JPH05200677A - 締付工具 - Google Patents
締付工具Info
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- JPH05200677A JPH05200677A JP4034147A JP3414792A JPH05200677A JP H05200677 A JPH05200677 A JP H05200677A JP 4034147 A JP4034147 A JP 4034147A JP 3414792 A JP3414792 A JP 3414792A JP H05200677 A JPH05200677 A JP H05200677A
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- JP
- Japan
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- hammer
- anvil
- microphone
- tightening tool
- switch
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/1405—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
- B25B23/1475—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers
-
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
ルの衝突回数を正確に検出し、セットされた回数で正確
に停止させたい。 【構成】 ハウジング中にマイクロフォンを内蔵させハ
ンマとアンビルの衝突回数を衝突音から検出する。カウ
ンタ等をマイクロコンピュータで構成する。
Description
パクトドライバ等の締付工具の改良に関する。
けるための締付工具としてインパクトレンチやインアク
トドライバ等がよく用いられる。この工具は例えば電動
モータやエアモータ等の回転駆動源でハンマを回転させ
る。一方この工具はねじ類に係合してねじ類を回転させ
るアンビルを備えている。このハンマとアンビルは相互
に衝突してハンマがアンビルを回転させることと、ハン
マとアンビル間に所定値以上の力が作用したときにアン
ビルに対してハンマが遊転するように連携されている。
この構成を備えているために、ねじが軽負荷で螺合する
間はハンマがアンビルを連続的に回転させねじ類を連続
的に締付けてゆく。ねじ類が締込まれアンビルとハンマ
間に所定値以上の力が作用するようになると、ハンマは
遊転を始め、所定角遊転した後にアンビルに衝突するよ
うになる。この遊転と衝突という動作が繰り返される。
アンビルは衝突されるたびに回転し、ねじ類はその都度
締付けられてゆく。このような締付工具は特開平2-1947
6 号公報等多くの公報に開示されている。
付トルクは衝突回数に依存する。強く締付けるにはハン
マがアンビルに多数回衝突するまでハンマをまわし続け
ることになる。逆に締付トルクを調整するためには衝突
回数を調整すればよいことになる。締付力の調整に関す
る技術として、本出願人は特公昭51-43240号公報に開示
されている技術を開発した。この技術では直接衝突回数
を検出するのでなく、ハンマの回転時間を調整すること
で締付力を調整する。この技術は、同一形状のねじを同
一形状のねじ孔に螺合するような場合には有効であり、
ねじはほぼ一定の締付力となるまでねじ込まれる。しか
しながらねじが軽負荷でねじこまれる時間がふぞろいな
場合には当然のことながら一定の締付力とならない。一
方衝突回数を直接検出する技術も提案されている。これ
は実公昭53-21836号公報に開示されている。この技術で
はアンビルとハンマが遊転する毎に、ハンマが回転軸方
向に後退する現象に着目し、そのハンマの後退位置の近
傍に近接スイッチを配置しておくことでハンマの後退回
数(これは衝突回数に等しい)をカウントするものであ
る。このカウント数があらかじめ設定しておいた回数に
達したときにハンマを回転させる駆動源(この場合電動
機)を停止させる。
退位置の近傍に近接スイッチを配置し、ハンマの後退回
数をカウントさせてみたところ、カウント数が不正確に
なりがちであることを見出した。すなわち締付力が一定
とならないことを見出した。この原因は次のものと推察
される。アンビルやハンマは高速で繰返し回転されるも
のであるため、その潤滑のためにハンマ等の周囲にはグ
リスが充填されている。グリスには潤滑性能を向上させ
るために金属の微粉末が分散されている。従って近接ス
イッチの周囲にもこの金属微粉末が存在している。この
金属微粉末の存在によって近接スイッチが誤作動し、ハ
ンマの後退回数が正確にカウントされないものと推察さ
れる。また別の問題としてハンマの後退位置は工具の先
端であり、ここまでリード線を伸ばすと生産工数がふ
え、またノイズ等をひろいやすいといった問題も存在し
ている。そこで本発明では、ハンマとアンビルの衝突回
数を正確にカウントし、締付力の調整性能が向上した締
付工具を開発することにした。
マとアンビル間に所定値以上の力が作用したときに該ア
ンビルに対して該ハンマが遊転し、該ハンマが所定角遊
転した後に該ハンマが該アンビルに衝突して該アンビル
を回転させる締付工具において、該ハンマと該アンビル
の衝突音を電気信号に変換するマイクロフォンと、該マ
イクロフォンで検出された衝突音に相当するパルスの数
をカウントする手段と、衝突回数を予め設定しておく回
数設定手段と、該カウント手段のカウント数と該回数設
定手段の設定数を比較し、両者が一致したときに該ハン
マの回転駆動源を停止させるスイッチ手段とが付加され
たことを特徴とする締付工具を創り出した。
の衝突回数がその衝突音をカウントすることによって正
確にカウントされる。ここではグリス等の存在によって
カウント数が不正確になるといった問題は生じない。こ
のため本発明によると正確な回数だけ衝突させることに
よって正確な締付力に調整することができる。ここでカ
ウント手段や回数設定手段やスイッチ手段はマイクロコ
ンピュータを主体として構成されていることが好まし
く、マイクロコンピュータで構成されていると、回数設
定手段に予め指定された回数が設定されているときには
カウント数と設定数の比較処理を実行させないようにプ
ログラムしておくことができる。このようにすることに
より、例えば設定しうる数のうちの最大値が設定されて
いる場合には設定数に達してもなおハンマを回数させつ
づけるといったことが可能となる。またこの締付工具に
は塗料吹付手段を付加し、衝突回数が設定数に達してハ
ンマの回転が停止し、締付作業が完了したときに、ねじ
類にマーキング用の塗料を吹付けるようにすることが好
ましい。このようにすることにより、ねじ類が正確に所
定の締付力に締付けられていることが容易に確認できる
ようになる。
して説明する。図1はマーキング用アダプタ100を取
付けたインパクトレンチ本体1を示している。図中3は
ハウジングを示し、ここにモータ22が収容固定されて
いる。モータ22の出力軸20にはギヤ18が固定さ
れ、このギヤ18に他のギヤ16がかみあっている。ギ
ヤ16はシャフト14に固定され、シャフト14の外周
にはギヤ歯14aが形成されている。このギヤ歯14a
にギヤ12がかみあっており、このギヤ12はメインシ
ャフト8に固定されている。これらのギヤ列によって減
速機構が構成されており、メインシャフト8はモータ2
2で回転駆動される。メインシャフト8には溝8aが斜
めに形成されており、そのメインシャフト8にハンマ4
が遊転可能となっている。ハンマ4と溝8a間にボール
6が介装されている。この溝8aとボール6とによりカ
ム機構が構成され、ハンマ4はメインシャフト8に対し
溝8aに沿って相対移動可能となっている。ハンマ4と
ギヤ12との間にばね10が圧縮状態で収容されてお
り、ハンマ4は図示左方に常時付勢されている。ハンマ
4の先端側にアンビル2がハウジング3に対して回転可
能に取付けられている。アンビル2の先端2aは断面多
角形になっており、ここにナット類の頭部に係合する図
示しないボックスが取付けられる。アンビル2の後端面
には直径方向に伸びる一対の突条2b,2cが形成され
ている。またハンマ4の先端面にも直径方向に伸びる突
条4b,4cが形成されており、各突条2b,2c,4
b,4cの側面は直径上で当接するようになっている。
すると、アンビル2とハンマ4の各突条間に作用する
力、すなわちメインシャフト8とハンマ4間にボール6
を介して作用する力も弱く、ハンマ4はばね10の力に
よってアンビル2側に押付けられている。このためメイ
ンシャフト8の回転がハンマ4とアンビル2に連続的に
伝えられ、ナット類(図示しない)は連続的に締付けら
れてゆく。しかるにナット類の締付力が大きくなると、
アンビル2とハンマ4の各突条間にも大きな力が作用す
るようになり、メインシャフト8とハンマ4間にもボー
ル6を介して大きな力が作用するようになる。このため
ハンマ4を溝8aに沿ってメインシャフト8の後方側に
移動させる力も大きくなる。すなわちアンビル2とハン
マ4間に所定値以上の力が作用すると、ハンマ4が後退
して突条2b,2cと突条4b,4cの当接関係が失わ
れ、ハンマ4はアンビル2に対して遊転する。突条4
b,4cが突条2b,2cをのりこえると、ばね10に
よりハンマ4は前進する。このためハンマ4はアンビル
2に対して所定角遊転したのちに衝突する。この遊転し
て衝突する現象が繰り返され、衝突毎にナット類はより
強固に締付けられてゆく。
メインスイッチ、24はモータ22の回転方向を切換え
るスイッチである。ハウジング3の下端には制御機構が
組込まれている。図1と図3に示される荷号32はボリ
ュームを示している。また34はディジタルスイッチを
示している。ディジタルスイッチ34は図3に示される
ように作業者が操作して2桁の数をセットできるように
なっている。また符号42はコネクタであり、図1では
図示しないバッテリパックからのプラグが挿入される。
図1中参照符号36は制御基板を示し、ここにマイクロ
コンピュータ38やリレー40等の電子部品が実装され
ている。
方にはマイクロフォン30が組込まれている。マイクロ
フォン30はスポンジ28にくるまれた状態でハウジン
グ3に設けられたリブ26で固定されている。
説明する。アダプタ100は上部ハウジング60と下部
ハウジング58を主体として構成され、内部に塗料吹付
用のスプレー缶62が収容可能となっている。上部ハウ
ジング60に雄プラグ52が固定されており、これはイ
ンパクトレンチ本体1に設けられた雌ソケット44にさ
しこまれる。また上部ハウジング60に支軸56によっ
てフック54が揺動可能となっており、このフック54
がインパクトレンチ本体1側に設けられた溝46に係合
することで、アダプタ100の下端側がインパクトレン
チ本体1に取付けられる。一方アダプタ100の上端に
はシャフト74が固定されており、このシャフト74は
インパクトレンチ本体1側の孔に挿入される。さらに、
両サイドにフック76(図2も参照)が設けられてお
り、このフック76がインパクトレンチ本体1側の溝に
係合することによってアダプタ100の上端側がインパ
クトレンチ本体1に取付けられる。上部ハウジング60
内にはスプレー缶62のスプレー部を収容する孔64a
を有するヘッド64が図1中上下方向に所定距離移動可
能となっている。このヘッド64を水平方向に偏心ピン
68がつらぬき、偏心ピン68は図2によく示されてい
るようにレバー68aによって軸心68bを中心に回動
可能となっている。図2は偏心ピン68によってヘッド
64が上方にもちあげられた状態を示し、この状態では
スプレー缶62のスプレー部が押し下げられず、塗料吹
付けられない。一方偏心ピン68がまわされヘッド64
が下方におしさげられるとスプレー部が押し下げられ塗
料は吹付可能状態とされる。ただし、このアダプタ10
0では図1に示されているように塗料のガイドチューブ
66の途中に電磁バルブ70が取付けられており、電磁
バルブ70がオンとされない限り塗料がノズル72から
吹付けられないようになっている。すなわち偏心ピン6
8でヘッド64が持ち上げられていれば塗料はスプレー
缶62からでず、ヘッド64が押し下げられた状態での
み電磁バルブ70がオンしたあいだ塗料が吹付けられる
ようになっている。電磁バルブ70はプラグ52と図示
しないリード線で接続されている。図2において78は
スプレー缶62を上方に付勢するスプリング、80はば
ね82を内部から支えるフレームを示している。ばね8
2は係合爪58aを外方に付勢しており、作業者がボタ
ン84を押すと係合爪58aは縮まる。この状態で下部
ハウジング58は上部ハウジング60から分離し、スプ
レー缶62が交換される。
回路構成を説明する。制御基板36に取付けられている
マイクロコンピュータ38はCPU110,ROM11
8,RAM120とI/O 108が1チップ化された
マイクロコンピュータであり、図4に示すように接続さ
れている。マイクロフォン30はフィルタ102を介し
て比較器104の一方の端子に接続されている。比較器
104の他方の端子には電圧発生器112の電圧V3が
入力される。電圧発生器112の発生電圧V3はマイク
ロコンピュータ38で調整される。比較器104の出力
電圧はラッチ106を介してマイクロコンピュータ38
に入力される。ラッチ106はマイクロコンピュータ3
8でオンからオフされる。電源であるバッテリパック1
22はコネクター42と正逆スイッチ24とリレー40
を介してモータ22に接続されている。そのリレー40
は第1のスイッチング回路114を介してマイクロコン
ピュータ38に接続されている。また塗料用の電磁弁7
0は第2のスイッチング回路116を介してマイクロコ
ンピュータ38に接続されている。さらにボリューム3
2,ディジタルスイッチ34,メインスイッチ48もマ
イクロコンピュータ38に接続されている。モータ22
が回転し、ハンマ4がアンビル2に衝突するとそのたび
毎に衝突音が発生し、マイクロフォン30からは図5
(a)に例示する電圧V1が発生する。この電圧V1は
高周波・低周波のノイズ(モータ音等)に衝突音に相当
するパルス波が重複したものとなっている。このうち低
周波ノイズはフィルタ102で除去され、フィルタ10
2の出力電圧V2は図5(b)に例示するものになる。
比較器104はフィルタ電圧V2が他方の比較電圧V3
よりも高くなるとオフからオンする。ラッチ106は比
較器104がオフからオンに転じたときにオンし、その
後所定時間TCが経過するまでオンを維持しその後にマ
イクロコンピュータ38によってオフされる。このため
ラッチ106からは図5(c)に例示するパルス波V5
が出力される。各パルス波はハンマ4とアンビル2の衝
突のときにたちあがっており、衝突音に相当するもので
ある。図5(b)に示すように比較器104の比較電圧
V3はノイズレベル以上に設定されている。なお使用環
境によりノイズレベルが大きい場合には図5(d)に示
すようにそのノイズレベルよりも大きな値V3newに
調整される。これについては後で詳しく説明する。マイ
クロコンピュータ38はROM118に記憶されている
プログラムに従って図6の処理を実行する。この処理は
メインスイッチ48が操作されている間実行され、オフ
されるとその実行も停止される。再度メインスイッチ4
8が操作されると再度実行が開始される。メインスイッ
チ48がオンされるとまずステップS4でディジタルス
イッチ34にセットされている数が読込まれ変数XXと
して記憶される。次にボリューム32のアナログ値が読
込まれて変数TVに記憶される(ステップS6)。次に
ステップS8でディジタルスイッチ34にセットされて
いる値がゼロかどうか比較される。もしもゼロであれば
処理S10〜S34の処理をスキップさせ、ステップS
36を直接実行させる。ステップS36では電磁弁70
をオンさせ塗料を吹出させはじめる。次に処理S38と
S40によりボリューム32の調整値TVに比例する時
間が経過するまで遅延され、その時間が経過したときに
ステップS42で電磁弁70をオフさせる。すなわち電
磁弁70のオン時間はボリューム32で調整される。作
業者はボリューム32を調整することで塗料の吹付け時
間を調整することができるのである。上述から明らかな
ように、ディジタルスイッチ34にゼロがセットされて
いると、ステップS10〜S28で実行する衝突回数の
カウント処理やモータ22への通電処理をスキップし、
塗料の吹付けのみを実行する。すなわち作業者はゼロを
セットしておくことにより塗料吹付けをテストすること
ができる。ステップS8でディジタルスイッチ34のセ
ット値がゼロでないとされると、次にステップS10で
「99」がセットされているか否かを判別する。ここで
「99」はセットしうる最大値であり、この最大値がセ
ットされていれば次にステップS16でリレー40をオ
ンさせる。すなわち「99」がセットされていれば、メ
インスイッチ48がオンされている間はモータ22を回
転させつづける。作業者は「99」をセットしておくこ
とで、連続締付けを実行させうるのである。「ゼロ」も
「99」もセットされていなければ次にステップS12
でスイッチ24で正転がセットされているか逆転がセッ
トされているのかを判別する。これは図4に示すように
正逆スイッチ24とリレー40間の一方のリード線の電
位を判別することで判別される。この電位はスイッチ2
4の正逆によって変化する。逆転がセットされていると
きはステップS16でモータ22を回転させつづける。
すなわち逆転のときはメインスイッチ48がオフされる
までモータ22をまわしつづけ、ナット等をゆるめる。
S14でリレー40をオンし、モータ22を回転させは
じめる。次にステップS18でラッチ電圧V5がハイな
いしはオンするまで待機する。ハイないしオンするとス
テップS20が実行され、タイマT1をゼロとする。次
にステップS22でタイマT1がTCをカウントするま
で待機する。タイマT1がTCに達するとステップS2
4でラッチ106をリセットする。これにより図5
(c)に示すようにTC時間経過したあとラッチ電圧V
5がローないしオフされる。次にステップS26でその
直後にラッチ106が再度オンないしハイとなったかを
判別する。ここで比較電圧V3がノイズレベルに比して
低すぎるとラッチ106はオフされた直後に再度オンさ
れてしまう。このときはステップS30で比較電圧V3
を△Vだけ大きくする。ここで大きくされた電圧は図5
(d)にV3newとして示されているように、使用環
境によって大きくなったノイズレベルよりも大きな値と
なるように△Vがあらかじめ定められている。ステップ
S26でラッチ106がオフされた直後にはオンされな
いことがわかると、次にディジタルスイッチ34のセッ
ト値から1を減じる(ステップS28)。次に、1を減
じられた結果がゼロになったか否か判別され(ステップ
S32)、ゼロになればリレー40をオフし(S3
4)、モータ22の回転駆動を停止する。ゼロでなけれ
ばステップS18以後をくりかえす。これによりディジ
タルスイッチ34にセットされている回数だけハンマ4
とアンビル2が衝突したときにモータ22は停止され
る。モータ22が停止すると、次にステップS36以後
が実行され、ボリューム32で設定されている時間だけ
塗料が吹付けられる。
104、ラッチ106、ステップS28とそれを実行す
るマイクロコンピュータ38によって衝突音に相当する
パルス数をカウントする手段が構成されている。またデ
ィジタルスイッチ34とステップS4とそれを実行する
マイクロコンピュータ38で衝突回数を予め設定してお
く回数設定手段が構成されている。またステップS32
とS34とマイクロコンピュータ38と第1のスイッチ
ング回路114とリレー40とによりカウント数と設定
数が一致したときにモータ22を停止させるスイッチ手
段が構成されている。このようにカウント手段と回収設
定手段とスイッチ手段はマイクロコンピュータ38を主
体に構成されている。さらに本実施例では、ステップS
8,S10によってステップS28,32,34等をス
キップさせる処理によって、予め指定された回数(この
場合ゼロと99)が設定されているときには、カウント
数と設定数の比較処理を実行させないようにプログラム
されているのである。また本実施例ではステップS36
以後の処理とマイクロコンピュータ38と第2のスイッ
チング回路116とにより、カウント数と設定数が一致
したときに塗料吹付手段であるアダプタ100を作動さ
せる第2のスイッチ手段が構成されている。本実施例に
よると、衝突音から締付回数が正確に検出され、締付力
が正確に調整される。また本実施例によると衝突音を抽
出するための比較電圧V3がノイズレベルに合わせて自
動調整される。さらにまた本実施例によると、偏心ピン
68によってスプレー部を押し下げたり解放したりする
ことができる。このため長期にわたって使用しないとき
にはスプレー部を解放しておくことにより、ガイドチュ
ーブ66中で塗料が乾燥してつまらせるといったことを
防止できる。
音を検出するために正確に衝突回数がカウントされる。
また音を検出するためにマイクロフォンの設置場所が自
由に設定できる。このようにして正確に締付力を調整で
きるインパクトレンチが安価に生産しえるようになるの
である。
を説明する図
Claims (3)
- 【請求項1】 ハンマとアンビル間に所定値以上の力が
作用したときに該アンビルに対して該ハンマが遊転し、
該ハンマが所定角遊転した後に該ハンマが該アンビルに
衝突して該アンビルを回転させる締付工具において、 該ハンマと該アンビルの衝突音を電気信号に変換するマ
イクロフォン、 該マイクロフォンで検出された衝突音に相当するパルス
の数をカウントする手段、 衝突回数を予め設定しておく回数設定手段、 該カウント手段のカウント数と該回数設定手段の設定数
を比較し、両者が一致したときに該ハンマの回転駆動源
を停止させるスイッチ手段、 とが付加されたことを特徴とする締付工具。 - 【請求項2】 請求項1の締付工具において、該カウン
ト手段と該回数設定手段と該スイッチ手段がマイクロコ
ンピュータを主体に構成されており、該回数設定手段に
予め指定された回数が設定されているときには前記カウ
ント数と設定数の比較処理を実行させない処理手段が実
行されるようにプログラムされていることを特徴とする
締付工具。 - 【請求項3】 請求項1の締付工具において、さらに、
塗料吹付手段と、前記カウント数と設定数が一致したと
きに該塗料吹付手段を作動させる第二のスイッチ手段と
が付加されたことを特徴とする締付工具。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP03414792A JP3188507B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 締付工具 |
US08/007,860 US5277261A (en) | 1992-01-23 | 1993-01-22 | Tightening tool |
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US08/117,940 US5289885A (en) | 1992-01-23 | 1993-09-08 | Tightening tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP03414792A JP3188507B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 締付工具 |
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JP3188507B2 JP3188507B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=12406091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03414792A Expired - Lifetime JP3188507B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 締付工具 |
Country Status (2)
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