する場合、このリレースイッチ３０は工具本体
１００内において比較的大きい部品であるので、制御回
路３１やリレースイッチ３０を配置する空間として駆動
モータ１１の軸線上の後方に配置するとデザイン的にも
組立性においても良好であるが、本体１００の全長が伸
びて作業がしずらくなるという問題がある。

【０００５】また、駆動モータ１１の軸線上の本体１０
０後方にリレースイッチ３０を配置すると、以下のよう
な問題がある。すなわち、インパクト回転工具はすでに
述べたように、ハンマ６とアンビル９とをカム機構Ａに
より衝撃的に係合させて回転力を生み出しており、この
ため、本体１００の回転方向（Ｍ←→Ｎ）は打撃の周期
で振動している。また、ハンマ６はアンビル９と係合す
る時はＹ方向に前進し、離脱時にはＸ方向に後退してい
る。よって、本体１００の水平方向（Ｘ←→Ｙ）も打撃
の周期で振動している。

【０００６】このため、図６の（ａ）のようにリレース
イッチ３０を配置した場合、リレースイッチ３０の接点
４０、４１はコイル４２が接点４１を吸引してオンする
ものであるが、接点４０、４１の開閉方向が本体１００
の水平方向（Ｘ←→Ｙ）の振動と一致するため動作中に
振動の大きさがコイル４２の吸引力を越えた場合、接点
が開閉を繰り返してしまうおそれがある。

【０００７】また、図６の（ｂ）のようにリレースイッ
チ３０を配置した場合は、本体１００の回転方向（Ｍ←
→Ｎ）の振動と一致するため、同様に接点が開閉を繰り
返してしまうおそれがある。このことにより、制御回路
３１を誤動作させたり、リレースイッチ３０の開閉寿命
が短くなるという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来例
の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とす
るところは、駆動モータの回転を入切りさせるためのス
イッチ手段がインパクト回転工具の振動により誤動作す
るのを防止し、スイッチ手段の開閉寿命を長くできるイ
ンパクト回転工具を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決して本発明の目的を達成するために、本発明のインパ
クト回転工具は、駆動モータ１１と、この駆動モータ１
１の軸線上に配置した駆動モータ１１の回転を入切りさ
せる回転制御部９０と、回転制御部９０によって駆動モ
ータ１１の回転を入切りさせるためのスイッチ手段とを
具備し、駆動モータ１１の回転力をカム機構Ａによりハ
ンマ６とアンビル９の回転衝撃力に変換し且つ駆動機構
のトルクを回転制御部９０により制限してボルト、ナッ
ト、その他のねじ類のねじ締めを行うインパクト回転工
具において、スイッチ手段の接点４０、４１の開閉方向
をインパクト回転工具の振動方向と一致しないように配
置して成ることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記のような構成の本発明にあっては、回転制
御部９０によって駆動モータ１１の回転を入切りさせる
ためのスイッチ手段の接点の開閉方向をインパクト回転
工具の振動方向と一致しないように配置してあること
で、インパクト回転工具の振動に起因してスイッチ手段
の接点４０、４１が開閉を繰り返すような誤動作を防止
できるようになった。

【００１１】

【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て詳述する。図１には本発明の一実施例が示してある。
図１においてインパクト回転工具の駆動機構は従来から
周知の機構を採用している。駆動機構の概略を説明する
と以下のような構成となっている。駆動モータ１１のモ
ータ軸１は遊星歯車機構２を介して駆動軸３に連動可能
に結合してある。駆動軸３には駆動軸カム４が設けてあ
り、ハンマ６にはハンマカム８が設けてあり、駆動軸カ
ム４とハンマカム８との間に鋼球５が挿入してあり、こ
の駆動軸カム４、ハンマカム８、鋼球５よりなるカム機
構Ａを介して駆動軸３とハンマ６とが連動可能に係合し
てある。ハンマ６にはハンマ爪７が設けてあり、このハ
ンマ爪７がアンビル９に係合しており、駆動モータ１１
の回転時にアンビル９が回転してボルト、ナット、その
他のねじ類を締め付けるようになっている。また、図中
１２はハンマ６をアンビル９側に付勢するばねであり、
ボルト、ナット、その他のねじ類が締まって負荷が大き
くなるとハンマ６とアンビル９との間に相対回転が生
じ、ハンマ６がばね１２の押圧力に抗して鋼球５と共に
ハンマカム８、駆動カム４の案内溝に沿って後退移動す
るようになっている。このようにしてハンマ６が移動後
退すると、アンビル９の係合面１０に乗り上げ、次いで
ばね１２の復元力によりハンマカム８、駆動カム４の案
内溝に沿って前進移動し、ハンマ爪７が次の係合面１０
と衝撃的に係合するものであり、この衝撃係合を繰り返
し、ボルト、ナット、その他のねじ類の締め付けを行う
ようになっている。

【００１２】インパクト回転工具の把手部１００ａの下
面部には駆動モータ１１に電力を供給するためのバッテ
リー５０が取付けてあり、更に、把手部１００ａにはバ
ッテリー５０からの電力を入切りするための操作スイッ
チ１４が設けてある。駆動モータ１１の回転を入切りす
るための回転制御部９０の回路構成は図３のようになっ
ている。９０ａはハンマ６とアンビル９の打撃を検知し
てトルク制御を行うためのトルク制御回路であり、３０
はトルク制御回路９０ａからの信号によりトランジスタ
２０を介して入切りするスイッチ手段を構成するリレー
スイッチ３０であり、２５は電圧検出回路であり、２４
はトルク制御回路９０ａに供給される電圧の降下電位差
と降下時間を保証するためのコンデンサである。また、
２２は回転数制御回路、２３はＦＥＴであって、操作ス
イッチ１４の押し込み量に応じて回転数制御回路２２が
パルス制御することで、ＦＥＴ２３がスイッチングのオ
ン・オフ割合を変化させて駆動モータ１１の回転数を変
化させるようになっている。また、２１はトルク設定ダ
イヤルであって、トルク制御回路９０ａのリセットレベ
ルを設定するものである。

【００１３】そして、駆動モータ１１の回転を入切りす
るための回転制御部９０を構成する上記トルク制御回路
９０ａ等を備えた回路部やリレースイッチ３０等の諸部
品は図１に示すようにインパクト回転工具の本体１００
後部のモータ軸線上に配置してある。ここで、スイッチ
手段を構成するリレースイッチ３０は本体１００後部の
モータ軸線上に配置するに当たり、接点４０、４１の開
閉方向がインパクト回転工具の本体１００の振動方向と
一致しないように配置してある。すなわち、接点４０、
４１の開閉方向は本体１００の水平方向（Ｘ←→Ｙ）の
振動及び本体１００の回転方向（Ｍ←→Ｎ）の振動と一
致しないように配置してある。具体的には図１（ａ）に
示すように正面視においては接点４０、４１の開閉方向
が本体１００の水平方向と直交する方向（実施例では垂
直方向）を向いており、更に、図１（ｂ）に示すように
側面視においては接点４０、４１の開閉方向が本体１０
０の略中心を通る直線上に配置してある。

【００１４】しかして、今、操作スイッチ１４をオンに
するとリレースイッチ３０がオンし、コイル４２に接点
４１が吸引され接点４０、４１が閉じて駆動モータ１１
が回転する。これにより駆動機構が動作してハンマ６と
アンビル９が衝撃係合を行う。この衝撃係合により本体
１００には水平方向（Ｘ←→Ｙ）、回転方向（Ｍ←→
Ｎ）の振動と衝撃が加わる。ところが、本発明において
は、上記のように図１（ａ）に示すように正面視におい
て接点４０、４１の開閉方向が本体１００の水平方向と
直交する方向を向いているので、水平方向（Ｘ←→Ｙ）
の振動に対しては接点４０、４１がそのまま水平方向に
振動するだけであり、接点４０、４１を開閉する方向に
は力が作用しない。また、図１（ｂ）に示すように側面
視においては接点４０、４１の開閉方向が本体１００の
略中心を通る直線上に配置してあるので、回転方向（Ｍ
←→Ｎ）の振動により接点４０、４１の開閉方向の力が
作用しない。この結果、接点４０、４１の開閉の誤動作
が大幅に減少されることになる。また、回転制御部９０
を本体１００後部のモータ軸上に配置することで、遊星
歯車機構２を使って駆動機構を動作させるようにすると
平歯車で駆動した時よりも本体１００の全長を縮めるこ
とができるものである。

【００１５】次に、図３の回路図に基づいて動作を具体
的に説明する。トルク設定ダイヤル２１で締め付けトル
クを設定後、操作スイッチ１４をオンすると、トルク制
御回路９０ａがリセットスタートし、トランジスタ２０
をオンし、リレースイッチ３０のコイル４２に電流を流
し、リレースイッチ３０の接点４０、４１をオンする。
リレースイッチ３０がオンになると、駆動モータ１１が
起動し、回転工具が締め付けを開始する。一方、電圧検
出回路２５により電圧を検出して、検出電圧の信号をト
ルク設定回路９０ａに入力する。電圧が設定電圧まで低
下した時点が設定トルクに達した時点であるから、これ
に基づき、締め付けトルクが設定トルクに達した時点で
トルク設定回路９０ａがトランジスタ２０をオフしてリ
レースイッチ３０の接点４０、４１を開き、駆動モータ
１１を停止させる。

【００１６】しかして、駆動モータ１１の起動時にはモ
ータ起動の突入電流によって、図４のように電池電圧が
一次的に降下する。そして、電池容量末期には降下電位
差が大きくなり、トルク制御回路９０ａが設定トルク検
知以前にリセットして、リレースイッチ３０の接点４
０、４１を開いて駆動モータ１１を停止させてしまう場
合がある。

【００１７】また、このように、モータ起動の突入電流
によってトルク制御回路９０ａはある電源電圧以下に降
下し、駆動モータ１１を入切りさせるリレースイッチ３
０をオフし、駆動モータ１１が停止すると、電源電圧が
回復し、操作スイッチ１４がオン状態なのでトルク制御
回路９０ａはリセットスタートし、駆動モータ１１を入
切りさせるリレースイッチ３０がオンになり、操作スイ
ッチ１４がオンの状態の間リレースイッチ３０がオン、
オフを繰り返し、スイッチ寿命が短くなってしまう。

【００１８】そこで、本発明においては、トルク制御回
路９０ａに供給される電圧を図５の破線のようにして降
下電位差と降下時間を補償する電圧補償のためのコンデ
ンサ２４を設け、また、この供給電圧を検出する電圧検
出回路２５を設けて、トルク制御回路９０ａの動作電圧
を検知すると、リレースイッチ３０の接点４０、４１を
開いて駆動モータ１１を停止させるようにしてある。こ
こで、動作電圧検知レベルはトルク制御回路のリセット
レベルよりも２Ｖ程高めに設定してあり、リレースイッ
チ３０の接点４０、４１のチャタリングを防止し、リレ
ースイッチ３０の劣化を防止している。

【００１９】また、操作スイッチ１４をオンすると、操
作スイッチ１４の押し込み量に応じて回転数制御回路２
２がパルス制御することにより、ＦＥＴ２３がスイッチ
ングのオン・オフ割合を変化させて駆動モータ１１の回
転数を変化させるものである。しかし、この時、ＦＥＴ
２３は大電流をパルス的にスイッチングしているため、
ＦＥＴ２３の温度が上昇し、スイッチングノイズでトル
ク制御回路９０ａが誤動作することがある。このため、
本発明においては、図１に示すように、駆動モータ１１
とＦＥＴ２３の後部に金属製放熱板８０が配置してあ
り、金属製放熱板８０の後部に配置されたトルク制御回
路９０ａはＦＥＴ２３のスイッチングノイズ及びモータ
ノイズから遮断されることが可能となり、これによりト
ルク制御回路９０ａの誤動作を大幅に軽減するようにし
ている。

【００２０】図２には本発明の他の実施例が示してあ
る。この実施例においては、駆動モータ１１の回転を入
切りするための回転制御部９０を一つのブロックにブロ
ック化してあり、このブロック化した回転制御部９０と
本体１００とを分離した構造となっている。回転制御部
９０と本体１００とはコネクタ９１、１０１を介して電
気的に接続されるようになっている。

【００２１】回転制御部９０と本体１００とが分離して
いる場合には、駆動モータ１１のプラス極７０が金具７
２を通り、開閉弁７３を介して金具７４を通り操作スイ
ッチ１４のプラス極７５につながっている。また、駆動
モータ１１のマイナス極７６はそのまま操作スイッチ１
４のマイナス極７７につながっている。これにより操作
スイッチ１４を操作することで、インパクト回転工具は
従来通り動作する。

【００２２】次に、回転制御部９０を本体１００に接続
した場合は、開閉弁７３が開き、駆動モータ１１のプラ
ス極７０はコネクタ９１、１０１を介してリレースイッ
チ３０の接点４０、４１を通り、金具７８、７４を通
り、操作スイッチ１４のプラス極７５につながってい
る。これによりトルク制御機構が働き、トルクを制御す
ることができる。

【００２３】このように、回転制御部９０と本体１００
とが分離したり、接続したりすることで、作業の種類に
合わせた本体機能の選択を行うものである。例えば、イ
ンパクトレンチのようなインパクト回転工具の用途とし
ては木ねじ等の締め付けに使用した場合、打撃数制御機
能は不要であり、この時、本体１００から回転制御部９
０を分離して外して使用する。この場合、本体１００は
全長が短くなって使い勝手がよくなり、作業効率も向上
する。

【００２４】回転制御部９０を本体１００に接続した場
合の動作はすでに述べた図１の実施例と同じ動作を行う
ので、説明は省略する。

【００２５】

【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、スイ
ッチ手段の接点の開閉方向をインパクト回転工具の振動
方向と一致しないように配置してあるので、駆動モータ
の回転を入切りさせるためのスイッチ手段がインパクト
回転工具の振動により誤動作することがなく、インパク
ト回転工具が正確に動作するものであり、また、スイッ
チ手段がインパクト回転工具の振動の影響を受けないの
でスイッチ手段の開閉寿命を長くできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、（ａ）は正面断面図
であり、（ｂ）は側面断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示し、（ａ）は正面断面
図であり、（ｂ）は側面断面図である。

【図３】本発明の回路図である。

【図４】電圧の変化を示す説明のためのグラフである。

【図５】電池容量末期時におけるトルク制御回路に供給
する電圧の補償をする場合の説明のためのグラフであ
る。

【図６】従来例を示し、（ａ）（ｂ）はそれぞれリレー
スイッチの配置の異なる従来例を示す正面断面図及び側
面断面図である。

【符号の説明】

６ ハンマ ９ アンビル １１ 駆動モータ ４０ 接点 ４１ 接点 ９０ 回転制御部 Ａ カム機構

フロントページの続き (72)発明者 大橋 敏治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−339875（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25B 21/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータと、この駆動モータの軸線上
   に配置した駆動モータの回転を入切りさせる回転制御部
   と、回転制御部によって駆動モータの回転を入切りさせ
   るためのスイッチ手段とを具備し、駆動モータの回転力
   をカム機構によりハンマとアンビルの回転衝撃力に変換
   し且つ駆動機構のトルクを回転制御部により制限してボ
   ルト、ナット、その他のねじ類のねじ締めを行うインパ
   クト回転工具において、スイッチ手段の接点の開閉方向
   をインパクト回転工具の振動方向と一致しないように配
   置して成ることを特徴とするインパクト回転工具。