JP6913870B2 - Impact rotary tool - Google Patents

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本発明は、ボルトやナットなどのねじ部材を間欠的な回転打撃力により締め付けるインパクト回転工具に関する。 The present invention relates to an impact rotary tool that tightens a screw member such as a bolt or a nut by an intermittent rotary striking force.

インパクト回転工具は、モータ出力で回転するハンマがアンビルを回転方向に間欠的に打撃することで、ねじ部材を締め付ける。インパクト回転工具は組立工場などで使用されるため、ねじ部材の締付トルクは、ユーザにより設定された値となるように正確に制御される必要がある。 In the impact rotary tool, the hammer that rotates with the motor output intermittently hits the anvil in the direction of rotation to tighten the screw member. Since the impact rotary tool is used in an assembly factory or the like, the tightening torque of the screw member needs to be accurately controlled so as to be a value set by the user.

インパクト回転工具では、電力がバッテリパックに内蔵された充電電池により供給されるため、電池電圧の低下によりモータ回転数を一定に維持できなくなると、高精度に締付トルクを制御することが困難になることがある。そこで特許文献1は、電池電圧が高いときの打撃力をPWM制御により制限し、電池電圧が低下した場合にも打撃力を保つようにモータを制御するインパクト回転工具を開示する。 With impact rotary tools, power is supplied by the rechargeable battery built into the battery pack, so if the motor rotation speed cannot be maintained constant due to a drop in battery voltage, it will be difficult to control the tightening torque with high accuracy. May become. Therefore, Patent Document 1 discloses an impact rotary tool that limits the striking force when the battery voltage is high by PWM control and controls the motor so as to maintain the striking force even when the battery voltage drops.

国際公開第2015/133082号International Publication No. 2015/133082

インパクト回転工具による締付作業において、締付対象となるねじ部材の材質やサイズは様々であり、出力軸に装着されるソケットも、ねじ部材や作業環境に応じて様々なものが用いられる。使用されるソケットには、標準尺のインパクトソケット、長尺のエクステンションソケット、小径のボールポイントビットなどの種類があるが、これらのソケットのねじり剛性は、形状、サイズ等の違いにより異なっている。 In the tightening work with the impact rotary tool, the material and size of the screw member to be tightened are various, and the socket mounted on the output shaft is also various depending on the screw member and the working environment. There are various types of sockets used, such as standard impact sockets, long extension sockets, and small diameter ball point bits, but the torsional rigidity of these sockets differs depending on the shape, size, and the like.

インパクト回転工具において、ハンマはアンビルを打撃すると、アンビルから離れる方向に一旦後退し、その後、回転しながらばね付勢力により前進してアンビルを打撃する挙動を繰り返す。この打撃挙動は、ハンマの後退量が適正値をとることで好適に繰り返され、これにより高精度なトルク制御を実現するための状態が整えられる。しかしながら、ばね部材およびソケットの組合せにより生じるねじり剛性によっては、ハンマ後退量が適正値から外れることがあり、この場合は不適正な打撃挙動が発生して、高精度なトルク制御の実現が困難になることがある。 In the impact rotary tool, when the hammer hits the anvil, it retreats once in the direction away from the anvil, and then moves forward by the spring-forced force while rotating and repeats the behavior of hitting the anvil. This striking behavior is suitably repeated when the amount of retreat of the hammer takes an appropriate value, whereby a state for realizing highly accurate torque control is prepared. However, depending on the torsional rigidity generated by the combination of the spring member and the socket, the hammer retreat amount may deviate from the appropriate value. In this case, improper striking behavior occurs, making it difficult to realize highly accurate torque control. May become.

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、インパクト機構による打撃挙動を特定する技術、またはインパクト機構による打撃挙動を調整するための技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for specifying a striking behavior by an impact mechanism or a technique for adjusting a striking behavior by an impact mechanism.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のインパクト回転工具は、モータ出力によって出力軸に間欠的な回転打撃力を発生させるインパクト機構と、インパクト機構により出力軸に加えられた打撃を検出する打撃検出部と、打撃検出部の出力波形を監視する打撃監視部とを備え、打撃監視部は、打撃検出部の出力波形から、インパクト機構による打撃挙動が適正であるか否かを特定する。 In order to solve the above problems, the impact rotary tool of an aspect of the present invention detects an impact mechanism that generates an intermittent rotary impact force on the output shaft by the motor output and an impact mechanism applied to the output shaft by the impact mechanism. It is provided with a striking detection unit and a striking monitoring unit that monitors the output waveform of the striking detection unit, and the striking monitoring unit identifies whether or not the striking behavior by the impact mechanism is appropriate from the output waveform of the striking detection unit. ..

本発明の別の態様もまた、インパクト回転工具である。このインパクト回転工具は、モータ出力によって出力軸に間欠的な回転打撃力を発生させるインパクト機構と、インパクト機構により出力軸に加えられた打撃を検出する打撃検出部と、インパクト機構の1回の打撃による出力軸回転角を取得する回転角取得部と、インパクト機構の1回の打撃により出力軸に加えられた打撃エネルギを算出するエネルギ算出部と、エネルギ算出部が算出した打撃エネルギと回転角取得部が取得した出力軸回転角にもとづいて締付トルクを算出する締付トルク算出部と、算出した締付トルクにもとづいてモータの回転を制御するモータ制御部と、ユーザ操作によりモータの上限回転数を変更する設定部とを備える。 Another aspect of the invention is also an impact rotary tool. This impact rotary tool has an impact mechanism that generates an intermittent rotary striking force on the output shaft by the motor output, a striking detection unit that detects the striking applied to the output shaft by the impact mechanism, and a single striking of the impact mechanism. The rotation angle acquisition unit that acquires the output shaft rotation angle by, the energy calculation unit that calculates the impact energy applied to the output shaft by one impact of the impact mechanism, and the impact energy and rotation angle acquisition unit calculated by the energy calculation unit. A tightening torque calculation unit that calculates the tightening torque based on the output shaft rotation angle acquired by the unit, a motor control unit that controls the rotation of the motor based on the calculated tightening torque, and the upper limit rotation of the motor by user operation. It has a setting unit that changes the number.

本発明によれば、インパクト機構による打撃挙動を特定する技術、またはインパクト機構による打撃挙動を調整するための技術を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for specifying the striking behavior by the impact mechanism or a technique for adjusting the striking behavior by the impact mechanism.

実施形態に係るインパクト回転工具の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the impact rotary tool which concerns on embodiment. 操作スイッチの引込量とモータ回転数との関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between the pull-in amount of an operation switch, and the motor rotation speed. ハンマがアンビルに回転方向の打撃を加える様子を示す図である。It is a figure which shows how a hammer hits an anvil in the direction of rotation. ハンマによる打撃挙動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the striking behavior by a hammer. 打撃検出部の出力波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output waveform of the impact detection part. 不適正な打撃挙動の第1モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st mode of improper batting behavior. 不適正な打撃挙動の第2モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd mode of improper batting behavior. 不適正な打撃挙動の第3モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 3rd mode of improper batting behavior. 不適正な打撃挙動の第4モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 4th mode of improper batting behavior.

図1は、本発明の実施形態に係るインパクト回転工具の構成を示す。インパクト回転工具1において、電力はバッテリパックに内蔵されたバッテリ13により供給される。モータ駆動回路11は、FET(電界効果型トランジスタ)やIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)などのスイッチング素子を搭載してインバータ回路を構成し、駆動源であるモータ2を駆動する。モータ2の回転出力は、減速機3によって減速されて駆動軸5に伝達される。駆動軸5には、カム機構(図示せず)を介してハンマ6が連結され、ハンマ6は、ばね4により出力軸8を備えるアンビル7に向けて付勢される。出力軸8には、締付対象となるねじ部材や作業環境に適したソケットが装着される。 FIG. 1 shows the configuration of an impact rotary tool according to an embodiment of the present invention. In the impact rotary tool 1, electric power is supplied by the battery 13 built in the battery pack. The motor drive circuit 11 is equipped with switching elements such as FETs (field effect transistors) and IGBTs (insulated gate bipolar transistors) to form an inverter circuit, and drives the motor 2 as a drive source. The rotational output of the motor 2 is decelerated by the speed reducer 3 and transmitted to the drive shaft 5. A hammer 6 is connected to the drive shaft 5 via a cam mechanism (not shown), and the hammer 6 is urged by a spring 4 toward the anvil 7 having the output shaft 8. The output shaft 8 is equipped with a screw member to be tightened and a socket suitable for the working environment.

ハンマ6とアンビル7との間に所定値以上の負荷が作用しない間は、ハンマ6とアンビル7とが回転方向に係合し、ハンマ6は、駆動軸5の回転をアンビル7に伝達する。しかしながらハンマ6とアンビル7との間に所定値以上の負荷が作用すると、ハンマ6がカム機構によりばね4に抗して後退し、ハンマ6とアンビル7との係合状態が解除される。その後、ばね4による付勢とカム機構による誘導により、ハンマ6は回転しながら前進してアンビル7に回転方向の打撃を加える。インパクト回転工具1において、ばね4、駆動軸5、ハンマ6およびカム機構は、モータ出力によってアンビル7および出力軸8に打撃衝撃を加えて、アンビル7および出力軸8に間欠的な回転打撃力を発生させるインパクト機構9を構成する。 While a load equal to or greater than a predetermined value does not act between the hammer 6 and the anvil 7, the hammer 6 and the anvil 7 are engaged in the rotational direction, and the hammer 6 transmits the rotation of the drive shaft 5 to the anvil 7. However, when a load equal to or greater than a predetermined value acts between the hammer 6 and the anvil 7, the hammer 6 retracts against the spring 4 by the cam mechanism, and the engagement state between the hammer 6 and the anvil 7 is released. After that, the hammer 6 advances while rotating by the urging by the spring 4 and the guidance by the cam mechanism, and hits the anvil 7 in the rotational direction. In the impact rotary tool 1, the spring 4, the drive shaft 5, the hammer 6, and the cam mechanism apply a striking impact to the anvil 7 and the output shaft 8 by the motor output to apply an intermittent rotational striking force to the anvil 7 and the output shaft 8. It constitutes an impact mechanism 9 to generate.

インパクト回転工具1において、制御部10、設定部15などの構成は、制御基板に搭載されるマイクロコンピュータなどにより実現される。制御部10は、回転角取得部20、回転速度取得部21、エネルギ算出部22、締付トルク算出部23、モータ制御部24および打撃監視部25を有し、締付トルクを算出して、算出した締付トルクにもとづいてモータ2の回転を制御する機能を有する。 In the impact rotary tool 1, the configuration of the control unit 10, the setting unit 15, and the like is realized by a microcomputer or the like mounted on the control board. The control unit 10 has a rotation angle acquisition unit 20, a rotation speed acquisition unit 21, an energy calculation unit 22, a tightening torque calculation unit 23, a motor control unit 24, and a impact monitoring unit 25, and calculates the tightening torque. It has a function of controlling the rotation of the motor 2 based on the calculated tightening torque.

操作スイッチ16は、ユーザにより引き操作されるトリガスイッチである。モータ制御部24は、操作スイッチ16の操作によりモータ2のオンオフを制御するとともに、操作スイッチ16の引込量に応じた回転数でモータ2を回転させる駆動指示をモータ駆動回路11に供給する。モータ駆動回路11は、モータ制御部24から供給される駆動指示によりモータ2のステータ巻線に駆動電流を供給して、モータ2を回転させる。 The operation switch 16 is a trigger switch that is pulled and operated by the user. The motor control unit 24 controls the on / off of the motor 2 by operating the operation switch 16, and supplies the motor drive circuit 11 with a drive instruction to rotate the motor 2 at a rotation speed corresponding to the pull-in amount of the operation switch 16. The motor drive circuit 11 supplies a drive current to the stator windings of the motor 2 according to a drive instruction supplied from the motor control unit 24 to rotate the motor 2.

図2は、操作スイッチの引込量とモータ回転数との関係の例を示す。0〜aの引込量の区間には遊びが設定されている。a〜aの引込量の区間は、低速回転区間であり、引込量の増加につれて回転数が大きくなるような関係が設定されている。モータ制御部24は、スイッチ引込量がaになると、モータ2をオンするとともに回転数Nで回転させ、引込量がaに近づくにつれて、モータ回転数をNに近づけるように調整する。インパクト回転工具1にもよるが、たとえばaは2mm、はaは5mm程度であってよい。 FIG. 2 shows an example of the relationship between the pull-in amount of the operation switch and the motor rotation speed. A play is set in the section of the pull-in amount of 0 to a 0. The section of the pull-in amount from a 0 to a 1 is a low-speed rotation section, and the relationship is set so that the rotation speed increases as the pull-in amount increases. When the switch pull-in amount reaches a 0 , the motor control unit 24 turns on the motor 2 and rotates it at a rotation speed N 0 , and adjusts the motor rotation speed to approach N 1 as the pull-in amount approaches a 1. .. Although it depends on the impact rotary tool 1, for example, a 0 may be about 2 mm and a 1 may be about 5 mm.

以上の引込量に対して、モータ回転数は上限回転数Nmaxに設定される。ユーザは締付作業において、モータ2が自動停止するまで、操作スイッチ16を最大引込量(>a)まで引いた状態を維持する。したがってモータ制御部24は、モータ2を自動停止するまで、モータ回転数が上限回転数Nmaxとなるように、モータ駆動回路11に駆動指示を供給する。 against a 1 or more pull amount, the motor rotational speed is set to the upper limit rotation speed Nmax. In the tightening operation, the user maintains the state in which the operation switch 16 is pulled to the maximum pull-in amount (> a 1) until the motor 2 is automatically stopped. Therefore, the motor control unit 24 supplies a drive instruction to the motor drive circuit 11 so that the motor rotation speed reaches the upper limit rotation speed Nmax until the motor 2 is automatically stopped.

インパクト回転工具1において、バッテリ13の電池電圧には使用可能範囲が設定されており、モータ制御部24は、電池電圧が使用可能範囲の下限電圧を下回ると、電圧低下異常を判断してモータ駆動を禁止するバッテリ管理を行っている。このバッテリ管理のもと、上限回転数Nmaxは、下限電圧で回転させることのできる回転数に定められてよい。上限回転数Nmaxを予め低い値に制限しておくことで、電池電圧の使用可能範囲において、モータ制御部24は、モータ2を常に上限回転数Nmaxで回転制御することが可能となる。つまりモータ制御部24は、電池電圧が高いときの打撃力をPWM制御により制限し、電池電圧が低下した場合にも打撃力を一定に維持できるようにモータ2を制御する。なお上限回転数Nmaxは、下限電圧よりも高い電圧で回転させることのできる回転数に定められてもよい。 In the impact rotary tool 1, a usable range is set for the battery voltage of the battery 13, and when the battery voltage falls below the lower limit voltage of the usable range, the motor control unit 24 determines a voltage drop abnormality and drives the motor. Battery management is performed. Under this battery management, the upper limit rotation speed Nmax may be set to the rotation speed that can be rotated at the lower limit voltage. By limiting the upper limit rotation speed Nmax to a low value in advance, the motor control unit 24 can always control the rotation of the motor 2 at the upper limit rotation speed Nmax within the usable range of the battery voltage. That is, the motor control unit 24 limits the striking force when the battery voltage is high by PWM control, and controls the motor 2 so that the striking force can be maintained constant even when the battery voltage drops. The upper limit rotation speed Nmax may be set to a rotation speed that can be rotated at a voltage higher than the lower limit voltage.

打撃検出部12は、インパクト機構9によりアンビル7および出力軸8に加えられた打撃を検出する。たとえば打撃検出部12は、ハンマ6がアンビル7を打撃することによる衝撃を検出する衝撃センサと、衝撃センサの出力を増幅して制御部10に供給する増幅器を含んで構成されてよい。たとえば衝撃センサは、圧電式ショックセンサであって衝撃に応じた電圧信号を出力し、増幅器は、出力された電圧信号を増幅して制御部10に供給する。なお打撃検出部12は、別の構成を採用してもよく、たとえば打撃音を検出することで、インパクト機構9によりアンビル7に加えられた衝撃を検出する音センサであってもよい。 The impact detection unit 12 detects the impact applied to the anvil 7 and the output shaft 8 by the impact mechanism 9. For example, the impact detection unit 12 may include an impact sensor that detects the impact caused by the hammer 6 striking the anvil 7, and an amplifier that amplifies the output of the impact sensor and supplies it to the control unit 10. For example, the impact sensor is a piezoelectric shock sensor that outputs a voltage signal corresponding to the impact, and the amplifier amplifies the output voltage signal and supplies it to the control unit 10. The impact detection unit 12 may adopt another configuration. For example, the impact detection unit 12 may be a sound sensor that detects the impact applied to the anvil 7 by the impact mechanism 9 by detecting the impact sound.

回転角検出部18は、モータ2の回転角を検出する。実施形態において回転角検出部18は、モータ2の回転角を検出する磁気ロータリエンコーダであってよい。回転角検出部18は、モータ回転角検出信号を回転角取得部20に供給する。実施形態において回転角取得部20は、モータ回転角検出信号から、出力軸8の回転角を取得する機能を有する。ここで回転角取得部20は、インパクト機構9による打撃ごとに出力軸8が回転する角度を取得する。以下、1回の打撃により出力軸8が回転する角度を、単に「出力軸回転角」と呼ぶ。 The rotation angle detection unit 18 detects the rotation angle of the motor 2. In the embodiment, the rotation angle detection unit 18 may be a magnetic rotary encoder that detects the rotation angle of the motor 2. The rotation angle detection unit 18 supplies the motor rotation angle detection signal to the rotation angle acquisition unit 20. In the embodiment, the rotation angle acquisition unit 20 has a function of acquiring the rotation angle of the output shaft 8 from the motor rotation angle detection signal. Here, the rotation angle acquisition unit 20 acquires the angle at which the output shaft 8 rotates for each hit by the impact mechanism 9. Hereinafter, the angle at which the output shaft 8 is rotated by one impact is simply referred to as an “output shaft rotation angle”.

図3(a)〜図3(c)は、ハンマ6がアンビル7に回転方向の打撃を加える様子を示す。ハンマ6は、前面から立設する一対のハンマ爪6a、6bを有し、アンビル7は、中心部から径方向に延びる一対のアンビル爪7a、7bを有する。なおアンビル7は出力軸8と一体であり、出力軸8はアンビル7とともに回転する。 3 (a) to 3 (c) show how the hammer 6 hits the anvil 7 in the rotational direction. The hammer 6 has a pair of hammer claws 6a and 6b erected from the front surface, and the anvil 7 has a pair of anvil claws 7a and 7b extending in the radial direction from the central portion. The anvil 7 is integrated with the output shaft 8, and the output shaft 8 rotates together with the anvil 7.

図3(a)は、ハンマ爪とアンビル爪とが周方向に係合した状態を示す。ハンマ爪6a、6bは、それぞれアンビル爪7a、7bに係合して、矢印Aで示す方向に回転力を加える。
図3(b)は、ハンマ爪とアンビル爪との係合状態が解除された状態を示す。係合状態においてハンマ6とアンビル7の間に所定値以上の負荷が作用すると、ハンマ6はカム機構(図示せず)によりアンビル7に対して後退し、ハンマ爪6aとアンビル爪7aとの係合状態、およびハンマ爪6bとアンビル爪7bとの係合状態がそれぞれ解除される。
図3(c)は、ハンマ爪がアンビル爪を打撃してアンビル7を回転させた状態を示す。ハンマ爪6a、6bとアンビル爪7a、7bとの係合状態が解除されると、ハンマ6は矢印Aで示す方向に回転しながら前進して、ハンマ爪6a、6bが、それぞれアンビル爪7b、7aを打撃する。この打撃衝撃によりアンビル7は、l1とl2のなす角度θだけ回転し、このときハンマ6の回転角は(π+θ)となる。
FIG. 3A shows a state in which the hammer claw and the anvil claw are engaged in the circumferential direction. The hammer claws 6a and 6b engage with the anvil claws 7a and 7b, respectively, and apply a rotational force in the direction indicated by the arrow A.
FIG. 3B shows a state in which the hammer claw and the anvil claw are disengaged from each other. When a load exceeding a predetermined value acts between the hammer 6 and the anvil 7 in the engaged state, the hammer 6 retracts with respect to the anvil 7 by a cam mechanism (not shown), and the hammer claw 6a and the anvil claw 7a are engaged with each other. The combined state and the engaged state between the hammer claw 6b and the anvil claw 7b are released.
FIG. 3C shows a state in which the hammer claw hits the anvil claw and rotates the anvil 7. When the engagement state between the hammer claws 6a and 6b and the anvil claws 7a and 7b is released, the hammer 6 advances while rotating in the direction indicated by the arrow A, and the hammer claws 6a and 6b move forward with the anvil claws 7b and 7b, respectively. Hit 7a. Due to this impact, the anvil 7 rotates by the angle θ formed by l1 and l2, and at this time, the rotation angle of the hammer 6 becomes (π + θ).

図4(a)〜図4(d)は、ハンマ6による打撃挙動を説明するために、ハンマ6およびアンビル7を周方向に模式的に展開した位置関係を示す。
図4(a)は、ハンマ爪6a、6bがそれぞれアンビル爪7a、7bを打撃したときの状態を示す。ハンマ6は、矢印Aで示す方向に回転力を加えられており、また前進方向(アンビル7に向かう方向)にばね4による付勢力を加えられている。
4 (a) to 4 (d) show the positional relationship in which the hammer 6 and the anvil 7 are schematically developed in the circumferential direction in order to explain the striking behavior of the hammer 6.
FIG. 4A shows a state when the hammer claws 6a and 6b hit the anvil claws 7a and 7b, respectively. A rotational force is applied to the hammer 6 in the direction indicated by the arrow A, and a urging force is applied by the spring 4 in the forward direction (direction toward the anvil 7).

ハンマ爪6a、6bがアンビル爪7a、7bを打撃すると、衝突の反力を受けてカム機構により後退しながら、アンビル爪7a、7bから周方向に相対的に離れる方向に移動する(図4(b)参照)。その後ハンマ爪6a、6bは、それぞれアンビル爪7a、7bを乗り越えるように動き(図4(c)参照)、ハンマ6は矢印Aで示す方向に回転しながら、押し縮められたばね4の付勢力によってアンビル7に向かって前進する。そして図4(d)に示すように、ハンマ爪6a、6bが、それぞれアンビル爪7b、7aを打撃する。ねじ部材の締付作業中、以上の動作が高速で繰り返され、ハンマ6による回転打撃力がアンビル7に対して繰り返し付与される。 When the hammer claws 6a and 6b hit the anvil claws 7a and 7b, they move in a direction relatively away from the anvil claws 7a and 7b in the circumferential direction while retreating by the cam mechanism in response to the reaction force of the collision (FIG. 4 (FIG. 4). b) See). After that, the hammer claws 6a and 6b move so as to get over the anvil claws 7a and 7b, respectively (see FIG. 4C), and the hammer 6 rotates in the direction indicated by the arrow A while being compressed by the urging force of the spring 4. Advance towards Anvil 7. Then, as shown in FIG. 4D, the hammer claws 6a and 6b hit the anvil claws 7b and 7a, respectively. During the tightening work of the screw member, the above operation is repeated at high speed, and the rotational striking force by the hammer 6 is repeatedly applied to the anvil 7.

回転角取得部20は、打撃検出部12による検出結果および回転角検出部18による検出結果を用いて、1打撃あたりの出力軸回転角θを取得する。具体的に回転角取得部20は、以下の(式1)を用いて、打撃間のモータ回転角φから、1回の打撃による出力軸回転角θを取得する。打撃検出部12がインパクト機構9による打撃を検出すると、回転角取得部20は、打撃が検出されたタイミングで、モータ回転角検出信号から打撃間の出力軸回転角θを導出する。
θ=(φ/η)−π ・・・ (式1)
ここでηは減速機3による減速比を示す。
The rotation angle acquisition unit 20 acquires the output shaft rotation angle θ per impact by using the detection result by the impact detection unit 12 and the detection result by the rotation angle detection unit 18. Specifically, the rotation angle acquisition unit 20 acquires the output shaft rotation angle θ by one impact from the motor rotation angle φ between impacts by using the following (Equation 1). When the impact detection unit 12 detects the impact by the impact mechanism 9, the rotation angle acquisition unit 20 derives the output shaft rotation angle θ between the impacts from the motor rotation angle detection signal at the timing when the impact is detected.
θ = (φ / η) −π ・ ・ ・ (Equation 1)
Here, η indicates the reduction ratio by the speed reducer 3.

図5は、打撃検出部12の出力波形の一例を示す。打撃監視部25は、ショックセンサである打撃検出部12の出力波形を監視する。図5に示す出力波形では、時間tおよびtn+1において打撃によるパルス(以下、「打撃パルス」とも呼ぶ)が発生しており、打撃監視部25は打撃パルスを検出すると、回転角取得部20に打撃が生じたことを通知する。これにより回転角取得部20は、時間tおよびtn+1の間に生じた出力軸回転角θを導出する。 FIG. 5 shows an example of the output waveform of the impact detection unit 12. The impact monitoring unit 25 monitors the output waveform of the impact detection unit 12, which is a shock sensor. In the output waveform shown in FIG. 5, a pulse due to impact (hereinafter, also referred to as “impact pulse”) is generated at time t n and t n + 1, and when the impact monitoring unit 25 detects the impact pulse, the rotation angle acquisition unit 20 Notify that a blow has occurred. As a result, the rotation angle acquisition unit 20 derives the output shaft rotation angle θ generated during the time t n and t n + 1.

回転速度取得部21は、打撃検出部12による検出結果、回転角検出部18による検出結果およびタイマ(図示せず)からの情報を用いて、打撃間の打撃速度ωを取得する。回転速度取得部21は、タイマ出力から打撃間の時間を特定して、打撃速度ωを算出する。エネルギ算出部22は、アンビル7および出力軸8の慣性モーメントをJとするとき、以下の(式2)を用いて、インパクト機構9の1回の打撃によりアンビル7および出力軸8に加えられた打撃エネルギEを算出する。
E=(1/2)×J×ω ・・・ (式2)
The rotation speed acquisition unit 21 acquires the impact velocity ω between impacts by using the detection result by the impact detection unit 12, the detection result by the rotation angle detection unit 18, and the information from the timer (not shown). The rotation speed acquisition unit 21 specifies the time between hits from the timer output and calculates the hit speed ω. When the moment of inertia of the anvil 7 and the output shaft 8 is J, the energy calculation unit 22 is applied to the anvil 7 and the output shaft 8 by a single impact of the impact mechanism 9 using the following (Equation 2). The striking energy E is calculated.
E = (1/2) x J x ω 2 ... (Equation 2)

締付トルク算出部23は、以下の(式3)を用いて、エネルギ算出部22が算出した打撃エネルギEと、回転角取得部20が取得した出力軸回転角θにもとづいて締付トルクTを算出する。
T=E/θ ・・・ (式3)
モータ制御部24は、締付トルク算出部23が算出した締付トルクTにもとづいてモータ2の回転を制御し、具体的にはモータ2の回転を自動停止させる。以下、モータ自動停止の制御例について説明する。
The tightening torque calculation unit 23 uses the following (Equation 3) to obtain a tightening torque T based on the striking energy E calculated by the energy calculation unit 22 and the output shaft rotation angle θ acquired by the rotation angle acquisition unit 20. Is calculated.
T = E / θ (Equation 3)
The motor control unit 24 controls the rotation of the motor 2 based on the tightening torque T calculated by the tightening torque calculation unit 23, and specifically automatically stops the rotation of the motor 2. Hereinafter, a control example of automatic motor stop will be described.

ユーザは作業開始前に、作業対象に応じた目標締付トルク値(以下、単に「目標トルク値」とも呼ぶ)をインパクト回転工具1に設定する。受付部14はユーザによる操作入力を受け付け、設定部15に供給する。受付部14は無線通信モジュールを有し、ユーザは工具付属のリモートコントローラを用いて、インパクト回転工具1に対する操作入力を行ってよい。実施形態のインパクト回転工具1で、ユーザは、30ステップの目標トルク値の中から1つを選択できる。なお工具本体に操作ボタン類やタッチパネルが設けられ、受付部14が、ユーザから目標トルク値の入力を受け付けてもよい。 Before starting the work, the user sets the target tightening torque value (hereinafter, also simply referred to as “target torque value”) according to the work target in the impact rotary tool 1. The reception unit 14 receives the operation input by the user and supplies it to the setting unit 15. The reception unit 14 has a wireless communication module, and the user may input an operation to the impact rotary tool 1 by using the remote controller attached to the tool. In the impact rotary tool 1 of the embodiment, the user can select one from the target torque values of 30 steps. The tool body may be provided with operation buttons and a touch panel, and the reception unit 14 may receive input of a target torque value from the user.

受付部14が目標トルク値の入力を受け付けると、設定部15はシャットオフ打撃数記憶部17の記憶内容を参照して、目標トルク値に対応するシャットオフ打撃数および所定のトルク値を導出し、制御部10に設定する。設定部15がシャットオフ打撃数および所定のトルク値を制御部10に供給し、制御部10がシャットオフ打撃数をモータ2の回転制御に利用できる状態にすることを、シャットオフ打撃数の設定処理と呼ぶ。 When the receiving unit 14 receives the input of the target torque value, the setting unit 15 refers to the stored contents of the shut-off hit number storage unit 17 and derives the shut-off hit number and the predetermined torque value corresponding to the target torque value. , Set in the control unit 10. The setting unit 15 supplies the shut-off striking number and a predetermined torque value to the control unit 10, and the control unit 10 sets the shut-off striking number so that the shut-off striking number can be used for the rotation control of the motor 2. Called processing.

シャットオフ打撃数記憶部17は、30ステップの目標トルク値ごとに、所定のトルク値に達してから目標トルク値に達するまでの打撃数を記憶する。シャットオフ打撃数記憶部17はマスターテーブルとして構成され、記憶内容は更新不可とされてよい。 The shut-off hit number storage unit 17 stores the number of hits from reaching a predetermined torque value to reaching the target torque value for each target torque value in 30 steps. The shut-off hit number storage unit 17 is configured as a master table, and the stored contents may not be updated.

作業中、打撃監視部25は打撃検出部12の出力波形を監視し、打撃検出部12の出力電圧が打撃判定電圧Vthを超えると、インパクト機構9による打撃の発生を判定する。打撃監視部25は、打撃検出部12の出力電圧と打撃判定電圧Vthとを比較するコンパレータを有し、コンパレータの出力から、出力軸8が打撃されたことを判定してよい。 During the work, the impact monitoring unit 25 monitors the output waveform of the impact detection unit 12, and when the output voltage of the impact detection unit 12 exceeds the impact determination voltage Vth, the impact mechanism 9 determines the occurrence of an impact. The impact monitoring unit 25 has a comparator that compares the output voltage of the impact detection unit 12 with the impact determination voltage Vth, and may determine from the output of the comparator that the output shaft 8 has been impacted.

モータ制御部24は、締付トルク算出部23が算出した締付トルクTにもとづいてモータ2の回転を制御する。具体的にモータ制御部24は、締付トルクTが所定のトルク値に達すると、打撃監視部25により判定された打撃をカウントして、カウントした打撃数がシャットオフ打撃数になるとモータ2の回転を停止させる。このようなモータ制御により、インパクト回転工具1は、締付トルクを高精度に制御する。 The motor control unit 24 controls the rotation of the motor 2 based on the tightening torque T calculated by the tightening torque calculation unit 23. Specifically, when the tightening torque T reaches a predetermined torque value, the motor control unit 24 counts the impacts determined by the impact monitoring unit 25, and when the counted number of impacts reaches the shutoff impact number, the motor 2 Stop the rotation. By such motor control, the impact rotary tool 1 controls the tightening torque with high accuracy.

このようにシャットオフ打撃数は、締付トルクを管理するために利用される。インパクト回転工具1のメーカは、所定のねじ部材およびソケットを用いて、複数の締付トルク値のそれぞれを実現するためのシャットオフ打撃数を実測し、マスターテーブルを作成する。このようにしてマスターテーブルには、所定の条件下で実測された各締付トルク値に対応するシャットオフ打撃数が記録される。 In this way, the number of shut-off hits is used to manage the tightening torque. The manufacturer of the impact rotary tool 1 actually measures the number of shut-off impacts for realizing each of a plurality of tightening torque values using a predetermined screw member and socket, and creates a master table. In this way, the number of shut-off hits corresponding to each tightening torque value actually measured under a predetermined condition is recorded on the master table.

しかしながら実際の作業対象となるねじ部材およびソケットは、マスターテーブル作成時のねじ部材およびソケットと異なることがある。たとえばマスタテーブル作成時に使用したソケットが標準尺のインパクトソケットである場合に、実際の作業で使用するソケットが長尺のエクステンションソケットであると、ソケット自体のねじり剛性が大きく異なってくる。また、ねじ部材とソケットの組合せによっても剛性は変化する。インパクト機構9による打撃挙動は、図4(a)〜図4(d)に示した軌道で、ハンマ爪とアンビル爪とが衝突することが理想的であるが、実際の作業においては、ねじり剛性など様々な要因により、打撃挙動が不適正となることがある。そこで実施形態のインパクト回転工具1において、打撃監視部25は、打撃検出部12の出力波形から、インパクト機構9による打撃挙動が適正であるか否かを特定する機能をもつ。 However, the threaded members and sockets to be actually worked on may differ from the threaded members and sockets used to create the master table. For example, if the socket used when creating the master table is a standard-scale impact socket, and the socket used in actual work is a long extension socket, the torsional rigidity of the socket itself will differ significantly. The rigidity also changes depending on the combination of the screw member and the socket. Ideally, the impact mechanism 9 collides with the hammer claw and the anvil claw in the trajectory shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d), but in actual work, the torsional rigidity Due to various factors such as, the striking behavior may become inappropriate. Therefore, in the impact rotary tool 1 of the embodiment, the impact monitoring unit 25 has a function of specifying whether or not the impact behavior by the impact mechanism 9 is appropriate from the output waveform of the impact detection unit 12.

以下、不適正な打撃挙動の種類(モード)について説明する。
図6(a)は、不適正な打撃挙動の第1モードを示す。この第1モードでは、ハンマ爪6aがアンビル爪7bを打撃した後、ハンマ6が、カム機構による最大後退位置まで後退する。その結果、カム機構における鋼球がカム溝端部と衝突し、騒音や振動が発生したり、さらにはカム機構が破損する可能性も生じる。第1モードが発生する要因としては、ばね4による前進力が不足していることや、ハンマ6の回転速度が大きすぎることなどがあげられる。
Hereinafter, the types (modes) of improper striking behavior will be described.
FIG. 6A shows a first mode of improper striking behavior. In this first mode, after the hammer claw 6a hits the anvil claw 7b, the hammer 6 retracts to the maximum retracted position by the cam mechanism. As a result, the steel ball in the cam mechanism collides with the end of the cam groove, causing noise and vibration, and further, the cam mechanism may be damaged. Factors that cause the first mode include insufficient forward force by the spring 4 and excessive rotation speed of the hammer 6.

図6(b)は、第1モードにおける打撃検出部12の出力波形の例を示す。図6(b)に示す出力波形において、時間tの打撃パルスは、図6(a)におけるハンマ爪6aによるアンビル爪7bの打撃を検出したものである。第1モードでは、ハンマ爪6aによるアンビル爪7bの打撃後、ハンマ6がカム機構による最大後退位置まで後退したときに、鋼球とカム溝端部が衝突したことで、打撃検出部12は、時間tおよびtn+1の中間位置よりも時間tに近い時間tで振動パルス41を出力する。 FIG. 6B shows an example of the output waveform of the impact detection unit 12 in the first mode. In the output waveform shown in FIG. 6B, the striking pulse at time t n is the detection of the striking of the anvil claw 7b by the hammer claw 6a in FIG. 6A. In the first mode, after the hammer 6 hits the anvil claw 7b by the hammer claw 6a, when the hammer 6 retracts to the maximum retracted position by the cam mechanism, the steel ball collides with the cam groove end portion, so that the hit detection unit 12 is timed. The vibration pulse 41 is output at a time ta that is closer to the time t n than the intermediate position between t n and t n + 1.

打撃監視部25は、時間tの打撃パルスの後に検出される打撃パルスのタイミングが時間tn+1付近であることを把握している。そのため図5を参照して、打撃検出部12が時間tおよびtn+1で打撃パルスを出力したときには、打撃監視部25は、インパクト機構9による打撃挙動が適正であることを特定する。 Striking monitoring unit 25 grasps the timing of striking pulses detected after the striking pulse of time t n is around time t n + 1. Therefore, referring to FIG. 5, when the impact detection unit 12 outputs the impact pulse at time t n and t n + 1 , the impact monitoring unit 25 identifies that the impact behavior by the impact mechanism 9 is appropriate.

一方で、図6(b)に示すように、打撃検出部12から時間tで振動パルス41が出力されると、打撃監視部25は、インパクト機構9による打撃挙動が不適正であることを特定する。また打撃監視部25は、打撃検出部12の出力波形に応じて、不適正な打撃挙動の種類を特定してもよい。図6(b)に示す出力波形に関し、打撃監視部25は、打撃パルスの時間tと振動パルス41の時間tの間隔により、第1モードの打撃挙動が発生していることを特定してよい。 On the other hand, as shown in FIG. 6 (b), the oscillation pulse 41 from the striking detector 12 at time t a is outputted, the striking monitoring unit 25, the striking behavior of the impact mechanism 9 is inappropriate Identify. Further, the impact monitoring unit 25 may specify the type of improper impact behavior according to the output waveform of the impact detection unit 12. It relates to an output waveform shown in FIG. 6 (b), the striking monitoring unit 25 identifies that the time interval t a time t n and the vibration pulse 41 of the striking pulse, the striking behavior of the first mode has occurred You can.

図7(a)は、不適正な打撃挙動の第2モードを示す。この第2モードでは、ハンマ爪6aがアンビル爪7aを打撃した後、一旦後退してからアンビル爪7bに向かったときに、前進量の不足が発生する。その結果、ハンマ爪6aがアンビル爪7bの側面を打撃できずに、アンビル爪7bの底面をかすりながら次のアンビル爪7aに向かうように動作する。これにより締付トルクの低下や、ハンマ爪やアンビル爪が偏摩耗する可能性が生じる。第2モードが発生する要因としては、ばね4による前進力が不足していることや、ハンマ6の回転速度が大きすぎることなどがあげられる。 FIG. 7A shows a second mode of improper striking behavior. In this second mode, when the hammer claw 6a hits the anvil claw 7a, then retreats once and then heads toward the anvil claw 7b, a shortage of the amount of advance occurs. As a result, the hammer claw 6a cannot hit the side surface of the anvil claw 7b, and operates so as to move toward the next anvil claw 7a while scraping the bottom surface of the anvil claw 7b. This may reduce the tightening torque and cause uneven wear of the hammer claws and anvil claws. Factors that cause the second mode include insufficient forward force by the spring 4 and excessive rotation speed of the hammer 6.

図7(b)は、第2モードにおける打撃検出部12の出力波形の例を示す。図7(b)に示す出力波形において、時間tの打撃パルスは、図7(a)におけるハンマ爪6aによるアンビル爪7aの打撃を検出したものである。第2モードでは、ハンマ爪6aによるアンビル爪7aの打撃後、ハンマ爪6aの前面がアンビル爪7bの底面に接触することで、打撃検出部12は、時間tおよびtn+1の中間位置よりも時間tn+1に近い時間tで振動パルス42を出力する。 FIG. 7B shows an example of the output waveform of the impact detection unit 12 in the second mode. In the output waveform shown in FIG. 7B, the striking pulse at time t n is the detection of the striking of the anvil claw 7a by the hammer claw 6a in FIG. 7A. In the second mode, after the hammer claw 6a hits the anvil claw 7a, the front surface of the hammer claw 6a comes into contact with the bottom surface of the anvil claw 7b, so that the hit detection unit 12 is located at an intermediate position between time t n and t n + 1. The vibration pulse 42 is output at a time t b close to a time t n + 1.

打撃検出部12から時間tで振動パルス42が出力されると、打撃監視部25は、インパクト機構9による打撃挙動が不適正であることを特定する。また打撃監視部25は、図7(b)に示す出力波形に関し、打撃パルスの時間tと振動パルス42の時間tの間隔により、第2モードの打撃挙動が発生していることを特定してよい。 When the vibration pulse 42 is output from the impact detection unit 12 at time t b , the impact monitoring unit 25 identifies that the impact behavior by the impact mechanism 9 is improper. Further, the impact monitoring unit 25 identifies that the impact behavior of the second mode is generated by the interval between the time t n of the impact pulse and the time t b of the vibration pulse 42 with respect to the output waveform shown in FIG. 7 (b). You can do it.

第1モードおよび第2モードは、ばね4によるハンマ6の前進力不足や、ハンマ6の回転速度が大きすぎることを要因として発生する。この要因を解消する現実的な手法の1つは、ハンマ6の回転速度を下げることである。ハンマ6の回転速度を適切に下げることで、第1モードおよび第2モードの発生要因は解消し、インパクト機構9による打撃挙動を修正できる。 The first mode and the second mode occur due to insufficient forward force of the hammer 6 due to the spring 4 and excessive rotation speed of the hammer 6. One of the practical methods to eliminate this factor is to reduce the rotation speed of the hammer 6. By appropriately reducing the rotation speed of the hammer 6, the factors that cause the first mode and the second mode can be eliminated, and the striking behavior of the impact mechanism 9 can be corrected.

打撃監視部25が、打撃挙動が不適正であることを特定すると、表示部30は、打撃監視部25による特定結果を表示する。なお打撃監視部25が不適正な打撃挙動の種類を特定していれば、表示部30は、不適正な打撃挙動の種類を示す情報を表示する。これによりユーザは、不適正な打撃挙動が発生していること、および不適正な打撃挙動の種類を認識し、ハンマ6の回転速度を適切に下げることで打撃挙動が適正になることを理解する。 When the batting monitoring unit 25 identifies that the batting behavior is inappropriate, the display unit 30 displays the specific result by the batting monitoring unit 25. If the batting monitoring unit 25 specifies the type of improper batting behavior, the display unit 30 displays information indicating the type of improper batting behavior. As a result, the user recognizes that improper striking behavior is occurring and the type of improper striking behavior, and understands that the striking behavior becomes appropriate by appropriately reducing the rotation speed of the hammer 6. ..

ユーザはリモートコントローラを用いて、モータ2の上限回転数Nmaxを下げるための操作入力を行う。受付部14が、ユーザからの操作入力を受け付けると、設定部15が、モータ2の上限回転数Nmaxを下げるように変更する。設定部15が上限回転数Nmaxを下げることで、モータ制御部24は、第1モードまたは第2モードが発生していたときよりもモータ2の回転数を低減することになる。それからユーザは、上限回転数Nmax変更後のインパクト回転工具1を用いて締付作業を行い、打撃挙動が適正になっているか確認する。作業中または作業後に表示部30に不適正な打撃挙動の種類を示す情報が再表示されると、ユーザは、リモートコントローラを用いて上限回転数Nmaxを再調整する。表示部30にエラー表示がでなくなるまで、上限回転数Nmaxの調整作業を行うことで、ねじ部材およびソケットの組み合わせに最適な上限回転数Nmaxが導出される。 The user uses the remote controller to input an operation for lowering the upper limit rotation speed Nmax of the motor 2. When the reception unit 14 receives an operation input from the user, the setting unit 15 changes so as to lower the upper limit rotation speed Nmax of the motor 2. When the setting unit 15 lowers the upper limit rotation speed Nmax, the motor control unit 24 reduces the rotation speed of the motor 2 as compared with the time when the first mode or the second mode is generated. Then, the user performs the tightening work using the impact rotary tool 1 after changing the upper limit rotation speed Nmax, and confirms whether the striking behavior is appropriate. When the information indicating the type of improper striking behavior is redisplayed on the display unit 30 during or after the work, the user readjusts the upper limit rotation speed Nmax using the remote controller. By adjusting the upper limit rotation speed Nmax until the error display disappears on the display unit 30, the optimum upper limit rotation speed Nmax for the combination of the screw member and the socket is derived.

なお上限回転数Nmaxを下げた場合、1回の打撃による打撃エネルギが小さくなるため、ユーザは、シャットオフ打撃数を多く設定しなおす必要がある。実施形態のインパクト回転工具1では、ユーザが30ステップの目標トルク値の中から、上限回転数Nmaxを下げる前の目標トルク値よりも高い目標トルク値を選択することで、シャットオフ打撃数を増やすことができる。したがってユーザが上限回転数Nmaxを下げる場合には、同時にシャットオフ打撃数を定める目標トルク値を高く設定することで、インパクト回転工具1は、適切なトルク制御を実施できる。 When the upper limit rotation speed Nmax is lowered, the striking energy due to one striking becomes small, so that the user needs to reset a large number of shut-off striking. In the impact rotary tool 1 of the embodiment, the shut-off impact number is increased by the user selecting a target torque value higher than the target torque value before lowering the upper limit rotation speed Nmax from the target torque values of 30 steps. be able to. Therefore, when the user lowers the upper limit rotation speed Nmax, the impact rotary tool 1 can perform appropriate torque control by simultaneously setting a high target torque value for determining the shutoff impact number.

図8(a)は、不適正な打撃挙動の第3モードを示す。この第3モードでは、ハンマ爪6aがアンビル爪7bを打撃した後、後退量が不足して、アンビル爪7bを再度打撃する、もしくはアンビル爪7bの打撃面を擦り上がるように動作する。これにより締付トルクの低下や、ハンマ爪やアンビル爪が偏摩耗する可能性が生じる。第3モードが発生する要因としては、ばね4による前進力が大きすぎることや、ハンマ6の回転速度が小さすぎることなどがあげられる。 FIG. 8A shows a third mode of improper striking behavior. In this third mode, after the hammer claw 6a hits the anvil claw 7b, the amount of retreat is insufficient, and the anvil claw 7b is hit again, or the striking surface of the anvil claw 7b is rubbed up. This may reduce the tightening torque and cause uneven wear of the hammer claws and anvil claws. The factors that cause the third mode are that the forward force of the spring 4 is too large and that the rotation speed of the hammer 6 is too small.

図8(b)は、第3モードにおける打撃検出部12の出力波形の例を示す。図8(b)に示す出力波形において、時間tn+1の打撃パルスは、図8(a)におけるハンマ爪6aによるアンビル爪7bの最初の打撃を検出したものである。第3モードでは、ハンマ爪6aによるアンビル爪7bの打撃後、ハンマ爪6aの側面がアンビル爪7bの側面に再接触(再打撃)することで、打撃検出部12は、時間tn+1の直後の時間tで振動パルス43を出力する。 FIG. 8B shows an example of the output waveform of the impact detection unit 12 in the third mode. In the output waveform shown in FIG. 8B, the striking pulse at time t n + 1 detects the first striking of the anvil claw 7b by the hammer claw 6a in FIG. 8A. In the third mode, after the hammer claw 6a hits the anvil claw 7b, the side surface of the hammer claw 6a re-contacts (re-strikes) the side surface of the anvil claw 7b, so that the hit detection unit 12 immediately after the time t n + 1. The vibration pulse 43 is output at time t c.

打撃検出部12から時間tで振動パルス43が出力されると、打撃監視部25は、インパクト機構9による打撃挙動が不適正であることを特定する。また打撃監視部25は、図8(b)に示す出力波形に関し、打撃パルスの時間tn+1と振動パルス43の時間tの間隔により、第3モードの打撃挙動が発生していることを特定してよい。 Vibration When the pulse 43 is outputted by the striking detection section 12 time t c, the striking monitoring unit 25 identifies that the striking behavior of the impact mechanism 9 is improper. Further, the striking monitoring unit 25 identifies that the striking behavior of the third mode is generated by the interval between the striking pulse time t n + 1 and the vibration pulse 43 time t c with respect to the output waveform shown in FIG. 8 (b). You can do it.

図9(a)は、不適正な打撃挙動の第4モードを示す。この第4モードでは、ハンマ爪6aがアンビル爪7aを打撃した後、前進量が過剰のために、アンビル爪7bを打撃する前にアンビル7に接触する。これにより締付トルクの低下や、ハンマ爪やアンビル爪が偏摩耗する可能性が生じ、振動や騒音が増大する。第4モードが発生する要因としては、ばね4による前進力が大きすぎることや、ハンマ6の回転速度が小さすぎることなどがあげられる。 FIG. 9A shows a fourth mode of improper striking behavior. In this fourth mode, after the hammer claw 6a hits the anvil claw 7a, it contacts the anvil 7 before hitting the anvil claw 7b due to an excessive amount of advancement. As a result, the tightening torque may decrease, and the hammer claws and anvil claws may be unevenly worn, resulting in increased vibration and noise. The factors that cause the fourth mode are that the forward force of the spring 4 is too large and that the rotation speed of the hammer 6 is too small.

図9(b)は、第4モードにおける打撃検出部12の出力波形の例を示す。図9(b)に示す出力波形において、時間tの打撃パルスは、図9(a)におけるハンマ爪6aによるアンビル爪7aの打撃を検出したものである。第4モードでは、ハンマ爪6aによるアンビル爪7aの打撃後、ハンマ爪6aの前面がアンビル7の表面に接触(衝突)することで、打撃検出部12は、時間tn+1の直前の時間tで振動パルス44を出力する。 FIG. 9B shows an example of the output waveform of the impact detection unit 12 in the fourth mode. In the output waveform shown in FIG. 9B, the striking pulse at time t n is the detection of the striking of the anvil claw 7a by the hammer claw 6a in FIG. 9A. In the fourth mode, after the hammer claw 6a hits the anvil claw 7a, the front surface of the hammer claw 6a comes into contact (collision) with the surface of the anvil 7, so that the hit detection unit 12 makes a time t d immediately before the time t n + 1. Outputs the vibration pulse 44 with.

打撃検出部12から時間tで振動パルス44が出力されると、打撃監視部25は、インパクト機構9による打撃挙動が不適正であることを特定する。また打撃監視部25は、図9(b)に示す出力波形に関し、打撃パルスの時間tと振動パルス44の時間tの間隔により、第4モードの打撃挙動が発生していることを特定してよい。 When the vibration pulse 44 is output from the impact detection unit 12 at time t d , the impact monitoring unit 25 identifies that the impact behavior by the impact mechanism 9 is improper. Further, the impact monitoring unit 25 identifies that the impact behavior in the fourth mode is generated by the interval between the time t n of the impact pulse and the time t d of the vibration pulse 44 with respect to the output waveform shown in FIG. 9 (b). You can do it.

第3モードおよび第4モードは、ばね4によるハンマ6の前進力が大きすぎることや、ハンマ6の回転速度が小さすぎることを要因として発生する。この要因を解消する現実的な手法の1つは、ハンマ6の回転速度を上げることである。ハンマ6の回転速度を適切に上げることで、第3モードおよび第4モードの発生要因は解消し、インパクト機構9による打撃挙動を修正できる。 The third mode and the fourth mode occur due to the fact that the forward force of the hammer 6 by the spring 4 is too large and the rotation speed of the hammer 6 is too small. One of the practical methods to eliminate this factor is to increase the rotation speed of the hammer 6. By appropriately increasing the rotation speed of the hammer 6, the factors that cause the third mode and the fourth mode can be eliminated, and the striking behavior of the impact mechanism 9 can be corrected.

打撃監視部25が、打撃挙動が不適正であることを特定すると、表示部30は、打撃監視部25による特定結果を表示する。なお打撃監視部25が不適正な打撃挙動の種類を特定していれば、表示部30は、不適正な打撃挙動の種類を示す情報を表示する。これによりユーザは、不適正な打撃挙動が発生していること、および不適正な打撃挙動の種類を認識し、ハンマ6の回転速度を適切に上げることで打撃挙動が適正になることを理解する。 When the batting monitoring unit 25 identifies that the batting behavior is inappropriate, the display unit 30 displays the specific result by the batting monitoring unit 25. If the batting monitoring unit 25 specifies the type of improper batting behavior, the display unit 30 displays information indicating the type of improper batting behavior. As a result, the user recognizes that improper striking behavior is occurring and the type of improper striking behavior, and understands that the striking behavior becomes appropriate by appropriately increasing the rotation speed of the hammer 6. ..

ユーザはリモートコントローラを用いて、モータ2の上限回転数Nmaxを上げるための操作入力を行う。受付部14が、ユーザからの操作入力を受け付けると、設定部15が、モータ2の上限回転数Nmaxを上げるように変更する。設定部15が上限回転数Nmaxを上げることで、モータ制御部24は、第3モードまたは第4モードが発生していたときよりもモータ2の回転数を増加することになる。それからユーザは、上限回転数Nmax変更後のインパクト回転工具1を用いて締付作業を行い、打撃挙動が適正になっているか確認する。作業中または作業後に表示部30に不適正な打撃挙動の種類を示す情報が再表示されると、ユーザは、リモートコントローラを用いて上限回転数Nmaxを再調整する。表示部30にエラー表示がでなくなるまで、上限回転数Nmaxの調整作業を行うことで、ねじ部材およびソケットの組み合わせに最適な上限回転数Nmaxが導出される。 The user uses the remote controller to input an operation for increasing the upper limit rotation speed Nmax of the motor 2. When the reception unit 14 receives an operation input from the user, the setting unit 15 changes so as to increase the upper limit rotation speed Nmax of the motor 2. When the setting unit 15 raises the upper limit rotation speed Nmax, the motor control unit 24 increases the rotation speed of the motor 2 as compared with the time when the third mode or the fourth mode is generated. Then, the user performs the tightening work using the impact rotary tool 1 after changing the upper limit rotation speed Nmax, and confirms whether the striking behavior is appropriate. When the information indicating the type of improper striking behavior is redisplayed on the display unit 30 during or after the work, the user readjusts the upper limit rotation speed Nmax using the remote controller. By adjusting the upper limit rotation speed Nmax until the error display disappears on the display unit 30, the optimum upper limit rotation speed Nmax for the combination of the screw member and the socket is derived.

なお上限回転数Nmaxを上げた場合、1回の打撃による打撃エネルギが大きくなるため、ユーザは、シャットオフ打撃数を少なく設定しなおす必要がある。ユーザが上限回転数Nmaxを上げる場合には、同時にシャットオフ打撃数を定める目標トルク値を低く設定することで、インパクト回転工具1は、適切なトルク制御を実施できる。 When the upper limit rotation speed Nmax is increased, the striking energy due to one striking increases, so that the user needs to reset the shut-off striking number to a small value. When the user raises the upper limit rotation speed Nmax, the impact rotary tool 1 can perform appropriate torque control by simultaneously setting a low target torque value that determines the shutoff impact number.

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. This embodiment is an example, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications are possible for each of these components or combinations of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. ..

実施形態では、打撃監視部25が打撃挙動の適正、不適正を判定し、ユーザがモータ2の上限回転数Nmaxを手動で調整するための契機を提供したが、ユーザは作業開始前に、使用するソケットや使用環境などに応じて、上限回転数Nmaxを自由に変更できる。 In the embodiment, the impact monitoring unit 25 determines whether the impact behavior is appropriate or inappropriate, and provides an opportunity for the user to manually adjust the upper limit rotation speed Nmax of the motor 2, but the user uses it before starting the work. The upper limit rotation speed Nmax can be freely changed according to the socket to be used and the usage environment.

また実施形態では、ユーザがリモートコントローラを用いて上限回転数Nmaxおよび目標トルク値を手動で調整することを説明したが、設定部15が、不適正な打撃挙動の種類に応じて、上限回転数Nmaxおよび目標トルク値を自動調整してもよい。 Further, in the embodiment, it has been described that the user manually adjusts the upper limit rotation speed Nmax and the target torque value by using the remote controller, but the setting unit 15 determines the upper limit rotation speed according to the type of improper striking behavior. Nmax and the target torque value may be automatically adjusted.

本発明の態様の概要は、次の通りである。
本発明のある態様のインパクト回転工具(1)は、モータ出力によって出力軸(8)に間欠的な回転打撃力を発生させるインパクト機構(9)と、インパクト機構(9)により出力軸(8)に加えられた打撃を検出する打撃検出部(12)と、打撃検出部(12)の出力波形を監視する打撃監視部(25)と、を備え、打撃監視部(25)は、打撃検出部(12)の出力波形から、インパクト機構(9)による打撃挙動が適正であるか否かを特定する。
The outline of the aspect of the present invention is as follows.
The impact rotary tool (1) according to an aspect of the present invention includes an impact mechanism (9) that generates an intermittent rotary striking force on the output shaft (8) by a motor output, and an output shaft (8) by the impact mechanism (9). A striking detection unit (12) for detecting the impact applied to the striking unit and a striking monitoring unit (25) for monitoring the output waveform of the striking detection unit (12) are provided. From the output waveform of (12), it is specified whether or not the striking behavior by the impact mechanism (9) is appropriate.

打撃監視部(25)は、打撃検出部(12)の出力波形に応じて、不適正な打撃挙動の種類を特定してもよい。インパクト回転工具(1)は、打撃監視部(25)により特定された結果を表示する表示部(30)をさらに備えてよい。インパクト回転工具(1)は、ユーザ操作によりモータ(2)の上限回転数を変更する設定部(15)をさらに備えてもよい。 The impact monitoring unit (25) may specify the type of improper impact behavior according to the output waveform of the impact detection unit (12). The impact rotary tool (1) may further include a display unit (30) that displays the result identified by the impact monitoring unit (25). The impact rotary tool (1) may further include a setting unit (15) that changes the upper limit rotation speed of the motor (2) by user operation.

インパクト回転工具(1)は、インパクト機構(9)の1回の打撃による出力軸回転角を取得する回転角取得部(20)と、インパクト機構(9)の1回の打撃により出力軸(8)に加えられた打撃エネルギを算出するエネルギ算出部(22)と、エネルギ算出部(22)が算出した打撃エネルギと回転角取得部(20)が取得した出力軸回転角にもとづいて締付トルクを算出する締付トルク算出部(23)と、算出した締付トルクにもとづいてモータ(2)の回転を制御するモータ制御部(24)と、を備えてよい。モータ制御部(24)は、モータ(2)の上限回転数を所定値に制限してよい。 The impact rotary tool (1) has a rotation angle acquisition unit (20) that acquires the output shaft rotation angle by one impact of the impact mechanism (9) and an output shaft (8) by one impact of the impact mechanism (9). ), And the tightening torque based on the striking energy calculated by the energy calculating unit (22) and the output shaft rotation angle acquired by the rotation angle acquisition unit (20). The tightening torque calculation unit (23) for calculating the above, and the motor control unit (24) for controlling the rotation of the motor (2) based on the calculated tightening torque may be provided. The motor control unit (24) may limit the upper limit rotation speed of the motor (2) to a predetermined value.

本発明の別の態様のインパクト回転工具(1)は、モータ出力によって出力軸(8)に間欠的な回転打撃力を発生させるインパクト機構(9)と、インパクト機構(9)により出力軸(8)に加えられた打撃を検出する打撃検出部(12)と、インパクト機構(9)の1回の打撃による出力軸回転角を取得する回転角取得部(20)と、インパクト機構(9)の1回の打撃により出力軸(8)に加えられた打撃エネルギを算出するエネルギ算出部(22)と、エネルギ算出部(22)が算出した打撃エネルギと回転角取得部(20)が取得した出力軸回転角にもとづいて締付トルクを算出する締付トルク算出部(23)と、算出した締付トルクにもとづいてモータ(2)の回転を制御するモータ制御部(24)と、ユーザ操作によりモータ(2)の上限回転数を変更する設定部(15)と、を備える。 The impact rotary tool (1) of another aspect of the present invention has an impact mechanism (9) that generates an intermittent rotary striking force on the output shaft (8) by the motor output, and an output shaft (8) by the impact mechanism (9). The impact detection unit (12) that detects the impact applied to), the rotation angle acquisition unit (20) that acquires the output shaft rotation angle by one impact of the impact mechanism (9), and the impact mechanism (9). The energy calculation unit (22) that calculates the impact energy applied to the output shaft (8) by one impact, and the impact energy calculated by the energy calculation unit (22) and the output acquired by the rotation angle acquisition unit (20). A tightening torque calculation unit (23) that calculates the tightening torque based on the shaft rotation angle, a motor control unit (24) that controls the rotation of the motor (2) based on the calculated tightening torque, and user operation. A setting unit (15) for changing the upper limit rotation speed of the motor (2) is provided.

1・・・インパクト回転工具、2・・・モータ、6・・・ハンマ、6a,6b・・・ハンマ爪、7・・・アンビル、7a,7b・・・アンビル爪、8・・・出力軸、9・・・インパクト機構、10・・・制御部、11・・・モータ駆動回路、12・・・打撃検出部、13・・・バッテリ、14・・・受付部、15・・・設定部、16・・・操作スイッチ、17・・・シャットオフ打撃数記憶部、18・・・回転角検出部、20・・・回転角取得部、21・・・回転速度取得部、22・・・エネルギ算出部、23・・・締付トルク算出部、24・・・モータ制御部、25・・・打撃監視部、30・・・表示部。 1 ... Impact rotary tool, 2 ... Motor, 6 ... Hammer, 6a, 6b ... Hammer claw, 7 ... Anvil, 7a, 7b ... Anvil claw, 8 ... Output shaft , 9 ... Impact mechanism, 10 ... Control unit, 11 ... Motor drive circuit, 12 ... Impact detection unit, 13 ... Battery, 14 ... Reception unit, 15 ... Setting unit , 16 ... Operation switch, 17 ... Shut-off hit number storage unit, 18 ... Rotation angle detection unit, 20 ... Rotation angle acquisition unit, 21 ... Rotation speed acquisition unit, 22 ... Energy calculation unit, 23 ... Tightening torque calculation unit, 24 ... Motor control unit, 25 ... Impact monitoring unit, 30 ... Display unit.

Claims (5)

モータ出力によって出力軸に間欠的な回転打撃力を発生させるインパクト機構と、
前記インパクト機構により出力軸に加えられた打撃を検出する打撃検出部と、
前記打撃検出部の出力波形を監視する打撃監視部と、を備えたインパクト回転工具であって、
前記打撃監視部は、前記打撃検出部の出力波形におけるパルスとパルスの時間間隔から、不適正な打撃挙動の種類を特定する
ことを特徴とするインパクト回転工具。
An impact mechanism that generates an intermittent rotational impact force on the output shaft by the motor output,
An impact detection unit that detects the impact applied to the output shaft by the impact mechanism,
An impact rotary tool including a impact monitoring unit that monitors the output waveform of the impact detection unit.
The impact monitoring unit identifies the type of improper impact behavior from the pulse and the pulse time interval in the output waveform of the impact detection unit.
Impact rotary tool that is characterized by that.
前記打撃検出部は、衝撃を検出する衝撃センサと、衝撃センサの出力を増幅する増幅器を含んで構成され、
前記打撃監視部は、打撃検出部の出力電圧が打撃判定電圧を超えたパルスを検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載のインパクト回転工具。
The impact detection unit includes an impact sensor that detects an impact and an amplifier that amplifies the output of the impact sensor.
The impact monitoring unit detects a pulse in which the output voltage of the impact detection unit exceeds the impact determination voltage.
The impact rotary tool according to claim 1.
前記打撃監視部により特定された結果を表示する表示部を、さらに備える、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のインパクト回転工具。
A display unit for displaying the result specified by the impact monitoring unit is further provided.
The impact rotary tool according to claim 1 or 2.
ユーザ操作によりモータの上限回転数を変更する設定部を、さらに備える、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のインパクト回転工具。
A setting unit for changing the upper limit rotation speed of the motor by user operation is further provided.
The impact rotary tool according to any one of claims 1 to 3.
前記インパクト機構の1回の打撃による出力軸回転角を取得する回転角取得部と、
前記インパクト機構の1回の打撃により出力軸に加えられた打撃エネルギを算出するエネルギ算出部と、
前記エネルギ算出部が算出した打撃エネルギと前記回転角取得部が取得した出力軸回転角にもとづいて締付トルクを算出する締付トルク算出部と、
算出した締付トルクにもとづいてモータの回転を制御するモータ制御部と、を備え、
前記モータ制御部は、モータの上限回転数を所定値に制限する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のインパクト回転工具。
A rotation angle acquisition unit that acquires the output shaft rotation angle by one impact of the impact mechanism, and a rotation angle acquisition unit.
An energy calculation unit that calculates the impact energy applied to the output shaft by a single impact of the impact mechanism,
A tightening torque calculation unit that calculates the tightening torque based on the striking energy calculated by the energy calculation unit and the output shaft rotation angle acquired by the rotation angle acquisition unit.
It is equipped with a motor control unit that controls the rotation of the motor based on the calculated tightening torque.
The motor control unit limits the upper limit rotation speed of the motor to a predetermined value.
The impact rotary tool according to any one of claims 1 to 4.
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