JPH10151578A - インパクトレンチ - Google Patents

インパクトレンチ

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JPH10151578A
JPH10151578A JP31434996A JP31434996A JPH10151578A JP H10151578 A JPH10151578 A JP H10151578A JP 31434996 A JP31434996 A JP 31434996A JP 31434996 A JP31434996 A JP 31434996A JP H10151578 A JPH10151578 A JP H10151578A
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JP
Japan
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impact
output shaft
striking
hammer
sensor
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JP31434996A
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Hideki Shimizu
秀規 清水
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 締め付けトルクの検知を高い精度で行うこと
ができ、しかも小型、軽量化ができるインパクトレンチ
を提供する。 【解決手段】 モータ1によって駆動し、回転駆動され
るハンマー31による出力軸4の打撃によって出力軸4
に回転力を加えるインパクトレンチである。これにおい
て、モータ1と上記出力軸4との間に遊星歯車減速機を
有し、インパクト反力を受ける上記遊星歯車減速機のイ
ンターナルギヤ11の固定部に圧電素子からなる打撃力
センサーを設け、この打撃力センサーで検出した打撃力
に対応した出力を積算することによって締め付けトルク
を検知するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトやナット、
あるいはねじの締め付け作業に用いるインパクトレンチ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】インパクトレンチは、回転駆動されるハ
ンマーによる打撃衝撃を出力軸に加えることで締め付け
作業を行うものであるが、この締め付けトルクが一定値
に達したことを検出して回転動力源を停止させるものと
して、特公昭55−13867号公報や特公昭61−2
4153号公報に示されているように、出力軸に打撃を
加えた際の打撃側部材の反転量(反転角度)を検知する
ことができるようにして、この反転量が所定量に達する
打撃が生じた時に、回転動力源を停止させるものがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、1回の打撃毎
の打撃側部材の反転量で検知を行う上記の従来例の場
合、次のような問題を有している。すなわち、上記反転
量は、締め付けようとするボルト・ナットの座面やねじ
部の摩擦によって大きく左右されるものであり、たまに
この摩擦力が大きく作用してその時の打撃側部材の反転
量が大きくなった時、実際の締め付けトルクが一定値に
達していないにもかかわらず、これを検知して作動を停
止させてしまうことがある。また回転反力により反転量
で検知を行う上記の従来例の場合、回転ディスク、フォ
トインタラプタ等の回転量検出装置が別途必要となり、
小型、軽量化には不向きであるという問題がある。
【0004】また他の従来例として特開平4−8778
1号公報に開示されるように回転軸に圧電素子を設ける
ことで圧電素子で締め付けるトルクを検知するというも
のもあるが、回転軸に圧電素子を設けると配線、信号伝
達が困難になるという問題がある。本発明は叙述の点に
鑑みてなされたものであって、締め付けトルクの検知を
高い精度で行うことができ、しかも小型、軽量化ができ
るインパクトレンチを提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のインパクトレンチは、モータによって駆動し、
回転駆動されるハンマーによる出力軸の打撃によって出
力軸に回転力を加えるインパクトレンチにおいて、モー
タと上記出力軸との間に遊星歯車減速機を有し、インパ
クト反力を受ける上記遊星歯車減速機のインターナルギ
ヤの固定部に圧電素子からなる打撃力センサーを設け、
この打撃力センサーで検出した打撃力に対応した出力を
積算することによって締め付けトルクを検知するように
して成ることを特徴とする。打撃力センサーで検出した
打撃力に対応した出力を積算することによって締め付け
トルクを検知するようにしたことにより、所定の締め付
け力に達したかということを正確に知ることができ、締
め付けトルクの検知を高い精度で行うことができる。打
撃力センサーとして圧電素子を用いることにより、歪み
ゲージによる力センサーに比べて省スペースで大電圧を
発生するため、信号増幅回路やノイズ対策回路などが不
要になり、回路の簡易化、小型化が図れる。またポテン
ションメータ等の位置センサーを用いた場合に比べ、復
旧バネ等が不要となりシンプルなものとなる。また圧電
素子よりなる打撃力センサーをインターナルギヤの固定
部に設けたことにより、配線や信号伝達が容易になり構
造を簡単にできる。
【0006】またモータと上記出力軸との間に遊星歯車
減速機を有し、インパクト反力を受ける上記遊星歯車減
速機のインターナルギヤの固定部に圧電素子からなる打
撃センサーを設け、ハンマーと出力軸の打撃を打撃セン
サーで検出すると共にこの検出した打撃数を積算するこ
とによって締め付けトルクを検知するようにして成るこ
とを特徴とすることも好ましい。この場合も、ハンマー
と出力軸の打撃を打撃センサーで検出すると共にこの検
出した打撃数を積算することによって締め付けトルクを
検知するようにしたことにより、所定の締め付け力に達
したかということを正確に知ることができ、締め付けト
ルクの検知を高い精度で行うことができる。打撃力セン
サーとして圧電素子を用いることにより、歪みゲージに
よる力センサーやマイクロフォンを用いて打撃を検出す
るものに比べて省スペースで大電圧を発生するため、信
号増幅回路やノイズ対策回路などが不要になり、回路の
簡易化、小型化が図れる。またポテンションメータ等の
位置センサーを用いた場合に比べ、復旧バネ等が不要と
なりシンプルなものとなる。また圧電素子よりなる打撃
センサーをインターナルギヤの固定部に設けたことによ
り、配線や信号伝達が容易になり構造を簡単にできる。
【0007】
【発明の実施の形態】まず、図1、図2、図3に示す実
施の形態から述べる。図1において、モータ1の出力軸
に固着されたピニオン10は、インターナルギヤ11
と、遊星ギヤ12とで遊星歯車減速機を構成しており、
この減速機で減速された回転は、上記遊星ギヤ12をピ
ン13で支持していると共にハンマーケース30が固着
されている駆動軸2に伝達される。図中20は駆動軸2
を支持している軸受である。
【0008】一方、軸受42,43によって駆動軸2と
同軸に支持されると共に側方に突出するアンビル部40
とスプライン部41を備えた出力軸4は、ハンマーケー
ス30の内部に位置しているスプライン部41にカム5
が軸方向に可動とされた状態で取り付けられている。ア
ンビル部40との間に配されたバネ6によって駆動軸2
側へ付勢されているカム5は、外周面に環状のリブ50
を備えており、上記ハンマーケース30の内面に構成さ
れた軸方向の溝32によって軸方向に可動となっている
複数個のハンマー31にリブ50を係合させており、こ
の係合によってカム5とハンマー31とは軸方向につい
て一体に、軸回りの回転については互いに遊転自在とな
っている。
【0009】また、ハンマーケース30の内周面と軸受
42との間には、ハンマーケース30と共に回転するボ
ール55が配設されており、上記カム5には、このボー
ル55の回転軌道に向けて突出する突部51が設けられ
ている。さらに、図2に示すように、前記減速機のイン
ターナルギヤ11の外周面には少なくとも1つ以上の固
定用リブ11aを一体に設けてあり、この固定用リブ1
1aをハウジング7の内周の凹部に係合させることによ
りインターナルギヤ11をハウジング7に固定してあ
る。ハウジング7とインターナルギヤ11の固定用リブ
11aとの間には圧電素子からなる打撃力センサー15
が設けられている。この打撃力センサー15は圧電素子
が収縮することによって電圧信号が生じるものであり、
図3に示すようにその電圧信号を積分する積分回路81
と比較回路82からなるトルク制御回路88に接続され
ている。
【0010】次に動作について説明する。出力軸4に負
荷がかかっていない状態においては、駆動軸2及びハン
マーケース30の回転は、ボール55とこれに突部51
を係合させているカム3とを通じて出力軸4に伝えられ
る。しかし、出力軸4に負荷がかかれば、駆動軸2及び
これと一体回転するハンマーケース30とハンマー31
とボール55と、出力軸4にスプライン結合しているカ
ム5との間に相対回転が生じるものであり、この時、ボ
ール55はカム5の突起51を押し上げて、カム5をバ
ネ6に抗して軸方向に移動させる。このカム5の移動に
より、回転しているハンマー31も軸方向に移動し、カ
ム5の突起51の先端にボール55が位置したとき、ハ
ンマー31は出力軸4のアンビル部40を打撃する。こ
の打撃力は、ハンマーケース30と、ハンマー31とか
らなるハンマーの回転慣性によって定まる。そして打撃
直後または直前にカム5からボール55が外れるため、
バネ6による付勢でカム5は駆動軸2側へ復帰するので
あり、このために、ハンマー31も上記打撃後にアンビ
ル部40の回動平面から離脱する。
【0011】上記の打撃動作の繰り返しが出力軸4に対
して行われるわけであるが、ハンマー31がアンビル部
40を打撃したとき、ハンマー31及びこれと一体に回
転するハンマーケース30は、衝突反力によって逆方向
に回転しようとするものであり、この反力は駆動軸2及
び遊星ギヤ12を通じてインターナルギヤ11に伝達さ
れる。そして、インターナルギヤ11とハウジング7と
の間の圧電素子よりなる打撃力センサー15に打撃力に
比例した変位を与え、打撃力センサー15は打撃力に比
例した電圧をパルス状に生じさせる。打撃毎に生じた電
圧パルス信号は、積分回路81に積分値として出力され
る。この積分値は、打撃力の総和量と一意でボルト、ナ
ット等の締め付けトルクに応じた値と言える。このため
に、打撃毎に生じる電圧パルス信号の積分値が所定量に
達すれば被締め付け部材に加えた締め付けトルクが所定
値に達していることになる。そして、最後に、積分回路
81より積分値として出力される信号は、比較回路82
によって、比較回路82に入力している設定値を超える
とモータ1の動力源を遮断し、一連の作業が終了する。
【0012】次に図4、図5の実施の形態について説明
する。本例のインパクトレンチも上記例のインパクトレ
ンチと基本的に同じ構造であり、上記と同じ部分は共通
の符号を付して詳しい説明は省略する。図4に示すよう
に、遊星歯車減速機のインターナルギヤ11の外周面に
は少なくとも1つ以上の固定用リブ11aを一体に設け
てあり、この固定用リブ11aをハウジング7の内周の
凹部に係合させることによりインターナルギヤ11をハ
ウジング7に固定してある。ハウジング7とインターナ
ルギヤ11の固定用リブ11aとの間には圧電素子から
なる打撃センサー15aが設けられている。この打撃セ
ンサー15aは圧電素子が収縮することによって電圧信
号が生じるものであり、図5に示すようにその電圧信号
をカウントするカウンタ回路81aと比較回路82aか
らなるトルク制御回路88aに接続されている。
【0013】この例のものも図1乃至図3の例で説明し
たように打撃動作の繰り返しが出力軸4に対して行われ
るわけであるが、ハンマー31がアンビル部40を打撃
したとき、ハンマー31及びこれと一体に回転するハン
マーケース30は、衝突反力によって逆方向に回転しよ
うとするものであり、この反力は駆動軸2及び遊星ギヤ
12を通じてインターナルギヤ11に伝達される。そし
て、インターナルギヤ11とハウジング7との間の打撃
センサー15aに変位を与え、打撃センサー15aは電
圧をパルス状に生じさせる。打撃毎に生じた電圧パルス
信号は、カウンタ回路81aにより積算値(累積打撃回
数)として出力される。ボルト、ナット等の締め付け作
業において、この打撃回数の積算値は、打撃力の総和量
と簡易的に一意し、締め付けトルクに応じた値と言え
る。このために打撃毎に生じる電圧パルス信号の積算値
が所定回数に達すれば被締め付け部材に加えた締め付け
トルクが所定回数に達したこととなる。そして最後にカ
ウンタ回路81aに積算値として出力される信号は、比
較回路82aによって、比較回路82aに入力している
設定数を超えるとモータ1の動力源を遮断し、一連の作
業が終了する。
【0014】
【発明の効果】本発明の請求項1の発明はモータと上記
出力軸との間に遊星歯車減速機を有し、インパクト反力
を受ける上記遊星歯車減速機のインターナルギヤの固定
部に圧電素子からなる打撃力センサーを設け、この打撃
力センサーで検出した打撃力に対応した出力を積算する
ことによって締め付けトルクを検知するようにしている
ので、所定の締め付け力に達したかということを正確に
知ることができて締め付けトルクの検知を高い精度で行
うことができるものであり、しかも打撃力センサーとし
て圧電素子を用いることにより、歪みゲージによる力セ
ンサーに比べて省スペースで大電圧を発生するため、信
号増幅回路やノイズ対策回路などが不要になり、回路の
簡易化、小型化が図れものであり、またポテンションメ
ータ等の位置センサーを用いた場合に比べ、復旧バネ等
が不要となりシンプルとなるものであり、また圧電素子
よりなる打撃力センサーをインターナルギヤの固定部に
設けたことにより、配線や信号伝達が容易になり構造を
簡単にできるものである。
【0015】また本発明の請求項2の発明はモータと上
記出力軸との間に遊星歯車減速機を有し、インパクト反
力を受ける上記遊星歯車減速機のインターナルギヤの固
定部に圧電素子からなる打撃センサーを設け、ハンマー
と出力軸の打撃を打撃センサーで検出すると共にこの検
出した打撃数を積算することによって締め付けトルクを
検知するようにしているので、所定の締め付け力に達し
たかということを正確に知ることができ、締め付けトル
クの検知を高い精度で行うことができるものであり、し
かも打撃センサーとして圧電素子を用いることにより、
歪みゲージによる力センサーやマイクロフォンを用いて
打撃を検出するものに比べて省スペースで大電圧を発生
するため、信号増幅回路やノイズ対策回路などが不要に
なり、回路の簡易化、小型化が図れるものであり、また
ポテンションメータ等の位置センサーを用いた場合に比
べ、復旧バネ等が不要となりシンプルとなるものであ
り、また圧電素子よりなる打撃センサーをインターナル
ギヤの固定部に設けたことにより、配線や信号伝達が容
易になり構造を簡単にできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す縦断面図であ
る。
【図2】同上の要部の横断面図である。
【図3】同上のトルク制御回路の回路図である。
【図4】同上の他例の要部を示す横断面図である。
【図5】同上のトルク制御回路の回路図である。
【符号の説明】
1 モータ 4 出力軸 11 インターナルギヤ 15 打撃力センサー 15a 打撃センサー 31 ハンマー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータによって駆動し、回転駆動される
    ハンマーによる出力軸の打撃によって出力軸に回転力を
    加えるインパクトレンチにおいて、モータと上記出力軸
    との間に遊星歯車減速機を有し、インパクト反力を受け
    る上記遊星歯車減速機のインターナルギヤの固定部に圧
    電素子からなる打撃力センサーを設け、この打撃力セン
    サーで検出した打撃力に対応した出力を積算することに
    よって締め付けトルクを検知するようにして成ることを
    特徴とするインパクトレンチ。
  2. 【請求項2】 モータによって駆動し、回転駆動される
    ハンマーによる出力軸の打撃によって出力軸に回転力を
    加えるインパクトレンチにおいて、モータと上記出力軸
    との間に遊星歯車減速機を有し、インパクト反力を受け
    る上記遊星歯車減速機のインターナルギヤの固定部に圧
    電素子からなる打撃センサーを設け、ハンマーと出力軸
    の打撃を打撃センサーで検出すると共にこの検出した打
    撃数を積算することによって締め付けトルクを検知する
    ようにして成ることを特徴とするインパクトレンチ。
JP31434996A 1996-11-26 1996-11-26 インパクトレンチ Withdrawn JPH10151578A (ja)

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Legal Events

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Effective date: 20040203