JP6135925B2 - Impact rotary tool and tip attachment for impact rotary tool - Google Patents

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Description

本発明は、インパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメントに関するものである。   The present invention relates to an impact rotary tool and a tip attachment for an impact rotary tool.

インパクト回転工具は、駆動源の一例であるモータの回転出力を減速機構で減速した回転をハンマの打撃や油圧によりパルス状の衝撃トルクに変換し、衝撃トルクによって締め付け作業や弛緩作業を行う工具である。インパクト回転工具によれば、減速機構のみを用いた回転工具と比較して高いトルクが得られるために作業性が向上する。そのため、インパクト回転工具は、建築現場や組立工場などで幅広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。   An impact rotary tool is a tool that converts the rotation output of a motor, which is an example of a drive source, to a pulsed impact torque by hammering or hydraulic pressure, and performs tightening or relaxation work using the impact torque. is there. According to the impact rotary tool, workability is improved because a higher torque can be obtained as compared with the rotary tool using only the speed reduction mechanism. Therefore, impact rotary tools are widely used in construction sites and assembly factories (see, for example, Patent Document 1).

インパクト回転工具では、高いトルクによって対象物が締め付けられ過ぎる場合がある一方で、こうした締め過ぎを避けるために、対象物が緩めに締め付けられて、ボルトやねじ等の対象物が所望の強さで固定されない場合もある。   In impact rotary tools, the object may be over-tightened by high torque, but in order to avoid such over-tightening, the object is tightened loosely so that the object such as a bolt or screw has the desired strength. It may not be fixed.

そこで、インパクト回転工具では、所定のトルクで対象物の締め付けを行うために、軸部に設けたトルクセンサ等のセンサによりトルクを測定する。そして、センサの出力値に基づくトルクが目標トルク等の所定トルクに達すると、モータの駆動が停止される。   Therefore, in the impact rotary tool, in order to tighten the object with a predetermined torque, the torque is measured by a sensor such as a torque sensor provided on the shaft portion. When the torque based on the output value of the sensor reaches a predetermined torque such as a target torque, the driving of the motor is stopped.

特開2012−206181号公報JP 2012-206181 A

ところで、上記のようなインパクト回転工具では、軸部に加わるトルクを測定しているが、実際の締め付けトルクを測定トルクから算出することが難しく、対象作業によっては全く異なる締め付けトルクで停止する虞がある。   By the way, in the impact rotary tool as described above, the torque applied to the shaft portion is measured, but it is difficult to calculate the actual tightening torque from the measured torque, and depending on the target work, there is a possibility of stopping at a completely different tightening torque. is there.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、締め付けトルクをより高精度に算出することができるインパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメントを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an impact rotary tool and a tip attachment for an impact rotary tool capable of calculating a tightening torque with higher accuracy. .

上記課題を解決するために、駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部と、発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する軸部と、前記軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ所定期間で前記回転角の近似曲線を算出し、その算出した前記回転角の近似曲線を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、前記締め付けトルクを基に前記駆動源を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
また上記構成において、前記算出部は、前記所定期間において測定された前記測定トルクを基に前記締め付けトルクを算出することが好ましい。
In order to solve the above problems, an impact force generator that generates an impact force by changing the power of the drive source to a pulsed torque, and a shaft that transmits the pulsed torque to the tip tool by the generated impact force A torque measuring unit that measures a measurement torque that is a torque applied to the shaft, a rotation angle measuring unit that measures a rotation angle of the shaft, a maximum angle at the last hit, and a maximum at the current hit Calculating an approximate curve of the rotation angle in a predetermined period including at least a part of the tightening period corresponding to the difference from the angle, calculating an angular acceleration based on the calculated approximate curve of the rotation angle, and calculating the angular acceleration and A calculation unit that calculates a tightening torque based on the measured torque, and a control unit that controls the drive source based on the tightening torque.
In the above configuration, it is preferable that the calculation unit calculates the tightening torque based on the measured torque measured in the predetermined period.

また上記構成において、前記算出部は、前記締め付けトルクをT、測定トルクをTs、前記先端工具の回転軸回りの慣性モーメントをI、角加速度をαとした場合に、T=Ts×A−I×α×B+C (但し、A,B,Cは係数)を用いて前記締め付けトルクを算出することが好ましい。 Further, in the above configuration, the calculation unit has T = Ts × A−I, where T is the tightening torque, Ts is the measurement torque, I is the moment of inertia around the rotation axis of the tip tool, and α is the angular acceleration. It is preferable to calculate the tightening torque using × α × B + C (where A, B, and C are coefficients).

また上記構成において、前記算出部は、前記回転角の前記近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度を算出することが好ましい。 In the above configuration, the calculation unit preferably calculates the angular acceleration by performing the second derivative of the previous SL trendline before Symbol rotation angle.

また上記構成において、前記算出部は、前記回転角の近似曲線を2次の近似曲線として算出し、算出した2次の前記近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度を算出することが好ましい。   In the above configuration, the calculation unit may calculate the angular acceleration by calculating the approximate curve of the rotation angle as a second-order approximate curve and performing the second derivative of the calculated second-order approximate curve. preferable.

また上記構成において、前記算出部は、前記測定トルク及び前記角加速度として、それぞれ前記所定期間内における値の平均値を用いることが好ましい。 In the above configuration, the calculation unit as the measured torque and the angular acceleration, it is preferable to use the average of the values in each within the predetermined time period.

また上記構成において、前記トルク測定部によって測定される測定トルクは、前記所定期間内におけるピーク値であることが好ましい。
上記課題を解決するために、インパクト回転工具で発生したインパクト力を先端工具に伝達する軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ所定期間で前記回転角の近似曲線を算出し、その算出した前記回転角の近似曲線を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、を備えたことを特徴とする。
In the above configuration, the measured torque measured by the torque measuring unit is preferably a peak value within the predetermined period .
In order to solve the above problems, a torque measuring unit that measures a measurement torque that is a torque applied to a shaft part that transmits an impact force generated by an impact rotary tool to a tip tool, and a rotation angle that measures a rotation angle of the shaft part Calculate the approximate curve of the rotation angle in a predetermined period including at least a part of the tightening period corresponding to the difference between the measurement unit, the maximum angle at the time of the last hit, and the maximum angle at the time of the current hit, An angular acceleration is calculated based on the approximate curve of the rotation angle, and a calculation unit is provided that calculates a tightening torque based on the angular acceleration and the measured torque.

本発明のインパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメントによれば、締め付けトルクをより高精度に算出することができる。   According to the impact rotary tool and the tip attachment for the impact rotary tool of the present invention, the tightening torque can be calculated with higher accuracy.

実施形態におけるインパクト回転工具の模式側断面図である。It is a model side sectional view of an impact rotary tool in an embodiment. インパクト回転工具の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of an impact rotary tool. インパクト回転工具の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of an impact rotary tool. (a)軸トルクセンサ出力を示すグラフであり、(b)は回転エンコーダのパルス信号を示すグラフであり、(c)は軸部回転に伴う角度変化を示すグラフである。(A) It is a graph which shows an axial torque sensor output, (b) is a graph which shows the pulse signal of a rotary encoder, (c) is a graph which shows the angle change accompanying shaft part rotation. トルク算出部から出力される電圧信号の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the voltage signal output from a torque calculation part. 別例におけるインパクト回転工具の角加速度の算出方法について説明するA method for calculating the angular acceleration of an impact rotary tool in another example will be described. 別例におけるインパクト回転工具とインパクト回転工具用先端アタッチメントについて説明するための模式側断面図である。It is a typical sectional side view for demonstrating the impact rotary tool and the tip attachment for impact rotary tools in another example.

以下、インパクト回転工具の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、インパクト回転工具11は、把持可能な手持ち式であり、例えばインパクトドライバーあるいはインパクトレンチ等である。インパクト回転工具11の外装を形成する本体ハウジング12は、有底筒状の胴部13と、胴部から延出するハンドル部14とを備える。ハンドル部14は、胴部13の軸線に対して交差する一方向であって、図1における下方に向かって胴部13から延びている。
Hereinafter, an embodiment of an impact rotary tool will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the impact rotary tool 11 is a hand-held type that can be gripped, and is, for example, an impact driver or an impact wrench. The main body housing 12 that forms the exterior of the impact rotary tool 11 includes a bottomed cylindrical body portion 13 and a handle portion 14 that extends from the body portion. The handle portion 14 extends in one direction intersecting the axis of the trunk portion 13 and extends downward from the trunk portion 13 in FIG.

胴部13内の基端部側であって、図1における右側の位置には、駆動源の一例としてのモータ15が配設されている。モータ15は、モータ15の回転軸線が胴部13の軸線に一致し、かつ、モータ15の出力軸16が胴部13の先端側を向くように胴部13内に配設される。モータ15は、例えばブラシモータ又はブラシレスモータ等の直流モータである。モータ15の出力軸16には、インパクト力発生部17が接続されている。インパクト力発生部17は、モータ15の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生させる。   A motor 15 as an example of a drive source is disposed on the base end side in the body 13 and on the right side in FIG. The motor 15 is disposed in the body portion 13 so that the rotation axis of the motor 15 coincides with the axis line of the body portion 13 and the output shaft 16 of the motor 15 faces the front end side of the body portion 13. The motor 15 is a DC motor such as a brush motor or a brushless motor. An impact force generator 17 is connected to the output shaft 16 of the motor 15. The impact force generator 17 generates impact force by converting the rotational power of the motor 15 into pulsed torque.

インパクト力発生部17は、モータ15側から順に減速機構18と、ハンマ19と、アンビル20と、軸部の一例である主軸21とを備える。
減速機構18は、モータ15の回転を所定の減速比で減速させて必要なトルクを得る。ハンマ19には、減速機構18により減速されてトルクが高められた回転力が伝達される。アンビル20は、ハンマ19によって打撃される。主軸21には、ハンマ19の打撃によって回転力が衝動的に印加される。なお、主軸21はアンビル20の一部としてアンビル20に一体形成されてもよいし、アンビル20とは別に形成された主軸21がアンビル20に固定された構成としてもよい。
The impact force generation unit 17 includes a speed reduction mechanism 18, a hammer 19, an anvil 20, and a main shaft 21 that is an example of a shaft portion in order from the motor 15 side.
The reduction mechanism 18 decelerates the rotation of the motor 15 at a predetermined reduction ratio to obtain a necessary torque. The hammer 19 receives a rotational force that has been decelerated by the speed reduction mechanism 18 and increased in torque. The anvil 20 is hit by the hammer 19. A rotational force is impulsively applied to the main shaft 21 by striking the hammer 19. The main shaft 21 may be integrally formed with the anvil 20 as a part of the anvil 20, or the main shaft 21 formed separately from the anvil 20 may be fixed to the anvil 20.

ハンマ19は、減速機構18の出力により回転する駆動軸22に取り付けられている。ハンマ19は、駆動軸22に対して回転自在であり、かつ、駆動軸22に沿って前後方向にスライド可能である。また、ハンマ19は、減速機構18とハンマ19との間に介装されたコイルばね23の弾性力により、図1における左方側である胴部13内の先端側へ付勢され、アンビル20と当接する位置に配置される。   The hammer 19 is attached to a drive shaft 22 that is rotated by the output of the speed reduction mechanism 18. The hammer 19 is rotatable with respect to the drive shaft 22 and is slidable in the front-rear direction along the drive shaft 22. Further, the hammer 19 is urged toward the distal end side in the body portion 13 on the left side in FIG. 1 by the elastic force of the coil spring 23 interposed between the speed reduction mechanism 18 and the hammer 19, and the anvil 20. It arrange | positions in the position contact | abutted with.

ハンマ19には、アンビル20に向けて延びる一対の当接部19aが周方向に沿って等配され、各当接部19aは、アンビル20の径方向へ延出する当接部20aと周方向にて当接する。減速機構18によって減速された駆動軸22の回転は、ハンマ19とアンビル20とが当接部19a,20aの当接を介して一体に回転することにより、アンビル20と同軸の主軸21に伝達される。胴部13の先端部であって、図1における左端部には、ソケット孔に挿着された状態で先端工具24を着脱するチャック部13aが設けられている。   A pair of contact portions 19 a extending toward the anvil 20 are equally arranged on the hammer 19 along the circumferential direction, and each contact portion 19 a and the contact portion 20 a extending in the radial direction of the anvil 20 and the circumferential direction. Abut. The rotation of the drive shaft 22 decelerated by the speed reduction mechanism 18 is transmitted to the main shaft 21 coaxial with the anvil 20 when the hammer 19 and the anvil 20 rotate together via the contact portions 19a and 20a. The A chuck portion 13a for attaching / detaching the tip tool 24 while being inserted into the socket hole is provided at the left end portion in FIG.

先端工具24の回転によりボルト又はねじ等の締結部材の締め付けが進んだときには、例えば、締結部材の締め付け始め等と比べて、主軸21に加わる負荷が大きい。あるいは、先端工具24の回転によりボルト又はねじ等の締結部材の緩めが進んだときには、例えば、締結部材の緩め始め等と比べて、主軸21に加わる負荷が小さい。そして、ハンマ19とアンビル20との間に所定以上の力が加わった状態では、ハンマ19はコイルばね23を圧縮しつつ駆動軸22に沿って後方であって、図1では右方へ移動する。ハンマ19が、こうした移動によってアンビル20に対して一定以上回動すると、コイルばね23の圧縮力が開放されることによって、ハンマ19は、回転しながらコイルばね23の付勢力によりアンビル20を打撃する。ハンマ19の打撃は、主軸21が受ける負荷によって、アンビル20に対してハンマ19が一定以上回動する度に繰り返される。こうしたハンマ19によるアンビル20の打撃は、インパクトとして締結部材に作用する。   When tightening of a fastening member such as a bolt or a screw is advanced by the rotation of the tip tool 24, for example, the load applied to the main shaft 21 is larger than when tightening of the fastening member is started. Or, when the loosening of the fastening member such as a bolt or a screw is advanced by the rotation of the tip tool 24, for example, the load applied to the main shaft 21 is small compared to the start of the loosening of the fastening member. In a state where a predetermined force or more is applied between the hammer 19 and the anvil 20, the hammer 19 is rearward along the drive shaft 22 while compressing the coil spring 23, and moves to the right in FIG. . When the hammer 19 is rotated by a certain amount or more with respect to the anvil 20 by such movement, the compression force of the coil spring 23 is released, so that the hammer 19 strikes the anvil 20 by the urging force of the coil spring 23 while rotating. . The hammer 19 is struck repeatedly each time the hammer 19 rotates more than a certain amount with respect to the anvil 20 due to the load received by the main shaft 21. The hit of the anvil 20 by the hammer 19 acts on the fastening member as an impact.

図1に示されるように、インパクト回転工具11の主軸21には、軸トルクセンサ26と、回転エンコーダ27とが取り付けられている。
軸トルクセンサ26は、例えばねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサであり、主軸21にトルクが加わることにより発生する軸の歪に応じた透磁率の変化を非回転部分に設置されたコイルで検出し、歪に比例した電圧信号を出力する。軸トルクセンサ26の出力する電圧信号がトルクに対応するトルク検出信号S1(図4(a)参照)であり、トルク検出信号S1は、軸トルクセンサ26から本体制御回路30の軸トルク測定部41へ出力される。
As shown in FIG. 1, a shaft torque sensor 26 and a rotary encoder 27 are attached to the main shaft 21 of the impact rotary tool 11.
The shaft torque sensor 26 is, for example, a magnetostrictive strain sensor capable of detecting torsional strain, and is a coil installed in a non-rotating portion to change the magnetic permeability according to the strain of the shaft generated when torque is applied to the main shaft 21. And output a voltage signal proportional to the distortion. The voltage signal output from the shaft torque sensor 26 is a torque detection signal S1 corresponding to the torque (see FIG. 4A), and the torque detection signal S1 is transmitted from the shaft torque sensor 26 to the shaft torque measuring unit 41 of the main body control circuit 30. Is output.

回転エンコーダ27は、主軸21の回転により、2相のパルスを回転角算出部42に出力し、回転角算出部42で角度変化に変換される。
ハンドル部14には、トリガレバー29が設けられ、操作者によってトリガレバー29が操作されることによって、インパクト回転工具11は駆動される。また、ハンドル部14の下端部には、略四角箱状の収容ケースからなる電池パック装着部31が着脱可能に設けられ、電池パック装着部31内には、二次電池である電池パック32が収容されている。インパクト回転工具11は、電池パック32を駆動用電源とする充電式である。電池パック32は電力線33を通じて本体制御回路30に接続されている。
The rotary encoder 27 outputs a two-phase pulse to the rotation angle calculation unit 42 by the rotation of the main shaft 21, and the rotation angle calculation unit 42 converts it into an angle change.
The handle portion 14 is provided with a trigger lever 29, and the impact rotary tool 11 is driven when the trigger lever 29 is operated by an operator. In addition, a battery pack mounting portion 31 formed of a substantially square box-shaped storage case is detachably provided at the lower end of the handle portion 14, and a battery pack 32 that is a secondary battery is provided in the battery pack mounting portion 31. Contained. The impact rotary tool 11 is a rechargeable type using the battery pack 32 as a driving power source. The battery pack 32 is connected to the main body control circuit 30 through the power line 33.

モータ15には、モータ15の回転速度を検出する速度検出部34が設けられている。速度検出部34は、例えば、モータ15の回転数に比例した周波数を有する周波数信号を生成する周波数ジェネレータとして具体化される。速度検出部34は、例えば、回転エンコーダ等でもよく、モータ15がブラシレスモータである場合には、速度検出部34は、ホールセンサでもよく、ホールセンサの信号や逆起電力によって回転速度を検出することができる。速度検出部34は、回転速度に対応する信号を本体制御回路30に出力する。   The motor 15 is provided with a speed detector 34 that detects the rotational speed of the motor 15. The speed detection unit 34 is embodied as a frequency generator that generates a frequency signal having a frequency proportional to the rotation speed of the motor 15, for example. The speed detection unit 34 may be, for example, a rotary encoder, and when the motor 15 is a brushless motor, the speed detection unit 34 may be a Hall sensor, and detects the rotation speed by a signal from the Hall sensor or a counter electromotive force. be able to. The speed detection unit 34 outputs a signal corresponding to the rotation speed to the main body control circuit 30.

本体制御回路30は、リード線35によってモータ15に対して電気的に接続されて、モータ15の駆動等を制御する。また、本体制御回路30には、トリガレバー29の操作を検知するトリガースイッチが電気的に接続されている。   The main body control circuit 30 is electrically connected to the motor 15 via the lead wire 35 and controls driving of the motor 15 and the like. In addition, a trigger switch that detects the operation of the trigger lever 29 is electrically connected to the main body control circuit 30.

本体制御回路30は、操作者がトリガレバー29を操作しているときに、トリガレバー29の引き込み量に応じてモータ15の回転速度を変化させる等の制御を行う。本体制御回路30は、モータドライバを介してモータ15への通電を制御し、モータ15の回転制御及びトルク設定を行う。さらに、本体制御回路30は、軸トルクセンサ26の出力と回転エンコーダ27の出力を用いて算出した算出トルク値がトルク設定値を超えた場合に停止信号等を出力するようになっている。   The main body control circuit 30 performs control such as changing the rotation speed of the motor 15 in accordance with the pulling amount of the trigger lever 29 when the operator operates the trigger lever 29. The main body control circuit 30 controls energization to the motor 15 via a motor driver, and performs rotation control and torque setting of the motor 15. Further, the main body control circuit 30 outputs a stop signal or the like when the calculated torque value calculated using the output of the shaft torque sensor 26 and the output of the rotary encoder 27 exceeds the torque set value.

本体制御回路30は、リード線35によってモータ15に対して電気的に接続されて、モータ15の駆動等を制御する。また、本体制御回路30には、軸トルクセンサ26及び回転エンコーダ27からの信号を本体制御回路30に入力する信号線36,37が接続されている。   The main body control circuit 30 is electrically connected to the motor 15 via the lead wire 35 and controls driving of the motor 15 and the like. The main body control circuit 30 is connected to signal lines 36 and 37 for inputting signals from the shaft torque sensor 26 and the rotary encoder 27 to the main body control circuit 30.

次に、図2を参照してインパクト回転工具の電気的構成を説明する。
図2に示すように、インパクト回転工具11は、軸トルクセンサ26と回転エンコーダ27と、本体制御回路30とを備える。
Next, the electrical configuration of the impact rotary tool will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the impact rotary tool 11 includes a shaft torque sensor 26, a rotary encoder 27, and a main body control circuit 30.

本体制御回路30は、軸トルクセンサ26から出力された信号が入力されて、アンビル20又は主軸21に加わるトルク(測定トルク)を算出する軸トルク測定部41と、回転エンコーダ27から出力された信号を入力し回転角を算出する回転角算出部42とを備える。さらに本体制御回路30は、回転角算出部42によって算出された回転角を基に角加速度を算出する角加速度算出部43と、先端工具24の回転軸回りの慣性モーメントを入力する慣性モーメント設定部44と、測定トルクと角加速度と慣性モーメントを基に締め付けトルクを算出するトルク算出部45を備える。なお、慣性モーメントとしては、慣性モーメントそのものであってもよいし、それに順ずる値や比例する値を採用してもよい。また、本実施形態の本体制御回路30は、軸トルク測定部41によって算出された測定トルクのうちの1打撃分の波形がバッファ部46に蓄積されるようになっている。   The main body control circuit 30 receives the signal output from the shaft torque sensor 26 and receives the signal output from the rotary encoder 27 and the shaft torque measuring unit 41 that calculates the torque (measured torque) applied to the anvil 20 or the main shaft 21. And a rotation angle calculation unit 42 for calculating the rotation angle. Further, the main body control circuit 30 includes an angular acceleration calculation unit 43 that calculates angular acceleration based on the rotation angle calculated by the rotation angle calculation unit 42, and an inertia moment setting unit that inputs an inertia moment about the rotation axis of the tip tool 24. 44, and a torque calculation unit 45 that calculates the tightening torque based on the measured torque, the angular acceleration, and the moment of inertia. Note that the moment of inertia itself may be used as the moment of inertia, or a value corresponding to or proportional to the moment of inertia may be employed. Further, the main body control circuit 30 of the present embodiment is configured such that a waveform corresponding to one hit out of the measured torque calculated by the shaft torque measuring unit 41 is accumulated in the buffer unit 46.

また、本体制御回路30は、モータ15のトルク管理及び速度制御等を行う制御部50を備える。制御部50は、締め付けトルクの目標値となる設定トルクを設定するトルク設定部51を備える。   The main body control circuit 30 includes a control unit 50 that performs torque management, speed control, and the like of the motor 15. The control unit 50 includes a torque setting unit 51 that sets a set torque that is a target value of the tightening torque.

トルク設定部51は、例えば、ボリューム等から構成され、制限速度算出部53及び停止判定部55と電気的に接続されている。モータ15の駆動を停止させる際の設定トルクは、操作者によるトルク設定部51の操作によって設定される。トルク設定部51は、例えば、設定トルクの±10%の範囲内に目標トルクTo(図5参照)を設定する。トルク設定部51は、設定トルクそのものを目標トルクToとする構成でもよい。なお、本実施形態では、目標トルクToが、所定のトルク値の一例に相当する。   The torque setting unit 51 includes, for example, a volume and is electrically connected to the speed limit calculation unit 53 and the stop determination unit 55. The set torque for stopping the driving of the motor 15 is set by the operation of the torque setting unit 51 by the operator. For example, the torque setting unit 51 sets the target torque To (see FIG. 5) within a range of ± 10% of the set torque. The torque setting unit 51 may be configured such that the set torque itself is the target torque To. In the present embodiment, the target torque To corresponds to an example of a predetermined torque value.

制御部50は、モータ15の回転速度を測定するモータ速度測定部52と、制限速度を算出する前記制限速度算出部53と、モータ15の駆動を制御するモータ制御部54とを備える。本体制御回路30にはCPUが設けられ、制御部50は、例えば、CPUが制御用プログラムを実行することにより各部52〜54が構築されるソフトウェアからなる。なお、制御部50を構成する各部52〜54は、ASIC等の集積回路によりハードウェアで構成されたり、各部52〜54における一部がソフトウェアで構成され、かつ、その他の一部がハードウェアで構成されたりしてもよい。   The control unit 50 includes a motor speed measurement unit 52 that measures the rotation speed of the motor 15, the speed limit calculation unit 53 that calculates the speed limit, and a motor control unit 54 that controls the driving of the motor 15. The main body control circuit 30 is provided with a CPU, and the control unit 50 is composed of software in which the units 52 to 54 are constructed by the CPU executing a control program, for example. In addition, each part 52-54 which comprises the control part 50 is comprised with hardware by integrated circuits, such as ASIC, a part in each part 52-54 is comprised with software, and another part is hardware. It may be configured.

モータ速度測定部52は、速度検出部34から入力した速度に対応する信号に基づきモータ15の回転速度を測定する。制限速度算出部53は、測定されたモータ15の回転速度と予め設定されている目標トルクToとを入力し、目標トルクToの大きさに応じて、トリガレバー29を引いた時のモータ15の回転速度の制限速度を算出する。モータ制御部54は、モータ15の回転速度を制限速度以下に制限するようにモータ15の駆動を制御する。つまり、モータ制御部54は、目標トルクToが小さいときには、トリガレバー29を最大限に引いても、モータ15を最高速度に達しない速度に制限する。   The motor speed measurement unit 52 measures the rotation speed of the motor 15 based on a signal corresponding to the speed input from the speed detection unit 34. The speed limit calculation unit 53 inputs the measured rotational speed of the motor 15 and a preset target torque To, and the motor 15 when the trigger lever 29 is pulled according to the magnitude of the target torque To. The speed limit speed is calculated. The motor control unit 54 controls the drive of the motor 15 so as to limit the rotation speed of the motor 15 to be equal to or lower than the limit speed. That is, when the target torque To is small, the motor control unit 54 limits the motor 15 to a speed that does not reach the maximum speed even when the trigger lever 29 is pulled to the maximum.

本体制御回路30は、トルク算出部45で算出したトルク値が目標トルクに達したか否かを判定する停止判定部55を備える。また本体制御回路30は、停止時のトルク値などを記録する記録部56を備える。   The main body control circuit 30 includes a stop determination unit 55 that determines whether the torque value calculated by the torque calculation unit 45 has reached the target torque. Further, the main body control circuit 30 includes a recording unit 56 that records a torque value at the time of stopping.

次に、本実施形態のインパクト回転工具11の作用を説明する。
例えば、操作者がボルトやねじ等を締め付ける時には、予めトルク設定部51が操作されて設定トルクが設定される。
Next, the operation of the impact rotary tool 11 of this embodiment will be described.
For example, when the operator tightens a bolt, a screw, or the like, the torque setting unit 51 is operated in advance to set the set torque.

図1〜図3に示すように、トリガレバー29が操作されてトリガースイッチ(図示略)がオン状態とされると(ステップS10)、制御部50は、トルク設定部51によって設定された設定トルクと慣性モーメント設定部44によって設定された慣性モーメントを確認する(ステップS11)。   As shown in FIGS. 1 to 3, when the trigger lever 29 is operated and a trigger switch (not shown) is turned on (step S <b> 10), the control unit 50 sets the set torque set by the torque setting unit 51. The inertia moment set by the inertia moment setting unit 44 is confirmed (step S11).

そして、停止判定部55は、前記トルク設定部51によって設定された設定トルクに基づいて閾値である目標トルクToを設定する(ステップS12)。次いで、制御部50のモータ制御部54は、モータ15に駆動電流を供給してモータ15を駆動させる(ステップS13)。   Then, the stop determination unit 55 sets a target torque To that is a threshold value based on the set torque set by the torque setting unit 51 (step S12). Next, the motor control unit 54 of the control unit 50 supplies a drive current to the motor 15 to drive the motor 15 (step S13).

次いで、本体制御回路30の軸トルク測定部41は、軸トルクセンサ26によって検出されたトルク検出信号S1を常時取得する(ステップS14)。軸トルク測定部41は、一時記憶領域であるバッファ部46に1打撃分のトルク検出信号S1を出力して、バッファ部46は1打撃分のトルク検出信号S1を蓄積していく(ステップS15)。   Next, the shaft torque measuring unit 41 of the main body control circuit 30 always acquires the torque detection signal S1 detected by the shaft torque sensor 26 (step S14). The shaft torque measuring unit 41 outputs the torque detection signal S1 for one stroke to the buffer unit 46, which is a temporary storage area, and the buffer unit 46 accumulates the torque detection signal S1 for one stroke (step S15). .

また、本体制御回路30の回転角算出部42は、回転エンコーダ27によって検出されたA相、B相のパルス信号(回転エンコーダ信号)Sa,Sbを取得する(ステップS16)。ちなみに図4(b)に示すように、各パルス信号Sa,Sbはそれぞれ90度位相のずれた矩形波状の信号である。   Further, the rotation angle calculation unit 42 of the main body control circuit 30 acquires the A-phase and B-phase pulse signals (rotary encoder signals) Sa and Sb detected by the rotary encoder 27 (step S16). Incidentally, as shown in FIG. 4B, each of the pulse signals Sa and Sb is a rectangular wave signal having a phase difference of 90 degrees.

次いで、回転角算出部42は、回転角度(回転角)を算出する(ステップS17)。ここで、その回転角度の変化の一例について説明すると、図4(c)に示すように、衝撃により回転角度が増える。具体的には、アンビル20が回転駆動されると、まずアンビル20と先端工具24間、先端工具24と締結部材間の回転ガタが詰まり、締結部材等が若干ねじれることで回転角度が増える(区間P1)。次いで、締結部材が実際に締まることでさらに回転角度が増える(区間P2)。そして、締結部材が締まらなくなった後は、締結部材等のねじれがもどり、さらに回転ガタができ始めることにより回転角度が減る(区間P3)。   Next, the rotation angle calculation unit 42 calculates a rotation angle (rotation angle) (step S17). Here, an example of the change in the rotation angle will be described. As shown in FIG. 4C, the rotation angle increases due to an impact. Specifically, when the anvil 20 is driven to rotate, first, the rotation play between the anvil 20 and the tip tool 24 and between the tip tool 24 and the fastening member is clogged, and the fastening member and the like are slightly twisted to increase the rotation angle (section). P1). Next, when the fastening member is actually tightened, the rotation angle is further increased (section P2). Then, after the fastening member is not tightened, the torsion of the fastening member and the like is restored, and further, the rotation angle is reduced by starting to generate rotation backlash (section P3).

次いで、角加速度算出部43は、締結部材が実際に締まりだす締まり期間である区間P2を算出する(ステップS18)。ここで、区間P2としては、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する区間として、角加速度算出部43は区間P2を算出する。   Next, the angular acceleration calculation unit 43 calculates a section P2 that is a tightening period in which the fastening member actually tightens (step S18). Here, as the section P2, the angular acceleration calculation unit 43 calculates the section P2 as a section corresponding to the difference between the maximum angle at the previous hit and the maximum angle at the current hit.

次いで、トルク算出部45は、角加速度算出部43によって算出された締まり期間である区間P2に基づいてトルクの算出期間を設定する(ステップS19)。次いで、トルク算出部45は、バッファ部46に蓄積された1打撃分の波形(トルク検出信号S1)の内で区間P2の範囲におけるトルク値の平均値を測定トルクTsとして算出する。   Next, the torque calculation unit 45 sets a torque calculation period based on the section P2 that is the tightening period calculated by the angular acceleration calculation unit 43 (step S19). Next, the torque calculation unit 45 calculates the average value of the torque values in the range of the section P2 in the waveform for one stroke (torque detection signal S1) accumulated in the buffer unit 46 as the measured torque Ts.

また、角加速度算出部43は、締まり期間である区間P2に基づいて回転角度の算出期間を設定する(ステップS21)。次いで、角加速度算出部43は、区間P2の範囲における回転角度θのデータから角加速度αを算出する。角加速度αの算出方法として、まず、前記区間P2の範囲での2次の近似曲線を作成する。2次近似曲線の式は次式で表される。   Further, the angular acceleration calculation unit 43 sets the rotation angle calculation period based on the section P2 that is the tightening period (step S21). Next, the angular acceleration calculation unit 43 calculates the angular acceleration α from the data of the rotation angle θ in the range of the section P2. As a method for calculating the angular acceleration α, first, a quadratic approximate curve in the range of the section P2 is created. The equation of the quadratic approximate curve is expressed by the following equation.

ここで、角加速度αは、角度θの2回微分で導出されることから次式で角加速度αを算出することができる。 Here, since the angular acceleration α is derived by the second derivative of the angle θ, the angular acceleration α can be calculated by the following equation.

ちなみに、角加速度αは、締まり期間である区間P2においても変動する虞があるが、角加速度αの算出を容易とするため、また区間P2での平均的な値を得るという考えのもと、区間P2では角加速度αを一定として導出している。 Incidentally, the angular acceleration α may vary in the section P2, which is the tightening period, but in order to facilitate the calculation of the angular acceleration α, and based on the idea of obtaining an average value in the section P2, In the section P2, the angular acceleration α is derived as constant.

次いで、角加速度算出部43で算出された角加速度αがトルク算出部45に出力される。トルク算出部45では、自身で算出した区間P2における測定トルクTsと、入力された角加速度αと、慣性モーメント設定部44から入力される回転モーメントIにより締め付けトルクTを算出する。トルクTは次式で算出することができる。但し、次式のA,B,Cは調整(補正)用の係数であって、この係数は調整等が不要であればA=1,B=1,C=0として考えてもよい。   Next, the angular acceleration α calculated by the angular acceleration calculation unit 43 is output to the torque calculation unit 45. The torque calculation unit 45 calculates the tightening torque T from the measured torque Ts in the section P2 calculated by itself, the input angular acceleration α, and the rotational moment I input from the inertia moment setting unit 44. The torque T can be calculated by the following equation. However, A, B, and C in the following equations are adjustment (correction) coefficients, and these coefficients may be considered as A = 1, B = 1, and C = 0 if adjustment or the like is not necessary.

ここで、打撃毎に算出した締め付けトルクTが単調増加せずに減ってしまう場合を考慮し、トルク算出部45は、例えばこれらを考慮して締め付けトルクTを算出する(ステップS24)。このとき、トルク算出部45は、例えば2打撃分や3打撃分のデータの移動平均によって締め付けトルクTを算出する。但し、算出した打撃後との締め付けトルク算出バラツキが小さく締め付けトルクTが単調増加する場合はこのステップS24を飛ばして、次のステップを実施してもよい。 Here, considering the case where the tightening torque T calculated for each impact decreases without increasing monotonously, the torque calculation unit 45 calculates the tightening torque T in consideration of these, for example (step S24). At this time, the torque calculation unit 45 calculates the tightening torque T by, for example, a moving average of data for two hits or three hits. However, if the calculated tightening torque variation after the impact is small and the tightening torque T monotonously increases, step S24 may be skipped and the next step may be performed.

ここで、締め付けトルクTの変化について説明する。図5に示すように、インパクト回転工具11によるねじの締め付けが開始された直後はハンマ19によってアンビル20が打撃されない。このため、軸トルクセンサ26の出力はねじやボルト等の締結部材の締め付けが進むにつれて徐々に増加する(図5中のDで図示)。これに対し、トルクが一定値を超えることでハンマ19によるアンビル20の打撃が生じると、インパクトパルスIPが繰り返し発生する。それぞれのインパクトパルスIPに対して締め付けトルクTを算出した値が更新され、その値が次の締め付けトルクT算出まで保持される。締め付けトルクTの算出に時間を要するため、インパクトパルスIPから所定時間遅れて更新される。締め付けトルクTはねじやボルト等の締結部材の締め付けが進むに従って次第に大きくなるため、トルク算出部45によって算出された締め付けトルク値は、インパクトパルスIPが生じる毎に階段状に更新されることとなる。   Here, a change in the tightening torque T will be described. As shown in FIG. 5, the anvil 20 is not hit by the hammer 19 immediately after the tightening of the screw by the impact rotary tool 11 is started. For this reason, the output of the shaft torque sensor 26 gradually increases as the fastening of fastening members such as screws and bolts proceeds (indicated by D in FIG. 5). On the other hand, if the hammer 19 hits the anvil 20 due to the torque exceeding a certain value, the impact pulse IP is repeatedly generated. The value calculated for the tightening torque T is updated for each impact pulse IP, and the value is held until the next tightening torque T is calculated. Since it takes time to calculate the tightening torque T, the tightening torque T is updated after a predetermined time from the impact pulse IP. Since the tightening torque T gradually increases as the tightening of the fastening members such as screws and bolts proceeds, the tightening torque value calculated by the torque calculating unit 45 is updated stepwise every time the impact pulse IP occurs. .

そして、算出した締め付けトルクTが閾値である目標トルクTo未満である場合(ステップS25:NO)、停止判定部55は、停止信号を出力することがないため、ステップS14並びにステップS16から繰り返され、動作が継続される。   If the calculated tightening torque T is less than the threshold target torque To (step S25: NO), the stop determination unit 55 does not output a stop signal, and thus is repeated from step S14 and step S16. Operation continues.

また、算出した締め付けトルクTが閾値である目標トルクTo以上である場合(ステップS25:YES)、停止判定部55は、モータ制御部54に対してモータ15における駆動電流の停止を指令する停止信号を出力する。そして、停止判定部55からの停止信号が入力されたモータ制御部54は、モータ15への駆動電流の供給を停止させてモータ15の駆動を停止させる(ステップS26)。すなわち、制御部50は、トルク算出部が算出したトルクが目標トルクToに達した場合にモータ15の駆動を停止させる。結果として、締め付けトルクTが目標トルクToになると、インパクト回転工具11の駆動が停止される。   When the calculated tightening torque T is equal to or greater than the threshold target torque To (step S25: YES), the stop determination unit 55 instructs the motor control unit 54 to stop the drive current in the motor 15. Is output. Then, the motor control unit 54 to which the stop signal is input from the stop determination unit 55 stops the supply of the drive current to the motor 15 and stops the driving of the motor 15 (step S26). That is, the control unit 50 stops driving the motor 15 when the torque calculated by the torque calculation unit reaches the target torque To. As a result, when the tightening torque T becomes the target torque To, the driving of the impact rotary tool 11 is stopped.

また、停止判定部55は、記録部56に操作者によって行われた作業毎の締め付けに要したトルク値や、締め付けに要した時間等が記録させる。そのため、例えば、作業が完了した後に、作業毎のトルク値や時間を操作者は得ることができるようになっている。   In addition, the stop determination unit 55 causes the recording unit 56 to record the torque value required for tightening for each work performed by the operator, the time required for tightening, and the like. Therefore, for example, after the work is completed, the operator can obtain the torque value and time for each work.

次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)角加速度αと、測定トルクTsとを基に締め付けトルクTを算出するため、角加速度αから締め付けトルクTの類推する場合や測定トルクTsから締め付けトルクTの類推する場合と比較して高精度に締め付けトルクTを算出することができる。また、油圧を利用することで衝撃トルクの変動が比較的緩やかなオイルパルスやナットランナー等と比較してインパクトレンチやインパクトドライバー等のインパクト回転工具は軽量とすることができる。このため、トルク管理が容易且つ軽量な工具を提供できる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) Since the tightening torque T is calculated based on the angular acceleration α and the measured torque Ts, the tightening torque T is estimated from the angular acceleration α or compared to the estimated torque T from the measured torque Ts. The tightening torque T can be calculated with high accuracy. Also, by using hydraulic pressure, impact rotating tools such as impact wrench and impact driver can be made lighter than oil pulses, nut runners, etc. whose impact torque changes relatively slowly. For this reason, torque management is easy and can provide a lightweight tool.

(2)算出部を構成するトルク算出部45は、締め付けトルクをT、測定トルクをTs、慣性モーメントをI、角加速度をαとした場合に、T=Ts×A−I×α×B+C (但し、A,B,Cは係数)を用いて前記締め付けトルクを算出する。これにより、より確実に締め付けトルクTを算出することができる。   (2) The torque calculation unit 45 constituting the calculation unit is T = Ts × A−I × α × B + C where T is the tightening torque, Ts is the measurement torque, I is the moment of inertia, and α is the angular acceleration. However, the tightening torque is calculated using A), B, and C are coefficients). Thereby, the tightening torque T can be calculated more reliably.

(3)算出部を構成する角加速度算出部43は、回転角測定部を構成する回転エンコーダ27及び回転角算出部42により測定された回転角の近似曲線を算出し、近似曲線の2回微分を行うことで角加速度αを算出する。これにより、複雑な演算処理をすることなく角加速度算出部43による演算処理を容易とすることができる。   (3) The angular acceleration calculation unit 43 that constitutes the calculation unit calculates an approximate curve of the rotation angle measured by the rotary encoder 27 and the rotation angle calculation unit 42 that constitute the rotation angle measurement unit, and differentiates the approximate curve twice. To calculate the angular acceleration α. Thereby, the arithmetic processing by the angular acceleration calculation unit 43 can be facilitated without performing complicated arithmetic processing.

(4)算出部を構成する角加速度算出部43は、回転角の近似曲線を2次の近似曲線として算出し、算出した2次の前記近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度αを算出する。これにより3次以上の近似曲線の導出が不要となり、複雑な演算処理をすることなく角加速度算出部43による演算処理を容易とすることができる。   (4) The angular acceleration calculation unit 43 constituting the calculation unit calculates the approximate curve of the rotation angle as a second order approximate curve, and performs the second derivative of the calculated second order approximate curve, thereby performing the angular acceleration α. Is calculated. This eliminates the need to derive a cubic or higher approximation curve, and facilitates the calculation process by the angular acceleration calculation unit 43 without performing a complicated calculation process.

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、締まり期間である区間P2における角加速度αを一定として算出しているが、これに限らない。例えば締まり期間である区間P2よりも長い期間で前記回転角の近似曲線を算出してもよい。特に、区間P2から数点外れた角度θの情報(特に区間P1の一部の回転情報)を含んで角加速度αを算出することで、締まり期間である区間P2が短くなっても角度θの情報を得ることができるため、算出精度の向上に寄与できる。また、区間P2よりも短い期間で算出してもよい。特にトルクが低い内は区間P2が長いため、区間P2の前半部分の加速部分の期間を除き、後半部分の減速する部分の期間を用いて近似曲線を算出した方が算出精度の向上に寄与できる場合がある。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the angular acceleration α in the section P2 that is the tightening period is calculated as constant, but the present invention is not limited to this. For example, the approximate curve of the rotation angle may be calculated in a period longer than the section P2 that is the tightening period. In particular, by calculating the angular acceleration α including information on the angle θ that is several points away from the section P2 (particularly part of the rotation information of the section P1), the angle θ can be reduced even if the section P2 that is the tightening period is shortened. Since information can be obtained, it can contribute to improvement of calculation accuracy. Moreover, you may calculate in a period shorter than the area P2. In particular, since the section P2 is long when the torque is low, the approximate curve is calculated using the period of the decelerating portion of the second half portion except the acceleration portion of the first half portion of the section P2, which can contribute to the improvement of the calculation accuracy. There is a case.

・上記実施形態では、特に言及していないが、例えばアンビル20の当接部20aを弾性体とし、アンビル20とハンマ19の当接時における衝撃によるトルク変動を小さくしてもよい。この場合、軸トルク測定部によって測定される測定トルクTsは、前記所定時間内におけるピーク値として導出してもよい。これは、角加速度αが非常に小さくなることが期待できるため、締め付けトルクT≒測定トルクTsとみなすことができるためである。   In the above embodiment, although not particularly mentioned, for example, the contact portion 20a of the anvil 20 may be an elastic body, and torque fluctuation due to an impact at the time of contact between the anvil 20 and the hammer 19 may be reduced. In this case, the measured torque Ts measured by the shaft torque measuring unit may be derived as a peak value within the predetermined time. This is because the angular acceleration α can be expected to be very small, so that it can be considered that the tightening torque T≈the measured torque Ts.

・また、角加速度αとして、所定期間(締まり期間)である区間P2における測定値の平均値を用いる構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、角度θの近似曲線を2次の近似曲線として導出したが、3次以上としもよい。4次の近似曲線として導出した場合の一例を以下に示す。
In addition, as the angular acceleration α, a configuration using an average value of measured values in the section P2 that is a predetermined period (tightening period) may be employed.
In the above embodiment, the approximate curve of the angle θ is derived as a quadratic approximate curve, but may be a cubic or higher order. An example when derived as a quartic approximate curve is shown below.

角加速度αの算出方法として、前記区間P2の範囲での4次の近似曲線を作成する。4次近似曲線の式は次式で表される。   As a method for calculating the angular acceleration α, a fourth-order approximate curve in the range of the section P2 is created. The equation of the quaternary approximation curve is expressed by the following equation.

ここで、角加速度αは、角度θの2回微分で導出されることから次式で角加速度αを算出することができる。 Here, since the angular acceleration α is derived by the second derivative of the angle θ, the angular acceleration α can be calculated by the following equation.

このように、3次以上の高次の近似曲線を用いることで、角度θの変化をより高精度で得ることができるため、角加速度αをより高精度で算出することが可能となる。 In this way, since the change in the angle θ can be obtained with higher accuracy by using a third-order or higher order approximate curve, the angular acceleration α can be calculated with higher accuracy.

・上記実施形態では、角加速度αを近似式(角度θの近似曲線)を用いて算出したがこれに限らない。例えば、図6に示すように、点X1−点X2間における速度v1と、点X2−点X3間における速度v2を用いて速度変化を算出するようにしてもよい。具体的には、角加速度αを次式によって算出する。   In the above embodiment, the angular acceleration α is calculated using an approximate expression (approximate curve of the angle θ), but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the speed change may be calculated using the speed v1 between the point X1 and the point X2 and the speed v2 between the point X2 and the point X3. Specifically, the angular acceleration α is calculated by the following equation.

・モータ15は、ブラシモータ又はブラシレスモータ以外の直流モータ又は交流モータでもよい。 The motor 15 may be a DC motor or an AC motor other than the brush motor or the brushless motor.

・インパクト回転工具11の駆動源は、モータに限らず、例えば、ソレノイドでもよい。また、モータやソレノイドのような電動式の駆動源に限らず、油圧式の駆動源でもよい。   The drive source of the impact rotary tool 11 is not limited to a motor, and may be a solenoid, for example. Moreover, not only an electric drive source such as a motor or a solenoid, but also a hydraulic drive source may be used.

・インパクト回転工具11は充電式でないACインパクト回転工具やエア式インパクト回転工具でもよい。
・トルクセンサとして、歪みゲージを主軸21に接着固定してスリップリングや非接触通信でデータを取得する構成を採用してもよい。
The impact rotary tool 11 may be a non-rechargeable AC impact rotary tool or an air impact rotary tool.
-As a torque sensor, the structure which adhere | attaches and fixes a strain gauge to the main axis | shaft 21, and acquires data by a slip ring or non-contact communication may be employ | adopted.

・上記実施形態では、インパクト回転工具を把持可能な手持ち式としたが、これに限らない。
・インパクト回転工具の代わりにインパクト回転工具に取り付ける先端アタッチメントとしてもよい。例えば、図7に示すように先端アタッチメント70は、ハウジング71内を貫通する貫通軸72を備える。貫通軸72は、その一端部が例えばインパクト回転工具11のチャック部13aに取着されて主軸21の回転が伝達されるようになっている。貫通軸72の他端には先端工具24が取着される。また、アタッチメント70のハウジング71は、前記貫通軸72の回転に伴う連れ回りを抑えるため、インパクト回転工具11の胴部13と固定部材73によって固定されている。
In the above embodiment, the handheld type capable of gripping the impact rotary tool is used, but the present invention is not limited to this.
-It is good also as a tip attachment attached to an impact rotary tool instead of an impact rotary tool. For example, as shown in FIG. 7, the tip attachment 70 includes a through shaft 72 that passes through the housing 71. One end of the penetrating shaft 72 is attached to the chuck portion 13a of the impact rotary tool 11, for example, so that the rotation of the main shaft 21 is transmitted. The tip tool 24 is attached to the other end of the through shaft 72. Further, the housing 71 of the attachment 70 is fixed by the body portion 13 of the impact rotary tool 11 and the fixing member 73 in order to suppress the accompanying rotation accompanying the rotation of the through shaft 72.

また、軸部を構成する貫通軸72には、軸トルクセンサ26と、回転エンコーダ27とが取り付けられている。軸トルクセンサ26及び回転エンコーダ27は、ハウジング71内に収容された演算回路74と電気的に接続されている。演算回路74は、例えば上記実施形態での軸トルク測定部41、回転角算出部42、角加速度算出部43、慣性モーメント設定部44、トルク算出部、バッファ部46、停止判定部55及び記録部56を有する。このため、例えば、演算回路74内の停止判定部55により算出した締め付けトルクTが目標トルクToに達すると、インパクト回転工具11内の本体制御回路30(モータ制御部54)に停止信号を発する。また、インパクト回転工具11側からはトルク設定部51で設定された設定トルク情報が演算回路74に出力可能となっている。   A shaft torque sensor 26 and a rotary encoder 27 are attached to the through shaft 72 constituting the shaft portion. The shaft torque sensor 26 and the rotary encoder 27 are electrically connected to an arithmetic circuit 74 housed in the housing 71. The arithmetic circuit 74 includes, for example, the shaft torque measurement unit 41, the rotation angle calculation unit 42, the angular acceleration calculation unit 43, the inertia moment setting unit 44, the torque calculation unit, the buffer unit 46, the stop determination unit 55, and the recording unit in the above embodiment. 56. Therefore, for example, when the tightening torque T calculated by the stop determination unit 55 in the arithmetic circuit 74 reaches the target torque To, a stop signal is issued to the main body control circuit 30 (the motor control unit 54) in the impact rotary tool 11. Further, the set torque information set by the torque setting unit 51 can be output to the arithmetic circuit 74 from the impact rotary tool 11 side.

なお、上記先端アタッチメント70の構成は一例であって、少なくとも回転エンコーダ27及び軸トルクセンサ26を備え、これらの情報をインパクト回転工具11側の本体制御回路30に出力可能であれば適宜変更してもよい。   The configuration of the tip attachment 70 is an example, and includes at least a rotary encoder 27 and a shaft torque sensor 26. If the information can be output to the main body control circuit 30 on the impact rotary tool 11, the tip attachment 70 is appropriately changed. Also good.

・上記実施形態並びに上記各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(付記1)
請求項8に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記締め付けトルクをT、測定トルクをTs、慣性モーメントをI、角加速度をαとした場合に、
T=Ts×A−I×α×B+C (但し、A,B,Cは係数)
を用いて前記締め付けトルクを算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
-You may combine the said embodiment and said each modification suitably.
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
(Appendix 1)
In the tip attachment for impact rotary tools according to claim 8,
When the tightening torque is T, the measurement torque is Ts, the moment of inertia is I, and the angular acceleration is α,
T = Ts × A−I × α × B + C (where A, B, and C are coefficients)
A tip attachment for an impact rotary tool, characterized in that the tightening torque is calculated using a screw.

(付記2)
請求項8又は前記付記1に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記回転角測定部により測定された前記回転角の近似曲線を算出し、前記近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
(Appendix 2)
In the tip attachment for impact rotary tools according to claim 8 or appendix 1,
The calculation unit calculates an angular curve of the rotation angle measured by the rotation angle measurement unit, and calculates the angular acceleration by performing a second differentiation of the approximation curve. Tip attachment.

(付記3)
前記付記2に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記回転角の近似曲線を2次の近似曲線として算出し、算出した2次の前記近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
(Appendix 3)
In the tip attachment for impact rotary tools described in the above supplementary note 2,
The calculation unit calculates the angular acceleration by calculating the approximate curve of the rotation angle as a secondary approximate curve, and calculating the angular acceleration by performing a second differentiation of the calculated approximate curve of the second order. Tip attachment for tools.

(付記4)
請求項8又は前記付記1に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記測定トルク及び前記角加速度として、それぞれ所定期間内における値の平均値を用いることを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
(Appendix 4)
In the tip attachment for impact rotary tools according to claim 8 or appendix 1,
The calculation unit uses an average value of values within a predetermined period as the measured torque and the angular acceleration, respectively, and the tip attachment for an impact rotary tool.

(付記5)
前記付記4に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ期間で前記回転角の近似曲線を算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
(Appendix 5)
In the tip attachment for impact rotary tools described in the above supplementary note 4,
The calculation unit calculates the approximate curve of the rotation angle in a period including at least a part of a tightening period corresponding to a difference between the maximum angle at the time of the last hit and the maximum angle at the time of the current hit. Tip attachment for impact rotating tools.

(付記6)
請求項8又は前記付記1に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記トルク測定部によって測定される測定トルクは、前記所定時間内におけるピーク値であることを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
(Appendix 6)
In the tip attachment for impact rotary tools according to claim 8 or appendix 1,
The tip attachment for an impact rotary tool, wherein the measured torque measured by the torque measuring unit is a peak value within the predetermined time.

11…インパクト回転工具、17…インパクト力発生部、24…先端工具、26…トルク測定部を構成する軸トルクセンサ、27…回転角測定部を構成する回転エンコーダ、41…トルク測定部を構成する軸トルク測定部、42…回転角測定部を構成する回転角算出部、43…算出部を構成する角加速度算出部、45…算出部を構成するトルク算出部、50…制御部、α…角加速度、T…締め付けトルク、Ts…測定トルク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Impact rotary tool, 17 ... Impact force generation part, 24 ... Tip tool, 26 ... Shaft torque sensor which comprises a torque measurement part, 27 ... Rotary encoder which comprises a rotation angle measurement part, 41 ... The torque measurement part is comprised Axial torque measuring unit, 42... Rotation angle calculating unit constituting rotation angle measuring unit, 43... Angular acceleration calculating unit constituting calculating unit, 45... Torque calculating unit constituting calculating unit, 50. Acceleration, T ... Tightening torque, Ts ... Measured torque.

Claims (8)

駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部と、
発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する軸部と、
前記軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、
前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、
直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ所定期間で前記回転角の近似曲線を算出し、その算出した前記回転角の近似曲線を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、
前記締め付けトルクを基に前記駆動源を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするインパクト回転工具。
An impact force generator that generates impact force by changing the power of the drive source to pulsed torque;
A shaft portion for transmitting a pulsed torque to the tip tool by the generated impact force;
A torque measurement unit for measuring a measurement torque which is a torque applied to the shaft part;
A rotation angle measurement unit for measuring the rotation angle of the shaft part;
An approximate curve of the rotation angle is calculated for a predetermined period including at least a part of the tightening period corresponding to the difference between the maximum angle at the last hit and the maximum angle at the current hit, and the calculated rotation angle A calculation unit that calculates an angular acceleration based on the approximate curve and calculates a tightening torque based on the angular acceleration and the measured torque;
An impact rotary tool comprising: a control unit that controls the drive source based on the tightening torque.
請求項1に記載のインパクト回転工具において、  In the impact rotary tool according to claim 1,
前記算出部は、前記所定期間において測定された前記測定トルクを基に前記締め付けトルクを算出することを特徴とするインパクト回転工具。  The impact rotary tool characterized in that the calculation unit calculates the tightening torque based on the measured torque measured in the predetermined period.
請求項1又は2に記載のインパクト回転工具において、
前記算出部は、前記締め付けトルクをT、測定トルクをTs、前記先端工具の回転軸回りの慣性モーメントをI、角加速度をαとした場合に、
T=Ts×A−I×α×B+C (但し、A,B,Cは係数)
を用いて前記締め付けトルクを算出することを特徴とするインパクト回転工具。
In the impact rotary tool according to claim 1 or 2 ,
The calculation unit, when the tightening torque is T, the measurement torque is Ts, the moment of inertia around the rotation axis of the tip tool is I, and the angular acceleration is α,
T = Ts × A−I × α × B + C (where A, B, and C are coefficients)
An impact rotary tool characterized in that the tightening torque is calculated using a tool.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のインパクト回転工具において、
前記算出部は、前記回転角の近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具。
In the impact rotary tool according to any one of claims 1 to 3 ,
The calculating unit, a rotary impact tool and calculates the angular acceleration by performing the second derivative of the approximate curve before Symbol rotation angle.
請求項に記載のインパクト回転工具において、
前記算出部は、前記回転角の近似曲線を2次の近似曲線として算出し、算出した2次の前記近似曲線の2回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具。
In the impact rotary tool according to claim 4 ,
The calculation unit calculates the angular acceleration by calculating the approximate curve of the rotation angle as a secondary approximate curve, and calculating the angular acceleration by performing a second differentiation of the calculated approximate curve of the second order. tool.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のインパクト回転工具において、
前記算出部は、前記測定トルク及び前記角加速度として、それぞれ前記所定期間内における値の平均値を用いることを特徴とするインパクト回転工具。
In the impact rotary tool according to any one of claims 1 to 3 ,
The calculating unit is configured as a measured torque and the angular acceleration, rotary impact tool, which comprises using the mean value of the values in each within the predetermined time period.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のインパクト回転工具において、
前記トルク測定部によって測定される測定トルクは、前記所定期間内におけるピーク値であることを特徴とするインパクト回転工具。
In the impact rotary tool according to any one of claims 1 to 3 ,
Measured torque measured by the torque measuring unit, the impact rotary tool, wherein the a peak value within a predetermined period.
インパクト回転工具で発生したインパクト力を先端工具に伝達する軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、
前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、
直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ所定期間で前記回転角の近似曲線を算出し、その算出した前記回転角の近似曲線を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、を備えたことを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。
A torque measurement unit for measuring a measurement torque, which is a torque applied to a shaft part for transmitting an impact force generated by an impact rotary tool to a tip tool;
A rotation angle measurement unit for measuring the rotation angle of the shaft part;
An approximate curve of the rotation angle is calculated for a predetermined period including at least a part of the tightening period corresponding to the difference between the maximum angle at the last hit and the maximum angle at the current hit, and the calculated rotation angle A tip attachment for an impact rotary tool, comprising: a calculation unit that calculates an angular acceleration based on an approximate curve and calculates a tightening torque based on the angular acceleration and the measured torque.
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