JP2000354976A - インパクト回転工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】規定の締付トルクで締め付け作業を行うことの
できるインパクト回転工具を提供する。 【解決手段】インパクト回転工具は、ハンマ３による出
力軸５の打撃を検出する打撃検出部７と、出力軸５の回
転角に応じた数のパルス信号を発生する波形成形回路１
０と、波形成形回路１０の発生するパルス信号の数をカ
ウントするカウンタ１３と、出力軸５の回転速度を算出
する回転速度算出部１５と、カウンタ１３のカウント値
より出力軸５が前回打撃されてから次に打撃されるまで
の間に出力軸５が回転する回転角を算出する打撃間回転
角算出部１６と、回転速度から出力軸５に加えられたエ
ネルギを算出すると共に、そのエネルギを打撃間回転角
算出部１６の算出した回転角で除算して締付トルクを算
出し、締付トルクが規定値以上になるとモータ１を停止
させるトルク算出部１７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトやナット等
のねじの締め付け作業及び緩め作業に使用するインパク
トレンチやインパクトドライバのようなインパクト回転
工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インパクト回転工具は、回転駆動される
ハンマによる打撃衝撃を出力軸に加えることで出力軸を
回転させて締め付け作業や緩め作業を行うものであり、
モータの減速出力で出力軸を直接回転させる回転工具に
比べて、高い締付トルクを得られるのであるが、その反
面、小径のボルトやナットを締め付ける際は、締め過ぎ
て破損させてしまう場合があり、それを恐れた場合は締
付トルクが不足することになる。

【０００３】そのため、従来のインパクト回転工具では
締付トルクを管理するために、ハンマによる出力軸の打
撃回数をカウントし、その打撃回数が規定値に達すれ
ば、所定の締付トルクで締め付けがなされたとしてモー
タを停止させていた。これは、締付トルクが着座後の打
撃回数の平方根に比例するという関係を利用したもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のインパクト
回転工具では、ボルトやナットが着座するまでに、打撃
が発生しないことを前提としているが、塗装ボルトを締
め込む際や木材など着座までに数多くの打撃が発生する
部材の場合には適切な締付トルクで停止させることがで
きないという問題がある。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、規定の締付トルクで
締め付け作業を行うことのできるインパクト回転工具を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、ハンマを回転させる回転駆動
部と、ハンマによって打撃され回転力が加えられる出力
軸と、ハンマによる出力軸の打撃を検出する打撃検出手
段と、出力軸の回転角を検出する回転角検出手段と、回
転角検出手段の検出値より出力軸の回転速度を検出する
回転速度検出手段と、回転速度検出手段の検出した回転
速度から出力軸に加えられたエネルギを算出するエネル
ギ算出手段と、回転角検出手段の検出値より打撃検出手
段が前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの
間に出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算
出手段と、エネルギ算出手段の算出したエネルギを打撃
間回転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トル
クを算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手
段の算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動
部を停止させる制御手段とを備えて成ることを特徴と
し、ハンマが出力軸を打撃することによって出力軸に加
えられたエネルギが、ねじを締め付けるのに消費される
エネルギと略等しくなるから、エネルギ算出手段が回転
速度検出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられ
たエネルギを算出し、締付トルク算出手段が、エネルギ
算出手段の算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の
算出した回転角で除算して、締付トルクを算出している
ので、締付トルクの検出精度を高めて、規定の締付トル
クで締め付け作業を行うことができる。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、回転駆動部は、駆動軸を回転させる駆動手段と、
駆動軸の回転を所定の減速比でハンマに伝達する伝達機
構とで構成され、駆動軸の回転角を検出する駆動軸回転
角検出手段を設け、上記回転角検出手段は駆動軸回転角
検出手段の検出値から出力軸の回転角を検出しており、
打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出
値より打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃
を検出するまでの間に回転した駆動軸の回転角を算出
し、この回転角を伝達機構の減速比で除算した値から、
出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸と
の回転角のずれを減算して、出力軸の回転角を算出する
ことを特徴とし、回転角検出手段は、駆動軸回転角検出
手段が検出した駆動軸の回転角から出力軸の回転角を検
出しており、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検
出手段の検出した駆動軸の回転角を減速機構の減速比で
除算した値から、出力軸が１回打撃される毎に発生する
ハンマと出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸の
回転角を算出しているので、オイルや粉塵などの影響を
受けやすい出力軸に回転角を検出する回転角検出手段を
設ける必要が無く、算出する締付トルクの信頼性を高め
ることができる。

【０００８】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、打撃間回転角算出手段の算出した回転角が所定の
しきい値よりも小さくなってからハンマにより出力軸が
打撃された回数を計数する打撃回数計数手段を設け、打
撃間回転角算出手段の算出した回転角が所定のしきい値
よりも小さくなると、締付トルク算出手段は、打撃回数
計数手段の計数した打撃回数の平方根に、締め付ける部
材に応じて決まる比例係数を乗算して締付トルクを算出
することを特徴とし、打撃間回転角算出手段の算出した
回転角が所定のしきい値よりも小さくなると、回転角の
検出誤差や検出した回転角でエネルギを除算する際に発
生する誤差が無視できなくなるが、回転角が所定のしき
い値よりも小さくなると、締付トルク算出手段は、打撃
回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に比例係数を
乗算して締付トルクを算出しているので、出力軸の回転
角が小さい高トルク領域において回転角の検出誤差や、
検出した回転角でエネルギを除算する際に発生する誤差
の影響を無くして、締付トルクの検出精度を向上させる
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。

【００１０】（実施形態１）図１に本実施形態のインパ
クト回転工具の概略構成図を示す。このインパクト回転
工具は、駆動手段たるモータ１と、モータ１の回転を所
定の減速比で減速する伝達機構たる減速機２と、モータ
１の回転が減速機２を介して伝達されるハンマ３と、ハ
ンマ３によって打撃されるアンビル部４を有しハンマ３
がアンビル部４を打撃することにより回転力が衝撃的に
加えられる出力軸５と、ハンマ３によるアンビル部４の
打撃音を電気信号に変換するマイク６と、マイク６の出
力電圧が所定のしきい値を上回ることからハンマ３によ
りアンビル部４が打撃されたことを検出する打撃検出部
（打撃検出手段）７と、出力軸５に取り付けられ複数の
スリット（図示せず）が円周状に形成された略円板状の
遮光板８と、遮光板８のスリットが形成された部位を挟
むようにして配置されたフォトインラプタ９と、遮光板
８の回転に応じてフォトインタラプタ９から出力される
信号を波形整形し、出力軸５の回転角に応じたパルス数
のパルス信号を発生する波形整形回路１０と、打撃検出
部７及び波形整形回路１０の出力から締付トルクを算出
し、締付トルクが規定値以上になるとモータ１を停止さ
せる停止信号を発生する制御回路部１１と、図示しない
操作部の操作によって入力されるトリガ信号（速度指
令）Ｓｔに応じてモータ１を回転させると共に、制御回
路部１１から入力される停止信号に応じてモータ１の回
転を停止させるモータ駆動部１２とで構成される。ここ
に、モータ１及び減速機２から回転駆動部が構成され
る。

【００１１】また、制御回路部１１は、波形整形回路１
０から入力されるパルス信号のパルス数をカウントする
回転角検出手段としてのカウンタ１３と、一定の時間間
隔で割込信号を発生するタイマ１４と、タイマ１４より
割込信号が前回入力されてから次回入力されるまでの間
のカウンタ１３のカウント値より出力軸５の回転速度を
算出する回転速度算出部（回転速度検出手段）１５と、
カウンタ１３のカウント値より打撃検出部７が前回打撃
を検出してから次に打撃を検出するまでの間の出力軸５
の回転角を算出する打撃間回転角算出部（打撃間回転角
算出手段）１６と、出力軸５が打撃された時点で回転速
度算出部１５が算出した出力軸５の回転速度から出力軸
５に加えられたエネルギを算出すると共に、このエネル
ギと打撃間回転角算出部１６の算出した回転角とから締
付トルクを算出し、締付トルクが規定のトルク以上にな
るとモータ１を停止させる停止信号を発生するトルク算
出部１７とで構成され、制御回路部１１は例えば１チッ
プのマイクロコンピュータにより構成される。

【００１２】ところで、本実施形態のインパクト回転工
具ではハンマ３がアンビル部４を打撃することによって
出力軸５に加えられるエネルギが、ボルトやナットなど
のねじの締め付けに消費されるエネルギに略等しいこと
から、ねじを締め付ける締付トルクを算出している。ね
じが着座した後に回転する出力軸５の回転角θ［ｒａ
ｄ］と締付トルクＴ［Ｎ・ｍ］との関係は締め付ける部
材によって異なるが、回転角θと締付トルクＴとの関係
が図３に示すような関数Ｔ＝τ（θ）で表されるものと
し、ハンマ３によるアンビル部４の打撃が、それぞれ、
回転角θ１，θ２，θ３…の位置で発生したものとす
る。

【００１３】ここで、関数τを区間（θ１，θ２）で積
分した値Ｅ１はねじの締め付け作業に消費されたエネル
ギであり、回転角θがθ１の時にハンマ３の打撃によっ
て出力軸５に加えられたエネルギと等しくなる。したが
って、区間（θ１，θ２）における平均トルクＴａは、
Ｔａ＝Ｅ１／（θ２−θ１）と表される。すなわち、区
間（θｎ，θ（ｎ＋１））（ｎ＝１，２，３…）におけ
る平均トルクＴａは、関数τ（θ）を区間（θｎ，θ
（ｎ＋１））で積分した値をＥｎとすると、Ｔａ＝Ｅｎ
／（θ（ｎ＋１）−θｎ）と表される。したがって、ね
じなどの締付トルクを管理するには、平均トルクＴａが
設定トルク以上になった時に、制御回路部１１がモータ
駆動部１２を制御してモータ１を停止させれば良い。

【００１４】以下に、各部の動作を図２のフローチャー
トを参照して簡単に説明する。打撃検出部７は、マイク
６の出力電圧が所定のしきい値を上回ることから、ハン
マ３によってアンビル部４が打撃されたことを検出して
おり、打撃検出部７は打撃を検出すると、割込信号を打
撃間回転角算出部１６に出力する（ステップＳ１）。

【００１５】また、ハンマ３によってアンビル部４が打
撃され、出力軸５が回転すると、遮光板８が出力軸５と
共に回転し、出力軸５の回転に応じてフォトインタラプ
タ９の出力が変化する。波形成形回路１０はフォトイン
タラプタ９の出力を波形整形したパルス信号を発生して
おり、このパルス信号のパルス数をカウンタ１３が計数
している。

【００１６】打撃検出部７から打撃間回転角算出部１６
に割込信号が入力されると、打撃間回転角算出部１６は
カウンタ１３からカウント値Ｃを読み込み、このカウン
ト値Ｃに係数Ｋ１を乗じて、打撃検出部７が前回打撃を
検出してから現在までに出力軸５が回転した回転角θ
（＝Ｋ１×Ｃ）を算出する（ステップＳ２）。そして、
回転角θの算出後、打撃間回転角算出部１６はカウンタ
１３のカウント値Ｃをクリアする。但し、係数Ｋ１は、
出力軸５が１回転する間に波形整形回路１０から出力さ
れるパルスの数Ｎｐで２πを除算した値（Ｋ１＝２π／
Ｎｐ）、すなわち１パルス当たりの出力軸５の回転角
［ｒａｄ］である。

【００１７】また、タイマ１４は一定の時間間隔で割込
信号を回転速度算出部１５に出力しており、タイマ１４
から回転速度算出部１５に割込信号が入力されると、回
転速度算出部１５はカウンタ１３のカウント値Ｃを読み
込み、前回割込信号が入力された時点でのカウント値Ｃ
と現在のカウント値Ｃとの差分から一定時間内に発生し
たパルスの数を算出し、このパルス数に相当する出力軸
５の回転角度を一定時間で除算することにより、出力軸
５の回転速度ωを算出する。

【００１８】次にエネルギ算出手段としてのトルク算出
部１７は、回転速度算出部１５の算出した打撃直後の出
力軸５の回転速度ωから、式（１）を用いて出力軸５に
加えられたエネルギＥを算出する（ステップＳ４）。但
し、Ｊａは出力軸５の回転モーメントである。

【００１９】 Ｅ＝（１／２）×Ｊａ×ω² ・・・（１） ここで、トルク算出手段としてのトルク算出部１７は、
式（１）から求めたエネルギＥを、打撃間回転角算出部
１６が算出した回転角θで除算することにより、出力軸
５が打撃される間の平均トルクＴａを算出しており（ス
テップＳ５）、算出した平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅ
ｔより大きいか否かを判断する（ステップＳ６）。ここ
で、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔ以下であれば、ト
ルク算出部１７はねじが着座していないと判断し、カウ
ント値ｎを０にリセットして（ステップＳ７）、割込処
理を終了する（ステップＳ１１）。

【００２０】一方、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔよ
りも大きければ、トルク算出部１７はねじが着座したと
判断し、カウント値ｎに１を加算し（ステップＳ８）、
カウント値ｎが設定値Ｎよりも大きいか否かを判断する
（ステップＳ９）。ここで、カウント値ｎが設定値Ｎ以
下であれば、トルク算出部１７は締付トルクが規定値に
達していないと判断して、割込処理を終了する（ステッ
プＳ１１）。一方、カウント値ｎが設定値Ｎよりも大き
ければ、すなわち平均トルクＴａがＮ回連続して設定値
Ｔｓｅｔを上回ると、制御手段としてのトルク算出部１
７は締付トルクが規定値以上になったと判断して、モー
タ駆動部１２に停止信号を出力し、モータ１を停止させ
（ステップＳ１０）、割込処理を終了する（ステップＳ
１１）。

【００２１】このように、トルク算出部１７は、回転速
度算出部１５の算出した回転速度より、ハンマ３が出力
軸５を打撃することによって出力軸５に加えられるエネ
ルギＥを算出しており、このエネルギがねじを締め付け
るのに消費されるエネルギと略等しくなることから、エ
ネルギＥを打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θ
で除算して、締付トルクを算出している。したがって、
着座までに打撃の発生するような部材においても、締付
トルクを高精度に検出することができ、規定の締付トル
クで締め付け作業を行うことができる。また、締付トル
クを適切に設定することにより、ねじを座面に密着した
状態（着座状態）で停止させることができる。尚、出力
軸５が打撃される毎に出力軸５に加えられるエネルギを
略一定と仮定できる場合は、打撃間回転角算出部１６の
算出した出力軸５の回転角θがある一定の値以下になっ
た時、すなわちエネルギを回転角θで除算した結果（締
付トルク）が規定トルク以上になった時に、トルク算出
部１７が停止信号をモータ駆動部１２に出力して、モー
タ１を停止させるようにしても良く、この場合は回転速
度算出部１５を省略することができる （実施形態２）図４に本実施形態のインパクト回転工具
の概略構成図を示す。本実施形態では、実施形態１のイ
ンパクト回転工具において、遮光板８及びフォトインタ
ラプタ９の代わりに、モータ１に設けられ、モータ１の
回転数に比例した周波数の信号を発生する駆動軸回転角
検出手段としての周波数ジェネレータ（ＦＧ）１８を設
けている。波形整形回路１０は周波数ジェネレータ１８
の発生した信号を波形整形し、出力軸５の回転角に応じ
たパルス数のパルス信号を出力しており、カウンタ１３
は波形成形回路１０から入力されるパルス信号のパルス
数をカウントしている。尚、周波数ジェネレータ１８以
外の構成は実施形態１と同様であるので、同一の構成要
素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００２２】実施形態１のインパクト回転工具では、出
力軸５の回転角を直接検出していたが、本実施形態のイ
ンパクト回転工具では、モータ１の駆動軸の回転角から
出力軸５の回転角を算出している。以下に、回転速度算
出部１５が出力軸５の回転角を算出する際の処理につい
て図５のフローチャートを参照して説明する。

【００２３】打撃検出部７が、実施形態１と同様にし
て、マイク６の出力電圧から出力軸５が打撃されたこと
を検出し、打撃間回転角算出部１６に割込信号を出力す
ると（ステップＳ２１）、打撃間回転角算出部１６はカ
ウンタ１３のカウント値Ｃを読み込み、式（２）、式
（３）を用いて打撃検出部７が前回打撃を検出してから
次に打撃を検出するまでの間に出力軸５が回転する回転
角θを算出する（ステップＳ２２）。

【００２４】 Φ＝２πＣ／Ｍ ・・・（２） θ＝Φ／Ｋ２−θａ＝２πＣ／（Ｍ・Ｋ２）−θａ ・・・（３） ここに、Φは、打撃検出部７が前回打撃を検出してから
次に打撃を検出するまでの間にモータ１の駆動軸が回転
する回転角、Ｍは、モータ１の駆動軸が１回転する間に
波形成形回路１０から出力されるパルスの数、Ｋ２は減
速機３の減速比、θａは、ハンマ３がアンビル部４を一
回打撃する際に発生するハンマ３と出力軸５との回転角
のずれである。

【００２５】そして、打撃間回転角算出部１６が出力軸
５の回転角θを算出すると、打撃間回転角算出部１６は
カウンタ１３のカウント値Ｃをクリアして（ステップＳ
２３）、回転角θの算出処理を終了する（ステップＳ２
４）。尚、出力軸５の回転角θを算出した後の処理は、
実施形態１で説明したステップＳ４〜Ｓ１１までの処理
と同様であるので、その説明は省略する。

【００２６】本実施形態のインパクト回転工具では、モ
ータ１に設けた周波数ジェネレータ１８の出力から出力
軸５の回転角を算出しているので、オイルや粉塵などの
影響を受けやすい出力軸５の近傍に、出力軸５の回転角
を検出するためのセンサを設ける必要がなく、算出する
締付トルクの信頼性が向上する。

【００２７】（実施形態３）実施形態１のインパクト回
転工具では、回転速度算出部１５が打撃直後の出力軸５
の回転速度ωを算出するとともに、出力軸５が前回打撃
されてから次に打撃されるまでの間に回転した回転角θ
を打撃間回転角算出部１６が算出しており、トルク算出
部１７は出力軸５の回転速度ωから出力軸５に加えられ
たエネルギＥを算出し、さらに算出したエネルギＥを回
転角θで除算して平均トルクＴａを算出しているが、出
力軸５の回転角θが非常に小さくなる高トルク領域で
は、回転角θの検出誤差や、エネルギＥを回転角θで除
算する際に発生する誤差が無視できなくなる。

【００２８】そこで、本実施形態のインパクト回転工具
では、打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θが十
分大きく、回転角θ自体の検出誤差や、エネルギＥを回
転角θで除算する際に発生する誤差が無視できる範囲に
おいては、トルク算出部１７は実施形態１と同様の方法
で平均トルクＴａを算出している。一方、回転角θが所
定のしきい値よりも小さくなって、回転角θ自体の検出
誤差や、エネルギＥを回転角θで除算する際に発生する
誤差が無視できなくなる範囲においては、回転角θが所
定のしきい値よりも小さくなった後に出力軸５が打撃さ
れた回数の平方根に、締め付ける部材によって決まる比
例係数Ｋ３を乗じて、平均トルクＴａを算出している。
尚、インパクト回転工具の構成は実施形態１と同様であ
るので、その説明は省略する。

【００２９】以下に、トルク算出部１７がトルクを算出
する際の処理について図６のフローチャートを参照して
説明する。尚、プログラム実行時にフラグｆｌａｇ及び
変数Ｎｉの値はそれぞれ０に初期化されているものとす
る。

【００３０】実施形態１で説明したように、出力軸５が
ハンマ３によって打撃されるのを打撃検出部７が検出す
ると、打撃検出部７は打撃間回転角算出部１６に割込信
号を出力する。打撃検出部７から打撃間回転角算出部１
６に割込信号が入力されると、打撃間回転角算出部１６
は出力軸５が前回打撃されてから現在までに回転した回
転角θを算出し、トルク算出部１７がトルクの算出処理
を開始する（ステップＳ３１）。

【００３１】トルク算出部１７はフラグｆｌａｇの値が
１か否かを判断する（ステップＳ３２）。プログラム実
行時にはフラグｆｌａｇの値は０に初期化されており、
フラグｆｌａｇの値が０であれば、トルク算出部１７
は、打撃間回転角算出部１６が算出した回転角θが所定
のしきい値θｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステ
ップＳ３３）。

【００３２】ここで、回転角θがしきい値θｔｈよりも
大きければ、トルク算出部１７は、回転速度算出部１５
の算出した打撃直後における出力軸５の回転速度ωか
ら、上述した式（１）を用いて出力軸５に加えられたエ
ネルギＥを算出する（ステップＳ３４）。そして、トル
ク算出部１７は、式（１）を用いて算出したエネルギＥ
を、打撃間回転角算出部１６の算出した回転角θで除算
することにより、平均トルクＴａ（＝Ｅ／θ）を算出す
る（ステップＳ３５）。一方、回転角θがしきい値θｔ
ｈ以下になると、トルク算出部１７はフラグｆｌａｇの
値を１にセットした後（ステップＳ３６）、上述したス
テップＳ３４、Ｓ３５の処理を行って平均トルクＴａを
算出する。

【００３３】ところで、打撃間回転角算出部１６の算出
した回転角θがしきい値θｔｈ以下になると、上述のよ
うにトルク算出部１７はフラグｆｌａｇの値を１にセッ
トする。したがって、次回出力軸５がハンマ３によって
打撃され、打撃検出部７が割込信号を打撃間回転角算出
部１６に出力すると、打撃間回転角算出部１６は、出力
軸５が前回打撃されてから現在までに回転した回転角θ
を算出し、トルク算出部１７がトルクの算出処理を開始
する（ステップＳ３１）。この時、トルク算出部１７は
フラグｆｌａｇの値が１か否かを判断し（ステップＳ３
２）、フラグｆｌａｇの値が１であれば、変数Ｎｉに１
を加算する（ステップＳ３７）。そして、トルク算出部
１７は式（４）を用いて平均トルクＴａを算出する（ス
テップＳ３８）。

【００３４】Ｔａ＝Ｋ３・（Ｎｉ）^1/2 ・・・（４） 次に、トルク算出部１７は、算出した平均トルクＴａが
設定値Ｔｓｅｔより大きいか否かを判断し（ステップＳ
３９）、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔ以下であれ
ば、トルク算出部１７はねじが着座していないと判断し
て、カウント値ｎを０にリセットし（ステップＳ４
０）、トルクの算出処理を終了する（ステップＳ４
４）。一方、平均トルクＴａが設定値Ｔｓｅｔよりも大
きければ、トルク算出部１７はねじが着座したと判断し
て、カウント値ｎに１を加算し（ステップＳ４１）、カ
ウント値ｎが所定の設定値Ｎよりも大きいか否かを判断
する（ステップＳ４２）。ここで、カウント値ｎが設定
値Ｎ以下であれば、トルク算出部１７は締付トルクが規
定値に達していないと判断して、トルクの算出処理を終
了する（ステップＳ４４）。一方、カウント値ｎが設定
値Ｎよりも大きければ、すなわち平均トルクＴａがＮ回
連続して設定値Ｔｓｅｔを上回ると、トルク算出部１７
は締付トルクが規定値以上になったと判断して、モータ
駆動部１２に停止信号を出力し、モータ１を停止させ
（ステップＳ４３）、トルクの算出処理を終了する（ス
テップＳ４４）。

【００３５】上述のように本実施形態では、初期状態に
おいて、フラグｆｌａｇの値が０に初期化されているの
で、トルク算出部１７は実施形態１と同様にして平均ト
ルクＴａを算出する。その後、回転角θがしきい値θｔ
ｈ以下になり、回転角θ自体の検出誤差や、エネルギＥ
を回転角θで除算する際に発生する誤差が無視できなく
なる場合には、回転角θがしきい値ｔｈ以下になってか
ら出力軸５がハンマ３により打撃された回数（すなわち
変数Ｎｉ）の平方根に、締め付ける部材に応じて決まる
比例係数Ｋ３を乗じて、締付トルクＴａを算出している
ので、高トルク領域において回転角θの検出誤差やエネ
ルギＥを回転角θで除算する際に発生する誤差を無くす
ことができる。すなわち、トルク算出部１７は低トルク
領域と高トルク領域とで締付トルクの算出方法を切り換
えており、何れの領域においても締付トルクを高精度で
算出することができる。

【００３６】そして、算出した平均トルクＴａがＮ回連
続して設定値Ｔｓｅｔを越えると、締付トルクが規定値
を上回ったと判断し、トルク算出部１７はモータ駆動部
１２に停止信号を出力して、モータ１を停止させている
ので、締付トルクの管理を高い精度で行うことができ
る。

【００３７】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、ハン
マを回転させる回転駆動部と、ハンマによって打撃され
回転力が加えられる出力軸と、ハンマによる出力軸の打
撃を検出する打撃検出手段と、出力軸の回転角を検出す
る回転角検出手段と、出力軸の回転速度を検出する回転
速度検出手段と、回転速度検出手段の検出した回転速度
から出力軸に加えられたエネルギを算出するエネルギ算
出手段と、回転角検出手段の検出値より打撃検出手段が
前回打撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に
出力軸が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手
段と、エネルギ算出手段の算出したエネルギを打撃間回
転角算出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを
算出する締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の
算出した締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を
停止させる制御手段とを備えて成ることを特徴とし、ハ
ンマが出力軸を打撃することによって出力軸に加えられ
たエネルギが、ねじを締め付けるのに消費されるエネル
ギと略等しくなるから、エネルギ算出手段が回転速度検
出手段の検出した回転速度から出力軸に加えられたエネ
ルギを算出し、締付トルク算出手段が、エネルギ算出手
段の算出したエネルギを打撃間回転角算出手段の算出し
た回転角で除算して、締付トルクを算出しているので、
締付トルクの検出精度を高めて、規定の締付トルクで締
め付け作業を行うことのできるという効果がある。

【００３８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、回転駆動部は、駆動軸を回転させる駆動手段と、駆
動軸の回転を所定の減速比でハンマに伝達する伝達機構
とで構成され、駆動軸の回転角を検出する駆動軸回転角
検出手段を設け、上記回転角検出手段は駆動軸回転角検
出手段の検出値から出力軸の回転角を検出しており、打
撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手段の検出値
より打撃検出手段が前回打撃を検出してから次に打撃を
検出するまでの間に回転した駆動軸の回転角を算出し、
この回転角を伝達機構の減速比で除算した値から、出力
軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出力軸との回
転角のずれを減算して、出力軸の回転角を算出すること
を特徴とし、回転角検出手段は、駆動軸回転角検出手段
が検出した駆動軸の回転角から出力軸の回転角を検出し
ており、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手
段の検出した駆動軸の回転角を減速機構の減速比で除算
した値に、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマ
と出力軸との回転角のずれを減算して、出力軸の回転角
を算出しているので、オイルや粉塵などの影響を受けや
すい出力軸に回転角を検出する回転角検出手段を設ける
必要が無く、算出する締付トルクの信頼性を高めること
ができるという効果がある。

【００３９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、打撃間回転角算出手段の算出した回転角が所定のし
きい値よりも小さくなってからハンマにより出力軸が打
撃された回数を計数する打撃回数計数手段を設け、打撃
間回転角算出手段の算出した回転角が所定のしきい値よ
りも小さくなると、締付トルク算出手段は、打撃回数計
数手段の計数した打撃回数の平方根に、締め付ける部材
に応じて決まる比例係数を乗算して締付トルクを算出す
ることを特徴とし、打撃間回転角算出手段の算出した回
転角が所定のしきい値よりも小さくなると、回転角の検
出誤差や検出した回転角でエネルギを除算する際の誤差
が無視できなくなるが、回転角が所定のしきい値よりも
小さくなると、締付トルク算出手段は、打撃回数計数手
段の計数した打撃回数の平方根に比例係数を乗算して締
付トルクを算出しているので、高トルク領域において回
転角の検出誤差や、検出した回転角でエネルギを除算す
る際に発生する誤差の影響を無くして、締付トルクを高
精度で検出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１のインパクト回転工具の概略構成図
である。

【図２】同上の動作を説明するフローチャートである。

【図３】同上の出力軸の回転角と締付トルクの関係を示
す図である。

【図４】実施形態２のインパクト回転工具の概略構成図
である。

【図５】同上の動作を説明するフローチャートである。

【図６】実施形態３のインパクト回転工具の動作を説明
するフローチャートである。

【符号の説明】

１ モータ ３ ハンマ ５ 出力軸 ７ 打撃検出部 １０ 波形整形回路 １３ カウンタ １５ 回転速度算出部 １６ 打撃間回転角算出部 １７ トルク算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 稔 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 清水 秀規 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3C038 AA01 AA03 AA04 BC04 CA07 CB06 CC02 CC04 EA02 EA03 EA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンマを回転させる回転駆動部と、ハンマ
   によって打撃され回転力が加えられる出力軸と、ハンマ
   による出力軸の打撃を検出する打撃検出手段と、出力軸
   の回転角を検出する回転角検出手段と、回転角検出手段
   の検出値より出力軸の回転速度を検出する回転速度検出
   手段と、回転速度検出手段の検出した回転速度から出力
   軸に加えられたエネルギを算出するエネルギ算出手段
   と、回転角検出手段の検出値より打撃検出手段が前回打
   撃を検出してから次に打撃を検出するまでの間に出力軸
   が回転する回転角を算出する打撃間回転角算出手段と、
   エネルギ算出手段の算出したエネルギを打撃間回転角算
   出手段の算出した回転角で除算して締付トルクを算出す
   る締付トルク算出手段と、締付トルク算出手段の算出し
   た締付トルクが規定値以上になると回転駆動部を停止さ
   せる制御手段とを備えて成ることを特徴とするインパク
   ト回転工具。
2. 【請求項２】回転駆動部は、駆動軸を回転させる駆動手
   段と、駆動軸の回転を所定の減速比でハンマに伝達する
   伝達機構とで構成され、駆動軸の回転角を検出する駆動
   軸回転角検出手段を設け、上記回転角検出手段は、駆動
   軸回転角検出手段の検出値から出力軸の回転角を検出し
   ており、打撃間回転角算出手段は、駆動軸回転角検出手
   段の検出値より打撃検出手段が前回打撃を検出してから
   次に打撃を検出するまでの間に回転した駆動軸の回転角
   を算出し、この回転角を伝達機構の減速比で除算した値
   から、出力軸が１回打撃される毎に発生するハンマと出
   力軸との回転角のずれを減算して、出力軸の回転角を算
   出することを特徴とする請求項１記載のインパクト回転
   工具。
3. 【請求項３】打撃間回転角算出手段の算出した回転角が
   所定のしきい値よりも小さくなってからハンマにより出
   力軸が打撃された回数を計数する打撃回数計数手段を設
   け、打撃間回転角算出手段の算出した回転角が所定のし
   きい値よりも小さくなると、締付トルク算出手段は、打
   撃回数計数手段の計数した打撃回数の平方根に、締め付
   ける部材に応じて決まる比例係数を乗算して締付トルク
   を算出することを特徴とする請求項１記載のインパクト
   回転工具。