JP4359018B2 - インパクト回転工具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルトやナット、その他のねじ類の締付けや緩めを行う為のインパクトレンチやインパクトドライバーのようなインパクト回転工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
インパクト回転工具の駆動機構として周知なものを図6に示す。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おり、該駆動軸3には駆動軸カム4を設けている。ハンマ6にはハンマカム8を設けており、駆動軸カム4とハンマカム8との間に鋼球5を挿入して、この駆動軸カム4とハンマカム8と鋼球5とより構成されるカム機構Aを介して駆動軸3とハンマ6とを連動可能に係合させている。ハンマ6にはハンマ爪7を設けており、このハンマ爪7がアンビル9に係合していることから、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。
【0003】
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及び駆動軸カム4の案内溝に沿って後退移動するようになっている。このようにして移動後退したハンマ6は、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及び駆動軸カム4の案内溝に沿って前進移動して、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る。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。
【0004】
インパクト回転工具の把手部20の下面部には駆動モータ11に電力を供給するバッテリー21を取付けており、更に把手部20にはバッテリー21からの電力を入切りするための操作スイッチ14を設けている。
【0005】
駆動モータ11の回転を入切りする回転制御部30の構成は図7に示すようになっている。15はハンマ6のアンビル9への打撃を検出してトルク制御を行うためのトルク制御回路であり、16はトルク制御回路15からの信号によりトランジスタ17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である。また、13はトルク設定ダイヤルであって、トルク制御回路15のリセットレベルを設定するものである。そして、回転制御部30を構成する上記トルク制御回路15等の諸部品は、図6に示すようにインパクト回転工具の本体後部におけるモータ軸1の軸線上に配置している。
【0006】
しかして、トルク設定ダイヤル13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15がリセットスタートし、トランジスタ17をオンし、リレースイッチ16のコイルに電流を流し、リレースイッチ16の接点19a,19bをオンする。リレースイッチ16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。
【0007】
回転制御部30には、ハンマ6とアンビル9との衝撃音を検出するマイクロフォン22を搭載しており、この衝撃音の検出回数をカウントするトルク制御回路15と前記マイクロフォン22とで打撃数カウント部が構成されている。そして、打撃数カウント部でのカウント数が、トルク設定ダイヤル13で設定した締め付けトルクに対応する所定回数と一致したとき、締め付けトルクが設定トルクに到達したとみなしてトルク制御回路15がトランジスタ17をオフしてリレースイッチ16の接点19a,19bを開き、駆動モータ11を停止させるものである。
【0008】
また、特許第3188507号に記載の発明には、上記のように作業に応じて複数の中から択一的に設定した所定回数だけ打撃を行わせる動作モードとは別に、打撃数カウント部のカウント数と打撃数設定部(図6、図7におけるトルク設定ダイヤル13)での設定数との比較処理を実行させない動作モードを設けることで、例えば寸法の長い木ねじの締め付けや穴あけのように過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要である場合にも対応させたインパクト回転工具が示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のインパクト回転工具にあっては、木ねじの締め付け等を行う為に打撃数カウント部のカウント数と打撃数設定部での設定数との比較処理を実行させない動作モードを選択した場合には打撃数が無制限となり、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、駆動モータ等の機器の破損や劣化及びバッテリーの過放電による劣化という不具合が発生する恐れがあった。
【0010】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、木ねじの締め付け等の作業を行うときにも打撃数が無制限にされることのないインパクト回転工具を提供することを課題とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明を、駆動モータと、駆動モータの回転力をハンマとアンビルの回転衝撃力に変換するカム機構と、ハンマとアンビルの衝撃音を検出してカウントする打撃数カウント部と、打撃数を作業に応じた幾つかの適正トルク設定用の所定回数に予め設定しておく打撃数設定部と、打撃数カウント部でのカウント数が打撃数設定部での設定数と一致したときに駆動モータを停止させる回転制御部とを具備し、前記打撃数設定部に、打撃数を適正トルク設定用の所定回数に設定する動作モードと、該動作モードとは別の動作モードを設けたインパクト回転工具において、前記別の動作モードを、過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業の際に、打撃数を、インパクト回転工具の機器保護を図るための最大所定回数に設定するものとしたことを特徴とするインパクト回転工具とする。
【0012】
このようにすることで、木ねじの締め付け等を行う為に、機器保護用の最大所定回数だけ打撃が行われた時点で作業が停止される動作モードにすることができ、これにより、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、打撃数を無制限とした場合のように駆動モータ等の機器の破損や劣化が発生することがなくなる。
【0013】
また、本発明を、駆動モータと、駆動モータの回転力をハンマとアンビルの回転衝撃力に変換するカム機構と、ハンマとアンビルの衝撃音を検出してカウントする打撃数カウント部と、打撃数を作業に応じた幾つかの適正トルク設定用の所定回数に設定する動作モードとするか若しくは過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業の際に回数設定を行わない別の動作モードとするかを選択する打撃数設定部と、打撃数カウント部でのカウント数が打撃数設定部での設定数と一致したときに駆動モータを停止させる回転制御部とを具備したインパクト回転工具において、打撃開始からスタートするタイマを備え、前記打撃数設定部で回数設定を行わない動作モードに設定した場合に、タイマがインパクト回転工具の機器保護を図るための所定時間を満了した時点で回転制御部が駆動モータを停止させることを特徴とするインパクト回転工具とすることも好ましい。
【0014】
このようにすることで、木ねじの締め付け等を行う為に、タイマが満了した時点で作業が停止される動作モードにすることができ、これにより、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、打撃数を無制限とした場合のように駆動モータ等の機器の破損や劣化が発生することがなくなる。
【0015】
また、本発明を、駆動モータと、駆動モータの回転力をハンマとアンビルの回転衝撃力に変換するカム機構と、ハンマとアンビルの衝撃音を検出してカウントする打撃数カウント部と、打撃数を作業に応じた幾つかの適正トルク設定用の所定回数に予め設定しておく打撃数設定部と、打撃数カウント部でのカウント数が打撃数設定部での設定数と一致したときに駆動モータを停止させる回転制御部とを具備し、前記打撃数設定部に、打撃数を適正トルク設定用の所定回数に設定する動作モードと、該動作モードとは別の動作モードを設けたインパクト回転工具において、前記別の動作モードを、過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業の際に、打撃数を、インパクト回転工具の機器保護を図るための最大所定回数に設定するものとし、更に、打撃開始からスタートするタイマを備え、前記打撃数設定部で打撃数を最大所定回数に設定した場合に、打撃数カウント部でのカウント数が最大所定回数と一致する前であってもタイマがインパクト回転工具の機器保護を図るための所定時間を満了した時点で回転制御部が駆動モータを停止させることを特徴とするインパクト回転工具とすることも好ましい。
【0016】
このようにすることで、木ねじの締め付け等を行う為に、打撃数を無制限にすることなく、機器保護用の最大所定回数だけ打撃が行われた時点若しくはタイマが所定時間を満了した時点で作業が停止されるようにすることができ、これにより、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、駆動モータ等の機器の破損や劣化が発生しないような安全策を、打撃回数と経過時間の両面からとることができる。
【0017】
また、打撃数設定部における各所定回数の夫々に対応して、その所定回数での打撃に要する時間よりも長くタイマの所定時間を設けると共に、打撃数設定部で打撃数を前記各所定回数に設定した場合に、打撃数カウント部でのカウント数が所定回数と一致する前であってもタイマが所定時間を満了した時点で回転制御部が駆動モータを停止させることも好ましく、このようにすることで、打撃数設定部にて設定される所定回数を用いた全ての作業において、打撃数が正常にカウントされない場合であっても無制限に打撃が行われる状況に陥ることを回避することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。本発明の実施の形態における一例のインパクト回転工具は、その駆動機構や制御回路の基本的構成について従来の技術にて既述したインパクト回転工具と略同様の構成を備えたものであり、使用者がトルク設定ダイヤル13を操作して作業を選択し、正転・逆転の設定を行い、操作スイッチ14をオンすることで作業が開始されるものである。そして、作業開始後の締め付けによりハンマ6とアンビル9が衝突を生じた際、この打撃音をマイクロフォン22で検出し、これが電気信号としてノイズ・チャタリング防止用のフィルタ(図示せず)を通った後にトルク制御回路15に入力されると共に、トルク制御回路15にて打撃の信号を受けてカウントが行われるようになっている。このカウント数はトルク設定ダイヤル13にて選択された作業に対応する所定回数と比較され、両者が等しくなったときに、締め付けトルクが適正トルクに達したとしてリレースイッチ16をオフして、作業が停止される。上記した一連の制御は図1のフローチャートにも示している通りである。
【0019】
ここで、トルク設定ダイヤル13にはボルト・ナット締めを過不足なく行えるように、ボルト・ナットのサイズに対応させて幾つかの所定回数を設定可能に設けている。図5はトルク設定ダイヤル13の正面図であるが、このように例えばボルト・ナットのサイズとしてM6、M8、M10、M12を想定し、各サイズ毎に例えばM6に対応して所定回数2回、4回、M8に対応して所定回数6回、8回、…といったように各サイズ毎に更に複数の所定回数を選択して設定可能に設けている。
【0020】
加えて、トルク設定ダイヤル13には、例えば木ねじモードと呼ばれる動作モードを選択可能に設けている。木ねじモードとは、寸法の長い木ねじの締め付けや穴あけ作業のように過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業に対応して選択される動作モードであり、この動作モードを選択した場合には、予め設定される打撃数として、機器保護用の最大所定回数が設定されるようになっている。
【0021】
具体的には、例えば通常のボルト・ナット締めに用いられる所定回数で最大のものがM12に対応して設定される100回の打撃数であるときには、木ねじモードにて設定される最大所定回数を1000回以上の打撃数とする。つまり、他の所定回数が適正トルク設定を目的としていることに対して、最大所定回数は機器を保護して信頼性を保証することを目的としていることから、機器保護用の最大所定回数を他の所定回数の約10倍以上に設けるものである。
【0022】
更に、工具性能として1分間に3000回の打撃を与えるとして、木ねじモードでの必要作業時間を3分以内とすれば、3000×3=9000≒10000回の最大所定回数とすることが望ましい。これにより、3分以内で1回の作業が満了する木ねじモードにおいて、必要作業時間以上に負荷がかかった場合には10000回の打撃でリレースイッチ16がオフされて作業が停止し、必要以上の連続作業が行われないことから駆動モータ11等の機器の破損や劣化が防止される。
【0023】
なお、工具本体の破損や劣化に対する耐久力が高いものについては、上記した機器保護用の最大所定回数を、駆動モータ11に電力を供給するバッテリー21が空になる程度の回数としても良い。これによれば、バッテリー21が過放電となるまでの連続作業により劣化を生じることが防止される。
【0024】
また、トルク制御回路15に作業開始からスタートするタイマ(図示せず)を搭載可能なものについては、木ねじモードにおいて上記のように最大所定回数を設定する方法の代りに、タイマの機能を用いた手段を用いた方法により機器の保護を図ることもできる。つまり、図2のフローチャートにも示すように、木ねじモードを選択した場合に、打撃の回数設定を行うのでなく、例えば前記タイマの所定時間を3分としてその満了時点でリレースイッチ16をオフして作業を停止するようにすれば、1回の作業につき最大作業時間を3分として機器の保護を図ることができる。
【0025】
なお、ここで3分としたタイマの所定時間は、トルク設定ダイヤル13にて設定される他の所定回数の打撃に要する時間の約10倍以上の時間として設けたものであるが、工具本体の破損や劣化に対する耐久力が高いものについては、タイマの所定時間を、駆動モータ11に電力を供給するバッテリー21が空になる程度の時間としても良く、これによってバッテリー21が過放電となるまでの連続作業により劣化を生じることを防止することができる。
【0026】
また、更に安全を図るために、上記のように最大所定回数を設定する方法に加えてタイマの機能を用いた手段を用いることにより、機器の保護を図ることもできる。つまり、図3のフローチャートにも示すように、木ねじモードを選択した場合に、作業開始と同時にタイマをスタートさせると共に、打撃数をカウントしてゆき、このカウント数が最大所定回数と一致するか若しくはタイマが所定時間を満了するかしたときに、リレースイッチ16をオフして作業停止となるようにすることで、打撃回数と経過時間の両方で安全策をとることができる。
【0027】
なお、この場合も同様に、最大所定回数をトルク設定ダイヤル13にて設定される他の所定回数の約10倍以上の回数にすると共に、タイマの所定時間をトルク設定ダイヤル13にて設定される他の所定回数の打撃に要する時間の約10倍以上の時間としても良いし、最大所定回数を駆動モータ11に電力を供給するバッテリー21が空になる程度の回数にすると共に、タイマの所定時間を駆動モータ11に電力を供給するバッテリー21が空になる程度の時間としても良い。
【0028】
また、トルク制御回路15にタイマを搭載したものについては、タイマの機能を木ねじモードを選択したときのみに用いるのでなく、他の所定回数によるボルト・ナット締めにも夫々用いることができる。具体的には使用者がトルク設定ダイヤル13を操作して作業を選択し、正転・逆転の設定を行い、操作スイッチ14をオンすることで作業が開始されるものにおいて、図4のフローチャートにも示すように、打撃のカウント数をトルク設定ダイヤル13にて選択された作業に対応する所定回数と比較し、両者が等しくなったときにリレースイッチ16をオフして作業を停止すると共に、作業開始と同時にタイマをスタートさせておき、打撃のカウント数が所定回数と一致する前であっても前記タイマが所定時間を満了した時点でリレースイッチ16をオフして作業を停止する。なお、タイマの所定時間は、トルク設定ダイヤル13にて選択された作業に対応する所定回数だけの打撃に要する時間よりも長く設ける。
【0029】
これにより、機器が正常に作動する場合には所定回数の打撃で作業を停止し、且つ、マイクロフォン22が破損している等の何らかの理由によりトルク制御回路15にまで信号が伝達されず実際に打撃が行われていてもカウントされない状況であっても、各ダイヤル設定に対応して夫々設定された所定時間が満了した時点で作業を停止することができる。つまり、このように全てのダイヤル設定においてタイマを用いた機能を備えることで、打撃が正常にカウントされない場合であっても無制限に打撃が行われる状況を回避することができ、打撃機能を損なうことなく全てのダイヤル設定において安全性を確保することができるものである。
【0030】
また、上記した本例のインパクト回転工具を、逆転を選択してねじ緩めに用いる際の動作モードが木ねじモードと同様の動作モードとなるようにしても良い。
【0031】
【発明の効果】
上記のように請求項1記載の発明にあっては、木ねじの締め付け等を行う為に、機器保護用の最大所定回数だけ打撃が行われた時点で作業が停止される動作モードにすることができ、これにより、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、打撃数を無制限とした場合のように駆動モータ等の機器の破損や劣化が発生することがなくなるという効果がある。
【0032】
また、請求項2記載の発明にあっては、木ねじの締め付け等を行う為に、タイマが満了した時点で作業が停止される動作モードにすることができ、これにより、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、打撃数を無制限とした場合のように駆動モータ等の機器の破損や劣化が発生することがなくなるという効果がある。
【0033】
また、請求項3記載の発明にあっては、木ねじの締め付け等を行う為に、打撃数を無制限にすることなく、機器保護用の最大所定回数だけ打撃が行われた時点若しくはタイマが所定時間を満了した時点で作業が停止されるようにすることができ、これにより、想定される以上の長時間作業を行なった場合や万一の制御不能に陥った場合に、駆動モータ等の機器の破損や劣化が発生しないような安全策を、打撃回数と経過時間の両面からとることができるという効果がある。
【0034】
また、請求項4記載の発明にあっては、請求項2又は3記載の発明の効果に加えて、打撃数設定部にて設定される所定回数を用いた全ての作業において、打撃数が正常にカウントされない場合であっても無制限に打撃が行われる状況に陥ることを回避することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態における一例のインパクト回転工具の打撃数カウントを用いた場合の制御を示すフローチャートである。
【図2】 同上のインパクト回転工具のタイマを用いた場合の制御を示すフローチャートである。
【図3】 同上のインパクト回転工具のタイマと打撃数カウントの両方を用いた場合の制御を示すフローチャートである。
【図4】 同上のインパクト回転工具のボルト・ナット締めにもタイマを用いた場合の制御を示すフローチャートである。
【図5】 同上のインパクト回転工具のトルク設定ダイヤルを示す正面図である。
【図6】 従来のインパクト回転工具を示しており、(a)は一部断面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
【図7】 同上のインパクト回転工具の回路図である。
【符号の説明】
6 ハンマ
9 アンビル
11 駆動モータ
13 トルク設定ダイヤル
14 操作スイッチ
21 バッテリー
22 マイクロフォン
30 回転制御部
A カム機構
Claims (4)
- 駆動モータと、駆動モータの回転力をハンマとアンビルの回転衝撃力に変換するカム機構と、ハンマとアンビルの衝撃音を検出してカウントする打撃数カウント部と、打撃数を作業に応じた幾つかの適正トルク設定用の所定回数に予め設定しておく打撃数設定部と、打撃数カウント部でのカウント数が打撃数設定部での設定数と一致したときに駆動モータを停止させる回転制御部とを具備し、前記打撃数設定部に、打撃数を適正トルク設定用の所定回数に設定する動作モードと、該動作モードとは別の動作モードを設けたインパクト回転工具において、前記別の動作モードを、過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業の際に、打撃数を、インパクト回転工具の機器保護を図るための最大所定回数に設定するものとしたことを特徴とするインパクト回転工具。
- 駆動モータと、駆動モータの回転力をハンマとアンビルの回転衝撃力に変換するカム機構と、ハンマとアンビルの衝撃音を検出してカウントする打撃数カウント部と、打撃数を作業に応じた幾つかの適正トルク設定用の所定回数に設定する動作モードとするか若しくは過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業の際に回数設定を行わない別の動作モードとするかを選択する打撃数設定部と、打撃数カウント部でのカウント数が打撃数設定部での設定数と一致したときに駆動モータを停止させる回転制御部とを具備したインパクト回転工具において、打撃開始からスタートするタイマを備え、前記打撃数設定部で回数設定を行わない動作モードに設定した場合に、タイマがインパクト回転工具の機器保護を図るための所定時間を満了した時点で回転制御部が駆動モータを停止させることを特徴とするインパクト回転工具。
- 駆動モータと、駆動モータの回転力をハンマとアンビルの回転衝撃力に変換するカム機構と、ハンマとアンビルの衝撃音を検出してカウントする打撃数カウント部と、打撃数を作業に応じた幾つかの適正トルク設定用の所定回数に予め設定しておく打撃数設定部と、打撃数カウント部でのカウント数が打撃数設定部での設定数と一致したときに駆動モータを停止させる回転制御部とを具備し、前記打撃数設定部に、打撃数を適正トルク設定用の所定回数に設定する動作モードと、該動作モードとは別の動作モードを設けたインパクト回転工具において、前記別の動作モードを、過不足ない所定回数を予め設定することが困難又は不要な作業の際に、打撃数を、インパクト回転工具の機器保護を図るための最大所定回数に設定するものとし、更に、打撃開始からスタートするタイマを備え、前記打撃数設定部で打撃数を最大所定回数に設定した場合に、打撃数カウント部でのカウント数が最大所定回数と一致する前であってもタイマがインパクト回転工具の機器保護を図るための所定時間を満了した時点で回転制御部が駆動モータを停止させることを特徴とするインパクト回転工具。
- 打撃数設定部における各所定回数の夫々に対応して、その所定回数での打撃に要する時間よりも長くタイマの所定時間を設けると共に、打撃数設定部で打撃数を前記各所定回数に設定した場合に、打撃数カウント部でのカウント数が所定回数と一致する前であってもタイマが所定時間を満了した時点で回転制御部が駆動モータを停止させることを特徴とする請求項2又は3記載のインパクト回転工具。
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