JP4369257B2 - インパクトドライバー - Google Patents

Description

本発明は、インパクトドライバーのトルク制御に関するものである。

従来より、インパクトドライバーの構造としては、本体内部にモータと、ギアボックスと、打撃機構を有し、モータにブラシレス直流モータを使用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１４５５４７

上記の様なインパクトドライバーにおいては、打撃による強い締め付けが可能であったが、打撃力を与えるため、トルク制御が出来ない。

このトルク制御が出来ないと、トルクが強過ぎて、ネジ頭の潰れや、ネジが破断してしまうという問題点もある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、打撃力を与えるインパクトドライバーであってもトルク制御を行うことが出来る発明を提供するものである。

請求項１に係る発明は、モータと、前記モータに連結されたギアボックスと、前記ギアボックスの出力軸に連結された打撃機構と、前記打撃機構における打撃回数を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された打撃回数が設定回数を超えた場合に前記モータの回転を停止させる停止手段と、を有するインパクトドライバーにおいて、前記打撃機構は、前記ギアボックスの出力軸と共に回転し、コイル状のスプリングの一端が当接する円柱型のキャリアーと、前記キャリアーと共に回転し、かつ、前記スプリングの他端が当接し、さらに、軸方向に移動自在なハンマーと、が取り付けられ、さらに、軸方向に移動自在なハンマーと、前記ハンマーと共に回転して、軸方向に打撃力を与えるアンビルと、を有し、前記計測手段は、前記キャリアーの側面に接触し、ひずみの状態を測定するひずみゲージと、前記ひずみゲージによって測定したひずみの状態を打撃回数として計測するひずみ計測手段と、を有することを特徴とするインパクトドライバーである。

請求項１に係る発明のインパクトドライバーであると、打撃機構における打撃回数を計測し、この打撃回数が設定回数を越えた場合には、締め付けが充分な状態であると判断してモータの回転を停止させる。

これにより、ネジに対し締め付け過ぎることが無く、トルク制御を行っていることとなる。

また、キャリアーのひずみをひずみゲージによって計測することにより、確実に打撃回数を計測することが出来る。

また、この場合にキャリアーにひずみゲージを取り付けるため、キャリアー自身は軸方向に移動することが無く、ひずみゲージを簡単に接触させることができる。

以下、本発明の一実施形態のインパクトドライバー１０について、図１から図５に基づいて説明する。

（１）インパクトドライバー１０の構造
図１に基づいてインパクトドライバー１０の構造について説明する。

インパクトドライバー１０は、ピストル型のフレーム１２を有し、このフレーム１２は本体１４と、本体１４の下部から下方に突出した把持部１６とよりなる。

本体１４内部には、ブラシレス直流モータよりなるモータ１８と、減速機構を有するギアボックス２０と、ギアボックス２０の出力軸５６に連結された打撃機構２２を有している。本体１４の前端部にはチャック２４が設けられ、ドライバー２６を着脱自在に取り付けることが出来る。このチャック２４は打撃機構２２に連結されており、モータ１８が回転することによりギアボックス２０で減速され、打撃機構２２で軸方向に打撃力が与えられチャック２４と共にドライバー２６が軸方向に移動しつつ回転する。

また、本体１４の下部にはメインスイッチ２８が設けられ、把持部１６の前端部上部にはトリガースイッチ３０が設けられている。

把持部１６の下端部には、充電池３２が着脱自在に取り付けられている。

（２）打撃機構２２の構造
次に、図２から図３に基づいて打撃機構２２の構造について説明する。

打撃機構２２は、キャリアー３４と、ハンマー３６と、アンビル３８とより形成されている。

キャリアー３４は、円柱型であり、ギアボックス２０の出力軸に連結され、ギアボックス２０の出力軸５６と共に同速で回転する。このキャリアー３４の出力側の中心部には回転軸４０が一体に突出している。

ハンマー３６は、キャリアー３４の回転軸４０に対し同軸に取り付けられ、回転軸４０と共に回転し、かつ、軸方向に移動自在となっている。ハンマー３６とキャリアー３４との間にはコイル状のスプリング４２が配され、このスプリング４２はハンマー３６を前方に常に付勢している。円柱型のハンマー３６の出力側、即ち前面には、突部４４，４４が１８０度毎に２個突出し、ハンマー３６は凹凸状態となっている。

アンビル３８は、打撃機構２２の出力軸４６を有し、ハンマー３６に対し、２つの突部４４，４４の間に挟まるように取り付けられている。即ち、アンビル３８は出力軸４６と、出力軸４６の後端部から径方向に突出した受け体４８とより構成され、出力軸４６と受け体４８とは、図４に示す様にＴ字状に形成されている。

この打撃機構２２の動作状態について説明する。

キャリアー３４が回転すると、回転軸４０に連結されたハンマー３６も同速で回転する。この場合にアンビル３８は、ハンマー３６と共に回転するが、突部４４，４４の間の凹部に位置している時には、図３に示す様に軸方向に対しては移動していない状態となっている。しかし、アンビル３８の受け体４８が突部４４，４４の位置にきて突部４４，４４の上に乗ると、ハンマー３６が軸方向に沿ってスプリング４２の付勢力に反して後方に移動する。そして、ハンマー３６が更に回転して、アンビル３８の受け体４８が再び２個の突部４４，４４の間の凹部に落ち込むとスプリング４２の付勢力によりアンビル３８及びハンマー３６が前方に押し出されドライバー２６も前方に押されて打撃力が発生する。

上記の様な状態を繰り返すことによりドライバー２６に打撃力を与えながらネジを締め付けることができる。

（４）打撃回数の測定構造
次に、打撃機構２２における打撃回数の測定構造について説明する。

図２に示す様に、ひずみゲージ５０が、キャリアー３４の前面に接触するように取り付けられている。このひずみゲージ５０はキャリアー３４が歪んだ場合に信号を発生するものであり、図４におけるスプリング４２が弾性力によって押圧され、アンビル３８が２つの突部４４，４４の間の凹部に入って再びスプリング４２によって前方に押し出された瞬間にキャリアー３４にもひずみが発生するため、そのひずみの状態を計測する。

これによって、打撃１回について、ひずみが１回発生するため、このひずみゲージ５０からのひずみに基づく出力信号を計測することにより打撃回数を測定することができる。

図５は、その打撃回数を測定するための電気系統のブロック図である。

インパクトドライバー１０は、モータ１８をインバータ制御を行うことができる駆動回路５２によって駆動でき、その電源は充電池３２から供給されている。そして、このオン／オフはメインスイッチ２８で行い、速度制御はトリガースイッチ３０によって行う。

また、ひずみゲージ５０の出力信号の回数を測定する計測部５４が設けられている。この計測部５４は、ひずみゲージ５０からの出力信号を計測し、設定回数（例えば、２００回）を越えた場合には、駆動回路５２に対しモータの回転を止める停止信号を出力する。

（５）本実施形態の効果
本実施形態であると、ひずみゲージ５０で打撃状態を検出し、計測部５４でその打撃回数が設定回数を越えた場合には、ネジに対し所定以上のトルクが働くとしてモータ１８の回転を停止させる。そのため、ネジを必要以上に締め付けることが無く、ネジを壊すことも無い。

（変更例）
上記の実施形態ではキャリアー３４にひずみゲージ５０を取り付けてそのひずみにより打撃回数を検出したが、ハンマー３６やアンビル３８にひずみゲージ５０を取り付けてひずみを計測し打撃回数を測定してもよい。

本発明はインパクトドライバー、特にトルク制御を必要とする様なインパクトドライバーに好適である。

本発明の一実施形態を示すインパクトドライバーの側面図である。 打撃機構の斜視図である。 打撃機構の側面図であり、打撃を与えた後の図である。 打撃機構の側面図であり、打撃を与えようとしている直前の側面図である。 インパクトドライバーのブロック図である。

１０ インパクトドライバー
１８ モータ
２２ 打撃機構
３２ 充電池
３４ キャリアー
３６ ハンマー
３８ アンビル
４０ 回転軸
４２ スプリング
４４ 突部
４６ 出力軸
４８ 受け体
５０ ひずみゲージ
５２ 駆動回路
５４ 計測部

Claims (1)

1. モータと、前記モータに連結されたギアボックスと、前記ギアボックスの出力軸に連結された打撃機構と、前記打撃機構における打撃回数を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された打撃回数が設定回数を超えた場合に前記モータの回転を停止させる停止手段と、を有するインパクトドライバーにおいて、
   前記打撃機構は、
   前記ギアボックスの出力軸と共に回転し、コイル状のスプリングの一端が当接する円柱型のキャリアーと、
   前記キャリアーと共に回転し、かつ、前記スプリングの他端が当接し、さらに、軸方向に移動自在なハンマーと、
   が取り付けられ、さらに、軸方向に移動自在なハンマーと、
   前記ハンマーと共に回転して、軸方向に打撃力を与えるアンビルと、を有し、
   前記計測手段は、
   前記キャリアーの側面に接触し、ひずみの状態を測定するひずみゲージと、
   前記ひずみゲージによって測定したひずみの状態を打撃回数として計測するひずみ計測手段と、を有する
   ことを特徴とするインパクトドライバー。