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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転が衝撃力発生機構を介して負荷軸に伝達されるインパクトレンチ、インパクトドライバ、トルクレンチ等の締付工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インパクトレンチ等の締付工具では、モータの回転を衝撃力発生機構（例えば、ハンマによりアンビル（負荷軸）を打撃する機械的な衝撃力発生機構、油圧により衝撃力を発生させるオイルユニット等）を介して負荷軸に伝達することで、負荷軸を回転させてボルト，ナット等のネジ類を締付ける。この種の締付工具では高い締付トルクを得ることができる反面、締め過ぎによるネジの破損や、ネジの破損を恐れてネジの締付を早めに停止することによる締付トルクの不足等が生ずる。したがって、従来からネジの締付トルクを一定にするための技術が開発されている。
従来の技術では、負荷軸の回転数を検出する回転検出装置と、この回転検出装置で検出される回転数に基づいてモータの駆動制御を行う制御装置が設けられる。制御装置は、回転検出装置で検出される負荷軸の回転数が所定値以下となると、モータの駆動を停止するようになっていた。したがって、この技術によれば、負荷軸の回転数が所定値を超える間、すなわち、負荷軸が回転している間は、モータが駆動されてネジ類の締付が行われる。逆に、負荷軸の回転数が所定値以下となると、ネジ類の締付が完了したと判断されて負荷軸の回転が停止するようになっていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９０３６８号
【特許文献２】
特開平６−９９３６２号
【特許文献３】
特開２００１−２７７１４６号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、ネジとソケットの係合状態や、ネジと被締付部材の状態によっては、ネジ類の締付完了を正確に判断することができない場合があった。
例えば、ソケット（負荷軸の先端等に取付けられる）とソケットに係合するネジ頭部の間にはがたを有する場合がある。この場合、負荷軸の衝撃力をネジに伝達すると、その反作用（ハンマリング作用）によって負荷軸は正転（ネジ締付方向の回転）と逆転（ネジを緩める方向の回転）とを繰返しながらネジ締付を行う。このため、ネジの締付が完了していたとしても、ハンマリングによりソケット（すなわち、負荷軸）が正転と逆転を繰返すため、負荷軸の回転数が所定値以下に低下しないことがある。このため、従来の技術ではネジの締付完了を判断することができないこととなる。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ネジ類の締付完了を正確に判断することができる技術を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記課題を解決するため、本願発明に係る締付工具は、モータの回転が衝撃力発生機構を介して負荷軸に伝達され、負荷軸が回転することによってネジの締付を行う締付工具において、負荷軸の回転方向及び回転角変化を検出する検出装置を備える。
上記の締付工具では、負荷軸の回転角変化のみならず回転方向も検出される。したがって、ハンマリング等によって負荷軸が正転と逆転を繰返しても、検出された回転角の変化が負荷軸の正転方向の回転か逆転方向の回転であるかを区別することができる。このため、ネジ類の締付完了やネジ類の着座を正確に判断することが可能となる。
【０００６】
前記検出装置は、負荷軸の回転角変化を検出する第１の検出センサと、負荷軸の回転角変化を検出する第２の検出センサとを有し、前記第１の検出センサから出力される検出信号と前記第２の検出センサから出力される検出信号は、負荷軸が正転するときは第１の位相角だけずれ、負荷軸が逆転するときは第２の位相角だけずれる。
このような構成によると、第１の検出センサから出力される検出信号と第２の検出センサから出力される検出信号の位相のずれから、負荷軸が正転しているか逆転しているかを検出できる。また、第１の検出センサの検出信号及び／または第２の検出センサの検出信号によって負荷軸の回転角の変化を検出することができる。
ここで、上記の「検出センサ」としては、従来公知の種々のものを利用することができる。例えば、負荷軸に取り付けた遮蔽板のスリットを挟むように配置されたフォトインタラプタ（光学的に負荷軸の回転角変化を検出するもの）や、負荷軸に取付けた磁石による磁界の変化を検出するよう配置される磁気センサ等を利用することができる。磁気センサを用いると、機械油や埃等による影響がなくなるため、負荷軸の回転角変化を精度良く検出することができる。
【０００７】
上述のように第１の検出センサと第２の検出センサを設ける場合には、前記負荷軸を回転可能に支持する軸受装置がさらに設けられ、その軸受装置は、負荷軸に固定される内筒部と、該内筒部を回転可能に支持する外筒部とを備え、該外筒部には前記第１の検出センサと前記第２の検出センサが配設されていることが好ましい。
このような構成では、軸受装置の内筒部に負荷軸を固定し、この内筒部を支持する外筒部に第１の検出センサと第２の検出センサが配設される。このため、内筒部（すなわち、負荷軸）と外筒部（すなわち、第１の検出センサと第２の検出センサ）との間のクリアランスが略一定に保たれ、回転角検出センサによる検出精度を向上することができる。
なお、外筒部に第１の検出センサと第２の検出センサとを予め組み込むことで軸受装置と検出装置を一体化してサブアッシーとしても良い。このような場合、２つの検出センサの配設位置の調整等を締付工具の最終組立工程で行う必要がなく、最終組立工程を簡易化することができる。
なお、上記の場合において、前記第１の検出センサと第２の検出センサに磁気センサを用いるときは、それら磁気センサと対向する内筒壁面には複数の磁石が一定の間隔で配設され、それら複数の磁石の磁気センサと対向する側の磁極がＳ極とＮ極が交互となるように配置されていることが好ましい。
【０００９】
本願発明に係る締付工具は、前記第１の検出センサ及び第２の検出センサから出力される検出信号に基づいてモータを制御する制御装置をさらに備える。その制御装置は、前記第１の検出センサと前記第２の検出センサの検出信号の位相差に基づいて負荷軸の回転方向を判定し、負荷軸が逆転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて逆転量を記憶し、負荷軸が正転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて記憶している逆転量を減算し、記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第１の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第１のタイマによって計測し、第１のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えたタイミングから所定時間経過後にモータの回転を停止させることを特徴とする。
また、その制御装置は、前記記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第２の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第２のタイマによって計測し、第２のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えたタイミングから所定時間経過後にモータの回転を停止させてもよい。
このような構成では、ネジ類が着座する前にハンマリング等が生じる場合（例えば、タッピングネジの締付作業等）においてもネジ類の着座が正確に検出され、ネジ類の着座から所定時間モータを駆動することでネジ類の締付トルクの精度を向上することができる。
【００１１】
本願発明は、ネジ類が着座してからの衝撃力の発生回数に基づいてネジ類の締付トルクを管理する締付工具にも具現化される。すなわち、この締付工具は、前記衝撃力発生機構で衝撃力が発生したことを検出する衝撃力検出手段と、前記第１の検出センサ及び第２の検出センサから出力される検出信号並びに衝撃力検出手段で検出される衝撃力の発生の有無に基づいてモータを制御する制御装置を備える。
そして、その制御装置は、前記第１の検出センサと前記第２の検出センサの検出信号の位相差に基づいて負荷軸の回転方向を判定し、負荷軸が逆転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて逆転量を記憶し、負荷軸が正転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて記憶している逆転量を減算し、記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第１の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第１のタイマによって計測し、第１のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えてから衝撃力検出手段で検出される衝撃力の回数が所定回数となったタイミングでモータの回転を停止させる。
また、その制御装置は、前記記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第２の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第２のタイマによって計測し、第２のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えてから衝撃力検出手段で検出される衝撃力の回数が所定回数となったタイミングでモータの回転を停止させることを特徴とすることも好ましい。
【００１３】
なお、締付工具の衝撃力発生機構としては、機械的衝撃力発生機構やオイルユニット等の油圧を利用した衝撃力発生機構を採用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上述した各請求項に記載した締付工具は、下記に示す各形態で好適に実施することができる。
（形態１） 前記衝撃力発生機構は、負荷軸に衝撃力を発生させるオイルユニットを有し、オイルユニットの出力軸が負荷軸とされる。
このような形態では、オイルユニットで発生する最大圧力を調整することで負荷軸に伝達される衝撃力の最大値を調整することができる。また、オイルユニットが駆動されつづけることによって生じるオイルユニットの破損が防止される。
【００１６】
【実施例】
次に本発明を具現化した一実施例に係るアングルソフトインパクトレンチを説明する。図１はアングルソフトインパクトレンチの一部断面側面図を示している。図１に示すアングルソフトインパクトレンチ１は、ハウジング３内に駆動源であるモータＭ（図１において図示省略：但し図６に図示）が収容固定されている。モータＭの出力軸２０には遊星歯車機構１８が接続され、遊星歯車機構１８の出力軸１６には緩衝機構１４を介してオイルユニット１２が接続される。
オイルユニット１２は、その内部に収容したオイルの圧力を利用して出力軸８に瞬間的に大きな衝撃力（オイルパルス）を発生させる公知の装置である。オイルユニット１２で発生するオイルパルスは、内部に収容したオイルの最大圧力値を調整することで、所定の締付トルクが得られるよう調整されている。緩衝機構１４は、オイルユニット１０によるオイルパルス発生時の衝撃がダイレクトに遊星歯車機構１６側に伝達されることを防止するための公知の機構（例えば、実開平７−３１２８１号等）である。
オイルユニット１２の出力軸８は、後で詳述する軸受装置１０により軸支されており、その先端にはベベルギヤ６が連結されている。ベベルギヤ６は、出力軸８に対して直交状に軸支されるスピンドル２の一端に設けられたベベルギヤ４に噛合している。スピンドル２の他端には、ボルトやナット等の頭部に係合する図示されていないソケットが取付けられる。
したがって、上記のアングルソフトインパクトレンチ１においてモータＭが回転すると、その回転が遊星歯車機構１６によって減速されてオイルユニット１２に伝達される。オイルユニット１２は、ナット類を締付け始める初期の段階においてはスピンドル２（出力軸８）への負荷が低いため、オイルパルスを発生させること無くモータ２２から伝達された回転をそのままスピンドル２に伝達する。このため、スピンドル２が連続的に回転し、これにともなってネジ類も連続的に締め付けられる。一方、ネジ類が締付けられてスピンドル２（出力軸８）への負荷が高くなると、オイルユニット１２からオイルパルスが発生し、その衝撃力によってネジ類が締付けられることとなる。
【００１７】
次に、上述のように作動するオイルユニット１２の出力軸８を回転可能に支持する軸受装置１０について図２〜５を参照して説明する。ここで、図２は軸受装置の構造を示す断面図であり、図３は軸受装置に組み込まれる磁石と回転角検出センサの位置関係を模式的に示す図であり、図４と図５は出力軸８が正転又は逆転するときに２つの回転角検出センサから出力される検出信号の状態をそれぞれ示す図である。
図２に示すように、軸受装置１０は内筒３０と、内筒３０を回転自在に支持する外筒３４を備える。内筒３０には、オイルユニット１２の出力軸８の外径と略同径（出力軸８の外径より若干小さい）の挿通孔が形成される。この挿通孔には、図面右端側よりオイルユニット１２の出力軸８が圧挿され、これによって出力軸８に内筒３０が固定されている。したがって、出力軸８が回転すると出力軸８と一体となって内筒３０が回転する。
内筒３０の図面右端には、円筒状の磁石取付部材４０が固定されている。磁石取付部材４０の外周状には、複数の磁石４２（図３において４２ａ，４２ｂ，４２ｃ・・で示されている。）が等間隔で配置されている。磁石４２は、図３に示すようにＳ極が外周側となるように配置される磁石４２ａ，４２ｃ・・と、Ｎ極が外周側となるように配置される磁石４２ｂ・・とがあり、Ｓ極が外周側となる磁石４２ａ，４２ｃ・・と、Ｎ極が外周側となる磁石４２ｂ・・とは交互に配置されている。なお、隣接する磁石間の中心角（例えば、磁石４２ａの中心と磁石４２ｂの中心と内筒３０の回転中心とがなす角度）は、図３に示すようにそれぞれα°で同一角となる。
【００１８】
外筒３４は、図２に示すように内筒３０より大なる内径を有する円筒状部材である。内筒３０と外筒３４の間にはボール３２が介装され、内筒３０は外筒３４に対して回転可能に組み付けられている。したがって、外筒３４がハウジング３内に収容固定されると、内筒３０（すなわち、出力軸８）は外筒３４（すなわち、ハウジング３）に対して回転可能に支持されることとなる。
外筒３４の図面右端には、円筒状のセンサ取付部材３６が固定される。センサ取付部材３６の内壁面上で磁石４２と対向する部位には、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂが配設されている（図３参照）。回転角検出センサ３８ａ，３８ｂは、磁界の変化を検出して、検出信号の状態を切替えるラッチ型のホールＩＣである。回転角検出センサ３８ａ，３８ｂは、Ｓ極側の磁界が作用すると出力信号の状態がＬＯＷレベルとなり、Ｎ極側の磁界が作用すると出力信号の状態がＨＩＧＨレベルとなる。したがって、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂが外周側をＳ極側とする磁石４２ａ，４２ｃ・・と対向する位置となると、回転検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号の状態はＬＯＷレベルとなり、Ｎ極側を外周側とする磁石４２ｂ，・・と対向する位置となると回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号の状態はＨＩＧＨレベルとなる。
【００１９】
また、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂは、図３に良く示されるように中心角θ°（本実施例ではθ＝α°／２）だけずれた位置に配設される。したがって、内筒３０（すなわち、出力軸８）が正転方向へ回転すると、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号の状態は図４に示すように変化する。
具体的に説明するため、例えば、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂと磁石４２ａ，４２ｂ，４２ｃが図３の状態にあるものとする。図３の状態では、回転角検出センサ３８ａは磁石４２ｂ（Ｎ極が外周側）と対向する位置となるため、その検出信号はＨＩＧＨレベルとなっている。一方、回転角検出センサ３８ｂは既に通過した磁石４２ｃ（Ｓ極が外周側）によって、その検出信号はＬＯＷレベルとなっている。この状態から内筒３０がθ°だけ回転すると、磁石４２ｂ（Ｎ極が外周側）が回転角検出センサ３８ｂと対向する位置となる。このため、回転角検出センサ３８ｂから出力される検出信号はＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに切り替わる。このとき、回転角検出センサ３８ａの検出信号の状態はＨＩＧＨレベルのままである。さらに内筒３０が回転し、内筒３０が図３の状態からα°だけ回転すると、磁石４２ａ（Ｓ極が外周側）が回転角検出センサ３８ａと対向する位置となる。このため、回転角検出センサ３８ａの検出信号はＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルに切り替わる。以下、同様にして、回転角検出センサ３８ａの検出信号の状態が切り替わってから角θ°だけ内筒３０（出力軸８）が回転すると、回転角検出センサ３８ｂの検出信号の状態が切り替わることとなる。
また、出力軸８が逆転方向へ回転する場合は、上述の場合とは逆に、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの検出信号は図５に示すように変化する。すなわち、回転角検出センサ３８ｂの検出信号の状態が切り替わってからさらに角θ°だけ出力軸８が回転すると、回転角検出センサ３８ａの検出信号の状態が切り替わることとなる。
【００２０】
上述の説明から明らかなように、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂは、内筒３０（すなわち、オイルユニット１２の出力軸８）がα°回転する毎に検出信号のレベルが切り替わる。したがって、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂは出力軸８が２×α°回転する毎に１のパルス波を出力し、このパルス波の立上がりエッジ及び立下りエッジを後述するマイクロコンピュータ５０が検出することで出力軸８の回転角変化が検出される。したがって、出力軸８が回転（正転・逆転を問わない）してもパルス波のエッジが検出できない場合は、出力軸８の回転角変化は０°となる。すなわち、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂにより検出できる出力軸８の回転角変化（正転方向及び逆転方向）の最小分解能は２×α°となる。
また、二つの回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号はθ°だけ位相がずれ、位相がずれる方向は出力軸８の回転方向によって異なる。したがって、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号の位相のずれによって、出力軸８の回転方向が検出される。すなわち、回転角検出センサ３８ａの検出信号（立上がりエッジ及び立下りエッジ）と回転角検出センサ３８ｂの検出信号（立上がりエッジ及び立下りエッジ）の入力する順番によって判断する。
図８に示す検出信号を例として具体的に説明する。図８の例では出力軸８が狭い角度範囲内でハンマリングしているため、一方の回転角検出センサ３８ｂから出力される検出信号のみがパルス波となってマイクロコンピュータ５０で検出される期間が生じている。
まず、マイクロコンピュータ５０は、時刻ｔ１で回転角検出センサ３８ａからの検出信号の立上がりエッジを検出し、次いで、時刻ｔ２で回転角検出センサ３８ｂからの検出信号の立上がりエッジを検出する。したがって、時刻ｔ２では出力軸８が正転していると判断される。さらに、時刻ｔ３で回転角検出センサ３８ａからの検出信号の立下がりエッジを検出し、しかる後、時刻ｔ４で回転角検出センサ３８ｂからの検出信号の立下がりエッジを検出する。このため、時刻ｔ３，ｔ４でも出力軸８は正転していると判断される。
一方、時刻ｔ５では回転角検出センサ３８ｂからの検出信号の立上がりエッジが検出される。したがって、出力軸８が正転しているのであれば検出されるはずの回転検出センサ３８ａからの立上がりエッジが検出されず、回転角検出センサ３８ｂからの検出信号の立上がりエッジが検出されるため、出力軸８は逆転したと判定される。以下、同様に、時刻ｔ６では出力軸８が正転していると判断され、時刻ｔ７では出力軸８が逆転していると判断され、時刻ｔ８では出力軸８が正転していると判断される。
そして、時刻ｔ９で回転角検出センサ３８ａからの検出信号の立上がりエッジが検出されるため、出力軸８は正転していると判断されると共に出力軸は最小分解能だけ正転方向に回転したと判断される。時刻ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２で検出される検出信号（立上がりエッジ及び立下りエッジ）は、出力軸８が正転しているときの順番であるので、出力軸８は正転していると判断される。
【００２１】
なお、アングルソフトインパクトレンチ１には、モータＭを起動するためのトリガスイッチ２２が設けられ、また、ハウジング３の下端には、モータＭや次に説明するマイクロコンピュータ５０等に電力を供給するバッテリパック２４が着脱可能に取付けられている。
【００２２】
次に、図６を参照してアングルソフトインパクトレンチ１の制御回路の構成を説明する。本実施例に係るアングルソフトインパクトレンチ１の制御回路は、ハウジング３内に収容されたマイクロコンピュータ５０を中心に構成される。
マイクロコンピュータ５０はＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６とＩ／Ｏ５８が１チップ化されたマイクロコンピュータであり、図６に示すように接続されている。マイクロコンピュータ５０のＲＯＭ５４には、後で詳述するモータＭの駆動を自動的に停止するための制御プログラム等が記憶されている。
上述した回転角検出センサ（ホールＩＣ）３８ａ，３８ｂはＩ／Ｏ５８の所定の入力ポートに接続され、各回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号がマイクロコンピュータ５０に入力するようになっている。また、電源であるバッテリパック２４は、電源回路６４を介してマイクロコンピュータ５０に接続されるとともに、駆動回路６２を介してモータＭに接続されている。また、モータＭは、駆動回路６２及びブレーキ回路６０を介してマイクロコンピュータ５０に制御される。
モータＭが駆動されるとオイルユニット１２の出力軸８が回転し、これに伴って回転角検出センサ３８ａ，３８ｂからマイクロコンピュータ５０に検出信号が入力する。マイクロコンピュータ５０は、入力する検出信号に基づいて次に説明する処理を行い、所定のタイミングでブレーキ回路６０を動作させることでモータＭを停止する。
【００２３】
次に、上述のように構成されるアングルソフトインパクトレンチ１を用いてナット類を締付ける際のマイクロコンピュータ５０の処理について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。図７はマイクロコンピュータ５０で行われる処理のフローチャートを示している。
アングルソフトインパクトレンチ１を用いてナット類を締付けるためには、まず、作業者はスピンドル２の先端に取付けられたソケットにナット類を係合させ、トリガスイッチ２２をＯＮする。トリガスイッチ２２をＯＮすると、マイクロコンピュータ５０は、モータＭの回転駆動を開始するとともに以下に説明する処理を行う。
なお、本実施例では、トリガスイッチ２２をＯＮした直後は最大電力でモータＭを駆動することはせず、トリガスイッチ２２のＯＮから所定時間内はモータＭの回転数を徐々に上昇させる制御（以下、ソフトスタートという）を行う。このソフトスタートのための処理は、従来公知の処理と同様であるので、ここではモータＭの駆動を停止する際の手順について主に説明する。
【００２４】
トリガスイッチ２２がＯＮされると、図７に示すように、マイクロコンピュータ５０はまずオートストップタイマをリセットしてカウントを開始する（ステップＳ１０）。オートストップタイマは、モータＭを停止するか否かを判定するためのタイマであり、後述するようにオートストップタイマが予め設定された設定値となるとモータＭの駆動を停止する。
オートストップタイマが初期化されると、次にソフトスタートタイマをリセットしてカウントを開始する（ステップＳ１２）。ソフトスタートタイマは、モータＭがソフトスタートにより駆動制御されているか否かを判定するためのタイマである。
ステップＳ１４では、出力軸８の逆転量を記憶する変数Ｒの値をクリアする（ステップＳ１４）。次に、トリガスイッチ２２がＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１６）。トリガスイッチ２２がＯＮ状態でない場合〔ステップＳ１６でＮＯの場合〕は、ステップＳ４２に進んでモータＭを停止する（ステップＳ４２）。したがって、トリガスイッチ２２をＯＮした作業者がネジ締付作業の途中でトリガスイッチ２２をＯＦＦした場合は、締付作業の途中でもモータＭが停止することとなる。
一方、トリガスイッチ２２がＯＮ状態の場合〔ステップＳ１６でＹＥＳの場合〕は、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号の状態を確認する（ステップＳ１８）。具体的には、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの検出信号が入力する入力ポートの状態を確認することによって、検出信号のパルスエッジが検出されたか否かをチェックする。
【００２５】
ステップＳ２０では、ステップＳ１８の処理によって検出信号のパルスエッジが検出できたか否かを判定する（ステップＳ２０）。回転角検出センサ３８ａ又は３８ｂから出力される検出信号のパルスエッジを検出していない場合〔ステップＳ２０でＮＯの場合〕は、ソフトスタートが終了しているか否かを判定する（ステップＳ３６）。具体的には、ステップＳ１２でカウントを開始したソフトスタートタイマが所定時間（ソフトスタートでモータＭを駆動する時間）を超えたか否かで判定する。
ソフトスタートが終了している場合〔ステップＳ３６でＹＥＳの場合〕はステップＳ４０に進む。一方、ソフトスタートが終了していない場合〔ステップＳ３６でＮＯの場合〕にはステップＳ３５に進んでオートストップタイマをリセットして再スタートした後、ステップＳ１６に戻ってステップＳ１６からの処理を繰返す。したがって、本実施例ではソフトスタートが終了していない状態ではオートストップタイマがリセットされ、マイクロコンピュータ５０によってモータＭが自動的に停止されることは無い。
ステップＳ４０に進むとオートストップタイマが設定値と一致するか否かを判定する（ステップＳ４０）。オートストップタイマが設定値以上の場合〔ステップＳ４０でＹＥＳの場合〕はモータＭを停止させ（ステップＳ４２）、オートストップタイマが設定値と一致しない場合〔ステップＳ４０でＮＯの場合〕はステップＳ１６に戻って、ステップＳ１６からの処理が繰返される。
【００２６】
一方、上述したステップＳ２０の処理によって回転角検出センサ３８ａ又は３８ｂから出力される検出信号のパルスエッジを検出した場合〔ステップＳ２０でＹＥＳの場合〕は、出力軸８の回転方向が正転方向か否かを判定する（ステップＳ２４）。具体的には、検出された回転角検出センサ３８ａの検出信号（パルスエッジ）と回転角検出センサ３８ｂの検出信号（パルスエッジ）との位相差により判定する。すなわち、図４に示すように回転角検出センサ３８ｂの検出信号がθ°だけ遅れると出力軸８は正転したと判定し、図５に示すように回転角検出センサ３８ａの検出信号がθ°だけ遅れると出力軸８は逆転したと判定する。
【００２７】
出力軸８が正転方向に回転していない場合〔ステップＳ２４でＮＯの場合〕は、出力軸８は逆転方向に回転しているため逆転量を記憶する変数Ｒに１を加算する（ステップＳ２６）。その後、ステップＳ３６に進んで上述した処理と同様の処理が行われることとなる。したがって、ソフトスタートが終了している場合には、オートストップタイマがリセットされずステップＳ４０の判定が行われることとなる。
【００２８】
逆に、出力軸８が正転方向に回転している場合〔ステップＳ２４でＹＥＳの場合〕は、記憶されている逆転量Ｒが０か否かを判定する（ステップＳ３０）。すなわち、締付工具では、ソケットのがたやハンマリング作用のため出力軸８は正転と逆転を繰返す。したがって、今、出力軸８が正転した場合でも、それによってナット類が締め付けられたのか（ナット類が回転したのか）、単にハンマリング作用等によって出力軸８が元の位置に戻ったのかを判定することはできない。このため、記憶された逆転量Ｒが０であるか否かを判定することで、正転方向の回転によってネジ締めが行われたか否かを判定する。
記憶された逆転量Ｒが０でない場合〔ステップＳ３０でＮＯの場合〕は、ステップＳ３２に進んで逆転量Ｒから１減算して（ステップＳ３２）、ステップＳ３６に進む。すなわち、逆転量Ｒが０でない場合は、出力軸８の回転によってはナット類は締め付けられず、ナット類は停止していると判断されることとなる。このため、ソフトスタートが終了していれば、オートストップタイマの判定を行うこととなる。
一方、記憶された逆転量Ｒが０の場合〔ステップＳ３０でＹＥＳの場合〕は、出力軸８の正転方向の回転によりネジが締め付けられ回転したと判断し、オートストップタイマのリセット及び再スタートを行い（ステップＳ３５）、ステップＳ１６に戻ってステップＳ１６からの処理を繰返すこととなる。
【００２９】
上述の説明から明らかなように、本実施例のアングルソフトインパクトレンチ１では、トリガスイッチ２２をＯＮするとモータＭが駆動され、同時に回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの検出信号によって出力軸８の回転角変化と回転方向が検出される。そして、出力軸８が正転方向に回転している限りオートストップタイマがリセットされてモータＭが駆動され、出力軸８が回転を停止するとオートストップタイマがカウントを開始しモータＭの駆動を自動的に停止するよう制御される。
ここで、出力軸８がハンマリングによって逆転と正転を繰返す場合には、検出される出力軸８の回転方向から逆転量Ｒを求め、ネジ類が停止しているか否かが判断される。そして、正転方向の回転を検出しても逆転量Ｒが０でない（元の位置からの正転でない）限り、ネジ類が停止していると判断し、オートストップタイマのカウントが続けられる。したがって、ハンマリングによって逆転と正転が繰返されても、ネジ類が停止している限り設定時間経過後にモータＭの駆動が停止される。したがって、ネジ類の締め過ぎが防止され、また、ネジ類の締付トルクを精度良く管理することができる。特に、本実施例のアングルソフトインパクトレンチ１では、衝撃力を発生する装置としてオイルユニット１０を用いているため、出力軸８に加えられる衝撃力を一定の値に制御することができ、締付トルクの精度をより向上することができる。
また、ソフトスタート中にはオートストップ機能が働かないようになっているため、ソフトスタート中にネジ類の回転が停止した場合でも、ソフトスタート終了後に設定時間だけモータＭが駆動されて停止する。したがって、設定した衝撃力がネジに作用することとなり、ソフトスタート機能によって締付トルクの精度が低下することが防止される。
また、本実施例では、軸受装置１０に回転角検出センサ３８ａ，３８ｂが配設されることで、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの位置関係や、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂと出力軸８との間のクリアランスが略一定に保たれる。したがって、出力軸８の回転方向と回転角変化を精度良く検出することができる。
【００３０】
（実施例２） 次に、本発明を具現化した第２実施例に係る締付工具（アングルソフトインパクトレンチ）について図面を参照して説明する。
第２実施例に係る締付工具も、その機械的な構成は第１実施例にかかわる締付工具と同一である。しかしながら、第２実施例では、ネジ類の着座を検出したタイミングからタイマをスタートさせ、そのタイマーが設定時間となったときにモータを停止させる点が第１実施例と異なる。したがって、第２実施例に係る締付工具の機械的な構成については第１実施例の符号を援用するとともにその説明を省略し、第１実施例と異なる点のみを説明する。
【００３１】
第２実施例の締付工具では、各回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号（パルスエッジ）の時間間隔（ΔＴa，ΔＴb）と、出力軸８が各回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの最小分解能（２×α°）だけ正転方向に回転するのに要した時間（ΔＴc，ΔＴd）とに基づいてネジ類の着座を検出する。すなわち、第２実施例では上記ΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdがネジ類の着座前と着座後で大きく変化することに着目し、これらに基づいてネジ類の着座（モータＭの停止タイミング）を決定することでネジ類の締付トルクを管理する。
ここで、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの検出信号と上記ΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdとの関係を図８に模式的に示している。図８から明らかなように、ΔＴa，ΔＴbは出力軸８の回転方向を考慮することなく測定される時間であり、ΔＴc，ΔＴdは出力軸８の回転方向を考慮して測定される時間である。
ΔＴa，ΔＴbを用いて着座を判定するのは着座前から衝撃力が発生するタッピングネジ等の着座を判定するためであり、ΔＴc，ΔＴdを用いて着座を判定するのは着座後に衝撃力が発生する通常の機械ネジの着座を判定するためである。タッピングネジ等の場合、ネジの締付初期からある程度の負荷が出力軸に作用するため、ΔＴc，ΔＴdをモニタリングしても着座前と着座後でその変化は小さいためである。また、通常の機械ネジの場合、ネジ類が着座するまでは出力軸８は略一定の速度で回転し、着座後急激に出力軸８の回転速度が遅くなるため、ΔＴc，ΔＴdをモニタリングすることでネジ類の着座を精度良く検出することができる。
【００３２】
第２実施例に係るマイクロコンピュータ５０で行われる処理のフローチャートを図９，１０に示す。図９に示すように、トリガスイッチ２２がＯＮされるとマイクロコンピュータ５０は、まず、ΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdを測定するためのタイマをリセットしてカウントを開始し（ステップＳ１０１）、さらに、ソフトスタートタイマをリセットしてカウントを開始する（ステップＳ１０３）。
各タイマの初期化が行われると、次いで、出力軸８の逆転量を記憶する変数Ｒの値をクリアする（ステップＳ１０５）。また、判定回数Ｎa，Ｎbの値をリセットする（ステップＳ１０７）。判定回数ＮaはΔＴaが所定の閾値Ｔ１を超えるときに１加算され、超えないときにクリアされる。同様に、判定回数ＮbはΔＴbが所定の閾値Ｔ１を超えるときに１加算され、超えないときにクリアされる。したがって、判定回数Ｎa，Ｎbは、それぞれΔＴa，ΔＴbが閾値Ｔ１を連続して超えた回数となる。
【００３３】
次に、トリガスイッチ２２がＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１０９）。トリガスイッチ２２がＯＮ状態でない場合〔ステップＳ１０９でＮＯの場合〕は、図１０のステップＳ１６５に進んでモータＭを停止する。一方、トリガスイッチ２２がＯＮ状態の場合〔ステップＳ１０９でＹＥＳの場合〕は、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂから出力される検出信号の状態を確認する（ステップＳ１１１）。
ステップＳ１１３では、ステップＳ１１１の処理によって検出信号のパルスエッジが検出できたか否かを判定する。回転角検出センサ３８ａ又は３８ｂから出力される検出信号のパルスエッジを検出していない場合〔ステップＳ１１３でＮＯの場合〕は、ステップＳ１１５に進んでソフトスタートが終了しているか否かを判定する。
【００３４】
ソフトスタートが終了している場合〔ステップＳ１１５でＹＥＳの場合〕はステップＳ１５７に進む。一方、ソフトスタートが終了していない場合〔ステップＳ１１５でＮＯの場合〕は、ステップＳ１３３に進んでΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdをリセットして再スタートさせる。ステップＳ１３３が終了すると、ステップＳ１０９に戻ってステップＳ１０９からの処理を繰返す。したがって、第２実施例においても、ソフトスタートが終了していない状態では、マイクロコンピュータ５０によってモータＭが自動的に停止されることは無い。
ステップＳ１５７に進むとΔＴc又はΔＴdが所定の閾値Ｔ２を超えるか否かを判定する。ΔＴc又はΔＴdが閾値Ｔ２を超えない場合〔ステップＳ４０でＮＯの場合〕はステップＳ１０９に戻って、ステップＳ１０９からの処理が繰返される。一方、ΔＴc又はΔＴdが閾値Ｔ２を超える場合〔ステップＳ１５７でＹＥＳの場合〕はネジ類が着座したとしてモータ停止処理を行う（ステップＳ１５９）。
【００３５】
ステップＳ１５９のモータ停止処理について図１０を参照して説明する。モータ停止処理では、まず、着座後タイマをリセットしてスタートさせる（ステップＳ１６１）。着座後タイマは、ネジ類の着座後のモータ駆動時間を計時する対まである。
ステップＳ１６３では、ステップＳ１６１でスタートされた着座後タイマが設定時間以上となったか否かを判定する。着座後タイマが設定時間以上となっている場合〔ステップＳ１６３でＹＥＳの場合〕はモータＭを停止させ、着座後タイマが設定時間に未満の場合〔ステップＳ１６３でＹＥＳの場合〕は着座後タイマが設定時間以上となるまで待機する。
したがって、図９のステップＳ１５７でネジ類が着座したと判定されると（すなわち、ステップＳ１５７でＹＥＳ）、そのときから設定時間だけ経過したときにモータＭが停止する。したがって、ネジ類が着座してから設定時間だけモータＭが駆動されることでネジ類の締付トルク精度を向上することができる。
【００３６】
ステップＳ１１３の処理によって回転角検出センサ３８ａ又は３８ｂから出力される検出信号のパルスエッジを検出した場合〔ステップＳ１１３でＹＥＳの場合〕は、出力軸８の回転方向が正転方向か否かを判定する（ステップＳ１１７）。出力軸８が正転方向に回転していない場合〔ステップＳ１１７でＮＯの場合〕は、出力軸８は逆転方向に回転しているため逆転量を記憶する変数Ｒに１を加算する（ステップＳ１１９）。
逆に、出力軸８が正転方向に回転している場合〔ステップＳ１１７でＹＥＳの場合〕は、記憶されている逆転量Ｒが０か否かを判定する（ステップＳ１２１）。記憶された逆転量Ｒが０でない場合〔ステップＳ１２１でＮＯの場合〕は、逆転量Ｒから１減算する（ステップＳ１２３）。
一方、記憶された逆転量Ｒが０の場合〔ステップＳ１２１でＹＥＳの場合〕は、ステップＳ１１３で検出された検出信号が回転角検出センサ３８ａからの検出信号か否かを判定する（Ｓ１２５）。回転角検出センサ３８ａから出力された検出信号である場合〔ステップＳ１２５でＹＥＳの場合〕はΔＴcをリセットして再スタートさせ（Ｓ１２７）、回転角検出センサ３８ｂから出力されたものである場合〔ステップＳ１２５でＮＯの場合〕はΔＴdをリセットして再スタートさせる（Ｓ１２９）。したがって、出力軸８が逆転方向の回転角を超えて正転方向に回転していない場合にはΔＴc，ΔＴdはリセットされず、そのカウントが継続される。したがって、ハンマリング等が生じてもネジ類の着座を精度良く検出することができる。
【００３７】
ステップＳ１３１では、ソフトスタートが終了しているか否かを判定する。ソフトスタートが終了している場合〔ステップＳ１３１でＹＥＳの場合〕はステップＳ１３５に進む。一方、ソフトスタートが終了していない場合〔ステップＳ１３１でＮＯの場合〕は、ステップＳ１３３に進んでΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdをリセットして再スタートさせる。ステップＳ１３３が終了すると、ステップＳ１０９に戻ってステップＳ１０９からの処理を繰返す。
【００３８】
ステップＳ１３５に進むと、まず、ステップＳ１１１で検出された検出信号が回転角検出センサ３８ａから出力された検出信号であるか否かを判定する（ステップＳ１３５）。ステップＳ１１１で検出された検出信号が回転角検出センサ３８ａから出力された検出信号である場合〔ステップＳ１３５でＹＥＳの場合〕は、ΔＴaが所定の閾値Ｔ１を超えるか否かが判定される（Ｓ１３７）。
ΔＴaが所定の閾値Ｔ１を超えない場合〔ステップＳ１３７でＮＯの場合〕は判定回数Ｎaをリセットして（Ｓ１４３）、ステップＳ１４５に進む。ΔＴaが所定の閾値Ｔ１を超える場合〔ステップＳ１３７でＹＥＳの場合〕は、さらに判定回数Ｎaの値が「１」か否かが判定される（Ｓ１３９）。判定回数Ｎaの値が「１」でない場合〔ステップ１３９でＮＯの場合〕は判定回数Ｎaを「１」とし（ステップＳ１４１）、判定回数Ｎaが「１」の場合〔ステップＳ１３９でＹＥＳの場合〕はステップＳ１５９に進んでモータＭを停止させる。したがって、本実施例ではΔＴaが閾値Ｔ１を超える回数が所定回数（本実施例では２回）連続しないとモータＭが停止させられないこととなる。このため、バリ等によって一時的にΔＴaが閾値Ｔ１を超えるような場合でも、モータＭが停止させられることはない。
ステップＳ１４５に進むと、回転検出センサ３８ａから次に出力される検出信号を受信するまでの時間を計測するために、ΔＴaをリセットして再スタートさせる（ステップＳ１４５）。そして、既に説明したステップＳ１５７に進む。
【００３９】
一方、ステップＳ１１１で検出された検出信号が回転角検出センサ３８ｂから出力された検出信号である場合〔ステップＳ１３５でＮＯの場合〕は、ΔＴbが所定の閾値Ｔ１を超えるか否かが判定される（Ｓ１４７）。ΔＴbが所定の閾値Ｔ１を超えない場合〔ステップＳ１４７でＮＯの場合〕は判定回数Ｎbをリセットして（Ｓ１５３）、ステップＳ１５５に進む。
ΔＴbが所定の閾値Ｔ１を超える場合〔ステップＳ１４７でＹＥＳの場合〕は、さらに判定回数Ｎbが「１」か否かが判定される（Ｓ１４９）。判定回数Ｎbが「１」でない場合〔ステップ１４９でＮＯの場合〕は判定回数Ｎbを「１」とし（ステップＳ１５１）、判定回数Ｎbが「１」の場合〔ステップＳ１４９でＹＥＳの場合〕はステップＳ１５９に進んでモータ停止処理を行う。したがって、上述したΔＴaと同様に、ΔＴbが閾値Ｔ１を超える回数が所定回数（本実施例では２回）連続しないとモータＭは停止されないこととなる。
ステップＳ１５５に進むと、回転検出センサ３８ｂから次に出力される検出信号を受信するまでの時間を計測するために、ΔＴbをリセットして再スタートさせる（ステップＳ１５５）。そして、既に説明したステップＳ１５７に進む。
【００４０】
上述した第２実施例によれば、ΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdという４つのタイマにより計時された時間からネジ類の着座を検出し、ネジ類の着座が検出されてから設定時間だけモータＭが駆動されるため、ネジ類の締付トルク精度を向上させることができる。
また、ΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdという４つのタイマによりネジ類の着座を検出するため、着座前から衝撃力が発生するタッピングネジや、着座後に衝撃力が発生する機械ネジ等の両タイプのネジ類の着座を精度良く検出することができる。
【００４１】
なお、上述した第２実施例は、回転角検出センサ３８ａから出力される検出信号の時間間隔ΔＴaと回転角検出センサ３８ｂから出力される検出信号の時間間隔ΔＴbに基づいてモータＭの停止タイミングを決定するようにしたが、その他にも、例えばΔＴaの差分（測定されたΔＴaから１つ前に測定されたΔＴaを減算したもの）やΔＴbの差分（測定されたΔＴaから１つ前に測定されたΔＴaを減算したもの）に基づいてモータＭの停止タイミングを決定することもできる。ΔＴa，ΔＴbの差分を基準とすることで、ΔＴa，ΔＴbの着座前後の変化がより明確となり、ネジ類の着座を良く精度良く検出することができる。すなわち、ΔＴa，ΔＴbの差分を基準とすることで、電圧変動等によってモータＭの回転数が変化し出力軸８の回転速度が変化する場合にも、ネジ類の着座を精度良く検出することができる。
【００４２】
ΔＴa，ΔＴbの差分を基準としてモータＭの停止タイミングを決定するときのフローチャートを図１１に示す。図１１から明らかなように、図１１に示すフローチャートも図９に示すものと略同様であって、単にΔＴa，ΔＴbの差分を算出するための処理（ステップＳ２０３，ステップＳ２３９〜Ｓ２５１，ステップＳ２５３〜Ｓ２６５）のみが図９に示すものと異なっている。以下、異なる部分のみを説明する。
なお、図１１におけるステップＳ２６９のモータ停止処理は、図１０に示すモータ停止処理と同一であるため、ステップＳ２６９のモータ停止処理についてはその説明を省略する。また、図１１中、ステップＳ２１１でＮＯの場合は、図１０のステップＳ１６５に進む点も同様である。
【００４３】
ステップＳ２０３は保存用のΔＴa，ΔＴb（直前に測定されたΔＴa，ΔＴb）をリセットする処理である。後述するように、ΔＴa，ΔＴbが測定されたときに、その測定したΔＴa，ΔＴｂから直前に測定されているΔＴa，ΔＴbを減算してΔＴa，ΔＴbの差分を求める。図８を例に説明すると、例えばΔＴｂ（ｊ）が測定されると、そのΔＴｂ（ｊ）から直前に測定されていたΔＴｂ（ｊ−１）を減算してΔＴbの差分が算出される。したがって、ステップＳ２０３の処理では、直前に測定され記憶されているΔＴa，ΔＴbをリセットする。
【００４４】
ステップＳ２３９〜Ｓ２５１の処理は、回転角検出センサ３８ａから出力された検出信号がマイクロコンピュータ５０によって検出されたときの処理である。
ステップＳ２３９では、保存しているΔＴaが「０」か否かが判定される（Ｓ１３７）。すなわち、ステップＳ２０３で保存用のΔＴaがリセットされた後の１回目のΔＴa測定時はΔＴaの差分が算出できないため、まず、保存用のΔＴaが「０」か否かが判定される。
保存用のΔＴaが「０」の場合〔ステップＳ２３９でＹＥＳの場合〕は、判定回数Ｎaをリセットして（Ｓ２４７）、現在カウントしているΔＴa（ｉ）を保存用ΔＴaに置き換える（Ｓ２４９）。これによって、次に回転角検出センサ３８ａからの検出信号が検出されたときに、ΔＴaの差分を算出することができる。ステップＳ２４９が終わると、次に、現在カウントされているΔＴa（ｉ）をリセットしてステップＳ２６７に進む。したがって、ΔＴc，ΔＴdが閾値Ｔ２を超えていなければ、ステップＳ２１１に戻ってステップＳ２１１からの処理が繰り返される。
【００４５】
一方、保存用のΔＴaが「０」でない場合〔ステップＳ２３９でＮＯの場合〕は、現在カウントしているΔＴa（ｉ）から保存しているΔＴaを減算した値（すなわち、ΔＴaの差分）が所定の閾値Ｔ３を超えているか否かを判定する（ステップＳ２４１）。
ΔＴa（ｉ）−ΔＴaが閾値Ｔ３を超えていない場合〔ステップＳ２４１でＮＯの場合〕は、ステップＳ２４７に進んでステップＳ２４７からの処理が繰り返される。このため、判定回数Ｎaがリセットされ、保存用ΔＴaが更新され、現在カウントしているΔＴaがリセットされる。逆に、ΔＴa（ｉ）−ΔＴaが閾値Ｔ３を超えている場合〔ステップＳ２４１でＹＥＳの場合〕は、さらに判定回数Ｎaの値が「１」か否かが判定される（Ｓ２４３）。
判定回数Ｎaの値が「１」でない場合〔ステップ２４３でＮＯの場合〕は判定回数Ｎaを「１」として（ステップＳ２４５）、ステップＳ２５１に進む。逆に、判定回数Ｎaが「１」の場合〔ステップＳ２４３でＹＥＳの場合〕はステップＳ２６９のモータ停止処理に進む。したがって、図１１に示す場合でも、第２実施例と同様に、ΔＴa（ｉ）−ΔＴaが閾値Ｔ３を超える回数が所定回数（本例では、２回）とならないとモータＭが停止させられないこととなる。
【００４６】
ステップＳ２５３〜Ｓ２６５の処理は、回転角検出センサ３８ｂから出力された検出信号がマイクロコンピュータ５０によって検出されたときの処理である。この処理は、基本的に上述したステップＳ２３９〜Ｓ２５１の処理と同一であり、単にΔＴaかΔＴbの違いであるので、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
以上、本発明のいくつかの実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した第１実施例においては、ネジ類の回転が停止したと判断された時にモータＭの回転を停止させたが、ネジ類が停止した後、所定時間経過したときにモータＭの回転を停止させる形態としても良い。この場合、回転停止後に所定時間ネジの締付が継続されるため、締付トルク不足が生じることがさらに防止される。また、木ネジの締付を行う場合など、ネジの回転が完全には停止しない場合にも、タイマの設定値を調整することで、ネジの回転速度が一定値以下となった時にモータを停止させる形態とすることが可能である。
さらに、本発明はこのような例に限られず、負荷軸に加えられる衝撃力（打撃）の回数をカウントし、打撃回数が所定回数となったときにモータＭの駆動を停止する締付工具に適用することもできる。このような締付工具では、例えば、負荷軸に加えられる打撃を検出する打撃検出センサを別途設ける。そして、上述の各実施例と同様に負荷軸の回転方向と回転角変化からネジ類の回転停止を判断し、ネジ類が回転を停止してから打撃検出センサで検出される打撃回数が設定数だけカウントされたときにモータの駆動を停止する。このような構成によると、バリ等によってネジ類等が着座する前に打撃が発生する場合でも、その着座前の打撃はカウントされず、ネジ類の着座後に所定回数だけ負荷軸に打撃が加えられてモータが停止する。したがって、ネジ類の締付トルクが一定となり、締付トルクの精度を向上することができる。
また、上述の実施例では衝撃力発生機構にオイルユニットを用いたが、衝撃力を発生させる機構としては、その他の種々の機構、例えば、ハンマによりアンビルを打撃する機械的な衝撃力発生機構を有する締付工具にも本発明を適用することができる。
また、正転／逆転の切換機能を有する工具の場合などに、切換スイッチの入力と、回転角検出センサ３８ａ，３８ｂによる出力軸の回転方向を比較することで、組付け時の配線ミスなどの異常状態を見つけることができる。
また、ネジ類の着座は、回転角検出センサから出力される検出信号の時間間隔の経時変化（すなわち、検出信号の時間間隔から決まる出力軸の回転速度をさらに微分した回転加速度）により判定するようにしても良い。ネジ類の着座前と着座後では出力軸の回転加速度が大きく変化するため、これを利用してネジ類の着座を検出することができる。
また、上述した第２実施例では、ネジ類の着座後に設定時間だけモータを駆動してからモータを停止させるものであったが、このような例に限られず、ネジ類の着座後に発生した衝撃力の回数が設定回数となったときにモータを停止するような構成とすることもできる。このような構成は、ネジ類の締付トルクが衝撃力の発生回数（着座後の発生回数）に比例する傾向が高い締付工具（例えば、機械的衝撃力発生機構を備えた締付工具）に対して有効となる。さらには、ネジ類が着座した後に出力軸が設定角度だけ回転したときにモータを停止させるような構成も可能である。ネジ類の締付トルクは、ネジ類の着座後の回転角度と被締付部材の材質によって決まるものであるため、このような構成は全ての締付工具に対して有効な方法となる。
【００４８】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例に係るアングルソフトインパクトレンチの一部断面側面図。
【図２】 軸受装置の構造を示す断面図。
【図３】 軸受装置に組み込まれる磁石と回転角検出センサの位置関係を模式的に示す図。
【図４】 出力軸が正転するときに、二つの回転角検出センサから出力される検出信号の状態を示す図。
【図５】 出力軸が逆転するときに、二つの回転角検出センサから出力される検出信号の状態を示す図。
【図６】 アングルソフトインパクトレンチの制御回路の構成を示すブロック図。
【図７】 マイクロコンピュータが行うモータオートストップ処理のフローチャート。
【図８】 回転角検出センサ３８ａ，３８ｂの検出信号とΔＴa，ΔＴb，ΔＴc，ΔＴdとの関係を模式的に示す図。
【図９】 第２実施例のマイクロコンピュータが行うモータオートストップ処理のフローチャート。
【図１０】 モータ停止処理のフロチャート。
【図１１】 第２実施例を変形したモータオートストップ処理のフローチャート。
【符号の説明】
１ ・・アングルソフトインパクトレンチ
８ ・・出力軸
１０・・軸受装置
１２・・オイルユニット
２２・・トリガスイッチ
３０・・内筒
３４・・外筒
３６・・センサ取付部材
３８ａ，３８ｂ・・回転角検出センサ
４０・・磁石取付部材
４２・・磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tightening tool such as an impact wrench, an impact driver, a torque wrench, etc., in which rotation of a motor is transmitted to a load shaft via an impact force generation mechanism.
[0002]
[Prior art]
For tightening tools such as impact wrench, the rotation of the motor has an impact force generation mechanism (for example, a mechanical impact force generation mechanism that strikes the anvil (load shaft) with a hammer, an oil unit that generates impact force with hydraulic pressure, etc.). By transmitting to the load shaft, the load shaft is rotated to tighten screws such as bolts and nuts. With this type of tightening tool, high tightening torque can be obtained, but on the other hand, screw damage due to over-tightening, or insufficient tightening torque due to fear of screw damage, and stopping the tightening of the screw early. Arise. Therefore, a technique for making the screw tightening torque constant has been developed.
In the conventional technique, a rotation detection device that detects the rotation speed of the load shaft and a control device that performs drive control of the motor based on the rotation speed detected by the rotation detection device are provided. The control device stops driving the motor when the rotation speed of the load shaft detected by the rotation detection device becomes a predetermined value or less. Therefore, according to this technique, while the rotation speed of the load shaft exceeds a predetermined value, that is, while the load shaft is rotating, the motor is driven and the screws are tightened. Conversely, when the rotational speed of the load shaft becomes equal to or less than a predetermined value, it is determined that the tightening of the screws has been completed, and the rotation of the load shaft is stopped.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-290368
[Patent Document 2]
JP-A-6-99362
[Patent Document 3]
JP 2001-277146 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the above-described prior art, it may be impossible to accurately determine the completion of tightening of the screws depending on the engagement state of the screw and the socket and the state of the screw and the member to be tightened.
  For example, there may be a gap between a socket (attached to the tip of the load shaft or the like) and a screw head engaged with the socket. In this case, if the impact force of the load shaft is transmitted to the screw, the reaction (hammering action) causes the load shaft to repeat forward rotation (rotation in the screw tightening direction) and reverse rotation (rotation in the screw loosening direction) while repeating the screw. Tighten. For this reason, even if the tightening of the screw is completed, the socket (that is, the load shaft) repeats normal rotation and reverse rotation by hammering, and therefore the rotation speed of the load shaft may not decrease below a predetermined value. For this reason, the conventional technique cannot determine the completion of screw tightening..
  BookThe present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of accurately determining the completion of tightening of screws.
[0005]
[Means, actions and effects for solving the problems]
  To solve the above problems, this bookRequestThe tightening tool according to Ming is a tightening tool in which the rotation of the motor is transmitted to the load shaft through the impact force generation mechanism and the load shaft rotates to tighten the screw. A detection device for detecting a change in angle is provided.
  In the above-described tightening tool, not only the rotation angle change of the load shaft but also the rotation direction is detected. Therefore, even if the load shaft repeats normal rotation and reverse rotation by hammering or the like, it is possible to distinguish whether the detected change in the rotation angle is rotation in the normal rotation direction or rotation in the reverse rotation direction of the load shaft. For this reason, it is possible to accurately determine the completion of tightening of the screws or the seating of the screws.
[0006]
  The detection device includes a first detection sensor that detects a change in the rotation angle of the load shaft, and a second detection sensor that detects a change in the rotation angle of the load shaft, and is output from the first detection sensor. Detection signal and detection signal output from the second detection sensorIssueWhen the load axis rotates forward, it shifts by the first phase angle. When the load shaft rotates reversely, it shifts by the second phase angle.Ru.
  According to such a configuration, whether the load shaft is rotating forward or reverse is detected from the phase shift between the detection signal output from the first detection sensor and the detection signal output from the second detection sensor. it can. Further, the change in the rotation angle of the load shaft can be detected by the detection signal of the first detection sensor and / or the detection signal of the second detection sensor.
  Here, as the “detection sensor”, various conventionally known sensors can be used. For example, a photo interrupter (which optically detects a change in the rotation angle of the load shaft) arranged so as to sandwich a slit of a shielding plate attached to the load shaft, or a magnetic field change by a magnet attached to the load shaft is detected. A magnetic sensor or the like arranged as described above can be used. Use of a magnetic sensor eliminates the influence of machine oil, dust, etc., so that a change in the rotation angle of the load shaft can be accurately detected.
[0007]
When the first detection sensor and the second detection sensor are provided as described above, a bearing device that rotatably supports the load shaft is further provided, and the bearing device is an inner cylinder fixed to the load shaft. And an outer cylinder part rotatably supporting the inner cylinder part, and the outer cylinder part is preferably provided with the first detection sensor and the second detection sensor.
In such a configuration, the load shaft is fixed to the inner cylinder portion of the bearing device, and the first detection sensor and the second detection sensor are disposed in the outer cylinder portion that supports the inner cylinder portion. For this reason, the clearance between the inner cylinder part (that is, the load shaft) and the outer cylinder part (that is, the first detection sensor and the second detection sensor) is kept substantially constant, and the detection accuracy by the rotation angle detection sensor Can be improved.
It should be noted that the bearing device and the detection device may be integrated into a sub-assembly by incorporating the first detection sensor and the second detection sensor in the outer cylinder portion in advance. In such a case, it is not necessary to adjust the arrangement positions of the two detection sensors in the final assembly process of the tightening tool, and the final assembly process can be simplified.
In the above case, when a magnetic sensor is used for the first detection sensor and the second detection sensor, a plurality of magnets are arranged at regular intervals on the inner cylindrical wall surface facing the magnetic sensor, It is preferable that the magnetic poles of the plurality of magnets facing the magnetic sensor are arranged so that the S poles and the N poles are alternately arranged.
[0009]
  The fastening tool according to the present invention isThe apparatus further includes a control device that controls the motor based on detection signals output from the first detection sensor and the second detection sensor.TheThe control device isA rotation direction of the load shaft is determined based on a phase difference between detection signals of the first detection sensor and the second detection sensor. When the load shaft is reversely rotated, the first detection sensor and the second detection sensor The reverse rotation amount is stored based on the detection signal output from the detection sensor, and stored based on the detection signals output from the first detection sensor and the second detection sensor when the load shaft is rotating forward. The time interval of the detection signal output from the first detection sensor when the stored reverse rotation amount is zero and the load shaft is rotating forward is measured by the first timer. When the time interval measured by the first timer exceeds a first predetermined value, the rotation of the motor is stopped after a predetermined time has elapsed from the timing when the first predetermined value is exceeded..
  Further, the control device measures the time interval of the detection signal output from the second detection sensor when the stored reverse rotation amount is zero and the load shaft is rotating forward by the second timer. Then, when the time interval measured by the second timer exceeds the first predetermined value, the rotation of the motor may be stopped after a predetermined time elapses from the timing when the first predetermined value is exceeded.
  In such a configuration, even when hammering or the like occurs before the screws are seated (for example, when a tapping screw is tightened), the seating of the screws is accurately detected, and the motor is operated for a predetermined time after the screws are seated. The accuracy of the tightening torque of the screws can be improved by driving.
[0011]
  The present inventionManages the tightening torque of screws based on the number of impact forces generated after the screws are seatedAlso embodied in tightening tools. That is, the tightening tool includes an impact force detection unit that detects that an impact force is generated by the impact force generation mechanism, a detection signal output from the first detection sensor and the second detection sensor, and an impact force. A control device is provided for controlling the motor based on whether or not the impact force detected by the detection means is generated.
  And the control deviceA rotation direction of the load shaft is determined based on a phase difference between detection signals of the first detection sensor and the second detection sensor. When the load shaft is reversely rotated, the first detection sensor and the second detection sensor The reverse rotation amount is stored based on the detection signal output from the detection sensor, and stored based on the detection signals output from the first detection sensor and the second detection sensor when the load shaft is rotating forward. The time interval of the detection signal output from the first detection sensor when the stored reverse rotation amount is zero and the load shaft is rotating forward is measured by the first timer. The time interval measured by the first timer isWhen the first predetermined value is exceeded, the rotation of the motor is stopped at the timing when the number of impact forces detected by the impact force detection means reaches the predetermined number after exceeding the first predetermined value.The
  The control device isWhen the stored amount of reverse rotation is zero and the load shaft is rotating forward, the time interval of the detection signal output from the second detection sensor is measured by the second timer, and the second timer When the measured time interval exceeds the first predetermined value, the rotation of the motor is stopped at the timing when the number of impact forces detected by the impact force detection means reaches the predetermined number after exceeding the first predetermined value. It is also preferable to be characterized by.
[0013]
  In addition, TightenAs the impact force generation mechanism of the attached tool, a mechanical impact force generation mechanism or an impact force generation mechanism using oil pressure such as an oil unit can be adopted..
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The tightening tool described in each claim described above can be suitably implemented in the following modes.
(Mode 1) The impact force generation mechanism includes an oil unit that generates an impact force on a load shaft, and an output shaft of the oil unit is a load shaft.
In such a form, the maximum value of the impact force transmitted to the load shaft can be adjusted by adjusting the maximum pressure generated in the oil unit. In addition, the oil unit is prevented from being damaged by continuing to drive the oil unit.
[0016]
【Example】
Next, an angle soft impact wrench according to an embodiment embodying the present invention will be described. FIG. 1 shows a partial sectional side view of an angle soft impact wrench. In the angle soft impact wrench 1 shown in FIG. 1, a motor M (not shown in FIG. 1, but shown in FIG. 6) as a drive source is accommodated and fixed in a housing 3. The planetary gear mechanism 18 is connected to the output shaft 20 of the motor M, and the oil unit 12 is connected to the output shaft 16 of the planetary gear mechanism 18 via the buffer mechanism 14.
The oil unit 12 is a known device that instantaneously generates a large impact force (oil pulse) on the output shaft 8 by using the pressure of the oil accommodated therein. The oil pulse generated in the oil unit 12 is adjusted so as to obtain a predetermined tightening torque by adjusting the maximum pressure value of the oil stored inside. The buffer mechanism 14 is a known mechanism (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-31281) for preventing an impact when an oil pulse is generated by the oil unit 10 from being directly transmitted to the planetary gear mechanism 16 side.
The output shaft 8 of the oil unit 12 is supported by a bearing device 10 which will be described in detail later, and a bevel gear 6 is connected to the tip of the shaft. The bevel gear 6 meshes with a bevel gear 4 provided at one end of a spindle 2 that is supported orthogonally to the output shaft 8. The other end of the spindle 2 is attached with a socket (not shown) that engages with a head such as a bolt or a nut.
Therefore, when the motor M rotates in the angle soft impact wrench 1, the rotation is decelerated by the planetary gear mechanism 16 and transmitted to the oil unit 12. The oil unit 12 transmits the rotation transmitted from the motor 22 as it is to the spindle 2 without generating an oil pulse because the load on the spindle 2 (the output shaft 8) is low at the initial stage where tightening of nuts is started. . For this reason, the spindle 2 rotates continuously, and the screws are continuously tightened accordingly. On the other hand, when the screws are tightened to increase the load on the spindle 2 (output shaft 8), an oil pulse is generated from the oil unit 12, and the screws are tightened by the impact force.
[0017]
Next, the bearing device 10 that rotatably supports the output shaft 8 of the oil unit 12 that operates as described above will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the bearing device, FIG. 3 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnet incorporated in the bearing device and the rotation angle detection sensor, and FIGS. 4 and 5 are outputs. It is a figure which shows the state of the detection signal output from two rotation angle detection sensors, respectively, when the axis | shaft 8 carries out normal rotation or reverse rotation.
As shown in FIG. 2, the bearing device 10 includes an inner cylinder 30 and an outer cylinder 34 that rotatably supports the inner cylinder 30. The inner cylinder 30 is formed with an insertion hole having substantially the same diameter as the outer diameter of the output shaft 8 of the oil unit 12 (slightly smaller than the outer diameter of the output shaft 8). The output shaft 8 of the oil unit 12 is press-fitted into the insertion hole from the right end side of the drawing, whereby the inner cylinder 30 is fixed to the output shaft 8. Therefore, when the output shaft 8 rotates, the inner cylinder 30 rotates together with the output shaft 8.
A cylindrical magnet attachment member 40 is fixed to the right end of the inner cylinder 30 in the drawing. A plurality of magnets 42 (shown by 42a, 42b, 42c... In FIG. 3) are arranged at equal intervals on the outer periphery of the magnet mounting member 40. As shown in FIG. 3, the magnet 42 includes magnets 42 a, 42 c... Arranged so that the S pole is on the outer peripheral side, and magnets 42 b... Arranged so that the N pole is on the outer peripheral side. The magnets 42a, 42c... With the S pole on the outer peripheral side and the magnets 42b with the N pole on the outer peripheral side are alternately arranged. Note that the center angle between adjacent magnets (for example, the angle formed by the center of the magnet 42a, the center of the magnet 42b, and the rotation center of the inner cylinder 30) is the same angle at α ° as shown in FIG.
[0018]
The outer cylinder 34 is a cylindrical member having an inner diameter larger than that of the inner cylinder 30 as shown in FIG. A ball 32 is interposed between the inner cylinder 30 and the outer cylinder 34, and the inner cylinder 30 is assembled so as to be rotatable with respect to the outer cylinder 34. Therefore, when the outer cylinder 34 is accommodated and fixed in the housing 3, the inner cylinder 30 (that is, the output shaft 8) is rotatably supported with respect to the outer cylinder 34 (that is, the housing 3).
A cylindrical sensor attachment member 36 is fixed to the right end of the outer cylinder 34 in the drawing. Rotation angle detection sensors 38a and 38b are disposed on the inner wall surface of the sensor mounting member 36 at positions facing the magnet 42 (see FIG. 3). The rotation angle detection sensors 38a and 38b are latch type Hall ICs that detect a change in the magnetic field and switch the state of the detection signal. In the rotation angle detection sensors 38a and 38b, the state of the output signal becomes LOW level when the magnetic field on the S pole side acts, and the state of the output signal becomes HIGH level when the magnetic field on the N pole side acts. Therefore, when the rotation angle detection sensors 38a, 38b are positioned opposite to the magnets 42a, 42c,... With the outer peripheral side being the S pole side, the state of the detection signals output from the rotation detection sensors 38a, 38b is LOW level. When the position is opposite to the magnets 42b, with the N pole side as the outer peripheral side, the state of the detection signal output from the rotation angle detection sensors 38a, 38b is HIGH.
[0019]
The rotation angle detection sensors 38a and 38b are arranged at positions shifted by a central angle θ ° (θ = α ° / 2 in this embodiment) as well shown in FIG. Therefore, when the inner cylinder 30 (that is, the output shaft 8) rotates in the forward rotation direction, the state of the detection signal output from the rotation angle detection sensors 38a and 38b changes as shown in FIG.
For specific description, for example, it is assumed that the rotation angle detection sensors 38a, 38b and the magnets 42a, 42b, 42c are in the state shown in FIG. In the state shown in FIG. 3, the rotation angle detection sensor 38a is in a position facing the magnet 42b (the N pole is on the outer peripheral side), so that the detection signal is at a HIGH level. On the other hand, the detection signal of the rotation angle detection sensor 38b is at the LOW level due to the already passed magnet 42c (S pole is on the outer peripheral side). When the inner cylinder 30 is rotated by θ ° from this state, the magnet 42b (N pole is on the outer peripheral side) is positioned to face the rotation angle detection sensor 38b. For this reason, the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38b is switched from the LOW level to the HIGH level. At this time, the state of the detection signal of the rotation angle detection sensor 38a remains at the HIGH level. Further, when the inner cylinder 30 is rotated and the inner cylinder 30 is rotated by α ° from the state of FIG. 3, the magnet 42a (S pole is on the outer peripheral side) is positioned to face the rotation angle detection sensor 38a. For this reason, the detection signal of the rotation angle detection sensor 38a is switched from HIGH level to LOW level. Similarly, when the inner cylinder 30 (output shaft 8) rotates by an angle θ ° after the detection signal state of the rotation angle detection sensor 38a is switched, the detection signal state of the rotation angle detection sensor 38b is switched. Become.
When the output shaft 8 rotates in the reverse direction, the detection signals of the rotation angle detection sensors 38a and 38b change as shown in FIG. 5 contrary to the above case. That is, when the output shaft 8 is further rotated by the angle θ ° after the detection signal state of the rotation angle detection sensor 38b is switched, the detection signal state of the rotation angle detection sensor 38a is switched.
[0020]
As apparent from the above description, the rotation angle detection sensors 38a and 38b switch the level of the detection signal every time the inner cylinder 30 (that is, the output shaft 8 of the oil unit 12) rotates by α °. Therefore, the rotation angle detection sensors 38a and 38b output one pulse wave every time the output shaft 8 rotates 2 × α °, and the microcomputer 50 described later detects the rising edge and the falling edge of the pulse wave. Thus, a change in the rotation angle of the output shaft 8 is detected. Accordingly, if the edge of the pulse wave cannot be detected even if the output shaft 8 rotates (regardless of forward rotation or reverse rotation), the rotation angle change of the output shaft 8 becomes 0 °. That is, the minimum resolution of the rotation angle change (forward rotation direction and reverse rotation direction) of the output shaft 8 that can be detected by the rotation angle detection sensors 38a and 38b is 2 × α °.
Further, the detection signals output from the two rotation angle detection sensors 38 a and 38 b are out of phase by θ °, and the direction in which the phase is shifted differs depending on the rotation direction of the output shaft 8. Therefore, the rotation direction of the output shaft 8 is detected by the phase shift of the detection signals output from the rotation angle detection sensors 38a and 38b. That is, the determination is made based on the input order of the detection signals (rising edge and falling edge) of the rotation angle detection sensor 38a and the detection signals (rising edge and falling edge) of the rotation angle detection sensor 38b.
The detection signal shown in FIG. 8 will be specifically described as an example. In the example of FIG. 8, since the output shaft 8 is hammered within a narrow angle range, the period during which only the detection signal output from the one rotation angle detection sensor 38b becomes a pulse wave is detected by the microcomputer 50. Has occurred.
First, the microcomputer 50 detects the rising edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38a at time t1, and then detects the rising edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38b at time t2. Therefore, it is determined that the output shaft 8 is rotating forward at time t2. Further, the falling edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38a is detected at time t3, and then the falling edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38b is detected at time t4. For this reason, it is determined that the output shaft 8 is rotating forward at times t3 and t4.
On the other hand, the rising edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38b is detected at time t5. Therefore, the rising edge from the rotation detection sensor 38a that should be detected if the output shaft 8 is rotating forward is not detected, and the rising edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38b is detected. It is determined that the output shaft 8 is reversed. Similarly, it is determined that the output shaft 8 is rotating forward at time t6, it is determined that the output shaft 8 is rotating reversely at time t7, and it is determined that the output shaft 8 is rotating forward at time t8. Is done.
Since the rising edge of the detection signal from the rotation angle detection sensor 38a is detected at time t9, it is determined that the output shaft 8 is rotating forward and the output shaft is rotated in the forward rotation direction by the minimum resolution. To be judged. Since the detection signals (rising edge and falling edge) detected at times t10, t11, and t12 are in the order when the output shaft 8 is rotating forward, it is determined that the output shaft 8 is rotating forward. The
[0021]
The angle soft impact wrench 1 is provided with a trigger switch 22 for starting the motor M, and a battery for supplying power to the motor M, the microcomputer 50 described below, and the like at the lower end of the housing 3. The pack 24 is detachably attached.
[0022]
Next, the configuration of the control circuit of the angle soft impact wrench 1 will be described with reference to FIG. The control circuit of the angle soft impact wrench 1 according to the present embodiment is configured around a microcomputer 50 housed in the housing 3.
The microcomputer 50 is a microcomputer in which a CPU 52, a ROM 54, a RAM 56 and an I / O 58 are integrated into one chip, and are connected as shown in FIG. The ROM 54 of the microcomputer 50 stores a control program for automatically stopping the driving of the motor M, which will be described in detail later.
The rotation angle detection sensors (Hall ICs) 38a and 38b described above are connected to predetermined input ports of the I / O 58, and detection signals output from the rotation angle detection sensors 38a and 38b are input to the microcomputer 50. ing. Further, the battery pack 24 as a power source is connected to the microcomputer 50 via the power supply circuit 64 and is connected to the motor M via the drive circuit 62. Further, the motor M is controlled by the microcomputer 50 via the drive circuit 62 and the brake circuit 60.
When the motor M is driven, the output shaft 8 of the oil unit 12 rotates, and accordingly, a detection signal is input to the microcomputer 50 from the rotation angle detection sensors 38a and 38b. The microcomputer 50 performs the process described below based on the input detection signal, and stops the motor M by operating the brake circuit 60 at a predetermined timing.
[0023]
Next, the processing of the microcomputer 50 when tightening nuts using the angle soft impact wrench 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 7 shows a flowchart of processing performed by the microcomputer 50.
In order to tighten the nuts using the angle soft impact wrench 1, first, the operator engages the nuts with the socket attached to the tip of the spindle 2 and turns on the trigger switch 22. When the trigger switch 22 is turned on, the microcomputer 50 starts rotation of the motor M and performs the processing described below.
In this embodiment, immediately after the trigger switch 22 is turned on, the motor M is not driven with the maximum power, and the rotation speed of the motor M is gradually increased within a predetermined time after the trigger switch 22 is turned on ( (Hereinafter referred to as soft start). Since the process for this soft start is the same as a conventionally known process, the procedure for stopping the driving of the motor M will be mainly described here.
[0024]
When the trigger switch 22 is turned on, as shown in FIG. 7, the microcomputer 50 first resets the auto stop timer and starts counting (step S10). The auto stop timer is a timer for determining whether or not to stop the motor M, and stops driving the motor M when the auto stop timer reaches a preset value as will be described later.
When the auto stop timer is initialized, the soft start timer is then reset to start counting (step S12). The soft start timer is a timer for determining whether or not the motor M is driven and controlled by the soft start.
In step S14, the value of the variable R that stores the reverse rotation amount of the output shaft 8 is cleared (step S14). Next, it is determined whether or not the trigger switch 22 is in an ON state (step S16). If the trigger switch 22 is not in the ON state (NO in step S16), the process proceeds to step S42 and the motor M is stopped (step S42). Therefore, when the operator who has turned on the trigger switch 22 turns off the trigger switch 22 during the screw tightening operation, the motor M is stopped even during the tightening operation.
On the other hand, when the trigger switch 22 is in the ON state (YES in step S16), the state of the detection signal output from the rotation angle detection sensors 38a and 38b is confirmed (step S18). Specifically, it is checked whether or not the pulse edge of the detection signal is detected by confirming the state of the input port to which the detection signals of the rotation angle detection sensors 38a and 38b are input.
[0025]
In step S20, it is determined whether or not the pulse edge of the detection signal has been detected by the process of step S18 (step S20). If the pulse edge of the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a or 38b has not been detected (NO in step S20), it is determined whether or not the soft start has ended (step S36). Specifically, the determination is made based on whether or not the soft start timer that has started counting in step S12 exceeds a predetermined time (time for driving the motor M by soft start).
If the soft start has been completed (YES in step S36), the process proceeds to step S40. On the other hand, if the soft start has not ended (NO in step S36), the process proceeds to step S35, the auto-stop timer is reset and restarted, and then the process returns to step S16 and the processes from step S16 are repeated. Therefore, in this embodiment, the auto-stop timer is reset when the soft start is not finished, and the motor M is not automatically stopped by the microcomputer 50.
If it progresses to step S40, it will be determined whether an auto stop timer corresponds with a setting value (step S40). If the auto stop timer is greater than or equal to the set value (YES in step S40), the motor M is stopped (step S42). If the auto stop timer does not match the set value (NO in step S40), the process returns to step S16. The process from step S16 is repeated.
[0026]
On the other hand, when the pulse edge of the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a or 38b is detected by the process of step S20 described above (YES in step S20), whether the rotation direction of the output shaft 8 is the normal rotation direction. It is determined whether or not (step S24). Specifically, the determination is made based on the phase difference between the detected detection signal (pulse edge) of the rotation angle detection sensor 38a and the detection signal (pulse edge) of the rotation angle detection sensor 38b. That is, if the detection signal of the rotation angle detection sensor 38b is delayed by θ ° as shown in FIG. 4, it is determined that the output shaft 8 has rotated forward, and the detection signal of the rotation angle detection sensor 38a is θ ° as shown in FIG. If it is delayed by a certain amount, it is determined that the output shaft 8 is reversed.
[0027]
If the output shaft 8 is not rotating in the forward rotation direction (NO in step S24), 1 is added to the variable R that stores the amount of reverse rotation because the output shaft 8 is rotating in the reverse rotation direction (step S26). ). Thereafter, the process proceeds to step S36, and the same process as described above is performed. Therefore, when the soft start is finished, the auto stop timer is not reset and the determination in step S40 is performed.
[0028]
Conversely, if the output shaft 8 is rotating in the forward direction (YES in step S24), it is determined whether or not the stored reverse rotation amount R is 0 (step S30). That is, in the tightening tool, the output shaft 8 repeats forward rotation and reverse rotation due to the backlash and hammering action of the socket. Therefore, even when the output shaft 8 is rotated forward, whether the nuts are tightened (whether the nuts are rotated) or whether the output shaft 8 is returned to the original position simply by a hammering action or the like. It cannot be judged. Therefore, by determining whether or not the stored reverse rotation amount R is 0, it is determined whether or not screw tightening has been performed by rotation in the normal rotation direction.
If the stored reverse rotation amount R is not 0 (NO in step S30), the process proceeds to step S32, 1 is subtracted from the reverse rotation amount R (step S32), and the process proceeds to step S36. That is, when the reverse rotation amount R is not 0, the nuts are not tightened by the rotation of the output shaft 8, and it is determined that the nuts are stopped. For this reason, if the soft start is completed, the auto stop timer is determined.
On the other hand, if the stored reverse rotation amount R is 0 (YES in step S30), it is determined that the screw has been tightened and rotated by rotation of the output shaft 8 in the forward rotation direction, and the auto stop timer is reset and restarted. (Step S35), the process returns to step S16 and the process from step S16 is repeated.
[0029]
As is clear from the above description, in the angle soft impact wrench 1 of this embodiment, when the trigger switch 22 is turned on, the motor M is driven, and at the same time, the rotation angle of the output shaft 8 is detected by the detection signals of the rotation angle detection sensors 38a and 38b. Changes and direction of rotation are detected. As long as the output shaft 8 rotates in the forward direction, the auto stop timer is reset and the motor M is driven. When the output shaft 8 stops rotating, the auto stop timer starts counting and the motor M is automatically driven. Controlled to stop.
Here, when the output shaft 8 repeats reverse rotation and forward rotation by hammering, the reverse rotation amount R is obtained from the detected rotation direction of the output shaft 8, and it is determined whether or not the screws are stopped. Then, even if rotation in the forward rotation direction is detected, unless the reverse rotation amount R is 0 (not normal rotation from the original position), it is determined that the screws are stopped, and the count of the auto stop timer is continued. Therefore, even if reverse rotation and forward rotation are repeated by hammering, the driving of the motor M is stopped after the set time has elapsed as long as the screws are stopped. Therefore, overtightening of the screws is prevented, and the tightening torque of the screws can be managed with high accuracy. In particular, in the angle soft impact wrench 1 of the present embodiment, the oil unit 10 is used as a device for generating an impact force, so that the impact force applied to the output shaft 8 can be controlled to a constant value and tightening is performed. The accuracy of torque can be further improved.
Further, since the auto-stop function does not work during the soft start, even if the rotation of the screws stops during the soft start, the motor M is driven and stopped for a set time after the soft start is completed. Therefore, the set impact force acts on the screw, and the soft start function prevents the tightening torque accuracy from being lowered.
In the present embodiment, the rotation angle detection sensors 38a and 38b are disposed in the bearing device 10, so that the positional relationship between the rotation angle detection sensors 38a and 38b, the rotation angle detection sensors 38a and 38b, the output shaft 8, and the like. The clearance between the two is kept substantially constant. Therefore, the rotation direction and rotation angle change of the output shaft 8 can be detected with high accuracy.
[0030]
(Example 2) Next, a tightening tool (angle soft impact wrench) according to a second example embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
The tightening tool according to the second embodiment also has the same mechanical configuration as the tightening tool according to the first embodiment. However, the second embodiment is different from the first embodiment in that the timer is started from the timing when the seating of the screws is detected and the motor is stopped when the timer reaches the set time. Therefore, for the mechanical configuration of the tightening tool according to the second embodiment, the reference numerals of the first embodiment are used and the description thereof is omitted, and only differences from the first embodiment are described.
[0031]
In the tightening tool of the second embodiment, the time intervals (ΔTa, ΔTb) of the detection signals (pulse edges) output from the rotation angle detection sensors 38a, 38b and the output shaft 8 are the rotation angle detection sensors 38a, 38b. The seating of the screws is detected based on the time (ΔTc, ΔTd) required to rotate in the forward rotation direction by the minimum resolution (2 × α °). That is, in the second embodiment, paying attention to the fact that ΔTa, ΔTb, ΔTc, and ΔTd change greatly before and after the screws are seated, and based on these, the seating of the screws (stop timing of the motor M) is determined. By doing so, the tightening torque of the screws is managed.
Here, the relationship between the detection signals of the rotation angle detection sensors 38a and 38b and the above ΔTa, ΔTb, ΔTc and ΔTd is schematically shown in FIG. As is apparent from FIG. 8, ΔTa and ΔTb are times measured without considering the rotation direction of the output shaft 8, and ΔTc and ΔTd are times measured taking the rotation direction of the output shaft 8 into consideration. .
The reason for determining seating using ΔTa and ΔTb is to determine the seating of a tapping screw or the like that generates an impact force before seating, and the reason for determining seating using ΔTc and ΔTd is that an impact force is generated after seating. This is to determine whether a normal machine screw is seated. This is because in the case of a tapping screw or the like, a certain amount of load acts on the output shaft from the initial tightening of the screw, so even if ΔTc and ΔTd are monitored, the change is small before and after sitting. In the case of ordinary mechanical screws, the output shaft 8 rotates at a substantially constant speed until the screws are seated, and the rotational speed of the output shaft 8 is suddenly reduced after the seating. Therefore, ΔTc and ΔTd should be monitored. Thus, the seating of the screws can be accurately detected.
[0032]
9 and 10 are flowcharts of processing performed by the microcomputer 50 according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, when the trigger switch 22 is turned on, the microcomputer 50 first resets timers for measuring ΔTa, ΔTb, ΔTc, ΔTd and starts counting (step S101). The soft start timer is reset to start counting (step S103).
When each timer is initialized, the value of the variable R that stores the amount of reverse rotation of the output shaft 8 is then cleared (step S105). Further, the values of the determination times Na and Nb are reset (step S107). The determination number Na is incremented by 1 when ΔTa exceeds a predetermined threshold T1, and cleared when it does not exceed ΔTa. Similarly, the determination number Nb is incremented by 1 when ΔTb exceeds a predetermined threshold T1, and cleared when it does not exceed ΔTb. Therefore, the determination times Na and Nb are the number of times that ΔTa and ΔTb continuously exceed the threshold value T1, respectively.
[0033]
Next, it is determined whether or not the trigger switch 22 is in an ON state (step S109). If the trigger switch 22 is not in the ON state (NO in step S109), the process proceeds to step S165 in FIG. On the other hand, when the trigger switch 22 is in the ON state [YES in Step S109], the state of the detection signal output from the rotation angle detection sensors 38a and 38b is confirmed (Step S111).
In step S113, it is determined whether or not the pulse edge of the detection signal has been detected by the process in step S111. When the pulse edge of the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a or 38b is not detected (NO in step S113), the process proceeds to step S115 to determine whether or not the soft start is finished.
[0034]
If the soft start has been completed (YES in step S115), the process proceeds to step S157. On the other hand, if the soft start has not ended (NO in step S115), the process proceeds to step S133 to reset ΔTa, ΔTb, ΔTc, ΔTd and restart. When step S133 ends, the process returns to step S109 and the processing from step S109 is repeated. Therefore, also in the second embodiment, the motor M is not automatically stopped by the microcomputer 50 when the soft start is not finished.
In step S157, it is determined whether ΔTc or ΔTd exceeds a predetermined threshold value T2. If ΔTc or ΔTd does not exceed the threshold value T2 [NO in step S40], the process returns to step S109, and the processing from step S109 is repeated. On the other hand, if ΔTc or ΔTd exceeds the threshold value T2 [YES in step S157], motor stop processing is performed assuming that the screws are seated (step S159).
[0035]
The motor stop process in step S159 will be described with reference to FIG. In the motor stop process, first, the post-seating timer is reset and started (step S161). The post-sitting timer has a pair for measuring the motor driving time after the screws are seated.
In step S163, it is determined whether the post-seating timer started in step S161 has reached a set time or more. If the post-seating timer is longer than the set time (YES in step S163), the motor M is stopped, and if the post-seating timer is less than the set time (YES in step S163), the post-seating timer is Wait until the set time is exceeded.
Therefore, if it is determined in step S157 in FIG. 9 that the screws are seated (that is, YES in step S157), the motor M stops when the set time has elapsed since that time. Therefore, the tightening torque accuracy of the screws can be improved by driving the motor M for a set time after the screws are seated.
[0036]
When the pulse edge of the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a or 38b is detected by the process in step S113 (YES in step S113), it is determined whether or not the rotation direction of the output shaft 8 is the normal rotation direction. (Step S117). If the output shaft 8 is not rotating in the forward rotation direction (NO in step S117), 1 is added to the variable R that stores the reverse rotation amount because the output shaft 8 is rotating in the reverse rotation direction (step S119). ).
Conversely, if the output shaft 8 is rotating in the forward rotation direction (YES in step S117), it is determined whether or not the stored reverse rotation amount R is 0 (step S121). If the stored reverse rotation amount R is not 0 [NO in step S121], 1 is subtracted from the reverse rotation amount R (step S123).
On the other hand, if the stored reverse rotation amount R is 0 [YES in step S121], it is determined whether or not the detection signal detected in step S113 is a detection signal from the rotation angle detection sensor 38a (S125). If it is a detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a (YES in step S125), ΔTc is reset and restarted (S127), and if it is output from the rotation angle detection sensor 38b [step In the case of NO in S125], ΔTd is reset and restarted (S129). Accordingly, when the output shaft 8 does not rotate in the forward direction beyond the rotation angle in the reverse direction, ΔTc and ΔTd are not reset and the count is continued. Therefore, even if hammering or the like occurs, the seating of the screws can be detected with high accuracy.
[0037]
In step S131, it is determined whether or not the soft start has ended. If the soft start has been completed (YES in step S131), the process proceeds to step S135. On the other hand, if the soft start has not ended (NO in step S131), the process proceeds to step S133, where ΔTa, ΔTb, ΔTc, ΔTd is reset and restarted. When step S133 ends, the process returns to step S109 and the processing from step S109 is repeated.
[0038]
In step S135, first, it is determined whether or not the detection signal detected in step S111 is a detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a (step S135). If the detection signal detected in step S111 is a detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a (YES in step S135), it is determined whether ΔTa exceeds a predetermined threshold T1 (S137). ).
If ΔTa does not exceed the predetermined threshold value T1 (NO in step S137), the determination number Na is reset (S143), and the process proceeds to step S145. If ΔTa exceeds a predetermined threshold value T1 (YES in step S137), it is further determined whether or not the value of the determination number Na is “1” (S139). If the value of the determination number Na is not “1” (NO in step 139), the determination number Na is set to “1” (step S141), and if the determination number Na is “1” (YES in step S139). Advances to step S159 to stop the motor M. Therefore, in this embodiment, the motor M cannot be stopped unless the number of times ΔTa exceeds the threshold value T1 continues for a predetermined number of times (twice in this embodiment). Therefore, even when ΔTa temporarily exceeds the threshold value T1 due to burrs or the like, the motor M is not stopped.
In step S145, ΔTa is reset and restarted in order to measure the time until the next detection signal output from the rotation detection sensor 38a is received (step S145). Then, the process proceeds to step S157 already described.
[0039]
On the other hand, when the detection signal detected in step S111 is a detection signal output from the rotation angle detection sensor 38b (NO in step S135), it is determined whether ΔTb exceeds a predetermined threshold T1. (S147). If ΔTb does not exceed the predetermined threshold T1 [NO in step S147], the determination number Nb is reset (S153), and the process proceeds to step S155.
If ΔTb exceeds a predetermined threshold T1 [YES in step S147], it is further determined whether or not the determination number Nb is “1” (S149). If the determination number Nb is not “1” (NO in step 149), the determination number Nb is set to “1” (step S151), and if the determination number Nb is “1” (YES in step S149), step Proceeding to S159, the motor stop process is performed. Therefore, similarly to ΔTa described above, the motor M is not stopped unless the number of times ΔTb exceeds the threshold value T1 continues for a predetermined number of times (in this embodiment, twice).
In step S155, ΔTb is reset and restarted in order to measure the time until the next detection signal output from the rotation detection sensor 38b is received (step S155). Then, the process proceeds to step S157 already described.
[0040]
According to the second embodiment described above, the seating of the screws is detected from the time counted by the four timers ΔTa, ΔTb, ΔTc, and ΔTd, and the motor M is operated for a set time after the seating of the screws is detected. Since it is driven, it is possible to improve the tightening torque accuracy of the screws.
Further, since the seating of the screws is detected by four timers ΔTa, ΔTb, ΔTc, and ΔTd, both types of screws such as a tapping screw that generates an impact force before the seating and a mechanical screw that generates an impact force after the seating are provided. It is possible to accurately detect the seating of a kind.
[0041]
In the second embodiment described above, the stop timing of the motor M is determined based on the time interval ΔTa of the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a and the time interval ΔTb of the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38b. In addition, for example, a difference of ΔTa (a value obtained by subtracting ΔTa measured one time before ΔTa) or a difference of ΔTb (measured one time before measured ΔTa) Further, the stop timing of the motor M can be determined based on (subtracting ΔTa). By using the difference between ΔTa and ΔTb as a reference, changes in ΔTa and ΔTb before and after seating become clearer, and seating of screws can be detected with good accuracy. That is, by using the difference between ΔTa and ΔTb as a reference, the seating of the screws can be accurately detected even when the rotational speed of the motor M changes due to voltage fluctuation or the like and the rotational speed of the output shaft 8 changes. it can.
[0042]
FIG. 11 shows a flowchart for determining the stop timing of the motor M based on the difference between ΔTa and ΔTb. As is clear from FIG. 11, the flowchart shown in FIG. 11 is substantially the same as that shown in FIG. 9, and is simply a process for calculating the difference between ΔTa and ΔTb (step S203, steps S239 to S251, step S253). Only S265) is different from that shown in FIG. Only the different parts will be described below.
Note that the motor stop process in step S269 in FIG. 11 is the same as the motor stop process shown in FIG. 10, and therefore the description of the motor stop process in step S269 is omitted. In addition, in the case of NO in step S211 in FIG. 11, the same goes for the point of proceeding to step S165 in FIG.
[0043]
Step S203 is a process for resetting ΔTa and ΔTb for storage (ΔTa and ΔTb measured immediately before). As will be described later, when ΔTa and ΔTb are measured, ΔTa and ΔTb measured immediately before are subtracted from the measured ΔTa and ΔTb to obtain a difference between ΔTa and ΔTb. Referring to FIG. 8 as an example, when ΔTb (j) is measured, for example, ΔTb (j−1) measured immediately before is subtracted from ΔTb (j) to calculate a difference of ΔTb. Therefore, in the process of step S203, ΔTa and ΔTb measured and stored immediately before are reset.
[0044]
The processing in steps S239 to S251 is processing when the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38a is detected by the microcomputer 50.
In step S239, it is determined whether or not the stored ΔTa is “0” (S137). That is, since the difference of ΔTa cannot be calculated during the first ΔTa measurement after the storage ΔTa is reset in step S203, it is first determined whether or not the storage ΔTa is “0”.
If the saving ΔTa is “0” (YES in step S239), the determination number Na is reset (S247), and ΔTa (i) currently counted is replaced with the saving ΔTa (S249). Thus, the next difference of ΔTa can be calculated when a detection signal from the rotation angle detection sensor 38a is detected next time. When step S249 ends, next, ΔTa (i) currently counted is reset, and the process proceeds to step S267. Therefore, if ΔTc and ΔTd do not exceed the threshold value T2, the process returns to step S211 and the processing from step S211 is repeated.
[0045]
On the other hand, if ΔTa for storage is not “0” (NO in step S239), a value obtained by subtracting ΔTa stored from ΔTa (i) currently being counted (that is, a difference in ΔTa) is predetermined. It is determined whether or not the threshold value T3 is exceeded (step S241).
If ΔTa (i) −ΔTa does not exceed the threshold value T3 (NO in step S241), the process proceeds to step S247, and the processes from step S247 are repeated. Therefore, the determination number Na is reset, the saving ΔTa is updated, and ΔTa currently counted is reset. Conversely, if ΔTa (i) −ΔTa exceeds the threshold value T3 (YES in step S241), it is further determined whether or not the value of the determination number Na is “1” (S243).
If the value of the determination number Na is not “1” [NO in step 243], the determination number Na is set to “1” (step S245), and the process proceeds to step S251. On the other hand, if the determination number Na is “1” (YES in step S243), the process proceeds to the motor stop process in step S269. Accordingly, even in the case shown in FIG. 11, as in the second embodiment, the motor M cannot be stopped unless the number of times ΔTa (i) −ΔTa exceeds the threshold T <b> 3 reaches a predetermined number (two times in this example). It will be.
[0046]
The processing of steps S253 to S265 is processing when the detection signal output from the rotation angle detection sensor 38b is detected by the microcomputer 50. This process is basically the same as the process of steps S239 to S251 described above, and is simply the difference between ΔTa and ΔTb, and therefore detailed description thereof is omitted.
[0047]
Although several embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, in the first embodiment described above, the rotation of the motor M is stopped when it is determined that the rotation of the screws has stopped. However, the rotation of the motor M is stopped when a predetermined time elapses after the screws have stopped. It is good also as a form which stops. In this case, since the tightening of the screw is continued for a predetermined time after the rotation is stopped, it is further prevented that the tightening torque is insufficient. Also, even when the screw rotation does not stop completely, such as when tightening a wood screw, the motor is stopped when the screw rotation speed falls below a certain value by adjusting the timer setting value. It is possible to adopt a form to be made.
Further, the present invention is not limited to such an example, and is a tightening tool that counts the number of impact forces (striking) applied to the load shaft and stops the driving of the motor M when the number of striking times reaches a predetermined number. It can also be applied. In such a tightening tool, for example, an impact detection sensor for detecting an impact applied to the load shaft is separately provided. Then, similarly to each of the above-described embodiments, the rotation stoppage of the screws is determined from the rotation direction and rotation angle change of the load shaft, and the number of hits detected by the hit detection sensor after the screws stop rotating is the set number. The motor drive is stopped when counted only. According to such a configuration, even if the impact occurs before the screws are seated due to the burr or the like, the impact before the seating is not counted, and the impact is applied to the load shaft a predetermined number of times after the screws are seated. The motor stops. Therefore, the tightening torque of the screws becomes constant, and the accuracy of the tightening torque can be improved.
In the above-described embodiment, the oil unit is used as the impact force generation mechanism. However, as a mechanism for generating the impact force, various other mechanisms such as a mechanical impact force generation mechanism for hitting the anvil with a hammer are used. The present invention can also be applied to a fastening tool having the same.
In addition, in the case of a tool having a forward / reverse switching function, the input of the changeover switch is compared with the rotation direction of the output shaft by the rotation angle detection sensors 38a, 38b, so that a wiring error at the time of assembly or the like Abnormal conditions can be found.
Further, the seating of the screws is determined by a change with time in the time interval of the detection signal output from the rotation angle detection sensor (that is, the rotational acceleration obtained by further differentiating the rotation speed of the output shaft determined from the time interval of the detection signal). Anyway. Since the rotational acceleration of the output shaft changes greatly before and after the screws are seated, the seating of the screws can be detected using this.
Further, in the second embodiment described above, the motor is stopped after being driven for a set time after the screws are seated. However, the present invention is not limited to this example, and the impact generated after the screws are seated. A configuration may also be adopted in which the motor is stopped when the number of times of the force reaches the set number. In such a configuration, a tightening tool (for example, a tightening tool having a mechanical impact force generation mechanism) in which the tightening torque of screws tends to be proportional to the number of occurrences of impact force (the number of occurrences after seating) is high. It becomes effective against. Furthermore, a configuration is also possible in which the motor is stopped when the output shaft rotates by a set angle after the screws are seated. Since the tightening torque of the screws is determined by the rotation angle after the screws are seated and the material of the member to be tightened, such a configuration is an effective method for all tightening tools.
[0048]
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of an angle soft impact wrench according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a bearing device.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a positional relationship between a magnet incorporated in a bearing device and a rotation angle detection sensor.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of detection signals output from two rotation angle detection sensors when an output shaft rotates forward.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state of detection signals output from two rotation angle detection sensors when the output shaft rotates in reverse.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of an angle soft impact wrench.
FIG. 7 is a flowchart of motor auto-stop processing performed by a microcomputer.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a relationship between detection signals of rotation angle detection sensors 38a and 38b and ΔTa, ΔTb, ΔTc, and ΔTd.
FIG. 9 is a flowchart of motor auto-stop processing performed by the microcomputer of the second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart of motor stop processing.
FIG. 11 is a flowchart of motor auto stop processing modified from the second embodiment.
[Explanation of symbols]
１ ・ Angle soft impact wrench
8 ..Output shaft
10. Bearing device
12. Oil unit
22. Trigger switch
30 .. Inner cylinder
34. ・ Outer cylinder
36 .. Sensor mounting member
38a, 38b ... rotation angle detection sensor
40 ・ ・ Magnet mounting member
42 .. Magnet

Claims (5)

モータの回転が衝撃力発生機構を介して負荷軸に伝達され、負荷軸が回転することによってネジの締付を行う締付工具において、
負荷軸の回転角変化を検出する第１の検出センサ及び第２の検出センサと、
前記第１の検出センサ及び第２の検出センサから出力される検出信号に基づいてモータを制御する制御装置を備え、
前記第１の検出センサから出力される検出信号と前記第２の検出センサから出力される検出信号は、負荷軸が正転するときは第１の位相角だけずれ、負荷軸が逆転するときは第２の位相角だけずれ、
前記制御装置は、前記第１の検出センサと前記第２の検出センサの検出信号の位相差に基づいて負荷軸の回転方向を判定し、負荷軸が逆転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて逆転量を記憶し、負荷軸が正転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて記憶している逆転量を減算し、記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第１の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第１のタイマによって計測し、第１のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えたタイミングから所定時間経過後にモータの回転を停止させることを特徴とする締付工具。In the tightening tool that tightens the screw by rotating the rotation of the motor to the load shaft via the impact force generation mechanism and rotating the load shaft,
A first detection sensor and a second detection sensor for detecting a change in the rotation angle of the load shaft;
A control device for controlling the motor based on detection signals output from the first detection sensor and the second detection sensor ;
The detection signal output from the first detection sensor and the detection signal output from the second detection sensor are shifted by a first phase angle when the load shaft rotates in the forward direction and when the load shaft rotates in the reverse direction. Shifted by a second phase angle,
The control device determines a rotation direction of the load shaft based on a phase difference between detection signals of the first detection sensor and the second detection sensor, and the first detection sensor when the load shaft is reversely rotated. And a detection signal output from the first detection sensor and the second detection sensor when the load shaft is rotating forward, based on a detection signal output from the second detection sensor. Subtract the stored amount of reverse rotation, and the time interval of the detection signal output from the first detection sensor when the stored amount of reverse rotation is zero and the load shaft is rotating forward When the time interval measured by the first timer exceeds a first predetermined value, the rotation of the motor is stopped after a predetermined time has elapsed from the timing when the first predetermined value was exceeded. tightening tool to be. 前記制御装置はさらに、前記記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第２の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第２のタイマによって計測し、第２のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えたタイミングから所定時間経過後にモータの回転を停止させることを特徴とする請求項１に記載の締付工具。 The control device further measures the time interval of the detection signal output from the second detection sensor when the stored reverse rotation amount is zero and the load shaft is rotating forward by the second timer. The rotation of the motor is stopped after a lapse of a predetermined time from the timing when the time interval measured by the second timer exceeds the first predetermined value. The described tightening tool. モータの回転が衝撃力発生機構を介して負荷軸に伝達され、負荷軸が回転することによってネジの締付を行う締付工具において、
負荷軸の回転角変化を検出する第１の検出センサ及び第２の検出センサと、
前記衝撃力発生機構で衝撃力が発生したことを検出する衝撃力検出手段と、
前記第１の検出センサ及び第２の検出センサから出力される検出信号並びに衝撃力検出手段で検出される衝撃力の発生の有無に基づいてモータを制御する制御装置を備え、
前記第１の検出センサから出力される検出信号と前記第２の検出センサから出力される検出信号は、負荷軸が正転するときは第１の位相角だけずれ、負荷軸が逆転するときは第２の位相角だけずれ、
前記制御装置は、前記第１の検出センサと前記第２の検出センサの検出信号の位相差に基づいて負荷軸の回転方向を判定し、負荷軸が逆転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて逆転量を記憶し、負荷軸が正転しているときには前記第１の検出センサと前記第２の検出センサから出力される検出信号に基づいて記憶している逆転量を減算し、記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が正転しているときに第１の検出センサから出力された検出信号の時間間隔を第１のタイマによって計測し、第１のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えてから衝撃力検出手段で検出される衝撃力の回数が所定回数となったタイミングでモータの回転を停止させることを特徴とする締付工具。 In the tightening tool that tightens the screw by rotating the rotation of the motor to the load shaft via the impact force generation mechanism and rotating the load shaft,
A first detection sensor and a second detection sensor for detecting a change in the rotation angle of the load shaft;
An impact force detecting means for detecting that an impact force is generated by the impact force generating mechanism;
A control device for controlling the motor based on detection signals output from the first detection sensor and the second detection sensor and whether or not an impact force detected by the impact force detection means is generated;
The detection signal output from the first detection sensor and the detection signal output from the second detection sensor are shifted by a first phase angle when the load shaft rotates in the forward direction and when the load shaft rotates in the reverse direction. Shifted by a second phase angle,
The control device determines a rotation direction of the load shaft based on a phase difference between detection signals of the first detection sensor and the second detection sensor, and the first detection sensor when the load shaft is reversely rotated. And a detection signal output from the first detection sensor and the second detection sensor when the load shaft is rotating forward, based on a detection signal output from the second detection sensor. Subtract the stored amount of reverse rotation, and the time interval of the detection signal output from the first detection sensor when the stored amount of reverse rotation is zero and the load shaft is rotating forward When the time interval measured by the first timer exceeds the first predetermined value, the number of impact forces detected by the impact force detection means after the first predetermined value is exceeded is predetermined. Rotation of the motor at the number of times Tightening tool, characterized in that stopping. 前記制御装置はさらに、前記記憶している逆転量がゼロであって負荷軸が回転しているときに第２の検出センサから出力される検出信号の時間間隔を第２のタイマによって計測し、第２のタイマによって計測した時間間隔が第１所定値を超えたときに、その第１所定値を超えてから衝撃力検出手段で検出される衝撃力の回数が所定回数となったタイミングでモータの回転を停止させることを特徴とする請求項３に記載の締付工具。 The control device further measures a time interval of a detection signal output from the second detection sensor when the stored reverse rotation amount is zero and the load shaft is rotating, by a second timer, When the time interval measured by the second timer exceeds the first predetermined value, the motor is detected at the timing when the number of impact forces detected by the impact force detection means after the first predetermined value exceeds the predetermined number. The tightening tool according to claim 3, wherein the rotation is stopped . 前記負荷軸を回転可能に支持する軸受装置がさらに設けられ、その軸受装置は、負荷軸に固定される内筒部と、該内筒部を回転可能に支持する外筒部とを備え、該外筒部には前記第１の検出センサと前記第２の検出センサが配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の締付工具。 A bearing device that rotatably supports the load shaft is further provided, and the bearing device includes an inner cylinder portion that is fixed to the load shaft, and an outer cylinder portion that rotatably supports the inner cylinder portion, The tightening tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the first detection sensor and the second detection sensor are arranged in the outer cylinder portion .
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