説明

締付工具

【課題】 予め設定された停止条件が成立するとモータを自動的に停止するオートストップ機能を備えた締付工具において、モータの停止条件を決定するための労力と時間を削減する締付工具を提供する。
【解決手段】 この締付工具では、トリガースイッチが駆動されるとモータ30が回転する(S30)。モータが回転してネジ類の締付が行われハンマとアンビルの衝突が検出されると(S32でYES)、駆動時間測定用タイマTsetがスタートする(S36)。そして、トリガースイッチがオフされると(S38でYES)、駆動時間測定用タイマTsetが停止し(S46)、測定された時間が表示される(S48)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ネジ類の締付けを行う締付工具に関し、詳しくは、駆動源の出力を衝撃力発生機構を介して負荷軸に伝達することで高トルクでネジ類を締め付ける締付工具に関する。
【背景技術】
【0002】
ボルト・ナット等のネジ類を強固に締付けるための締付工具としてはインパクトレンチやインパクトドライバ等がよく用いられる。これらの締付工具では、モータの回転が衝撃力発生機構〔例えば、ハンマによりアンビルを打撃する機構、油圧を利用したオイルユニット等〕を介して負荷軸(ネジ類)に伝達される。この衝撃力発生機構は負荷軸への負荷が所定値以下のときは負荷軸を連続して回転させ、負荷軸への負荷が所定値を超えると衝撃力を発生させる。このため、ネジ類が軽負荷で螺合する間はネジ類が連続的に回転されて締付けられる。ネジ類が締付けられて高負荷で螺合するようになると衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、この衝撃力によってネジ類はその都度締付けられる。
【0003】
かかる締付工具の場合、ネジ類の締付トルクは衝撃力発生機構から発生した衝撃力の発生回数(衝撃力が発生してからの駆動時間)によって決まる。このため、衝撃力発生機構から発生した衝撃力の発生回数(衝撃力が発生してからの駆動時間)が多すぎると締め過ぎによるネジの破損が生じ、逆に、ネジの破損を恐れて早めに締付を停止すると締付トルク不足等が生ずる。そこで、このような事態を防止するため駆動源を自動的に停止する技術(いわゆるオートストップ機能)が開発されている(例えば、特許文献1等)。
この従来の技術では、衝撃力の発生を検出するセンサと、駆動源の停止条件(最初の衝撃力の発生から駆動源を停止するまでの駆動時間又は衝撃力の発生回数)を設定する設定装置と、駆動源を制御する制御装置が設けられる。この制御装置は、センサで衝撃力の発生を検出してから設定装置で設定された駆動時間が経過したときに駆動源を停止させ、あるいは、センサで検出された衝撃力の発生回数が設定装置で設定された回数と一致したときに駆動源を停止させる。このような構成によれば、制御装置により自動的に駆動源が停止されるため、作業者はトリガースイッチをオンしているだけで一定の締付けトルクでネジ類を締め付けることができ、締め過ぎによるネジ類の破損や、締付けトルク不足が防止される。
【0004】
【特許文献1】特開平7−314344号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述の従来の技術においては、ネジ類を適切な締付けトルクで締付けるためには、設定装置に設定する駆動源の停止条件(設定値)を適切なものとしなければならない。設定値が大きすぎると締め過ぎによるネジ類の破損が生じ、設定値が小さすぎると締付けトルクの不足が生じてしまう。
ところが、駆動源の停止条件(設定値)と締め付けトルクの関係は、作業内容(ネジ類の径やネジ類が螺合する相手材の材質等)によって異なるため、適切な停止条件は作業内容毎に異なるものとなる。このため、作業内容が異なるとその都度適切な停止条件を決定する必要が生じるが、現在のところ適切な停止条件を決定するための確立された方法は無く、試行錯誤により決定しなければならない。すなわち、適当な停止条件を設定して実際に作業を行い、作業後の締付けトルクをトルクレンチで測定し、測定した値から設定した停止条件が適切なものであったか否かを判断する。停止条件が適切なものでなかった場合、適切な停止条件が見つかるまで上述の手順を繰り返すこととなる。したがって、1回で駆動源の停止条件を決められることは稀で、駆動源の停止条件を決めるためには多大な労力と時間を要していた。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動源の停止条件を決定するための労力と時間を削減することができる技術を実現する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために請求項1に記載の締付工具は、駆動源が衝撃力発生機構を介して負荷軸に接続される。この締付工具は、負荷軸に作用する負荷が所定値以下のときは駆動源が負荷軸を連続的に回転させネジ類の締付けを行う。負荷軸に作用する負荷が所定値を超えると、衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、その衝撃力によって負荷軸を回転させてネジ類の締付けを行う。
この締付工具は、駆動源を起動するトリガースイッチと、衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、駆動源をオートストップモードと測定モードで制御する制御装置とを備える。
その制御装置は、オートストップモードでは、トリガースイッチがオンされると駆動源を駆動するとともに、センサにより検出された最初の衝撃力の発生から設定時間だけ経過したとき、又はセンサにより検出された衝撃力の発生回数が設定回数となったときに駆動源を停止する。測定モードでは、トリガースイッチがオンされるとトリガースイッチがオフされるまで駆動源を駆動するとともに、センサにより最初の衝撃力の発生が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する。
【0007】
上記締付工具は、駆動源の停止条件を決定する際に熟練作業者の経験と勘を利用することを可能とする。すなわち、熟練作業者は、作業内容が変わっても経験と勘によって略一定の締付トルク(適切な締付トルク)でネジ類を締付けることができる。したがって、熟練作業者が行った作業から停止条件を決定できればその停止条件は適切なものであり、また、そのように決定された停止条件を使用することで初心者でも熟練作業者と同等の作業を行うことが可能となる。
そこで、上記締付工具では新たに測定モードを設ける。測定モードでトリガースイッチがオンされると、トリガースイッチがオンされているあいだ駆動源が駆動されて締付作業が行われる。この際、最初の衝撃力の発生が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでに検出された衝撃力の発生回数が測定される。このため、熟練作業者が測定モードで実際に締付作業を行えば、その作業における最初の衝撃力の発生からトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでに検出される衝撃力の発生回数が測定できる。そして、この測定された値を用いて駆動源の停止条件を決めることで、停止条件を適切なものとすることができる。
したがって、上記締付工具を用いれば、駆動源の停止条件を決定するために必要とされた多大な労力と時間を大幅に削減することができる。
【0008】
ここで、上記「センサ」には、衝撃力の発生を検出することができるものであればどのようなものを用いても良く、例えば、衝撃力が発生する際の衝撃音を検出する音センサ(例えば、コンデンサマイク、マイクロフォン等)を用いることができる。また、衝撃力発生機構としてハンマによりアンビルを打撃する機構を用いる場合、ハンマの加速度を検出することで衝突を検出する加速度センサや、ハンマの位置により衝突を検出する近接センサ等を用いることができる。衝撃力発生機構としてオイルユニットを用いる場合、オイルユニットの出力軸の回転角変化を検出する磁気センサを用いることができる。
【0009】
測定モードにおいて測定された駆動時間又は衝撃力の発生回数を表示する表示装置がさらに付加されることが好ましい。
このような構成によると、作業管理者等は表示装置に表示された駆動時間や衝撃力の発生回数から駆動源の停止条件を読取り、同じ作業を行う他の締付工具の設定を行うことができる。
【0010】
制御装置はトリガースイッチの操作量に応じて駆動源の駆動速度を制御し、測定モードにおいてトリガースイッチの操作量が不十分な状態で駆動時間又は衝撃力発生回数が測定されたときは前記表示装置に操作量が不十分な状態で測定された旨が表示されることが好ましい。
このような構成によると、トリガースイッチの操作量が不十分な状態(すなわち、駆動源の駆動速度が最大速度となっていない状態)で測定された結果から駆動源の停止条件が決定されることを防止することができる。
【0011】
上記課題は請求項4に記載の締付工具によっても解決することができる。すなわち、請求項4に記載の締付工具は、駆動源が衝撃力発生機構を介して負荷軸に接続され、負荷軸に作用する負荷が所定値以下のときは駆動源が負荷軸を連続的に回転させ、負荷軸に作用する負荷が所定値を超えると衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、その衝撃力によって負荷軸を回転させてネジ類の締付を行う。
この締付工具は、駆動源を起動するトリガースイッチと、衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、トリガースイッチがオンされているあいだ駆動源を駆動する駆動回路と、駆動回路により駆動源が駆動されているときに、センサにより最初の衝撃力が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する測定回路とを有する。
上記締付工具によっても、熟練作業者が実作業を行ったときの駆動時間又は衝撃力の発生回数を測定することができ、請求項1に記載の締付工具と同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明は下記に記載の形態により好適に実施することができる。
(形態1) 締付工具に駆動源の停止条件を設定する設定装置を設ける。設定装置はダイアル式のスイッチ等とすることができる。
(形態2) 形態1に記載の締付工具において、測定結果を表示する表示装置を設ける。表示装置には、測定結果が設定装置に設定される設定値に換算されて表示される。
(形態3) 締付工具には停止条件を記憶する記憶回路が設ける。制御装置は、記憶回路に記憶された停止条件を読取って駆動源を制御する。
(形態4) 形態3に記載の締付工具において、記憶回路への停止条件の格納は制御装置が行う。所定の操作が行われると、制御装置は測定結果を記憶回路の停止条件に格納する。
(形態5) 締付工具で測定された測定結果は管理装置に出力される。管理装置と締付工具は有線又は無線で接続されデータの送受信を行う。管理装置は、管理している他の締付工具に停止条件を出力する。
(形態6) 測定モードで測定する際は、衝撃力の発生がネジ類の着座前であるか着座後であるかを判定し、ネジ類の着座前であると判定されたときは当該衝撃力の発生を無効とする。このような形態では、バリ等によりネジ類が着座する前に発生した衝撃力が測定されないため、正しい測定結果を得ることができる。
なお、着座前か着座後かの判定の方法としては、例えば、締付開始から所定時間(締付開始から着座までの平均時間)内の衝突は着座前と判定するという方法や、衝突から次の衝突までの時間間隔(着座後の衝突の時間間隔は短い)を利用して判定する方法や、衝突から次の衝突までの時間間隔の変化(着座後の衝突間隔は単調減少する)を利用して判定する方法(すなわち、衝突間隔が長くなる場合には着座前と判定する)等を利用することができる。
(形態7) 請求項1の締付工具において、制御装置はトリガースイッチの操作量(引き)に応じて駆動源の駆動速度を制御する。制御装置は、測定モードにおいてはさらに駆動源の駆動速度を測定する。オートストップモードでは、測定モードで測定された駆動時間又は衝撃力の発生回数並びに駆動源の駆動速度を用いて駆動源を駆動する。すなわち、測定モードにおいてはセンサにより最初の衝撃力の発生が検出されると、制御装置はその衝撃力の発生からトリガースイッチがオフされるまでの駆動源の駆動速度(駆動速度が変化する場合には駆動速度の経時的変化)をさらに測定する。オートストップモードにおいては、最初の衝撃力の発生が検出されると、それ以降はトリガースイッチの操作量にかかわらず測定モードで測定された駆動速度(駆動速度が変化する場合には駆動速度の経時的変化)で駆動源を駆動する。このような形態によると、熟練作業者のトリガースイッチの操作量(駆動速度)まで再現することができる。
【実施例】
【0013】
次に本発明を具現化した一実施例に係る締付工具を、図を参照して説明する。図1はインパクトレンチ1の一部断面側面図を示している。図中3はハウジングを示し、ここに駆動源であるモータ22が収容固定されている。このモータ22の出力軸20(ベアリング19に軸支されている)にはギヤが形成され、このギヤに複数の遊星ギヤ12が噛合っている。この遊星ギヤ12はピン14を軸とし、このピン14はベアリング23に軸支されたスピンドル8に固定されている。また、遊星ギヤ12は、インターナルギヤケース18に固定されたインターナルギヤ16に噛合っている。これらのギヤ列によってモータ22の回転を減速する減速機構が構成され、この減速機構によってスピンドル8が回転駆動される。
【0014】
スピンドル8には複数の溝8aがV字型に形成されており、そのスピンドル8にハンマ4が遊転可能となっている。ハンマ4と溝8a間にはボール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はスピンドル8に対し溝8aに沿って相対移動可能となっている。また、ハンマ4とスピンドル8との間には、ボール51とワッシャ49を介してバネ10が圧縮状態で収容されており、ハンマ4は図示右方に常時付勢されている。
ハンマ4の先端側には、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されてい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と4b、4cの側面が当接するようになっている。
【0015】
次に、上述した締付機構の作用について説明する。上述した締付機構においてナット類が軽負荷で締付けられる場合(ナット類が着座する前)は、アンビル2とハンマ4の各突条間に作用する力、すなわちスピンドル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はバネ10の力によってアンビル2側に押付けられている。このためスピンドル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る。
一方、ナット類の締付力が大きくなると(ナット類が着座して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、スピンドル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に沿ってスピンドル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4b、4cが突条2b、2cをのりこえると、バネ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アンビル2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ることとなる。
【0016】
次に、ハンドル部3aに設けられるスイッチ類等の各部品について図1乃至図3を用いて説明する。図2は、バッテリパック122をインパクトレンチ1から取外して図1中II方向から(インパクトレンチ1下側から)みた図であり、図3はハンドル部3a下端に設けられるダイアル設定部34を拡大して示す図である。
図1に示すように、ハンドル部3aには、モータ22を起動させるためのトリガースイッチ48及びモータ22の回転方向を切換える正逆転切替スイッチ24が設けられている。
ハンドル部3aの下端にはダイアル設定部34が設けられている。ダイアル設定部34には、図2,3に示されるように、第1設定ダイアル33と第2設定ダイアル35が設けられている。第1設定ダイアル33には0〜9の数字目盛りとA〜Fのアルファベット目盛りが設けられており、第2設定ダイアル35には0〜9の数字目盛りが設けられている。本実施例では、これらのダイアル33、35を適宜設定することで、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出してからモータ22を停止するまでの時間を設定できるようになっている。すなわち、第1設定ダイアル33で設定された数値「x」と、第2設定ダイアル35で設定された数値「y」とに基づいて、ハンマ4とアンビル2が最初に衝突してからモータ22を停止するまでの時間が設定されるようになっている。具体的には、第1設定ダイアル33に数値「x」,第2設定ダイアル35に数値「y」が設定された場合、最初の衝突からモータ22が停止するまでの時間は、(10×x+y)×0.02秒となる。ただし、第1設定ダイアル33、第2設定ダイアル35にともに「0」が設定された場合は、後で詳述する測定モードとなる。測定モードではトリガースイッチ48がONされている間モータ22を駆動し、このときにハンマ4とアンビル2が最初に衝突してからトリガースイッチ48をOFFするまでの時間を測定する。
ここで、図1から明らかなように、このダイアル設定部34は、バッテリパック122を外した場合にのみ、各ダイアル33、35の設定を変更することができる。これは、作業者の意図しない設定変更を防止するためである。また、図2に示すように、ハンドル部3aの下端には接触子42が設けられ、この接触子42に、バッテリパック122の接触子(図示されていない)が接触させられるようになっている。
【0017】
なお、ハンドル部3a内の下端よりの位置には、図1に示すように制御基板36が取付けられており、ここにマイクロコンピュータ38や駆動回路116等の電子部品が実装されている。この制御基板36には、ハンマ4とアンビル2の衝突音を受音する受音部30(圧電ブザー等)が組込まれ、さらに、2個の赤色LED40、緑色LED41が取付けられている。赤色LED40、緑色LED41の光は、ハンドル部3aの後端に設けられた表示窓39を介して作業管理者等に表示される。これによって、測定モードで測定された測定結果が作業管理者等に報知される。
また、ハンドル部3aの下端には、モータ22やマイクロコンピュータ38等に電力を供給するバッテリパック122が着脱可能に取付けられている。
【0018】
次に図4を参照してインパクトレンチ1の制御回路の構成を説明する。インパクトレンチ1の制御回路は、制御基板36に取り付けられた受音部30と、マイクロコンピュータ38を中心に構成される。
マイクロコンピュータ38は、CPU110、ROM118、RAM120とI/O108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。マイクロコンピュータ38のROM118には、受音部30で検出されたハンマ4とアンビル2の衝突音に基づいてモータ22を停止させる制御プログラム等が記憶されている。
受音部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の他方の端子には基準電圧発生器112の電圧V3が入力される。比較器104の出力電圧はマイクロコンピュータ38に入力されるようになっている。
電源であるバッテリパック122は、電源回路130を介してマイクロコンピュータ38に接続されるとともに、トリガースイッチ48及び正逆転切替スイッチ24を介してモータ22に接続されている。モータ22は、駆動回路116及びブレーキ回路114を介してそれぞれマイクロコンピュータ38に接続される。
また、赤色LED40、緑色LED41は、それぞれLED点灯回路124、126を介してマイクロコンピュータ38に接続されており、さらに、メモリ回路128、設定ダイアル34がマイクロコンピュータ38に接続されている。
【0019】
上述した回路では、受音部30で音を検出すると、これにより受音部30から電圧V1が発生する。この電圧V1は、フィルタ102で低周波ノイズが除去され、電圧V2となって比較器104に出力される。
比較器104はフィルタ102から出力された電圧V2が他方の比較電圧V3よりも高くなるとオフからオンに変化し、パルス波を出力する。比較器104から出力されたパルス波は、マイクロコンピュータ38により検出される。
したがって、受音部30でハンマ4とアンビル2の衝突音が検出されると、比較器104からパルス波が出力される。マイクロコンピュータ38は、このパルス波によってハンマ4とアンビル2の衝突が起きたことを認識する。
【0020】
次に、上述のように構成されるインパクトレンチ1を用いてナット類を締付ける際にマイクロコンピュータ38で行われる処理について、図5,図6に示すフローチャートに基づいて説明する。図5はオートストップモードが選択されたときのフローチャートを示し、図6は測定モードが選択されたときのフローチャートを示している。
なお、既に説明したように、本実施例では第1設定ダイアル33と第2設定ダイアル35に「0」以外の数字が設定されているとオートストップモードとなり、第1設定ダイアル33と第2設定ダイアル35にともに「0」が設定されていると測定モードとなる。まず、オートストップモードが選択されているときの処理を図5に基づいて説明する。
【0021】
(1)オートストップモード
トリガースイッチ48がONされると、まず、マイクロコンピュータ38はダイアル設定部34に設定された数値「xy」を読込む(S10)。すなわち、第1設定ダイアル33で設定された数値「x」と、第2設定ダイアル35で設定された数値「y」とを読み込み、読み込んだ数値「xy」から駆動時間(ハンマ4とアンビル2の衝突を検出してからモータ22を停止するまでの時間)を算出する。
次に、マイクロコンピュータ38は駆動回路116を介してモータ22にモータ駆動信号を出力する(S12)。これによって、モータ22が回転し、ネジ類の締付が開始される。
次に、マイクロコンピュータ38は、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否かを判断する(S14)。具体的には、マイクロコンピュータ38のI/O108に比較器104から出力されるパルス波が入力しているか否かで判断する。
ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS14でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出するまでステップS14の処理を繰り返す。なお、マイクロコンピュータ38によるパルス波の検出は、比較器104からパルス波が出力される時間よりも短い周期で行われることとなるため、マイクロコンピュータ38はハンマ4とアンビル2の衝突を確実に検出することができる(後述するステップS22でも同様)。
逆に、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出している場合〔ステップS14でYESの場合〕、オートストップ用タイマTautoと衝突間隔計算用タイマTwidthをリセットし(S16)、これらのタイマTautoとTwidthをスタートさせる(S18)。ここで、オートストップ用タイマTautoとは衝突を検出してからモータ22を停止させるまでの時間を計時するタイマであり、衝突間隔計算用タイマTwidthとはハンマ4とアンビル2の衝突間隔を計時するタイマである。
ステップ20では、オートストップ用タイマTautoで計時した時間がダイアル設定部34で設定した時間(すなわち、ステップS10で読込んだ数値「xy」によって算出される時間)以上となったか否かを判断する。
オートストップ用タイマTautoが設定値以上となっている場合〔ステップS20でYESの場合〕はステップS28に進んでモータ22の駆動を停止する。
一方、オートストップ用タイマTautoが設定値以上となっていない場合〔ステップS20でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否か、すなわち、比較器104から出力されるパルス波がI/O108に入力しているか否かの判断を行う(S22)。
ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されている場合〔ステップS22でYESの場合〕、衝突間隔計算用タイマTwidthがリセット及び再スタートされ(S26)、ステップS20からの処理が繰り返される。したがって、オートストップ用タイマTautoが設定値未満でハンマとアンビルの衝突が検出されている場合、ステップS20,S22,S26の処理が繰返され、オートストップ用タイマTautoのカウントが継続される。
一方、ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS22でNOの場合〕、衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となったか否かが判断される(S24)。ステップS24で衝突間隔計算用タイマTwidthと比較される所定値は、ナット類が着座した後における衝突間隔の数倍の時間〔本実施例では、0.1秒(着座後の通常の衝突間隔0.02秒の5倍)〕とされている。なお、このステップS24の所定値は、締付け対象となるナット類の諸元(径、材質等)により適宜設定することができる。
衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっている場合〔ステップS24でYESの場合〕、ステップS14に戻ってステップS14からの処理を繰返す。すなわち、直近に検出された衝突から所定時間(本実施例では0.1秒)経過しても新たな衝突を検出できない場合は直近に検出された衝突が着座前であると判断され、ステップS14からの処理が繰返される。したがって、オートストップ用タイマTautoがリセットされ、着座前の衝突によってモータ22が回転を停止することはない。
逆に、衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっていない場合〔ステップS24でNOの場合〕、ステップS22に戻ってステップS22からの処理が繰返される。
【0022】
上述の説明から明らかなようにオートストップモードでは、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出すると、オートストップ用タイマTautoと衝突間隔計算用タイマTwidthがスタートする。そして、衝突間隔計算用タイマTwidthによって所定時間(0.1秒)だけ計時される間に次の衝突が検出されない場合は、その検出した衝突が着座前であると判断され、次の衝突を検出したときにオートストップ用タイマTautoと衝突間隔計算用タイマTwidthがリセットされる。したがって、着座前の衝突に基づいてモータ22が停止されることはなく、着座後の衝突から所定時間(ダイアル設定部34で設定された時間)だけモータ22が駆動されて停止する。このため、バリ等により着座前に衝突がある場合でも、ダイアル設定部34で設定された条件でネジ類を締付けることができる。
【0023】
(2)測定モード
測定モードにおいてもオートストップモードと同様に二つのタイマ(駆動時間測定用タイマTsetと衝突間隔計算用タイマTwidth)が作動する。しかしながら、上述のオートストップモードではモータ22を停止するためのタイマ(すなわち、オートストップ用タイマTauto)が作動するのに対し、測定モードでは駆動時間測定用タイマTsetを作動させる点で大きく異なる。この理由は、測定モードにおいてはトリガースイッチ48がONされている限りモータ22が駆動され、ハンマ4とアンビル2の最初の衝突からトリガースイッチ48がOFFされるまでの時間がタイマ(すなわち、駆動時間測定用タイマTset)によって測定されるためである。以下、測定モードにおけるマイクロコンピュータ38の処理を図6に基づいて説明する。
【0024】
トリガースイッチ48がONされると、マイクロコンピュータ38は駆動回路116を介してモータ22にモータ駆動信号を出力する(S30)。これによって、モータ22が回転し、ネジ類の締付が開始される。なお、ステップS30によりモータ22が駆動されると同時にマイクロコンピュータ38は緑色LED41を点灯する(赤色LED40は消灯)。
次に、マイクロコンピュータ38は、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否かを判断する(S32)。ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS32でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出するまでステップS32の処理を繰り返す。
逆に、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出している場合〔ステップS32でYESの場合〕、駆動時間測定用タイマTsetと衝突間隔計算用タイマTwidthをリセットし(S34)、これらのタイマTsetとTwidthをスタートさせる(S36)。なお、これらのタイマTsetとTwidthをスタートさせると同時に、マイクロコンピュータ38は緑色LED41を消灯して赤色LED40を点灯する。したがって、作業者は緑色LED41が点灯していると衝突(厳密には、着座後の衝突)が検出されていない状態であることがわかり、赤色LED40が点灯していると衝突が検出された状態(タイマTsetとTwidthがスタートした状態)であることを知ることができる。
ステップ38では、トリガースイッチ48がOFFされたか否かを判断する。トリガースイッチ48がOFFされていない場合〔ステップS38でNOの場合〕、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出しているか否か、すなわち、比較器104から出力されるパルス波がI/O108に入力しているか否かの判断を行う(S40)。
ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されている場合〔ステップS40でYESの場合〕、衝突間隔計算用タイマTwidthがリセット及び再スタートされ(S44)、ステップS38からの処理が繰り返される。したがって、ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されているとステップS20,S22,S26の処理が繰返され、駆動時間測定用タイマTsetによる時間測定が継続される。
逆に、ハンマ4とアンビル2の衝突が検出されていない場合〔ステップS40でNOの場合〕、次に衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となったか否かが判断される(S42)。
衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっている場合〔ステップS42でYESの場合〕、ステップS32に戻ってステップS32からの処理を繰返す。したがって、直近に検出された衝突が着座前であると判断されると、駆動時間測定用タイマTsetがリセットされることとなる。また、ステップS32に戻ると、マイクロコンピュータ38は赤色LED40を消灯し、緑色LED41を点灯する。これによって、作業者は駆動時間測定用タイマTsetがリセットされることを知ることができる。
逆に、衝突間隔計算用タイマTwidthが所定値以上となっていない場合〔ステップS42でNOの場合〕、ステップS38に戻ってステップS38からの処理が繰り替えされる。したがって、駆動時間測定用タイマTsetはリセットされず、赤色LED40も点灯した状態で維持される(緑色LED41は消灯)。
【0025】
一方、ステップS38でYESの場合〔トリガースイッチ48がOFFされた場合〕はステップS46に進み、駆動時間測定用タイマTsetを停止すると共にモータ22を停止する。これにより、駆動時間測定用タイマTsetには着座後の最初の衝突からトリガースイッチ48がOFFされるまでの時間が計時される。
ステップS48では、駆動時間測定用タイマTsetで計時された時間が赤色LED40、緑色LED41によって表示する。具体的には、駆動時間測定用タイマTsetで計時された時間をダイアル設定部34で設定する設定値に変換して表示する。表示方法は、十の位の数字を緑色LED41の点灯回数で表示し、一の位の数字を赤色LED40の点灯回数で表示する。例えば、測定された時間が0.28秒の場合には設定値は14〔0.28s÷0.02s(設定値1当りの時間)=14〕となるため、緑色LED41が1回点灯し、続いて赤色LED40が4回点灯する。この赤色LED40と緑色LED41の一連の点灯は3回続けられる。
なお、衝突を検出していない状態でトリガースイッチ48がOFFされた場合は、赤色LED40と緑色LED41がともに点滅し、駆動時間測定用タイマTsetにより時間が計時されなかったことが報知される。また、トリガースイッチ48の引きが充分でない状態で駆動時間が測定されたときも、赤色LED40と緑色LED41がともに点滅する。これにより、トリガースイッチ48の引きが不十分な状態で測定された駆動時間が設定値として用いられることを防止することができる。
【0026】
上述の説明から明らかなように測定モードでは、ハンマ4とアンビル2の着座後に生じるハンマ4とアンビル2の最初の衝突からトリガースイッチ48がOFFされるまでの駆動時間が駆動時間測定用タイマTsetにより計時され、表示窓39から表示される。したがって、熟練作業者が測定モードで実際に締付作業を行うことで、その締付作業を再現するために必要な駆動時間を知ることができる。また、表示される駆動時間はダイアル設定部34に設定する数値に変換されているため、作業管理者等は表示された結果から直ちにダイアル設定部34に設定すべき設定値を知ることができる。
また、駆動時間測定用タイマTsetにより時間が測定されているか否かは、赤色LED40と緑色LED41の点灯状態で作業者に報知されるため、不適当な作動状態で測定された駆動時間が設定値として用いられることを防止することができる。
【0027】
以上、本発明の好適な一実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、上述した実施例の締付工具では、ハンマ4とアンビル2の衝突を検出してから所定時間後にモータ22を停止したが、本発明はこのような形態に限られず、ハンマとアンビルの衝突回数をカウントし、カウントされた衝突回数が予め設定された設定値と一致したときにモータを停止する締付工具に適用することができる。この場合は、測定モードによってハンマとアンビルの衝突回数を測定し、この測定された衝突回数が表示されることが好ましい。
また、上述した実施例ではハンマ4とアンビル2の衝突により衝撃力を発生させたが、本発明はオイルユニットにより衝撃力を発生させるソフトインパクトドライバ等の締付工具にも適用することができる。
また、上述した実施例においては、二つのLEDにより測定結果を表示したが、測定結果を表示する表示器としては公知の種々の表示器(例えば、7セグメント表示器等)を用いることができる。
また、上述した実施例においてはダイアル設定部34によってモータ22の停止条件を設定したが、本発明はこのような形態に限られず、別途設けられた管理装置と通信(有線又は無線)により設定するようにしても良い。例えば、管理装置によりモータの停止条件(設定値)を設定し、この設定値を締付工具に送信する。締付工具では、受信した設定値を記憶回路に保存し、オートストップモードでモータを駆動する際に記憶回路に保存した設定値を読み出して使用する。このような形態の場合は締付工具からダイアル設定部をなくすことができ、作業管理者のみが設定値を変更することができるようになる。
なお、上記のように設定値を記憶回路に記憶する場合は、測定モードで測定した結果を記憶回路の設定値と直接置き換えるようにしても良い。この際は、作業者が設定値を置き換えることを確認する手順(例えば、所定のスイッチ操作等)を設けることが好ましい。
【0028】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の一実施例に係る締付工具の一部断面側面図。
【図2】図1に示す締付工具からバッテリパックを外して下側から(図1のII方向から)見た図。
【図3】図2に示すダイアル設定部を拡大して示す図。
【図4】本実施例に係る締付工具の回路構成を示すブロック図。
【図5】オートストップモードの処理を説明するためのフローチャート。
【図6】測定モードの処理を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【0030】
2 ・・アンビル
4 ・・ハンマ
22・・モータ
30・・受音部
34・・ダイアル設定部
38・・マイクロコンピュータ
39・・表示窓
40・・赤色LED
41・・緑色LED
48・・トリガースイッチ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源が衝撃力発生機構を介して負荷軸に接続され、負荷軸に作用する負荷が所定値以下のときは駆動源が負荷軸を連続的に回転させ、負荷軸に作用する負荷が所定値を超えると衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、その衝撃力によって負荷軸を回転させてネジ類の締付を行う締付工具であって、
駆動源を起動するトリガースイッチと、
衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、
駆動源をオートストップモードと測定モードで制御する制御装置とを備え、
その制御装置は、
オートストップモードでは、トリガースイッチがオンされると駆動源を駆動するとともに、センサにより検出された最初の衝撃力の発生から設定時間だけ経過したとき、又はセンサにより検出された衝撃力の発生回数が設定回数となったときに駆動源を停止し、
測定モードでは、トリガースイッチがオンされるとトリガースイッチがオフされるまで駆動源を駆動するとともに、センサにより最初の衝撃力の発生が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する、
ことを特徴とする締付工具。
【請求項2】
測定モードにおいて測定された駆動時間又は衝撃力の発生回数を表示する表示装置がさらに付加されたことを特徴とする請求項1に記載の締付工具。
【請求項3】
制御装置はトリガースイッチの操作量に応じて駆動源の駆動速度を制御し、測定モードにおいてトリガースイッチの操作量が不十分な状態で駆動時間又は衝撃力発生回数が測定されたときは前記表示装置に操作量が不十分な状態で測定された旨が表示されることを特徴とする請求項2に記載の締付工具。
【請求項4】
駆動源が衝撃力発生機構を介して負荷軸に接続され、負荷軸に作用する負荷が所定値以下のときは駆動源が負荷軸を連続的に回転させ、負荷軸に作用する負荷が所定値を超えると衝撃力発生機構から衝撃力が発生し、その衝撃力によって負荷軸を回転させてネジ類の締付を行う締付工具であって、
駆動源を起動するトリガースイッチと、
衝撃力発生機構による衝撃力の発生を検出するセンサと、
トリガースイッチがオンされているあいだ駆動源を駆動する駆動回路と、
駆動回路により駆動源が駆動されているときに、センサにより最初の衝撃力が検出されてからトリガースイッチがオフされるまでの駆動時間、又はトリガースイッチがオンされてからオフされるまでにセンサにより検出された衝撃力の発生回数を測定する測定回路と、
を有することを特徴とする締付工具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−7852(P2007−7852A)
【公開日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−216089(P2006−216089)
【出願日】平成18年8月8日(2006.8.8)
【分割の表示】特願2002−31170(P2002−31170)の分割
【原出願日】平成14年2月7日(2002.2.7)
【出願人】(000137292)株式会社マキタ (1,210)
【Fターム(参考)】