説明

インパクト回転工具

【課題】インパクト回転工具において、ハンマの打撃を的確に検出することで、ねじの締付トルクを精度よく制御する。
【解決手段】インパクト回転工具1は、モータ31と、減速機32を介して当該モータ31の回転力が伝達されるハンマ33と、ハンマ33によって打撃されて回転力が加えられるアンビル34と、アンビル34の回転力をねじに伝達するための出力軸35とを有する駆動部3と、駆動部3の長手方向に略直交して延在するグリップ部4と、ハンマ33の打撃を検出する打撃検出センサ5と、打撃検出センサ5の検出結果から得られる打撃回数及び打撃間隔の情報に応じて、モータ31を停止させることで、ねじの締付トルクを制御する制御部6とを備える。打撃検出センサ5をグリップ部4の駆動部3が位置する側とは反対側に配置し、モータ31の回転むらや偏心に起因する振動や、モータ31の駆動時に発生する電磁ノイズが打撃検出に及ぼす影響を排除する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボルトやナット等のねじの締め付け作業及び弛緩作業に用いられる、インパクトレンチやインパクトドライバ等のインパクト回転工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
インパクト回転工具は、モータの動力が伝達されて回転駆動するハンマが出力軸を打撃することで、出力軸に打撃による強い衝撃力を付加して出力軸を回転させるものである。そのため、モータの動力を減速機に伝達して、減速機の出力動力によって直接出力軸を回転させる回転工具と比較して高い締付トルクが得られるため、呼び径が大きいねじの締め付け作業が行われる建築現場や組立工場等で幅広く使用されている。
【0003】
ところで、インパクト回転工具を使用してねじの締め付け作業を行う際、上述のように高トルク特性であるために、締め過ぎてしまってボルトやナット、さらには締結する対象物等を破損してしまう場合がある。一方で、作業者が締め過ぎることを恐れて作業を行うと、締付トルクが不足して対象物を所望の通りに締結することができない場合がある。そこで、適切な締付トルクでねじの締め付け作業を行うことができるように、ハンマの打撃頻度や出力軸の回転速度等から締付トルクを推定し、推定した締付トルクが予め設定した規定値に達するとモータを停止するように構成したインパクト回転工具が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
この種の工具において、衝撃センサや加速度センサによってハンマの打撃の検出する場合には、センサが打撃の衝撃力を敏感に感知できるように、ハンマと出力軸が衝突する位置の近傍、例えば、本体ハウジング内のモータ後方に上記センサを設けるようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開2000−354976号公報
【特許文献2】特許第3264157号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述のような従来の工具では、モータの回転むらや偏心に起因する振動や、モータの駆動時に発生する電磁ノイズによって、センサがハンマの打撃を誤検出することがある。また、モータや減速機が発熱することで、センサの検出性能が低下することがある。そのため、締付トルクを精度よく制御することができないことがある。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ハンマの打撃を的確に検出することで、ねじの締付トルクを精度よく制御することができるインパクト回転工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、モータと、前記モータの回転を所定の減速比で減速する減速機を介して当該モータの回転力が伝達されるハンマと、前記ハンマによって打撃されて回転力が加えられるアンビルと、前記アンビルの回転力をねじに伝達するための出力軸とを有する駆動部と、前記駆動部の長手方向に略直交して延在し、操作に際しユーザによって把持されるグリップ部とを備えたインパクト回転工具において、前記ハンマによって前記アンビルが打撃されたことを検出する打撃検出センサと、前記打撃検出センサの検出結果から得られる打撃回数及び打撃間隔の情報に応じて、前記モータを停止させることにより、ねじの締付トルクを制御する制御部とをさらに備え、前記打撃検出センサは、前記グリップ部の前記駆動部が位置する側とは反対側に配置されたものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載の発明において、前記打撃検出センサは、出力軸に直交する回転半径方向での検出感度が高くなるように配置されたものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記グリップ部には、金属カバーに覆われた充電池が取り外し自在に設けられており、前記打撃検出センサは、前記金属カバーによって外来ノイズからシールドされるように、前記充電池の近傍に配置されたものである。
【発明の効果】
【0010】
請求項1の発明によれば、打撃検出センサが駆動部から離れた位置にあるので、モータの回転むらや偏心に起因する振動や、モータの駆動時に発生する電磁ノイズが打撃検出に及ぼす影響を排除でき、アンビルが打撃されたことが的確に検出される。また、モータや減速機の発熱によるセンサの検出性能の低下を防止することができる。これにより、締付トルクを精度よく制御することが可能になり、ボルトやナット、さらには締結する対象物等を破損させることなく、ねじの締め付け作業を効率よく行うことができる。
【0011】
請求項2の発明によれば、アンビルが打撃された際に、打撃検出センサが、工具が出力軸を中心に回転することによる、遠心力方向の加速度の変化を的確に検出することができるので、打撃検出の精度が一層向上する。
【0012】
請求項3の発明によれば、外来ノイズによる誤検出を低減し、打撃検出の精度が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の一実施形態に係るインパクト回転工具について図面を参照して説明する。図1及び図2は、本実施形態に係るインパクト回転工具の外観構成を示す。インパクト回転工具(以下、本工具という)1は、先端部に取り付けられるビット2を打撃力を付加して回転させる駆動部3と、駆動部3の長手方向に略直交するグリップ部4と、駆動部3での打撃を検出する打撃検出センサ5と、駆動部3を制御する制御部6とを備える。ここで、ビット2は、ボルトやナット等、ねじの種類に応じて多数の種類があり、ソケット7によって駆動部3に着脱自在に取り付けられる。
【0014】
駆動部3は、駆動源であるモータ31と、モータ31の回転を所定の減速比で減速する伝達機構である減速機32と、減速機32を介してモータ31の回転力が伝達されるハンマ33と、ハンマ33によって打撃されて回転力が加えられるアンビル34と、アンビル34に固定されてその回転力をソケット7を介してビット2に伝達する出力軸35とを有する。ハンマ33は、カム機構(図示せず)を介して、回動自在且つ軸方向に移動自在にアンビル34に取り付けられており、さらに減速機32とハンマ33の間に設けられたスプリング36によってアンビル34へとばね付勢されている。ハンマ33には、回転方向においてアンビル34と当接する爪部33aが形成されている。このように構成された駆動部3では、出力軸35にかかる負荷が小さい場合には、ハンマ33の爪部33aがアンビル34と当接して、ハンマ33とアンビル34が一体に回転する。一方で、出力軸35にかかる負荷が大きい場合には、上記カム機構の働きで、ハンマ33が、スプリング36の付勢力に抗して後退すると共に、爪部33aがアンビル34と当接しなくなると回転しながら前進し、爪部33aが打撃を伴ってアンビル34と当接する。従って、ハンマ33がアンビル34対して一定以上回転すると、ハンマ33によってアンビル34が打撃され、この打撃によってアンビル34には回転方向に衝撃力が付加されて、その回転力が増大されるようになっている。
【0015】
グリップ部4は、駆動部3を収容する本体ハウジング37と一体的に構成されており、操作に際しユーザによって把持されるように、本体ハウジング37に対して下方に延在するように形成されている。グリップ部4の前面には、モータ31の起動とその回転速度の調整を行うためのトリガスイッチ41と、モータ31の回転方向を切り替えるための逆転スイッチ42が設けられている。グリップ部4の背面には、ねじの締付トルクを設定するためのトルク設定ダイヤル43が設けられている。グリップ部4の下端部には、金属カバーに覆われた充電池8が取り外し自在に設けられている。
【0016】
打撃検出センサ5は、圧電素子で構成された衝撃センサや加速度センサ等であって、ハンマ33によってアンビル34が打撃されたこと(ハンマ33の打撃)を検出するものである。打撃検出センサ5は、グリップ部4内の、駆動部3が位置する側とは反対側(下端側)であって、充電池8の金属カバーによって外来ノイズからシールドされるように、充電池8の近傍に位置配置されている。また、打撃検出センサ5は、出力軸35に直交する回転半径方向での検出感度が高くなるように、センサの検出軸方向を図中の矢印の方向に向けて配置されている。このように打撃検出センサ5を配置することで、ハンマ33の打撃に伴って、本工具1が出力軸35を中心に回転し、遠心力が打撃検出センサ5に作用した際に、回転半径方向の加速度の変化を打撃検出センサ5によって検出するようにしている。
【0017】
制御部6は、ユーザがトリガスイッチ41を引き込むことで、充電池8から電力をモータ31に供給し、トリガスイッチ41の引き込み量に応じた回転速度で、且つ逆転スイッチ42で設定した回転方向にモータ31を回転させる。また、制御部6は、ユーザがトルク設定ダイヤル43によって設定した締付トルクに基づき、打撃検出センサ5の検出結果から得られる打撃回数及び打撃間隔の情報に応じて、モータ31を停止させることにより、ねじの締付トルクを制御する。制御部6には、上記設定した締付トルクに対応する打撃回数及び打撃間隔の規定値テーブルを記憶するメモリが内蔵されている。
【0018】
次に、上記のように構成されたインパクト回転工具1の制御部6の動作について説明する。図3は、上記動作のフローチャートを示す。ユーザがトリガスイッチ41を引き込むことで、制御部6は以下の動作を開始する。まず、モータ31の回転方向の判別を行う(#1)。モータ31が正転時のときには(#1でYes)、上述した、締付トルクに対応する規定値テーブルを読み込み(#2)、モータ31が逆転時のときには(#1でNo)、ユーザがトリガスイッチ41を放すまで#2〜#6の動作を行わずに待機する。
【0019】
次に、ハンマ33の打撃が開始されたか否かの判別を行う(#3)。打撃検出センサ5によって上記打撃が検出されたときには(#3でYes)、打撃検出センサ5の検出結果に基づいて、打撃回数のカウント及び打撃間隔の計時を開始し(#4)、上記打撃が検出されないときには(#3でNo)、打撃が検出されるまで待機する。
【0020】
次に、#4で取得した打撃回数及び打撃間隔が#2で読み込んだ規定値に到達したか否かの判定を行う(#5)。打撃回数及び打撃間隔が規定値に到達したときには(#5でYes)、モータ31を停止させる。規定値に到達していないときには(#5でNo)、上記判定を繰り返し行う。最後に、ユーザがトリガスイッチ41を放すことで、上述した#1〜#6の動作がリセットされる。
【0021】
本実施形態に係るインパクト回転工具1によれば、打撃検出センサ5が駆動部3から離れた位置にあるので、モータ31の回転むらや偏心に起因する振動や、モータ31の駆動時に発生する電磁ノイズが打撃検出に及ぼす影響を排除でき、ハンマ33の打撃が的確に検出される。また、モータ31や減速機32の発熱による打撃検出センサ5の検出性能の低下を防止することができる。これにより、締付トルクを精度よく制御することが可能になり、ボルトやナット、さらには締結する対象物等を破損させることなく、ねじの締め付け作業を効率よく行うことができる。
【0022】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、グリップ部4における打撃検出センサ5の設置箇所を金属カバーで覆うことにより、打撃検出センサ5に外来ノイズが侵入することを一層確実に防止したものであってもよい。さらに、グリップ部4と充電池8と間に断熱材を設けることにより、充電池8の発熱による打撃検出センサ5の検出性能の低下を防止したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の一実施形態に係るインパクト回転工具を示す側面図。
【図2】同インパクト回転工具を示す背面図。
【図3】同インパクト回転工具の制御部の動作手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0024】
1 インパクト回転工具
3 駆動部
4 グリップ部
5 打撃検出センサ
6 制御部
8 充電池
31 モータ
32 減速機
33 ハンマ
34 アンビル
35 出力軸

【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータと、前記モータの回転を所定の減速比で減速する減速機を介して当該モータの回転力が伝達されるハンマと、前記ハンマによって打撃されて回転力が加えられるアンビルと、前記アンビルの回転力をねじに伝達するための出力軸とを有する駆動部と、
前記駆動部の長手方向に略直交して延在し、操作に際しユーザによって把持されるグリップ部とを備えたインパクト回転工具において、
前記ハンマによって前記アンビルが打撃されたことを検出する打撃検出センサと、
前記打撃検出センサの検出結果から得られる打撃回数及び打撃間隔の情報に応じて、前記モータを停止させることにより、ねじの締付トルクを制御する制御部とをさらに備え、
前記打撃検出センサは、前記グリップ部の前記駆動部が位置する側とは反対側に配置されたことを特徴とするインパクト回転工具。
【請求項2】
前記打撃検出センサは、出力軸に直交する回転半径方向での検出感度が高くなるように配置された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。
【請求項3】
前記グリップ部には、金属カバーに覆われた充電池が取り外し自在に設けられており、
前記打撃検出センサは、前記金属カバーによって外来ノイズからシールドされるように、前記充電池の近傍に配置されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインパクト回転工具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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