JP4400303B2 - インパクト回転工具 - Google Patents

Description

本発明は、ボルトやナット、ねじなどの締め付け作業に用いるインパクト回転工具に関するものである。

インパクト工具においては、所定の締め付けトルクに達したならば自動停止させるものが各種提供されているが、実際の作業においては締め付け不足となっている場合が多々あり、このために増し締めを行うことができるようにしたものが特開２００１−１２９７６７号公報（特許文献１）に示されている。

このものでは、締め付けトルクに達したとして制御手段がモータを停止させた後もメインスイッチのオン状態を保持していると、制御手段はモータを再始動させて所定の打撃数だけ打撃を印加することで、増し締めを行う。

しかし、このものではモータ停止後もメインスイッチのオン状態を保持していなければ、増し締め動作に移行しないために、モータ停止によって作業が完了したとして作業者がメインスイッチをオフにしてしまうと、増し締め動作に移行することができない。

また、実際の作業からすると、多数の締め付けたいものがある場合、通常の締め付け動作を全部に対して行った後、これらに対して順次増し締めを行うことが多いが、このような作業手順を取ることができない。
特開２００１−１２９７６７号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、増し締め単独の作業も行うことができる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。

上記課題を解決するために本発明に係るインパクト回転工具は、打撃による衝撃力で締め付け作業を行う駆動機構と、該駆動機構の駆動源としてのモータと、締め付けトルク設定用のトルク設定手段と、締め付け動作の際の締め付けトルクを算出するトルク算出部と、動作指示用のメインスイッチと、該メインスイッチとトルク算出部の出力及びトルク設定手段で設定されたトルクとに基づいてモータのオンオフを制御する制御手段とを備えたインパクト回転工具であって、上記トルク算出部で算出された締め付けトルクが上記トルク設定手段で設定されたトルクに達したならば上記駆動源を自動停止させる通常モードのほかに、通常モードで締め付けられた被締め付け部材に対してさらに所定の打撃を加えて増し締めを行う増し締めモードを備えるとともに、上記両モードを切り換える増し締め設定部を備えており、上記制御手段は上記増し締めモード時に行う増し締め動作として、上記トルク設定手段で設定されている通常モード用のトルクに応じた所定の打撃を加える動作を行わせるものであることに特徴を有している。増し締め設定部によって増し締めモードに移行すれば、増し締めの動作が行われるようにしたものであり、また、増し締めモードにおいてはトルク設定手段で設定されている通常モード用のトルクに応じた増し締め動作が行われるようにしたものである。

この場合、打撃により回転力が加えられるアンビルの回転角を検出する回転角検出手段を備えて、上記トルク算出部は回転角検出部の出力を基に締め付けトルクを算出するものであり、上記制御手段は増し締めモードにおけるトルク設定手段で設定されている通常モード用のトルクに応じた所定の打撃動作とモータの停止を、上記回転角検出部で検出されるアンビルの回転角を基に制御するものを好適に用いることができる。

本発明は、作業者が作業完了と判断してメインスイッチをオフにした後に、締め付け力が不足している、もしくはねじ締めの締め込み不足があることがわかった場合、増し締め設定部で増し締めモードに移行させれば、増し締めの動作がなされるために、増し締めのみを随時行うことができ、増し締め動作ばかりを連続して行いたい場合など、きわめて実用性に富んだものとなるほか、木ねじやタッピングスクリューの頭部をきちんと着座させたい場合、増し締めモードを有効に利用することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図２は本発明に係るインパクト回転工具の一例をブロック図で示しており、図中２は動作指示用のメインスイッチ、３はモータ、４はモータのオンオフ制御用のスイッチング素子、５は制御回路、６は打撃検知回路、７は締め付けトルク設定用のトルク設定ダイヤル、９は作業時間検出回路、１０は電源としての電池、１１はトルク算出回路、１２は増し締め設定スイッチであり、電池１０とメインスイッチ２とモータ３とスイッチング素子４が直列に接続されており、これらに制御回路５が並列に接続されている。

図３に構造的な概略を、図４に打撃による衝撃で締め付け作業を行う駆動機構３０の一例を示す。モータ３の回転はサンギア３４と遊星ギア３２とインターナルギア３３とからなる遊星機構で構成された減速部によって遊星ギア３２を軸３５で支持している駆動軸３６に伝達される。駆動軸３６の外周には鋼球３８とカム溝３９とによるカム機構を介してハンマー４０が配設されており、ばね３７によって前方へと付勢されている上記ハンマー４０は、出力軸３１が備えるアンビルと係合する係合部を備えている。

出力軸３１に負荷がかかっていない時には、モータ３による駆動でハンマー４０と出力軸３１とは一体に回転するが、出力軸３１に所定値以上の負荷がかかった時には、ハンマー４０がばね３７に抗して後退し、アンビルとの係合が外れた次点でハンマー４０が回転しながら前進してアンビル（出力軸３１）に回転方向の打撃衝撃を与え、出力軸３１を回転させる。

上記打撃の検知のための打撃検知回路６は、マイクや加速度センサーのような打撃自体を検知するものを用いることができるほか、打撃毎のアンビルの回転角を検出するものであってもよい。

トルク算出回路１１は、打撃数Ｎに基づいて締め付けトルクＴ1を算出するものである場合、

で推定することができる。打撃毎の出力軸３１の回転角θを検出するものである場合、打撃毎のモータ３の回転量をΔｎ、モータ３から出力軸３１までの減速比をη、モータの回転速度をωとすると、締め付けトルクＴ2は

で算出することができる。

作業時間検出回路９は、メインスイッチ２と並列に接続されてメインスイッチのオン時間及びオフ時間を測定するものであるが、これは必ずしも必要ではない。

トルク設定ダイヤル７は、図５に示すようなダイヤル式のほか、図６に示すようなＬＥＤ表示のレベルメータＬＥＤ１とアップダウンスイッチとからなるもの等であってもよい。

そして増し締め設定スイッチ１２は図５に示すようなスライドスイッチや、図６に示すようなボタン式のスイッチと増し締めモード表示用の発光表示部ＬＥＤ２などで構成することができる。

このインパクト回転工具においては、通常は非増し締めモード（通常モード）で作業を行うものであり、この場合、図１に示すようにメインスイッチ２をオンとすればモータ３が始動し、打撃動作を開始する。そしてトルク算出回路１１で算出されるトルクがトルク設定ダイヤル７で設定されたトルク値になれば、制御回路５はメインスイッチ２のオン状態であってもスイッチング素子４をオフとすることでモータ３を停止させる。図中αはこのトルク制御による締め付け作業を示している。

このモータ３のオフにより作業者がメインスイッチ２をオフとした後、増し締めを行う必要があると判断したならば、増し締め設定スイッチ１２の操作で増し締めモードに移行し、再度メインスイッチ２をオンとすればよい。この時制御回路５は通常モードとは異なった増し締め動作βを行う。

この増し締め動作βとしては、所定の打撃数だけ打撃を行う、所定の時間だけ打撃を行う、モータ３の回転数が所定回転数になるまで打撃を行う、出力軸３１を所定の回転角だけ回転させる等のいずれであってもよいが、所定の打撃数だけ打撃を行うものである場合、この打撃数の打撃を完了すれば、メインスイッチ２のオン状態にかかわらずモータ３を停止させる。この後、いったんメインスイッチ２がオフされ、再度メインスイッチ２がオンとなれば、増し締めモードが解除されていない限り、再度増し締め動作βを行う。

増し締め動作βによる打撃動作における上記の所定の値は、トルク設定ダイヤル７で設定されたトルク値に応じた値とする。打撃数で増し締め管理を行う場合の一例を下表に示す。

図７に示すように、増し締め角度設定ダイヤル８を設けておき、増し締めモードにおいては増し締め角度設定ダイヤル８で設定された増し締め角度（打撃数や打撃時間であってもよい）だけ、増し締めでの打撃動作が行われるようにしてもよい。

このほか、連続した増し締め動作が所定回数以上連続して行われた場合は、トルク設定ダイヤル７で設定されているトルク設定値を自動的に１レベル上げて、次の通常作業のトルク設定を大きくするようにすることも好ましい。たとえば、下表でトルク設定の２レベル上に相当する推定トルク値となる増し締め動作が行われたならば、現在のトルク設定のレベルが低すぎるために増し締め動作を連続して行わなければならないと判断してトルク設定を１レベルだけ上のものに自動変更してしまうのである。増し締めモードでの増し締め動作の打撃量を自動的に１レベルだけ上のものに自動変更してもよい。

ところで、増し締め設定スイッチ１２によって増し締めモードに移行させなければ増し締め動作が行えないということになれば、通常作業の次に連続して増し締め動作を行いたい場合、増し締め設定スイッチ１２を操作する必要があり、これはこれで操作性に問題を有することになる。

このために、ここでは前述の作業時間検出回路９を設けており、図８に示すように通常モードでの作業αが完了してモータ３がオフとなった後、作業者がいったんメインスイッチ２をオフとしてから再度メインスイッチ２をオンするまでの時間Ｔ１が所定時間Ｔ２より短ければ、増し締め設定スイッチ１２が通常モードにあっても増し締めモードに自動移行して増し締め動作βを行うことができるようにしている。

本発明の実施の形態の一例の動作説明図である。 同上のブロック回路図である。 同上の概略構成図である。 同上の駆動機構の一例の断面図である。 同上のトルク設定ダイヤル及び増し締め設定スイッチの一例の正面図である。 同上のトルク設定ダイヤル及び増し締め設定スイッチの他例の正面図である。 他例のブロック回路図である。 更に他例の動作説明図である。

２ メインスイッチ
３ モータ
５ 制御手段
７ トルク設定手段
１１ トルク算出部
１２ 増し締め設定部

Claims (2)

1. 打撃による衝撃力で締め付け作業を行う駆動機構と、該駆動機構の駆動源としてのモータと、締め付けトルク設定用のトルク設定手段と、締め付け動作の際の締め付けトルクを算出するトルク算出部と、動作指示用のメインスイッチと、該メインスイッチとトルク算出部の出力及びトルク設定手段で設定されたトルクとに基づいてモータのオンオフを制御する制御手段とを備えたインパクト回転工具であって、
   上記トルク算出部で算出された締め付けトルクが上記トルク設定手段で設定されたトルクに達したならば上記駆動源を自動停止させる通常モードのほかに、通常モードで締め付けられた被締め付け部材に対してさらに所定の打撃を加えて増し締めを行う増し締めモードを備えるとともに、上記両モードを切り換える増し締め設定部を備えており、上記制御手段は上記増し締めモード時に行う増し締め動作として、上記トルク設定手段で設定されている通常モード用のトルクに応じた所定の打撃を加える動作を行わせるものであることを特徴とするインパクト回転工具。
2. 打撃により回転力が加えられるアンビルの回転角を検出する回転角検出手段を備えて、上記トルク算出部は回転角検出部の出力を基に締め付けトルクを算出するものであり、上記制御手段は増し締めモードにおけるトルク設定手段で設定されている通常モード用のトルクに応じた所定の打撃動作とモータの停止を、上記回転角検出部で検出されるアンビルの回転角を基に制御しているものであることを特徴とする請求項１記載のインパクト回転工具。

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