JP3945112B2

JP3945112B2 - Impact rotary tool

Info

Publication number: JP3945112B2
Application number: JP2000028446A
Authority: JP
Inventors: 多津彦 ▲松▼本; 智弘細川; 昌幸天野; 稔吉田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: JP2001219382A

Description

【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ボルトやナット等のねじの締め付け作業や緩め作業を行うものである。このようなインパクト回転工具は、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、締めすぎて破損させてしまう場合があり、それを恐れた場合は内部に備えられたモータの回転を早めに停止していまい、締付トルクが不足することになる。上述のような締め付けすぎによる破損ならびに締付トルク不足を避けるために、従来のインパクト回転工具では予め所定のトルク設定を行うと共に、例えば図２１に示すように、モータ１を囲むハウジング１ａにマイク５ａを取り付け、ハンマによる打撃音を電気信号に変換し、マイク５ａに接続した処理回路１３により打撃音をカウントし、所定の回数に達するとモータを停止させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、締め付ける相手部材が軟質であれば打撃音が小さく、その打撃音をマイク５ａで検知できないといった問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、打撃を確実に検知することによって締付トルク精度を向上させたインパクト回転工具を提供する。
【０００５】
【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の発明は、モータで回転駆動されるハンマ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回転工具において、ハンマの打撃によって生じる互いに異なる複数種の変動を、それぞれ各種別に検知して検知信号を出力する複数の検知手段と、複数の検知手段の検知信号から各別に打撃を判別し、打撃検知信号を出力する処理回路と、複数の検知手段の少なくとも１つからの検知信号により打撃と判別されたとき、打撃回数をカウントし、打撃回数が所定の回数に達するとモータを停止させる制御手段とを備えたことを特徴とし、複数種であるから従来例のように１種類の検知手段と処理回路による打撃の誤検知を防止し、打撃を正確に検知して、締付トルク精度を向上させることができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、モータに電力を供給する電池を備え、複数の検知手段は、電池の両端電圧の変動を検知して検知信号を出力する電池電圧検知回路と、モータの回転数に略比例した振幅の検知信号を出力する周波数ジェネレータとであることを特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、モータに電力を供給する電池を備え、複数の検知手段は、電池の両端電圧の変動を検知して検知信号を出力する電池電圧検知回路と、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイクとであることを特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、複数の検知手段は、モータの回転数に略比例した振幅の検知信号を出力する周波数ジェネレータと、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイクであることを特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、モータに電力を供給する電池を備え、複数の検知手段は、モータの回転数に略比例した振幅の検知信号を出力する周波数ジェネレータと、電池の両端電圧の変動を検知して検知信号を出力する電池電圧検知回路と、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイクとであり、周波数ジェネレータからの検知信号と、マイク又は電池電力検知回路の少なくとも何れか一方からの検知信号とから処理回路で打撃を略同時に判別したときに、制御回路は打撃回数をカウントすることを特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１記載の発明において、スイッチング素子を備えてモータを駆動させる駆動回路と、駆動回路をＰＷＭ制御するＰＷＭ回路とを備え、複数の検知手段のうち少なくとも１つは、モータの回転数に略比例した周波数の検知信号を出力するパルスジェネレータであることを特徴とし、検知手段をパルスジェネレータとしたことによって、ＰＷＭ制御信号に起因する検知信号波形の歪の発生を防止し、打撃をさらに確実に検知し、締付トルク精度をさらに向上させることができる。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６記載の発明において、処理回路は、パルスジェネレータから出力される検知信号を、検知信号の周波数に略比例した電圧値に変換するコンバータ回路と、変換された電圧値を基準電圧値と比較して打撃を判別する比較回路とを備えたことを特徴とし、検知信号の周波数に略比例した電圧値を基準電圧値と比較することによって、打撃をさらに確実に検知し、締付トルク精度をさらに向上させることができる。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項２又は４又は５の何れかに記載の発明において、処理回路は、周波数ジェネレータから出力される検知信号のピーク値を検知するピークホールド回路と、検知信号のピーク値を基準電圧値と比較して打撃を判別する比較回路とを備えたことを特徴とし、検知信号のピーク値を基準電圧値と比較することによって、打撃をさらに確実に検知し、締付トルク精度をさらに向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態のインパクト回転工具は、図１に示すように、内部に備えた電池６と、電池６から供給される電力によってハンマを回転させるモータ１と、スイッチング素子たるＦＥＴを備えてモータ１への供給電力を可変しモータ１を駆動する駆動回路２と、駆動回路２をＰＷＭ制御するＰＷＭ回路３と、ＰＷＭ回路３にモータ１の回転数を制御する信号を出力する制御手段たるマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略す）４と、ハンマによる打撃によって生じる互いに異なっる複数種の変動を、それぞれ各種別に検知して打撃検知信号をマイコン４に出力する打撃検知回路５と、ＰＷＭ回路３及びマイコン４並びに打撃検知回路５のそれぞれに応じた電源を、電池６を電源として作成しそれぞれに供給する電源回路７とを備えている。
【００１４】
打撃検知回路５は、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイク５ａ、モータ１の回転数に略比例した振幅の検知信号を発生する周波数ジェネレータ５ｂ、電池６の両端電圧の変動を検出して検知信号を出力する電池電圧検知回路５ｃからなる３つの検知手段と、それぞれから出力される検知信号を各別に処理する検知ブロック５ｄとを備えている。
【００１５】
マイク５ａは、従来例に示すように、モータ１を囲むハウジング１ａに取り付けられ、マイク５ａから出力される検知信号は、検知ブロック５ｄ内部にあるマイク用の処理回路５ｄ１に入力される。処理回路５ｄ１は、検知信号の電圧値と基準電圧値とを比較し、検知信号の電圧値が基準電圧値よりも大きいとき、打撃があったと判断し、矩形波の打撃検知信号をマイコン４の入力端Ｐに出力するようにしている。
【００１６】
マイク用の処理回路５ｄ１は、図２に示すように、マイコン４の入力端Ｐに出力端子が接続され、マイコン４の出力端ＤＡの基準電圧が反転入力端子に印加されるコンパレータＣｏ１と、コンパレータＣｏ１の反転入力端子に一端を接続されるコンデンサＣ２と、コンパレータＣｏ１の非反転入力端子に接続されるコンデンサＣ１と、一端に動作電圧Ｖｄが印加される抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２の他端及びコンデンサＣ１の他端にソースが接続されるトランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ１のドレインに一端を接続され、他端をコンデンサＣ２に接続される抵抗３と、抵抗Ｒ３及びトランジスタＴｒ１のゲートに接続される抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２の直流電圧Ｖｄが印加される一端及びコンパレータＣｏ１の出力端子に接続される抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１の直列回路に並列接続されるダイオードＤ１並びに抵抗Ｒ４と、コンデンサＣ１及びトランジスタＴｒ１並びに抵抗Ｒ３の直列回路に並列接続されるダイオードＤｒ２並びに抵抗Ｒ５とから成り、マイク５ａはこのマイク用の処理回路５ｄ１の抵抗Ｒ１に並列接続される。
【００１７】
打撃音は、マイク５ａによって電圧信号に変換され、マイク用の処理回路５ｄ１のトランジスタＴｒ１を介して増幅されてコンパレータＣｏ１の非反転入力端に入力する。この非反転入力端に入力する電圧信号は、例えば図３に示すような波形を有し、約３０ｍ秒毎（約３３．３Ｈｚ）の打撃音によって時刻ｔ１〜ｔ７の各々の付近には、他の時刻ｔと比べて大きな振幅を示す波形が現れている。処理回路５ｄ１は、コンパレータＣｏ１で、上述の非反転入力端に入力された電圧信号をマイコン４の基準電圧と比較し、振幅Ｗより大きな電圧信号であれば打撃があったと判断し、矩形波の打撃検知信号をマイコン４の入力端Ｐに出力する。マイコン４は、時刻ｔ１〜ｔ７の各々の付近でハンマによる打撃があったとして打撃回数をカウントし処理することができる。
【００１８】
ところで、マイク５ａによる打撃音の検知では、時刻ｔ２，ｔ３付近での波形の振幅が振幅Ｗよりも小さいために、処理回路５ｄ１では打撃がなかったものとして誤って判断されることがある。このような誤った判断は、周波数ジェネレータ５ｂ及び電池電圧検知回路５ｃ並びに検知ブロック５ｄによって防ぐことができる。以下、周波数ジェネレータ及び電池電圧検知回路５ｃについて詳細に説明する。
【００１９】
周波数ジェネレータ５ｂは、図４に示すように、モータ１に設けられ、周波数ジェネレータ５ｂから出力されるモータ１の回転数に略比例した振幅の検知信号は、処理回路５ｄ内部にある周波数ジェネレータ用の処理回路５ｄ２に入力される。
【００２０】
周波数ジェネレータ用の処理回路５ｄ２は、図５に示すように、マイコン４の入力端Ｐに出力端子が接続されるコンパレータＣｏ２と、コンパレータＣｏ２の反転入力端子に接続されるコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ７の直列回路と、コンパレータＣｏ２の非反転入力端子に接続される抵抗Ｒ８，Ｒ９の直列回路と、コンパレータＣｏの出力端子および反転入力端子に接続される抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の直列回路と、コンパレータＣｏの出力端子および非反転入力端子に接続される抵抗Ｒ１２と、抵抗Ｒ９の抵抗Ｒ８が接続されていない一端およびコンパレータＣｏの反転入力端子に接続される抵抗Ｒ１３及びダイオードＤ３並びにコンデンサＣ４と、抵抗Ｒ１１に並列接続されるダイオードＤ４と、抵抗Ｒ８，Ｒ９の接続点および抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点に接続される抵抗Ｒ１４とから成る。そして周波数ジェネレータ５ｄは、抵抗Ｒ７のコンデンサＣ３に接続されていない一端と抵抗Ｒ９，Ｒ１３の接続点とに接続される。
【００２１】
この処理回路５ｄ２は、図６（ａ）に示すように、振幅Ｖｔ以上の検知信号が周波数ジェネレータ５ｄから入力されると、ハンマによる打撃があったと判断し、図６（ｂ）に示すように、コンパレータＣｏ２の出力端子からマイコン４の入力端Ｐに矩形波の打撃検知信号を出力する。
【００２２】
電池電圧検知回路５ｃは、図７に示すうに、電池６の両端に接続され、電池６の両端電圧Ｖを常時計測する。
【００２３】
例えば図８に示すように、電池電圧検知回路５ｃから出力される検知信号の波形は、時刻ｔ８〜ｔ９付近でハンマが略周期的に打撃しているとき、電池６の両端電圧Ｖの値は略周期的に急激に大きくなる。このような急激に立上がるパルス波形は、ハンマの打撃によって生じるものである。
【００２４】
検知ブロック５ｄは、例えばマイク用の処理回路５ｄ１と同様の電池電圧検知回路用の処理回路を備え、この処理回路に設定された振幅より大きな振幅を有する検知信号が入力されると、矩形波の打撃検知信号をマイコン４の入力端Ｐに出力する。
【００２５】
上述のように、マイコン４の入力端Ｐには、検知ブロック５ｄに備えられたマイク用の処理回路５ｄ１及び周波数ジェネレータ用の処理回路５ｄ２ならびに電池電圧検知回路用の処理回路の夫々でハンマによる打撃があったと判断されて出力される矩形波の検知信号が入力されるようにしている。マイコン４は、周波数ジェネレータ用の処理回路５ｄ２又はマイク用の処理回路５ｄ１又は電池電圧検知回路用の処理回路の何れかの検知信号が入力されたとき、ハンマによる打撃があったものと判断し、打撃回数をカウントする。そして、マイコン４は、一定時間内の打撃回数の変化を算出し、打撃回数の変化が所定値よりも大きいとき、ＰＷＭ回路３にモータ１の回転数を制御する信号を出力する。
【００２６】
本実施形態では、互いに異なる３つの検知手段と夫々に対応した処理回路を備えて、そのうちの少なくとも１つの検知信号によって打撃を判別するようにしたことによって、打撃検知を正確にしてトルク管理することができ、締付トルク精度を向上させることができる。
【００２７】
ところで、周波数ジェネレータ用の処理回路５ｄ２からの検知信号と、マイク用の処理回路５ｄ１又は電池電圧検知回路用の処理回路の何れか一方からの検知信号とが、略同時にマイコン４に入力したとき、総合的にハンマによる打撃があったものと判断し、打撃回数をカウントしても良い。
【００２８】
さらに、マイク５ａ，周波数ジェネレータ５ｂ，電池電圧検知回路５ｃの何れか２つと、夫々の検知手段に対応する処理回路とを備えて、マイコン４は、何れか一方の処理回路から打撃検知信号がマイコン４に出力されたとき、ハンマによる打撃があったとして判断し、打撃回数をカウントするようにしても良い。また、電池電圧検知回路５ｃの代わりに、電池６からモータ１に流す電流値の変動を検知して検知信号を出力する電流検出回路を備えても良い。
【００２９】
なお、マイク５ａの取付作業は取付精度を要求されるため、本工具の製造が困難となり、さらに取り付けられたマイク５ａは、モータ１の回転機構の潤滑油や粉塵の影響を受けてしまう。そこでマイク５ａを用いずに、周波数ジェネレータ５ｂと電池電圧検知回路５ｃを用いたときには、本工具を容易に製造することができるとともに、潤滑油や粉塵の影響を受けない場所に設置することができる。（実施形態２）
本実施形態は、周波数ジェネレータ用の処理回路５ｄ２に特徴があり、それ以外の構成は実施形態１と共通するので、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の処理回路５ｄ２は、図９に示すように、周波数ジェネレータ５ｂから出力される検知信号の電圧のピーク値を保持するピークホールド回路５ｅと、ピークホールド回路５ｅによって保持されたピーク値を基準電圧値と比較し、ピーク値が基準電圧値より小さいとき、矩形波の打撃検知信号を出力する比較回路５ｆとを備えている。
【００３１】
ピークホールド回路５ｅは、図１０に示すように、周波数ジェネレータ５ｂからの検知信号が入力される入力端Ｉ１にアノードが接続されるダイオードＤ５と、ダイオードＤ５のカソードに非反転入力端子が接続されるオペアンプＡ１と、入力端Ｉ１及びオペアンプＡ１の出力端子に接続されるダイオードＤ６及び抵抗Ｒ１５の直列回路と、ダイオードＤ５及びオペアンプＡ１の接続点に一端が接続され、他端側が接地されたコンデンサＣ４ならびに抵抗Ｒ１６及びスイッチＳＷの直列回路とから成る。なお、ダイオードＤ６及び抵抗Ｒ１５の直列回路により、ダイオードＤ５の逆方向のリーク電流を減少させ、オペアンプＡ１の出力応答時間の改善を図っている。
【００３２】
比較回路５ｆは、オペアンプＡ１の出力端子に反転入力端子が接続されるコンパレータＣｏ３と、コンパレータＣｏ３の非反転入力端子に正極が接続され、負極を接地した基準電源Ｅ１とを備えている。
【００３３】
このような処理回路５ｄ２では、周波数ジェネレータ５ｂのモータ１の回転速度に応じて出力される検知信号の波形の振幅が常に変化することを利用している。例えば、予めピークホールド回路５のスイッチＳＷをオフにしておき、図１１に示すような波形の検知信号が周波数ジェネレータ５ｂから出力され入力端Ｉ１に入力されると、ピークホールド回路５は、時刻ｔ１０付近でピークとなる電圧値Ｖｐ１に応じた電荷を保持し、電圧値Ｖｐ１に応じた電圧信号を比較回路５ｆのコンパレータＣｏ３に出力する。そして、ピークホールド回路５のスイッチＳＷは、マイコン４の制御によってオンされ、ピークホールド回路５が保持していた電荷をリセットし、その後再びオフされる。このように、スイッチＳＷは定期的にオン／オフされて、ピークホールド回路５で保持している電荷を引き抜くようにしているので、次に時刻ｔ１１付近でピークとなる電圧値Ｖｐ２を有する検知信号が入力されても、同様の動作を繰り返す。
【００３４】
コンパレータＣｏ３は、オペアンプＡ１の出力端子から出力される電圧値Ｖｐ１，Ｖｐ２に対応する電圧信号を入力し、電圧信号の電圧値を基準電源Ｅ１の基準電圧値と比較し、基準電圧値よりも小さいとき、矩形波の打撃検知信号を出力端Ｏ１から出力するようにしている。このように基準電圧値と比較して打撃を判別することにより、打撃検知をさらに正確にして、締付トルク精度をさらに向上させることができる。
（実施形態３）
本実施形態は、周波数ジェネレータ５ｂと処理回路５ｄ２の代わりに、光学的エンコーダであるパルスジェネレータ８とパルスジェネレータ用の処理回路８ａを用いた点に特徴があり、それ以外の構成は実施形態１と共通するので、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
パルスジェネレータ８は、図１２及び図１３に示すように、略中央部に形成された貫通穴１１にモータ１の回転軸１ｂを通して取り付けられ、略等間隔に配置される複数のスリット１２が周部に形成された略円盤状の検出盤８ｂと、検出盤８ｂのスリット１２が形成された部位を挟むように配置されたフォトインタラプタ８ｃとを備えている。
【００３６】
フォトインタラプタ８ｃは、図１４に示すように、互いに略対向して配置された発光ダイオードＤ７とフォトトランジスタＴｒ２とを備えて、フォトトランジスタＴｒ２は、発光ダイオードＤ７からの光を受光したとき、コレクタ−エミッタ間を導通させる。
【００３７】
処理回路８ａは、マイコン４の入力端Ｐに出力端子が接続されるコンパレータＣｏ４と、コンパレータＣｏ４の反転入力端子及びフォトトランジスタＴｒ２のコレクタに接続される抵抗Ｒ１７と、コンパレータＣｏ４の非反転入力端子及びフォトトランジスタＴｒ２のコレクタに接続される抵抗Ｒ１８、Ｒ１９，Ｒ２０の直列回路と、コンパレータＣｏ４の出力端子及びフォトトランジスタＴｒ２のコレクタに接続される抵抗Ｒ２１と、フォトトランジスタＴｒ２及び抵抗Ｒ１７の直列回路に並列接続されるダイオードＤ８と、抵抗Ｒ１７，Ｒ２０の直列回路に並列接続されるダイオードＤ９と、抵抗Ｒ１８，Ｒ１９の接続点及びフォトトランジスタＴｒ２のコレクタに接続される抵抗Ｒ２２と、抵抗Ｒ１９，Ｒ２０の接続点及び発光ダイオードＤ７のカソードに接続される抵抗Ｒ２３とを備えて、発光ダイオードＤ７のアノードはフォトトランジスタＴｒ２のコレクタに接続される。
【００３８】
上述のようなパルスジェネレータ８と処理回路８ａを用いることにより、モータ１の回転軸１ｂの回転とともに検出盤８ｂが回転し、検出盤８ｂのスリット１２がフォトトランジスタＴｒ２に略対向したとき、発光ダイオードＤ７から発する光は、スリット１２を通ってフォトトランジスタＴｒ２に受光される。このとき、フォトトランジスタＴｒ２のコレクタ−エミッタ間が導通し、回転軸１ｂが略一定の速度で回転している場合、コンパレータＣｏ４の出力端子からは、図１５に示すような、略一定周期の矩形波の検知信号が出力される。
【００３９】
例えば、図１６（ａ）に示すように打撃がない場合、回転軸１ｂは、フル・スロットル（ＰＷＭ制御なしの状態）のとき約１８０００ｒｐｍの回転数で回転し、矩形波間の時間差ｔｗ１は約１７０〜１９５μ秒となる。一方、図１６（ｂ）に示すように打撃がある場合、回転軸１ｂは、フル・スロットルのとき約１１０００ｒｐｍの回転数で回転し、矩形波間の時間差ｔｗ２は約２９０〜３４０μ秒となる。なお、図１６（ａ），（ｂ）のそれぞれの波形のＤｕｔｙ比は、例えば約３６〜３８％としている。このように、打撃があった場合と無かった場合とで、矩形波間の時間差ｔｗ１，ｔｗ２が異なって、一定時間内に出力される矩形波の数が異なる。マイコン４は、この一定時間内の矩形波をカウントすることによって、カウント数が少なければ打撃があったと検知することができる。
【００４０】
ところで、ＰＷＭ回路３からは、駆動回路２のＦＥＴを任意のオンデューティでオン／オフするＰＷＭ制御信号が出力される。実施形態１及び２では、例えば図１７（ｂ）に示すように、時刻ｔ１２〜ｔ１３付近の間と、時刻ｔ１４〜ｔ１５付近の間にＰＷＭ制御信号が出力されたとき、図１７（ａ）に示すように、周波数ジェネレータ５ｂから出力される検知信号の波形には歪が発生してしまう。
【００４１】
一方、本実施形態では、パルスジェネレータ８から出力される検知信号のＰＷＭ制御信号による歪は抑えられ、打撃検知をさらに正確にして締付トルク制度を向上させることができる。
（実施形態４）
本実施形態では、パルスジェネレータ用の処理回路８ａに特徴があり、それ以外の構成は実施形態３と共通するので、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の処理回路８ａは、図１８に示すように、パルスジェネレータ８から出力される検知信号を入力し、この検知信号の周波数を電圧値に変換するＦ／Ｖコンバータ回路８ａ１と、必要な周波数帯域のみを取り出すバンドパスフィルタ回路８ａ２と、バンドパスフィルタ回路８ａ２から出力される電圧信号の電圧値を基準電圧値と比較し、基準電圧値よりも小さいとき、矩形波の打撃検知信号を出力する比較回路８ａ３とを備えている。
【００４３】
Ｆ／Ｖコンバータ回路８ａ１は、図１９に示すように、オペアンプＡ２と、パルスジェネレータ８からの信号を入力する入力端Ｉ２及びオペアンプＡ２の反転入力端子に接続される抵抗２４及びコンデンサＣ６並びにダイオードＤ１０の直列回路と、オペアンプＡ２の反転入力端子と出力端子に接続される抵抗Ｒ２５並びにコンデンサＣ７と、コンデンサＣ６及びダイオードＤ１０の接続点にアノードが接続され、カソードが接地されたダイオードＤ１１とからなり、オペアンプＡ２の非反転入力端子は接地されている。このＦ／Ｖコンバータ回路８ａ１の入力端Ｉ２には、図２０に示すように、パルスジェネレータ８から出力される電圧値Ｖｓの検知信号が入力される。この検知信号のパルスは積分され、コンデンサＣ７に、コンデンサＣ６の容量値Ｃ６ｎと電圧値Ｖｓとを乗算した電荷Ｑが蓄積される。その結果、検知信号の周波数に略比例した電圧値を有する電圧信号がオペアンプＡ１の出力端子から出力される。
【００４４】
バンドパスフィルタ回路８ａ２は、オペアンプＡ３と、Ｆ／Ｖコンバータ回路８ａ１のオペアンプＡ２の出力端子及びオペアンプＡ３の非反転入力端子に接続される抵抗Ｒ２６及びコンデンサＣ８の直列回路と、抵抗Ｒ２６及びコンデンサＣ８の接続点に一端が接続され、他端がオペアンプＡ３の出力端子に接続された抵抗Ｒ２７と、コンデンサＣ８及びオペアンプＡ３の非反転入力端子の接続点に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサＣ９並びに抵抗２８とから成り、オペアンプＡ３の反転入力端子は出力端子に接続されている。
【００４５】
このバンドパスフィルタ回路８ａ２は、オペアンプＡ３及びコンデンサＣ８，Ｃ９並びに抵抗Ｒ２６，Ｒ２７，Ｒ２８を用いることにより、反転増幅器による多重帰還タイプに構成され、中心周波数並びにバンド幅を設定することにより、Ｆ／Ｖコンバータ回路８ａ１から出力される電圧信号の必要とする周波数帯域の電圧信号をオペアンプＡ３の出力端子から出力させることができる。例えば、マイク用の処理回路５ｄ１から出力される打撃音の周波数から、中心周波数を約３３．３Ｈｚ、バンド幅を約２０〜５０Ｈｚとして、その間の周波数の電圧信号を出力させることにより、打撃検知をより正確に検知することができる。また、ＰＷＭ回路３から出力されるＰＷＭ制御信号の影響を受けない周波数帯域の電圧信号を出力させたときには、打撃検知をさらに正確にして、締付トルク精度を向上させることができる。
【００４６】
比較回路８ａ３は、バンドパスフィルタ回路８ａ２のオペアンプＡ３の出力端子を反転入力端子に接続するコンパレータＣｏ５と、コンパレータＣｏ５の非反転入力端子に正極を接続し、負極を接地する基準電源Ｅ２とから成る。バンドパスフィルタ回路８ａを通して出力された電圧信号の電圧値は、コンパレータＣｏ５により基準電源Ｅ２の基準電圧値と比較され、基準電圧値より小さいとき、打撃があったとして判断し、矩形波の電圧信号をマイコン４の入力端Ｐに出力する。
【００４７】
ところで、パルスジェネレータ８の代わりに、周波数ジェネレータ５ｂを用いても良い。さらに、電池電圧検知回路用の処理回路に、バンドパスフィルタ回路８ａ２を備えても良い。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、モータで回転駆動されるハンマ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回転工具において、ハンマの打撃によって生じる互いに異なる複数種の変動を、それぞれ各種別に検知して検知信号を出力する複数の検知手段と、複数の検知手段の検知信号から各別に打撃を判別し、打撃検知信号を出力する処理回路と、複数の検知手段の少なくとも１つからの検知信号により打撃と判別されたとき、打撃回数をカウントし、打撃回数が所定の回数に達するとモータを停止させる制御手段とを備えたので、複数種であるから従来例のように１種類の検知手段と処理回路による打撃の誤検知を防止し、打撃を正確に検知して、締付トルク精度を向上させることができるという効果がある。
【００４９】
請求項２の発明は、モータに電力を供給する電池を備え、複数の検知手段は、電池の両端電圧の変動を検知して検知信号を出力する電池電圧検知回路と、モータの回転数に略比例した振幅の検知信号を出力する周波数ジェネレータとであるので、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００５０】
請求項３の発明は、モータに電力を供給する電池を備え、複数の検知手段は、電池の両端電圧の変動を検知して検知信号を出力する電池電圧検知回路と、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイクとであるので、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００５１】
請求項４の発明は、複数の検知手段は、モータの回転数に略比例した振幅の検知信号を出力する周波数ジェネレータと、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイクであることを特徴とし、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００５２】
請求項５の発明は、モータに電力を供給する電池を備え、複数の検知手段は、モータの回転数に略比例した振幅の検知信号を出力する周波数ジェネレータと、電池の両端電圧の変動を検知して検知信号を出力する電池電圧検知回路と、ハンマによる打撃音を検知して検知信号を出力するマイクとであり、周波数ジェネレータからの検知信号と、マイク又は電池電力検知回路の少なくとも何れか一方からの検知信号とから処理回路で打撃を略同時に判別したときに、制御回路は打撃回数をカウントするので、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００５３】
請求項６の発明は、スイッチング素子を備えてモータを駆動させる駆動回路と、駆動回路をＰＷＭ制御するＰＷＭ回路とを備え、複数の検知手段のうち少なくとも１つは、モータの回転数に略比例した周波数の検知信号を出力するパルスジェネレータであるので、ＰＷＭ制御信号に起因する検知信号波形の歪の発生を防止し、打撃をさらに確実に検知し、締付トルク精度をさらに向上させることができるという効果がある。
【００５４】
請求項７の発明は、処理回路は、パルスジェネレータから出力される検知信号を、検知信号の周波数に略比例した電圧値に変換するコンバータ回路と、変換された電圧値を基準電圧値と比較して打撃を判別する比較回路とを備えたので、検知信号の周波数に略比例した電圧値を基準電圧値と比較することによって、打撃をさらに確実に検知し、締付トルク精度をさらに向上させることができるという効果がある。
【００５５】
請求項８の発明は、処理回路は、周波数ジェネレータから出力される検知信号のピーク値を検知するピークホールド回路と、検知信号のピーク値を基準電圧値と比較して打撃を判別する比較回路とを備えたので、検知信号のピーク値を基準電圧値と比較することによって、打撃をさらに確実に検知し、締付トルク精度をさらに向上させ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を示すブロック図である。
【図２】同上のマイク用の処理回路を示す回路図である。
【図３】同上のマイク用の処理回路内部の電圧信号を示す波形図である。
【図４】同上のモータと周波数ジェネレータ用の処理回路とを示す構成図である。
【図５】同上の周波数ジェネレータ用の処理回路を示す回路図である。
【図６】同上の周波数ジェネレータ用の処理回路を示す（ａ）は検知信号の波形図、（ｂ）は打撃検知信号の波形図である。
【図７】同上の電池と電池電圧検知回路とを示すブロック図である。
【図８】同上の電池電圧検知回路から出力される検知信号を示す波形図である。
【図９】実施形態２の周波数ジェネレータ用の処理回路を示すブロック図である。
【図１０】同上の周波数ジェネレータ用の処理回路を示す回路図である。
【図１１】同上の周波数ジェネレータ用の処理回路に入力される検知信号を示す波形図である。
【図１２】実施形態３を示すモータとパルスジェネレータの構成図である。
【図１３】同上の検出盤を示す正面図である。
【図１４】同上のパルスジェネレータ用の処理回路を示す回路図である。
【図１５】同上のパルスジェネレータ用の処理回路から出力される打撃検知信号を示す波形図である。
【図１６】同上のパルスジェネレータ用の処理回路から出力される他の打撃検知信号を示す波形図である。
【図１７】（ａ）は実施形態１又は２の周波数ジェネレータから出力される検知信号を示す波形図、（ｂ）は実施形態１又は２のＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭ制御信号を示す波形図である。
【図１８】実施形態４のパルスジェネレータ用の処理回路を示すブロック図である。
【図１９】同上のパルスジェネレータ用の処理回路を示す回路図である。
【図２０】同上のＦ／Ｖコンバータ回路に入力される検知信号を示す波形図である。
【図２１】従来例のマイク取付例を示す構成図である。
【符号の説明】
１モータ
２駆動回路
３ＰＷＭ回路
４マイコン
５打撃検知回路
５ａマイク
５ｂ周波数ジェネレータ
５ｃ電池電圧検知回路
５ｄ検知ブロック
６電池
７電源回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an impact rotary tool such as an impact wrench and an impact driver used for tightening and loosening screws such as bolts and nuts.
[0002]
[Prior art]
The impact rotating tool performs a tightening operation or a loosening operation of a screw such as a bolt or a nut by rotating the output shaft by applying a hammering impact by a rotationally driven hammer to the output shaft. Such impact rotary tools can obtain higher tightening torque than rotary tools that directly rotate the output shaft with motor deceleration output, but on the other hand, when tightening small diameter bolts and nuts, If it is feared, the rotation of the motor provided inside may be stopped early, resulting in insufficient tightening torque. In order to avoid the above-described damage due to excessive tightening and insufficient tightening torque, the conventional impact rotary tool performs a predetermined torque setting in advance, and, for example, as shown in FIG. The hammering sound is converted into an electrical signal, the striking sound is counted by the processing circuit 13 connected to the microphone 5a, and the motor is stopped when a predetermined number of times is reached.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, if the mating member is soft, the hitting sound is low, and the hitting sound cannot be detected by the microphone 5a..
[0004]
The present invention aims to solve the above-described problems, and provides an impact rotary tool with improved tightening torque accuracy by reliably detecting a hit.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an impact rotary tool that applies a rotational force to an output shaft by striking an output shaft by a hammer that is rotationally driven by a motor. A plurality of detection means for detecting each variation and outputting a detection signal; a processing circuit for determining a hit separately from the detection signals of the plurality of detection means; and outputting a hit detection signal; and a plurality of detection means When it is determined that an impact has occurred from at least one detection signal, the number of impacts is counted,StrikeNumber of shotsStops the motor when reaches the specified number of timesSince there are multiple types of control means, there are multiple types, so as in the conventional example, one type of detection means and processing circuit prevent false detection of hitting, accurately detecting hitting, and tightening torque accuracy Can be improved.
[0006]
According to a second aspect of the invention, there is provided the battery voltage detecting circuit according to the first aspect of the invention, comprising a battery for supplying electric power to the motor, wherein the plurality of detecting means detect a change in the voltage across the battery and output a detection signal. The frequency generator outputs a detection signal having an amplitude substantially proportional to the rotational speed of the motor, and has the same effect as that of the first aspect of the invention.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the battery includes a battery that supplies electric power to the motor, and the plurality of detection means include a battery voltage detection circuit that detects a change in the voltage across the battery and outputs a detection signal. A microphone that detects a hammering sound by a hammer and outputs a detection signal has the same effect as that of the first aspect of the invention.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of detecting means detect a striking sound by a hammer by a frequency generator that outputs a detection signal having an amplitude that is substantially proportional to the rotational speed of the motor. The output microphone is the same as the first aspect of the invention.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the battery includes a battery that supplies electric power to the motor, and the plurality of detection means output a detection signal having an amplitude substantially proportional to the rotational speed of the motor, and the battery A battery voltage detection circuit that detects a change in voltage at both ends of the battery and outputs a detection signal; and a microphone that detects a hammering sound and outputs a detection signal. The detection signal from the frequency generator and the microphone or battery power The control circuit counts the number of strikes when the processing circuit determines the strike almost simultaneously from the detection signal from at least one of the detection circuits, and has the same effect as that of the first aspect of the invention.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the driving circuit includes a driving circuit that includes a switching element to drive the motor, and a PWM circuit that performs PWM control of the driving circuit, and at least one of the plurality of detection units is This is a pulse generator that outputs a detection signal having a frequency approximately proportional to the number of rotations of the motor, and the detection means is a pulse generator, thereby preventing distortion of the detection signal waveform caused by the PWM control signal. In addition, the impact can be detected more reliably, and the tightening torque accuracy can be further improved.
[0011]
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the processing circuit converts the detection signal output from the pulse generator into a voltage value substantially proportional to the frequency of the detection signal, and the converted voltage. Comparing the value with the reference voltage value to determine the impact, it is equipped with a comparison circuit. By comparing the voltage value approximately proportional to the frequency of the detection signal with the reference voltage value, the impact is detected more reliably. In addition, the tightening torque accuracy can be further improved.
[0012]
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second, fourth, and fifth aspects, the processing circuit includes a peak hold circuit that detects a peak value of the detection signal output from the frequency generator, and a peak of the detection signal. Comparing a value with a reference voltage value to determine the impact, it is equipped with a comparison circuit. By comparing the peak value of the detection signal with the reference voltage value, the impact is detected more reliably, and the tightening torque The accuracy can be further improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the impact rotating tool of the present embodiment includes a battery 6 provided therein, a motor 1 that rotates a hammer by electric power supplied from the battery 6, and an FET that is a switching element. A drive circuit 2 for driving the motor 1 by varying the power supplied thereto, a PWM circuit 3 for performing PWM control on the drive circuit 2, and a microcomputer as control means for outputting a signal for controlling the rotation speed of the motor 1 to the PWM circuit 3 ( (Hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 4, an impact detection circuit 5 for detecting various types of different variations caused by hammering, and outputting an impact detection signal to the microcomputer 4, a PWM circuit 3, and a microcomputer 4 and the impact detection circuit 5 are provided with a power supply circuit 7 that generates and supplies the battery 6 with the battery 6 as a power supply.
[0014]
The hit detection circuit 5 detects a hitting sound by a hammer and outputs a detection signal, a frequency generator 5b that generates a detection signal having an amplitude substantially proportional to the rotation speed of the motor 1, and fluctuations in the voltage across the battery 6. Three detection means including a battery voltage detection circuit 5c that detects and outputs a detection signal, and a detection block 5d that processes the detection signal output from each of the detection means 5d.
[0015]
As shown in the conventional example, the microphone 5a is attached to a housing 1a surrounding the motor 1, and a detection signal output from the microphone 5a is input to a microphone processing circuit 5d1 inside the detection block 5d. The processing circuit 5d1 compares the voltage value of the detection signal with the reference voltage value, and determines that there has been an impact when the voltage value of the detection signal is greater than the reference voltage value. The data is output to the input terminal P.
[0016]
As shown in FIG. 2, the microphone processing circuit 5d1 has a comparator Co1 in which an output terminal is connected to the input terminal P of the microcomputer 4, and a reference voltage of the output terminal DA of the microcomputer 4 is applied to the inverting input terminal. A capacitor C2 having one end connected to the inverting input terminal of Co1, a capacitor C1 connected to the non-inverting input terminal of the comparator Co1, a resistor R2 to which the operating voltage Vd is applied to one end, the other end of the resistor R2, and a capacitor The transistor Tr1 whose source is connected to the other end of C1, one end connected to the drain of the transistor Tr1, the other end connected to the capacitor C2, and the resistor R1 connected to the resistor R3 and the gate of the transistor Tr1 A resistor R6 connected to one end to which the DC voltage Vd of the resistor R2 is applied and an output terminal of the comparator Co1, The anti-R2 and the diode D1 and the resistor R4 connected in parallel to the series circuit of the capacitor C1, and the diode Dr2 and the resistor R5 connected in parallel to the series circuit of the capacitor C1, the transistor Tr1, and the resistor R3. Is connected in parallel to the resistor R1 of the processing circuit 5d1.
[0017]
The hitting sound is converted into a voltage signal by the microphone 5a, amplified through the transistor Tr1 of the microphone processing circuit 5d1, and input to the non-inverting input terminal of the comparator Co1. The voltage signal input to this non-inverting input terminal has a waveform as shown in FIG. 3, for example, and there are other waveforms in the vicinity of each of the times t1 to t7 by an impact sound of about 30 milliseconds (about 33.3 Hz). A waveform showing a larger amplitude than that at time t appears. The processing circuit 5d1 compares the voltage signal input to the non-inverting input terminal with the reference voltage of the microcomputer 4 by the comparator Co1, and determines that there is an impact if the voltage signal is larger than the amplitude W. A hit detection signal is output to the input terminal P of the microcomputer 4. The microcomputer 4 can count and process the number of hits on the assumption that there is a hit with a hammer near each of the times t1 to t7.
[0018]
By the way, in the detection of the impact sound by the microphone 5a, since the amplitude of the waveform near the times t2 and t3 is smaller than the amplitude W, the processing circuit 5d1 may erroneously determine that there is no impact. Such erroneous determination can be prevented by the frequency generator 5b, the battery voltage detection circuit 5c, and the detection block 5d. Hereinafter, the frequency generator and the battery voltage detection circuit 5c will be described in detail.
[0019]
As shown in FIG. 4, the frequency generator 5b is provided in the motor 1, and the detection signal with an amplitude substantially proportional to the rotation speed of the motor 1 output from the frequency generator 5b is for the frequency generator inside the processing circuit 5d. It is input to the processing circuit 5d2.
[0020]
As shown in FIG. 5, the processing circuit 5d2 for the frequency generator includes a comparator Co2 whose output terminal is connected to the input terminal P of the microcomputer 4, a capacitor C3 connected to the inverting input terminal of the comparator Co2, and a resistor R7. Circuit, a series circuit of resistors R8 and R9 connected to the non-inverting input terminal of the comparator Co2, a series circuit of resistors R10 and R11 connected to the output terminal and the inverting input terminal of the comparator Co, and an output terminal of the comparator Co The resistor R12 connected to the non-inverting input terminal, one end of the resistor R9 not connected to the resistor R8, the resistor R13 and the diode D3 connected to the inverting input terminal of the comparator Co, the capacitor C4, and the resistor R11 are connected in parallel. And a connection point between the diode D4 and the resistors R8, R9 and the resistors R10, R A resistor R14 Metropolitan connected to one of the connection points. The frequency generator 5d is connected to one end of the resistor R7 not connected to the capacitor C3 and a connection point of the resistors R9 and R13.
[0021]
As shown in FIG. 6A, the processing circuit 5d2 determines that there is a hammer hit when a detection signal having an amplitude Vt or more is input from the frequency generator 5d, as shown in FIG. 6B. The rectangular wave hit detection signal is output from the output terminal of the comparator Co2 to the input terminal P of the microcomputer 4.
[0022]
As shown in FIG. 7, the battery voltage detection circuit 5 c is connected to both ends of the battery 6 and constantly measures the voltage V across the battery 6.
[0023]
For example, as shown in FIG. 8, the waveform of the detection signal output from the battery voltage detection circuit 5 c indicates that the voltage V across the battery 6 is approximately equal to the value of the voltage V across the battery 6 when the hammer strikes approximately periodically between times t8 and t9. It grows sharply almost periodically. Such a rapidly rising pulse waveform is generated by hammering.
[0024]
The detection block 5d includes, for example, a battery voltage detection circuit processing circuit similar to the microphone processing circuit 5d1, and when a detection signal having an amplitude larger than the amplitude set in the processing circuit is input, A hit detection signal is output to the input terminal P of the microcomputer 4.
[0025]
As described above, at the input terminal P of the microcomputer 4, the microphone processing circuit 5 d 1, the frequency generator processing circuit 5 d 2 and the battery voltage detection circuit processing circuit provided in the detection block 5 d are blown by a hammer. A detection signal of a rectangular wave that is determined to have been output is input. The microcomputer 4 determines that the hammer is hit when the detection signal of either the frequency generator processing circuit 5d2, the microphone processing circuit 5d1, or the battery voltage detection circuit processing circuit is input. Count the number of hits. The microcomputer 4 calculates a change in the number of hits within a predetermined time, and outputs a signal for controlling the rotation speed of the motor 1 to the PWM circuit 3 when the change in the number of hits is larger than a predetermined value.
[0026]
In the present embodiment, three different detection means and processing circuits corresponding to each of the detection means are provided, and the hit is detected based on at least one of the detection signals, thereby accurately detecting the hit and managing the torque. And tightening torque accuracy can be improved.
[0027]
By the way, when the detection signal from the processing circuit 5d2 for the frequency generator and the detection signal from either the processing circuit 5d1 for the microphone or the processing circuit for the battery voltage detection circuit are input to the microcomputer 4 almost simultaneously, In general, it may be determined that hammering hits and the number of hits may be counted.
[0028]
Furthermore, the microcomputer 4 is provided with any two of the microphone 5a, the frequency generator 5b, and the battery voltage detection circuit 5c, and a processing circuit corresponding to each detection means. The microcomputer 4 receives a hit detection signal from any one of the processing circuits. When output to 4, it may be determined that there has been a hammer hit and the number of hits may be counted. Moreover, you may provide the electric current detection circuit which detects the fluctuation | variation of the electric current value sent from the battery 6 to the motor 1, and outputs a detection signal instead of the battery voltage detection circuit 5c.
[0029]
In addition, since the attachment operation | work of the microphone 5a requires attachment accuracy, manufacture of this tool becomes difficult, and also the attached microphone 5a will receive to the influence of the lubricating oil of the rotation mechanism of the motor 1, and dust. Therefore, when the frequency generator 5b and the battery voltage detection circuit 5c are used without using the microphone 5a, the tool can be easily manufactured and installed in a place not affected by the lubricating oil or dust. . (Embodiment 2)
The present embodiment is characterized by the processing circuit 5d2 for the frequency generator, and the other configuration is common to the first embodiment. Therefore, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0030]
As shown in FIG. 9, the processing circuit 5d2 of the present embodiment includes a peak hold circuit 5e that holds the peak value of the voltage of the detection signal output from the frequency generator 5b, and the peak value held by the peak hold circuit 5e. A comparison circuit 5f is provided for outputting a rectangular wave impact detection signal when the peak value is smaller than the reference voltage value compared with the reference voltage value.
[0031]
As shown in FIG. 10, the peak hold circuit 5e has a diode D5 whose anode is connected to the input terminal I1 to which the detection signal from the frequency generator 5b is input, and a non-inverting input terminal connected to the cathode of the diode D5. An operational amplifier A1, a series circuit of a diode D6 and a resistor R15 connected to the input terminal I1 and the output terminal of the operational amplifier A1, a capacitor C4 having one end connected to the connection point of the diode D5 and the operational amplifier A1, and the other end grounded, and It consists of a series circuit of a resistor R16 and a switch SW. Note that a series circuit of the diode D6 and the resistor R15 reduces the reverse leakage current of the diode D5, thereby improving the output response time of the operational amplifier A1.
[0032]
The comparison circuit 5f includes a comparator Co3 whose inverting input terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier A1, and a reference power supply E1 whose positive electrode is connected to the non-inverting input terminal of the comparator Co3 and whose negative electrode is grounded.
[0033]
Such a processing circuit 5d2 utilizes the fact that the amplitude of the waveform of the detection signal output according to the rotational speed of the motor 1 of the frequency generator 5b constantly changes. For example, when the switch SW of the peak hold circuit 5 is turned off in advance and a detection signal having a waveform as shown in FIG. 11 is output from the frequency generator 5b and input to the input terminal I1, the peak hold circuit 5 The electric charge corresponding to the voltage value Vp1 peaking in the vicinity is held, and a voltage signal corresponding to the voltage value Vp1 is output to the comparator Co3 of the comparison circuit 5f. The switch SW of the peak hold circuit 5 is turned on under the control of the microcomputer 4 to reset the charge held by the peak hold circuit 5 and then turned off again. In this way, the switch SW is periodically turned on / off so as to draw out the electric charge held by the peak hold circuit 5, so that the detection signal having the voltage value Vp2 that peaks next around time t11. Even if is input, the same operation is repeated.
[0034]
The comparator Co3 inputs voltage signals corresponding to the voltage values Vp1 and Vp2 output from the output terminal of the operational amplifier A1, compares the voltage value of the voltage signal with the reference voltage value of the reference power supply E1, and is smaller than the reference voltage value. At this time, a rectangular wave impact detection signal is output from the output terminal O1. Thus, by comparing the reference voltage value and determining the impact, the impact detection can be made more accurate and the tightening torque accuracy can be further improved.
(Embodiment 3)
The present embodiment is characterized in that, instead of the frequency generator 5b and the processing circuit 5d2, a pulse generator 8 that is an optical encoder and a processing circuit 8a for the pulse generator are used. Since they are common, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0035]
As shown in FIGS. 12 and 13, the pulse generator 8 is attached to a through hole 11 formed in a substantially central portion through a rotating shaft 1 b of the motor 1, and a plurality of slits 12 arranged at substantially equal intervals are provided in the peripheral portion. And a photo interrupter 8c arranged so as to sandwich a portion of the detection board 8b where the slits 12 are formed.
[0036]
As shown in FIG. 14, the photo interrupter 8c includes a light emitting diode D7 and a phototransistor Tr2 that are disposed substantially opposite to each other. When the phototransistor Tr2 receives light from the light emitting diode D7, Conduction between emitters.
[0037]
The processing circuit 8a includes a comparator Co4 whose output terminal is connected to the input terminal P of the microcomputer 4, a inverting input terminal of the comparator Co4 and a resistor R17 connected to the collector of the phototransistor Tr2, a non-inverting input terminal of the comparator Co4, and Parallel to a series circuit of resistors R18, R19, R20 connected to the collector of the phototransistor Tr2, a resistor R21 connected to the output terminal of the comparator Co4 and the collector of the phototransistor Tr2, and a series circuit of the phototransistor Tr2 and resistor R17. The connected diode D8, the diode D9 connected in parallel to the series circuit of the resistors R17 and R20, the connection point of the resistors R18 and R19 and the resistor R22 connected to the collector of the phototransistor Tr2, and the connection of the resistors R19 and R20 Spot and light emitting diode And a resistor R23 connected to the cathode of de D7, the anode of the light emitting diode D7 is connected to the collector of the phototransistor Tr2.
[0038]
By using the pulse generator 8 and the processing circuit 8a as described above, when the detection board 8b rotates together with the rotation of the rotating shaft 1b of the motor 1, and the slit 12 of the detection board 8b is substantially opposed to the phototransistor Tr2, the light emitting diode The light emitted from D7 is received by the phototransistor Tr2 through the slit 12. At this time, when the collector-emitter of the phototransistor Tr2 is electrically connected and the rotating shaft 1b is rotating at a substantially constant speed, the output terminal of the comparator Co4 has a rectangular shape with a substantially constant period as shown in FIG. A wave detection signal is output.
[0039]
For example, as shown in FIG. 16A, when there is no impact, the rotating shaft 1b rotates at a rotation speed of about 18000 rpm when full throttle (without PWM control), and the time difference tw1 between the rectangular waves is about 170. ~ 195 μsec. On the other hand, when there is an impact as shown in FIG. 16B, the rotary shaft 1b rotates at a rotational speed of about 11000 rpm when the throttle is full, and the time difference tw2 between the rectangular waves is about 290 to 340 μsec. Note that the duty ratio of each waveform in FIGS. 16A and 16B is, for example, about 36 to 38%. Thus, the time difference tw1, tw2 between the rectangular waves is different depending on whether or not there is an impact, and the number of rectangular waves output within a certain time is different. The microcomputer 4 can detect that there is a hit if the count number is small by counting the rectangular waves within the predetermined time.
[0040]
By the way, the PWM circuit 3 outputs a PWM control signal for turning on / off the FET of the drive circuit 2 at an arbitrary on-duty. In the first and second embodiments, for example, as shown in FIG. 17B, when the PWM control signal is output between the times t12 and t13 and between the times t14 and t15, the waveform shown in FIG. As shown, distortion occurs in the waveform of the detection signal output from the frequency generator 5b.
[0041]
On the other hand, in the present embodiment, distortion due to the PWM control signal of the detection signal output from the pulse generator 8 is suppressed, and the tightening torque system can be improved by making the hit detection more accurate.
(Embodiment 4)
In the present embodiment, the processing circuit 8a for the pulse generator is characterized, and other configurations are the same as those in the third embodiment. Therefore, common parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0042]
As shown in FIG. 18, the processing circuit 8a of the present embodiment receives a detection signal output from the pulse generator 8 and converts the frequency of the detection signal into a voltage value, and a necessary circuit. The band-pass filter circuit 8a2 that extracts only the frequency band and the voltage value of the voltage signal output from the band-pass filter circuit 8a2 are compared with the reference voltage value. When the voltage value is smaller than the reference voltage value, a rectangular wave impact detection signal is output. And a comparison circuit 8a3.
[0043]
As shown in FIG. 19, the F / V converter circuit 8a1 includes an operational amplifier A2, an input terminal I2 for inputting a signal from the pulse generator 8, a resistor 24 connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A2, a capacitor C6, and a diode D10. A series circuit, a resistor R25 and a capacitor C7 connected to the inverting input terminal and output terminal of the operational amplifier A2, and a diode D11 having an anode connected to a connection point between the capacitor C6 and the diode D10 and a cathode grounded, The non-inverting input terminal of the operational amplifier A2 is grounded. As shown in FIG. 20, a detection signal of the voltage value Vs output from the pulse generator 8 is input to the input terminal I2 of the F / V converter circuit 8a1. The pulse of the detection signal is integrated, and a charge Q obtained by multiplying the capacitance value C6n of the capacitor C6 and the voltage value Vs is accumulated in the capacitor C7. As a result, a voltage signal having a voltage value substantially proportional to the frequency of the detection signal is output from the output terminal of the operational amplifier A1.
[0044]
The bandpass filter circuit 8a2 includes an operational amplifier A3, a series circuit of a resistor R26 and a capacitor C8 connected to the output terminal of the operational amplifier A2 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier A3, and the resistor R26 and the capacitor C8. One end is connected to the connection point of the resistor R27, one end of which is connected to the output terminal of the operational amplifier A3, the other end is connected to the connection point of the non-inverting input terminal of the capacitor C8 and the operational amplifier A3, and the other end is grounded. The inverting input terminal of the operational amplifier A3 is connected to the output terminal.
[0045]
The band pass filter circuit 8a2 is configured as a multiple feedback type using an inverting amplifier by using an operational amplifier A3, capacitors C8 and C9, and resistors R26, R27, and R28. By setting a center frequency and a bandwidth, F / A voltage signal in a frequency band required for the voltage signal output from the V converter circuit 8a1 can be output from the output terminal of the operational amplifier A3. For example, from the frequency of the hitting sound output from the microphone processing circuit 5d1, the center frequency is set to about 33.3 Hz, the bandwidth is set to about 20 to 50 Hz, and a voltage signal having a frequency therebetween is output to detect hitting. It can be detected more accurately. Further, when a voltage signal in a frequency band that is not affected by the PWM control signal output from the PWM circuit 3 is output, the hit detection can be made more accurate and the tightening torque accuracy can be improved.
[0046]
The comparison circuit 8a3 includes a comparator Co5 that connects the output terminal of the operational amplifier A3 of the bandpass filter circuit 8a2 to the inverting input terminal, and a reference power supply E2 that connects the positive electrode to the non-inverting input terminal of the comparator Co5 and grounds the negative electrode. . The voltage value of the voltage signal output through the bandpass filter circuit 8a is compared with the reference voltage value of the reference power supply E2 by the comparator Co5. When the voltage value is smaller than the reference voltage value, it is determined that there is an impact, and the rectangular wave voltage signal Is output to the input terminal P of the microcomputer 4.
[0047]
By the way, instead of the pulse generator 8, a frequency generator 5b may be used. Furthermore, a bandpass filter circuit 8a2 may be provided in the processing circuit for the battery voltage detection circuit.
[0048]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, in the impact rotary tool that applies a rotational force to the output shaft by striking the output shaft by a hammer that is rotationally driven by a motor, a plurality of different types of variations caused by hammer striking are detected separately. A plurality of detecting means for outputting a detection signal, a processing circuit for determining a hit separately from the detection signals of the plurality of detecting means, and outputting a hit detection signal, and a detection signal from at least one of the plurality of detecting means When it is determined to be a blow, count the number of blows,StrikeNumber of shotsStops the motor when reaches the specified number of timesSince there are a plurality of types of control means, it is possible to prevent erroneous detection of hitting by one type of detection means and processing circuit as in the conventional example, and to accurately detect the hitting and improve tightening torque accuracy. There is an effect that can be.
[0049]
According to a second aspect of the present invention, a battery for supplying electric power to the motor is provided, and the plurality of detection means are substantially equivalent to a battery voltage detection circuit for detecting a change in the voltage across the battery and outputting a detection signal, Since it is a frequency generator that outputs a detection signal having a proportional amplitude, the same effect as in the first aspect of the invention can be obtained.
[0050]
According to a third aspect of the present invention, a battery for supplying electric power to the motor is provided, and the plurality of detection means detect a change in voltage across the battery and output a detection signal, and a hammering sound is detected by the hammer. Therefore, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained.
[0051]
According to a fourth aspect of the present invention, the plurality of detecting means are a frequency generator that outputs a detection signal having an amplitude substantially proportional to the rotational speed of the motor, and a microphone that detects a hammering sound by a hammer and outputs a detection signal. Features and effects similar to those of the invention of claim 1 are achieved.
[0052]
The invention according to claim 5 includes a battery for supplying electric power to the motor, and the plurality of detection means detect a frequency generator that outputs a detection signal having an amplitude substantially proportional to the rotational speed of the motor, and fluctuations in voltage across the battery. A battery voltage detection circuit that outputs a detection signal and a microphone that detects a hammering sound by a hammer and outputs a detection signal, and at least one of the detection signal from the frequency generator and the microphone or the battery power detection circuit Since the control circuit counts the number of hits when the processing circuit determines the hit almost simultaneously from the detection signal from the control signal, the same effect as the first aspect of the invention can be obtained.
[0053]
The invention according to claim 6 includes a drive circuit that includes a switching element to drive the motor, and a PWM circuit that performs PWM control of the drive circuit, and at least one of the plurality of detection means is substantially proportional to the rotational speed of the motor. Since this is a pulse generator that outputs a detection signal having a frequency that has been detected, distortion of the detection signal waveform caused by the PWM control signal can be prevented, impact can be detected more reliably, and tightening torque accuracy can be further improved. There is an effect.
[0054]
The processing circuit compares the detected voltage output from the pulse generator into a voltage value approximately proportional to the frequency of the detected signal, and compares the converted voltage value with a reference voltage value. Compared with the reference voltage value, the voltage value approximately proportional to the frequency of the detection signal can be detected more reliably and the tightening torque accuracy can be further improved. There is an effect that can be.
[0055]
The processing circuit includes a peak hold circuit that detects a peak value of the detection signal output from the frequency generator, a comparison circuit that compares the peak value of the detection signal with a reference voltage value, and determines a strike. Therefore, by comparing the peak value of the detection signal with the reference voltage value, it is possible to more reliably detect the impact and further improve the tightening torque accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a processing circuit for a microphone same as the above.
FIG. 3 is a waveform diagram showing a voltage signal inside the microphone processing circuit of the above.
FIG. 4 is a block diagram showing the motor and the processing circuit for the frequency generator.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a processing circuit for the frequency generator of the above.
6A is a waveform diagram of a detection signal, and FIG. 6B is a waveform diagram of an impact detection signal, showing a processing circuit for the frequency generator.
FIG. 7 is a block diagram showing the same battery and a battery voltage detection circuit.
FIG. 8 is a waveform diagram showing a detection signal output from the battery voltage detection circuit.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a processing circuit for a frequency generator according to a second embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a processing circuit for the frequency generator of the above.
FIG. 11 is a waveform diagram showing a detection signal input to the processing circuit for the frequency generator described above.
12 is a configuration diagram of a motor and a pulse generator showing Embodiment 3. FIG.
FIG. 13 is a front view showing the detection panel of the above.
FIG. 14 is a circuit diagram showing a processing circuit for the pulse generator same as above.
FIG. 15 is a waveform diagram showing an impact detection signal output from the processing circuit for the pulse generator.
FIG. 16 is a waveform diagram showing another hit detection signal output from the pulse generator processing circuit.
17A is a waveform diagram illustrating a detection signal output from the frequency generator according to the first or second embodiment, and FIG. 17B is a waveform diagram illustrating a PWM control signal output from the PWM circuit according to the first or second embodiment. It is.
FIG. 18 is a block diagram illustrating a processing circuit for a pulse generator according to a fourth embodiment.
FIG. 19 is a circuit diagram showing a processing circuit for the pulse generator same as above.
FIG. 20 is a waveform diagram showing a detection signal input to the F / V converter circuit same as above.
FIG. 21 is a configuration diagram showing a microphone attachment example of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Motor
2 Drive circuit
3 PWM circuit
4 Microcomputer
5 Impact detection circuit
5a microphone
5b Frequency generator
5c Battery voltage detection circuit
5d detection block
6 batteries
7 Power supply circuit

Claims

In impact rotary tools that apply rotational force to the output shaft by striking the output shaft with a hammer driven by a motor, multiple types of different types of variation caused by hammer striking are detected and output as detection signals. When the impact is determined by the detection means and the detection signal from the detection signals of the plurality of detection means, the processing circuit for outputting the impact detection signal, and the detection signal from at least one of the plurality of detection means, impact rotary tool, characterized in that by counting the number of shots, hitting撃回number and a control means for stopping the motor reaches a predetermined number of times.

The battery includes a battery for supplying power to the motor. 2. The impact rotary tool according to claim 1, wherein the impact rotary tool is an output frequency generator.

A battery that supplies power to the motor is provided, and the plurality of detection means detect a change in voltage across the battery and output a detection signal, and detect a hammering sound from the hammer and output a detection signal The impact rotary tool according to claim 1, wherein the impact rotary tool is a microphone.

The plurality of detection means are a frequency generator that outputs a detection signal having an amplitude substantially proportional to the number of rotations of the motor, and a microphone that detects a hammering sound by a hammer and outputs a detection signal. Impact turning tool.

A battery for supplying electric power to the motor is provided, and the plurality of detecting means output a detection signal having a frequency generator for outputting a detection signal having an amplitude substantially proportional to the rotational speed of the motor, and detecting a change in voltage across the battery. A battery voltage detection circuit and a microphone that detects a hammering sound by a hammer and outputs a detection signal, and processes from the detection signal from the frequency generator and the detection signal from at least one of the microphone and the battery power detection circuit 2. The impact rotary tool according to claim 1, wherein the control circuit counts the number of times of hitting when the hitting is determined substantially simultaneously by the circuit.

A drive circuit that includes a switching element to drive the motor and a PWM circuit that performs PWM control of the drive circuit, and at least one of the plurality of detection means outputs a detection signal having a frequency substantially proportional to the rotational speed of the motor. The impact rotary tool according to claim 1, wherein the impact rotary tool is a pulse generator.

The processing circuit includes a converter circuit that converts the detection signal output from the pulse generator into a voltage value that is substantially proportional to the frequency of the detection signal, and a comparison circuit that compares the converted voltage value with a reference voltage value to determine an impact. The impact rotary tool according to claim 6, comprising:

The processing circuit includes a peak hold circuit that detects a peak value of a detection signal output from the frequency generator, and a comparison circuit that compares the peak value of the detection signal with a reference voltage value to determine an impact. The impact rotary tool according to claim 2, 4, or 5.